CN107611060B - 接合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够谋求基板的处理时间的缩短的接合系统。实施方式的一形态的接合系统具备基板输送装置、表面改性装置、加载互锁室、表面亲水化装置以及接合装置。基板输送装置在常压气氛下输送第1基板以及第2基板。表面改性装置在减压气氛下对第1基板以及第2基板的要接合的表面进行改性。加载互锁室在室内中进行基板输送装置与表面改性装置之间的第1基板以及第2基板的交接，并且能够将室内的气氛在大气气氛与减压气氛之间切换。表面亲水化装置对改性后的第1基板以及第2基板的表面进行亲水化。接合装置利用分子间力对亲水化后的第1基板和第2基板进行接合。

Description

接合系统
技术领域
本发明涉及接合系统。
背景技术
以往，为了满足半导体器件的高集成化的要求，提出了使用将半导体器件3维地层叠的3维集成技术。作为使用了该3维集成技术的系统，公知有将例如半导体晶圆(以下称为“晶圆”)等基板彼此接合的接合系统(参照例如专利文献1)。
该接合系统具备：表面改性装置，其对第1基板、第2基板的要接合的表面进行改性；亲水化装置，其对改性后的第1基板、第2基板进行亲水化；接合装置，其利用范德华力和氢键(分子间力)将亲水化后的第1基板、第2基板接合。另外，接合系统也具备在各装置间输送第1基板、第2基板的基板输送装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-18919号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的接合系统中，表面改性装置的改性处理在减压气氛下进行。另一方面，由基板输送装置进行的基板的输送在常压气氛下进行。因而，在上述的表面改性装置中，进行了如下室内压的切换：在与输送装置之间进行基板的交接时，将室内的气氛设为常压气氛，在改性处理时设为减压气氛。
表面改性装置的室内的容积比较大，因此，室内压的切换需要时间。因此，对于上述的接合系统，在缩短基板的处理时间这点存在进一步改善的余地。
实施方式的一形态的目的在于提供一种能够谋求基板的处理时间的缩短的接合系统。
用于解决问题的方案
实施方式的一技术方案的接合系统具备基板输送装置、表面改性装置、加载互锁室、表面亲水化装置以及接合装置。基板输送装置在常压气氛下输送第1基板和第2基板。表面改性装置在减压气氛下对所述第1基板和所述第2基板的要接合的表面进行改性。加载互锁室在室内进行所述基板输送装置与所述表面改性装置之间的所述第1基板和所述第2基板的交接，并且，能够将所述室内的气氛在大气气氛与减压气氛之间进行切换。表面亲水化装置使改性后的所述第1基板和所述第2基板的表面亲水化。接合装置利用分子间力将亲水化后的所述第1基板和所述第2基板接合。
发明的效果
根据实施方式的一形态，能够在接合系统中谋求基板的处理时间的缩短。
附图说明
图1是表示第1实施方式的接合系统的结构的示意俯视图。
图2是表示第1实施方式的接合系统的结构的示意侧视图。
图3是第1基板和第2基板的示意侧视图。
图4是表示位置调节装置的结构的示意侧视图。
图5A是表示翻转用传送部的结构的示意俯视图。
图5B是表示翻转用传送部的结构的示意侧视图。
图6A是表示输送装置的结构的示意俯视图。
图6B是表示输送装置的结构的示意侧视图。
图7是表示基板调温装置的结构的示意侧视图。
图8是表示接合装置的结构的示意俯视图。
图9是表示接合装置的结构的示意侧视图。
图10是表示接合装置的内部结构的示意侧视图。
图11是表示上卡盘和下卡盘的结构的示意侧视图。
图12是从下方观察上卡盘的情况的示意平面图。
图13是从上方观察下卡盘的情况的示意平面图。
图14A是接合装置的动作说明图。
图14B是接合装置的动作说明图。
图14C是接合装置的动作说明图。
图14D是接合装置的动作说明图。
图14E是接合装置的动作说明图。
图14F是接合装置的动作说明图。
图14G是接合装置的动作说明图。
图14H是接合装置的动作说明图。
图15是表示接合系统所执行的处理的处理顺序的一部分的流程图。
图16是表示测试模式时接合系统所执行的处理的处理顺序的一部分的流程图。
图17A是说明变形例中的上下晶圆的周缘的位置检测的图。
图17B是表示变形例中的位置检测处理的一个例子的流程图。
图18是表示第2实施方式的接合系统的结构的示意俯视图。
图19是表示第2实施方式的接合系统的结构的示意侧视图。
图20是表示第3实施方式的接合系统的结构的示意俯视图。
附图标记说明
1、接合系统；2、输入输出站；3、处理站；31、加载互锁室；31a1、31a2、传送部；32、输送室；33、表面改性装置；34、表面亲水化装置；41、接合装置；42、基板调温装置；42a、第1调温保持板；42b、第2调温保持板；55、翻转用传送部；61、输送装置；62a、第1保持部；62b、第2保持部；64、第1驱动部；100、控制装置。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本申请所公开的接合系统的实施方式。此外，本发明并不被以下所示的实施方式限定。
(第1实施方式)
＜1.接合系统的结构>
首先，参照图1和图2对第1实施方式的接合系统的结构进行说明。图1是表示第1实施方式的接合系统的结构的示意俯视图，图2是表示第1实施方式的接合系统的结构的示意侧视图。另外，图3是第1基板和第2基板的示意侧视图。此外，以下，为了明确位置关系，规定彼此正交的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向，将Z轴正方向设为铅垂向上方向。另外，在包括图1～3在内的各附图中，存在仅示出需要说明的构成要素、省略一般的构成要素的记载的情况。
图1所示的本实施方式的接合系统1通过将第1基板W1和第2基板W2接合而形成重叠基板T(参照图3)。
第1基板W1是例如在硅晶圆、化合物半导体晶圆等半导体基板形成有多个电子电路的基板。另外，第2基板W2是例如没有形成电子电路的裸晶圆。第1基板W1和第2基板W2具有大致相同直径。
此外，也可以在第2基板W2形成电子电路。另外，作为上述的化合物半导体晶圆，能够使用含有例如砷化镓、碳化硅、氮化镓以及磷化铟等的晶圆，但并不限定于此。
以下，存在将第1基板W1记载为“上晶圆W1”、将第2基板W2记载为“下晶圆W2”、将重叠基板T记载为“重叠晶圆T”的情况。
另外，以下，如图3所示，将上晶圆W1的板面中的、要与下晶圆W2接合的一侧的板面记载为“接合面W1j”、将与接合面W1j相反的一侧的板面记载为“非接合面W1n”。另外，将下晶圆W2的板面中的、要与上晶圆W1接合的侧的板面记载为“接合面W2j”，将与接合面W2j相反的一侧的板面记载为“非接合面W2n”。
如图1所示，接合系统1具备输入输出站2和处理站3。输入输出站2和处理站3沿着X轴正方向以输入输出站2以及处理站3这样的顺序排列配置。另外，输入输出站2和处理站3一体地连接。
输入输出站2具备载置台10和输送区域20。载置台10具备多个载置板11。在各载置板11分别载置以水平状态收容多张(例如25张)基板的盒C1、C2、C3。盒C1是收容上晶圆W1的盒，盒C2是收容下晶圆W2的盒，盒C3是收容重叠晶圆T的盒。此外，在盒C1、C2中，上晶圆W1和下晶圆W2分别以将接合面W1j、W2j作为上表面的状态被朝向一致地收容。
输送区域20与载置台10相邻地配置于载置台10的X轴正方向侧。在该输送区域20设置有沿着Y轴方向延伸的输送路径21和能够沿着该输送路径21移动的输送装置22。输送装置22也能够沿着X轴方向移动且能够绕Z轴回转，在载置到载置板11的盒C1～C3与后述的处理站3的第3处理块G3之间进行上晶圆W1、下晶圆W2以及重叠晶圆T的输送。
此外，载置于载置板11的盒C1～C3的个数并不限定于图示的个数。另外，除了盒C1、C2、C3以外，也可以在载置板11载置用于对产生了不良情况的基板进行回收的盒等。
在处理站3设置有具备各种装置的多个例如3个处理块G1、G2、G3。在例如处理站3的背面侧(图1的Y轴正方向侧)设置有第1处理块G1，在处理站3的正面侧(图1的Y轴负方向侧)设置有第2处理块G2。另外，在处理站3的输入输出站2侧(图1的X轴负方向侧)设置有第3处理块G3。
另外，在由第1处理块G1～第3处理块G3包围的区域形成有输送区域60。在输送区域60配置有输送装置61。输送装置61具有沿着例如铅垂方向、水平方向以及绕铅垂轴线移动自如的输送臂。此外，使用图6A、6B后述输送装置61的详细的结构。
输送装置61在输送区域60内移动，向与输送区域60相邻的第1处理块G1、第2处理块G2以及第3处理块G3内的预定的装置输送上晶圆W1、下晶圆W2以及重叠晶圆T。
在此，由输送装置61进行的上晶圆W1、下晶圆W2以及重叠晶圆T的输送在常压气氛下进行。此外，常压是例如大气压，但无需与大气压完全相同，也可以包括大气压的例如±10kPa的压力范围。另外，输送装置61是基板输送装置的一个例子。
在第1处理块G1配置有加载互锁室31、输送室32、表面改性装置33、以及表面亲水化装置34(参照图2)。
加载互锁室31在第1处理块G1中位于距输入输出站2最远的位置，隔着闸阀36a与输送区域60相邻地配置于输送区域60的Y轴正方向侧。另外，输送室32隔着闸阀36b与加载互锁室31相邻地配置于加载互锁室31的X轴负方向侧，表面改性装置33在第1处理块G1中位于距输入输出站2最近的位置，隔着闸阀36c与输送室32相邻地配置于输送室32的X轴负方向侧。
加载互锁室31在室内在输送装置61与表面改性装置33之间进行上晶圆W1和下晶圆W2的交接。详细而言，在加载互锁室31的内部设置有多个传送部31a1、31a2(参照图2)。多个传送部31a1、31a2载置上晶圆W1或下晶圆W2。此外，在此，例如传送部31a1载置要从输送装置61向表面改性装置33输入的上晶圆W1或下晶圆W2，传送部31a2载置要从表面改性装置33向输送装置61输出的上晶圆W1或下晶圆W2。
此外，如图2所示，传送部31a1、31a2沿着铅垂方向层叠地配置，但并不限定于此，也可以以例如俯视时相邻的的方式配置。此外，传送部31a1、31a2是基板载置台的一个例子。
另外，真空泵31c(参照图2)借助抽吸管31b与加载互锁室31连接。由此，若例如闸阀36a、36b被封闭、真空泵31c工作，则加载互锁室31的室内被减压而成为减压气氛。另一方面，若例如闸阀36a被打开，则加载互锁室31的室内与处于大气气氛下的输送区域60连通，因此，室内的气氛成为大气气氛。这样，加载互锁室31构成为能够将其室内的气氛在大气气氛与减压气氛之间进行切换。
在输送室32配置有表面改性装置用输送装置(以下称为“改性用输送装置”)32a。改性用输送装置32a具有沿着例如铅垂方向、水平方向以及绕铅垂轴线移动自如的输送臂。该改性用输送装置32a接收被载置到例如加载互锁室31的传送部31a1的改性前的上晶圆W1等而向表面改性装置33输送、或将在表面改性装置33内被改性后的上晶圆W1等向加载互锁室31输送而载置于传送部31a2(参照图2)。
另外，真空泵32c(参照图2)借助抽吸管32b与输送室32连接。若真空泵31c工作，则输送室32的室内被减压而成为减压气氛。此外，闸阀36b在加载互锁室31处于减压气氛的情况下被打开。闸阀36c也同样地在表面改性装置33处于减压气氛的情况下被打开。
因此，输送室32被真空泵32c时常设为减压气氛。这样，输送室32的改性用输送装置32a与加载互锁室31相邻地配置，在减压气氛下将上晶圆W1和下晶圆W2在加载互锁室31与表面改性装置33之间输送。
表面改性装置33对上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j进行改性。另外，真空泵33c(参照图2)借助抽吸管33b与表面改性装置33连接。若真空泵33c工作，则表面改性装置33的室内被减压而成为减压气氛。此外，表面改性装置33也与输送室32同样地时常设为减压气氛。
因而，表面改性装置33在减压气氛下对上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j进行改性。详细而言，表面改性装置33以将上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j中的SiO2的键切断而成为单键的SiO、从而之后易于被亲水化的方式对该接合面W1j、W2j进行改性。
此外，在表面改性装置33中，在减压气氛下作为处理气体的氧气被激励而被等离子体化、离子化。然后，通过该氧离子被向上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j照射，接合面W1j、W2j被等离子体处理而被改性。
此外，上述的加载互锁室31被设定为其室内的容积比表面改性装置33、输送室32的室内的容积小，但并不限定于此。
在此，详细地说明如上述那样构成的加载互锁室31、输送室32以及表面改性装置33中的上晶圆W1的输送。此外，下晶圆W2的输送与上晶圆W1的输送相同，因此，以下的说明对于下晶圆W2的输送也大致妥当。另外，闸阀36a、36b、36c均关闭。
具体而言，首先，若改性前的上晶圆W1被输送装置61输送到加载互锁室31之前，则闸阀36a被打开，载置于加载互锁室31的传送部31a1。此外，在改性前的上晶圆W1向传送部31a1载置之际，存在传送部31a2载置有在上次的处理中已被改性了的上晶圆W1或下晶圆W2的情况。在该情况下，也可以是，输送装置61在将改性前的上晶圆W1载置到传送部31a1之后，接收传送部31a2上的上晶圆W1或下晶圆W2，从加载互锁室31退出。
接下来，闸阀36a被关闭，真空泵31c工作，加载互锁室31被减压而成为减压气氛。
接下来，闸阀36b、36c被打开，改性用输送装置32a将被载置到传送部31a1的上晶圆W1向表面改性装置33输送。接下来，闸阀36b、36c被关闭，在表面改性装置33内进行上晶圆W1的改性处理。
若改性处理完成，则闸阀36b、36c被打开，改性用输送装置32a从表面改性装置33取出上晶圆W1，向加载互锁室31的传送部31a2输送。接下来，在闸阀36b、36c被关闭之后，闸阀36a被打开，从而加载互锁室31的室内的气氛从减压气氛向大气气氛切换。
并且，输送装置61从加载互锁室31的传送部31a2取出改性后的上晶圆W1，向要进行下一个处理的表面亲水化装置34输送。
这样，本实施方式的接合系统1具备加载互锁室31，该加载互锁室31在室内进行输送装置61与表面改性装置33之间的上晶圆W1和下晶圆W2的交接，并且能够将室内的气氛在大气气氛和减压气氛之间切换。
由此，接合系统1能够谋求上晶圆W1和下晶圆W2的处理时间的缩短。即、只要构成为在将上晶圆W1、下晶圆W2相对于表面改性装置33输入输出之际对加载互锁室31的室内压力进行切换，表面改性装置33就能够维持减压气氛直接进行改性处理。因而，在表面改性装置33中，无需从大气气氛向减压气氛切换的处理，因此，能够缩短上晶圆W1、下晶圆W2的改性处理的时间。
另外，加载互锁室31被设定为室内的容积比表面改性装置33、输送室32的室内的容积小。由此，能够使切换加载互锁室31的室内压力的时间比切换表面改性装置33的室内压力的情况的时间短。
而且，改性用输送装置32a不配置于加载互锁室31，而是与加载互锁室31相邻地配置。由此，与改性用输送装置32a配置于加载互锁室31的情况相比，能够使得加载互锁室31小型化，作为结果，能够进一步缩短对室内压力进行切换的时间。
表面亲水化装置34(参照图2)利用例如纯水等亲水化处理液使上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j亲水化，并且对接合面W1j、W2j进行清洗。在表面亲水化装置34中，一边使保持到例如旋转卡盘的上晶圆W1或下晶圆W2旋转、一边向该上晶圆W1或下晶圆W2上供给纯水。由此，供给到上晶圆W1或下晶圆W2上的纯水在上晶圆W1的接合面W1j或下晶圆W2的接合面W2j上扩散，接合面W1j、W2j被亲水化。
如图2所示，在第1处理块G1中，加载互锁室31、输送室32、表面改性装置33以及表面亲水化装置34被层叠地配置。具体而言，在例如第1处理块G1中，在Z轴负方向侧的下层配置有加载互锁室31、输送室32以及表面改性装置33，而在Z轴正方向侧的上层配置有表面亲水化装置34。
这样，在本实施方式中，加载互锁室31、输送室32以及表面改性装置33配置于表面亲水化装置34的下方。由此，能够将与例如加载互锁室31、输送室32以及表面改性装置33连接的真空泵31c、32c、33c、抽吸管31b、32b、33b一并配设于接合系统1的下方，能够使系统整体小型化。
另外，在加载互锁室31、输送室32以及表面改性装置33的附近配置有真空泵31c、32c、33c，因此，也能够缩短抽吸管31b、32b、33b，因而，能够将减压的时间设为最小限度。
此外，图1所示的加载互锁室31、表面改性装置33、表面亲水化装置34的配置位置是例示，而不是限定性的。即、加载互锁室31、表面改性装置33也可以配置于表面亲水化装置34的上方。另外，也可以将加载互锁室31、表面改性装置33配置于例如第2处理块G2、第3处理块G3。进而，也可以是，在例如处理站3的X轴正方向侧的位置、输入输出站2与处理站3之间设置新的站，在该新的站配置加载互锁室31、表面改性装置33。
接合装置41、基板调温装置42、排气口43配置于第2处理块G2。接合装置41在第2处理块G2中位于距输入输出站2最近的位置。另外，基板调温装置42与接合装置41相邻地配置于接合装置41的X轴正方向侧。基板调温装置42与排气口43相邻地配置于排气口43的X轴负方向侧。
接合装置41利用分子间力将亲水化后的上晶圆W1和下晶圆W2接合。此外，使用图8～图14H后述该接合装置41的详细的结构。
基板调温装置42对接合前的上晶圆W1和接合前的下晶圆W2分别进行温度调节。此外，使用图7后述基板调温装置42的详细的结构。
排气口43将温度调节后的气体(以下称为“调温空气”)排出。即、虽省略图示，但处理站3具备配置于例如输入输出站2侧的顶部等适当位置而供给调温空气的供气口，排气口43将从该供气口供给而在处理站3内穿过的调温空气向处理站3的外部排出。
因而，在处理站3中，在调温空气的流动方向(X轴正方向)上，按照接合装置41、基板调温装置42、排气口的顺序配置。换言之，基板调温装置42在调温空气的流动方向上配置于接合装置41的下游侧。
此外，排气口43的配置位置并不限定于图示的例子，也可以配置于例如加载互锁室31附近、输送区域60附近等其他位置。另外，供气口的位置也并不限于上述位置，也可以配置于处理站3的地板部、壁部等其他位置。
如图2所示，在第3处理块G3，从上方依次层叠地配置有位置调节装置51、传送部53、54以及翻转用传送部55。此外，第3处理块G3中的各装置的配置场所只不过是例示，并不是限定性的。
图4是表示位置调节装置51的结构的示意侧视图。位置调节装置51对上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向上的朝向进行调节。位置调节装置51如图4所示那样具有：基座51a；保持部51b，其吸附保持上晶圆W1和下晶圆W2而使上晶圆W1和下晶圆W2旋转；检测部51c，其对上晶圆W1的凹口部的位置和下晶圆W2的凹口部的位置进行检测；以及基座翻转部51d，其使基座51a翻转。
在该位置调节装置51中，一边使被吸附保持到保持部51b的上晶圆W1和下晶圆W2旋转一边利用检测部51c对上晶圆W1的凹口部的位置和下晶圆W2的凹口部的位置进行检测，从而对该凹口部的位置进行调节而对上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向上的朝向进行调节。
另外，也可以是，在检测部51c设置有例如未图示的照相机，来对上晶圆W1和下晶圆W2的周缘进行拍摄。检测部51c一边使保持于例如保持部51b的上晶圆W1等旋转1圈一边对上晶圆W1等的周缘进行拍摄，基于拍摄到的图像对上晶圆W1等的周缘进行描绘。并且，也可以是，检测部51c基于所描绘出的上晶圆W1等的周缘的信息对上晶圆W1和下晶圆W2的半径进行检测。
这样，位置调节装置51也作为对上晶圆W1的半径和下晶圆W2的半径进行检测的半径检测装置发挥功能。此外，在上述中，在位置调节装置51中，对上晶圆W1等的半径进行检测，但并不限于此，也可以是，在例如上晶圆W1等标注有表示半径等的识别信息(ID)，通过读入该识别信息来对半径进行检测等。
基座翻转部51d具备例如马达等，并且与基座51a连接，使基座51a连同保持到保持部51b的上晶圆W1一起翻转。由此，使保持到保持部51b的上晶圆W1的表背面翻转。因而，例如水平方向上的朝向被调节后的上晶圆W1利用上述的翻转而设为将接合面W1j作为下表面的状态(参照图2)，在该状态下，从位置调节装置51输出。此外，从位置调节装置51输出来的上晶圆W1和下晶圆W2向基板调温装置42输送而进行温度调节。
返回图2的说明，由输送装置22、输送装置61输送来的上晶圆W1暂时载置于传送部53。另外，由输送装置22、输送装置61输送来的下晶圆W2、重叠晶圆T暂时载置于传送部54。
翻转用传送部55是如下装置：在后述的测试模式时使用，以将接合面W1j、W2j作为下表面的状态暂时保持从接合装置41返回来的上晶圆W1、下晶圆W2。此外，翻转用传送部55是基板交接装置的一个例子。
图5A是表示翻转用传送部55的结构的示意俯视图，图5B是表示翻转用传送部55的结构的示意侧视图。如图5B所示，翻转用传送部55具备保持部56和翻转机构57。保持部56在下表面56a1侧保持将接合面W1j、W2j作为下表面的上晶圆W1、下晶圆W2。
具体而言，保持部56在下表面56a1侧设置有吸附部56a2。真空泵56a4借助抽吸管56a3与吸附部56a2连接。因而，保持部56的下表面56a1通过真空泵56a4的工作而利用真空吸附保持上晶圆W1、下晶圆W2。由此，保持部56能够可靠地保持上晶圆W1等。
另外，保持部56在上表面56b1侧也设置有吸附部56b2。真空泵56b4借助抽吸管56b3与吸附部56b2连接。因而，保持部56的上表面56b1构成为能够通过真空泵56b4的工作而吸附上晶圆W1等。
翻转机构57具备例如马达等，并且，与保持部56连接，使由保持部56保持着的上晶圆W1等的表背面翻转。在此，翻转用传送部55的翻转机构57在例如测试模式下使没有由接合装置41接合的上晶圆W1翻转。
具体而言，将接合面W1j作为下表面的状态的上晶圆W1被输送装置61向翻转用传送部55输送，由吸附部56a2保持。接着，翻转机构57使保持部56翻转，因而，上晶圆W1设为将接合面W1j作为上表面的状态。该状态的上晶圆W1在图5A、5B中由想像线表示。此外，后述使用翻转用传送部55的测试模式。
接着，参照图6A、6B说明输送装置61的结构。图6A表示输送装置61的结构的示意俯视图，图6B是表示输送装置61的结构的示意侧视图。
如图6B所示，输送装置61具备：第1保持部62a；设置于第1保持部62a的下方的第2保持部62b；以及第1驱动部64。此外，作为第1保持部62a和第2保持部62b，能够使用横向宽度比上晶圆W1等的直径小的两股形状的叉，但并不限于此。
在本实施方式中，第1保持部62a用于保持将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1。另一方面，第2保持部62b用于保持将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2、将接合面W1j作为上表面的上晶圆W1、以及重叠晶圆T等。此外，由上述的第1保持部62a和第2保持部62b保持的各晶圆的种类是例示，而不是限定性的，例如第1保持部62a也可以保持重叠晶圆T。
第1保持部62a在下表面62a1侧设置有多个吸附部62a2(在图6A中以虚线表示)。真空泵62a4借助抽吸管62a3与吸附部62a2连接。因而，第1保持部62a通过真空泵62a4的工作而利用真空吸附保持上晶圆W1。详细而言，第1保持部62a从非接合面W1n侧(上表面侧)利用真空吸附保持将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1。
第2保持部62b在上表面62b1侧设置有多个吸附部(在图6A、6B看不到)。真空泵62b4借助抽吸管62b3(参照图6B)与该吸附部连接。因而，第2保持部62b通过真空泵62b4的工作而利用真空吸附保持下晶圆W2等。
详细而言，第2保持部62b使将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2与上晶圆W1相对而从非接合面W2n侧(下表面侧)利用真空吸附保持下晶圆W2。另外，虽省略图示，但第2保持部62b也如上述那样利用真空吸附保持重叠晶圆T。
这样，第1保持部62a利用真空吸附保持上晶圆W1，第2保持部62b利用真空吸附保持下晶圆W2。由此，第1保持部62a、第2保持部62b能够可靠地保持上晶圆W1、下晶圆W2。
第1驱动部64与第1保持部62a以及第2保持部62b连接。第1驱动部64将第1保持部62a和第2保持部62b一起驱动，使它们相对于基座65沿着铅垂方向、水平方向以及绕铅垂轴线一体地移动。此外，虽省略图示，但第1驱动部64包括马达等驱动源、带等动力传递机构。
输送装置61通过如上述那样地构成，从而能够小型化。即、若驱动部分别与例如第1保持部62a和第2保持部62b连接，则驱动部成为两个，输送装置61大型化。然而，对于本实施方式的输送装置61，第1保持部62a、第2保持部62b由1个第1驱动部64一起驱动，因此，能够使输送装置61小型化。
另外，在输送装置61向接合装置41输送上晶圆W1和下晶圆W2的情况下，由第1保持部62a保持上晶圆W1，由第2保持部62b保持下晶圆W2，将上晶圆W1和下晶圆W2这两张一起输送。
详细而言，如图6B所示，第1保持部62a从上表面侧保持将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1，并且，第2保持部62b使将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2与上晶圆W1相对而从下表面侧保持下晶圆W2。
由此，在接合装置41中，上晶圆W1和下晶圆W2以与进行接合处理时相同的朝向被输送。因此，在接合装置41中，无需使例如上晶圆W1的朝向翻转的处理，因此，作为结果，能够缩短接合装置41中的接合处理的时间。
而且，输送装置61具备多个(在此是4个)位置检测部70a～70d。位置检测部70a～70d固定于例如基座65。位置检测部70a～70d分别在不同的位置对保持到第1保持部62a、第2保持部62b的上晶圆W1、下晶圆W2的周缘的位置进行检测。
具体而言，位置检测部70a～70d分别具备投光部71和受光部72。投光部71和受光部72配置于从上下隔着被保持到第1保持部62a、第2保持部62b的上晶圆W1、下晶圆W2的位置。即、位置检测部70a～70d配置于与被保持到第1保持部62a、第2保持部62b的上晶圆W1、下晶圆W2的面(例如接合面W1j、W2j、非接合面W1n、W2n)垂直的方向。
此外，投光部71和受光部72的配置并不限定于上述的例子。也可以是，例如投光部71配置于上晶圆W1等的上方，受光部72配置于上晶圆W1等的下方。此外，作为受光部72，能够使用多个受光元件呈直线状排列的线性传感器，但并不限定于此。
受光部72利用受光元件接收从投光部71照射的光，但若上晶圆W1等存在于投光部71与受光部72之间，则光被上晶圆W1等部分地遮挡。
由此，在受光部72中，在接收光的受光元件和不接收光的受光元件之间在受光量上产生差异。位置检测部70a～70d基于该受光量的差异对上晶圆W1等的周缘的位置进行检测。位置检测部70a～70d将表示检测结果的信号向后述的控制装置100(参照图1)送出。此外，后述由位置检测部70a～70d对上晶圆W1等的周缘的位置进行检测的处理。
返回图1的说明，接合系统1具备控制装置100。控制装置100对接合系统1的动作进行控制。该控制装置100是例如计算机，具备未图示的控制部和存储部。在存储部储存有对接合处理等各种处理进行控制的程序、在各种处理中所使用的数据等。控制部通过读出并执行被存储到存储部的程序等而对接合系统1的动作进行控制。
此外，该程序既可以是记录到能够由计算机读取的记录介质的程序，也可以是从该记录介质安装到控制装置100的存储部的程序。作为能够由计算机读取的记录介质，存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
在此，参照图7详细地说明上述的基板调温装置42。图7是表示基板调温装置42的结构的示意侧视图。
利用输送装置61向基板调温装置42输送将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1和将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2，对上晶圆W1和下晶圆W2分别进行温度调节。具体而言，如图7所示，基板调温装置42具备第1调温保持板42a和第2调温保持板42b。
第1调温保持板42a保持接合前的上晶圆W1、详细而言保持亲水化后且是接合前的上晶圆W1。具体而言，第1调温保持板42a在保持上晶圆W1的保持面42a1设置有多个保持销42a2。保持销42a2构成为相对于第1调温保持板42a的保持面42a1升降自如。
另外，真空泵42a4借助抽吸管42a3与保持销42a2连接。因而，第1调温保持板42a通过真空泵42a4的工作而利用真空吸附保持上晶圆W1。此外，上晶圆W1的非接合面W1n被吸附保持于第1调温保持板42a的保持销42a2。
而且，在第1调温保持板42a内置有第1调温机构42a5。例如温度调节后的冷却水等制冷剂向第1调温机构42a5流通。因而，第1调温保持板42a通过对第1调温机构42a5的冷却温度进行调节、或者使保持销42a2升降而对与上晶圆W1之间的分开距离进行调节，从而对上晶圆W1的温度进行调节。
第2调温保持板42b以其保持面42b1与第1调温保持板42a的保持面42a1相对的方式配置，保持接合前的下晶圆W2，详细而言，保持亲水化后且是接合前的下晶圆W2。具体而言，第2调温保持板42b在保持下晶圆W2的保持面42b1设置有多个保持销42b2。保持销42b2构成为相对于第2调温保持板42b的保持面42b1升降自如。
另外，真空泵42b4借助抽吸管42b3与保持销42b2连接。因而，第2调温保持板42b通过真空泵42b4的工作而利用真空吸附保持下晶圆W2。此外，下晶圆W2的非接合面W2n被吸附保持于保持销42b2。另外，在上述中，第2调温保持板42b利用吸附保持下晶圆W2，但并不限于此，也可以是，将例如真空泵42b4、抽吸管42b3去除，利用载置保持下晶圆W2。
在第2调温保持板42b内置有第2调温机构42b5。例如制冷剂向第2调温机构42b5流通。另外，在第2调温保持板42b的保持面42b1设置有能够支承下晶圆W2的多个接近销42b7。
对于如上述那样构成的第2调温保持板42b，利用保持销42b2保持输送来的下晶圆W2，接下来，使保持销42b2下降到保持销42b2的顶端比接近销42b7低。由此，下晶圆W2被支承于接近销42b7，在下晶圆W2与第2调温保持板42b的保持面42b1之间确保适当的空隙。这样，第2调温保持板42b在与下晶圆W2保持了适当的分开距离的状态下对下晶圆W2的温度进行调节。
此外，在上述的第2调温保持板42b中，使用了接近销42b7，但并不限于此，也可以将例如接近销42b7去除，使保持销42b2下降到处于与下晶圆W2之间适当的分开距离的位置并维持这一状态，从而对下晶圆W2的温度进行调节。
此外，作为上述的第1调温机构42a5、第2调温机构42b5，能够使用冷却套等，但并不限定于此，也可以是例如加热器等其他种类的调温机构。
如上述那样地构成的基板调温装置42进行温度调节，以使接合前的下晶圆W2的温度成为比接合前的上晶圆W1的温度高的温度。由此，能够抑制缩放(日文：スケーリング)。
缩放是指如下现象：在例如接合起来的重叠晶圆T中，即使上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部一致，也在其周缘部沿着水平方向产生错位。该现象是由此产生的：如后述那样在将上晶圆W1和下晶圆W2接合之际，利用推压构件250(参照图14D)使上晶圆W1的中心部W1a向下晶圆W2的中心部W2a侧下降，因此，上晶圆W1向下方呈凸状翘曲地延伸。
因此，本实施方式的基板调温装置42进行温度调节，以使接合前的下晶圆W2的温度成为比接合前的上晶圆W1的温度高的温度，使下晶圆W2膨胀。由此，能够有效地抑制上晶圆W1的周缘部与下晶圆W2的周缘部的水平方向上的错位(缩放)。
此外，在上述中，基板调温装置42进行了温度调节，以使接合前的下晶圆W2的温度成为比接合前的上晶圆W1的温度高的温度，但这是例示，而不是限定性的，也可以使例如下晶圆W2和上晶圆W1成为相同的温度。
此外，在上述中，基板调温装置42对上晶圆W1和下晶圆W2这两者进行温度调节，但并不限于此，也可以对上晶圆W1和下晶圆W2中的任一者进行温度调节。
另外，如上述那样，基板调温装置42在调温空气的流动方向上配置于接合装置41的下游侧(参照图1)。因而，基板调温装置42的周边的温度环境和接合装置41的周边的温度环境变得相同。由此，在被基板调温装置42温度调节后的上晶圆W1和下晶圆W2向接合装置41输送之际，能够尽可能抑制晶圆温度因温度环境而降低等影响，因而，能够容易地进行上晶圆W1和下晶圆W2的温度管理。
＜2.接合装置的结构>
接着，参照图8～图13说明接合装置41的结构。图8是表示接合装置41的结构的示意俯视图，图9是其示意侧视图。另外，图10是表示接合装置41的内部结构的示意侧视图。
如图8所示，接合装置41具有内部能够密闭的处理容器190。在处理容器190的靠输送区域60侧的侧面形成有上晶圆W1、下晶圆W2以及重叠晶圆T的输入输出口191，在该输入输出口191设置有开闭器192。
如图9所示，在处理容器190的内部设置有上卡盘230和下卡盘231。上卡盘230从上方吸附保持上晶圆W1。另外，下卡盘231设置于上卡盘230的下方，从下方吸附保持下晶圆W2。
如图9所示，上卡盘230被设置于处理容器190的顶面的支承构件280支承。
在支承构件280设置有对保持到下卡盘231的下晶圆W2的接合面W2j进行拍摄的上部拍摄部281(参照图10)。上部拍摄部281与上卡盘230相邻地设置。
如图8、图9以及图10所示，下卡盘231被设置于该下卡盘231的下方的第1下卡盘移动部290支承。第1下卡盘移动部290如后述那样使下卡盘231沿着水平方向(Y轴方向)移动。另外，第1下卡盘移动部290构成为能够使下卡盘231沿着铅垂方向移动自如，且能够绕铅垂轴线旋转。
在第1下卡盘移动部290设置有对保持到上卡盘230的上晶圆W1的接合面W1j进行拍摄的下部拍摄部291。下部拍摄部291与下卡盘231相邻地设置。
如图8、图9以及图10所示，第1下卡盘移动部290安装于一对轨道295、295，该一对轨道295、295设置于该第1下卡盘移动部290的下表面侧并沿着水平方向(Y轴方向)延伸。第1下卡盘移动部290构成为沿着轨道295移动自如。
一对轨道295、295设置于第2下卡盘移动部296。第2下卡盘移动部296安装于一对轨道297、297，该一对轨道297、297设置于该第2下卡盘移动部296的下表面侧并沿着水平方向(X轴方向)延伸。并且，第2下卡盘移动部296构成为，沿着轨道297移动自如、即、使下卡盘231沿着水平方向(X轴方向)移动。此外，一对轨道297、297设置于载置台298上，载置台298设置于处理容器190的底面。
接着，参照图11～图13对上卡盘230和下卡盘231的结构进行说明。图11是表示上卡盘230和下卡盘231的结构的示意侧视图。另外，图12是从下方观察上卡盘230的情况的示意平面图，图13是从上方观察下卡盘231的情况的示意平面图。
如图11所示，上卡盘230被划分成多个、例如3个区域230a、230b、230c。如图12所示，这些区域230a、230b、230c从上卡盘230的中心部朝向周缘部(外周部)依照该顺序设置。区域230a在俯视时具有圆形状，区域230b、230c在俯视时具有环状形状。
如图11所示，在各区域230a、230b、230c分别独立地设置有用于吸附保持上晶圆W1的抽吸管240a、240b、240c。不同的真空泵241a、241b、241c分别与各抽吸管240a、240b、240c连接。这样，上卡盘230构成为能够按照各区域230a、230b、230c来设定上晶圆W1的抽真空。
另外，上卡盘230具备沿着铅垂方向升降自如的多个保持销245。真空泵246与保持销245连接。即、保持销245能够通过真空泵246的工作而利用真空吸附保持上晶圆W1。
因而，对于上卡盘230，在例如保持销245从保持面突出来的状态下吸附并接收上晶圆W1，之后保持销245上升而使上晶圆W1与保持面接触。接下来，对于上卡盘230，真空泵241a、241b、241c工作，如图11所示，在各区域230a、230b、230c中吸附保持上晶圆W1。
另外，在上卡盘230的中心部形成有沿着厚度方向贯通该上卡盘230的贯通孔243。该上卡盘230的中心部与要吸附保持于该上卡盘230的上晶圆W1的中心部W1a相对应。并且，后述的推压构件250的推压销251贯穿贯通孔243。
在上卡盘230的上表面设置有按压上晶圆W1的中心部的推压构件250。推压构件250具有缸构造，具有推压销251和作为在该推压销251升降之际的引导件的外筒252。推压销251利用内置有例如马达的驱动部(未图示)贯穿贯通孔243而沿着铅垂方向升降自如。并且，推压构件250在后述的上晶圆W1和下晶圆W2的接合时能够使上晶圆W1的中心部W1a和下晶圆W2的中心部W2a抵接而按压。
如图13所示，下卡盘231被划分成多个、例如两个区域231a、231b。这些区域231a、231b从下卡盘231的中心部朝向周缘部而依照该顺序设置。并且，区域231a在俯视时具有圆形状，区域231b在俯视时具有环状形状。
如图11所示，在各区域231a、231b分别独立地设置有用于吸附保持下晶圆W2的抽吸管260a、260b。不同的真空泵261a、261b分别与各抽吸管260a、260b连接。这样，下卡盘231构成为能够按照各区域231a、231b来设定下晶圆W2的抽真空。
另外，下卡盘231具备沿着铅垂方向升降自如的多个保持销265。对于下卡盘231，在例如保持销265从保持面突出来的状态下载置并接收下晶圆W2，之后保持销265下降而使下晶圆W2与保持面接触。接下来，对于下卡盘231，真空泵261a、261b工作，如图11所示，在各区域231a、231b中吸附保持下晶圆W2。此外，在上述中，保持销265利用载置来保持下晶圆W2，但并不限于此，与上卡盘230的保持销245同样地，也可以利用吸附保持下晶圆W2。
另外，在下卡盘231的周缘部，在多个部位、例如5个部位设置有防止上晶圆W1、下晶圆W2以及重叠晶圆T从该下卡盘231飞出、或滑落的止挡构件263。
＜3.接合装置中的晶圆的位置调节和接合动作>
接着，具体地说明如上述那样地构成的接合装置41中的上晶圆W1和下晶圆W2的位置调节、以及上晶圆W1与下晶圆W2之间的接合动作。图14A～图14H是接合装置41的动作说明图。
在此，图14A～图14H所示的上晶圆W1和下晶圆W2对接合面W1j、W2j分别实施改性处理和亲水化处理。另外，上晶圆W1的非接合面W1n被吸附保持于上卡盘230，下晶圆W2的非接合面W2n被吸附保持于下卡盘231。
然后，进行保持到上卡盘230的上晶圆W1和保持到下卡盘231的下晶圆W2的水平方向上的位置调节。
如图14A所示，在上晶圆W1的接合面W1j形成有预先确定好的多个、例如3个基准点A1～A3，同样地在下晶圆W2的接合面W2j形成有预先确定好的多个、例如3个基准点B1～B3。作为这些基准点A1～A3、B1～B3，分别使用在例如上晶圆W1和下晶圆W2上形成的预定的图案。此外，基准点的数量能够任意地设定。
首先，如图14A所示，进行上部拍摄部281和下部拍摄部291的水平方向位置的调节。具体而言，利用第1下卡盘移动部290和第2下卡盘移动部296使下卡盘231沿着水平方向移动，以使得下部拍摄部291位于上部拍摄部281的大致下方。并且，利用上部拍摄部281和下部拍摄部291对通用的靶X进行确认，下部拍摄部291的水平方向位置被微调，使得上部拍摄部281的水平方向位置与下部拍摄部291的水平方向位置对齐。
接着，如图14B所示，在利用第1下卡盘移动部290使下卡盘231沿着铅垂上方移动了之后，进行上卡盘230与下卡盘231的水平方向位置的调节。
具体而言，一边利用第1下卡盘移动部290和第2下卡盘移动部296使下卡盘231沿着水平方向移动，一边使用上部拍摄部281来对下晶圆W2的接合面W2j的基准点B1～B3依次进行拍摄。同时，一边使下卡盘231沿着水平方向移动，一边使用下部拍摄部291来对上晶圆W1的接合面W1j的基准点A1～A3依次进行拍摄。此外，图14B示出了利用上部拍摄部281对下晶圆W2的基准点B1进行拍摄、并且利用下部拍摄部291对上晶圆W1的基准点A1进行拍摄的情形。
拍摄到的图像数据向控制装置100输出。在控制装置100中，基于由上部拍摄部281拍摄到的图像数据和由下部拍摄部291拍摄到的图像数据，利用第1下卡盘移动部290、第2下卡盘移动部296对下卡盘231的水平方向位置进行调节，以使得上晶圆W1的基准点A1～A3和下晶圆W2的基准点B1～B3分别对齐。这样一来上卡盘230的水平方向位置与下卡盘231的水平方向位置被调节，上晶圆W1的水平方向位置与下晶圆W2的水平方向位置被调节。
接着，如图14C所示，利用第1下卡盘移动部290使下卡盘231向铅垂上方移动，进行上卡盘230的铅垂方向位置与下卡盘231的铅垂方向位置的调节，进行保持到该上卡盘230的上晶圆W1和保持到下卡盘231的下晶圆W2的铅垂方向位置的调节。此时，下晶圆W2的接合面W2j与上晶圆W1的接合面W1j之间的间隔成为预定的距离、例如80μm～200μm。
通过如此构成，能够高精度地对上晶圆W1和下晶圆W2进行水平方向位置和铅垂方向位置的调节。
图14D示出了上述的水平方向位置和铅垂方向位置的调节结束后的上卡盘230、上晶圆W1、下卡盘231以及下晶圆W2的情形。如图14D所示，上晶圆W1在上卡盘230的所有区域230a、230b、230c被抽真空后而被保持于所有区域230a、230b、230c，下晶圆W2也在下卡盘231的所有区域231a、231b被抽真空后被保持于所有区域231a、231b。
接着，进行利用分子间力接合上晶圆W1和下晶圆W2的接合处理。在接合处理中，具体而言，真空泵241a的工作停止，如图14E所示，区域230a中的来自抽吸管240a的上晶圆W1的抽真空停止。此时，在区域230b、230c中，上晶圆W1正在被抽真空而被吸附保持。之后，通过使推压构件250的推压销251下降，一边按压上晶圆W1的中心部W1a一边使该上晶圆W1下降。此时，在推压销251施加有在没有上晶圆W1的状态下该推压销251移动70μm那样的载荷、例如200g。并且，利用推压构件250使上晶圆W1的中心部W1a与下晶圆W2的中心部W2a抵接而按压。
由此，在被按压着的上晶圆W1的中心部W1a与下晶圆W2的中心部W2a之间开始接合(图14E中的粗线部)。即、上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j被分别改性，因此，首先，在接合面W1j、W2j间产生范德华力(分子间力)，该接合面W1j、W2j彼此被接合。而且，上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j分别被亲水化，因此，接合面W1j、W2j间的亲水基进行氢键接合，接合面W1j、W2j彼此被牢固地接合。
之后，如图14F所示，在利用推压构件250按压着上晶圆W1的中心部W1a和下晶圆W2的中心部W2a的状态下，真空泵241b的工作停止，区域230b中的来自抽吸管240b的上晶圆W1的抽真空停止。
由此，保持到区域230b的上晶圆W1向下晶圆W2上落下。而且，之后，真空泵241c的工作停止，区域230c中的来自抽吸管240c的上晶圆W1的抽真空停止。如此地使上晶圆W1的抽真空从上晶圆W1的中心部W1a朝向周缘部W1b阶段性地停止，上晶圆W1向下晶圆W2上阶段性地落下而抵接。并且，基于上述的接合面W1j、W2j间的范德华力和氢键的接合从中心部W1a朝向周缘部W1b依次扩展。
这样一来，如图14G所示那样上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j以整个面抵接，上晶圆W1和下晶圆W2被接合。
之后，如图14H所示，使推压构件250上升到上卡盘230。另外，在下卡盘231中停止来自抽吸管260a、260b的下晶圆W2的抽真空，解除下卡盘231对下晶圆W2的吸附保持。由此，接合装置41的接合处理结束。
＜4.接合系统的具体的动作(通常模式)>
接着，参照图15对如以上那样地构成的接合系统1的具体的动作进行说明。图15是表示接合系统1所执行的处理的处理顺序的一部分的流程图。此外，基于控制装置100的控制来执行图15所示的各种的处理。另外，图15所示的处理是在接合系统1的接合装置41中进行通常的接合处理的“通常模式”下的处理。
首先，收容有多张上晶圆W1的盒C1、收容有多张下晶圆W2的盒C2、以及空盒C3载置于输入输出站2的预定的载置板11。之后，利用输送装置22取出盒C1内的上晶圆W1，向处理站3的第3处理块G3的传送部53输送。
接着，上晶圆W1被输送装置61向第1处理块G1的加载互锁室31输送，载置于传送部31a1而进行交接(步骤S101)。接下来，在闸阀36a封闭了之后，真空泵31c工作，加载互锁室31被减压而成为减压气氛(步骤S102)。
接着，上晶圆W1被输送室32的改性用输送装置32a从加载互锁室31向表面改性装置33输送。在表面改性装置33中，在减压气氛下，作为处理气体的氧气被激励而被等离子体化，被离子化。该氧离子向上晶圆W1的接合面W1j照射而对该接合面W1j进行等离子体处理。由此，上晶圆W1的接合面W1j被改性(步骤S103)。
接着，上晶圆W1被改性用输送装置32a从表面改性装置33向加载互锁室31输送，载置于传送部31a2。并且，通过打开闸阀36a，加载互锁室31从减压气氛向大气气氛切换，进行上晶圆W1的交接(步骤S104)。此外，如上所述，加载互锁室31设为大气气氛，但输送室32、表面改性装置33保持着减压气氛。
接着，上晶圆W1被输送装置61从加载互锁室31向表面亲水化装置34输送。在表面亲水化装置34中，一边使保持到旋转卡盘的上晶圆W1旋转，一边向该上晶圆W1上供给纯水。这样一来，供给来的纯水在上晶圆W1的接合面W1j上扩散，羟基(硅醇基)附着于在表面改性装置33中改性后的上晶圆W1的接合面W1j而使该接合面W1j亲水化。另外，上晶圆W1的接合面W1j被该纯水清洗(步骤S105)。
接着，亲水化后的上晶圆W1被输送装置61向位置调节装置51输送。然后，上晶圆W1的水平方向上的朝向被位置调节装置51调节(步骤S106)。
之后，上晶圆W1利用位置调节装置51的基座翻转部51d使其表背面翻转，设为将接合面W1j作为下表面的状态(步骤S107)。接着，将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1被输送装置61向基板调温装置42输送，被吸附保持于基板调温装置42的第1调温保持板42a。由此，上晶圆W1的温度被调节(步骤S108)。
也对下晶圆W2进行上述的步骤S101～S106、S108的处理。即、首先，利用输送装置22取出盒C2内的下晶圆W2，向处理站3的传送部54输送。
接着，下晶圆W2被输送装置61向加载互锁室31输送而进行交接(步骤S109)。接下来，加载互锁室31被减压而成为减压气氛(步骤S110)。
接着，下晶圆W2被改性用输送装置32a从加载互锁室31向表面改性装置33输送，接合面W2j被改性(步骤S111)。接着，下晶圆W2被改性用输送装置32a从表面改性装置33向加载互锁室31输送。加载互锁室31从减压气氛向大气气氛切换，进行下晶圆W2的交接(步骤S112)。
接着，下晶圆W2被输送装置61从加载互锁室31向表面亲水化装置34输送，接合面W2j被亲水化，并且被清洗(步骤S113)。
接着，亲水化后的下晶圆W2被输送装置61向位置调节装置51输送，水平方向上的朝向被调节(步骤S114)。此外，此时的下晶圆W2是将接合面W2j作为上表面的状态。
接着，将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2被向基板调温装置42输送而吸附保持于第2调温保持板42b，温度被调节(步骤S115)。此外，在基板调温装置42中，进行调节，以使例如下晶圆W2的温度成为比上晶圆W1的温度高的温度。
此外，在上述的步骤S101～S106、S109～S115中，由输送装置61进行的上晶圆W1和下晶圆W2的输送利用第2保持部62b来进行，在步骤S107、S108中，被翻转而将接合面W1j作为为下表面的上晶圆W1的输送利用第1保持部62a来进行，但并不限定于此。
对于接合系统1，接下来，上晶圆W1和下晶圆W2这两张一起被输送装置61向接合装置41输送，上晶圆W1向接合装置41的上卡盘230交接，下晶圆W2向下卡盘231交接。此时，控制装置100使用位置检测部70a～70d预先对保持着的上晶圆W1的位置和下晶圆W2的位置进行检测，以使上晶圆W1和下晶圆W2相对于上卡盘230和下卡盘231在恰当的位置进行交接。
然而，位置检测部70a～70d如上述那样配置于与所保持的上晶圆W1、下晶圆W2的面垂直的方向。因此，在例如上晶圆W1和下晶圆W2以两张重叠的状态保持的情况下，难以判定检测到的周缘的位置是上晶圆W1的周缘的位置还是下晶圆W2的周缘的位置。
因此，在本实施方式，在利用输送装置61将上晶圆W1和下晶圆W2这两张晶圆向接合装置41输送之际，在任一张被保持的时刻进行了位置检测。由此，控制装置100能够对由输送装置61保持着的上晶圆W1的周缘的位置和下晶圆W2的周缘的位置准确地进行检测，能够相对于上卡盘230和下卡盘231在恰当的位置进行交接。
具体地进行说明，首先，输送装置61利用第1保持部62a接收被吸附保持于第1调温保持板42a的上晶圆W1(步骤S116)。此时，输送装置61是保持有1张上晶圆W1的状态，因此，位置检测部70a～70d对上晶圆W1的周缘的位置进行检测。由此，控制装置100能够基于检测到的上晶圆W1的周缘的位置对保持着的上晶圆W1的位置进行检测。
接下来，输送装置61利用第2保持部62b接收被第2调温保持板42b吸附保持着的下晶圆W2(步骤S117)。接着，输送装置61将上晶圆W1和下晶圆W2这两张晶圆向接合装置41输送(步骤S118)。
接着，第1保持部62a基于先检测到的上晶圆W1的位置使上晶圆W1向上卡盘230的下方的恰当的位置移动，然后，使上晶圆W1吸附保持于上卡盘230(步骤S119)。
在此，在输送装置61中，成为保持有1张下晶圆W2的状态，因此，位置检测部70a～70d对下晶圆W2的周缘的位置进行检测。由此，控制装置100能够基于检测到的下晶圆W2的周缘的位置对保持着的下晶圆W2的位置进行检测。
接着，第2保持部62b基于检测到的下晶圆W2的位置使下晶圆W2向下卡盘231的上方的恰当的位置移动，然后，使下晶圆W2吸附保持于下卡盘231(步骤S120)。
这样，在本实施方式中，输送装置61在保持上晶圆W1和下晶圆W2中的1张的时刻进行周缘的位置检测。此外，在上述中，以上晶圆W1、下晶圆W2的顺序对位置进行检测，但这是例示，而不是限定性的，也可以是，更换例如步骤S116和步骤S117的处理，更换步骤S119和步骤S120的处理，以下晶圆W2、上晶圆W1的顺序对位置进行检测。
接下来，在接合装置41内，进行保持到上卡盘230的上晶圆W1与保持到下卡盘231的下晶圆W2的水平方向上的位置调节(步骤S121)。接着，进行保持到上卡盘230的上晶圆W1与保持到下卡盘231的下晶圆W2的铅垂方向位置的调节(步骤S122)。
接着，上晶圆W1的中心部W1a与下晶圆W2的中心部W2a利用推压构件250抵接而被按压(步骤S123)。并且，上晶圆W1和下晶圆W2利用分子间力接合(步骤S124)。
上晶圆W1和下晶圆W2接合而成的重叠晶圆T被例如输送装置61的第2保持部62b向传送部54输送(步骤S125)。之后，被输入输出站2的输送装置22向预定的载置板11的盒C3输送，一系列的处理结束。
＜5.接合系统的具体的动作(测试模式)>
接着，说明测试模式。在本实施方式的接合系统1，除了存在上述的“通常模式”之外，还存在用于对接合系统1内的上晶圆W1、下晶圆W2的输送状态进行确认的“测试模式”。
在测试模式下，在表面改性装置33、接合装置41中实际上不进行改性处理、接合处理。因而，从例如盒C1、C2取出来的上晶圆W1、下晶圆W2在输送到接合装置41之后，不进行接合就返回盒C1、C2。
以下，参照图16详细说明接合系统1中的测试模式下的处理。图16是表示在测试模式时接合系统1所执行的处理的处理顺序的一部分的流程图。此外，对于与通常模式相同的处理，省略说明。
如图16所示，上晶圆W1经由步骤S101、S102的处理从加载互锁室31向表面改性装置33输送(步骤S103a)。此外，在表面改性装置33中，不执行实际的改性处理。
接下来，上晶圆W1被输送装置61向表面亲水化装置34输送(步骤S105a)。在表面亲水化装置34中，也不进行亲水化处理。并且，上晶圆W1于在步骤S106中水平方向的朝向被调节之后，利用位置调节装置51的基座翻转部51d使表背面翻转，设为将接合面W1j作为下表面的状态(步骤S107)。
另一方面，下晶圆W2也被输送装置61向表面改性装置33输送(步骤S111a)，之后，向表面亲水化装置34输送(步骤S113a)，但在任一者中，也不进行改性处理、亲水化处理。
之后，上晶圆W1、下晶圆W2被从基板调温装置42向接合装置41输送(步骤S118)。并且，利用从步骤S119到S122的处理，上晶圆W1以将接合面W1j作为下表面的状态被吸附保持于上卡盘230，而下晶圆W2以将接合面W2j作为上表面的状态被吸附保持于下卡盘231(参照图14D)。
在测试模式下，不进行接合处理，接下来，上晶圆W1和下晶圆W2被从接合装置41输送(步骤S130)。在步骤S130的处理中，例如，如图6B所示，上晶圆W1以将接合面W1j作为下表面的状态被吸附保持于第1保持部62a，而下晶圆W2以将接合面W2j作为上表面的状态被吸附保持于第2保持部62b，同时被输送。
在此，在收容上晶圆W1的盒C1中，如上述那样，上晶圆W1以将接合面W1j作为上表面的状态朝向一致地被收容。因此，将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1的表背面被第3处理块G3的翻转用传送部55翻转(步骤S131)。
详细而言，如图5B所示，在测试模式下，从接合装置41输送来的上晶圆W1被翻转用传送部55的吸附部56a2保持。接下来，通过翻转机构57使保持部56翻转，上晶圆W1的表背面被翻转。之后，上晶圆W1如在图5B以想像线所示那样成为与在收容于盒C1时相同的、将接合面W1j作为上表面的状态，然后，被输送装置22向盒C1输送，直接被收容。
这样，在翻转用传送部55中，在测试模式下，能够使将接合面W1j作为下表面的状态的上晶圆W1的表背面容易地翻转。
另外，保持部56构成为在上表面56b1和下表面56a1上保持上晶圆W1等。因此，如图5B所示，保持部56在利用下表面56a1的吸附部56a2吸附着上晶圆W1的状态下被翻转，在该情况下，上表面56b1的吸附部56b2朝向下方。因此，在翻转用传送部55中，能够准备接收接下来返回的上晶圆W1，能够谋求接合系统1中的处理时间的缩短。
此外，下晶圆W2处于将接合面W2j作为上表面的状态，因此，被第2保持部62b向第3处理块G3的传送部54输送，之后，被输送装置22返回盒C2，一系列的测试模式结束。
如上所述，第1实施方式的接合系统1具备输送装置61(基板输送装置的一个例子)、表面改性装置33、加载互锁室31、表面亲水化装置34、以及接合装置41。输送装置61在常压气氛下输送上晶圆W1(第1基板的一个例子)和下晶圆W2(第2基板的一个例子)。表面改性装置33在减压气氛下对上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j进行改性。加载互锁室31在室内进行输送装置61与表面改性装置33之间的上晶圆W1和下晶圆W2的交接，并且能够将室内的气氛在大气气氛与减压气氛之间切换。表面改性装置33使改性后的上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j亲水化。接合装置41利用分子间力将亲水化后的上晶圆W1和下晶圆W2接合。由此，在接合系统1中，能够谋求上晶圆W1、下晶圆W2的处理时间的缩短。
另外，输送装置61向接合上晶圆W1和下晶圆W2的接合装置41输送上晶圆W1和下晶圆W2。输送装置61具备第1保持部62a和第2保持部62b。第1保持部62a从上表面侧保持将接合面W1j作为下表面的上晶圆W1。第2保持部62b设置于第1保持部62a的下方，使将接合面W2j作为上表面的下晶圆W2与上晶圆W1相对而从下表面侧保持该下晶圆W2。由此，能够缩短接合装置41中的晶圆的接合处理时间。
(变形例)
接下来，说明变形例的接合系统1。在上述的第1实施方式中，在进行由输送装置61保持的上晶圆W1和下晶圆W2的位置检测的情况下，在上下晶圆W1、W2分别保持1张的时刻进行了位置检测。
在变形例中，在与第1实施方式不同的时刻进行了位置检测。图17A是对变形例中的上下晶圆W1、W2的周缘的位置检测进行说明的图，图17B是表示变形例中的位置检测处理的一个例子的流程图。此外，图17A是输送装置61的示意俯视图。另外，以下，列举在输送装置61保持上晶圆W1、接下来保持下晶圆W2的例子来进行说明，但并不限定于此。
首先，输送装置61利用第1保持部62a接收被吸附保持于例如第1调温保持板42a的上晶圆W1(参照图15的步骤S116)。在图17A中，由第1保持部62a保持的上晶圆W1以实线表示。
并且，位置检测部70a～70d对上晶圆W1的周缘的位置进行检测，准确而言，在下晶圆W2被保持之前对上晶圆W1的周缘的位置进行检测(图17B的步骤S201)。此外，在图17A中，由位置检测部70a～70d检测到的上晶圆W1的周缘的位置分别以点Pa1～Pd1表示。
接下来，输送装置61利用第2保持部62b接收被吸附保持于第2调温保持板42b的下晶圆W2(参照图15的步骤S117)。
并且，位置检测部70a～70d对重叠的状态的两张晶圆的周缘的位置进行检测(图17B的步骤S202)。在此，如图17A所示，下晶圆W2以相对于上晶圆W1向纸面左侧偏移了的状态保持于第2保持部62b。
在该情况下，由位置检测部70a～70d检测的、重叠的状态的两张晶圆的周缘的位置分别成为点Pa2、Pb1、Pc2、Pd1。
即、在图示的例子中，下晶圆W2相对于上晶圆W1向纸面左侧偏移地保持，因此，由位于纸面右侧的位置检测部70b、70d检测的周缘的位置成为与对上晶圆W1的周缘的位置进行检测时相同的点Pb1、Pd1。
与此相对，由位于纸面左侧的位置检测部70a、70c检测到的周缘的位置与对上晶圆W1的周缘的位置进行检测时的点Pa1、Pc1不同，成为点Pa2、Pc2。
因而，在变形例中，对第1次的检测结果和第2次的检测结果进行比较，新检测到的周缘的位置(其中，点Pa2、Pc2)检测为之后所保持的下晶圆W2的周缘的位置。换言之，位置检测部70a～70d基于所检测到的上晶圆W1的周缘的位置和重叠的状态的两张晶圆的周缘的位置之间的偏移来对下晶圆W2的周缘的位置进行检测(步骤S203)。
并且，在控制装置100中，针对下晶圆W2仅取得点Pa2、Pc2的周缘的位置，因此，基于该周缘的位置的信息和已检测的下晶圆W2的半径对所保持的下晶圆W2的位置进行检测。如此一来控制装置100能够准确地对所保持的下晶圆W2的位置进行检测，因而，能够相对于接合装置41的下卡盘231交接到恰当的位置。
这样，在变形例的位置检测部70a～70d中，在上晶圆W1和下晶圆W2中的、上晶圆W1(“一个基板”的一个例子)被保持、接下来、下晶圆W2(“另一个基板”的一个例子)以在俯视时与上晶圆W1重叠的状态被保持的情况下，在下晶圆W2被保持之前对上晶圆W1的周缘的位置进行检测。位置检测部70a～70d接下来在下晶圆W2被保持了之后，对重叠的状态的两张晶圆的周缘的位置进行检测，基于检测到的上晶圆W1的周缘的位置和重叠的状态的两张晶圆的周缘的位置之间的偏移对下晶圆W2的周缘的位置进行检测。
由此，位置检测部70a～70d在除了上下晶圆W1、W2分别以1张被保持的时刻以外也能够进行上下晶圆W1、W2的周缘的位置的检测。
(第2实施方式)
接下来，对第2实施方式的接合系统1进行说明。第2实施方式的接合系统1分别具备多个(在此是两个)加载互锁室31、输送室32、表面改性装置33、表面亲水化装置34、接合装置41、基板调温装置42以及排气口43。
图18是表示第2实施方式的接合系统1的结构的示意俯视图，图19是该接合系统1的示意侧视图。
如图18所示，接合系统1具备第1加载互锁室131、第2加载互锁室231、第1输送室132、第2输送室232、第1表面改性装置133、第2表面改性装置233、第1表面亲水化装置134(参照图19)、第2表面亲水化装置234(第2表面亲水化装置234未图示)、第1接合装置141、第2接合装置241、第1基板调温装置142、第2基板调温装置242以及第1排气口143、第2排气口243。
上述的第1加载互锁室131、第1输送室132、第1表面改性装置133、第1表面亲水化装置134以及第1接合装置141彼此对应。在此，对应是指，各室、各装置处于对相同的上晶圆W1等持续进行处理的关系。即、某个上晶圆W1以第1加载互锁室131、第1输送室132、第1表面改性装置133、第1表面亲水化装置134以及第1接合装置141的顺序被输送而被处理。
同样地，第2加载互锁室231、第2输送室232、第2表面改性装置233、第2表面亲水化装置234以及第2接合装置241彼此对应。另外，第1接合装置141、第1基板调温装置142以及第1排气口143彼此对应，第2接合装置241、第2基板调温装置242以及第2排气口243彼此对应。
另外，在接合系统1中，在输送区域60的X轴正方向侧设置有第4处理块G4。另外，在第4处理块G4的X轴正方向侧且是在处理站3的背面侧(图1的Y轴正方向侧)设置有第5处理块G5，在处理站3的正面侧(图1的Y轴负方向侧)设置有第6处理块G6。
在第1处理块G1配置有第1接合装置141、第1基板调温装置142以及第1排气口143。在第2处理块G2配置有第2接合装置241、第2基板调温装置242以及第2排气口243。
第3处理块G3配置有供上晶圆W1暂时载置的传送部153、供下晶圆W2、重叠晶圆T暂时载置的传送部154、以及翻转用传送部55。在第4处理块G4中，从上方起位置调节装置51和传送部53、54依次层叠地配置。
另外，在第5处理块G5配置有第1加载互锁室131、第1输送室132、第1表面改性装置133以及第1表面亲水化装置134。在第6处理块G6配置有第2加载互锁室231、第2输送室232、第2表面改性装置233以及第2表面亲水化装置234。此外，在第1处理块G1与第2处理块G2之间配置有输送装置261，在第5处理块G5与第6处理块G6之间配置有输送装置262。
输送装置261、262是与第1实施方式的输送装置61同样的结构，因此，省略说明。此外，对于输送装置262，无需利用吸附保持上晶圆W1等，也可以是利用例如载置保持的结构。
如上述那样，对于第2实施方式，第1接合装置141、第2接合装置241配置于输入输出站2与第1加载互锁室131、第2加载互锁室231、第1输送室132、第2输送室232、第1表面改性装置133、第2表面改性装置233以及第1表面亲水化装置134、第2表面亲水化装置234之间。由此，能够使上晶圆W1等的输送效率提高。
即、若在相对于第1接合装置141、第2接合装置241等进行输送处理的输送装置261和相对于第1加载互锁室131、第2加载互锁室231等进行输送处理的输送装置262中比较处理负荷，则输送装置261的处理负荷比输送装置262的处理负荷低的情况较多。
因此，对于第2实施方式，使在第3处理块G3与第4处理块G4之间产生的输送处理由处理负荷较低的输送装置261来进行，因此，将第1接合装置141、第2接合装置241配置于输入输出站2与第1加载互锁室131、第2加载互锁室231等之间。
由此，对于第2实施方式，能够在输送装置261和输送装置262之间平衡良好地分配处理负荷，因而，能够使上晶圆W1等的输送效率提高。
另外，彼此对应的第1加载互锁室131、第1输送室132以及第1表面改性装置133和彼此对应的第2加载互锁室231、第2输送室232以及第2表面改性装置233配置成以位于输送区域160的点D为对称点而在俯视时呈点对称。
由此，只要例如将第1加载互锁室131、第1输送室132以及第1表面改性装置133一体地构成而单元化，就也能够将其用于第2加载互锁室231、第2输送室232、第2表面改性装置233，能够共有零部件。由此，能够谋求接合系统1的低成本化。
同样地，彼此对应的第1接合装置141、第1基板调温装置142以及第1排气口143和彼此对应的第2接合装置241、第2基板调温装置242以及第2排气口243配置成以位于输送区域60的点E为对称点而在俯视时呈点对称。
由此，只要例如将第1接合装置141、第1基板调温装置142以及第1排气口143一体地构成而单元化，就也能够将其用于第2接合装置241、第2基板调温装置242以及第2排气口243，能够共有零部件。由此，能够更加谋求接合系统1的低成本化。
(第3实施方式)
接下来，对第3实施方式的接合系统1进行说明。图20是表示第3实施方式的接合系统1的结构的示意俯视图。
如图20所示，第3实施方式的接合系统1具备多个(在此是两台)表面改性装置33。以下，存在将两台表面改性装置33记载为“第3表面改性装置333”、“第4表面改性装置433”的情况。
详细而言，对于第3实施方式的接合系统1，在第1实施方式中配置于第1处理块G1的加载互锁室31、输送室32配置于第4处理块G4。
加载互锁室31经由闸阀36a与输送区域60相邻地配置于输送区域60的X轴正方向侧。输送室32经由闸阀36b与加载互锁室31相邻地配置于加载互锁室31的X轴正方向侧。
另外，第3表面改性装置333经由闸阀336c与输送室32相邻地配置于输送室32的Y轴正方向侧，而第4表面改性装置433经由闸阀436c与输送室32相邻地配置于输送室32的Y轴负方向侧。
因而，输送室32的改性用输送装置32a配置于第3表面改性装置333与第4表面改性装置433之间。并且，改性用输送装置32a相对于第3表面改性装置333、第4表面改性装置433进行输送处理。
这样，对于第3实施方式的接合系统1，在表面改性装置33即使是存在第3表面改性装置333、第4表面改性装置433这两台的情况下，也共用改性用输送装置32a。由此，对于第3实施方式，与针对例如第3表面改性装置333、第4表面改性装置433各具备1台改性用输送装置32a等那样的结构相比，能够谋求接合系统1的小型化。
此外，在上述的第1实施方式、第3实施方式中，将加载互锁室31设为1个，但并不限于此，也可以是两个以上。另外，加载互锁室31内的传送部31a1、31a2也可以是1个或3个以上。
另外，在上述的接合系统1中，基板调温装置42与接合装置41相邻地配置，但并不限于此，也可以配置于例如第3处理块G3等其他场所。另外，在接合系统1中，也可以构成为基板调温装置42被去除。
另外，在上述中，利用真空吸附、载置来保持上晶圆W1等，但并不限定于此，也可以适当变更成进行例如机械保持的机械卡盘、利用静电吸附力进行保持的静电卡盘等。
在本实施方式中，如图15、图16所示，以S105(或S105a)→S106→S107→S108，以及S113(或S113a)→S114→S115的顺序进行处理。但是，也可以以S105(或S105a)→S108→S106→S107，以及S113(或S113a)→S115→S114的顺序进行处理。(成为S108和S115的处理顺序的变形例。)
进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广泛的形态并不限定于如以上那样地表述且叙述的特定的详细内容和代表性的实施方式。因而，不脱离由权利要求书及其等效物定义的总结性的发明的概念的精神或范围能够进行各种变更。

Claims (9)

1.一种接合系统，其特征在于，
该接合系统具备：
基板输送装置，其在常压气氛下输送第1基板以及第2基板；
表面改性装置，其在减压气氛下对所述第1基板以及所述第2基板的要接合的表面进行改性；
加载互锁室，其在室内进行所述基板输送装置与所述表面改性装置之间的所述第1基板以及所述第2基板的交接，并且，能够将所述室内的气氛在大气气氛与减压气氛之间进行切换；
表面亲水化装置，其对改性后的所述第1基板以及所述第2基板的表面进行亲水化；以及
接合装置，其利用分子间力对亲水化后的所述第1基板和所述第2基板进行接合，
该接合系统具备表面改性装置用输送装置，该表面改性装置用输送装置与所述加载互锁室相邻地配置，在所述加载互锁室与所述表面改性装置之间在减压气氛下输送所述第1基板以及所述第2基板，
其中，所述接合系统进行如下动作：所述基板输送装置在常压气氛下将所述第1基板以及所述第2基板输送到所述加载互锁室；将所述加载互锁室减压而成为减压气氛；所述表面改性装置用输送装置在减压气氛下将所述第1基板以及所述第2基板从所述加载互锁室向所述表面改性装置输送；所述表面改性装置在减压气氛下对所述第1基板以及所述第2基板的要接合的表面进行改性；所述表面改性装置用输送装置将改性后的所述第1基板以及所述第2基板从所述表面改性装置向所述加载互锁室输送；所述加载互锁室从减压气氛切换为大气气氛；所述基板输送装置在常压气氛下将所述第1基板以及所述第2基板从所述加载互锁室向所述表面亲水化装置输送。
2.根据权利要求1所述的接合系统，其特征在于，
所述表面改性装置具有两台，
所述表面改性装置用输送装置配置于两台所述表面改性装置之间。
3.根据权利要求1或2所述的接合系统，其特征在于，
所述加载互锁室具备载置要进行交接的所述第1基板或所述第2基板的多个基板载置台。
4.根据权利要求1或2所述的接合系统，其特征在于，
所述表面改性装置以及所述加载互锁室配置于所述表面亲水化装置的下方。
5.根据权利要求1或2所述的接合系统，其特征在于，
该接合系统具备供改性前的所述第1基板以及改性前的所述第2基板输入的输入站，
所述表面改性装置、所述加载互锁室、所述表面亲水化装置以及所述接合装置分别具有多个，
多个所述接合装置配置于所述输入站与多个所述表面改性装置、所述加载互锁室以及所述表面亲水化装置之间。
6.根据权利要求5所述的接合系统，其特征在于，
多个所述表面改性装置以及所述加载互锁室包括彼此对应的第1表面改性装置和第1加载互锁室、以及彼此对应的第2表面改性装置和第2加载互锁室，
所述第1表面改性装置以及所述第1加载互锁室、与所述第2表面改性装置以及所述第2加载互锁室配置成在俯视时呈点对称。
7.根据权利要求1或2所述的接合系统，其特征在于，
该接合系统具备对接合前的所述第1基板以及接合前的所述第2基板分别进行温度调节的基板调温装置。
8.根据权利要求7所述的接合系统，其特征在于，
所述基板调温装置具备：
第1调温保持板，其保持接合前的所述第1基板并且对接合前的所述第1基板进行温度调节；
第2调温保持板，其与所述第1调温保持板相对配置，保持接合前的所述第2基板并且对接合前的所述第2基板进行温度调节。
9.根据权利要求7所述的接合系统，其特征在于，
所述基板调温装置沿着在至少具备所述基板调温装置以及所述接合装置的处理站内流动的气体的流动方向配置于所述接合装置的下游侧。
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