CN111696858A - 接合系统和接合方法 - Google Patents

接合系统和接合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111696858A
CN111696858A CN202010151883.1A CN202010151883A CN111696858A CN 111696858 A CN111696858 A CN 111696858A CN 202010151883 A CN202010151883 A CN 202010151883A CN 111696858 A CN111696858 A CN 111696858A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
bonding
cleaning
bonding surface
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010151883.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111696858B (zh
Inventor
三村勇之
前田浩史
西村理志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019166325A external-priority patent/JP7365827B2/ja
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN111696858A publication Critical patent/CN111696858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111696858B publication Critical patent/CN111696858B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/0008—Industrial image inspection checking presence/absence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/36—Gas-filled discharge tubes for cleaning surfaces while plating with ions of materials introduced into the discharge, e.g. introduced by evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/46—Machines having sequentially arranged operating stations
    • H01J9/48—Machines having sequentially arranged operating stations with automatic transfer of workpieces between operating stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明提供一种接合系统和接合方法，能够抑制在接合时在第1基板与第2基板之间产生空隙。一种接合系统，其具备：表面改性装置，其对第1基板的接合面和第2基板的接合面进行改性；表面亲水化装置，其对所述第1基板的进行所述改性后的所述接合面和所述第2基板的进行所述改性后的所述接合面进行亲水化；接合装置，其使所述第1基板的进行所述亲水化后的所述接合面与所述第2基板的进行所述亲水化后的所述接合面相对并接合；以及清洗装置，其在进行所述接合之前清洗所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板的与所述接合面相反的一侧的非接合面。

Description

接合系统和接合方法
技术领域
本公开涉及一种接合系统和接合方法。
背景技术
专利文献1所记载的接合系统具备：表面改性装置，其对基板的要被接合的表面进行改性；表面亲水化装置，其对基板的由该表面改性装置改性后的表面进行亲水化；以及接合装置，其将表面被该表面亲水化装置亲水化后的基板彼此接合。在该接合系统中，在表面改性装置中对基板的表面进行等离子体处理并对该表面进行了改性之后，在表面亲水化装置中向基板的表面供给纯水而对该表面进行亲水化。之后，在接合装置中，利用范德华力和氢键结合来接合相对配置的两张基板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-175043号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的一形态提供能够抑制在接合时在第1基板与第2基板之间产生空隙的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一形态的接合系统具备：
表面改性装置，其对第1基板的接合面和第2基板的接合面进行改性；
表面亲水化装置，其对所述第1基板的进行所述改性后的所述接合面和所述第2基板的进行所述改性后的所述接合面进行亲水化；
接合装置，其使所述第1基板的进行所述亲水化后的所述接合面与所述第2基板的进行所述亲水化后的所述接合面相对并接合；以及
清洗装置，其在进行所述接合之前清洗所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板的与所述接合面相反的一侧的非接合面。
发明的效果
根据本公开的一形态，能够抑制在接合时在第1基板与第2基板之间产生空隙。
附图说明
图1是表示一实施方式的接合系统的俯视图。
图2是表示一实施方式的接合系统的主视图。
图3是将一实施方式的重合基板分离成第1基板和第2基板来表示的侧视图。
图4是表示一实施方式的第2基板的制造过程的图。
图5是表示一实施方式的第2基板的由支承部支承的部位的图。
图6是表示在以往形态的接合时在第1基板与第2基板之间产生的空隙的图。
图7是表示一实施方式的清洗装置的俯视图。
图8是表示一实施方式的第2保持部和清洗头部的主视图。
图9是表示一实施方式的清洗头部的立体图。
图10是表示一实施方式的检查装置的图。
图11是表示一实施方式的接合装置的图。
图12是表示一实施方式的接合装置的动作的图。
图13是表示一实施方式的接合方法的主要的工序的流程图。
图14是表示基于一实施方式的检查装置的检查结果的第2基板的处理的流程图。
图15是表示第1变形例的接合系统的俯视图。
图16是表示第1变形例的接合系统的主视图。
图17是表示第1变形例的表面亲水化装置的图。
图18是表示第2变形例的接合系统的俯视图。
图19是表示第2变形例的接合系统的主视图。
图20是表示第2变形例的接合方法的主要的工序的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在各附图中对相同的或相对应的结构标注相同的或相对应的附图标记，有时省略说明。在本说明书中，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向是相互垂直的方向。X轴方向和Y轴方向是水平方向，Z轴方向是铅垂方向。
图1是表示一实施方式的接合系统的俯视图。图2是表示一实施方式的接合系统的主视图。在图2中，为了图示清洗装置31、表面改性装置33以及表面亲水化装置35的位置关系，省略图1所示的检查装置32和接合装置41的图示。图3是将一实施方式的重合基板分离成第1基板和第2基板来表示的侧视图。
图1所示的接合系统1通过接合第1基板W1和第2基板W2而形成重合基板T。第1基板W1是在例如硅晶圆、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。第2基板W2既可以是例如与第1基板W1同样地形成有多个电子电路的基板，也可以是未形成有电子电路的裸晶圆。第1基板W1和第2基板W2具有大致相同的直径。
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”、将重合基板T记载为“重合晶圆T”的情况。另外，以下，如图3所示，将上晶圆W1的板面中的与下晶圆W2接合的板面记载为“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的板面中的与上晶圆W1接合的板面记载为“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”。
图4是表示一实施方式的第2基板的制造过程的图。图4的(a)是表示一实施方式的成膜时的第2基板的图。图4的(b)是表示一实施方式的冷却时的第2基板的图。此外，图4所示的下晶圆W2的制造过程与上晶圆W1的制造过程同样，因此，上晶圆W1的制造过程省略图示。
下晶圆W2具有基底基板W21和在基底基板W21形成的膜W22。膜W22是通过例如CVD法等形成的。在CVD法中，通过向基底基板W21的表面供给作为原料的气体，在基底基板W21的表面形成膜W22。此时，以下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式基板保持具80水平地保持基底基板W21。
基板保持具80以沿着铅垂方向隔开间隔的方式保持多张基底基板W21。基板保持具80例如具有：多根(例如4根)柱部81，其在铅垂方向上延伸；和多个支承部82，其以沿着铅垂方向隔开间隔的方式分别排列于多根柱部81。支承部82从下方支承基底基板W21的外周部。
在高温下进行膜W22的成膜。此时，与膜W22的材料相同的材料的堆积物6堆积于支承部82。之后，在基板保持具80和下晶圆W2被冷却时，下晶圆W2相对于基板保持具80相对地收缩。其原因在于，例如作为下晶圆W2的材料的硅的热膨胀系数比作为基板保持具80的材料的石英的热膨胀系数大。
下晶圆W2相对于基板保持具80相对地收缩，因此，堆积物6如图4的(b)所示那样从支承部82剥离，堆积物6作为附着物7附着于下晶圆W2的非接合面W2n。附着物7形成于由支承部82支承的部位，具体而言，附着物7在非接合面W2n的外周部隔开间隔地形成有多个。
图5是表示一实施方式的第2基板的由支承部支承的部位的图。此外，图5所示的下晶圆W2的由支承部82支承的部位W2s与上晶圆W1的由支承部82支承的部位处于同样的位置，因此，上晶圆W1的由支承部82支承的部位省略图示。
附着物7可能附着于与4根柱部81相对应的4个部位W2s。此外，柱部81的数量并不限定于4根。例如柱部81的数量也可以是3根，在该情况下，附着物可能附着于3个部位W2s。另外，基板保持具80也可以铅垂地支承基底基板W21来替代水平地支承基底基板W21。
图6是表示在以往形态的接合时在第1基板与第2基板之间产生的空隙的图。随后论述详细情况，但上晶圆W1与下晶圆W2之间的接合从中心部朝向外周部逐渐进行(参照图11和图12)。在这期间内，下晶圆W2由下卡盘320平坦地保持，上晶圆W1从中心部朝向外周部阶段性地从上卡盘310落下。
以往，有时如图6所示那样附着物7咬入于下晶圆W2的外周部与下卡盘320之间。附着物7使下晶圆W2局部地向上移位，因此，下晶圆W2与上晶圆W1之间的间隔局部地收缩。其结果，接合的顺序错乱，如图6所示那样产生空隙8。
此外，在接合时，也想到上晶圆W1由上卡盘310平坦地保持来替代下晶圆W2被平坦地保持。在该情况下，若附着物7也咬入于上晶圆W1的外周部与上卡盘310之间，则产生空隙8。空隙8的原因在于，在接合时应该平坦地保持的晶圆由于附着物7而歪扭。
本实施方式的接合系统1具有在接合前清洗在接合时被平坦地保持且未变形的晶圆(例如下晶圆W2)的非接合面(例如W2n)的清洗装置31。能够在接合前去除在接合时成为空隙8的原因的附着物7，因此，能够抑制在接合时产生空隙8。
不过，若附着物7被带入接合装置41的内部，则可能在接合装置41的内部移动。例如，若附着物7与上晶圆W1一起被带入接合装置41的内部，则有时附着于上卡盘310。之后，附着物7从上卡盘310有可能向下卡盘320落下，附着于下卡盘320。
因此，清洗装置31也可以在接合前清洗在接合时变形的晶圆(例如上晶圆W1)的非接合面(例如W1n)。能够抑制附着物7向接合装置41的带入，因此，能够更加抑制空隙8的产生。以下，对本实施方式的接合系统1的详细情况进行说明。
如图1所示，接合系统1具备送入送出站2和处理站3。送入送出站2和处理站3沿着X轴正方向以送入送出站2和处理站3的顺序排列配置。另外，送入送出站2和处理站3连接成一体。
送入送出站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分别载置有将多张(例如25张)基板以水平状态收纳的盒C1、C2、C3、C4。例如，盒C1收纳上晶圆W1，盒C2收纳下晶圆W2，盒C3收纳重合晶圆T，盒C4收纳上晶圆W1和下晶圆W2中的利用清洗装置31无法去除附着物7的晶圆。
输送区域20以与载置台10相邻的方式配置于载置台10的X轴正方向侧。在该输送区域20中设置有在Y轴方向上延伸的输送路径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不仅能够在Y轴方向上移动，也能够在X轴方向上移动，且能够绕Z轴回转，在载置到载置板11的盒C1～C4与随后论述的处理站3的第3处理块G3之间进行上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T的输送。
此外，载置于载置板11的盒C1～C4的个数并不限定于图示的个数。
在处理站3设置有具备各种装置的多个处理块例如3个处理块G1、G2、G3。例如在处理站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的送入送出站2侧(图1的X轴负方向侧)设置有第3处理块G3。
另外，如图1所示，在由第1处理块G1、第2处理块G2以及第3处理块G3围成的区域中形成有输送区域60。在输送区域60中配置有输送装置61。输送装置61具有在例如铅垂方向、水平方向上移动自由以及绕铅垂轴线移动自由的输送臂。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以及重合晶圆T。
在第1处理块G1配置有清洗装置31、表面改性装置33、以及表面亲水化装置35。如图1所示，清洗装置31配置于例如表面改性装置33和表面亲水化装置35的X轴负方向侧。如图2所示，表面亲水化装置35配置于例如表面改性装置33之上。此外，配置于第1处理块G1的装置的种类、配置并没有特别限定。例如，清洗装置31也可以不是配置于第1处理块G1，而是配置于第2处理块G2或第3处理块G3。另外，表面亲水化装置35也可以配置于表面改性装置33之下。
图7是表示一实施方式的清洗装置的俯视图。图8是表示一实施方式的第2保持部和清洗头部的主视图。图8的(a)是表示一实施方式的研磨部与第2基板分开后的状态的主视图。图8的(b)是表示一实施方式的研磨部与第2基板接触的状态的主视图。在图8中，省略图7所示的第1保持部的图示。图9是表示一实施方式的清洗头部的立体图。在图7～图9中，x轴方向、y轴方向、z轴方向是相互垂直的方向。x轴方向和y轴方向是水平方向，z轴方向是铅垂方向。因而，z轴方向与Z轴方向一致。x轴方向和y轴方向中的任一个(例如x轴方向)与X轴方向一致，剩余一个(例如y轴方向)与Y轴方向一致。
清洗装置31在利用接合装置41接合之前清洗下晶圆W2的非接合面W2n。同样地，清洗装置31在利用接合装置41接合之前清洗上晶圆W1的非接合面W1n。以下，代表性地说明下晶圆W2的非接合面W2n的清洗，对于上晶圆W1的非接合面W1n的清洗，省略说明。
如图7或图8所示，清洗装置31具有第1保持部110、第1驱动部115、第2保持部120、第2驱动部125、清洗头部130、第3驱动部135、以及第4驱动部136。
第1保持部110以使下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式从下方水平地保持下晶圆W2。第1保持部110保持下晶圆W2的非接合面W2n的外周部。下晶圆W2的非接合面W2n的中央部未由第1保持部110保持，因此，能够利用清洗头部130擦洗。
第1保持部110形成为例如井字状。第1保持部110具有棒状的一对吸附部111、112和棒状的一对连结部113、114。一对吸附部111、112在x轴方向上延伸。一对吸附部111、112经由配管与真空泵连接。若控制装置70使真空泵工作，则一对吸附部111、112从下方吸附下晶圆W2。一对连结部113、114在y轴方向上延伸，在y轴方向上隔开间隔地连结一对吸附部111、112。
第1驱动部115使第1保持部110移动。例如，第1驱动部115使第1保持部110在x轴方向上移动。另外，第1驱动部115例如使第1保持部110在z轴方向上移动。
第2保持部120与第1保持部110交替地以使下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式从下方水平地保持下晶圆W2。第2保持部120与第1保持部110不同，保持下晶圆W2的非接合面W2n的中央部。下晶圆W2的非接合面W2n的外周部未由第2保持部120保持，因此，能够利用清洗头部130擦洗。
第2保持部120形成为例如圆盘状。第2保持部120经由配管与真空泵连接。若控制装置70使真空泵工作，则第2保持部120从下方吸附下晶圆W2。
第2驱动部125使第2保持部120绕z轴旋转。另外，第2驱动部125使第2保持部120在z轴方向上移动。
清洗头部130擦洗下晶圆W2的非接合面W2n。清洗头部130在与下晶圆W2的非接合面W2n接触的期间内朝向下晶圆W2的非接合面W2n供给水等清洗液。
清洗头部130具有例如圆盘状的基座部131、圆筒状的海绵部132、以及圆筒状的研磨部133。海绵部132由例如聚乙烯醇(PVA)形成。海绵部132固定于基座部131，一边与基座部131一起旋转，一边如图8的(a)和图8的(b)所示那样擦洗下晶圆W2的非接合面W2n。
海绵部132在铅垂方向上被由第2保持部120保持着的下晶圆W2和基座部131夹持。若由于第2保持部120的下降、或基座部131的上升而如图8的(b)所示那样海绵部132在铅垂方向上被压缩，则研磨部133与下晶圆W2的非接合面W2n接触。
例如，研磨部133以包围海绵部132的方式与海绵部132配置成同心圆状。研磨部133固定于基座部131，一边与基座部131一起旋转，一边研磨下晶圆W2的非接合面W2n。能够削落牢固地附着到非接合面W2n的附着物7，能够使非接合面W2n平滑化。此外，研磨部133也可以兼备使非接合面W2n粗糙化的粗糙化部。粗糙化部磨削非接合面W2n的原本平坦的部分，使非接合面W2n粗糙化。此外，研磨部133和粗糙化部既可以是单独的构件，也可以仅设置有任一者。
研磨部133例如包括含有金刚石磨粒的研磨片134。研磨片134在周向上隔开间隔地配置有多个。金刚石磨粒较硬，因此，能够效率良好地削落牢固地附着的附着物7。此外，也可以使用碳化硅磨粒、氧化铝磨粒、等轴晶系氮化硼磨粒等来替代金刚石磨粒。研磨片134也可以兼备使非接合面W2n粗糙化的粗糙化片。此外，研磨片134和粗糙化片既可以是彼此独立的构件，也可以仅设置有任一个。
第3驱动部135使清洗头部130绕z轴旋转。另外，第4驱动部136使清洗头部130在y轴方向上移动。
接着，对清洗装置31的动作进行说明。清洗装置31在控制装置70的控制下进行下述的动作。
首先，清洗装置31一边利用第1保持部110保持下晶圆W2的外周部，一边利用清洗头部130擦洗下晶圆W2的中央部。清洗装置31一边使基座部131旋转，一边既可以仅利用海绵部132擦洗，也可以利用海绵部132和研磨部133这两者擦洗。清洗装置31交替地反复使第1保持部110在x轴方向上移动、使清洗头部130在y轴方向上移动，清洗下晶圆W2的非接合面W2n的第1区域A1(在图7中以点表示的区域)。第1区域A1是矩形形状。
接着，清洗装置31一边利用第2保持部120保持下晶圆W2的中央部，一边利用清洗头部130擦洗下晶圆W2的外周部。清洗装置31一边使基座部131旋转，一边既可以仅利用海绵部132擦洗，也可以利用海绵部132和研磨部133这两者擦洗。清洗装置31通过一边使第2保持部120绕z轴旋转，一边使清洗头部130在y轴方向上移动，清洗下晶圆W2的非接合面W2n的第2区域A2。第2区域A2是第1区域A1的外侧的区域，包围第1区域A1。
此外，清洗的顺序也可以相反。具体而言，也可以是，清洗装置31首先一边利用第2保持部120保持下晶圆W2的中央部，一边利用清洗头部130擦洗下晶圆W2的外周部，之后，一边利用第1保持部110保持下晶圆W2的外周部，一边利用清洗头部130擦洗下晶圆W2的中央部。
由清洗装置31清洗后的下晶圆W2被输送装置61向检查装置32输送。随后论述检查装置32。下晶圆W2在被检查装置32检查了之后，被输送装置61向表面改性装置33输送。此外，也可以没有检查装置32。在该情况下，被清洗装置31清洗后的下晶圆W2被输送装置61向表面改性装置33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。例如，表面改性装置33以如下方式对该接合面W1j、W2j进行改性：通过切断接合面W1j、W2j中的SiO2的键而设为单键的SiO，之后易于亲水化。
在表面改性装置33中，在例如减压气氛下，作为处理气体的氧气被激励而被等离子体化，并被离子化。并且，其氧离子被向上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j照射，从而接合面W1j、W2j被等离子体处理而被改性。处理气体并不限定于氧气，也可以是例如氮气等。
表面亲水化装置35利用例如纯水对上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j进行亲水化。表面亲水化装置35也具有清洗接合面W1j、W2j的作用。在表面亲水化装置35中，例如一边使保持到旋转卡盘的上晶圆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。
在第2处理块G2配置有检查装置32和接合装置41。如图1所示，检查装置32配置于例如接合装置41的X轴负方向侧。此外，配置于第2处理块G2的装置的种类、配置并没有特别限定。例如，检查装置32也可以不是配置于第2处理块G2，而是配置于第1处理块G1或第3处理块G3。
图10是表示一实施方式的检查装置的图。检查装置32在利用接合装置41接合之前检查有无附着于下晶圆W2的非接合面W2n的附着物7。同样地，检查装置32在利用接合装置41接合之前检查有无附着于上晶圆W1的非接合面W1n的附着物7。以下，代表性地说明下晶圆W2的非接合面W2n的检查，对于上晶圆W1的非接合面W1n的检查，省略说明。检查装置32具有保持部210、引导部220、拍摄部230、照明部240、镜部250、以及图像处理部260。
保持部210以使下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式从下方水平地保持下晶圆W2。保持部210沿着引导部220在水平方向上移动。拍摄部230拍摄下晶圆W2的非接合面W2n。拍摄的范围是与保持部210的移动方向正交的直线状的范围。拍摄部230包括例如CCD或CMOS等拍摄元件。照明部240向下晶圆W2的非接合面W2n照射光。光的照射范围至少包括拍摄的范围。镜部250使由非接合面W2n反射的光朝向拍摄部230反射。
保持部210沿着引导部220移动，从而拍摄部230能够拍摄非接合面W2n的整体。拍摄部230将所拍摄的图像向图像处理部260发送。图像处理部260由计算机等构成，对由拍摄部230拍摄到的图像进行图像处理，判断有无附着于非接合面W2n的附着物7。此外，图像处理部260与控制装置70独立地设置，但也可以设置为控制装置70的一部分。
如上所述，检查装置32在接合前检查有无附着于下晶圆W2的非接合面W2n的附着物7，因此，能够抑制附着物7被带入接合装置41的内部。具有附着物7的下晶圆W2在被清洗装置31清洗了之后，再次被检查装置32检查。或者，具有附着物7的下晶圆W2被回收于盒C4。另一方面，没有附着物7的下晶圆W2被输送装置61向表面改性装置33输送。
此外，检查装置32也可以不检查下晶圆W2的非接合面W2n的整体。检查装置32检查非接合面W2n的至少外周部即可。其原因在于，在附着物7源自与膜W22的材料相同的材料的堆积物6的情况下，易于附着于非接合面W2n的外周部。
图11是表示一实施方式的接合装置的图。图12是表示一实施方式的接合装置的动作的图。图12的(a)是表示图11所示的上卡盘解除了上晶圆的中央部的吸附时的状态的图。图12的(b)是表示图12的(a)所示的上卡盘解除了上晶圆的外周部的吸附时的状态的图。
如图11所示，接合装置41使亲水化后的上晶圆W1的接合面W1j与亲水化后的下晶圆W2的接合面W2j相对，如图12所示，接合上晶圆W1和下晶圆W2。接合装置41具有例如上卡盘310、下卡盘320、以及按压部330。
上卡盘310以使上晶圆W1的接合面W1j朝下的方式从上方水平地保持上晶圆W1。上卡盘310相当于权利要求书所记载的第1基板保持部。上卡盘310是例如销卡盘，具有第1框部311和第1销部312。第1框部311形成为圆环状，支承上晶圆W1的非接合面W1n的外周部。第1销部312分散配置于第1框部311的内侧，支承上晶圆W1的非接合面W1n。
上卡盘310经由配管与真空泵连接。若控制装置70使真空泵工作，则上卡盘310吸附上晶圆W1。上卡盘310具有使多个区域分隔开的第1分隔部313，以便在多个区域中独立地控制上晶圆W1的吸附压力。第1分隔部313与第1框部311呈同心圆状地形成于第1框部311的内侧。能够在第1分隔部313的内侧和外侧独立地控制真空度，能够独立地控制吸附及其解除。
下卡盘320以使下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式从下方水平地保持下晶圆W2。下卡盘320相当于权利要求书所记载的第2基板保持部。下卡盘320是例如销卡盘，具有第2框部321和第2销部322。第2框部321形成为圆环状，支承下晶圆W2的非接合面W2n的外周部。第2销部322分散配置于第2框部321的内侧，支承下晶圆W2的非接合面W2n。
下卡盘320经由配管与真空泵连接。若控制装置70使真空泵工作，则下卡盘320吸附下晶圆W2。下卡盘320具有使多个区域分隔开的第2分隔部323，以便在多个区域中独立地控制下晶圆W2的吸附压力。第2分隔部323与第2框部321呈同心圆状地形成于第2框部321的内侧。能够在第2分隔部323的内侧和外侧独立地控制真空度，能够独立地控制吸附压力，因此，能够控制下晶圆W2的歪扭。
按压部330从上方按压上晶圆W1的中心部。按压部330具有按压销331、致动器332、以及升降机构333。按压销331配置于沿着铅垂方向贯通上卡盘310的中心部的贯通孔。致动器332利用从例如电空调节器供给的空气以恒定的力向下方按压按压销331。升降机构333固定于上卡盘310，使致动器332升降。
接着，对接合装置41的动作进行说明。接合装置41在控制装置70的控制下进行下述的动作。
首先，如图11所示，接合装置41利用上卡盘310吸附上晶圆W1的径向整体，并且，利用下卡盘320吸附下晶圆W2的径向整体。接合装置41具有未图示的支承下晶圆W2的中央部的升降销和使升降销升降的驱动部。升降销相对于下卡盘320向上方突出，接收下晶圆W2，接下来，升降销下降，将下晶圆W2交给下卡盘320。升降销未支承下晶圆W2的外周部，因此，下晶圆W2在向上翘曲成凸的状态下载置于下卡盘320。只要预先利用清洗装置31使下晶圆W2的非接合面W2n粗糙化，就能够减少下晶圆W2与下卡盘320之间的接触面积，能够降低下晶圆W2与下卡盘320之间的摩擦阻力。所以，在下晶圆W2吸附于下卡盘320之际，下晶圆W2顺利地交接。下晶圆W2的接合面W2j与上晶圆W1的接合面W1j之间的间隔S被调整成预定的距离例如50μm～200μm。另外，粗糙化是指设为在下卡盘320开始吸附下晶圆W2之后到完成吸附的期间下晶圆W2不歪扭的面粗糙度。
接着，如图12的(a)所示，接合装置41解除上晶圆W1的中央部的吸附，并且，利用按压部330从上方按压上晶圆W1的中心部。由此，上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部接触，开始接合。之后，产生从中心部朝向外周部逐渐接合上晶圆W1和下晶圆W2的键合波(bonding wave)。只要预先利用清洗装置31使上晶圆W1的非接合面W1n粗糙化，就能够减少上晶圆W1与上卡盘310之间的接触面积，能够降低上晶圆W1与上卡盘310之间的分离所需的力。所以，能够从上晶圆W1的中央部朝向外周部顺利地实施上晶圆W1与上卡盘310之间的分离。
在此，上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j分别被改性，因此，首先，在接合面W1j、W2j之间产生范德华力(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与下晶圆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结合，接合面W1j、W2j彼此被牢固地接合。
接着，如图12的(b)所示，接合装置41在利用按压部330将上晶圆W1的中心部按压到下晶圆W2的中心部的状态下解除上晶圆W1的外周部的吸附。只要能够抑制上晶圆W1的外周部的滑移直到解除上晶圆W1的外周部的吸附，就能够抑制上晶圆W1与下晶圆W2之间的错位。因此，清洗装置31为了抑制上晶圆W1的外周部的滑移，不使上晶圆W1的非接合面W1n的外周部粗糙化。未粗糙化的区域例如至少包括非接合面W1n的距外周10mm以内的区域。此外，未粗糙化的区域只要未被粗糙化部擦洗即可，也可以被海绵部132擦洗。清洗装置31使非接合面W1n的除了其外周部之外的部分粗糙化。非接合面W1n的外周部未被粗糙化，因此，能够提高上晶圆W1的外周部与上卡盘310之间的密合性。密合性的提高导致摩擦阻力的增加和真空泄漏的减少。其结果，能够抑制上晶圆W1的外周部的滑移，能够减少上晶圆W1与下晶圆W2之间的错位。若解除上晶圆W1的外周部的吸附，则上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j以整个面抵接，上晶圆W1与下晶圆W2被接合。之后，接合装置41使按压销331上升到上卡盘310，解除下晶圆W2的吸附。
如图2所示，在第3处理块G3配置有传送装置50、51。传送装置50暂时保管上晶圆W1和下晶圆W2。传送装置51暂时保管重合晶圆T。多个传送装置50、51在铅垂方向上叠置。此外，配置于第3处理块G3的装置的种类、配置并没有特别限定。
另外，如图1所示，接合系统1具备控制装置70。控制装置70由例如计算机构成，具备CPU(中央处理单元：Central Processing Unit)71和存储器等存储介质72。在存储介质72中储存有控制在接合系统1中执行的各种处理的程序。控制装置70通过使CPU71执行被存储到存储介质72的程序，控制接合系统1的动作。另外，控制装置70具备输入接口73和输出接口74。控制装置70利用输入接口73接收来自外部的信号，利用输出接口74向外部发送信号。
控制装置70的程序被存储于例如能够由计算机读取的存储介质，从该存储介质加载。作为能够由计算机读取的存储介质，可列举出例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。此外，控制装置70的程序也可以经由互联网从服务器下载并安装。
图13是表示一实施方式的接合方法的主要的工序的流程图。此外，图13所示的各种工序在控制装置70的控制下执行。
首先，收纳有多张上晶圆W1的盒C1、收纳有多张下晶圆W2的盒C2、以及空的盒C3、C4载置于送入送出站2的预定的载置板11。
接下来，输送装置22取出盒C1内的上晶圆W1，并向传送装置50输送。接下来，输送装置61从传送装置50接收上晶圆W1，并向清洗装置31输送。
接下来，清洗装置31清洗上晶圆W1的非接合面W1n(S101)。清洗装置31清洗非接合面W1n的至少外周部。其原因在于，在附着物7源自与膜W22的材料相同的材料的堆积物6的情况下，易于附着于非接合面W1n的外周部。牢固地附着的附着物7也能够利用研磨部133削落。之后，输送装置61从清洗装置31接收上晶圆W1，并向检查装置32输送。
接下来，检查装置32对有无附着于上晶圆W1的非接合面W1n的附着物7进行检查(S102)。具有附着物7的上晶圆W1在再次被清洗装置31清洗了之后，再次被检查装置32检查。或者，具有附着物7的下晶圆W2被回收于盒C4。另一方面，没有附着物7的上晶圆W1被输送装置61向表面改性装置33输送。
接下来，表面改性装置33对上晶圆W1的接合面W1j进行改性(S103)。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，并被离子化。其氧离子被向上晶圆W1的接合面W1j照射而该接合面W1j被等离子体处理。由此，上晶圆W1的接合面W1j被改性。之后，输送装置61将上晶圆W1从表面改性装置33向表面亲水化装置35输送。
接下来，表面亲水化装置35对上晶圆W1的接合面W1j进行亲水化(S104)。在表面亲水化装置35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，所供给的纯水在上晶圆W1的接合面W1j上扩散，羟基(硅醇基)附着于上晶圆W1的在表面改性装置33中改性后的接合面W1j而该接合面W1j被亲水化。另外，上晶圆W1的接合面W1j被接合面W1j的亲水化所使用的纯水清洗。之后，输送装置61将上晶圆W1向接合装置41输送。
接合装置41使上晶圆W1上下翻转，使上晶圆W1的接合面W1j朝向下方(S105)。此外，使上晶圆W1上下翻转的翻转装置在本实施方式中设置于接合装置41的内部，但也可以设置于接合装置41的外部。在进行上晶圆W1的处理(上述S101～S105)的期间内，进行下晶圆W2的处理(下述S106～S109)。
首先，输送装置22取出盒C2内的下晶圆W2，并向传送装置50输送。接下来，输送装置61从传送装置50接收下晶圆W2，并向清洗装置31输送。
接下来，清洗装置31清洗下晶圆W2的非接合面W2n(S106)。清洗装置31清洗非接合面W2n的至少外周部。其原因在于，在附着物7源自与膜W22的材料相同的材料的堆积物6的情况下，易于附着于非接合面W2n的外周部。牢固地附着的附着物7也能够利用研磨部133削落。之后，输送装置61从清洗装置31接收下晶圆W2，并向检查装置32输送。
接下来，检查装置32对有无附着于下晶圆W2的非接合面W2n的附着物7进行检查(S107)。具有附着物7的下晶圆W2在再次被清洗装置31清洗了之后，再次被检查装置32检查。或者，具有附着物7的下晶圆W2被回收于盒C4。另一方面，没有附着物7的下晶圆W2被输送装置61向表面改性装置33输送。
接下来，表面改性装置33对下晶圆W2的接合面W2j进行改性(S108)。接合面W2j的表面改性(S108)与接合面W1j的表面改性(S103)同样地进行。之后，输送装置61将下晶圆W2从表面改性装置33向表面亲水化装置35输送。
接下来，表面亲水化装置35对下晶圆W2的接合面W2j进行亲水化(S109)。接合面W2j的表面亲水化(S109)与接合面W1j的表面亲水化(S104)同样地进行。之后，输送装置61将下晶圆W2向接合装置41输送。
接下来，接合装置41使上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j相对，接合上晶圆W1和下晶圆W2(S110)。上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j分别被预先改性，因此，在接合面W1j、W2j之间产生范德华力(分子间力)，该接合面W1j、W2j彼此被接合。另外，上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j分别被预先亲水化，因此，接合面W1j、W2j间的亲水基进行氢键结合，接合面W1j、W2j彼此被牢固地接合。
之后，输送装置61向传送装置51输送重合晶圆T。之后，输送装置22从传送装置51接收重合晶圆T，并向盒C3输送。这样一来，一系列的处理结束。
不过，控制装置70使上晶圆W1和下晶圆W2向清洗装置31和检查装置32以该清洗装置31和检查装置32的顺序输送。首先，利用清洗装置31进行清洗，因此，能够抑制附着物7被带入检查装置32。
此外，控制装置70也可以使上晶圆W1和下晶圆W2向检查装置32和清洗装置31以该检查装置32和清洗装置31的顺序输送。在该情况下，首先，利用检查装置32进行检查，因此，能够防止利用清洗装置31无用地清洗没有附着物7的晶圆。
控制装置70禁止向清洗装置31输送利用检查装置32得出没有附着物7这样的检查结果的晶圆。能够防止利用清洗装置31无用地清洗没有附着物7的晶圆。
图14是表示基于一实施方式的检查装置的检查结果的第2基板的处理的流程图。此外，图14所示的下晶圆W2的处理与上晶圆W1的处理同样地进行，因此，上晶圆W1的处理省略图示。图14所示的处理在控制装置70的控制下进行。
首先，检查装置32对有无附着于下晶圆W2的非接合面W2n的附着物7进行检查(S201)。接下来，控制装置70检验检查装置32的检查结果(S202)。
在没有附着物7的情况下(S202，否)，附着物7不会被带入接合装置41。因此，控制装置70不是利用输送装置61将下晶圆W2向清洗装置31输送，而是向表面改性装置33输送(S203)。
另一方面，在具有附着物7的情况下(S202，是)，附着物7直接被带入接合装置41。因此，首先，控制装置70对直到检查(S201)为止进行了的下晶圆W2的清洗次数是否小于N(N是预先确定好的1以上的整数)次进行检验(S204)。N根据清洗装置31的清洗力预先决定。
在下晶圆W2的清洗次数是N次以上的情况下(S204，否)，几乎没有能够利用清洗装置31去除附着物7的可能性。因此，在该情况下，控制装置70利用输送装置61、22向盒C4输送下晶圆W2(S205)。
另一方面，在下晶圆W2的清洗次数小于N次的情况下(S204，是)，残留有能够利用清洗装置31去除附着物7的可能性。因此，在该情况下，控制装置70利用输送装置61向清洗装置31输送下晶圆W2(S206)。
之后，清洗装置31清洗下晶圆W2的非接合面W2n。接下来，控制装置70利用输送装置61向检查装置32输送下晶圆W2。之后，再次进行图14所示的处理。
如上述这样，控制装置70利用输送装置61将利用检查装置32得出具有附着物7这样的结果的下晶圆W2向清洗装置31输送。能够利用清洗装置31去除附着物7，因此，能够减少下晶圆W2的废弃数。
控制装置70在利用输送装置61将利用检查装置32得出具有附着物7这样的结果的下晶圆W2向清洗装置31输送了之后，再次向检查装置32输送。能够利用检查装置32确认是否能够利用清洗装置31去除附着物7，能够可靠地防止附着物7被带入接合装置41。
控制装置70不是利用输送装置61将利用检查装置32得出没有附着物7这样的检查结果的下晶圆W2向清洗装置31输送，而是向表面改性装置33输送。附着物7未被带入表面改性装置33、表面亲水化装置35以及接合装置41，因此，能够抑制这些表面改性装置33、表面亲水化装置35以及接合装置41被污染。
控制装置70如图13所示那样在表面改性(S108)、表面亲水化(S109)以及接合(S110)之前进行下晶圆W2的清洗(S106)和检查(S107)。在结束了非接合面W2n的处理之后，开始接合面W2j的处理，因此，能够缩短从表面改性(S108)到接合(S110)的经过时间，能够抑制在接合(S110)之前表面改性(S108)、表面亲水化(S109)的效果丧失。
此外，下晶圆W2的清洗(S106)和检查(S107)只要在接合(S110)之前进行即可，既可以在表面改性(S108)与表面亲水化(S109)之间进行，也可以在表面亲水化(S109)与接合(S110)之间进行。在这些情况下，也能够抑制附着物7被带入接合装置41，能够抑制空隙8的产生。
另外，如随后论述那样，下晶圆W2的清洗(S106)也可以与表面亲水化(S109)同时进行。在该情况下，清洗装置31具有被装入表面亲水化装置35的内部的装入用清洗部。
图15是表示第1变形例的接合系统的俯视图。图16是表示第1变形例的接合系统的主视图。在图16中，为了图示表面改性装置33和表面亲水化装置35的位置关系，省略图15所示的接合装置41的图示。图17是表示第1变形例的表面亲水化装置的图。
本变形例的清洗装置31具有被装入表面亲水化装置35的内部的装入用清洗头部140。仅将装入用清洗头部140装入现有的装置35的内部，就能够抑制附着物7被带入接合装置41，因此，能够抑制接合系统1的大型化。以下，主要说明本变形例与上述实施方式的不同点。
表面亲水化装置35具有例如处理容器410、旋转卡盘420、以及喷嘴430。旋转卡盘420在处理容器410的内部以使上晶圆W1的接合面W1j朝上的方式从下方水平地保持上晶圆W1。同样地，旋转卡盘420在处理容器410的内部以使下晶圆W2的接合面W2j朝上的方式从下方水平地保持下晶圆W2。
喷嘴430从上方向接合面W1j、W2j供给DIW(脱离子水)等水。喷嘴430也可以是使水和气体混合而喷出的二流体喷嘴。喷嘴430向与旋转卡盘420一起旋转的接合面W1j、W2j的中心部供给水。所供给的水在离心力的作用下向接合面W1j、W2j的整体湿润开来。喷嘴430也可以在接合面W1j、W2j的径向上移动。
不过，旋转卡盘420保持非接合面W1n、W2n的中央部。非接合面W1n、W2n的外周部未被旋转卡盘420保持，因此，能够利用装入用清洗头部140擦洗。
装入用清洗头部140与清洗头部130同样地擦洗非接合面W1n、W2n。装入用清洗头部140在与非接合面W1n、W2n接触的期间内朝向非接合面W1n、W2n供给水等清洗液。
装入用清洗头部140与清洗头部130同样地例如具有圆盘状的基座部141、圆筒状的海绵部142、以及圆筒状的研磨部143。基座部141、海绵部142以及研磨部143与上述实施方式的基座部131、海绵部132和研磨部133同样地构成，因此，省略说明。此外，研磨部143与研磨部133同样地也可以兼备使非接合面W2n粗糙化的粗糙化部。另外，研磨部143和粗糙化部既可以是单独的构件，也可以仅设置有任一者。
另外，本变形例的清洗装置31也可以还具有被装入表面亲水化装置35的内部的外周清洗部150。外周清洗部150擦洗上晶圆W1的外周或下晶圆W2的外周。外周清洗部150是例如海绵，但也可以是刷子。能够从上晶圆W1的外周或下晶圆W2的外周去除附着物。
图18是表示第2变形例的接合系统的俯视图。图19是表示第2变形例的接合系统的主视图。在图19中，为了图示表面改性装置33和表面亲水化装置35的位置关系，省略图18所示的接合装置41的图示。在本变形例和上述实施方式等中，第1处理块G1的装置的配置不同。以下，主要说明本变形例与上述实施方式等的不同点。
如图19所示，在第1处理块G1配置有清洗装置31、表面改性装置33、以及表面亲水化装置35。清洗装置31和表面亲水化装置35例如配置于表面改性装置33之上。此外，第1处理块G1的装置的种类和配置并没有特别限定。例如，清洗装置31和表面亲水化装置35也可以配置于表面改性装置33之下。
如图19所示，清洗装置31和表面亲水化装置35分别设置，在X轴方向上排列，但本公开的技术并不限定于此。如图17所示那样清洗装置31也可以被装入表面亲水化装置35的内部，在该情况下，上晶圆W1用的表面亲水化装置35和下晶圆W2用的表面亲水化装置35也可以分别设置，在X轴方向上排列。能够增加表面亲水化装置35的数量，能够提高生产率。
此外，表面改性装置33的配置也与表面亲水化装置35的配置同样。也就是说，上晶圆W1用的表面改性装置33和下晶圆W2用的表面改性装置33也可以分别设置。
图20是表示第2变形例的接合方法的主要的工序的流程图。图20所示的各种工序在控制装置70的控制下执行。以下，主要说明图20与图13的不同点。
如图20所示，上晶圆W1的清洗(S101)也可以在上晶圆W1的表面亲水化(S104)之后且上晶圆W1与下晶圆W2的接合(S110)之前进行。在即将接合(S110)之前执行清洗(S101)，因此，能够抑制附着物被带入接合装置41，能够消除接合时的不良情况。
此外，在图20中，未进行图13所示的上晶圆W1的检查(S102)，但也可以进行。检查(S102)与清洗(S101)同样地也可以在表面亲水化(S104)之后且接合(S110)之前进行。在即将接合(S110)之前执行检查(S102)，因此，能够抑制附着物被带入接合装置41，能够消除接合时的不良情况。检查(S102)与清洗(S101)的顺序并没有特别限定，也可以任一个先进行。
另外，如图20所示，下晶圆W2的清洗(S106)也可以在下晶圆W2的表面亲水化(S109)之后且上晶圆W1与下晶圆W2的接合(S110)之前进行。在即将接合(S110)之前执行清洗(S106)，因此，能够抑制附着物被带入接合装置41，能够消除接合时的不良情况。
此外，在图20中，未进行图13所示的下晶圆W2的检查(S107)，但也可以进行。也可以是，检查(S107)与清洗(S106)同样地也可以在表面亲水化(S109)之后且接合(S110)之前进行。在即将接合(S110)之前执行检查(S107)，因此，能够抑制附着物被带入接合装置41，能够消除接合时的不良情况。检查(S107)与清洗(S106)的顺序并没有特别限定，也可以任一个先进行。
以上，对本公开的接合系统和接合方法的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式等。在权利要求书所记载的范畴内能够进行各种变更、修正、置换、附加、删除、以及组合。对于这些，也当然属于本公开的技术范围。
上述实施方式的接合系统1具备清洗装置31和检查装置32这两者，也可以仅具备任一者。接合系统1只要具备清洗装置31和检查装置32中的至少一者，就能够抑制附着物7被带入接合装置41，因此，能够抑制在接合时产生空隙8。
在接合系统1不具备清洗装置31而具备检查装置32的情况下，将利用检查装置32得出具有附着物7这样的检查结果的晶圆回收于盒C4。在所回收的上晶圆W1或下晶圆W2在接合系统1的外部进行了清洗的基础上，既可以再次返回接合系统1，也可以废弃。
在上述实施方式中，上晶圆W1相当于第1基板，下晶圆W2相当于第2基板，但也可以是，上晶圆W1相当于第2基板，下晶圆W2相当于第2基板。另外，第1基板和第2基板在上述实施方式是半导体基板，也可以是玻璃基板等。

Claims (24)

1.一种接合系统，其具备：
表面改性装置，其对第1基板的接合面和第2基板的接合面进行改性；
表面亲水化装置，其对所述第1基板的进行所述改性后的所述接合面和所述第2基板的进行所述改性后的所述接合面进行亲水化；
接合装置，其使所述第1基板的进行所述亲水化后的所述接合面与所述第2基板的进行所述亲水化后的所述接合面相对并接合；以及
清洗装置，其在进行所述接合之前清洗所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板的与所述接合面相反的一侧的非接合面。
2.根据权利要求1所述的接合系统，其中，
所述清洗装置具有研磨所述非接合面的研磨部。
3.根据权利要求2所述的接合系统，其中，
所述研磨部包括含有金刚石磨粒的研磨片。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合系统，其中，
所述清洗装置具有使所述非接合面粗糙化的粗糙化部。
5.根据权利要求4所述的接合系统，其中，
所述粗糙化部使所述第1基板和所述第2基板中的在接合时变形的基板的所述非接合面的除了其外周部之外的部分粗糙化。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的接合系统，其中，
所述清洗装置清洗所述非接合面的至少外周部。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的接合系统，其中，
所述清洗装置具有被装入所述表面亲水化装置的内部的装入用清洗部。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的接合系统，其中，
该接合系统具备在进行所述接合之前对有无附着于所述非接合面的附着物进行检查的检查装置。
9.根据权利要求8所述的接合系统，其中，
该接合系统具有：
输送装置，其输送所述第1基板和所述第2基板；和
控制装置，其利用所述输送装置向所述清洗装置和所述检查装置以所述清洗装置和所述检查装置的顺序输送所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板。
10.根据权利要求8所述的接合系统，其中，
该接合系统具有：
输送装置，其输送所述第1基板和所述第2基板；和
控制装置，其利用所述输送装置向所述检查装置和所述清洗装置以所述检查装置和所述清洗装置的顺序输送所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板。
11.根据权利要求9所述的接合系统，其中，
所述控制装置利用所述输送装置向所述清洗装置输送所述第1基板和所述第2基板中的利用所述检查装置得出具有所述附着物这样的检查结果的基板。
12.根据权利要求11所述的接合系统，其中，
所述控制装置在利用所述输送装置向所述清洗装置输送了所述第1基板和所述第2基板中的利用所述检查装置得出具有所述附着物这样的检查结果的基板之后，向所述检查装置再次输送该基板。
13.根据权利要求9所述的接合系统，其中，
所述控制装置禁止利用所述输送装置向所述清洗装置输送所述第1基板和所述第2基板中的利用所述检查装置得出没有所述附着物这样的检查结果的基板。
14.根据权利要求1～3中任一项所述的接合系统，其中，
所述接合装置具有保持所述第1基板的第1基板保持部和保持所述第2基板的第2基板保持部，
所述第1基板保持部包括：第1框部，其支承所述第1基板的所述非接合面的外周部；和多个第1销部，其分散配置于所述第1框部的内侧，
所述第2基板保持部包括：第2框部，其支承所述第2基板的所述非接合面的外周部；和多个第2销部，其分散配置于所述第2框部的内侧。
15.一种接合方法，其具有：
对第1基板的接合面和第2基板的接合面进行改性的工序；
对所述第1基板的进行所述改性后的所述接合面和所述第2基板的进行所述改性后的所述接合面进行亲水化的工序；
使所述第1基板的进行所述亲水化后的所述接合面与所述第2基板的进行所述亲水化后的所述接合面相对并接合的工序；以及
在进行所述接合的工序之前清洗所述第1基板和所述第2基板中的至少在接合时被平坦地保持的基板的与所述接合面相反的一侧的非接合面的工序。
16.根据权利要求15所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序包括对所述非接合面进行研磨的工序。
17.根据权利要求15或16所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序包括使所述非接合面粗糙化的工序。
18.根据权利要求17所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序包括如下工序：使所述第1基板和所述第2基板中的在接合时变形的基板的所述非接合面的除了其外周部之外的部分粗糙化。
19.根据权利要求15或16所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序包括对所述非接合面的外周部进行清洗的工序。
20.根据权利要求15或16所述的接合方法，其中，
该接合方法在进行所述接合的工序之前具有对有无附着于所述非接合面的附着物进行检查的工序。
21.根据权利要求20所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序在进行所述检查的工序之前进行。
22.根据权利要求20所述的接合方法，其中，
进行所述清洗的工序在进行所述检查的工序之后进行。
23.根据权利要求20所述的接合方法，其中，
该接合方法具有如下工序：清洗在进行所述检查的工序中得出具有所述附着物这样的检查结果的所述非接合面。
24.根据权利要求23所述的接合方法，其中，
该接合方法具有如下工序：对于在进行所述检查的工序中得出具有所述附着物这样的检查结果的所述非接合面，在清洗后，再次检查有无所述附着物。
CN202010151883.1A 2019-03-13 2020-03-06 接合系统和接合方法 Active CN111696858B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019046314 2019-03-13
JP2019-046314 2019-03-13
JP2019-166325 2019-09-12
JP2019166325A JP7365827B2 (ja) 2019-03-13 2019-09-12 接合システム、および接合方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111696858A true CN111696858A (zh) 2020-09-22
CN111696858B CN111696858B (zh) 2024-06-11

Family

ID=72423355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010151883.1A Active CN111696858B (zh) 2019-03-13 2020-03-06 接合系统和接合方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US11424142B2 (zh)
CN (1) CN111696858B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289776A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Toray Eng Co Ltd 超音波接合装置
CN102714139A (zh) * 2010-03-09 2012-10-03 东京毅力科创株式会社 接合系统、接合方法、程序及计算机存储介质
TW201246421A (en) * 2011-01-07 2012-11-16 Tokyo Electron Ltd Detachment system and detachment method and computer storage medium
US20130327463A1 (en) * 2011-03-04 2013-12-12 Tokyo Electron Limited Joining method, joining device and joining system
JP2014209571A (ja) * 2013-03-26 2014-11-06 芝浦メカトロニクス株式会社 貼合装置および貼合基板の製造方法
JP2015041744A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 東京エレクトロン株式会社 接合方法および接合システム
JP2015138929A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 東京エレクトロン株式会社 接合システム、接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体
TW201537632A (zh) * 2013-11-13 2015-10-01 Tokyo Electron Ltd 硏磨洗淨機構、基板處理裝置及基板處理方法
JP2017069271A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
TW201743367A (zh) * 2016-06-14 2017-12-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd 貼合式晶圓的製造方法
CN107611060A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 东京毅力科创株式会社 接合系统
CN107611071A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 东京毅力科创株式会社 接合系统
WO2019013042A1 (ja) * 2017-07-12 2019-01-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012175043A (ja) 2011-02-24 2012-09-10 Tokyo Electron Ltd 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
TW202414519A (zh) * 2018-10-25 2024-04-01 日商尼康股份有限公司 基板貼合裝置、參數計算裝置、基板貼合方法及參數計算方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289776A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Toray Eng Co Ltd 超音波接合装置
CN102714139A (zh) * 2010-03-09 2012-10-03 东京毅力科创株式会社 接合系统、接合方法、程序及计算机存储介质
TW201246421A (en) * 2011-01-07 2012-11-16 Tokyo Electron Ltd Detachment system and detachment method and computer storage medium
US20130327463A1 (en) * 2011-03-04 2013-12-12 Tokyo Electron Limited Joining method, joining device and joining system
JP2014209571A (ja) * 2013-03-26 2014-11-06 芝浦メカトロニクス株式会社 貼合装置および貼合基板の製造方法
JP2015041744A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 東京エレクトロン株式会社 接合方法および接合システム
TW201537632A (zh) * 2013-11-13 2015-10-01 Tokyo Electron Ltd 硏磨洗淨機構、基板處理裝置及基板處理方法
JP2015138929A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 東京エレクトロン株式会社 接合システム、接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体
JP2017069271A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
TW201743367A (zh) * 2016-06-14 2017-12-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd 貼合式晶圓的製造方法
CN107611060A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 东京毅力科创株式会社 接合系统
CN107611071A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 东京毅力科创株式会社 接合系统
WO2019013042A1 (ja) * 2017-07-12 2019-01-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
US11424142B2 (en) 2022-08-23
US11626302B2 (en) 2023-04-11
CN111696858B (zh) 2024-06-11
US20200294824A1 (en) 2020-09-17
US20220351987A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101732762B1 (ko) 접합시스템, 기판 처리 시스템, 접합방법 및 컴퓨터 저장매체
KR101823718B1 (ko) 기판 반전 장치, 기판 반전 방법 및 박리 시스템
TWI621213B (zh) 剝離裝置、剝離系統、剝離方法及電腦記憶媒體
JP5909453B2 (ja) 剥離装置、剥離システムおよび剥離方法
JP6967980B2 (ja) 接合方法、および接合装置
JP7365827B2 (ja) 接合システム、および接合方法
TWI529841B (zh) 接合系統、基板處理系統、接合方法、及電腦記憶媒體
JP7483069B2 (ja) 基板搬送システム
CN107611071B (zh) 接合系统
KR20150101939A (ko) 박리 방법, 컴퓨터 기억 매체, 박리 장치 및 박리 시스템
KR101805964B1 (ko) 박리 시스템, 박리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
JP2015207776A (ja) 剥離装置、剥離システムおよび剥離方法
JP2003086543A (ja) 板状物の搬送機構および搬送機構を備えたダイシング装置
TW202218022A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP5899153B2 (ja) 剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2015088620A (ja) 剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
CN111696858B (zh) 接合系统和接合方法
CN111627852A (zh) 基板处理装置、基板处理方法以及接合方法
JP6466217B2 (ja) 剥離装置及び剥離システム
TW202435266A (zh) 剝離系統及剝離方法
CN114121716A (zh) 基板处理装置和基板处理方法
TW202425079A (zh) 剝離裝置、剝離系統及剝離方法
CN118696404A (zh) 基板处理装置和基板处理方法
JP2013149658A (ja) 剥離装置、剥離システム、剥離方法および剥離プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant