CN113795906A - 接合装置、接合系统以及接合方法 - Google Patents

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Abstract

将第一基板与第二基板进行接合的接合装置具有:第一保持部,其保持所述第一基板;第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。

Description

接合装置、接合系统以及接合方法
技术领域
本公开涉及一种接合装置、接合系统以及接合方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种将基板彼此进行接合的接合装置。接合装置具有保持第一基板的第一保持部、保持第二基板的第二保持部、用于收容第一保持部和第二保持部的腔室、以及设置于腔室的外部的摄像部。摄像部经由分别形成于腔室、第一保持部、第二保持部的贯通孔来拍摄在第一基板和第二基板形成的对准标记。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-134446号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术使将基板彼此进行接合时的接合精度提高。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是将第一基板与第二基板进行接合的接合装置,所述接合装置具有:第一保持部,其保持所述第一基板;第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。
发明的效果
根据本公开,能够提高将基板彼此进行间接合时的接合精度。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的接合系统的结构的概要的俯视图。
图2是表示本实施方式所涉及的接合系统的内部结构的概要的侧视图。
图3是表示重合基板的结构的概要的侧视图。
图4是表示第一基板的结构的概要的俯视图。
图5是表示接合装置的结构的概要的侧视图。
图6是表示接合装置的结构的概要的侧视图。
图7是表示接合装置的结构的概要的俯视图。
图8是第一保持部及其周边的结构的截面图。
图9是从下方观察第一保持部及其周边得到的俯视图。
图10是从上方观察第一保持部及其周边得到的俯视图。
图11是第二保持部及其周边的结构的截面图。
图12是第二保持部及其周边的结构的截面图。
图13是从上方观察第二保持部及其周边得到的俯视图。
图14是表示第一摄像单元的结构的概要的俯视图。
图15是表示第一摄像单元的结构的概要的侧视图。
图16是示意性地表示第一摄像单元的内部结构的说明图。
图17是示意性地表示以往的摄像单元的内部结构的说明图。
图18是表示基准标记部的结构的概要的侧视图。
图19是表示接合处理的主要工序的流程图。
图20是表示接合处理的步骤A3、A6的说明图。
图21是表示接合处理的步骤A7、A8的说明图。
图22是表示接合处理的步骤A9的说明图。
图23是表示接合处理的步骤A9、A10的说明图。
图24是表示接合处理的步骤A10的说明图。
图25是表示接合处理的步骤A11的说明图。
图26是表示接合处理的步骤A12的说明图。
图27是表示接合处理的步骤A13的说明图。
图28是表示接合处理的步骤A14的说明图。
图29是表示按压第一基板和第二基板时的载荷的负荷状況的说明图。
图30是表示接合处理的步骤A15的说明图。
图31是表示接合处理的步骤A15的说明图。
具体实施方式
在将半导体器件三维地进行层叠的三维集成技术中,进行两张半导体基板(以下称作“基板”。)的接合。具体地说,例如通过范德华力和氢键(分子间力)将基板彼此进行接合。而且,为了适当地制造半导体器件,在将基板进行接合并进行层叠时,将配置于上侧的第一基板与配置于下侧的第二基板适当地进行对位是很重要的。
以往,例如在专利文献1所公开的接合装置中,通过设置于腔室的外部的摄像部,来拍摄被收容于腔室的内部的第一基板和第二基板的对准标记。而且,基于拍摄到的对准标记的检测结果,来调整第一保持部的水平方向上的位置和朝向,进行第一基板和第二基板的对准。
然而,在专利文献1的接合装置中,摄像部在水平方向上是固定的,因此有时无法适当地拍摄第一基板和第二基板的对准标记。在该情况下,无法适当地进行对准,在提高接合精度这一点存在进一步改善的余地。
本公开所涉及的技术使接合精度提高。下面,参照附图来说明本实施方式所涉及的接合装置、具备该接合装置的接合系统以及接合方法。此外,在本说明书和附图中,对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的标记,由此省略重复说明。
<接合系统1的结构>
首先,对本实施方式所涉及的接合系统的结构进行说明。图1是表示接合系统1的结构的概要的俯视图。图2是表示接合系统1的内部结构的概要的侧视图。此外,下面,为了使位置关系明确,规定彼此正交的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向,并将Z轴正方向设为铅垂向上方向。
在接合系统1中,如图3所示那样将第一基板W1与第二基板W2进行接合来形成重合基板T。下面,将第一基板W1中的与第二基板W2进行接合的面称作“接合面W1a”,将与接合面W1a相反一侧的面称作“非接合面W1b”。另外,将第二基板W2中的与第一基板W1进行接合的面称作“接合面W2a”,将与接合面W2a相反一侧的面称作“非接合面W2b”。此外,第一基板W1和第二基板W2均为例如硅基板等半导体基板。
如图4所示,在第一基板W1的接合面W1a形成有两个第一对准标记M11、M12。第一对准标记M11、M12分别形成于例如通过第一基板W1的中心的Y轴上。另外,第一对准标记M11、M12分别具有十字形状。同样地,在第二基板W2的接合面W2a也是,例如在通过第二基板W2的中心的Y轴上形成有具有十字形状的两个第二对准标记M21、M22。此外,对准标记M11、M12、M21、M22的形状不限定于十字形状,能够采用任意形状。
如图1所示,接合系统1具有将搬入搬出站2与处理站3连接为一体所得到的结构,所述搬入搬出站2例如与外部之间进行能够分别收容多个第一基板W1、第二基板W2、重合基板T的盒Cw1、Cw2、Ct的搬入和搬出,所述处理站3具备对基板W1、W2、重合基板T实施期望的处理的各种处理装置。
在搬入搬出站2设置有盒载置台10。在盒载置台10设置有多个、例如四个盒载置板11。盒载置板11配置为在水平方向的X方向(图1中的上下方向)上排成一列。在相对于接合系统1的外部搬入和搬出盒Cw1、Cw2、Ct时,能够将盒Cw1、Cw2、Ct载置于这些盒载置板11。像这样,搬入搬出站2构成为能够保有多个第一基板W1、多个第二基板W2、多个重合基板T。此外,盒载置板11的个数不限于本实施方式,能够任意地设定。另外,在盒载置板11除了载置盒Cw1、Cw2、Ct以外,还可以载置用于回收例如产生了不良的基板的盒等。
在搬入搬出站2,且在盒载置台10的X轴正方向侧,与盒载置台10相邻地设置有基板搬送区域20。在基板搬送区域20设置有在沿Y轴方向延伸的搬送路21上移动自如的基板搬送装置22。基板搬送装置22还能够在铅垂方向上移动自如以及绕铅垂轴(θ方向)移动自如,能够在各盒载置板11上的盒Cw1、Cw2、Ct与后述的处理站3的第三处理块G3的传送装置60、61之间搬送第一基板W1、第二基板W2、重合基板T。
在处理站3设置有具备各种装置的多个、例如三个处理块G1、G2、G3。例如在处理站3的正面侧(图1的Y轴负方向侧)设置有第一处理块G1,在处理站3的背面侧(图1的Y轴正方向侧)设置有第二处理块G2。另外,在处理站3的靠搬入搬出站2侧(图1的X轴负方向侧)设置有第三处理块G3。
在第一处理块G1配置有将基板W1、W2进行接合的接合装置30。此外,在后文中叙述接合装置30的结构。
如图2所示,第二处理块G2例如具有两层构造。在第二处理块G2的下层,改性装置40、搬送室41、加载互锁室42从搬入搬出站2侧起按照所记载的顺序在水平方向的X轴方向上排列配置。
改性装置40将基板W1、W2的接合面W1a、W2a进行改性。在改性装置40中,例如在减压气氛下激励作为处理气体的氧气或氮气使之等离子体化,从而离子化。向接合面W1a、W2a照射该氧离子或氮离子,来对接合面W1a、W2a进行等离子体处理使之改性。
加载互锁室42以与后述的基板搬送区域70隔着闸阀(未图示)相邻的方式配置于该基板搬送区域70的Y轴正方向侧。加载互锁室42构成为能够将其内部空间在大气压状态与真空状态之间进行切换。另外,在加载互锁室42的内部设置用于进行第一基板W1、第二基板W2的交接的交接部(未图示)。
搬送室41以隔着闸阀(未图示)与加载互锁室42相邻的方式配置于该加载互锁室42的Y轴负方向侧。在搬送室41配置搬送第一基板W1、第二基板W2的基板搬送装置(未图示)。基板搬送装置能够在加载互锁室42与改性装置40之间搬送第一基板W1、第二基板W2。
在第二处理块G2的上层,所述亲水化装置50、51从搬入搬出站2侧起按照所记载的顺序在水平方向的X轴方向上排列配置。亲水化装置50、51例如通过纯水将基板W1、W2的接合面W1a、W2a进行亲水化,并且清洗该接合面W1a、W2a。在亲水化装置50中,例如一边使被旋转吸盘(未图示)保持的基板W1、W2旋转,一边向该基板W1、W2上供给纯水。这样一来,所供给的纯水在基板W1、W2的接合面W1a、W2a上扩散,来使接合面W1a、W2a亲水化。
在第三处理块G3,将第一基板W1、第二基板W2、重合基板T的传送装置60、61分两层地从下侧起依次进行设置。
如图1所示,在被第一处理块G1~第三处理块G3包围的区域形成有基板搬送区域70。在基板搬送区域70例如配置有基板搬送装置71。
基板搬送装置71具有例如能够沿铅垂方向、水平方向(X轴方向、Y轴方向)移动自如以及绕铅垂轴移动自如的搬送臂。基板搬送装置71在基板搬送区域70内移动,能够向周围的第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3内的期望的装置搬送第一基板W1、第二基板W2、重合基板T。
在以上的接合系统1中,设置有作为控制部的控制装置80。控制装置80例如为计算机,具有程序保存部(未图示)。在程序保存部中保存有控制接合系统1中的基板处理的程序。另外,在程序保存部中还保存有用于控制上述的各种处理装置、搬送装置等的驱动系统的动作以实现接合系统1中的后述的基板处理的程序。此外,上述程序可以记录在计算机可读存储介质H中,并从该存储介质H安装至控制装置80。
<接合装置30的结构>
接着,对上述的接合装置30的结构进行说明。图5和图6是表示接合装置30的结构的概要的侧视图。图7是表示接合装置30的结构的概要的俯视图。
接合装置30具有在基台100上搭载有各种构件的结构。具体地说,接合装置30具有处理容器110、第一保持部120以及第二保持部130。另外,接合装置30在处理容器110的周边具有腔室升降机构140和减压部150。另外,接合装置30在第一保持部120的周边具有支承部160、水平位置调整部170、铅垂位置调整部180以及加压部190。另外,接合装置30在第二保持部130的周边具有固定摄像部200、201。并且,接合装置30具有在处理容器110的内部与外部之间移动的摄像单元210、211。下面,说明各结构。
(处理容器110及其周边的结构)
首先,对处理容器110及其周边的结构进行说明。
处理容器110为内部能够密闭的容器,用于收容第一保持部120和第二保持部130。处理容器110被分割为两个部分,处理容器110具有第一保持部120侧(上方侧)的第一腔室111和第二保持部130侧(下方侧)的第二腔室112。在第二腔室112中的与第一腔室111之间的接合面设置有用于保持处理容器110的内部的气密性的密封件113。密封件113例如使用O型密封圈。而且,通过使第一腔室111与第二腔室112抵接,在处理容器110的内部形成密闭空间。
第一腔室111被设置于第一腔室111的上表面的支承板114支承。并且,支承板114被腔室升降机构140支承。腔室升降机构140具有支柱141和升降构件142。支柱141和升降构件142分别设置于支承板114的外周的例如四个部位。支柱141以从基台100向铅垂上方延伸的方式设置。升降构件142支承支承板114的外周,并且升降构件142的基端部安装于支柱141。而且,升降构件142通过例如具备马达等的驱动部(未图示)沿支柱141进行升降。通过该结构的腔室升降机构140,第一腔室111构成为升降自如。此外,四个升降构件142的前端部被顶板143支承。
此外,在本实施方式中,在支承板114的外周设置有四个腔室升降机构140,但腔室升降机构140的数量不限定于该数量。例如,当在四个部位处对支承板114的外周进行支承的情况下,也可以在两个部位设置腔室升降机构140,在另外两个部位设置伸缩自如的轴。
第二腔室112被设置于基台100上的支承台115支承。即,第二腔室112不移动,是固定的。支承台115构成为中空。另外,在第二腔室112设置有将处理容器110的内部进行减压的减压部150。减压部150具有用于吸引处理容器110的内部的气氛气体的吸气管151以及与吸气管151连接的例如真空泵等吸气装置152。
(第一保持部120及其周边的结构)
接着,对第一保持部120及其周边的结构进行说明。图8是第一保持部120及其周边的结构的截面图。图9是从下方观察第一保持部120及其周边得到的俯视图。图10是从上方观察第一保持部120及其周边得到的俯视图。
第一保持部120为保持第一基板W1的保持部。第一保持部120具有静电吸盘121和冷却板122。静电吸盘121具有内部电极和电介质,使用通过向内部电极施加电压而产生的静电力来使第一基板W1吸附于吸附面。冷却板122例如为水冷板,在冷却板122的内部流通冷却水。通过该冷却板122,将被静电吸盘121保持的第一基板W1调整为期望温度、例如常温。
在第一保持部120的下表面侧形成有作为第一保持标记的两个第一吸盘标记N11、N12。第一吸盘标记N11、N12分别在例如静电吸盘121的下表面外周部形成于通过静电吸盘121的中心的Y轴上。另外,第一吸盘标记N11、N12分别具有十字形状。此外,第一吸盘标记N11、N12的形状不限定于十字形状,能够采用任意形状。
在静电吸盘121的下表面设置有通过吸附第一基板W1来保持该第一基板W1的吸盘123。例如在三个部位设置有吸盘123。吸盘123经由插入并穿过以贯穿静电吸盘121和冷却板122的方式形成的贯通孔124的吸引管125而与用于吸引第一基板W1的吸引机构126连通。另外,吸盘123和吸引管125构成为通过吸引机构126升降自如。
第一保持部120以从上方垂下的状态被支承部160支承。通过支承部160,第一保持部120被配置为与第一腔室111之间隔开了间隙的状态。支承部160具有可动板161和传递轴162。可动板161设置于处理容器110的外部且支承板114的上方。可动板161在中央部具有开口,可动板161具有圆环形状。
在可动板161的下表面,在与可动板161同心的同心圆上以大致均匀地隔开间隔的例如三个部位配置有传递轴162。各传递轴162从可动板161向铅垂下方延伸,贯穿支承板114和第一腔室111并与第一保持部120的冷却板122的上表面连接。
在传递轴162的外周部设置有覆盖该传递轴162的波纹管163。波纹管163的上端与可动板161的下表面连接,波纹管163的下端与支承板114的上表面连接。通过该波纹管163,能够在确保处理容器110的密闭性的同时使从处理容器110的外部设置到处理容器110的内部的第一保持部120移动。
另外,在支承板114和第一腔室111形成贯通孔164,传递轴162插入并穿过贯通孔164的内部。此外,如后述那样,传递轴162通过水平位置调整部170在水平方向上移动,因此贯通孔164的内径充分大于传递轴162的外径。
在可动板161的下表面与支承板114的上表面之间设置有水平位置调整部170。即,水平位置调整部170设置于处理容器110的外部。在与可动板161同心的同心圆上大致均匀地隔开间隔的例如三个部位配置有水平位置调整部170。
作为水平位置调整部170,例如使用以U轴、V轴以及W轴为驱动轴的UVW台。在该情况下,通过水平位置调整部170,能够使可动板161沿X轴方向、Y轴方向以及θ轴方向移动。而且,可动板161的水平移动经由传递轴162传递至第一保持部120,来调整该第一保持部120的水平位置。此外,水平位置如上述那样是X轴方向、Y轴方向以及θ轴方向上的位置,即水平方向上的位置和朝向。
此外,作为水平位置调整部170的UVW台,能够使用公知的台。另外,水平位置调整部170的结构不限定于此,例如可以使用以X轴、Y轴以及θ轴为驱动轴的XYθ台,或者可以使用在一个平面上进行XYθ的驱动的具有X1、X2、Y1、Y2这四个驱动轴的4轴台。
在可动板161的上表面设置有铅垂位置调整部180。即,铅垂位置调整部180设置于处理容器110的外部。在与可动板161同心的同心圆上大致均匀地隔开间隔的例如三个部位配置有铅垂位置调整部180。
在铅垂位置调整部180设置有例如具备马达等的驱动部(未图示)。铅垂位置调整部180与传递轴162连接,来使该传递轴162进行升降。而且,传递轴162的升降传递至第一保持部120,来调整该第一保持部120的铅垂方向位置。另外,通过利用三个铅垂位置调整部180使第一保持部120进行升降,来调整第一保持部120的倾斜(水平度)。
在可动板161的中央的开口部,以插入并穿过该开口部的方式设置有加压部190。即,加压部190设置于处理容器110的外部。加压部190具有按压机构191、测定机构192以及加压杆193。按压机构191、测定机构192、加压杆193从上方起按照所记载的顺序依次进行设置。
作为按压机构191,例如使用液压缸。当像这样使用液压缸时,能够节省装置结构的空间。此外,按压机构191的结构不限于液压缸,例如也可以使用气压缸(气缸)。
按压机构191被设置于按压机构191的上表面的支承板194支承。并且,支承板194被设置于支承板194的下表面的多个、例如三个支承柱195支承。支承柱195的上端与支承板194的下表面连接,支承柱195的下端与支承板114的上表面连接。支承板194在俯视观察时具有大致三角形状。三个支承柱195设置于支承板194的各顶点部分。
作为测定机构192,例如使用负荷传感器。测定机构192设置在按压机构191与设置于加压杆193的上端的凸缘196之间。而且,在测定机构192中,在使用按压机构191按压了第一基板W1和第二基板W2的情况下,测定对第一基板W1和第二基板W2施加的载荷。测定机构192的测定结果被输出至控制装置80。
加压杆193从凸缘196向铅垂下方延伸,贯穿支承板114和第一腔室111并与第一保持部120的冷却板122的上表面中央部连接。此外,在支承板114和第一腔室111形成贯通孔197,加压杆193插入并穿过贯通孔197的内部。
在加压杆193的外周部设置有覆盖该加压杆193的波纹管198。波纹管198的上端与凸缘196的下表面连接,波纹管198的下端与支承板114的上表面连接。通过该波纹管198,能够在确保处理容器110的密闭性的同时按压从处理容器110的外部设置到处理容器110的内部的第一保持部120。
加压部190如以上那样构成,使用按压机构191使加压杆193在铅垂方向上移动。由此,第一保持部120接近第二保持部130,并将被第一保持部120保持的第一基板W1按压于被第二保持部130保持的第二基板W2。另外,此时使用测定机构192来测定对第一基板W1和第二基板W2施加的载荷。
(第二保持部130及其周边的结构)
接着,对第二保持部130及其周边的结构进行说明。图11和图12是第二保持部130及其周边的结构的截面图。图13是从上方观察第二保持部130及其周边得到的俯视图。
第二保持部130为保持第二基板W2的保持部。第二保持部130与第一保持部120在铅垂方向上相向地配置,该第二保持部130以载置于第二腔室112的中央部的方式设置。此外,上述的减压部150的吸气管151在俯视观察时在第二保持部130的外侧与第二腔室112连接。
第二保持部130具有静电吸盘131和冷却板132。静电吸盘131具有内部电极和电介质,使用通过向内部电极施加电压而产生的静电力来使第二基板W2吸附于吸附面。冷却板132例如为水冷板,在冷却板132的内部流通冷却水。通过该冷却板132,将被静电吸盘131保持的第二基板W2调整为期望温度、例如常温。此外,这些静电吸盘131和冷却板132具有与第一保持部120的静电吸盘121和冷却板122相同的结构。
在第二保持部130的上表面侧形成有作为第二保持标记的两个第二吸盘标记N21、N22。第二吸盘标记N21、N22分别在例如静电吸盘131的上表面外周部形成于通过静电吸盘131的中心的Y轴上。另外,第二吸盘标记N21、N22分别具有十字形状。此外,这些第二吸盘标记N21、N22分别与形成于第一保持部120的第一吸盘标记N11、N12相向地配置。另外,第二吸盘标记N21、N22的形状不限定于十字形状,能够采用任意形状。
在第二保持部130设置有例如三个升降销133,该升降销133用于从第二基板W2(或重合基板T)的下方支承该第二基板W2(或重合基板T)使之进行升降。升降销133插入并穿过以贯穿静电吸盘131、冷却板132以及第二腔室112的方式形成的贯通孔134。升降销133构成为通过设置于支承台115的内部的升降机构135升降自如。
在第二保持部130和第二腔室112的下方设置有例如两个固定摄像部200、201。作为固定摄像部200、201,分别使用摄像机。
第一固定摄像部200配置于与第一吸盘标记N11及第二吸盘标记N21相向的位置。另外,在第一固定摄像部200与第二吸盘标记N21之间,在静电吸盘131、冷却板132以及第二腔室112形成有第一观察窗202。第一观察窗202例如由石英玻璃形成。通过第一观察窗202,能够以不会妨碍第一固定摄像部200进行的摄像的方式确保处理容器110的密闭性。通过该结构,第一固定摄像部200能够经由第一观察窗202拍摄第二吸盘标记N21和第一吸盘标记N11。此外,第一吸盘标记N11透过第二吸盘标记N21被拍摄。第一固定摄像部200的摄像图像被输出至控制装置80。
第二固定摄像部201及其周边也具有与第一固定摄像部200相同的结构。即,第二固定摄像部201配置于与第一吸盘标记N12及第二吸盘标记N22相向的位置,在静电吸盘131、冷却板132以及第二腔室112形成有第二观察窗203。而且,第二固定摄像部201能够经由第二观察窗203拍摄第二吸盘标记N22和第一吸盘标记N12。第二固定摄像部201的摄像图像被输出至控制装置80。
在第二腔室112设置有位移计204。作为位移计204,使用激光位移计。在第二保持部130的下表面外周部的多个部位、例如三个部位设置有位移计204。
在静电吸盘131、冷却板132以及第二腔室112的与位移计204对应的位置处形成有观察窗205。观察窗205例如由石英玻璃形成。通过观察窗205,能够以不会妨碍位移计204的激光的光路的方式保持处理容器110的密闭性。
通过该结构,位移计204能够经由观察窗205向第一保持部120的静电吸盘121的下表面照射激光,并且能够接受来自静电吸盘121的反射光。而且,利用位移计204能够测定第一保持部120与第二保持部130的距离。另外,通过使用三个位移计204,还能够测定第一保持部120的斜率。位移计204的测定结果被输出至控制装置80。
此外,位移计204未配置于处理容器110的内部,无需进行真空应对。因此,作为位移计204,能够使用能够在大气环境下使用的价格低的位移计。
(摄像单元210、211及其周边的结构)
接着,对摄像单元210、211及其周边的结构进行说明。如图5~图7所示,两个摄像单元210、211构成为在处理容器110的内部与外部之间移动。
图14是表示第一摄像单元210的结构的概要的俯视图。图15是表示第一摄像单元210的结构的概要的侧视图。图16是示意性地表示第一摄像单元210的内部结构的说明图。此外,在图16中,实线箭头表示自摄像机起的摄像路径(第一摄像路径Q1、第二摄像路径Q2),虚线箭头表示自光源起的光路(第一光路R1、第二光路R2)。
第一摄像单元210具有第一摄像部220、第二摄像部230以及共同透镜部240。
第一摄像部220具有第一摄像机221、第一光源222、第一透镜223以及第一路径变更部224。在第一光源222和第一透镜223的内部分别设置有用于变更自第一光源222起的第一光路R1的反射镜222a、223a。在第一路径变更部224的内部设置有用于变更第一摄像机221的第一摄像路径Q1和第一光路R1的反射镜224a。
第二摄像部230也具有与第一摄像部220相同的结构。即,第二摄像部230具有第二摄像机231、第二光源232、第二透镜233以及第二路径变更部234。
共同透镜部240具有上部透镜241、下部透镜242以及反射镜243。反射镜243以在侧视观察时呈45度倾斜的方式设置。自第一摄像部220起的第一摄像路径Q1和第一光路R1分别向铅垂上方变换方向,从上部透镜241朝向铅垂上方。另外,自第二摄像部230起的第二摄像路径Q2和第二光路R2分别向铅垂下方变换方向,从下部透镜242朝向铅垂下方。此外,第一摄像路径Q1(第一光路R1)和第二摄像路径Q2(第二光路R2)沿铅垂方向在同轴上延伸。
第一摄像单元210具有以上结构,如后述那样,同时进行第一摄像部220对第一对准标记M11的摄像和第二摄像部230对第二对准标记M21的摄像。另外,第一摄像单元210还同时地进行第一摄像部220对第一吸盘标记N11的摄像和第二摄像部230对第二吸盘标记N21的摄像。第一摄像单元210的摄像图像被输出至控制装置80。
在此,与以往的摄像单元进行比较来说明第一摄像单元210的优点。图17是示意性地表示以往的摄像单元500的内部结构的说明图。在为同时拍摄铅垂上方和铅垂下方的规格的情况下,在以往的摄像单元500中,拍摄铅垂上方的第一摄像部510和拍摄铅垂下方的第二摄像部520以在铅垂方向上排列的方式设置。第一摄像部510的第一摄像机511具备聚焦轴,第一透镜512设置于第一路径变更部513的上方。第二摄像部520的第二摄像机521具备聚焦轴,第二透镜522设置于第二路径变更部523的下方。在该情况下,第一基板W1与第二基板W2之间的铅垂距离L2非常长,例如为220mm。
与此相对地,本实施方式的第一摄像单元210具有共同透镜部240,因此如图16所示,能够将第一基板W1与第二基板W2之间的铅垂距离L1例如缩短至110mm。如后述那样通过第一摄像单元210进行的摄像是在处理容器110打开的状态下进行的,但能够使此时分离的第一腔室111与第二腔室112的距离小。这样一来,能够使之后第一腔室111下降以将处理容器110密闭时的移动距离减小。其结果是,能够抑制第一基板W1与第二基板W2的位置偏离。另外,还能够缩短处理时间。
此外,第一摄像部220、第二摄像部230以及共同透镜部240被支承于支承板250上,并且第一摄像部220的一部分和第二摄像部230的一部分被罩251覆盖。
第二摄像单元211也具有与第一摄像单元210相同的结构,即具备第一摄像部220、第二摄像部230以及共同透镜部240。
其中,在第一摄像单元210还设置有位移计252、253。作为位移计252、253,分别使用激光位移计。上部位移计252测定上方、例如第一基板W1的厚度,下部位移计253测定下方、例如第二基板W2的厚度。
如图5~图7所示,接合装置30具有用于使摄像单元210、211移动的第一移动机构260、第二移动机构270以及第三移动机构280。
第一移动机构260使两个摄像单元210、211在第一保持部120与第二保持部130之间的平面区域内沿X轴方向(第一方向)移动。第一移动机构260具有支承两个摄像单元210、211且在俯视观察时沿Y轴方向延伸的门型的移动框261。另外,在基台100上设置有从处理容器110的X轴负方向侧向正方向侧延伸的一对导轨262、262。移动框261安装于该一对导轨262、262。另外,在移动框261设置有例如具备马达等的驱动部(未图示),移动框261构成为能够沿着沿X轴延伸的导轨262移动。
第二移动机构270使第一摄像单元210沿Y轴方向(第二方向)移动。第二移动机构270支承第一摄像单元210并安装于移动框261的上表面。第二移动机构270例如内置有例如具备马达等的驱动部并且构成为能够沿移动框261移动。
第三移动机构280使第二摄像单元211沿Y轴方向(第二方向)移动。第三移动机构280支承第二摄像单元211并安装于移动框261的上表面。第3移动机构280例如内置有例如具备马达等的驱动部并且构成为能够沿移动框261移动。
在处理容器110的X轴负方向侧设置有基准标记部290。图18是表示基准标记部290的结构的概要的侧视图。基准标记部290具有第一基准标记支承体291和第二基准标记支承体292。
第一基准标记支承体291设置于基台100上并具有沿Y轴方向延伸的门型的框构造。第一基准标记支承体291形成为比移动框261大,移动框261通过第一基准标记支承体291的内侧。
在第一基准标记支承体291的下表面形成有例如三个第一基准标记S11、S12、S13。在被支承于移动框261的摄像单元210、211通过第一基准标记支承体291时,各摄像单元210、211的第一摄像部220分别拍摄第一基准标记S11、S12、S13中的某一方。第一摄像部220的摄像图像被输出至控制装置80。此外,在本实施方式中,设置有三个第一基准标记S11、S12、S13,但只要有两个以上的第一基准标记以供各摄像单元210、211的第一摄像部220进行拍摄即可。
第二基准标记支承体292以向铅垂上方延伸的方式设置在基台100上。第二基准标记支承体292在第一基准标记S11、S12、S13的各基准标记的下方设置有三个。第二基准标记支承体292设置于移动框261的内侧,移动框261通过第一基准标记支承体291的上方。
在三个第二基准标记支承体292各自的上表面形成有第二基准标记S21、S22、S23。即,第二基准标记S21、S22、S23分别与第一基准标记S11、S12、S13相向地配置。而且,在支承于移动框261的摄像单元210、211通过第二基准标记支承体292时,各摄像单元210、211的第二摄像部230分别拍摄第二基准标记S21、S22、S23中的某一方。第二摄像部230的摄像图像被输出至控制装置80。
此外,同时进行第一摄像部220对第一基准标记S11、S12、S13的拍摄和二摄像部230对第二基准标记S21、S22、S23的拍摄。另外,如后述那样,基于基准标记的摄像图像来调整摄像单元210、211的姿势(朝向)。
<接合系统1的动作>
接着,对使用如以上那样构成的接合系统1进行的基板W1、W2的接合处理进行说明。图19是表示基板接合处理的主要工序的流程图。
首先,将收容有多张第一基板W1的盒Cw1、收容有多张第二基板W2的盒Cw2以及空的盒Ct载置于搬入搬出站2的期望的盒载置板11。之后,通过基板搬送装置22将盒Cw1内的第一基板W1取出,并搬送至处理站3的第三处理块G3的传送装置60。
接着,通过基板搬送装置71将第一基板W1搬送至第二处理块G2的加载互锁室42。之后,使加载互锁室42内密闭并减压。接下来,通过搬送室41的基板搬送装置将第一基板W1搬送至改性装置40。
在改性装置40中,在期望的减压气氛下,激励作为处理气体的氧气或氮气使之等离子体化,从而离子化。向第一基板W1的接合面W1a照射该氧离子或氮离子,来对该接合面W1a进行等离子体处理。而且,将第一基板W1的接合面W1a进行改性(图19的步骤A1)。
接着,通过搬送室41的基板搬送装置将第一基板W1搬送至加载互锁室42。之后,使加载互锁室42内密闭,并进行大气开放。接着,通过基板搬送装置71将第一基板W1搬送至亲水化装置50。
在亲水化装置50中,一边使被旋转吸盘保持的第一基板W1旋转,一边向该第一基板W1上供给纯水。这样一来,所供给的纯水在第一基板W1的接合面W1a上扩散,羟基(硅烷醇基)附着于在改性装置40中被改性后的第一基板W1的接合面W1a而使该接合面W1a亲水化。另外,通过该纯水来清洗第一基板W1的接合面W1a(图19的步骤A2)。
接着,关于第一基板W1,通过调整定向平面或切口的位置来调整第一基板W1的水平方向的朝向。另外,将第一基板W1的表面和背面翻转,使第一基板W1的接合面W1a朝向下方。此外,该第一基板W1的水平方向的朝向调整和表面背面翻转由设置于接合系统1的装置(未图示)来进行。
接着,通过基板搬送装置71将第一基板W1搬送至第一处理块G1的接合装置30。此时,第一腔室111与第二腔室112分离,处理容器110开放。第一基板W1以接合面W1a朝向下方的状态被交接至预先在比第一保持部120的静电吸盘121更靠下方的位置待机的吸盘123。接着,使吸盘123上升,如图20所示,第一基板W1通过吸附而被保持于静电吸盘121(图19的步骤A3)。
在对第一基板W1进行上述的步骤A1~A3的处理的期间,继该第一基板W1之后对第二基板W2进行处理。首先,通过基板搬送装置22将盒Cw2内的第二基板W2取出,并搬送至处理站3的传送装置60。
接着,通过基板搬送装置71将第二基板W2搬送至加载互锁室42,并且通过搬送室41的基板搬送装置搬送至改性装置40。在改性装置40中,将第二基板W2的接合面W2a进行改性(图19的步骤A4)。此外,步骤A4中的第二基板W2的接合面W2a的改性与上述的步骤A1相同。
接着,通过搬送室41的基板搬送装置将第二基板W2搬送至加载互锁室42,并且通过基板搬送装置71搬送至亲水化装置50。在亲水化装置50中,将第二基板W2的接合面W2a亲水化,并且清洗该接合面W2a(图19的步骤A5)。此外,步骤A5中的第二基板W2的接合面W2a的亲水化和清洗与上述的步骤A2相同。
接着,关于第二基板W2,通过调整定向平面或切口的位置来调整第一基板W1的水平方向的朝向。此外,该第二基板W2的水平方向的朝向调整和表面背面翻转由设置于接合系统1的装置(未图示)来进行。
接着,通过基板搬送装置71将第二基板W2搬送至接合装置30。被搬入接合装置30的第二基板W2以接合面W2a朝向上方的状态被交接至预先在比第二保持部130的静电吸盘131更靠上方的位置待机的升降销133。接下来,使升降销133下降,如图20所示,第二基板W2通过吸附而被保持于静电吸盘131(图19的步骤A6)。
接着,调整第一摄像单元210和第二摄像单元211的姿势(朝向)(图19的步骤A7)。
在步骤A7中,如图21所示,通过第一移动机构260使在处理容器110的外部待机的摄像单元210、211向X轴正方向侧移动至基准标记部290的位置。在基准标记部290中,在第一摄像单元210的第一摄像部220拍摄第一基准标记S11的同时,第二摄像部230拍摄第二基准标记S21。第一摄像单元210的摄像图像被输出至控制装置80。在控制装置80中,对获取到的图像数据进行边缘检测,由此分别检测第一基准标记S11和第二基准标记S21。而且,控制第一摄像单元210的调整机构(未图示),以使所述第一基准标记S11与所述第二基准标记S21一致。而且,通过调整机构来调整第一摄像单元210的姿势(朝向)。
另外,在步骤A7中,通过与针对第一摄像单元210的上述调整方法同样的方法来调整第二摄像单元211的姿势(朝向)。通过像这样调整摄像单元210、211的姿势,能够使该摄像单元210、211的摄像精度提高。其结果是,能够使后述的步骤A9中的基板W1、W2的水平位置的调整精度(对准精度)提高。
接着,测定第一基板W1和第二基板W2的厚度(图19的步骤A8)。
在步骤A8中,如图21所示,使摄像单元210、211进一步向X轴正方向侧移动,从而配置到处理容器110的内部。在处理容器110的内部,一边使第一摄像单元210沿X轴方向从基板W1、W2的一端部移动至另一端,一边使用位移计252、253分别测定第一基板W1的厚度和第二基板W2的厚度。位移计252、253的测定结果被输出至控制装置80。在控制装置80中,在管理在后述的步骤A13中将第一基板W1与第二基板W2进行接合时的基板W1、W2间的间隔(间隙)时,使用第一基板W1的厚度和第二基板W2的厚度。
此外,在步骤A8中也可以调整第一保持部120的水平度(铅垂位置)。在控制装置80中,基于位移计252、253的测定结果来测定第一保持部120的水平度。而且,控制三个铅垂位置调整部180,以使第一保持部120的静电吸盘121的吸附面成为水平的。通过分别单独地驱动这三个铅垂位置调整部180,能够使三个传递轴单独地进行升降,从而能够调整第一保持部120的水平度。
接着,调整第一保持部120的水平位置,调整第一基板W1和第二基板W2的水平位置(图19的步骤A9)。
在步骤A9中,如图22和图23所示,通过第一移动机构260使摄像单元210、211沿X轴方向移动,将各摄像单元210、211的共同透镜部240配置于基板W1、W2的X轴方向中心位置。
接下来,通过第二移动机构270使第一摄像单元210向Y轴正方向移动,将共同透镜部240配置于与第一对准标记M11及第二对准标记M21相向的位置。而且,在第一摄像部220拍摄第一对准标记M11的同时,第二摄像部230拍摄第二对准标记M21。第一摄像单元210的摄像图像被输出至控制装置80。由于像这样同时进行第一对准标记M11的拍摄和第二对准标记M21的拍摄,因此能够缩短摄像时间,还能够使后述的水平位置的调整精度(对准精度)提高。
同样地,通过第三移动机构280使第二摄像单元211向Y轴负方向移动,将共同透镜部240配置于与第一对准标记M12及第二对准标记M22相向的位置。而且,在第一摄像部220拍摄第一对准标记M12的同时,第二摄像部230拍摄第二对准标记M22。第二摄像单元211的摄像图像被输出至控制装置80。
在控制装置80中,对获取到的图像数据进行边缘检测,由此分别检测对准标记M11、M21、M12、M22。而且,控制水平位置调整部170,以使第一对准标记M11的十字形状与第二对准标记M21的十字形状一致,并且使第一对准标记M12的十字形状与第二对准标记M22的十字形状一致。通过控制该水平位置调整部170来调整第一保持部120的水平位置(水平方向上的位置和朝向)。
水平位置调整部170使第一保持部120在水平方向上移动或者绕铅垂轴旋转。由此,调整第一基板W1和第二基板W2的水平位置。
像这样,在步骤A9中,通过两个摄像单元210、211来拍摄对准标记M11、M21、M12、M22,并调整第一基板W1和第二基板W2的水平位置,因此能够使该调整的精度(对准精度)提高。另外,还能够以短时间进行该调整。
接着,进行第一吸盘标记N11、N12和第二吸盘标记N21、N22的检测(图19的步骤A10)。
在步骤A10中,如图23和图24所示,通过第二移动机构270使第一摄像单元210向Y轴正方向移动,将第一摄像单元210的共同透镜部240配置于与第一吸盘标记N11及第二吸盘标记N21相向的位置。而且,在第一摄像部220拍摄第一吸盘标记N11的同时,第二摄像部230拍摄第二吸盘标记N21。第一摄像单元210的摄像图像被输出至控制装置80。
同样地,通过第三移动机构280使第二摄像单元211向Y轴负方向移动,将共同透镜部240配置于与第一吸盘标记N12及第二吸盘标记N22相向的位置。而且,在第一摄像部220拍摄第一吸盘标记N12的同时,第二摄像部230拍摄第二吸盘标记N22。第二摄像单元211的摄像图像被输出至控制装置80。
在此,在步骤A9中调整基板W1、W2的水平方向位置之前,相向的一对吸盘标记N11、N21的坐标(x,y)为基准坐标(0,0)。而且,之后,当在步骤A9中使第一保持部120在水平方向上移动时,吸盘标记N11、N21也移动,因此该吸盘标记N11、N21的坐标(x,y)为(Δx1,Δy1)。同样地,另一对相向的吸盘标记N12、N22的坐标(x,y)为(Δx2,Δy2)。
在控制装置80中,对获取到的图像数据进行边缘检测,由此分别检测吸盘标记N11、N21、N12、N22。而且,计算上述的吸盘标记N11、N21的坐标(Δx1,Δy1)和吸盘标记N12、N22的坐标(Δx2,Δy2)。在控制装置80中,在后述的步骤A12中调整第一保持部120的水平位置时使用这些吸盘标记的坐标(Δx1,Δy1)、(Δx2,Δy2)。
此外,在本实施方式中,对准标记M11、M21、M12、M22和吸盘标记N11、N21、N12、N22分别配置于同一Y轴上。因此,步骤A10中的摄像单元210、211的移动仅为Y轴方向上的移动。而且,对准标记M11、M21、M12、M22与吸盘标记N11、N21、N12、N22之间的各距离D小,例如为20mm~30mm。在该情况下,能够抑制伴随摄像单元210、211的移动产生的姿势的偏离,从而能够使摄像单元210、211的摄像精度提高。
当以上的步骤A8~A10结束时,通过第一移动机构260使摄像单元210、211向X轴负方向移动,并退出至处理容器110的外部。此外,在步骤A9、A10中,如图23所示,第一摄像单元210在Y轴正方向侧的第一区域B1中移动并进行拍摄,第二摄像单元211在Y轴负方向侧的第二区域B2中移动并进行拍摄。
接着,将处理容器110密闭,并将该处理容器110的内部减压至期望的真空度(图19的步骤A11)。
在步骤A11中,如图25所示,通过腔室升降机构140使第一腔室111下降,来使第一腔室111与第二腔室112抵接。然后,在处理容器110的内部形成密闭空间。之后,使减压部150的吸气装置152工作,来将处理容器110的内部进行减压。由此,处理容器110的内部例如被维持为1Pa以下的期望的真空度。
在此,在如上述那样使用了摄像单元210、211的情况下,第一基板W1与第二基板W2之间的铅垂距离L1短,因此能够减小第一腔室111下降时的移动距离。因此,能够抑制伴随第一腔室111的下降产生的第一保持部120的水平位置的位置偏离。另外,能够缩短步骤A11花费的时间。
接着,调整第一保持部120的水平位置(图19的步骤A12)。在此,在上述的步骤A11中,使处理容器110的内部减压而产生压力变动,因此,由于该冲击,通过步骤A9调整后的第一保持部120的水平位置产生一些偏离。因此,再次调整第一保持部120的水平位置。
在步骤A12中,第一固定摄像部200拍摄第一吸盘标记N11和第二吸盘标记N21,第二固定摄像部201拍摄第一吸盘标记N12和第二吸盘标记N22。固定摄像部200、201的摄像图像被输出至控制装置80。
在控制装置80中,对获取到的图像数据进行边缘检测,由此分别检测吸盘标记N11、N21、N12、N22。而且,在此恢复通过上述的步骤A10获取到的吸盘标记N11、N21的坐标(Δx1,Δy1)和吸盘标记N12、N22的坐标(Δx2,Δy2)。即,如图26所示,控制水平位置调整部170,以使吸盘标记N11、N21位于坐标(Δx1,Δy1),并使吸盘标记N12、N22位于坐标(Δx2,Δy2)。通过控制该水平位置调整部170来调整第一保持部120的水平位置(水平方向的位置和朝向)。
接着,将第一基板W1与第二基板W2进行接合(图19的步骤A13)。
在步骤A13中,如图27所示,使用三个铅垂位置调整部180使第一保持部120下降,来使第一基板W1与第二基板W2抵接。此时,在控制装置80中,在考虑通过步骤A8测定出的第一基板W1和第二基板W2的厚度的同时控制第一基板W1与第二基板W2之间的间隔。
在步骤A1、A4中分别将第一基板W1的接合面W1a和第二基板W2的接合面W2a进行改性,因此,首先在接合面W1a、W2a间产生范德华力(分子间力),来使该接合面W1a、W2a彼此接合。并且,在步骤A2、A5中分别使第一基板W1的接合面W1a和第二基板W2的接合面W2a亲水化,因此接合面W1a、W2a之间的亲水基产生氢键合(分子间力),来使接合面W1a、W2a彼此接合。
接着,按压第一基板W1和第二基板W2,来进一步牢固地进行接合(图19的步骤A14)。
在步骤A14中,如图28所示,使用加压部190的按压机构191使加压杆193在铅垂方向上移动。由此,第一保持部120接近第二保持部130,将被第一保持部120保持的第一基板W1按压于被第二保持部130保持的第二基板W2。另外,在此时,使用测定机构192测定对第一基板W1和第二基板W2施加的载荷。此外,按压载荷例如为30kN。而且,通过按压第一基板W1和第二基板W2,使该第一基板W1与第二基板W2进一步牢固地接合,形成重合基板T。
图29是表示按压第一基板W1和第二基板W2时的载荷的负荷状况的说明图。如上述那样,加压部190的按压载荷P1为30kN。另一方面,对处理容器110的支承板114的上表面施加有处理容器110的外部的大气压力与内部的真空压力的压差载荷P2,该压差载荷P2为18kN。这样一来,实质上对处理容器110施加的载荷为从按压载荷P1减去压差载荷P2得到的12kN。用通过腔室升降机构140产生的反作用力P3来承担该12kN。因而,在本实施方式中,能够以不会对处理容器110施加负荷的方式承担按压载荷P1。
另外,即使在像这样按压了第一基板W1和第二基板W2的情况下,也不会对支承部160的可动板161施加负荷。下面说明其理由。
第一保持部120被传递轴162以从上方垂下的状态支承。另外,能够通过加压部190从上方按压第一保持部120,并且传递轴162可以解除按压。在此,当在第一基板W1与第二基板W2抵接的状态下按压第一保持部120时,该第一保持部120可能会发生变形。当第一保持部120变形时,经由传递轴162对可动板161施加应力。关于这一点,例如如果使铅垂位置调整部180的马达停止,则传递轴162和可动板161在铅垂方向上成为自由状态。像这样,可动板161与第一保持部120关于铅垂方向为独立的关系,因此不对可动板161施加负荷。另外,由于不对可动板161施加负荷,因此当然也不对水平位置调整部170施加负荷。
因而,在本实施方式的接合装置30中,能够同时实现通过加压部190进行的高载荷的接合处理和经由支承部160通过水平位置调整部170进行的高精度的对准。
接着,将处理容器110开放,将该处理容器110的内部设为大气压(图19的步骤A15)。
在步骤A15中,如图30所示,通过腔室升降机构140使第一腔室111上升,将处理容器110开放。此时,停止第一保持部120的静电吸盘121对第一基板W1的吸附及保持,还通过铅垂位置调整部180使第一保持部120上升。另外,还停止加压部190的按压。
接着,停止第二保持部130的静电吸盘131对第二基板W2(重合基板T)的吸附及保持,接下来,通过升降销133使重合基板T从静电吸盘131上升。之后,如图31所示,将重合基板T从升降销133交接至基板搬送装置71,并从接合装置30搬出。
接着,通过基板搬送装置71将重合基板T搬送至传送装置61,之后通过搬入搬出站2的基板搬送装置22搬送至期望的盒载置板11的盒Ct。通过这样,一系列的基板W1、W2的接合处理结束。
根据以上的实施方式,能够在步骤A9中适当地调整第一基板W1和第二基板W2的水平位置,因此能够使在步骤A13中将第一基板W1与第二基板W2进行接合时的接合精度提高。另外,还能够使接合处理的生产率提高。
此外,在以上的实施方式中,在步骤A13中将第一基板W1与第二基板W2进行接合之后,在步骤A14中按压了第一基板W1和第二基板W2,但在通过步骤A13能够得到充分的接合强度的情况下,也可以省略步骤A14。在该情况下,也可以省略加压部190。
另外,也可以是,省略加压部190而设置仅使第一保持部120的上表面中心下降的撞针。在该情况下,在第一基板W1向下方凸状地翘曲了的状态下,使该第一基板W1的中心与第二基板W2的中心抵接。而且,从基板中心朝向外周依次进行接合。
在以上的实施方式中,说明了加压部190向铅垂下方按压第一保持部120的例子,但加压部190也可以向铅垂上方按压第二保持部130。
另外,在以上的实施方式中,由支承部160、水平位置调整部170以及铅垂位置调整部180构成的对准机构设置于第一保持部120,但也可以设置于第二保持部130。
另外,在以上的实施方式中,说明了第一保持部120配置于上方且第二保持部130配置于下方的例子,但也可以使第一保持部120和第二保持部130的配置上下相反。并且,在以上的实施方式中,构成为第一保持部120能够在铅垂方向上移动,但也可以是第二保持部130在铅垂方向上移动自如,或者也可以是第一保持部120和第二保持部130这两方在铅垂方向上移动自如。
另外,在以上的实施方式中,在真空气氛下将第一基板W1与第二基板W2进行了接合,但本实施方式也能够应用于在大气气氛下进行接合的情况。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示,而非限制性的。上述的实施方式这不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下可以以各种方式进行省略、置换、变更。
此外,如以下那样的结构也属于本公开的技术范围。
(1)一种接合装置,将第一基板与第二基板进行接合,所述接合装置具有:第一保持部,其保持所述第一基板;第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。
(2)在所述(1)所记载的接合装置中,还具有控制部,所述控制部控制所述第一移动机构、所述第二移动机构以及所述第三移动机构,以使所述第一摄像单元拍摄第一区域,使所述第二摄像单元拍摄第二区域。
(3)在所述(1)或(2)所记载的接合装置中,所述摄像单元具有反射镜,所述反射镜将所述第一摄像部的第一光轴向所述第一基板侧变更,并且将所述第二摄像部的第二光轴向第二基板侧变更且变更为与所述第一光轴同轴。
(4)在所述(1)~(3)中的任一项所记载的接合装置中,所述第一摄像部拍摄在所述第一保持部形成的第一保持标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二保持部形成的第二保持标记。
(5)在所述(4)所记载的接合装置中,还具有:处理容器,其用于收容所述第一保持部和所述第二保持部;以及固定摄像部,其从所述处理容器的外部拍摄所述第一保持标记和所述第二保持标记。
(6)在所述(1)~(5)中的任一项所记载的接合装置中,具有:第一基准标记,俯视观察时,所述第一基准标记设置于与所述第一保持部及所述第二保持部在所述第一方向上分离的位置,所述第一基准标记由所述第一摄像部进行拍摄;以及第二基准标记,其与所述第一基准标记相向地设置,所述第二基准标记由所述第二摄像部进行拍摄。
(7)一种接合系统,将第一基板与第二基板进行接合,所述接合系统具有:处理站,其具备将所述第一基板与所述第二基板进行接合的接合装置;以及搬入搬出站,其相对于所述处理站搬入和搬出所述第一基板、所述第二基板或者将所述第一基板与所述第二基板接合而成的重合基板,其中,所述接合装置具有:第一保持部,其保持所述第一基板;第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。
(8)一种接合方法,是使用接合装置将第一基板与第二基板进行接合的接合方法,所述接合装置具有:第一保持部,其保持所述第一基板;第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动,所述接合方法包括以下工序:工序(a),通过所述第一保持部来保持所述第一基板;工序(b),通过所述第二保持部来保持所述第二基板;工序(c),通过所述第一移动机构来使所述第一摄像单元和所述第二摄像单元在所述第一方向上移动;工序(d),通过所述第二移动机构来使所述第一摄像单元在所述第二方向上移动;工序(e),通过所述第三移动机构来使所述第二摄像单元在所述第二方向上移动;工序(f),分别通过所述第一摄像单元和所述第二摄像单元来拍摄所述第一对准标记和所述第二对准标记;以及工序(g),基于通过所述工序(f)拍摄到的图像,来调整被所述第一保持部保持的所述第一基板和被所述第二保持部保持的所述第二基板的水平方向位置。
(9)在所述(8)所记载的接合方法中,在所述工序(d)中,使所述第一摄像单元在第一区域中移动,在所述工序(e)中,使所述第二摄像单元在第二区域中移动,在所述工序(f)中,通过所述第一摄像单元来拍摄第一区域,通过所述第二摄像单元来拍摄第二区域。
(10)在所述(8)或(9)所记载的接合方法中,所述摄像单元具有反射镜,所述反射镜将所述第一摄像部的第一摄像路径向所述第一基板侧变更,并且将所述第二摄像部的第二摄像路径向第二基板侧变更且变更为与所述第一摄像路径同轴,在所述工序(f)中,通过所述摄像单元来同时拍摄所述第一对准标记和所述第二对准标记。
(11)在所述(8)~(10)中的任一项所记载的接合方法中,在所述工序(g)之后,通过所述第二移动机构来使所述第一摄像单元在所述第二方向上移动,通过所述第三移动机构来使所述第二摄像单元在所述第二方向上移动,在所述第一摄像单元和所述第二摄像单元的各摄像单元中,通过所述第一摄像部来拍摄在所述第一保持部形成的第一保持标记,通过所述第二摄像部来拍摄在所述第二保持部形成的第二保持标记。
(12)在所述(8)~(11)中的任一项所记载的接合方法中,所述接合装置具有:第一基准标记,俯视观察时,所述第一基准标记设置于与所述第一摄像部及所述第二摄像部在所述第一方向上分离的位置,所述第一基准标记由所述第一摄像部进行拍摄;以及第二基准标记,其与所述第一基准标记相向地设置,所述第二基准标记由所述第二摄像部进行拍摄,在所述工序(c)中,通过所述第一摄像部来拍摄所述第一基准标记,通过所述第二摄像部来拍摄所述第二基准标记。
附图标记说明
30:接合装置;120:第一保持部;130:第二保持部;210:第一摄像单元;211:第二摄像单元;220:第一摄像部;230:第一摄像部;260:第一移动机构;270:第二移动机构;280:第三移动机构;W1:第一基板;W2:第二基板。

Claims (12)

1.一种接合装置,将第一基板与第二基板进行接合,所述接合装置具有:
第一保持部,其保持所述第一基板;
第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;
两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;
第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;
第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及
第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。
2.根据权利要求1所述的接合装置,其特征在于,还具有:
控制部,所述控制部控制所述第一移动机构、所述第二移动机构以及所述第三移动机构,以使所述第一摄像单元拍摄第一区域,使所述第二摄像单元拍摄第二区域。
3.根据权利要求1或2所述的接合装置,其特征在于,
所述摄像单元具有反射镜,所述反射镜将所述第一摄像部的第一光轴向所述第一基板侧变更,并且将所述第二摄像部的第二光轴向第二基板侧变更且变更为与所述第一光轴同轴。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的接合装置,其特征在于,
所述第一摄像部拍摄在所述第一保持部形成的第一保持标记,
所述第二摄像部拍摄在所述第二保持部形成的第二保持标记。
5.根据权利要求4所述的接合装置,其特征在于,还具有:
处理容器,其用于收容所述第一保持部和所述第二保持部;以及
固定摄像部,其从所述处理容器的外部拍摄所述第一保持标记和所述第二保持标记。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的接合装置,其特征在于,还具有:
第一基准标记,俯视观察时,所述第一基准标记设置于与所述第一保持部及所述第二保持部在所述第一方向上分离的位置,所述第一基准标记由所述第一摄像部进行拍摄;以及
第二基准标记,其与所述第一基准标记相向地设置,所述第二基准标记由所述第二摄像部进行拍摄。
7.一种接合系统,将第一基板与第二基板进行接合,所述接合系统具有:
处理站,其具备将所述第一基板与所述第二基板进行接合的接合装置;以及
搬入搬出站,其相对于所述处理站搬入和搬出所述第一基板、所述第二基板或者将所述第一基板与所述第二基板接合而成的重合基板,
其中,所述接合装置具有:
第一保持部,其保持所述第一基板;
第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;
两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;
第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;
第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及
第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动。
8.一种接合方法,是使用接合装置将第一基板与第二基板进行接合的接合方法,
所述接合装置具有:
第一保持部,其保持所述第一基板;
第二保持部,其保持所述第二基板,所述第二保持部与所述第一保持部相向地配置;
两个摄像单元,两个所述摄像单元具备第一摄像部和第二摄像部,所述第一摄像部拍摄在所述第一基板的接合面形成的第一对准标记,所述第二摄像部拍摄在所述第二基板的接合面形成的第二对准标记;
第一移动机构,其使两个所述摄像单元在所述第一保持部与所述第二保持部之间的平面区域内沿第一方向移动;
第二移动机构,其使两个所述摄像单元中的第一摄像单元沿与所述第一方向正交的第二方向移动;以及
第三移动机构,其使两个所述摄像单元中的第二摄像单元沿所述第二方向移动,
所述接合方法包括以下工序:
工序(a),通过所述第一保持部来保持所述第一基板;
工序(b),通过所述第二保持部来保持所述第二基板;
工序(c),通过所述第一移动机构来使所述第一摄像单元和所述第二摄像单元在所述第一方向上移动;
工序(d),通过所述第二移动机构来使所述第一摄像单元在所述第二方向上移动;
工序(e),通过所述第三移动机构来使所述第二摄像单元在所述第二方向上移动;
工序(f),分别通过所述第一摄像单元和所述第二摄像单元来拍摄所述第一对准标记和所述第二对准标记;以及
工序(g),基于通过所述工序(f)拍摄到的图像,来调整被所述第一保持部保持的所述第一基板和被所述第二保持部保持的所述第二基板的水平方向位置。
9.根据权利要求8所述的接合方法,其特征在于,
在所述工序(d)中,使所述第一摄像单元在第一区域中移动,
在所述工序(e)中,使所述第二摄像单元在第二区域中移动,
在所述工序(f)中,通过所述第一摄像单元来拍摄第一区域,通过所述第二摄像单元来拍摄第二区域。
10.根据权利要求8或9所述的接合方法,其特征在于,
所述摄像单元具有反射镜,所述反射镜将所述第一摄像部的第一摄像路径向所述第一基板侧变更,并且将所述第二摄像部的第二摄像路径向第二基板侧变更且变更为与所述第一摄像路径同轴,
在所述工序(f)中,通过所述摄像单元来同时拍摄所述第一对准标记和所述第二对准标记。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的接合方法,其特征在于,
在所述工序(g)之后,
通过所述第二移动机构来使所述第一摄像单元在所述第二方向上移动,
通过所述第三移动机构来使所述第二摄像单元在所述第二方向上移动,
在所述第一摄像单元和所述第二摄像单元的各摄像单元中,通过所述第一摄像部来拍摄在所述第一保持部形成的第一保持标记,通过所述第二摄像部来拍摄在所述第二保持部形成的第二保持标记。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的接合方法,其特征在于,
所述接合装置具有:
第一基准标记,俯视观察时,所述第一基准标记设置于与所述第一摄像部及所述第二摄像部在所述第一方向上分离的位置,所述第一基准标记由所述第一摄像部进行拍摄;以及
第二基准标记,其与所述第一基准标记相向地设置,所述第二基准标记由所述第二摄像部进行拍摄,
在所述工序(c)中,通过所述第一摄像部来拍摄所述第一基准标记,通过所述第二摄像部来拍摄所述第二基准标记。
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