CN116646276A - 接合装置和接合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制接合后的基板的应变的接合装置和接合系统。本实施方式所涉及的接合装置具备第一保持部、第二保持部以及撞击器。第一保持部从上方吸附保持第一基板。第二保持部配置在第一保持部的下方,从下方吸附保持第二基板。撞击器从上方按压第一基板的中心部,来使第一基板的中心部与第二基板接触。另外,第一保持部吸附保持第一基板的外周部的一部分区域,且吸附保持同从第一基板的中心部朝向外周部的方向中的、第一基板与第二基板之间的接合区域的扩大最快的方向相交的区域。
Description
本申请是申请日为2017年8月4日、申请号为201710662600.8、发明名称为“接合装置和接合系统”的申请的分案申请。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种接合装置和接合系统。
背景技术
以往,作为将半导体晶圆等基板彼此接合的接合装置,公知一种通过分子间作用力将基板彼此接合的接合装置。
在该种接合装置中,保持上侧基板的外缘的整周,利用撞击器压下所保持的该上侧基板的中心部来使上侧基板的中心部与下侧基板的中心部接触。由此,首先上侧基板和下侧基板的中心部彼此通过分子间作用力相接合而形成接合区域。之后,产生接合区域朝向基板的外周部逐渐扩大的所谓接合波(bonding wave)。由此,上侧基板与下侧基板以整面相接合(参照专利文献1)。
为了抑制接合后的基板的应变,理想的是接合波从基板的中心部朝向外周部均等地即同心圆状地逐渐扩大。
专利文献1:日本特开2015-095579号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,实际上接合波不呈同心圆状地扩大而是非均匀地扩大。认为这是由于以下原因造成的:基板的物性例如杨氏模量、泊松比等具有各向异性,由于该各向异性的影响,接合波在特定的结晶方向的速度比在其它结晶方向的速度快或慢。
或者,还认为这是由于以下原因造成的:接合波虽呈同心圆状地扩大,但是基板的杨氏模量、泊松比等具有各向异性,应力作用于基板时的基板的应变量根据方向而不同。
实施方式的一个方式的目的是提供一种能够抑制接合后的基板的应变的接合装置和接合系统。
用于解决问题的方案
实施方式的一个方式所涉及的接合装置具备第一保持部、第二保持部以及撞击器。第一保持部从上方吸附保持第一基板。第二保持部配置在第一保持部的下方,从下方吸附保持第二基板。撞击器从上方按压第一基板的中心部,来使该第一基板的中心部与第二基板接触。另外,第一保持部吸附保持第一基板的外周部的一部分区域,且吸附保持同从第一基板的中心部朝向外周部的方向中的、第一基板与第二基板之间的接合区域的扩大最快的方向相交的区域。
实施方式的另一个方式是一种接合装置,其特征在于,具备:第一保持部,其从上方吸附保持第一基板;第二保持部,其配置在所述第一保持部的下方,从下方吸附保持第二基板;以及撞击器,其从上方按压所述第一基板的中心部,来使所述第一基板的中心部与第二基板接触,其中,所述第二保持部的吸附区域被划分为在周向上排列的多个分割区域,所述多个分割区域具有:多个第一分割区域,所述多个第一分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较快地扩大的第一方向上;以及多个第二分割区域,所述多个第二分割区域与所述多个第一分割区域在周向上排列配置,且所述多个第二分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较慢地扩大的第二方向上,所述接合装置还具备:第一排气装置,其与所述多个第一分割区域连接;以及第二排气装置,其与所述多个第二分割区域连接。
实施方式的另一个方式是一种接合装置,其特征在于,所述第一基板和所述第二基板为表面的结晶方向是[100]的单晶硅晶圆,在将从所述第二基板的中心部朝向与所述第二基板的表面平行的[0-11]结晶方向的方向设为0°时,所述多个第一分割区域以45°的方向为基准间隔90°地配置,所述多个第二分割区域以0°的方向为基准间隔90°地配置。
实施方式的另一个方式是一种接合装置,其特征在于,在所述第二保持部中,所述第一分割区域和所述第二分割区域的对所述第二基板的吸附力不同。
实施方式的另一个方式是一种接合装置,其特征在于,所述第二保持部仅使用所述第一分割区域和所述第二分割区域中的所述第一分割区域对所述第二基板进行吸附保持。
实施方式的另一个方式是一种接合装置,其特征在于,所述吸附区域具有第三分割区域,所述第三分割区域配置在比所述多个第一分割区域及所述多个第二分割区域靠内侧的位置处,且所述第三分割区域对所述第二基板的中央部进行吸附保持。
实施方式的另一个方式是一种接合系统,其特征在于,具备:表面改性装置,其对第一基板和第二基板的表面进行改性;表面亲水化装置,其使改性后的所述第一基板和所述第二基板的表面亲水化;以及接合装置,其利用分子间作用力将亲水化后的所述第一基板和所述第二基板相接合,其中,所述接合装置具备:第一保持部,其从上方吸附保持所述第一基板;第二保持部,其配置在所述第一保持部的下方,从下方吸附保持所述第二基板;以及撞击器,其从上方按压所述第一基板的中心部,来使所述第一基板的中心部与所述第二基板接触,其中,所述第二保持部的吸附区域被划分为在周向上排列的多个分割区域,所述多个分割区域具有:多个第一分割区域,所述多个第一分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较快地扩大的第一方向上;以及多个第二分割区域,所述多个第二分割区域与所述多个第一分割区域在周向上排列配置,且所述多个第二分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较慢地扩大的第二方向上,所述接合系统还具备:第一排气装置,其与所述多个第一分割区域连接;以及第二排气装置,其与所述多个第二分割区域连接。
发明的效果
根据实施方式的一个方式,能够抑制接合后的基板的应变。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意俯视图。
图2是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意侧视图。
图3是第一基板和第二基板的示意侧视图。
图4是表示接合装置的结构的示意俯视图。
图5是表示接合装置的结构的示意侧视图。
图6是表示上吸盘和下吸盘的结构的示意侧截面图。
图7是表示以往的接合区域的扩大的状况的图。
图8是表示以往的接合区域的扩大的状况的图。
图9是上吸盘的示意仰视图。
图10是下吸盘的示意立体图。
图11是下吸盘的示意俯视图。
图12是表示凸部的结构的示意立体截面图。
图13是表示接合系统所执行的处理的一部分的流程图。
图14是表示在本实施方式所涉及的接合处理中所使用的上吸盘的吸引部的图。
图15是表示在本实施方式所涉及的接合处理中所使用的下吸盘的吸附区域的图。
图16是接合处理的动作说明图。
图17是接合处理的动作说明图。
图18是接合处理的动作说明图。
图19是接合处理的动作说明图。
图20是接合处理的动作说明图。
图21是变形例所涉及的上吸盘的示意仰视图。
图22是变形例所涉及的下吸盘的示意截面图。
附图标记说明
A:接合区域;T:重合晶圆;W1:上晶圆;W2:下晶圆;41:接合装置;140:上吸盘;141:下吸盘;150:上吸盘保持部;170:主体部;171:第一吸引部;172:第二吸引部;173:第三吸引部;174:第四吸引部;175:第五吸引部;180:支承构件;190:撞击器;200:垫部;210:内侧吸附区域;220:外侧吸附区域;230:第一分割区域;231:第一外侧分割区域;232:第一内侧分割区域;240:第二分割区域;241:第二外侧分割区域;242:第二内侧分割区域;250:基底部;260:凸部。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明本申请所公开的接合装置和接合系统的实施方式。此外,本发明并不限定于以下所示的实施方式。
<1.接合系统的结构>
首先,参照图1~图3来说明实施方式所涉及的接合系统的结构。图1是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意俯视图。图2是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意侧视图。图3是第一基板和第二基板的示意侧视图。
此外,在以下所参照的各附图中,为了容易理解说明,对相互正交的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行规定,有时示出将Z轴正方向设为铅垂朝上方向的正交坐标系。另外,在包括图1、2等在内的各附图中,有时只示出说明所需的结构要素而省略关于一般的结构要素的记载。
图1所示的本实施方式所涉及的接合系统1通过将第一基板W1与第二基板W2相接合来形成重合基板T(参照图3)。
第一基板W1例如为在硅晶圆、化合物半导体晶圆等半导体基板上形成有多个电子电路的基板。另外,第二基板W2例如为没有形成有电子电路的裸晶圆。第一基板W1和第二基板W2具有大致相同的直径。此外,也可以在第二基板W2上形成有电子电路。
以下,有时将第一基板W1记载为“上晶圆W1”,将第二基板W2记载为“下晶圆W2”,将重合基板T记载为“重合晶圆T”。另外,在下面,如图3所示,将上晶圆W1的板面中的与下晶圆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的板面中的与上晶圆W1接合的一侧的板面记载为“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具备搬入搬出站2和处理站3。搬入搬出站2和处理站3配置为沿着X轴正方向按搬入搬出站2、处理站3的顺序排列。另外,搬入搬出站2和处理站3连接为一体。
搬入搬出站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上分别载置用于将多张(例如25张)基板以水平状态收纳的盒C1、C2、C3。例如,盒C1为收纳上晶圆W1的盒,盒C2为收纳下晶圆W2的盒,盒C3为收纳重合晶圆T的盒。
输送区域20在载置台10的X轴正方向侧与载置台10相邻地配置。在该输送区域20中设置有沿Y轴方向延伸的输送路21、以及能够沿着该输送路21移动的输送装置22。输送装置22不仅能够在Y轴方向上移动还能够在X轴方向上移动,并且能够绕Z轴旋转,该输送装置22在载置于载置板11的盒C1~C3与后述的处理站3的第三处理块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~C3的个数不限定于图示的个数。另外,在载置板11上除了载置盒C1、C2、C3以外,还可以载置用于回收发生了故障的基板的盒等。
在处理站3设置有具备各种装置的多个处理块,例如设置有三个处理块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中配置有对上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j进行改性的表面改性装置30。表面改性装置30切断上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j中的SiO2的键合而成为单键的SiO,由此对该接合面W1j、W2j进行改性使其之后容易亲水化。
此外,在表面改性装置30中,例如在减压环境下对作为处理气体的氧气或氮气进行激励使其等离子体化而离子化。然后,将该氧离子或氮离子照射到上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j上,由此对接合面W1j、W2j进行等离子体处理使其改性。
在第二处理块G2中配置有表面亲水化装置40和接合装置41。表面亲水化装置40例如利用纯水使上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j亲水化,并且清洗接合面W1j、W2j。在表面亲水化装置40中,例如一边使被旋转吸盘保持着的上晶圆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,被供给到上晶圆W1或下晶圆W2上的纯水在上晶圆W1或下晶圆W2的接合面W1j、W2j上扩散,使得接合面W1j、W2j亲水化。
接合装置41通过分子间作用力将被亲水化后的上晶圆W1与下晶圆W2相接合。在后文中叙述该接合装置41的结构。
如图2所示,在第三处理块G3中,从下方开始将上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T的转送(TRS)装置50、51按所述顺序设置为两层。
另外,如图1所示,在由第一处理块G1、第二处理块G2和第三处理块G3包围的区域中形成输送区域60。在输送区域60中配置有输送装置61。输送装置61具有例如能够在铅垂方向、水平方向上移动自如并能够绕铅垂轴移动自如的输送臂。该输送装置61在输送区域60内移动,将上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T输送到与输送区域60相邻的第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3内的规定的装置。
另外,如图1所示,接合系统1具备控制装置70。控制装置70控制接合系统1的动作。该控制装置70例如为计算机,具备未图示的控制部和存储部。控制部包括具有CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)、输入输出端口等的微型计算机、各种电路。该微型计算机的CPU读取并执行ROM中存储的程序,由此实现后述的控制。另外,存储部例如通过RAM、闪存(Flash Memory)等半导体存储元件或者硬盘、光盘等存储装置来实现。
此外,也可以是,该程序记录在可由计算机读取的记录介质中,从该记录介质安装到控制装置70的存储部。作为可由计算机读取的记录介质,例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)、存储卡等。
<2.接合装置的结构>
接着,参照图4和图5来说明接合装置41的结构。图4是表示接合装置41的结构的示意俯视图。图5是表示接合装置41的结构的示意侧视图。
如图4所示,接合装置41具有内部能够密闭的处理容器100。在处理容器100的靠输送区域60侧的侧面上形成有上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T的搬入搬出口101,在该搬入搬出口101设置有开闭遮板102。
处理容器100的内部通过内壁103而被划分为输送区域T1和处理区域T2。上述的搬入搬出口101形成于输送区域T1中的处理容器100的侧面。另外,在内壁103上也形成有上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T的搬入搬出口104。
在输送区域T1中,转送站110、晶圆输送机构111、翻转机构130以及位置调节机构120例如配置为从搬入搬出口101侧起按照所记载的顺序进行排列。
转送站110暂时载置上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T。转送站110例如形成为两层,能够同时载置上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T中的任意两个。
如图4和图5所示,晶圆输送机构111具有例如在铅垂方向(Z轴方向)、水平方向(Y轴方向、X轴方向)上移动自如以及绕铅垂轴移动自如的输送臂。晶圆输送机构111能够在输送区域T1内或输送区域T1与处理区域T2之间输送上晶圆W1、下晶圆W2以及重合晶圆T。
位置调节机构120调节上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向的朝向。具体地说,位置调节机构120具有:基台121,其具备保持上晶圆W1和下晶圆W2并使其旋转的未图示的保持部;检测部122,其检测上晶圆W1和下晶圆W2的槽口部的位置。位置调节机构120一边使保持于基台121的上晶圆W1和下晶圆W2旋转一边使用检测部122来检测上晶圆W1和下晶圆W2的槽口部的位置,由此调节槽口部的位置。由此,上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向的朝向得到调节。
翻转机构130使上晶圆W1的表面和背面翻转。具体地说,翻转机构130具有保持上晶圆W1的保持臂131。保持臂131在水平方向(X轴方向)上延伸。另外,在保持臂131上例如在四个位置处设置有保持上晶圆W1的保持构件132。
保持臂131被例如具备电动机等的驱动部133支承。保持臂131通过所述驱动部133而绕水平轴转动自如。另外,保持臂131以驱动部133为中心转动自如,并且在水平方向(X轴方向)上移动自如。在驱动部133的下方设置有例如具备电动机等的其它驱动部(未图示)。通过该其它驱动部,驱动部133能够沿着在铅垂方向上延伸的支承柱134在铅垂方向上移动。
像这样,保持于保持构件132的上晶圆W1通过驱动部133而能够绕水平轴转动,并且能够在铅垂方向和水平方向上移动。另外,被保持构件132保持的上晶圆W1能够以驱动部133为中心转动,从而能够在位置调节机构120与后述的上吸盘140之间移动。
在处理区域T2中设置有从上方吸附保持上晶圆W1的上表面(非接合面W1n)的上吸盘140、以及载置下晶圆W2并从下方吸附保持下晶圆W2的下表面(非接合面W2n)的下吸盘141。下吸盘141设置在上吸盘140的下方,构成为能够与上吸盘140相向配置。
如图5所示,上吸盘140被设置在上吸盘140的上方的上吸盘保持部150保持。上吸盘保持部150设置于处理容器100的顶面。上吸盘140借助上吸盘保持部150固定于处理容器100。
在上吸盘保持部150设置有用于拍摄被下吸盘141保持的下晶圆W2的上表面(接合面W2j)的上部拍摄部151。上部拍摄部151例如使用CCD照相机。
下吸盘141被设置在下吸盘141的下方的第一下吸盘移动部160支承。第一下吸盘移动部160如后述的那样使下吸盘141在水平方向(X轴方向)上移动。另外,第一下吸盘移动部160构成为使下吸盘141在铅垂方向上移动自如且能够绕铅垂轴转动。
在第一下吸盘移动部160设置有用于拍摄被上吸盘140保持的上晶圆W1的下表面(接合面W1j)的下部拍摄部161(参照图5)。下部拍摄部161例如使用CCD照相机。
第一下吸盘移动部160安装于一对导轨162、162,该一对导轨162、162设置在第一下吸盘移动部160的下表面侧,并在水平方向(X轴方向)上延伸。第一下吸盘移动部160构成为沿着导轨162移动自如。
一对导轨162、162配设于第二下吸盘移动部163。第二下吸盘移动部163安装于一对导轨164、164,该一对导轨164、164设置在该第二下吸盘移动部163的下表面侧,并在水平方向(Y轴方向)上延伸。而且,第二下吸盘移动部163构成为沿着导轨164在水平方向(Y轴方向)上移动自如。此外,一对导轨164、164配设在设置于处理容器100的底面的载置台165上。
接着,参照图6来说明上吸盘140和下吸盘141的结构。图6是表示上吸盘140和下吸盘141的结构的示意侧截面图。
如图6所示,上吸盘140包括具有与上晶圆W1的直径相同或比上晶圆W1的直径大的直径的主体部170。
主体部170被上吸盘保持部150的支承构件180支承。支承构件180以在俯视时至少覆盖主体部170的方式设置,例如通过螺纹固定而被固定于主体部170。支承构件180被设置于处理容器100的顶面的多个支承柱181(参照图5)支承。
在支承构件180和主体部170的中心部形成有沿铅垂方向贯通支承构件180和主体部170的贯通孔176。贯通孔176的位置与被上吸盘140吸附保持的上晶圆W1的中心部对应。撞击器190的按压销191插通该贯通孔176。
撞击器190配置于支承构件180的上表面,该撞击器190具备按压销191、致动部192以及直动机构193。按压销191为沿着铅垂方向延伸的圆柱状的构件,被致动部192支承。
致动部192例如利用从电动气动调节器(未图示)供给来的空气向固定方向(在此为铅垂下方)产生固定的压力。致动部192能够利用从电动气动调节器供给来的空气来控制与上晶圆W1的中心部抵接而施加于该上晶圆W1的中心部的按压负荷。另外,致动部192的前端部通过来自电动气动调节器的空气而插通贯通孔176并在铅垂方向上升降自如。
致动部192被直动机构193支承。直动机构193利用例如内置有电动机的驱动部使致动部192在铅垂方向上移动。
撞击器190如以上那样构成,利用直动机构193控制致动部192的移动,利用致动部192控制通过按压销191施加于上晶圆W1的按压负荷。
在主体部170的下表面设置有与上晶圆W1的背面(图3所示的非接合面W1n)接触的多个销170a。
上吸盘140在设置有这些多个销170a的区域中的一部分区域中具备吸附上晶圆W1的吸附区域。在本实施方式中,该吸附区域根据上晶圆W1的物性的各向异性进行配置。
在此,参照图7~图9来说明上吸盘140的吸附区域。图7和图8是表示以往的接合区域的扩大的状况的图。图9是上吸盘140的示意仰视图。
如图7所示,上晶圆W1和下晶圆W2是与表面(接合面)垂直的方向上的结晶方向为[100]的单晶硅晶圆。上晶圆W1和下晶圆W2的槽口部N形成于上晶圆W1和下晶圆W2的[011]结晶方向的外缘。此外,上晶圆W1和下晶圆W2的直径例如为300mm。
当按下上晶圆W1的中心部使其与下晶圆W2的中心部接触时,上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部通过分子间作用力而相接合,由此在两基板的中心部形成接合区域A。之后,产生接合区域A从两基板的中心部朝向外周部扩大的接合波,从而上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j彼此以整面相接合。
在此,本申请的发明人们发现:在使用保持上晶圆的外缘的整周的保持部保持上晶圆来进行上述的接合处理的情况下,接合区域A不呈同心圆状地扩大而是非均匀地扩大。
具体地说,如图8所示,相比于以从上晶圆W1的中心部朝向与上晶圆W1的表面平行的[0-11]结晶方向的方向为基准的90°周期的方向(图8所示的0°、90°、180°、270°的方向,以下记载为“90°方向”),接合区域A在以从上晶圆W1的中心部朝向与上晶圆W1的表面平行的[010]结晶方向的方向为基准的90°周期的方向(图8所示的45°、135°、225°、315°的方向,以下记载为“45°方向”)上扩大得快。其结果是,当初为圆形状的接合区域A的形状随着扩大而接近以45°方向为顶点的四边形。
本申请的发明人们几经专心研究发现,其原因是由于上晶圆W1和下晶圆W2的杨氏模量等物性的各向异性引起的。
例如,单晶硅晶圆的杨氏模量、泊松比、剪切模量的值以90°周期发生变化。具体地说,单晶硅晶圆的杨氏模量在90°方向上最高,在45°方向上最低。另外,关于泊松比和剪切模量,在45°方向上最高,在90°方向上最低。
像这样,单晶硅晶圆在杨氏模量等物性上具有各向异性,因此施加于上晶圆W1的应力/应变的分布不呈同心圆状而成为非均匀的分布。而且,认为该非均匀的分布使接合区域A非均匀地扩大,由此使得重合晶圆T的应变(畸变:distortion)恶化。
因此,在本实施方式中,设为使用上吸盘140保持上晶圆W1的外周部中的、接合区域A的扩大最快的45°方向的区域,而不是保持上晶圆W1的外周部的整周。
具体地说,如图9所示,在上吸盘140中的主体部170的下表面设置有对上晶圆W1进行抽真空来进行吸附的多个吸引部171~175。吸引部171~175具有与销170a的高度相同的高度,与上晶圆W1的背面(非接合面W1n)接触。
第一吸引部171和第二吸引部172具有在俯视时为圆弧形状的吸附区域,第一吸引部171和第二吸引部172在主体部170的外周部以在周向上交替排列的方式隔开规定的间隔地配置。
在上晶圆W1的45°方向上总共配置四个第一吸引部171,在上晶圆W1的90°方向上总共配置四个第二吸引部172。具体地说,第一吸引部171配置在圆弧形状的吸附区域的中心部与上晶圆W1的45°方向一致的位置,第二吸引部172配置在圆弧形状的吸附区域的中心部与上晶圆W1的90°方向一致的位置。
四个第一吸引部171经由第一吸引管171a而与单一的第一真空泵171b连接。另外,四个第二吸引部172经由第二吸引管172a而与单一的第二真空泵172b连接。通过利用第一真空泵171b和第二真空泵172b进行抽真空,第一吸引部171和第二吸引部172吸附上晶圆W1。此外,在此为了容易理解,只示出多个第一吸引部171和第二吸引部172中的任意一个第一吸引部171和第二吸引部172的配管结构。
第三吸引部173和第四吸引部174具有在俯视时为圆弧形状的吸附区域,第三吸引部173和第四吸引部174以在周向上交替排列的方式隔开规定的间隔地配置在比第一吸引部171和第二吸引部172靠主体部170的内周侧的位置。
与第一吸引部171同样地,在上晶圆W1的45°方向上总共配置四个第三吸引部173。具体地说,第三吸引部173配置在圆弧形状的吸附区域的中心部与上晶圆W1的45°方向一致的位置。另外,第三吸引部173配置在由连结主体部170的中心与第一吸引部171的两端的两根假想线以及第一吸引部171的外缘形成的扇形的区域内。
与第二吸引部172同样地,在上晶圆W1的90°方向上总共配置四个第四吸引部174。具体地说,第四吸引部174配置在圆弧形状的吸附区域的中心部与上晶圆W1的90°方向一致的位置。另外,第四吸引部174配置在由连结主体部170的中心与第二吸引部172的两端的两根假想线以及第二吸引部172的外缘形成的扇形的区域内。
第一吸引部171和第二吸引部172的角度范围θ1、即连结主体部170的中心与第一吸引部171(第二吸引部172)的两端的两根假想线所成的角度θ1优选为38°以上。这是因为当θ1小于38°时,难以恰当地保持上晶圆W1。更优选的是,θ1为40°以上且43°以下。换言之,在能够有效地缓和接合波的不均匀这一点上优选的是,形成在第一吸引部171与第二吸引部172之间的间隙(非吸附区域)的范围为2°以上且5°以下。
第三吸引部173和第四吸引部174的角度范围θ2、即连结主体部170的中心与第三吸引部173(第四吸引部174)的两端的两根假想线所成的角度θ2设定得比第一吸引部171和第二吸引部172的角度范围θ1小。例如,在θ1为43°的情况下,θ2设定为41°。
四个第三吸引部173经由第三吸引管173a而与单一的第三真空泵173b连接。另外,四个第四吸引部174经由第四吸引管174a而与单一的第四真空泵174b连接。通过利用第三真空泵173b和第四真空泵174b进行抽真空,第三吸引部173和第四吸引部174吸附上晶圆W1。此外,在此为了容易理解,只示出多个第三吸引部173和第四吸引部174中的任意一个第三吸引部173和第四吸引部174的配管结构。
第五吸引部175配置在比第三吸引部173和第四吸引部174靠主体部170的内周侧的位置。第五吸引部175具有在俯视时为圆环状的吸附区域。第五吸引部175经由第五吸引管175a而与单一的第五真空泵175b连接。通过利用第五真空泵175b进行抽真空,第五吸引部175吸附上晶圆W1。
像这样,在将从上晶圆W1的中心部朝向与上晶圆W1的表面平行的[0-11]结晶方向的方向规定为0°时,多个第一吸引部171和多个第三吸引部173以45°的方向为基准间隔90°地进行配置,多个第二吸引部172和多个第四吸引部174以0°的方向为基准间隔90°地进行配置。另外,上吸盘140能够按第一吸引部171~第五吸引部175分别控制吸附力(包括有无吸附)、吸附定时。
接着,参照图6、图10~图12来说明下吸盘141的结构。图10是下吸盘141的示意立体图。图11是下吸盘141的示意俯视图。图12是表示凸部260的结构的示意立体截面图。
如图6所示,下吸盘141具有:垫部200,其具有与下晶圆W2的直径相同或比下晶圆W2的直径大的直径;以及基底部250,其设置在垫部200的下部。在垫部200的上表面设置有与下晶圆W2的背面(非接合面W2n)接触的多个销200a。
另外,在垫部200的中心部形成有沿铅垂方向贯通垫部200的贯通孔200b。贯通孔200b的位置与被下吸盘141吸附保持的下晶圆W2的中心部对应。另外,贯通孔200b的位置也与形成于上吸盘140的贯通孔176的位置对应。
后述的凸部260的主体部261插通贯通孔200b。主体部261从贯通孔200b突出到比销200a高的位置,以比其它部分高的位置来支承下晶圆W2的中心部。主体部261设置在与撞击器190的按压销191相向的位置。
如上述的那样,上晶圆以由于撞击器而翘起的状态与下晶圆贴合。因此,对上晶圆施加有应力,由于该压力而重合晶圆中产生应变。
近年来,提出了如下一种方法:将下吸盘的保持面整体设为凸形状,将下晶圆以翘起的状态保持,由此减轻重合晶圆中产生的应变。但是,在该现有技术中,难以应对因撞击器引起的重合晶圆的中心部的局部应变。
因此,在本实施方式所涉及的接合装置41中,在下吸盘141的与撞击器190相向的位置设置突起。由此,能够将两晶圆W1、W2以对下晶圆W2施加了与由撞击器190施加于上晶圆W1的中心部的局部的应力同样的应力的状态贴合,因此能够减轻因撞击器190引起的局部的应变。
凸部260的主体部261的上表面的直径与撞击器190的按压销191的下表面的直径相同。因而,能够对下晶圆W2施加与上晶圆W1通过按压销191而受到的局部的应力更接近的应力。
如图10所示,垫部200具备第一肋201和第二肋202。第一肋201和第二肋202相对于垫部200的中心从内侧起按照第一肋201、第二肋202的顺序呈同心圆状地配置,并具有与销200a的高度相同的高度。其中,第二肋202配置在垫部200的外周部,支承下晶圆W2的外周部。
通过这些第一肋201和第二肋202,垫部200的上表面被划分为用于吸附包括下晶圆W2的中心部的区域的内侧吸附区域210和用于吸附包括下晶圆W2的外周部的区域的外侧吸附区域220。
外侧吸附区域220为平面状。换言之,外侧吸附区域220利用多个销200a平坦地吸附下晶圆W2。另一方面,如上述的那样,内侧吸附区域210的与撞击器190相向的部分由于凸部260而突出。内侧吸附区域210的除凸部260以外的部分为平面状。
另外,垫部200具备从第一肋201朝向第二肋202呈放射状延伸的多个第三肋203。通过这些多个第三肋203,外侧吸附区域220被划分为沿周向交替排列的多个分割区域230、240。
多个分割区域230、240中的第一分割区域230配置在从下晶圆W2的中心部朝向外周部的方向中的、上晶圆W1与下晶圆W2之间的接合区域A(参照图7)的扩大最快的第一方向上。另外,多个分割区域230、240中的第二分割区域240与多个第一分割区域230沿周向排列配置,该第二分割区域240配置在从下晶圆W2的中心部朝向外周部的方向中的、相比于第一方向接合区域A而言扩大得慢的第二方向上。
具体地说,在将从下晶圆W2的中心部朝向与下晶圆W2的表面平行的[0-11]结晶方向的方向规定为0°时,多个第一分割区域230以45°的方向为基准间隔90°地进行配置,多个第二分割区域240以0°的方向为基准间隔90°地进行配置。即,多个第一分割区域230与上吸盘140的第一吸引部171同样地配置在45°方向上,多个第二分割区域240与上吸盘140的第二吸引部172同样地配置在90°方向上。
并且,垫部200具备第四肋204。第四肋204与第一肋201及第二肋202呈同心圆状地配置在第一肋201与第二肋202之间。通过该第四肋204,第一分割区域230被划分为第一外侧分割区域231和第一内侧分割区域232,第二分割区域240被划分为第二外侧分割区域241和第二内侧分割区域242。第一外侧分割区域231与第一内侧分割区域232的吸附面积相同。同样地,第二外侧分割区域241与第二内侧分割区域242的吸附面积相同。
如图11所示,在垫部200的与内侧吸附区域210对应的区域中形成多个第一吸引口210a。多个第一吸引口210a配置为以包围凸部260的方式呈圆周状排列。另外,在基底部250形成有与多个第一吸引口210a连通的吸引空间250a,吸引空间250a经由第一吸引管211a而与第一真空泵211b连接。像这样,通过在凸部260的周围配置多个第一吸引口210a,能够对下晶圆W2的中心部在周向上均等地进行吸附。
另外,在垫部200的与第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242对应的各区域中分别形成第二吸引口230a、第三吸引口230b、第四吸引口240a以及第五吸引口240b。第二吸引口230a、第三吸引口230b、第四吸引口240a以及第五吸引口240b例如设置在第一外侧分割区域231的中心部、第一内侧分割区域232的中心部、第二外侧分割区域241的中心部以及第二内侧分割区域242的中心部。
第二吸引口230a、第三吸引口230b、第四吸引口240a以及第五吸引口240b分别经由第二吸引管231a、第三吸引管232a、第四吸引管241a以及第五吸引管242a而与第二真空泵231b、第三真空泵232b、第四真空泵241b以及第五真空泵242b连接。
像这样,下吸盘141能够按内侧吸附区域210、第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242分别控制吸附力(包括有无吸附)、吸附定时。
此外,在图11中,为了容易理解,只示出多个第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242中的任意一个第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242的配管结构。
如图12所示,凸部260以相对于内侧吸附区域210能够装卸的方式设置于内侧吸附区域210。具体地说,凸部260具有沿铅垂方向延伸的圆柱状的主体部261、以及设置于主体部261的基端的比主体部261直径大的凸缘部262。另外,在垫部200的内侧吸附区域210形成有贯通孔200b和设置于内侧吸附区域210的下表面且与贯通孔200b连通的凹部200c。凸部260的主体部261从内侧吸附区域210的下表面侧插通贯通孔200b且向内侧吸附区域210的上表面侧突出,凸部260的凸缘部262嵌入内侧吸附区域210的凹部200c且与凹部200c抵接。凸部260通过螺丝等固定构件263固定于内侧吸附区域210。
另外,在内侧吸附区域210的凹部200c与凸部260的凸缘部262之间配置有调整主体部261从内侧吸附区域210突出的突出量的垫片构件265。
像这样使凸部260能够相对于内侧吸附区域210装卸,并且能够利用垫片构件265调整主体部261的突出量,由此例如能够根据撞击器190对上晶圆W1的压下量的变更等容易地变更凸部260对下晶圆W2的抬高量。
<3.接合系统的具体动作>
接着,参照图13~图20来说明接合系统1的具体动作。图13是表示接合系统1所执行的处理的一部分的流程图。图14是表示在本实施方式所涉及的接合处理中所使用的上吸盘140的吸引部的图。图15是表示在本实施方式所涉及的接合处理中所使用的下吸盘141的吸附区域的图。图16~图20是接合处理的动作说明图。此外,基于控制装置70的控制来执行图13所示的各种处理。
首先,将收纳有多张上晶圆W1的盒C1、收纳有多张下晶圆W2的盒C2、以及空的盒C3载置于搬入搬出站2的规定的载置板11。之后,利用输送装置22将盒C1内的上晶圆W1取出,并输送到处理站3的第三处理块G3的转送装置50。
接着,利用输送装置61将上晶圆W1输送到第一处理块G1的表面改性装置30。在表面改性装置30中,在规定的减压环境下,对作为处理气体的氧气进行激励使其等离子体化而离子化。将该氧离子照射到上晶圆W1的接合面W1j上,来对该接合面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S101)。
接着,利用输送装置61将上晶圆W1输送到第二处理块G2的表面亲水化装置40。在表面亲水化装置40中,一边使被旋转吸盘保持的上晶圆W1旋转一边向该上晶圆W1上供给纯水。这样的话,所供给的纯水在上晶圆W1的接合面W1j上扩散,使在表面改性装置30中被改性后的上晶圆W1的接合面W1j上附着羟基(硅烷醇基)而使该接合面W1j亲水化。另外,通过该纯水来清洗上晶圆W1的接合面W1j(步骤S102)。
接着,利用输送装置61将上晶圆W1输送到第二处理块G2的接合装置41。利用晶圆输送机构111将被搬入到接合装置41的上晶圆W1经由转送站110输送到位置调节机构120。然后,利用位置调节机构120调节上晶圆W1的水平方向的朝向(步骤S103)。
之后,将上晶圆W1从位置调节机构120交接到翻转机构130的保持臂131。接着,在输送区域T1中,通过使保持臂131翻转来将上晶圆W1的表面和背面翻转(步骤S104)。即,上晶圆W1的接合面W1j朝向下方。
之后,翻转机构130的保持臂131转动且向上吸盘140的下方移动。然后,将上晶圆W1从翻转机构130交接到上吸盘140。关于上晶圆W1,在上晶圆W1的槽口部N朝向预先决定的方向即设置有第二吸引部172和第四吸引部174的方向的状态下使上吸盘140吸附保持上晶圆W1的非接合面W1n(步骤S105)。
在步骤S105中,上吸盘140使用第一吸引部171~第五吸引部175中的配置在45°方向上的第一吸引部171、第三吸引部173以及第五吸引部175来吸附保持上晶圆W1(参照图14)。
在对上晶圆W1进行上述的步骤S101~S105的处理的期间,进行下晶圆W2的处理。首先,利用输送装置22将盒C2内的下晶圆W2取出,并输送到处理站3的转送装置50。
接着,利用输送装置61将下晶圆W2输送到表面改性装置30,来对下晶圆W2的接合面W2j进行改性(步骤S106)。此外,步骤S106中的下晶圆W2的接合面W2j的改性与上述的步骤S101相同。
之后,利用输送装置61将下晶圆W2输送到表面亲水化装置40,使下晶圆W2的接合面W2j亲水化并且对该接合面W2j进行清洗(步骤S107)。此外,步骤S107中的下晶圆W2的接合面W2j的亲水化及清洗与上述的步骤S102相同。
之后,利用输送装置61将下晶圆W2输送到接合装置41。利用晶圆输送机构111将被输入到接合装置41的下晶圆W2经由转送站110输送到位置调节机构120。然后,利用位置调节机构120调节下晶圆W2的水平方向的朝向(步骤S108)。
之后,利用晶圆输送机构111将下晶圆W2输送到下吸盘141,使下晶圆W2被下吸盘141吸附保持(步骤S109)。关于下晶圆W2,在下晶圆W2的槽口部N朝向预先决定的方向即与上晶圆W1的槽口部N相同的方向且为设置有第一外侧分割区域231和第一内侧分割区域232的方向的状态下使下吸盘141吸附保持下晶圆W2的非接合面W2n。
在步骤S109中,下吸盘141使用内侧吸附区域210、第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242中的配置在45°方向上的第一外侧分割区域231和第一内侧分割区域232、以及内侧吸附区域210来吸附保持下晶圆W2(参照图15)。
接着,进行被上吸盘140保持的上晶圆W1和被下吸盘141保持的下晶圆W2的水平方向上的位置调节(步骤S110)。
接着,进行被上吸盘140保持的上晶圆W1和被下吸盘141保持的下晶圆W2的铅垂方向位置的调节(步骤S111)。具体地说,第一下吸盘移动部160使下吸盘141向铅垂上方移动,由此使下晶圆W2接近上晶圆W1。由此,下晶圆W2的接合面W2j与上晶圆W1的接合面W1j之间的间隔被调整为规定的距离、例如50μm~200μm(参照图16)。
接着,如图17所示,在解除第五吸引部175对上晶圆W1的吸附保持之后(步骤S112),如图18所示,通过使撞击器190的按压销191下降来压下上晶圆W1的中心部(步骤S113)。在刚要像这样利用撞击器190压下上晶圆W1之前,事先使用第五吸引部175吸附保持上晶圆W1的中心部,由此能够抑制上晶圆W1的中心部的自重弯曲(例如1μm左右)。由此,能够防止当在步骤S111中将上晶圆W1与下晶圆W2之间的间隔设定为例如小于30μm的窄间隙的情况下上吸盘140和下吸盘141的平行度调整的难度提高的情形。
当通过撞击器190的压下而上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部接触,使得上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部以规定的力被按压时,在被按压的上晶圆W1的中心部与下晶圆W2的中心部之间开始接合。即,上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j分别在步骤S101、S106中被改性,因此首先在接合面W1j、W2j间产生范德瓦耳斯力(分子间作用力),使得该接合面W1j、W2j彼此接合。并且,分别在步骤S102、S107中使上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j亲水化,因此接合面W1j、W2j间的亲水基进行氢键合,使得接合面W1j、W2j彼此牢固地接合。通过这样,形成接合区域A(参照图7)。
在本实施方式所涉及的接合装置41中,在下吸盘141的与撞击器190相向的位置设置有凸部260。因此,使两晶圆W1、W2以对下晶圆W2施加有与通过撞击器190施加于上晶圆W1的中心部的局部的应力相同的应力的状态贴合。由此,能够减轻因撞击器190引起的重合晶圆T的局部的应变。
之后,在上晶圆W1与下晶圆W2之间产生接合区域A从上晶圆W1和下晶圆W2的中心部朝向外周部扩大的接合波。
在本实施方式所涉及的接合装置41中,第一吸引部171~第四吸引部174根据上晶圆W1的各向异性进行配置,其中,设为使用配置在接合区域A的扩大最快的45°方向上的第一吸引部171和第三吸引部173来吸附保持上晶圆W1。换言之,设为不在接合区域A的扩大最慢的90°方向上吸附保持上晶圆W1。
由此,相比于吸附保持上晶圆W1的外缘的整周的情况,能够缓和施加于上晶圆W1的应力/应变的分布的不均匀度。其结果是,接合波的不均匀度得到缓和,从而接合区域A以接近同心圆状的状态扩大。由此,本实施方式所涉及的接合装置41能够减轻重合晶圆T的应变(畸变)。
此外,本申请的发明人们分别针对保持上晶圆的外缘的整周的情况、只保持90°方向的情况以及只保持45°方向的情况进行了重合晶圆的应力分布和位移量的分析,确认出只保持45°方向的情况下的重合晶圆的应力分布和位移量最均匀。
另外,在本实施方式中,设为下吸盘141也不保持下晶圆W2的整面而是相应于上吸盘140只吸附保持45°方向。即,设为使用第一外侧分割区域231、第一内侧分割区域232、第二外侧分割区域241以及第二内侧分割区域242中的配置在45°方向上的第一外侧分割区域231和第一内侧分割区域232来吸附保持下晶圆W2。
由此,能够使上晶圆W1与下晶圆W2的应力状态一致,因此能够进一步减轻重合晶圆T的应变(畸变)。此外,下吸盘141不一定只保持45°方向,也可以吸附保持下晶圆W2的整面。
之后,如图19所示,在利用按压销191按压上晶圆W1的中心部和下晶圆W2的中心部的状态下,解除第三吸引部173对上晶圆W1的吸附保持(步骤S114)。而且,之后解除第一吸引部171对上晶圆W1的吸附保持(步骤S115)。由此,如图20所示,上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j以整面抵接,上晶圆W1与下晶圆W2接合。
之后,使按压销191上升到上吸盘140,并解除下吸盘141对下晶圆W2的吸附保持。之后,利用输送装置61将重合晶圆T输送到转送装置51,之后,利用搬入搬出站2的输送装置22将重合晶圆T输送到盒C3。像这样,一系列的接合处理结束。
如上述的那样,本实施方式所涉及的接合装置41具备上吸盘140(第一保持部的一例)、下吸盘141(第二保持部的一例)以及撞击器190。上吸盘140从上方吸附保持上晶圆W1(第一基板的一例)。下吸盘141配置在上吸盘140的下方,从下方吸附保持下晶圆W2(第二基板的一例)。撞击器190从上方按压上晶圆W1的中心部,来使上晶圆W1的中心部与下晶圆W2接触。另外,上吸盘140吸附保持上晶圆W1的外周部的一部分的区域,且吸附保持同从上晶圆W1的中心部朝向外周部的方向中的、上晶圆W1与下晶圆W2之间的接合区域A的扩大最快的方向相交的区域。
由此,接合波的不均匀度得到缓和,从而接合区域A以接近同心圆状的形状扩大,因能够减轻重合晶圆T的应变。
另外,本实施方式所涉及的接合装置41具备上吸盘140(第一保持部的一例)、下吸盘141(第二保持部的一例)以及撞击器190。上吸盘140从上方吸附保持上晶圆W1(第一基板的一例)。下吸盘141(第二保持部的一例)配置在上吸盘140的下方,从下方吸附保持下晶圆W2。撞击器190从上方按压上晶圆W1的中心部,来使上晶圆W1的中心部与下晶圆W2接触。另外,下吸盘141具备用于吸附包括下晶圆W2的中心部的区域的内侧吸附区域210、以及与内侧吸附区域210呈同心圆状地配置在内侧吸附区域210的外侧且用于来吸附包括下晶圆W2的外周部的区域的外侧吸附区域220。另外,内侧吸附区域210具有至少与撞击器190相向的部分突出的形状,外侧吸附区域220为平面状。
因而,根据本实施方式所涉及的接合装置41,能够减轻撞击器190所引起的局部的应变。
<4.变形例>
接着,对上述的实施方式的变形例进行说明。图21是变形例所涉及的上吸盘的示意仰视图。另外,图22是变形例所涉及的下吸盘的示意截面图。此外,在以下的说明中,对与已经说明的部分相同的部分标注与已经说明的部分相同的标记,并省略重复的说明。
在上述的实施方式中,在接合处理中,设为只使用上吸盘140的第一吸引部171和第三吸引部173来吸附保持上晶圆W1的45°方向。换言之,设为不使用吸附保持上晶圆W1的90°方向的第二吸引部172和第四吸引部174。但是,只要是施加于上晶圆W1的90°方向的区域的应力与施加于45°方向的区域的应力相比相对少的保持方式即可,也可以吸附保持上晶圆W1的45°方向和90°方向这两方。
在该情况下,例如也可以用比45°方向的区域的力弱的力来吸附保持上晶圆W1的90°方向的区域。即,也可以设为上吸盘140使用第一吸引部171和第三吸引部173以第一吸附力来保持上晶圆W1的45°方向的区域,使用第二吸引部172和第四吸引部174以比第一吸附力弱的第二吸附力来保持上晶圆W1的90°方向的区域。关于吸附力的调整,例如能够通过在各真空泵的前级设置压力调整器且由控制装置70对该压力调整器进行控制来实现。
另外,也可以设为在上吸盘140使用第一吸引部171~第四吸引部174吸附保持上晶圆W1的状态下使用撞击器190压下上晶圆W1的中心部,之后以比解除第三吸引部173的吸附的定时早的定时解除第四吸引部174的吸附。另外,也可以设为上吸盘140以比解除第一吸引部171的吸附的定时早的定时解除第二吸引部172的吸附。
像这样构成为在上吸盘140设置与上晶圆W1的45°方向对应的第一吸引部171和第三吸引部173、以及与90°方向对应的第二吸引部172和第四吸引部174这两方,且能够分别独立地进行控制,由此能够更精密地调节接合波在45°方向和90°方向上的速度。因而,相比于只使用与45°方向对应的第一吸引部171和第三吸引部173的情况,能够进一步减轻重合晶圆T的应变。
此外,在上述的实施方式中,构成为能够对第三吸引部173和第四吸引部174分别独立地进行控制,但不一定构成为对第三吸引部173和第四吸引部174分别独立地进行控制。即,第三吸引部173和第四吸引部174也可以与单一的真空泵连接。
另外,在上述的实施方式中,设为上吸盘140具备第一吸引部171~第五吸引部175,但上吸盘140只要至少具备第一吸引部171即可,不一定具备其它吸引部172~175。
例如,如图21所示,上吸盘140A可以构成为只具备第一吸引部171和第三吸引部173。即,可以构成为不具备第二吸引部172、第四吸引部174以及第五吸引部175。另外,上吸盘既可以构成为只具备第一吸引部171、第二吸引部172以及第五吸引部175,也可以构成为只具备第一吸引部171和第二吸引部172,还可以构成为只具备第一吸引部171和第五吸引部175。
另外,在上述的实施方式中,对上晶圆W1和下晶圆W2为单晶硅晶圆的情况进行了说明,但基板的种类不限定于单晶硅晶圆。即,上吸盘和下吸盘的吸附区域的配置不限定于45°方向和90°方向,根据所保持的基板的物性的各向异性进行配置即可。
另外,在上述的实施方式中,对下吸盘141具备能够装卸的凸部260的情况的例子进行了说明,但凸部260不一定能够装卸。例如,凸部260也可以为与垫部200形成为一体的突起。
另外,内侧吸附区域210也可以构成为能够在不向上方突出的平坦的状态与以内侧吸附区域210的中心部为顶点向上方突出的凸状态之间变形。
例如,如图22所示,下吸盘141A具备内侧吸附区域210A和外侧吸附区域220A。内侧吸附区域210A具备变形台211和固定环212。变形台211形成为在俯视时具有大致圆状,并且形成为在未变形的非变形状态下保持下晶圆W2的表面侧为平板状。
变形台211的周缘部通过形成为大致环状的固定环212而被固定于基底部250A。基底部250A固定于第一下吸盘移动部160(参照图4)。
变形台211设置为能够凸变形。此处所说的“凸变形”是指以变形台211的中央部移位到比周缘部高的位置的方式进行变形,包括如图22所示那样从变形台211的周缘部到中央部都鼓起而变形台211成为大致球面状的一部分的情况。
不对使变形台211凸变形的结构进行限定,例如既可以是利用气压的结构也可以是利用压电致动器等的结构。
例如,在利用压电致动器的情况下,在基底部250A的内部设置多个压电致动器。关于多个压电致动器,例如在与变形台211的中心部对应的位置配置一个,在变形台211的周缘部附近的同一圆上的等间隔位置配置多个。
各压电致动器以作为可动部的顶件朝向铅垂上方的方式进行配置。另外,各压电致动器具有层叠在内部的压电元件,根据来自与各压电元件分别连接的未图示的的电压产生器的电压的变化使各顶件升降。变形台211根据该各顶件的动作进行变形。
能够像这样使用压电致动器来构成变形台211的变形构造。此外,只要为能够将所输入的能量转换为沿铅垂方向的物理运动的致动器即可,不限定为压电致动器,这是不言而喻的。
另外,在上述的实施方式中,设为下吸盘141的第一分割区域230被划分为第一外侧分割区域231和第一内侧分割区域232,第二分割区域240被划分为第二外侧分割区域241和第二内侧分割区域242。但是,第一分割区域230和第二分割区域240不一定被划分。另外,在上述的实施方式中,设为外侧吸附区域220被划分为第一分割区域230和第二分割区域240,但外侧吸附区域220不一定被划分。
本领域人员能够容易地推导出进一步的效果、变形例。因此,本发明的更广泛的方式并不限定于以上所表示且记述的特定的详情和代表性的实施方式。因而,只要不脱离由附加的权利要求书及其等同物所定义的总的发明概念的精神或范围就能够进行各种变更。
Claims (6)
1.一种接合装置,其特征在于,具备:
第一保持部,其从上方吸附保持第一基板;
第二保持部,其配置在所述第一保持部的下方,从下方吸附保持第二基板;以及
撞击器,其从上方按压所述第一基板的中心部,来使所述第一基板的中心部与第二基板接触,
其中,所述第二保持部的吸附区域被划分为在周向上排列的多个分割区域,
所述多个分割区域具有:
多个第一分割区域,所述多个第一分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较快地扩大的第一方向上;以及
多个第二分割区域,所述多个第二分割区域与所述多个第一分割区域在周向上排列配置,且所述多个第二分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较慢地扩大的第二方向上,
所述接合装置还具备:
第一排气装置,其与所述多个第一分割区域连接;以及
第二排气装置,其与所述多个第二分割区域连接。
2.根据权利要求1所述的接合装置,其特征在于,
所述第一基板和所述第二基板为表面的结晶方向是[100]的单晶硅晶圆,
在将从所述第二基板的中心部朝向与所述第二基板的表面平行的[0-11]结晶方向的方向设为0°时,所述多个第一分割区域以45°的方向为基准间隔90°地配置,所述多个第二分割区域以0°的方向为基准间隔90°地配置。
3.根据权利要求1或2所述的接合装置,其特征在于,
在所述第二保持部中,所述第一分割区域和所述第二分割区域的对所述第二基板的吸附力不同。
4.根据权利要求3所述的接合装置,其特征在于,
所述第二保持部仅使用所述第一分割区域和所述第二分割区域中的所述第一分割区域对所述第二基板进行吸附保持。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的接合装置,其特征在于,
所述吸附区域具有第三分割区域,所述第三分割区域配置在比所述多个第一分割区域及所述多个第二分割区域靠内侧的位置处,且所述第三分割区域对所述第二基板的中央部进行吸附保持。
6.一种接合系统,其特征在于,具备:
表面改性装置,其对第一基板和第二基板的表面进行改性;
表面亲水化装置,其使改性后的所述第一基板和所述第二基板的表面亲水化;以及
接合装置,其利用分子间作用力将亲水化后的所述第一基板和所述第二基板相接合,
其中,所述接合装置具备:
第一保持部,其从上方吸附保持所述第一基板;
第二保持部,其配置在所述第一保持部的下方,从下方吸附保持所述第二基板;以及
撞击器,其从上方按压所述第一基板的中心部,来使所述第一基板的中心部与所述第二基板接触,
其中,所述第二保持部的吸附区域被划分为在周向上排列的多个分割区域,
所述多个分割区域具有:
多个第一分割区域,所述多个第一分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较快地扩大的第一方向上;以及
多个第二分割区域,所述多个第二分割区域与所述多个第一分割区域在周向上排列配置,且所述多个第二分割区域配置在从所述第二基板的中心部朝向外周部的方向中的、所述第一基板与所述第二基板之间的接合区域相对较慢地扩大的第二方向上,
所述接合系统还具备:
第一排气装置,其与所述多个第一分割区域连接;以及
第二排气装置,其与所述多个第二分割区域连接。
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