CN117116830A - 接合装置和接合方法 - Google Patents

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松尾祐平
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Abstract

本公开提供一种接合装置和接合方法，能够提高接合前的对准精度。接合装置将具有第一对准标记的第一基板与具有第二对准标记的第二基板进行接合。在第一摄像部对第二对准标记进行拍摄时，第一照射部向第一摄像部的摄像区域照射白色光。在第二摄像部对第一对准标记进行拍摄时，第二照射部向第二摄像部的摄像区域照射白色光。控制部通过对由第一摄像部和第二摄像部拍摄到的图像进行处理来检测第一对准标记和第二对准标记的位置。控制部基于由第一基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系来校正所检测出的第一对准标记的位置。控制部基于校正后的第一对准标记的位置来控制移动部。

Description

接合装置和接合方法
技术领域
本公开涉及一种接合装置和接合方法。
背景技术
专利文献1所记载的接合装置将具有第一对准标记的第一基板与具有第二对准标记的第二基板进行接合。接合装置具备第一保持部、第二保持部、第一摄像部、第一照射部、第二摄像部、第二照射部以及控制部。第一保持部保持第一基板。第二保持部保持第二基板。在第一摄像部对第二对准标记进行拍摄时，第一照射部向第一摄像部的摄像区域照射白色光。在第二摄像部对第一对准标记进行拍摄时，第二照射部向第二摄像部的摄像区域照射白色光。控制部通过对由第一摄像部和第二摄像部拍摄到的图像进行处理来检测第一对准标记和第二对准标记的位置，并进行第一基板与第二基板之间的位置对准。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-194865号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的一个方式提供一种提高接合前的对准精度的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的接合装置将包括第一对准标记的第一基板与包括第二对准标记的第二基板进行接合。所述接合装置具备第一保持部、第二保持部、第一摄像部、第一照射部、第二摄像部、第二照射部、移动部以及控制部。所述第一保持部保持所述第一基板。所述第二保持部保持所述第二基板。所述第一摄像部设置于所述第一保持部，对保持于所述第二保持部的所述第二基板进行拍摄。在通过所述第一摄像部对所述第二对准标记进行拍摄时，所述第一照射部向所述第一摄像部的摄像区域照射白色光。所述第二摄像部设置于所述第二保持部，对保持于所述第一保持部的所述第一基板进行拍摄。在通过所述第二摄像部对所述第一对准标记进行拍摄时，所述第二照射部向所述第二摄像部的摄像区域照射白色光。所述移动部使所述第一保持部与所述第二保持部相对地移动。所述控制部控制所述移动部。所述控制部通过对由所述第一摄像部和所述第二摄像部拍摄到的图像进行处理来检测所述第一对准标记和所述第二对准标记的位置，基于由所述第一基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系来校正所检测出的所述第一对准标记的位置，并基于校正后的所述第一对准标记的位置来控制所述移动部。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够提高接合前的对准精度。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的接合系统的俯视图。
图2是示出通过将下晶圆与上晶圆进行接合而得到的重合晶圆的一例的截面图。
图3是示出一个实施方式所涉及的接合方法的流程图。
图4是示出接合装置的一例的截面图。
图5是示出步骤S105的一例的流程图。
图6的(A)是示出步骤S112中的动作的一例的侧视图，图6的(B)是示出紧接图6的(A)之后的动作的侧视图，图6的(C)是示出紧接图6的(B)之后的动作的侧视图。
图7的(A)是示出步骤S113中的动作的一例的截面图，图7的(B)是示出步骤S114中的动作的一例的截面图，图7的(C)是示出紧接图7的(B)之后的动作的截面图。
图8是示出上摄像部、上照射部以及上光谱仪的一例的截面图。
图9是示出拍摄到下对准标记的图像的一例的图。
图10是示出反射谱的一例的图。
图11是用功能块示出控制部的构成要素的一例的图。
图12是示出上摄像部和上照射部的第一变形例的截面图。
图13是示出上摄像部和上照射部的第二变形例的截面图。
图14是示出上摄像部和上照射部的第三变形例的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在各附图中，对相同或对应的结构标注相同的标记，并且有时省略说明。另外，X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是彼此垂直的方向，X轴方向和Y轴方向是水平方向，Z轴方向是铅垂方向。
参照图1来说明一个实施方式所涉及的接合系统1。接合系统1将第一基板与第二基板进行接合来制作重合基板。如图2所示，将在进行接合时配置于下侧的基板称作下晶圆W1，将在进行接合时配置于上侧的基板称作上晶圆W2。下晶圆W1相当于第一基板，上晶圆W2相当于第二基板，但该组合也可以是相反的，可以是下晶圆W1相当于第二基板，上晶圆W2相当于第一基板。
通过将下晶圆W1与上晶圆W2进行接合来得到重合晶圆T。将下晶圆W1的板面中的与上晶圆W2进行接合的一侧的板面记载为“接合面W1j”，将与接合面W1j相反一侧的板面记载为“非接合面W1n”。另外，将上晶圆W2的板面中的与下晶圆W1进行接合的一侧的板面记载为“接合面W2j”，将与接合面W2j相反一侧的板面记载为“非接合面W2n”。
下晶圆W1具有硅晶圆等半导体基板W1a、以及形成于半导体基板W1a之上的膜W1b。也可以使用玻璃基板来代替半导体基板W1a。膜W1b例如具有器件层和接合层。器件层包括多个电子电路。接合层形成于器件层之上。接合层例如为氧化硅膜、氮化硅膜或者碳氮化硅膜。
接合层通过热氧化法、CVD(Chemical Vapor Depositon：化学气相沉积)法或ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法等形成。在通过CVD法形成氧化硅膜来作为接合层的情况下，例如使用TEOS(Tetra Ethoxy Silane：正硅酸乙酯)来作为氧化硅膜的原料。
下晶圆W1具有下对准标记M11～M13。下对准标记M11～M13用于进行接合前的下晶圆W1与上晶圆W2之间的水平方向位置对准。下对准标记M11～M13例如形成于半导体基板W1a与膜W1b之间。下对准标记M11～M13的配置和数量并不限定于图示的的配置和数量。
同样地，上晶圆W2具有硅晶圆等半导体基板W2a、以及形成于半导体基板W2a之上的膜W2b。也可以使用玻璃基板来代替半导体基板W2a。膜W2b例如具有器件层和接合层。器件层包括多个电子电路。接合层形成于器件层之上。接合层例如为氧化硅膜、氮化硅膜或碳氮化硅膜。
上晶圆W2具有上对准标记M21～M23。上对准标记M21～M23用于进行接合前的下晶圆W1与上晶圆W2之间的水平方向位置对准。上对准标记M21～M23例如形成于半导体基板W2a与膜W2b之间。上对准标记M21～M23的配置和数量并不限定于图示的配置和数量。
下对准标记M11～M13相当于第一对准标记，上对准标记M21～M23相当于第二对准标记，但该组合也可以是相反的，可以是下对准标记M11～M13相当于第二对准标记，上对准标记M21～M23相当于第一对准标记。
此外，下晶圆W1和上晶圆W2中的一方可以不具有器件层。
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沿X轴正方向按照搬入搬出站2、处理站3的顺序排列配置。另外，搬入搬出站2与处理站3连接为一体。
搬入搬出站2具备载置台10和搬送区域20。载置台10具备多个载置板11。在各载置板11分别载置将多张(例如25张)基板以水平状态收容的盒C1、C2、C3。盒C1是用于收容下晶圆W1的盒，盒C2是用于收容上晶圆W2的盒，盒C3是用于收容重合晶圆T的盒。此外，下晶圆W1和上晶圆W2分别在将接合面W1j、W2j设为了上表面的状态下以朝向对齐的方式收容于盒C1、C2中。
搬送区域20与载置台10相邻地配置于载置台10的X轴正方向侧。在该搬送区域20设置有沿Y轴方向延伸的搬送路21、以及能够沿该搬送路21移动的搬送装置22。搬送装置22具有保持并搬送下晶圆W1、上晶圆W2或重合晶圆T的搬送臂。搬送臂能够沿水平方向和铅垂方向移动，并且能够绕铅垂轴转动。搬送臂的数量可以为多个。搬送臂将上晶圆W2、下晶圆W1或重合晶圆T搬送到与搬送区域20相邻的规定的装置。
此外，载置于载置台10上的盒C1～C3的个数并不限定于图示的个数。另外，在载置台10上除了载置盒C1、C2、C3以外，还可以载置用于回收产生了不良情况的基板的盒等。
在处理站3设置有例如三个处理块G1、G2、G3。例如，在处理站3的背面侧(图1的Y轴正方向侧)设置有第一处理块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。
另外，在被第一处理块G1～第三处理块G3包围的区域形成有搬送区域60。在搬送区域60配置有搬送装置61。搬送装置61具有保持并搬送下晶圆W1、上晶圆W2或重合晶圆T的搬送臂。搬送臂能够沿水平方向和铅垂方向移动，并且能够绕铅垂轴转动。搬送臂的数量可以为多个。搬送臂将下晶圆W1、上晶圆W2或重合晶圆T搬送到与搬送区域60相邻的规定的装置。
在第一处理块G1例如配置有表面改性装置33和表面亲水化装置34。表面改性装置33利用等离子体将下晶圆W1的接合面W1j或上晶圆W2的接合面W2j进行改性。表面亲水化装置34使被改性后的下晶圆W1的接合面W1j或被改性后的上晶圆W2的接合面W2j亲水化。表面改性装置33和表面亲水化装置34的位置并不限定于图示的位置。表面改性装置33和表面亲水化装置34的数量可以为多个。
表面改性装置33例如将接合面W1j、W2j中的SiO2的键切断来形成Si的悬键，以使得之后能够进行亲水化。在表面改性装置33中，例如在减压气氛下激励作为处理气体的氧气使之等离子体化，从而离子化。而且，通过向接合面W1j、W2j照射氧离子，来对接合面W1j、W2j进行等离子体处理使之改性。处理气体并不限定于氧气，例如也可以是氮气等。
表面亲水化装置34例如对接合面W1j、W2j提供OH基。表面亲水化装置34一边使例如保持于旋转保持盘的下晶圆W1或上晶圆W2旋转，一边向该下晶圆W1或上晶圆W2上供给纯水。纯水在接合面W1j、W2j上扩散，对Si的悬键提供OH基来使接合面W1j、W2j亲水化。表面亲水化装置34还具有对接合面W1j、W2j进行清洗的作用。
在第二处理块G2例如配置有接合装置41。接合装置41通过使上晶圆W2上下翻转来使上晶圆W2的接合面W2j朝下。之后，接合装置41将亲水化后的下晶圆W1与上晶圆W2进行接合来制作重合晶圆T。此外，使上晶圆W2上下翻转的装置在本实施方式中设置为接合装置41的一部分，但也可以与接合装置41相分别地设置。
在第三处理块G3例如配置有传送装置51。传送装置51暂时保管下晶圆W1、上晶圆W2或重合晶圆T。传送装置51的数量可以为多个。
接合系统1具备控制装置90。控制装置90例如为计算机，具备CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)91和存储器等存储介质92。在存储介质92中保存有对在接合系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制装置90通过使CPU 91执行存储介质92中存储的程序来控制接合系统1的动作。
接着，参照图3来说明本实施方式的接合方法。接合方法例如包括步骤S101～S105。在控制装置90的控制下实施步骤S101～S105。此外，接合方法可以不包括步骤S101～S105的全部，至少包括步骤S105即可。另外，接合方法也可以包括步骤S105以外的处理。
首先，将收容有多张下晶圆W1的盒C1、收容有多张上晶圆W2的盒C2、以及空的盒C3载置到搬入搬出站2的载置台10上。
接着，搬送装置22将盒C1内的下晶圆W1取出，并搬送到传送装置51。之后，搬送装置61将下晶圆W1从传送装置51取出，并搬送到表面改性装置33。
接着，表面改性装置33将下晶圆W1的接合面W1j进行改性(步骤S101)。在使接合面W1j朝上的状态下实施接合面W1j的改性。之后，搬送装置61将下晶圆W1从表面改性装置33取出，并搬送到表面亲水化装置34。
接着，表面亲水化装置34使下晶圆W1的接合面W1j亲水化(步骤S102)。在将接合面W1j朝上的状态下实施接合面W1j的亲水化。之后，搬送装置61将下晶圆W1从表面亲水化装置34取出，并搬送到接合装置41。
与针对下晶圆W1的上述处理并行地实施针对上晶圆W2的下述处理。首先，搬送装置22将盒C2内的上晶圆W2取出，并搬送到传送装置51。之后，搬送装置61将上晶圆W2从传送装置51取出，并搬送到表面改性装置33。
接着，表面改性装置33将上晶圆W2的接合面W2j进行改性(步骤S103)。在使接合面W2j朝上的状态下实施接合面W2j的改性。之后，搬送装置61将上晶圆W2从表面改性装置33取出，并搬送到表面亲水化装置34。
接着，表面亲水化装置34使上晶圆W2的接合面W2j亲水化(步骤S104)。在使接合面W2j朝上的状态下实施接合面W2j的亲水化。之后，搬送装置61将上晶圆W2从表面亲水化装置34取出，并搬送到接合装置41。
接着，接合装置41通过使上晶圆W2上下翻转来使上晶圆W2的接合面W2j朝下。之后，接合装置41将下晶圆W1与上晶圆W2进行接合来制造重合晶圆T(步骤S105)。之后，搬送装置61将重合晶圆T从接合装置41取出，并搬送到传送装置51。
最后，搬送装置22将重合晶圆T从传送装置51取出，并搬送到载置台10上的盒C3。由此，一系列处理结束。
接着，参照图4来说明接合装置41的一例。接合装置41具备下保持部110、上保持部120、下摄像部130、上摄像部150、移动部170以及控制部200。
下保持部110以使下晶圆W1的接合面W1j朝上的方式从下方保持下晶圆W1。上保持部120以使上晶圆W2的接合面W2j朝下的方式从上方保持上晶圆W2。下保持部110相当于第一保持部，上保持部120相当于第二保持部，但该组合也可以是相反的。
下摄像部130设置于下保持部110，对保持于上保持部120的上晶圆W2进行拍摄。上摄像部150设置于上保持部120，对保持于下保持部110的下晶圆W1进行拍摄。下摄像部130相当于第一摄像部，上摄像部150相当于第二摄像部，但该组合也可以是相反的。
移动部170使下保持部110和上保持部120相对地沿水平方向和铅垂方向移动。移动部170在本实施方式中使下保持部110移动，但也可以使上保持部120移动。移动部170可以使下保持部110或上保持部120绕铅垂轴旋转。
控制部200控制接合装置41的动作。控制部200例如为计算机，与控制装置90同样地构成。控制部200可以是控制装置90的一部分。
下保持部110被划分为多个(例如两个)区域110a、110b。这些区域110a、110b从下保持部110的中心部朝向周缘部按照区域110a、110b的顺序设置。而且，区域110a在俯视时具有圆形状，区域110b在俯视时具有环状形状。
在各区域110a、110b分别独立地设置有吸引管111a、111b。在各吸引管111a、111b分别连接有不同的真空泵112a、112b。下保持部110能够按每个各区域110a、110b对下晶圆W1进行真空吸附。
在下保持部110设置以在铅垂方向上升降自如的多个保持销115。下晶圆W1载置于多个保持销115的上端。此外，下晶圆W1可以真空吸附于多个保持销115的上端。
多个保持销115通过上升来从保持部110的保持面突出。在该状态下，多个保持销115从搬送装置61接受下晶圆W1。之后，多个保持销115下降，以使下晶圆W1与下保持部110的保持面接触。接着，下保持部110通过真空泵112a、112b的工作而在各区域110a、110b中将下晶圆W1水平地进行真空吸附。
上保持部120被划分为多个(例如三个)区域120a、120b、120c。这些区域120a、120b、120c从上保持部120的中心部朝向周缘部按照区域120a、120b、120c的顺序设置。区域120a在俯视时具有圆形状，区域120b、120c在俯视时具有环形形状。
在各区域120a、120b、120c分别独立地设置有吸引管121a、121b、121c。在各吸引管121a、121b、121c分别连接与不同的真空泵122a、122b、122c。上保持部120能够按区域120a、120b、120c对上晶圆W2进行真空吸附。
在上保持部120设置有沿铅垂方向升降自如的多个保持销125。多个保持销125与真空泵126连接，通过真空泵126的工作对上晶圆W2进行真空吸附。上晶圆W2被真空吸附于多个保持销125的下端。可以使用环状的吸附垫来代替多个保持销125。
多个保持销125通过下降来从上保持部120的保持面突出。在该状态下，多个保持销125对上晶圆W2进行真空吸附，来从搬送装置61接受该上晶圆W2。之后，多个保持销125上升，以使上晶圆W2与上保持部120的保持面接触。接着，上保持部120通过真空泵122a、122b、122c的工作来在各区域120a、120b、120c中将上晶圆W2水平地进行真空吸附。
另外，在上保持部120的中心部形成有沿铅垂方向贯通该上保持部120的贯通孔123。在贯通孔123中插通后述的推动部190。推动部190将与下晶圆W1隔开间隔地配置的上晶圆W2的中心向下压，来使晶圆W2与下晶圆W1接触。
推动部190具有推动销191、以及作为该推动销191的升降引导件的外筒192。推动销191通过内置有例如马达的驱动部(未图示)插通于贯通孔123并从上保持部120的保持面突出，以将上晶圆W2的中心向下压。
接着，参照图5～图7来说明接合装置41的动作的一例。首先，搬送装置61针对接合装置41进行下晶圆W1和上晶圆W2的搬入(步骤S111)。下保持部110以使下晶圆W1的接合面W1j朝上的方式从下方保持下晶圆W1。上保持部120以使上晶圆W2的接合面W2j朝下的方式从上方保持上晶圆W2。
接着，移动部170使下保持部110与上保持部120相对地移动，来进行下晶圆W1与上晶圆W2之间的位置对准(对准)(步骤S112)。在位置对准中，如图6所示那样使用下摄像部130和上摄像部150。上摄像部150相对于上保持部120固定，对保持于下保持部110的下晶圆W1的接合面W1j进行拍摄。另一方面，下摄像部130相对于下保持部110固定，对保持于上保持部120的上晶圆W2的接合面W2j进行拍摄。
首先，如图6的(A)所示，移动部170进行下摄像部130与上摄像部150之间的水平方向位置对准。具体地说，移动部170使下保持部110沿水平方向移动，以使下摄像部130位于上摄像部150的大致正下方。而且，上摄像部150和下摄像部130对共同的目标X进行拍摄，移动部170对下摄像部130的水平方向位置进行微调节，以使上摄像部150与下摄像部130的水平方向位置一致。由此，上摄像部150与下摄像部130之间的水平方向位置对准完成。
接着，如图6的(B)所示，移动部170使下保持部110向铅垂上方移动，接着进行下保持部110与上保持部120之间的水平方向位置对准。具体地说，在移动部170使下保持部110沿水平方向移动的同时，上摄像部150依次对下对准标记M11～M13进行拍摄，并且下摄像部130依次对上对准标记M21～M23进行拍摄。此外，图6的(B)示出上摄像部150对下对准标记M11进行拍摄并且下摄像部130对上对准标记M23进行拍摄的情形。
下摄像部130和上摄像部150将拍摄到的图像数据发送到控制部200。控制部200通过对由下摄像部130和上摄像部150拍摄到的图像进行处理，来检测下对准标记M11～M13和上对准标记M21～M23的位置。控制部200控制移动部170，以使在从铅垂方向观察时下对准标记M11～M13与上对准标记M21～M23重叠。
接着，如图6的(C)所示，移动部170使下保持部110向铅垂上方移动。其结果是，下晶圆W1的接合面W1j与上晶圆W2的接合面W2j之间的间隔G(参照图4)成为预先决定的距离、例如80μm～200μm。
接着，如图7的(A)所示，使真空泵122a的工作停止，来解除区域120a中对上晶圆W2的真空吸附。之后，推动部190的推动销191下降并将上晶圆W2的中心向下压，以使上晶圆W2与下晶圆W1接触(步骤S113)。其结果是，下晶圆W1与上晶圆W2的中心之间接合。
由于下晶圆W1的接合面W1j和上晶圆W2的接合面W2j已分别被改性，因此在接合面W1j、W2j间产生范德华力(分子间力)，从而使该接合面W1j、W2j之间接合。并且，由于接合面W1j、W2j已分别亲水化，因此亲水基(例如OH基)进行氢键合，从而使接合面W1j、W2j之间牢固地接合。
接着，如图7的(B)所示，使真空泵122b的工作停止，来解除区域120b中对上晶圆W2的真空吸附。接着，使真空泵122c的工作停止，来使如图7的(C)所示那样解除区域120c中对上晶圆W2的真空吸附。
像这样，从上晶圆W2的中心朝向周缘地将上晶圆W2的真空吸附阶段性地解除，以使上晶圆W2阶段性地落下并与下晶圆W1抵接。而且，从中心朝向周缘依次进行下晶圆W1与上晶圆W2之间的接合(步骤S114)。其结果是，上晶圆W2的接合面W2j与下晶圆W1的接合面W1j在整面上抵接，下晶圆W1与上晶圆W2接合而得到重合晶圆T。之后，推动销191上升到原来的位置。
接着，移动部170使下保持部110下降来扩大下保持部110与上保持部120之间的铅垂方向上的间隔。之后，搬送装置61针对接合装置41进行重合晶圆T的搬出(步骤S115)。具体地说，首先，下保持部110解除对重合晶圆T的保持。接着，多个保持销115上升，将重合晶圆T传递到搬送装置61。之后，多个保持销115下降到原来的位置。
接着，参照图8～图11来说明下对准标记M12的位置的检测和检测出的位置的校正的一例。如图8所示，接合装置41例如具备上摄像部150、上照射部160以及上光谱仪165，以实施下对准标记M12的位置的检测和检测出的位置的校正。
上摄像部150对下晶圆W1进行拍摄。上摄像部150例如具有物镜151、成像透镜152以及受光元件153。虽未图示，但多个受光元件153二维地排列。一个受光元件153构成一个像素。受光元件153接受来自下晶圆W1的反射光。
上摄像部150可以是单色摄像机和彩色摄像机中的任一方，但在本实施方式中为单色摄像机。在上摄像部150为单色摄像机的情况下，一个受光元件153不是接受特定颜色的光(特定波长的光)，而是接受各种颜色的光(各种波长的光)，并生成与其受光强度相应的电信号。受光强度越高，则像素的亮度越高。
上摄像部150可以在物镜151与成像透镜152之间具有半透半反镜等分束器154。分束器154例如将由上照射部160照射出的白色光朝向下晶圆W1反射，并且使白色光被下晶圆W1反射而产生的反射光朝向受光元件153并透过受光元件153。
上照射部160与上摄像部150同样地相对于上保持部120固定，但也可以相对于上保持部120不固定。在通过上摄像部150对下对准标记M12进行拍摄时，上照射部160向上摄像部150的摄像区域照射白色光。白色光经由分束器154照射于上摄像部150的摄像区域。此外，也可以没有分束器154，使白色光直接照射于上摄像部150的摄像区域。
上照射部160具有白色光的光源161。光源161例如为白色LED。关于白色LED的发光方式并无特别限定。白色LED可以包括蓝色LED和黄色荧光体，也可以包括红色LED、绿色LED以及蓝色LED，还可以包括近紫外线LED、红色荧光体、绿色荧光体以及蓝色荧光体。
如图9所示，上摄像部150对包括下对准标记M12及其周围的图像P进行拍摄。上摄像部150将图像P发送到控制部200。控制部200具有位置检测部201(参照图11)。位置检测部201通过对图像P进行处理，来检测下对准标记M12的位置。位置检测部201例如将图像P中的亮度的变化极大的位置检测为下对准标记M12的位置。
图像P中的下对准标记M12与其周围的亮度之差(对比度)主要由下对准标记M12与其周围的反射率之差来决定。反射率之差越大，则亮度之差越大。反射率之差主要由下晶圆W1的膜W1b的膜厚及材质、以及下对准标记M12的厚度及材质来决定。
在图10中示出下对准标记M12及其周围的反射谱的一例。由于下对准标记M12及其周围的下晶圆W1的层叠构造不同，因此反射谱不同。下对准标记M12与其周围的反射率差根据光的波长变大或变小。
因此，在通过上摄像部150对下对准标记M12进行拍摄时，上照射部160向上摄像部150的摄像区域不是照射特定波长的光(例如红色光)，而是照射包含各种波长的光的白色光。由此，即使膜W1b的膜厚或材质等变化，也能够稳定地确保下对准标记M12与其周围的反射率之差，从而能够稳定地确保图像P中的亮度之差。
上摄像部150的受光元件153接受各种波长的光。此时，各种波长的光通过物镜151和成像透镜152等。因而，产生色像差。色像差会导致下对准标记M12的检测位置的偏移。如果检测位置的偏移量(大小和方向)是固定的，则没有问题。但是，当膜W1b的膜厚或材质等变化时，反射谱变化，色像差的影响变化，导致检测位置的偏移量变化。
因此，上光谱仪165检测由下晶圆W1反射后的反射光的反射谱。上光谱仪165与上摄像部150同样地相对于上保持部120固定，但也可以相对于上保持部120不固定。上光谱仪165例如与上照射部160同样地具有白色光的光源(未图示)，将从该光源射出的白色光照射于下晶圆W1，并检测由下晶圆W1反射后的反射光的反射谱。
上光谱仪165主要检测由下对准标记M12的周围反射后的反射光的反射谱。这是因为，上光谱仪165的测量区域的尺寸比下对准标记M12的尺寸大，难以获取仅由下对准标记反射后的反射光的反射谱。
上光谱仪165将检测出的结果发送到控制部200。控制部200具有反射特性分析部202(参照图11)。反射特性分析部202求出反射光的波长与强度之间的关系。所求的关系例如包括颜色互不相同的第一颜色光与第二颜色光的强度比。第一颜色光例如是红色光，第二颜色光例如是蓝色光。所求的关系可以包括颜色互不相同的第一颜色光、第二颜色光以及第三颜色光的强度比。第三颜色光例如是绿色光。这些强度比的变化表示色像差的影响的变化，表示检测位置的偏移量的变化。
控制部200具有位置校正部203。位置校正部203基于由反射特性分析部202求出的关系(第一颜色光与第二颜色光的强度比等)，来校正由位置检测部201检测出的位置。由此，即使由于膜W1b的膜厚或材质等发生变化而使色像差的影响发生变化，也能够掌握下对准标记M12的准确的位置。预先通过试验等求出第一颜色光与第二颜色光的强度比等以及检测出的位置的校正量(大小和方向)之间的关系，并存储于控制部200的存储介质。
控制部200具有移动控制部204。移动控制部204基于由位置校正部203校正后的下对准标记M12的位置来控制移动部170。移动控制部204控制移动部170，以使在从铅垂方向观察时下对准标记M12与上对准标记M22重叠。由此，能够提高接合前的对准精度。
虽未图示，但接合装置41例如可以具备下摄像部130、下照射部以及下光谱仪，以实施上对准标记M22的位置的检测以及检测出的位置的校正。在通过下摄像部130对上对准标记M22进行拍摄时，下照射部向下摄像部130的摄像区域照射白色光。下照射部可以与下摄像部130同样地相对于下保持部110固定，但也可以相对于下保持部110不固定。下光谱仪检测由上晶圆W2反射后的反射光的反射谱，并将检测出的结果发送到控制部200。下光谱仪与下摄像部130同样地相对于下保持部110固定，但也可以相对于下保持部110不固定。
反射特性分析部202求出由上晶圆W2反射后的反射光的波长与强度之间的关系。位置校正部203基于由反射特性分析部202求出的关系(第一颜色光与第二颜色光的强度比等)，来校正由位置检测部201检测出的上对准标记M22的位置。移动控制部204基于由位置校正部203校正后的上对准标记M22的位置来控制移动部170。
接着，参照图12来说明上摄像部150和上照射部160的第一变形例。下面，主要对不同点进行说明。如图12所示，接合装置41具备上摄像部150和上照射部160，但不具备图8所示的上光谱仪165。反射特性分析部202使用上摄像部150来代替上光谱仪165，求出由下晶圆W1反射后的反射光的波长与强度之间的关系。
上摄像部150是彩色摄像机。彩色摄像机包括第一颜色受光元件153A、第二颜色受光元件153B以及第三颜色受光元件153C。第一颜色受光元件153A、第二颜色受光元件153B以及第三颜色受光元件153C接受透过了互不相同的彩色滤波器的光，从而接受到颜色互不相同的光。一个像素由第一颜色受光元件153A、第二颜色受光元件153B以及第三颜色受光元件153C构成。虽未图示，但多个像素二维地排列。
反射特性分析部202求出构成相同的像素的第一颜色受光元件153A与第二颜色受光元件153B的受光强度之比。第一颜色例如是红色，第二颜色例如是蓝色。反射特性分析部202可以求出构成相同的像素的第一颜色受光元件153A、第二颜色受光元件153B以及第三颜色受光元件153C的受光强度之比。第三颜色例如是绿色光。这些受光强度之比表示反射光的波长与强度之间的关系。
一个像素的摄像区域的尺寸相比于下对准标记M12的尺寸而言非常小。因此，能够在下对准标记M12和下对准标记M12的周围分别求出受光强度的比。
求出受光强度之比的像素可以是对下对准标记M12的周围进行拍摄的像素和对下对准标记M12进行拍摄的像素中的任一方，也可以是两方。可以使用多个像素来求出某个受光强度之比。也就是说，受光强度之比可以是平均值。
本变形例的内容也能够应用于下摄像部130和下照射部。也就是说，在下摄像部130为彩色摄像机的情况下，反射特性分析部202能够使用下摄像部130代替下光谱仪来求出由上晶圆W2反射后的反射光的波长与强度之间的关系。
接着，参照图13来说明上摄像部150和上照射部160的第二变形例。下面，主要对不同点进行说明。即使上摄像部150为单色摄像机，只要上照射部160能够对上摄像部150的摄像区域切换地照射颜色互不相同的白色光、第一颜色光以及第二颜色光，就不需要上光谱仪165。反射特性分析部202使用上摄像部150代替上光谱仪165来求出由下晶圆W1反射后的反射光的波长与强度之间的关系。
上照射部160例如具有白色光的光源161、第一颜色滤波器162A以及第二颜色滤波器162B。第一颜色滤波器162A选择性地使白色光中的第一颜色光透过。第二颜色滤波器162B选择性地使白色光中的第二颜色光透过。第一颜色光例如是红色光，第二颜色光例如是蓝色光。
第一颜色滤波器162A和第二颜色滤波器162B分别在白色光的光路的中途的位置与白色光的光路之外的位置之间移动。由此，上照射部160能够对上摄像部150的摄像区域切换地照射颜色互不相同的白色光、第一颜色光以及第二颜色光。
上照射部160还可以具有第三颜色滤波器162C。第三颜色滤波器162C选择性地使白色光中的第三颜色光透过。第三颜色光例如是绿色光。第三颜色滤波器162C在白色光的光路的中途的位置与白色光的光路之外的位置之间移动。由此，上照射部160能够对上摄像部150的摄像区域切换地照射颜色互不相同的白色光、第一颜色光、第二颜色光以及第三颜色光。
反射特性分析部202求出在将上摄像部150的摄像区域固定的状态下切换地照射了第一颜色光和第二颜色光时的相同的受光元件153的受光强度之比。第一颜色例如是红色，第二颜色例如是蓝色。反射特性分析部202可以包括在将上摄像部150的摄像区域固定的状态下切换地照射了第一颜色光、第二颜色光以及第三颜色光时的相同的受光元件153的受光强度之比。第三颜色例如是绿色光。这些受光强度之比表示反射光的波长与强度之间的关系。
一个像素的摄像区域的尺寸相比于下对准标记M12的尺寸而言非常小。因此，能够在下对准标记M12和下对准标记M12的周围分别求出受光强度之比。
求出受光强度之比的像素可以是对下对准标记M12的周围进行拍摄的像素以及对下对准标记M12进行拍摄的像素中的任一方，也可以是两方。可以使用多个像素来求出某个受光强度之比。也就是说，受光强度之比可以是平均值。
本变形例的内容也能够应用于下摄像部130和下照射部。即使下摄像部130是单色摄像机，只要下照射部能够对下摄像部130的摄像区域切换地照射颜色互不相同的白色光、第一颜色光以及第二颜色光，就不需要下光谱仪。下照射部可以具有白色光的光源、第一颜色滤波器以及第二颜色滤波器。下照射部还可以具有第三颜色滤波器。
接着，参照图14来说明上摄像部150和上照射部160的第三变形例。下面，主要对不同点进行说明。白色光的光源161可以具有第一颜色光的光源161A、第二颜色光的光源161B以及第三颜色光的光源161C，以对上摄像部150的摄像区域切换地照射颜色互不相同的白色光、第一颜色光、第二颜色光以及第三颜色光。
第一颜色光例如是红色光，第二颜色光例如是蓝色光，第三颜色光例如是绿色光。上照射部160通过将三个光源161A、161B、161C同时点亮而能够照射出白色光。另外，上照射部160通过仅使三个光源161A、161B、161C中的任一个光源点亮而能够仅照射出第一颜色光、第二颜色光以及第三颜色光中的任一种光。
白色光的光源161具有第一颜色光的光源161A、第二颜色光的光源161B以及第三颜色光的光源161C，但本公开的技术并不限定于此。上照射部160可以分别具有白色光的光源161、第一颜色光的光源161A、第二颜色光的光源161B以及第三颜色光的光源161C。
本变形例的内容也能够应用于下摄像部130和下照射部。也就是说，可以是下照射部具有白色光的光源，并且白色光的光源具有第一颜色光的光源、第二颜色光的光源以及第三颜色光的光源。另外，下照射部可以分别具有白色光的光源、第一颜色光的光源、第二颜色光的光源以及第三颜色光的光源。
以上对本公开所涉及的接合装置和接合方法的实施方式等进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式等。能够在权利要求书所记载的范围内进行各种变更、修正、置换、附加、删除以及组合。这些也当然属于本公开的技术范围。
附图标记说明
1：接合系统；41：接合装置；110：下保持部(第一保持部)；120：上保持部(第二保持部)；130：下摄像部(第一摄像部)；150：上摄像部(第二摄像部)；160：上照射部(第二照射部)；170：移动部；200：控制部；W1：下晶圆(第一基板)；W2：上晶圆(第二基板)。

Claims (14)

1.一种接合装置，将包括第一对准标记的第一基板与包括第二对准标记的第二基板进行接合，所述接合装置具备：
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；
第一摄像部，其设置于所述第一保持部，对保持于所述第二保持部的所述第二基板进行拍摄；
第一照射部，在通过所述第一摄像部对所述第二对准标记进行拍摄时，所述第一照射部向所述第一摄像部的摄像区域照射白色光；
第二摄像部，其设置于所述第二保持部，对保持于所述第一保持部的所述第一基板进行拍摄；
第二照射部，在通过所述第二摄像部对所述第一对准标记进行拍摄时，所述第二照射部向所述第二摄像部的摄像区域照射白色光；
移动部，其使所述第一保持部和所述第二保持部相对地移动；以及
控制部，其控制所述移动部，
其中，所述控制部通过对由所述第一摄像部和所述第二摄像部拍摄到的图像进行处理来检测所述第一对准标记和所述第二对准标记的位置，基于由所述第一基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系来校正所检测出的所述第一对准标记的位置，并基于校正后的所述第一对准标记的位置来控制所述移动部。
2.根据权利要求1所述的接合装置，其特征在于，
所述控制部基于由所述第二基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系来校正所检测出的所述第二对准标记的位置，并基于校正后的所述第二对准标记的位置来控制所述移动部。
3.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，
还具备光谱仪，所述光谱仪检测由所述第一基板反射后的反射光的反射谱，
所述控制部基于所述光谱仪的检测结果来校正所述第一对准标记的位置。
4.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，
所述第二摄像部具有彩色摄像机，所述彩色摄像机包括接收颜色互不相同的光的第一颜色受光元件和第二颜色受光元件，
所述控制部基于构成相同的像素的所述第一颜色受光元件与所述第二颜色受光元件的受光强度之比，来校正所述第一对准标记的位置。
5.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，
所述第二照射部对所述第二摄像部的摄像区域切换地照射颜色互不相同的所述白色光、第一颜色光以及第二颜色光，
所述第二摄像部具有单色摄像机，所述单色摄像机包括受光元件，
所述控制部基于在将所述第二摄像部的摄像区域固定的状态下切换地照射了所述第一颜色光和所述第二颜色光时的、相同的所述受光元件的受光强度之比，来校正所述第一对准标记的位置。
6.根据权利要求5所述的接合装置，其特征在于，
所述第二照射部具有选择性地使所述白色光中的所述第一颜色光透过的第一颜色滤波器、以及选择性地使所述白色光中的所述第二颜色光透过的第二颜色滤波器。
7.根据权利要求5所述的接合装置，其特征在于，
所述第二照射部具有所述白色光的光源并且所述白色光的光源具有所述第一颜色光的光源和所述第二颜色光的光源，或者所述第二照射部分别具有所述白色光的光源、所述第一颜色光的光源以及所述第二颜色光的光源。
8.一种接合方法，包括将包括第一对准标记的第一基板与包括第二对准标记的第二基板进行接合，所述接合方法包括：
通过第一保持部来保持所述第一基板；
通过第二保持部来保持所述第二基板；
通过设置于所述第一保持部的第一摄像部对保持于所述第二保持部的所述第二基板进行拍摄；
在通过所述第一摄像部对所述第二对准标记进行拍摄时，从第一照射部向所述第一摄像部的摄像区域照射白色光；
通过设置于所述第二保持部的第二摄像部对保持于所述第一保持部的所述第一基板进行拍摄；
在通过所述第二摄像部对所述第一对准标记进行拍摄时，从第二照射部向所述第二摄像部的摄像区域照射白色光；
通过对由所述第一摄像部和所述第二摄像部拍摄到的图像进行处理，来检测所述第一对准标记和所述第二对准标记的位置；
基于由所述第一基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系，来校正所检测出的所述第一对准标记的位置；以及
基于校正后的所述第一对准标记的位置，来使所述第一保持部和所述第二保持部相对地移动。
9.根据权利要求8所述的接合方法，其特征在于，还包括：
基于由所述第二基板反射后的反射光的波长与强度之间的关系，来校正所检测出的所述第二对准标记的位置；以及
基于校正后的所述第二对准标记的位置，来使所述第一保持部和所述第二保持部相对地移动。
10.根据权利要求8或9所述的接合方法，其特征在于，还包括：
通过光谱仪来检测由所述第一基板反射后的反射光的反射谱；以及
基于所述光谱仪的检测结果来校正所述第一对准标记的位置。
11.根据权利要求8或9所述的接合方法，其特征在于，
所述第二摄像部具有彩色摄像机，所述彩色摄像机包括接收颜色互不相同的光的第一颜色受光元件和第二颜色受光元件，
所述接合方法包括：基于构成相同的像素的所述第一颜色受光元件与所述第二颜色受光元件的受光强度之比，来校正所述第一对准标记的位置。
12.根据权利要求8或9所述的接合方法，其特征在于，
所述第二照射部对所述第二摄像部的摄像区域切换地照射颜色互不相同的所述白色光、第一颜色光以及第二颜色光，
所述第二摄像部具有单色摄像机，所述单色摄像机包括受光元件，
所述接合方法包括：基于在将所述第二摄像部的摄像区域固定的状态下切换地照射了所述第一颜色光和所述第二颜色光时的、相同的所述受光元件的受光强度之比，来校正所述第一对准标记的位置。
13.根据权利要求12所述的接合方法，其特征在于，
所述第二照射部具有选择性地使所述白色光中的所述第一颜色光透过的第一颜色滤波器、以及选择性地使所述白色光中的所述第二颜色光透过的第二颜色滤波器。
14.根据权利要求12所述的接合方法，其特征在于，
所述第二照射部具有所述白色光的光源并且所述白色光的光源具有所述第一颜色光的光源和所述第二颜色光的光源，或者所述第二照射部分别具有所述白色光的光源、所述第一颜色光的光源以及所述第二颜色光的光源。
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