JP2016039364A - Bonding device, bonding system, bonding method, program and computer storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板同士を接合する接合装置、当該接合装置を備えた接合システム、当該接合装置を用いた接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。 The present invention relates to a bonding apparatus for bonding substrates, a bonding system including the bonding apparatus, a bonding method using the bonding apparatus, a program, and a computer storage medium.
近年、半導体デバイスの高集積化が進んでいる。高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置し、これら半導体デバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、また配線遅延が大きくなることが懸念される。 In recent years, semiconductor devices have been highly integrated. When a plurality of highly integrated semiconductor devices are arranged in a horizontal plane and these semiconductor devices are connected by wiring to produce a product, the wiring length increases, thereby increasing the wiring resistance and wiring delay. There is concern about becoming.
そこで、半導体デバイスを3次元に積層する3次元集積技術を用いることが提案されている。この3次元集積技術においては、例えば特許文献1に記載の接合システムを用いて、2枚の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)の接合が行われる。例えば接合システムは、ウェハの接合される表面を改質する表面改質装置と、当該表面改質装置で改質されたウェハの表面を親水化する表面親水化装置と、当該表面親水化装置で表面が親水化されたウェハ同士を接合する接合装置と、を有している。この接合システムでは、表面改質装置においてウェハの表面に対してプラズマ処理を行い当該表面を改質した後、表面親水化装置においてウェハの表面に純水を供給して当該表面を親水化する。その後、接合装置において、2枚のウェハを上下に対向配置し(以下、上側のウェハを「上ウェハ」といい、下側のウェハを「下ウェハ」という。)、上チャックに吸着保持された上ウェハと下チャックに吸着保持された下ウェハとを、ファンデルワールス力及び水素結合(分子間力)によって接合する。 Thus, it has been proposed to use a three-dimensional integration technique in which semiconductor devices are stacked three-dimensionally. In this three-dimensional integration technology, for example, two semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) are bonded using a bonding system described in Patent Document 1. For example, a bonding system includes a surface modifying device for modifying a surface to which a wafer is bonded, a surface hydrophilizing device for hydrophilizing a wafer surface modified by the surface modifying device, and the surface hydrophilizing device. And a bonding apparatus for bonding wafers having hydrophilic surfaces. In this bonding system, plasma treatment is performed on the surface of the wafer in the surface modification device to modify the surface, and then the surface is hydrophilized by supplying pure water to the surface of the wafer in the surface hydrophilization device. Thereafter, in the bonding apparatus, the two wafers are vertically opposed to each other (hereinafter, the upper wafer is referred to as the “upper wafer” and the lower wafer is referred to as the “lower wafer”), and is held by suction on the upper chuck. The upper wafer and the lower wafer adsorbed and held by the lower chuck are bonded by van der Waals force and hydrogen bond (intermolecular force).
上述した下チャックには、いわゆるピンチャック方式が用いられている。かかる場合、複数のピンの高さを揃えることで、下チャックの上面を平坦にすることができる(上面の平面度を小さくすることができる)。また、例えば接合装置内にパーティクルが存在する場合でも、隣り合うピンの間隔を調節することで、下チャックの上面にパーティクルが存在するのを抑制することができる。このように下チャックの上面を平坦にして、当該下チャックに保持された下ウェハにおける鉛直方向の歪みの抑制を図っている。 A so-called pin chuck system is used for the lower chuck described above. In such a case, the upper surface of the lower chuck can be flattened by aligning the heights of the plurality of pins (the flatness of the upper surface can be reduced). For example, even when particles are present in the bonding apparatus, it is possible to suppress the presence of particles on the upper surface of the lower chuck by adjusting the interval between adjacent pins. In this way, the upper surface of the lower chuck is flattened to suppress the vertical distortion in the lower wafer held by the lower chuck.
ここで、例えば下ウェハ上には複数の半導体デバイスが形成されているため、当該下ウェハに拘束力が作用していない通常状態では、若干程度反ってる。そうすると、上述の特許文献1に記載された下チャックで下ウェハを真空引きしただけでは、特に下ウェハの外周部を保持できず、当該外周部が反ったままになるおそれがある。かかる場合、当該下ウェハと上ウェハを接合すると、接合された重合ウェハに鉛直方向の歪みが生じる。 Here, for example, since a plurality of semiconductor devices are formed on the lower wafer, the warp is slightly warped in a normal state where no restraining force is applied to the lower wafer. Then, if the lower wafer is simply evacuated with the lower chuck described in Patent Document 1 described above, the outer peripheral portion of the lower wafer cannot be held, and the outer peripheral portion may remain warped. In such a case, when the lower wafer and the upper wafer are bonded, distortion in the vertical direction occurs in the bonded superposed wafer.
また、このように下ウェハの外周部が平坦でない場合、接合される上ウェハと下ウェハとの間の距離が小さい場所が存在することになる。この場所では、上ウェハと下ウェハが当接する際、これら上ウェハと下ウェハとの間の空気を外部に追い出しきれず、接合された重合ウェハにボイドが発生するおそれがある。したがって、ウェハの接合処理に改善の余地があった。 In addition, when the outer peripheral portion of the lower wafer is not flat in this way, there is a place where the distance between the upper wafer and the lower wafer to be bonded is small. In this place, when the upper wafer and the lower wafer come into contact with each other, the air between the upper wafer and the lower wafer cannot be expelled to the outside, and a void may occur in the bonded superposed wafer. Therefore, there is room for improvement in the wafer bonding process.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板同士を接合する際に基板を適切に保持して、当該基板同士の接合処理を適切に行うことを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at holding | maintaining a board | substrate appropriately when joining board | substrates, and performing the joining process of the said board | substrates appropriately.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板同士を接合する接合装置であって、下面に第1の基板を真空引きして吸着保持する第1の保持部と、前記第1の保持部の下方に設けられ、上面に第2の基板を真空引きして吸着保持する第2の保持部と、を有し、前記第2の保持部は、第2の基板を真空引きする本体部と、前記本体部に設けられ、第2の基板の裏面に接触する複数のピンと、前記本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記ピンより低い高さの複数の非接触リブと、を有し、隣接する前記非接触リブの間には、前記複数のピンが設けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a bonding apparatus for bonding substrates, the first holding unit holding the first substrate by vacuum suction on the lower surface, and the first holding unit And a second holding portion that vacuum-sucks and holds the second substrate on the upper surface, and the second holding portion includes a main body portion that vacuums the second substrate; A plurality of pins provided in the main body portion and in contact with the back surface of the second substrate; a plurality of non-contact ribs provided concentrically in the outer peripheral portion of the main body portion and having a height lower than the pins; The plurality of pins are provided between the adjacent non-contact ribs.
本発明によれば、本体部の外周部において複数の非接触リブが設けられ、隣接する非接触リブの間に複数のピンが設けられており、すなわち、非接触リブが設けられている領域(以下、「リブ領域」という。)とピンが設けられている領域(以下、「ピン領域」という。)が交互に複数配置されている。かかる場合、本体部の中心部から外周部に向けて、各ピン領域(各リブ領域)における第2の基板の真空引きを順次行うことで、第2の保持部によって第2の基板を順次吸着保持できる。したがって、第2の基板が反っていても、第2の保持部は当該第2の基板の外周部まで適切に保持することができ、接合された重合基板の鉛直方向の歪みを抑制することができる。 According to the present invention, a plurality of non-contact ribs are provided on the outer peripheral portion of the main body, and a plurality of pins are provided between adjacent non-contact ribs, that is, a region where the non-contact ribs are provided ( Hereinafter, a plurality of “rib regions” and regions where pins are provided (hereinafter referred to as “pin regions”) are alternately arranged. In such a case, the second substrate is sequentially sucked by the second holding portion by sequentially evacuating the second substrate in each pin region (each rib region) from the center portion of the main body portion toward the outer peripheral portion. Can hold. Therefore, even if the second substrate is warped, the second holding portion can appropriately hold up to the outer peripheral portion of the second substrate, and suppresses the vertical distortion of the bonded superposed substrate. it can.
しかも、本発明では、本体部の外周部においてピンより低い高さの非接触リブが設けられており、いわゆる静圧シール方式が採用されている。すなわち、第2の保持部が第2の基板を真空引きする際、非接触リブは第2の基板に接触せず、ピンが第2の基板に接触し、リブ領域において真空引きされる空気の流速は、ピン領域において真空引きされる空気の流速より大きくなる。そうすると、第2の基板の外周部を強い力で真空引きすることができるので、当該外周部を適切に保持することができる。また、非接触リブが第2の基板に接触しないので、第2の保持部の外周部における第2の基板との接触面積を小さくすることができ、当該第2の保持部の外周部上面にパーティクルが存するのを抑制できる。そして、第2の保持部は、第2の基板の外周部まで平坦に保持することができる。したがって、接合処理において基板同士を当接させる際には、当該基板間の空気を外部に流出させて、重合基板にボイドが発生するのを抑制することができる。 Moreover, in the present invention, a non-contact rib having a height lower than that of the pin is provided on the outer peripheral portion of the main body, and a so-called static pressure sealing method is employed. That is, when the second holding unit evacuates the second substrate, the non-contact rib does not contact the second substrate, the pin contacts the second substrate, and the air that is evacuated in the rib region The flow rate is greater than the flow rate of air evacuated in the pin area. Then, the outer peripheral portion of the second substrate can be evacuated with a strong force, so that the outer peripheral portion can be appropriately held. Further, since the non-contact rib does not contact the second substrate, the contact area with the second substrate at the outer peripheral portion of the second holding portion can be reduced, and the upper surface of the outer peripheral portion of the second holding portion can be reduced. It can suppress the existence of particles. And the 2nd holding part can be held flat to the peripheral part of the 2nd substrate. Therefore, when the substrates are brought into contact with each other in the bonding process, it is possible to prevent the voids from being generated on the superposed substrate by causing the air between the substrates to flow out to the outside.
以上のように本発明によれば、重合基板の鉛直方向の歪みを抑制しつつ、重合基板のボイドの発生を抑制して、基板同士の接合処理を適切に行うことができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately perform the bonding process between the substrates by suppressing the occurrence of voids in the superimposed substrates while suppressing the vertical distortion of the superimposed substrates.
前記第2の保持部は、前記本体部において前記非接触リブの内側で同心円状に環状に設けられ、前記ピンと同じ高さの接触リブをさらに有し、前記第2の保持部は、前記接触リブの内側の吸引領域と前記接触リブの外側の吸引領域毎に第2の基板の真空引きを設定可能であってもよい。 The second holding portion is concentrically provided annularly inside the non-contact rib in the main body portion, and further includes a contact rib having the same height as the pin, and the second holding portion includes the contact portion. It may be possible to set vacuuming of the second substrate for each suction region inside the rib and each suction region outside the contact rib.
前記本体部には、前記複数の非接触リブが設けられた領域において、第2の基板の外周部を真空引きする吸引口が形成されていてもよい。 A suction port for evacuating the outer peripheral portion of the second substrate may be formed in the main body portion in the region where the plurality of non-contact ribs are provided.
前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さくてもよい。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions, and in the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region. May be.
前記第2の保持部は、当該第2の保持部に保持された第2の基板の温度を調節する温度調節機構をさらに有していてもよい。また、前記温度調節機構は、第2の基板の外周部を温度調節する第1の温度調節部と、第2の基板において外周部内側の中央部を温度調節する第2の温度調節部と、を有していてもよい。 The second holding unit may further include a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the second substrate held by the second holding unit. The temperature adjusting mechanism includes a first temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the outer peripheral portion of the second substrate, a second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the central portion inside the outer peripheral portion of the second substrate, You may have.
前記第1の保持部は、第1の基板を真空引きする他の本体部と、前記他の本体部に設けられ、第1の基板の裏面に接触する複数の他のピンと、前記他の本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記他のピンより低い高さの複数の他の非接触リブと、を有し、隣接する前記他の非接触リブの間には、前記複数の他のピンが設けられていてもよい。 The first holding portion includes another body portion that evacuates the first substrate, a plurality of other pins that are provided on the other body portion and are in contact with the back surface of the first substrate, and the other body. A plurality of other non-contact ribs that are provided concentrically in an annular shape at the outer peripheral portion of the portion, and have a height lower than that of the other pins, and the plurality of the non-contact ribs adjacent to each other Other pins may be provided.
別な観点による本発明は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置を備えた処理ステーションと、第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、前記処理ステーションは、第1の基板又は第2の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、前記表面改質装置で改質された第1の基板又は第2の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第1の基板と第2の基板を接合することを特徴としている。 Another aspect of the present invention is a bonding system including the bonding apparatus, wherein a processing station including the bonding apparatus, a first substrate, a second substrate, or a first substrate and a second substrate are provided. A plurality of bonded superposed substrates, and a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate to / from the processing station. Surface modifying device for modifying the surface to which the substrate or the second substrate is bonded, and surface hydrophilization for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modifying device An apparatus, and a transfer device for transferring the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device, and the bonding device In the surface hydrophilizing device, the surface is hydrophilic. It is characterized by bonding a first substrate and a second substrate that is.
また別な観点による本発明は、接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、前記接合装置は、下面に第1の基板を真空引きして吸着保持する第1の保持部と、前記第1の保持部の下方に設けられ、上面に第2の基板を真空引きして吸着保持する第2の保持部と、を有し、前記第2の保持部は、第2の基板を真空引きする本体部と、前記本体部に設けられ、第2の基板の裏面に接触する複数のピンと、前記本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記ピンより低い高さの複数の非接触リブと、を有し、隣接する前記非接触リブの間には、前記複数のピンが設けられ、前記接合方法は、前記第1の保持部によって第1の基板を真空引きして保持する第1の保持工程と、前記第2の保持部によって、第2の基板をその中心部から外周部に向けて順次真空引きして保持する第2の保持工程と、その後、前記第1の保持部に保持された第1の基板と前記第2の保持部に保持された第2の基板とを対向配置して接合する接合工程と、を有することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding method for bonding substrates using a bonding apparatus, wherein the bonding apparatus includes a first holding unit that vacuum-holds and holds the first substrate on a lower surface. And a second holding unit that is provided below the first holding unit and evacuates and holds the second substrate on the upper surface, and the second holding unit is a second substrate. And a plurality of pins that are provided on the main body and are in contact with the back surface of the second substrate, and are provided concentrically and annularly on the outer periphery of the main body, and have a lower height than the pins. A plurality of non-contact ribs, wherein the plurality of pins are provided between the adjacent non-contact ribs, and the bonding method includes evacuating the first substrate by the first holding portion. And holding the second substrate by the first holding step and the second holding portion. A second holding step of sequentially vacuuming and holding from the outer peripheral portion to the outer peripheral portion, and then the second substrate held by the first holding portion and the second holding portion held by the first holding portion. And a bonding step of bonding the substrates so as to face each other.
前記第2の保持部は、前記本体部において前記非接触リブの内側で同心円状に環状に設けられ、前記ピンと同じ高さの接触リブをさらに有し、前記第2の保持部は、前記接触リブの内側の吸引領域と前記接触リブの外側の吸引領域毎に第2の基板の真空引きを設定可能であり、前記第2の保持工程において、前記内側の吸引領域で第2の基板を吸着した後、前記外側の吸引領域で第2の基板を吸着してもよい。 The second holding portion is concentrically provided annularly inside the non-contact rib in the main body portion, and further includes a contact rib having the same height as the pin, and the second holding portion includes the contact portion. The vacuum suction of the second substrate can be set for each of the suction region inside the rib and the suction region outside the contact rib. In the second holding step, the second substrate is sucked by the inner suction region. Then, the second substrate may be adsorbed by the outside suction region.
前記第2の保持工程では、前記本体部において前記複数の非接触リブが設けられた領域に形成された吸引口から、第2の基板の外周部を真空引きしてもよい。 In the second holding step, the outer peripheral portion of the second substrate may be evacuated from a suction port formed in a region where the plurality of non-contact ribs are provided in the main body portion.
前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さく、前記接合工程において、第1の基板の中心部と第2の基板の前記内側のピン領域を押圧して当接させた後、前記第1の保持部による第1の基板の真空引きを停止し、第1の基板の中心部から外周部に向けて、第1の基板と第2の基板を順次接合してもよい。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions, and in the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region. In the bonding step, after the central portion of the first substrate and the inner pin region of the second substrate are pressed and brought into contact with each other, the evacuation of the first substrate by the first holding portion is stopped. Then, the first substrate and the second substrate may be sequentially joined from the center of the first substrate toward the outer periphery.
前記接合工程において、前記第2の保持部に設けられた温度調節機構によって第2の基板の温度を調節しながら、第1の基板と第2の基板を接合してもよい。また、前記温度調節機構は、第2の基板の外周部を温度調節する第1の温度調節部と、第2の基板において外周部内側の中央部を温度調節する第2の温度調節部と、を有し、前記接合工程において、前記第1の温度調節部の設定温度を前記第2の温度調節部の設定温度より高くしてもよい。 In the bonding step, the first substrate and the second substrate may be bonded while adjusting the temperature of the second substrate by a temperature adjusting mechanism provided in the second holding portion. The temperature adjusting mechanism includes a first temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the outer peripheral portion of the second substrate, a second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the central portion inside the outer peripheral portion of the second substrate, In the joining step, the set temperature of the first temperature control unit may be higher than the set temperature of the second temperature control unit.
前記第1の保持部は、第1の基板を真空引きする他の本体部と、前記他の本体部に設けられ、第1の基板の裏面に接触する複数の他のピンと、前記他の本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記他のピンより低い高さの複数の他の非接触リブと、を有し、隣接する前記他の非接触リブの間には、前記複数の他のピンが設けられ、前記第1の保持工程では、前記第1の保持部によって、第1の基板をその中心部から外周部に向けて順次真空引きして保持してもよい。 The first holding portion includes another body portion that evacuates the first substrate, a plurality of other pins that are provided on the other body portion and are in contact with the back surface of the first substrate, and the other body. A plurality of other non-contact ribs that are provided concentrically in an annular shape at the outer peripheral portion of the portion, and have a height lower than that of the other pins, and the plurality of the non-contact ribs adjacent to each other Another pin may be provided, and in the first holding step, the first holding unit may hold the first substrate by evacuating sequentially from the central part toward the outer peripheral part.
また別な観点による本発明によれば、前記接合方法を接合装置によって実行させるように、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program that operates on a computer of a control unit that controls the joining apparatus so that the joining method is executed by the joining apparatus.
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。 According to another aspect of the present invention, a readable computer storage medium storing the program is provided.
本発明によれば、基板同士を接合する際に基板を適切に保持することで、重合基板の鉛直方向の歪みを抑制しつつ、重合基板のボイドの発生を抑制して、当該基板同士の接合処理を適切に行うことができる。 According to the present invention, by appropriately holding the substrates when bonding the substrates to each other, the generation of voids in the polymerization substrates is suppressed while suppressing the vertical distortion of the polymerization substrates, and the substrates are bonded to each other. Processing can be performed appropriately.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる接合システム1の構成の概略を示す平面図である。図2は、接合システム1の内部構成の概略を示す側面図である。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view showing the outline of the configuration of the joining system 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view illustrating the outline of the internal configuration of the joining system 1.
接合システム1では、図3に示すように例えば2枚の基板としてのウェハWU、WLを接合する。以下、上側に配置されるウェハを、第1の基板としての「上ウェハWU」といい、下側に配置されるウェハを、第2の基板としての「下ウェハWL」という。また、上ウェハWUが接合される接合面を「表面WU1」といい、当該表面WU1と反対側の面を「裏面WU2」という。同様に、下ウェハWLが接合される接合面を「表面WL1」といい、当該表面WL1と反対側の面を「裏面WL2」という。そして、接合システム1では、上ウェハWUと下ウェハWLを接合して、重合基板としての重合ウェハWTを形成する。 In the interface system 1, bonding the wafer W U, W L as substrate, for example two as shown in FIG. Hereinafter, the wafer disposed on the upper side is referred to as “upper wafer W U ” as the first substrate, and the wafer disposed on the lower side is referred to as “lower wafer W L ” as the second substrate. Further, a bonding surface to which the upper wafer W U is bonded is referred to as “front surface W U1 ”, and a surface opposite to the front surface W U1 is referred to as “back surface W U2 ”. Similarly, the bonding surface to which the lower wafer W L is bonded is referred to as “front surface W L1 ”, and the surface opposite to the front surface W L1 is referred to as “back surface W L2 ”. Then, in the bonding system 1, by joining the upper wafer W U and the lower wafer W L, to form the overlapped wafer W T as a polymerization substrate.
接合システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数のウェハWU、WL、複数の重合ウェハWTをそれぞれ収容可能なカセットCU、CL、CTが搬入出される搬入出ステーション2と、ウェハWU、WL、重合ウェハWTに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション3とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the bonding system 1 carries in and out cassettes C U , C L , and C T that can accommodate a plurality of wafers W U and W L and a plurality of superposed wafers W T , respectively, with the outside. The loading /
搬入出ステーション2には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、水平方向のX方向(図1中の上下方向)に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板11には、接合システム1の外部に対してカセットCU、CL、CTを搬入出する際に、カセットCU、CL、CTを載置することができる。このように、搬入出ステーション2は、複数の上ウェハWU、複数の下ウェハWL、複数の重合ウェハWTを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板11の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。また、カセットの1つを異常ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で上ウェハWUと下ウェハWLとの接合に異常が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハWTと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットCTのうち、1つのカセットCTを異常ウェハの回収用として用い、他のカセットCTを正常な重合ウェハWTの収容用として用いている。
The loading /
搬入出ステーション2には、カセット載置台10に隣接してウェハ搬送部20が設けられている。ウェハ搬送部20には、X方向に延伸する搬送路21上を移動自在なウェハ搬送装置22が設けられている。ウェハ搬送装置22は、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板11上のカセットCU、CL、CTと、後述する処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50、51との間でウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。
In the loading /
処理ステーション3には、各種装置を備えた複数例えば3つの処理ブロックG1、G2、G3が設けられている。例えば処理ステーション3の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1の処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2の処理ブロックG2が設けられている。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1のY方向負方向側)には、第3の処理ブロックG3が設けられている。
The
例えば第1の処理ブロックG1には、ウェハWU、WLの表面WU1、WL1を改質する表面改質装置30が配置されている。表面改質装置30では、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが表面WU1、WL1に照射されて、表面WU1、WL1がプラズマ処理され、改質される。
For example, in the first processing block G1, a
例えば第2の処理ブロックG2には、例えば純水によってウェハWU、WLの表面WU1、WL1を親水化すると共に当該表面WU1、WL1を洗浄する表面親水化装置40、ウェハWU、WLを接合する接合装置41が、搬入出ステーション2側からこの順で水平方向のY方向に並べて配置されている。
For example, the second processing block G2 includes, for example, a
表面親水化装置40では、例えばスピンチャックに保持されたウェハWU、WLを回転させながら、当該ウェハWU、WL上に純水を供給する。そうすると、供給された純水はウェハWU、WLの表面WU1、WL1上を拡散し、表面WU1、WL1が親水化される。なお、接合装置41の構成については後述する。
In the
例えば第3の処理ブロックG3には、図2に示すようにウェハWU、WL、重合ウェハWTのトランジション装置50、51が下から順に2段に設けられている。
For example, the third processing block G3, the wafer W U as shown in FIG. 2, W L, a
図1に示すように第1の処理ブロックG1〜第3の処理ブロックG3に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域60が形成されている。ウェハ搬送領域60には、例えばウェハ搬送装置61が配置されている。
As shown in FIG. 1, a
ウェハ搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置61は、ウェハ搬送領域60内を移動し、周囲の第1の処理ブロックG1、第2の処理ブロックG2及び第3の処理ブロックG3内の所定の装置にウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。
The
以上の接合システム1には、図1に示すように制御部70が設けられている。制御部70は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、接合システム1におけるウェハWU、WL、重合ウェハWTの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム1における後述のウェハ接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部70にインストールされたものであってもよい。
The above joining system 1 is provided with a
次に、上述した接合装置41の構成について説明する。接合装置41は、図4に示すように内部を密閉可能な処理容器100を有している。処理容器100のウェハ搬送領域60側の側面には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTの搬入出口101が形成され、当該搬入出口101には開閉シャッタ102が設けられている。
Next, the structure of the joining
処理容器100の内部は、内壁103によって、搬送領域T1と処理領域T2に区画されている。上述した搬入出口101は、搬送領域T1における処理容器100の側面に形成されている。また、内壁103にも、ウェハWU、WL、重合ウェハWTの搬入出口104が形成されている。
The inside of the
搬送領域T1のX方向正方向側には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTを一時的に載置するためのトランジション110が設けられている。トランジション110は、例えば2段に形成され、ウェハWU、WL、重合ウェハWTのいずれか2つを同時に載置することができる。
A
搬送領域T1には、ウェハ搬送機構111が設けられている。ウェハ搬送機構111は、図4及び図5に示すように例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。そして、ウェハ搬送機構111は、搬送領域T1内、又は搬送領域T1と処理領域T2との間でウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。
A
搬送領域T1のX方向負方向側には、ウェハWU、WLの水平方向の向きを調節する位置調節機構120が設けられている。位置調節機構120は、ウェハWU、WLを保持して回転させる保持部(図示せず)を備えた基台121と、ウェハWU、WLのノッチ部の位置を検出する検出部122と、を有している。そして、位置調節機構120では、基台121に保持されたウェハWU、WLを回転させながら検出部122でウェハWU、WLのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハWU、WLの水平方向の向きを調節している。なお、基台121においてウェハWU、WLを保持する方式は特に限定されるものではなく、例えばピンチャック方式やスピンチャック方式など、種々の方式が用いられる。
A
また、搬送領域T1には、上ウェハWUの表裏面を反転させる反転機構130が設けられている。反転機構130は、上ウェハWUを保持する保持アーム131を有している。保持アーム131は、水平方向(Y方向)に延伸している。また保持アーム131には、上ウェハWUを保持する保持部材132が例えば4箇所に設けられている。
Further, in the transfer region T1 is reversing
保持アーム131は、例えばモータなどを備えた駆動部133に支持されている。この駆動部133によって、保持アーム131は水平軸周りに回動自在である。また保持アーム131は、駆動部133を中心に回動自在であると共に、水平方向(Y方向)に移動自在である。駆動部133の下方には、例えばモータなどを備えた他の駆動部(図示せず)が設けられている。この他の駆動部によって、駆動部133は鉛直方向に延伸する支持柱134に沿って鉛直方向に移動できる。このように駆動部133によって、保持部材132に保持された上ウェハWUは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。また、保持部材132に保持された上ウェハWUは、駆動部133を中心に回動して、位置調節機構120から後述する上チャック140との間を移動できる。
The holding
処理領域T2には、上ウェハWUを下面で吸着保持する第1の保持部としての上チャック140と、下ウェハWLを上面で載置して吸着保持する第2の保持部としての下チャック141とが設けられている。下チャック141は、上チャック140の下方に設けられ、上チャック140と対向配置可能に構成されている。すなわち、上チャック140に保持された上ウェハWUと下チャック141に保持された下ウェハWLは対向して配置可能となっている。
The processing region T2, under the upper wafer W U and the
上チャック140は、当該上チャック140の上方に設けられた上チャック支持部150に支持されている。上チャック支持部150は、処理容器100の天井面に設けられている。すなわち、上チャック140は、上チャック支持部150を介して処理容器100に固定されて設けられている。
The
上チャック支持部150には、下チャック141に保持された下ウェハWLの表面WL1を撮像する上部撮像部151が設けられている。すなわち、上部撮像部151は上チャック140に隣接して設けられている。上部撮像部151には、例えばCCDカメラが用いられる。
The
下チャック141は、当該下チャック141の下方に設けられた第1の下チャック移動部160に支持されている。第1の下チャック移動部160は、後述するように下チャック141を水平方向(Y方向)に移動させるように構成されている。また、第1の下チャック移動部160は、下チャック141を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成されている。
The
第1の下チャック移動部160には、上チャック140に保持された上ウェハWUの表面WU1を撮像する下部撮像部161が設けられている。すなわち、下部撮像部161は下チャック141に隣接して設けられている。下部撮像部161には、例えばCCDカメラが用いられる。
The first lower
第1の下チャック移動部160は、当該第1の下チャック移動部160の下面側に設けられ、水平方向(Y方向)に延伸する一対のレール162、162に取り付けられている。そして、第1の下チャック移動部160は、レール162に沿って移動自在に構成されている。
The first lower
一対のレール162、162は、第2の下チャック移動部163に配設されている。第2の下チャック移動部163は、当該第2の下チャック移動部163の下面側に設けられ、水平方向(X方向)に延伸する一対のレール164、164に取り付けられている。そして、第2の下チャック移動部163は、レール164に沿って移動自在に構成され、すなわち下チャック141を水平方向(X方向)に移動させるように構成されている。なお、一対のレール164、164は、処理容器100の底面に設けられた載置台165上に配設されている。
The pair of
次に、接合装置41の上チャック140と下チャック141の詳細な構成について説明する。
Next, detailed configurations of the
上チャック140には、図6及び図7に示すようにピンチャック方式が採用されている。上チャック140は、平面視において少なくとも上ウェハWUより大きい径を有する本体部170を有している。本体部170の下面には、上ウェハWUの裏面WU2に接触する複数のピン171が設けられている。また、本体部170の下面には、複数のピン171の外側において環状のリブ172が設けられている。リブ172は、少なくとも上ウェハWUの裏面WU2の外縁部を支持するように、当該裏面WU2の外周部を支持する。
As shown in FIGS. 6 and 7, a pin chuck system is adopted for the
さらに、本体部170の下面には、リブ172の内側において別のリブ173が設けられている。リブ173は、リブ172と同心円状に環状に設けられている。そして、リブ172の内側の領域174(以下、吸引領域174という場合がある。)は、リブ173の内側の第1の吸引領域174aと、リブ173の外側の第2の吸引領域174bとに区画されている。
Furthermore, another
本体部170の下面には、第1の吸引領域174aにおいて、上ウェハWUを真空引きするための第1の吸引口175aが形成されている。第1の吸引口175aは、例えば第1の吸引領域174aにおいて2箇所に形成されている。第1の吸引口175aには、本体部170の内部に設けられた第1の吸引管176aが接続されている。さらに第1の吸引管176aには、継手を介して第1の真空ポンプ177aが接続されている。
The lower surface of the
また、本体部170の下面には、第2の吸引領域174bにおいて、上ウェハWUを真空引きするための第2の吸引口175bが形成されている。第2の吸引口175bは、例えば第2の吸引領域174bにおいて2箇所に形成されている。第2の吸引口175bには、本体部170の内部に設けられた第2の吸引管176bが接続されている。さらに第2の吸引管176bには、継手を介して第2の真空ポンプ177bが接続されている。
Further, on the lower surface of the
このように上チャック140は、第1の吸引領域174aと第2の吸引領域174b毎に上ウェハWUを真空引き可能に構成されている。なお、吸引口175a、175bの配置は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。
Thus the
そして、上ウェハWU、本体部170及びリブ172に囲まれて形成された吸引領域174a、174bをそれぞれ吸引口175a、175bから真空引きし、吸引領域174a、174bを減圧する。このとき、吸引領域174a、174bの外部の雰囲気が大気圧であるため、上ウェハWUは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域174a、174b側に押され、上チャック140に上ウェハWUが吸着保持される。
Then, the
かかる場合、リブ172が上ウェハWUの裏面WU2外周部を支持するので、上ウェハWUはその外周部まで適切に真空引きされる。このため、上チャック140に上ウェハWUの全面が吸着保持され、当該上ウェハWUの平面度を小さくして、上ウェハWUを平坦にすることができる。
In this case, since the
しかも、複数のピン171の高さが均一なので、上チャック140の下面の平面度をさらに小さくすることができる。このように上チャック140の下面を平坦にして(下面の平面度を小さくして)、上チャック140に保持された上ウェハWUの鉛直方向の歪みを抑制することができる。
In addition, since the height of the plurality of
また、上ウェハWUの裏面WU2は複数のピン171に支持されているので、上チャック140による上ウェハWUの真空引きを解除する際、当該上ウェハWUが上チャック140から剥がれ易くなる。
Further, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by a plurality of
上チャック140において、本体部170の中心部には、当該本体部170を厚み方向に貫通する貫通孔178が形成されている。この本体部170の中心部は、上チャック140に吸着保持される上ウェハWUの中心部に対応している。そして貫通孔178には、後述する押動部材180におけるアクチュエータ部181の先端部が挿通するようになっている。
In the
上チャック140の上面には、上ウェハWUの中心部を押圧する押動部材180が設けられている。押動部材180は、アクチュエータ部181とシリンダ部182とを有している。
On the upper surface of the
アクチュエータ部181は、電空レギュレータ(図示せず)から供給される空気により一定方向に一定の圧力を発生させるもので、圧力の作用点の位置によらず当該圧力を一定に発生させることができる。そして、電空レギュレータからの空気によって、アクチュエータ部181は、上ウェハWUの中心部と当接して当該上ウェハWUの中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部181の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔178を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。
The
アクチュエータ部181は、シリンダ部182に支持されている。シリンダ部182は、例えばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部181を鉛直方向に移動させることができる。
The
以上のように押動部材180は、アクチュエータ部181によって押圧荷重の制御をし、シリンダ部182によってアクチュエータ部181の移動の制御をしている。そして、押動部材180は、後述するウェハWU、WLの接合時に、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部とを当接させて押圧することができる。
As described above, the pressing
下チャック141には、上チャック140と同様に、図6、図8及び図9に示すようにピンチャック方式が採用されている。下チャック141は、平面視において少なくとも下ウェハWLより大きい径を有する本体部190を有している。本体部190の上面には、下ウェハWLの裏面WL2に接触する複数のピン191が設けられている。
Similar to the
本体部190の上面には、環状のリブ192〜196が設けられている。これらリブ192〜196は、本体部190と同心円状に設けられ、且つ本体部190の中心部から外周部に向けてこの順に配置されている。本体部190の中心部に設けられたリブ192(以下、接触リブ192という場合がある。)は、ピン191と同じ高さを有し、下ウェハWLの裏面WL2と接触する。本体部190の外周部に設けられたリブ193〜196(以下、非接触リブ193〜196という場合がある。)は、ピン191より低い高さを有し、下ウェハWLの裏面WL2と接触しない。そして、隣接するリブ192〜196間には、複数のピン191が設けられている。なお、非接触リブの数は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。
On the upper surface of the
本体部190の上面において、リブ196の内側の領域197(以下、吸引領域197という場合がある。)は、リブ192〜196に区画されている。すなわち、吸引領域197は、接触リブ192の内側の第1の吸引領域197aと、接触リブ192と非接触リブ193間の第2の吸引領域197bと、非接触リブ193、194間の第3の吸引領域197cと、非接触リブ194、195間の第4の吸引領域197dと、非接触リブ195、196間の第5の吸引領域197eとに区画されている。
On the upper surface of the
本体部190の上面には、第1の吸引領域197aにおいて、下ウェハWLを真空引きするための第1の吸引口198aが形成されている。第1の吸引口198aは、例えば第1の吸引領域197aにおいて2箇所に形成されている。第1の吸引口198aには、本体部190の内部に設けられた第1の吸引管199aが接続されている。さらに第1の吸引管199aには、継手を介して第1の真空ポンプ200aが接続されている。
The upper surface of the
また、本体部190の上面には、吸引領域197b〜197eにおいて、下ウェハWLを真空引きするための第2の吸引口198bが形成されている。第2の吸引口198bは、例えば第2の吸引領域197bにおいて2箇所に形成されている。第2の吸引口198bには、本体部190の内部に設けられた第2の吸引管199bが接続されている。さらに第2の吸引管199bには、継手を介して第2の真空ポンプ200bが接続されている。
Further, on the upper surface of the
なお、吸引口198a、198bの配置は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。例えば第2の吸引口198bは吸引領域197b〜197eに対して共通に設けられているが、各吸引領域197b〜197eに吸引口がそれぞれ設けられていてもよい。このように吸引領域197b〜197eに吸引口を設けた実施の形態については後述する。
The arrangement of the
そして、吸引領域197a〜197eを吸引口198a、198bから真空引きし、当該吸引領域197a〜197eを減圧する。このとき、吸引領域197a〜197eの外部の雰囲気が大気圧であるため、下ウェハWLは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域197a〜197e側に押され、下チャック141に下ウェハWLが吸着保持される。
Then, the
ここで、吸引領域197c〜197eにおける下ウェハWLの外周部の保持について詳しく説明する。 Here, it will be described in detail holding the outer peripheral portion of the lower wafer W L in the suction region 197C~197e.
吸引領域197c〜197eは非接触リブ193〜196によって区画されているので、第2の吸引口198bからの真空引きを開始すると、当該第2の吸引口198bから順に、すなわち吸引領域197c〜197eの順に真空引きが行われる。そうすると、図10に示すように下ウェハWLは、その内側から外側に向けて順次吸着保持される。このため、例えば通常状態で下ウェハWLの外周部が鉛直上方に反っていても、下チャック141は下ウェハWLの外周部まで適切に保持することができる。
Since the
また、吸引領域197c〜197eでは、いわゆる静圧シールによって下ウェハWLが吸着保持される。第2の吸引口198bから下ウェハWLを真空引きする際、非接触リブ193〜196が設けられている箇所(リブ領域)では、当該非接触リブ193〜196が設けられていない箇所(ピン領域)に比べて、吸引される空気の流速が大きくなる。そうすると、下ウェハWLの外周部を中心部より強い力で適切に真空引きすることができる。
Further, in the suction region 197C~197e, lower wafer W L by the so-called static pressure seal is held by suction. When evacuating the lower wafer W L from the
図11は本実施の形態に対する比較例を示している。例えば本体部190の外周のリブRが、下ウェハWLの裏面WL2に接触し、且つその外縁部より内側に配置されていた場合、下チャック141で下ウェハWLを吸着保持すると、リブRを起点に、下ウェハWLの外周部が鉛直上方に反る。
FIG. 11 shows a comparative example for the present embodiment. For example the ribs R of the outer periphery of the
これに対して本実施の形態では、上述したように吸引領域197c〜197eにおいて下ウェハWLをその外周部まで適切に真空引きできるので、下チャック141に下ウェハWLの全面が吸着保持され、当該下ウェハWLの平面度を小さくして、下ウェハWLを平坦にすることができる。
In this embodiment, on the other hand, since the lower wafer W L in the
しかも、複数のピン191の高さが均一なので、下チャック141の上面の平面度をさらに小さくすることができる。したがって、当該下チャック141に保持された下ウェハWLの平面度もさらに小さくすることができ、下ウェハWLの鉛直方向の歪みを抑制することができる。
Moreover, since the height of the plurality of
なお、下ウェハWLの裏面WL2は複数のピン191に支持されているので、下チャック141による下ウェハWLの真空引きを解除する際、当該下ウェハWLが下チャック141から剥がれ易くなる。
Since the rear surface W L2 of the lower wafer W L is supported by a plurality of
図8に示すように下チャック141において、本体部190の中心部付近には、当該本体部190を厚み方向に貫通する貫通孔201が例えば3箇所に形成されている。そして貫通孔201には、第1の下チャック移動部160の下方に設けられた昇降ピンが挿通するようになっている。
As shown in FIG. 8, in the
本体部190の外周部には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTが下チャック141から飛び出したり、滑落するのを防止するガイド部材202が設けられている。ガイド部材202は、本体部190の外周部に複数個所、例えば4箇所に等間隔に設けられている。
The outer peripheral portion of the
なお、接合装置41における各部の動作は、上述した制御部70によって制御される。
Note that the operation of each unit in the
次に、以上のように構成された接合システム1を用いて行われるウェハWU、WLの接合処理方法について説明する。図12は、かかるウェハ接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。 Next, a method for bonding the wafers W U and W L performed using the bonding system 1 configured as described above will be described. FIG. 12 is a flowchart showing an example of main steps of the wafer bonding process.
先ず、複数枚の上ウェハWUを収容したカセットCU、複数枚の下ウェハWLを収容したカセットCL、及び空のカセットCTが、搬入出ステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。その後、ウェハ搬送装置22によりカセットCU内の上ウェハWUが取り出され、処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50に搬送される。
First, the cassette C U, the cassette C L accommodating the lower wafer W L of the plurality, and the empty cassette C T is a predetermined
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第1の処理ブロックG1の表面改質装置30に搬送される。表面改質装置30では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが上ウェハWUの表面WU1に照射されて、当該表面WU1がプラズマ処理される。そして、上ウェハWUの表面WU1が改質される(図12の工程S1)。
Then the upper wafer W U is transferred to the
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第2の処理ブロックG2の表面親水化装置40に搬送される。表面親水化装置40では、スピンチャックに保持された上ウェハWUを回転させながら、当該上ウェハWU上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハWUの表面WU1上を拡散し、表面改質装置30において改質された上ウェハWUの表面WU1に水酸基(シラノール基)が付着して当該表面WU1が親水化される。また、当該純水によって、上ウェハWUの表面WU1が洗浄される(図12の工程S2)。
Then the upper wafer W U is transferred to a
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第2の処理ブロックG2の接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された上ウェハWUは、トランジション110を介してウェハ搬送機構111により位置調節機構120に搬送される。そして位置調節機構120によって、上ウェハWUの水平方向の向きが調節される(図12の工程S3)。
Then the upper wafer W U is transferred to the
その後、位置調節機構120から反転機構130の保持アーム131に上ウェハWUが受け渡される。続いて搬送領域T1において、保持アーム131を反転させることにより、上ウェハWUの表裏面が反転される(図12の工程S4)。すなわち、上ウェハWUの表面WU1が下方に向けられる。
Thereafter, the upper wafer W U is transferred from the
その後、反転機構130の保持アーム131が、駆動部133を中心に回動して上チャック140の下方に移動する。そして、反転機構130から上チャック140に上ウェハWUが受け渡される。上ウェハWUは、上チャック140にその裏面WU2が吸着保持される(図12の工程S5)。具体的には、真空ポンプ177a、177bを作動させ、吸引領域174a、174bにおいて吸引口175a、175bを介して上ウェハWUを真空引きし、上ウェハWUが上チャック140に吸着保持される。
Thereafter, the holding
上ウェハWUに上述した工程S1〜S5の処理が行われている間、当該上ウェハWUに続いて下ウェハWLの処理が行われる。先ず、ウェハ搬送装置22によりカセットCL内の下ウェハWLが取り出され、処理ステーション3のトランジション装置50に搬送される。
During the processing of steps S1~S5 described above on the wafer W U is being performed, the processing of the lower wafer W L Following the on wafer W U is performed. First, the lower wafer W L in the cassette C L is taken out by the
次に下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって表面改質装置30に搬送され、下ウェハWLの表面WL1が改質される(図12の工程S6)。なお、工程S6における下ウェハWLの表面WL1の改質は、上述した工程S1と同様である。
Lower wafer W L is then transported to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって表面親水化装置40に搬送され、下ウェハWLの表面WL1が親水化される共に当該表面WL1が洗浄される(図12の工程S7)。なお、工程S7における下ウェハWLの表面WL1の親水化及び洗浄は、上述した工程S2と同様である。
Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された下ウェハWLは、トランジション110を介してウェハ搬送機構111により位置調節機構120に搬送される。そして位置調節機構120によって、下ウェハWLの水平方向の向きが調節される(図12の工程S8)。
Thereafter, the lower wafer W L is transported to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送機構111によって下チャック141に搬送され、下チャック141にその裏面WL2が吸着保持される(図12の工程S9)。なお、本実施の形態では、下チャック141に吸着保持される前の下ウェハWLは、図13に示すようにその外周部が鉛直上方に反っている。
Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the
工程S9では、先ず、第1の真空ポンプ200aを作動させ、図13に示すように第1の吸引領域197aにおいて第1の吸引口198aから下ウェハWLを真空引きする。そうすると、下ウェハWLの水平方向の位置が固定される。
In step S9, first actuates the
その後、第1の真空ポンプ200aを作動させた状態でさらに第2の真空ポンプ200bを作動させ、図14に示すように吸引領域197a〜197eにおいて吸引口198a、198bから下ウェハWLを真空引きする。このとき、第2の吸引口198bからの真空引きを開始すると、当該第2の吸引口198bから順に、すなわち吸引領域197c〜197eの順に真空引きが行われ、図10に示したように下ウェハWLは、その内側から外側に向けて順次吸着保持される。このため、例えば通常状態で下ウェハWLの外周部が鉛直上方に反っていても、下ウェハWLはその外周部まで適切に保持される。こうして、下ウェハWLが全面で下チャック141に吸着保持される。
Thereafter, by further actuating the
次に、上チャック140に保持された上ウェハWUと下チャック141に保持された下ウェハWLとの水平方向の位置調節を行う。具体的には、第1の下チャック移動部160と第2の下チャック移動部163によって下チャック141を水平方向(X方向及びY方向)に移動させ、上部撮像部151を用いて、下ウェハWLの表面WL1上の予め定められた基準点を順次撮像する。同時に、下部撮像部161を用いて、上ウェハWUの表面WU1上の予め定められた基準点を順次撮像する。撮像された画像は、制御部70に出力される。制御部70では、上部撮像部151で撮像された画像と下部撮像部161で撮像された画像に基づいて、上ウェハWUの基準点と下ウェハWLの基準点がそれぞれ合致するような位置に、第1の下チャック移動部160と第2の下チャック移動部163によって下チャック141を移動させる。こうして上ウェハWUと下ウェハWLの水平方向位置が調節される(図12の工程S10)。
Next, the adjusted horizontal position of the wafer W U and the lower wafer W held by the
その後、第1の下チャック移動部160によって下チャック141を鉛直上方に移動させて、上チャック140と下チャック141の鉛直方向位置の調節を行い、当該上チャック140に保持された上ウェハWUと下チャック141に保持された下ウェハWLとの鉛直方向位置の調節を行う(図12の工程S11)。
Thereafter, the first lower
次に、上チャック140に保持された上ウェハWUと下チャック141に保持された下ウェハWLの接合処理が行われる。
Next, the bonding process of the lower wafer W L held on the wafer W U and the
先ず、図15に示すように押動部材180のシリンダ部182によってアクチュエータ部181を下降させる。そうすると、このアクチュエータ部181の下降に伴い、上ウェハWUの中心部が押圧されて下降する。このとき、電空レギュレータから供給される空気によって、アクチュエータ部181には、所定の押圧荷重がかけられる。そして、押動部材180によって、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部を当接させて押圧する(図12の工程S12)。このとき、第1の真空ポンプ177aの作動を停止して、第1の吸引領域174aにおける第1の吸引口175aからの上ウェハWUの真空引きを停止すると共に、第2の真空ポンプ177bは作動させたままにし、第2の吸引領域174bを第2の吸引口175bから真空引きする。そして、押動部材180で上ウェハWUの中心部を押圧する際にも、上チャック140によって上ウェハWUの外周部を保持することができる。
First, as shown in FIG. 15, the
そうすると、押圧された上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部との間で接合が開始する(図12中の太線部)。すなわち、上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1はそれぞれ工程S1、S6において改質されているため、先ず、表面WU1、WL1間にファンデルワールス力(分子間力)が生じ、当該表面WU1、WL1同士が接合される。さらに、上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1はそれぞれ工程S2、S7において親水化されているため、表面WU1、WL1間の親水基が水素結合し(分子間力)、表面WU1、WL1同士が強固に接合される。 Then, the bonding is started between the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U which pressed (thick line portion in FIG. 12). That is, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are modified in steps S1 and S6, respectively, first, the van der Waals force (intermolecular) between the surfaces W U1 and W L1. Force) is generated, and the surfaces W U1 and W L1 are joined to each other. Furthermore, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are hydrophilized in steps S2 and S7, respectively, hydrophilic groups between the surfaces W U1 and W L1 are hydrogen bonded (intermolecular). Force), the surfaces W U1 and W L1 are firmly bonded to each other.
その後、図16に示すように押動部材180によって上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部を押圧した状態で第2の真空ポンプ177bの作動を停止して、第2の吸引領域174bにおける第2の吸引管176bからの上ウェハWUの真空引きを停止する。そうすると、上ウェハWUが下ウェハWL上に落下する。このとき、上ウェハWUの裏面WU2は複数のピン171に支持されているので、上チャック140による上ウェハWUの真空引きを解除した際、当該上ウェハWUが上チャック140から剥がれ易くなっている。そして上ウェハWUが下ウェハWL上に順次落下して当接し、上述した表面WU1、WL1間のファンデルワールス力と水素結合による接合が順次拡がる。こうして、図17に示すように上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1が全面で当接し、上ウェハWUと下ウェハWLが接合される(図12の工程S13)。
Then, stop the operation of the
この工程S13において、例えば下ウェハWLの外周部が鉛直上方に沿っている場合、上ウェハWUの外周部と下ウェハWLの外周部の距離が小さくなる。そうすると、上ウェハWUが下ウェハWL上に落下する際、その外周部ではウェハWU、WL間の空気を外部に追い出しきれず流出させる前に、上ウェハWUが下ウェハWLに当接する場合がある。かかる場合、接合された重合ウェハWTにボイドが発生するおそれがある。 In this step S13, for example, if the outer peripheral portion of the lower wafer W L is along the vertically upward, the distance of the outer peripheral portion of the outer peripheral portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U is reduced. Then, when the upper wafer W U falls onto the lower wafer W L, the wafer W U in its outer peripheral portion, W air between L prior to flow out not completely expelled to the outside, the upper wafer W U bottom wafer W L May come into contact with In such a case, there is a possibility that voids are generated in the bonded overlapped wafer W T.
この点、本実施の形態では、上述の図14に示したように下チャック141によって下ウェハWLの全面が吸着保持され、下ウェハWLがその外周部まで平坦になっている。しかも、上チャック140においても上ウェハWUの全面が吸着保持され、上ウェハWUがその外周部まで平坦になっている。したがって、ウェハWU、WL間の空気を外部に流出させて、重合ウェハWTにボイドが発生するのを抑制することができる。
In this regard, in the present embodiment, the entire surface of the lower wafer W L is sucked and held by the
その後、図18に示すように押動部材180のアクチュエータ部181を上チャック140まで上昇させる。また、真空ポンプ200a、200bの作動を停止し、吸引領域197における下ウェハWLの真空引きを停止して、下チャック141による下ウェハWLの吸着保持を停止する。このとき、下ウェハWLの裏面WL2は複数のピン191に支持されているので、下チャック141による下ウェハWLの真空引きを解除した際、当該下ウェハWLが下チャック141から剥がれ易くなっている。
Thereafter, as shown in FIG. 18, the
上ウェハWUと下ウェハWLが接合された重合ウェハWTは、ウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCTに搬送される。こうして、一連のウェハWU、WLの接合処理が終了する。
The upper wafer W U and the lower wafer W L overlapped wafer bonded W T is transferred to the
以上の実施の形態によれば、本体部190の外周部において複数の非接触リブ193〜195が設けられ、隣接する非接触リブ193〜195の間に複数のピン191が設けられている。このため、工程S9において、本体部190の外周部に向けて、吸引領域197c〜197eにおける下ウェハWLの真空引きを順次行うことで、下チャック141によって下ウェハWLを順次吸着保持できる。したがって、下ウェハWLが反っていても、下チャック141は当該下ウェハWLの外周部まで適切に保持することができ、接合された重合ウェハWTの鉛直方向の歪みを抑制することができる。
According to the above embodiment, the plurality of
しかも、吸引領域197c〜197eでは、いわゆる静圧シール方式が採用されている。そうすると、上述したように下チャック141は、下ウェハWLの外周部を強い力で真空引きすることができるので、当該外周部を適切に保持することができる。また、非接触リブ193〜195が下ウェハWLの裏面WL2に接触しないので、下チャック141の外周部における下ウェハWLとの接触面積を小さくすることができ、当該下チャック141の外周部上面にパーティクルが存するのを抑制できる。そして、下チャック141は、下ウェハWLの外周部まで平坦に保持することができる。したがって、工程S13においてウェハWU、WL同士を当接させる際には、ウェハWU、WL間の空気を外部に流出させて、重合ウェハWTにボイドが発生するのを抑制することができる。
In addition, a so-called static pressure sealing method is adopted in the
以上のように本実施の形態によれば、重合ウェハWTの鉛直方向の歪みを抑制しつつ、重合ウェハWTのボイドの発生を抑制して、ウェハWU、WL同士の接合処理を適切に行うことができる。 According to the present embodiment as described above, while suppressing the distortion of the vertical overlapped wafer W T, while suppressing the occurrence of voids overlapped wafer W T, the wafer W U, the bonding process of the W L between Can be done appropriately.
また、下チャック141が接触リブ192によって第1の吸引領域197aとその外側の吸引領域197b〜197eに区画されているので、工程S9において、下チャック141で下ウェハWLを2段階で保持できる。すなわち、先ず、第1の吸引領域197aで下ウェハWLを真空引きして、当該下ウェハWLの水平方向の位置を固定するので、その後、吸引領域197a〜197eで下ウェハWLを真空引きする際、当該下ウェハWLの水平方向の位置がずれることがない。したがって、下チャック141の適切な位置に下ウェハWLを吸着保持することができる。
Further, since the
なお、上ウェハWUと下ウェハWLは、デバイスウェハとサポートウェハのいずれであってもよい。デバイスウェハは製品となる半導体ウェハであって、例えばその表面に複数の電子回路等を備えたデバイスが形成されている。また、サポートウェハはデバイスウェハを支持するウェハであり、その表面にデバイスは形成されていない。そして、本発明はデバイスウェハとサポートウェハの接合処理と、デバイスウェハ同士の接合処理のいずれにも適用可能である。但し、デバイスウェハ同士を接合する場合、接合後の重合ウェハWTを製品として適切に機能させるためには、上ウェハWUの電子回路と下ウェハWLの電子回路を適切に対応させる必要がある。このため、上述のように上ウェハWUと下ウェハWLの水平方向の位置を調節することは、デバイスウェハ同士の接合処理に特に有用となる。 Incidentally, the upper wafer W U and the lower wafer W L may be either a device wafer and support wafer. The device wafer is a semiconductor wafer as a product, and a device having a plurality of electronic circuits and the like is formed on the surface thereof, for example. The support wafer is a wafer that supports the device wafer, and no device is formed on the surface thereof. The present invention can be applied to both a bonding process between a device wafer and a support wafer and a bonding process between device wafers. However, when bonding the device wafer to each other, in order to function properly is the overlapped wafer W T after bonding as products, need to be properly respond the electronic circuit of the electronic circuit and the lower wafer W L of the upper wafer W U is there. Therefore, by adjusting the horizontal position of the upper wafer W U and the lower wafer W L as described above is particularly useful for the bonding process between the device wafer.
また、本実施の形態の接合システム1は、接合装置41に加えて、ウェハWU、WLの表面WU1、WL1を改質する表面改質装置30と、表面WU1、WL1を親水化すると共に当該表面WU1、WL1を洗浄する表面親水化装置40も備えているので、一のシステム内でウェハWU、WLの接合を効率よく行うことができる。したがって、ウェハ接合処理のスループットをより向上させることができる。
In addition to the
次に、以上の実施の形態の接合装置41における下チャック141の他の実施の形態について説明する。
Next, another embodiment of the
図19及び図20に示すように下チャック141の本体部190は、ピン191の配置の疎密に基づいて、第1のピン領域300と第2のピン領域301に区画されていてもよい。第1のピン領域300は、本体部190の中心部に円形状に設けられる。第2のピン領域301は、第1のピン領域300の外側において当該第1のピン領域300と同心円状に環状に設けられる。そして、第1のピン領域300に設けられたピン191の間隔は、第2のピン領域301に設けられたピン191の間隔よりも小さい。
As shown in FIGS. 19 and 20, the
上述したように工程S12では、押動部材180によって、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部(第1のピン領域300)が押圧される。そうすると、この押圧荷重によって、下ウェハWLの中心部が鉛直下方に歪むおそれがある。そこで、図19に示すように第1のピン領域300におけるピン191の間隔を小さくすることで、かかる下ウェハWLの中心部の鉛直方向の歪みを抑制することができる。
In second process S12 as described above, by the pressing
また、図21に示すように下チャック141の本体部190は、ピン191の配置の疎密に基づいて、第1のピン領域310、第2のピン領域311、第3のピン領域312の3つに区画されていてもよい。第1のピン領域310、第2のピン領域311、第3のピン領域312は、同心円状に中心部から外周部に向けてこの順で配置される。そして、第1のピン領域310に設けられたピン191の間隔は、第2のピン領域311に設けられたピン191の間隔よりも小さい。さらに第2のピン領域311に設けられたピン191の間隔は、第3のピン領域312に設けられたピン191の間隔よりも小さい。このように中心部から外周部に向けて、ピン191の間隔を段階的に大きくすることで、下チャック141に支持される下ウェハWLの接触面積を滑らかに変動させることができ、下ウェハWLの中心部の鉛直方向の歪みを抑制して、下チャック141で下ウェハWLをより適切に保持することができる。なお、ピン領域の数は本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。区画する数が多い方が、上記効果をより顕著に享受できる。
Further, as shown in FIG. 21, the
また、図22に示すように下チャック141は、当該下チャック141に保持された下ウェハWLの温度を調節する温度調節機構320を有していてもよい。温度調節機構320は、例えば本体部190に内蔵される。また、温度調節機構320には、例えばヒータが用いられる。かかる場合、温度調節機構320によって下ウェハWLを所定の温度、例えば常温(23℃)〜100℃に加熱することにより、上述した工程S13を行う際、ウェハWU、WL間の空気を消滅させることができる。したがって、重合ウェハWTのボイドの発生をより確実に抑制することができる。
Also, the
また、図23に示すように下チャック141の温度調節機構330は、第1の温度調節部331と第2の温度調節部332を有していてもよい。第1の温度調節部331は、下ウェハWLの外周部の温度調節を行い、例えば本体部190の外周部に内蔵される。また、第1の温度調節部331には、例えばヒータが用いられる。第2の温度調節部332は、下ウェハWLの外周部内側の中央部の温度調節を行い、例えば本体部190の中央部に内蔵される。また、第2の温度調節部332は、例えば内部に温度調節水などの冷却媒体が流通する流通路である。なお、第1の温度調節部331と第2の温度調節部332の設置場所やレイアウトは任意に設計することができ、第1の温度調節部331と第2の温度調節部332は例えば本体部190の外部に取り付けられていてもよい。
As shown in FIG. 23, the
ここで、ウェハWU、WLの外周部は、外部雰囲気に晒されているため、中央部に比べて温度が低下しやすい。そこで、第1の温度調節部331の設定温度を第2の温度調節部332の設定温度を高くする。例えば第2の温度調節部332の設定温度を常温(23℃)とし、第1の温度調節部331の設定温度を常温より高くする。これによって、下ウェハWLを面内で均一に温度調節することができる。したがって、上述した工程S13を行う際、ウェハWU、WL間の空気を消滅させることができ、重合ウェハWTのボイドの発生をより確実に抑制することができる。そして、接合された重合ウェハWTの鉛直方向の歪みをより確実に抑制することができる。
Here, the outer peripheral portion of the wafer W U, W L is because it is exposed to the outside atmosphere, the temperature tends to decrease as compared with the central portion. Therefore, the set temperature of the first
また、図24に示すように下チャック141の本体部190の上面には、第3の吸引口340がさらに形成されていてもよい。第3の吸引口340は、例えば非接触リブ195、196間の第5の吸引領域197eにおいて2箇所に形成されている。第3の吸引口340には、本体部190の内部に設けられた第3の吸引管341が接続されている。さらに第3の吸引管341には、継手を介して第3の真空ポンプ342が接続されている。なお、第3の吸引口340は、非接触リブ193〜196が設けられた領域において形成されていればよく、例えば第3の吸引領域197c又は第4の吸引領域197dに形成されていてもよい。また、第3の吸引口340は、吸引領域197c〜197eのそれぞれに形成されていてもよい。
In addition, as shown in FIG. 24, a
かかる場合、上述した工程S9を行う際、第5の吸引領域197eにおいて、第3の吸引口340から下ウェハWLの外周部が真空引きされる。すなわち、下ウェハWLの外周部は静圧シールによって吸着保持されると共に、第3の吸引口340からも積極的に真空引きされる。そして、第5の吸引領域197eの真空度を大きくすることができる。したがって、下チャック141は下ウェハWLの外周部をより強い力で真空引きして適切に保持することができ、接合された重合ウェハWTの鉛直方向の歪みをより確実に抑制することができる。
In this case, when performing the step S9 described above, in the fifth suction region 197E, an outer peripheral portion of the lower wafer W L from the
また、上述した下チャック141の構成は、上チャック140にも適用することができる。例えば上チャック140には、図6に示した下チャック141の構成を適用することができる。すなわち、上チャック140には、その中心部に接触リブ192と同様の接触リブが設けられ、外周部に非接触リブ193〜196と同様の非接触リブが設けられる。かかる場合、上述した工程S5を行う際、上チャック140は、その中心部から外周部に向けて順次真空引きを行い、上ウェハWUは、その中心部から外周部に向けて順次吸着保持される。また、上チャック140は、上ウェハWUの外周部を静圧シールによって適切に吸着保持することができる。
The configuration of the
また、上チャック140の中心部に設けられたピン171の先端位置は、外周部に設けられたピン171の先端位置よりも下方に位置してもよく、すなわち本体部170の下面は下方に凸形状を有していてもよい。かかる場合、上チャック140において上ウェハWUは下方に凸に保持される。このため、工程S12において、押動部材180によって上ウェハWUの中心部が押圧される際、押圧量を小さく抑えることができる。
Further, the tip position of the
さらに、上チャック140には、下チャック141の他の構成も適用することができる。すなわち、図19〜24に示した下チャック141の構成を上チャック140にも適用することができる。
Furthermore, other configurations of the
なお、上チャック140はピンチャック方式でなくてもよく、例えば平板状のチャックによる真空チャック方式や、静電チャック方式など、種々の方式を取り得る。
The
以上の実施の形態の接合装置41では、上チャック140を処理容器100に固定し、且つ下チャック141を水平方向及び鉛直方向に移動させていたが、反対に上チャック140を水平方向及び鉛直方向に移動させ、且つ下チャック141を処理容器100に固定してもよい。但し、上チャック140を移動させる方が、移動機構が大掛かりになるため、上記実施の形態のように上チャック140を処理容器100に固定する方が好ましい。
In the joining
以上の実施の形態の接合システム1において、接合装置41でウェハWU、WLを接合した後、さらに接合された重合ウェハWTを所定の温度で加熱(アニール処理)してもよい。重合ウェハWTにかかる加熱処理を行うことで、接合界面をより強固に結合させることができる。
In the bonding system 1 of the above embodiment, after bonding the wafers W U and W L by the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
1 接合システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
30 表面改質装置
40 表面親水化装置
41 接合装置
61 ウェハ搬送装置
70 制御部
140 上チャック
141 下チャック
170 本体部
171 ピン
190 本体部
191 ピン
192 接触リブ
193〜196 非接触リブ
197a 第1の吸引領域
197b 第2の吸引領域
197c 第3の吸引領域
197d 第4の吸引領域
197e 第5の吸引領域
300 第1のピン領域
301 第2のピン領域
310 第1のピン領域
311 第2のピン領域
312 第3のピン領域
320 温度調節機構
330 温度調節機構
331 第1の温度調節部
332 第2の温度調節部
340 第3の吸引口
WU 上ウェハ
WL 下ウェハ
WT 重合ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joining
Claims (17)
下面に第1の基板を真空引きして吸着保持する第1の保持部と、
前記第1の保持部の下方に設けられ、上面に第2の基板を真空引きして吸着保持する第2の保持部と、を有し、
前記第2の保持部は、
第2の基板を真空引きする本体部と、
前記本体部に設けられ、第2の基板の裏面に接触する複数のピンと、
前記本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記ピンより低い高さの複数の非接触リブと、を有し、
隣接する前記非接触リブの間には、前記複数のピンが設けられていることを特徴とする、接合装置。 A joining device for joining substrates,
A first holding part for evacuating and holding the first substrate on the lower surface;
A second holding part that is provided below the first holding part and vacuum-holds and holds the second substrate on the upper surface;
The second holding part is
A main body for evacuating the second substrate;
A plurality of pins provided on the main body and in contact with the back surface of the second substrate;
A plurality of non-contact ribs provided concentrically in an annular shape on the outer periphery of the main body, and having a height lower than that of the pin;
The joining device, wherein the plurality of pins are provided between the adjacent non-contact ribs.
前記第2の保持部は、前記接触リブの内側の吸引領域と前記接触リブの外側の吸引領域毎に第2の基板の真空引きを設定可能であることを特徴とする、請求項1に記載の接合装置。 The second holding part is provided concentrically and annularly inside the non-contact rib in the main body part, and further includes a contact rib having the same height as the pin,
The said 2nd holding | maintenance part can set the evacuation of a 2nd board | substrate for every suction area | region inside the said contact rib, and the suction area | region outside the said contact rib, It is characterized by the above-mentioned. Welding equipment.
前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さいことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接合装置。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions,
The interval between the plurality of pins in the inner pin region in the plurality of pin regions is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region. The joining apparatus according to item.
第1の基板を真空引きする他の本体部と、
前記他の本体部に設けられ、第1の基板の裏面に接触する複数の他のピンと、
前記他の本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記他のピンより低い高さの複数の他の非接触リブと、を有し、
隣接する前記他の非接触リブの間には、前記複数の他のピンが設けられていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の接合装置。 The first holding part is
Another main body for evacuating the first substrate;
A plurality of other pins that are provided on the other body portion and contact the back surface of the first substrate;
A plurality of other non-contact ribs provided concentrically in the outer periphery of the other main body, and having a lower height than the other pins;
The joining device according to claim 1, wherein the plurality of other pins are provided between the other non-contact ribs adjacent to each other.
前記接合装置を備えた処理ステーションと、
第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、
前記処理ステーションは、
第1の基板又は第2の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、
前記表面改質装置で改質された第1の基板又は第2の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬送するための搬送装置と、を有し、
前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第1の基板と第2の基板を接合することを特徴とする、接合システム。 A joining system comprising the joining device according to any one of claims 1 to 7,
A processing station comprising the joining device;
Each of the first substrate, the second substrate, or a plurality of superposed substrates bonded with the first substrate and the second substrate can be held, and the first substrate, the second substrate, or the superposed over the processing station. A loading / unloading station for loading and unloading substrates,
The processing station is
A surface modification device for modifying a surface to which the first substrate or the second substrate is bonded;
A surface hydrophilizing device for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modifying device;
A transport device for transporting the first substrate, the second substrate, or the polymerized substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device;
In the bonding apparatus, the first substrate and the second substrate whose surfaces have been hydrophilized by the surface hydrophilizing apparatus are bonded to each other.
前記接合装置は、
下面に第1の基板を真空引きして吸着保持する第1の保持部と、
前記第1の保持部の下方に設けられ、上面に第2の基板を真空引きして吸着保持する第2の保持部と、を有し、
前記第2の保持部は、
第2の基板を真空引きする本体部と、
前記本体部に設けられ、第2の基板の裏面に接触する複数のピンと、
前記本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記ピンより低い高さの複数の非接触リブと、を有し、
隣接する前記非接触リブの間には、前記複数のピンが設けられ、
前記接合方法は、
前記第1の保持部によって第1の基板を真空引きして保持する第1の保持工程と、
前記第2の保持部によって、第2の基板をその中心部から外周部に向けて順次真空引きして保持する第2の保持工程と、
その後、前記第1の保持部に保持された第1の基板と前記第2の保持部に保持された第2の基板とを対向配置して接合する接合工程と、を有することを特徴とする、接合方法。 A bonding method for bonding substrates using a bonding apparatus,
The joining device includes:
A first holding part for evacuating and holding the first substrate on the lower surface;
A second holding part that is provided below the first holding part and vacuum-holds and holds the second substrate on the upper surface;
The second holding part is
A main body for evacuating the second substrate;
A plurality of pins provided on the main body and in contact with the back surface of the second substrate;
A plurality of non-contact ribs provided concentrically in an annular shape on the outer periphery of the main body, and having a height lower than that of the pin;
The plurality of pins are provided between the adjacent non-contact ribs,
The joining method is:
A first holding step of evacuating and holding the first substrate by the first holding unit;
A second holding step of sequentially vacuuming and holding the second substrate from the central portion toward the outer peripheral portion by the second holding portion;
And a bonding step of bonding the first substrate held by the first holding portion and the second substrate held by the second holding portion so as to face each other. , Joining method.
前記第2の保持部は、前記接触リブの内側の吸引領域と前記接触リブの外側の吸引領域毎に第2の基板の真空引きを設定可能であり、
前記第2の保持工程において、前記内側の吸引領域で第2の基板を吸着した後、前記外側の吸引領域で第2の基板を吸着することを特徴とする、請求項9に記載の接合方法。 The second holding part is provided concentrically and annularly inside the non-contact rib in the main body part, and further includes a contact rib having the same height as the pin,
The second holding unit can set the evacuation of the second substrate for each suction region inside the contact rib and each suction region outside the contact rib,
The bonding method according to claim 9, wherein, in the second holding step, the second substrate is sucked in the outer suction region after the second substrate is sucked in the inner suction region. .
前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さく、
前記接合工程において、第1の基板の中心部と第2の基板の前記内側のピン領域を押圧して当接させた後、前記第1の保持部による第1の基板の真空引きを停止し、第1の基板の中心部から外周部に向けて、第1の基板と第2の基板を順次接合することを特徴とする、請求項9〜11のいずれか一項に記載の接合方法。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions,
In the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region,
In the bonding step, after the central portion of the first substrate and the inner pin region of the second substrate are pressed and brought into contact with each other, the evacuation of the first substrate by the first holding portion is stopped. The bonding method according to claim 9, wherein the first substrate and the second substrate are sequentially bonded from the center of the first substrate toward the outer periphery.
前記接合工程において、前記第1の温度調節部の設定温度を前記第2の温度調節部の設定温度より高くすることを特徴とする、請求項13に記載の接合方法。 The temperature adjusting mechanism includes a first temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the outer peripheral portion of the second substrate, and a second temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the central portion inside the outer peripheral portion of the second substrate. And
The joining method according to claim 13, wherein, in the joining step, a set temperature of the first temperature adjusting unit is set higher than a set temperature of the second temperature adjusting unit.
第1の基板を真空引きする他の本体部と、
前記他の本体部に設けられ、第1の基板の裏面に接触する複数の他のピンと、
前記他の本体部の外周部において同心円状に環状に設けられ、前記他のピンより低い高さの複数の他の非接触リブと、を有し、
隣接する前記他の非接触リブの間には、前記複数の他のピンが設けられ、
前記第1の保持工程では、前記第1の保持部によって、第1の基板をその中心部から外周部に向けて順次真空引きして保持することを特徴とする、請求項9〜14のいずれか一項に記載の接合方法。 The first holding part is
Another main body for evacuating the first substrate;
A plurality of other pins that are provided on the other body portion and contact the back surface of the first substrate;
A plurality of other non-contact ribs provided concentrically in the outer periphery of the other main body, and having a lower height than the other pins;
The plurality of other pins are provided between the other non-contact ribs adjacent to each other,
15. The method according to claim 9, wherein in the first holding step, the first holding unit holds the first substrate by sequentially evacuating from the center portion toward the outer peripheral portion. The joining method according to claim 1.
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