JP2016146411A - 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム、および情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像した画像を用いて、基板の中心位置を精度良く算出できる、接合装置の提供。
【解決手段】基板同士を接合する接合装置であって、一方の基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板を撮像する撮像部と、前記撮像部の画像を画像処理する画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記撮像部によって前記基板の外周縁を部分的に撮像した画像を３枚以上用いて、前記基板の中心位置を算出し、前記中心位置の算出に用いられる３枚以上の前記画像のうちの、１枚はノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像であり、２枚以上は他の部分を撮像したエッジ画像であり、前記画像処理部は、前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうちの少なくとも一方の位置を基に、前記中心位置を算出する、接合装置。
【選択図】図１１

Description

本発明は、接合装置、接合システム、接合方法、プログラム、および情報記憶媒体に関する。

近年、例えば半導体デバイスの製造工程において、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの基板の大口径化および薄板化が進んでいる。大口径で薄い基板は、搬送時や研磨処理時に反りや割れが生じるおそれがある。このため、基板に別の基板を貼り合わせて補強した後に、搬送や研磨処理を行い、その後、基板同士を剥離する処理が行われている。

接合装置は、基板同士を接合する。接合装置は、基板を保持する保持部、保持部に保持された基板を撮像する撮像部、および撮像部の画像を画像処理する画像処理部を有する（例えば特許文献１参照）。画像処理部は、撮像部によって基板の外周縁を部分的に撮像した画像を３枚以上用いて、基板の中心位置を算出する。

基板の中心位置の算出に用いられる画像の１つは、基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像である。ノッチ画像は、基板の向きの算出にも用いられる。基板の中心位置や向きなどの情報は、基板同士の位置合わせに用いられる。

特開２０１３−１１５１２４号公報

ノッチ部の形状が規格の形状から外れることがあり、ノッチ画像を用いて算出される基板中心位置の誤差が大きいことがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像した画像を用いて、基板の中心位置を精度良く算出できる、接合装置の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
基板同士を接合する接合装置であって、
一方の基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板を撮像する撮像部と、
前記撮像部の画像を画像処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、前記撮像部によって前記基板の外周縁を部分的に撮像した画像を３枚以上用いて、前記基板の中心位置を算出し、
前記中心位置の算出に用いられる３枚以上の前記画像のうちの、１枚はノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像であり、２枚以上は他の部分を撮像したエッジ画像であり、
前記画像処理部は、前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうちの少なくとも一方の位置を基に、前記中心位置を算出する、接合装置が提供される。

本発明の一態様によれば、基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像した画像を用いて、基板の中心位置を精度良く算出できる、接合装置が提供される。

一実施形態による接合システムの概略を示す平面図である。 一実施形態による接合システムを用いて作製される重合基板の側面図である。 一実施形態による接合方法のフローチャートである。 一実施形態による接合装置の概略を示す平面図である。 一実施形態による接合装置の本体部を示す側面図である。 一実施形態による接合装置の位置合わせ機構を示す平面図である。 一実施形態による３つの下カメラの撮像領域を示す平面図である。 一実施形態による支持基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像を示す図である。 一実施形態による支持基板の外周縁のうちのその他の部分を撮像したエッジ画像を示す図である。 一実施形態による接合装置を用いた接合工程の詳細な工程を示すフローチャートである。 図８に示すノッチ画像の画像処理の第１例を示す図である。 図８に示すノッチ画像の画像処理の第２例を示す図である。 図８に示すノッチ画像の画像処理の第３例を示す図である。 図８に示すノッチ画像の画像処理の第４例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下の説明において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに垂直な方向であり、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。

図１は、一実施形態による接合システムの概略を示す平面図である。図２は、一実施形態による接合システムを用いて作製される重合基板の側面図である。

接合システム１は、被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。

被処理基板Ｗは、素子、回路、端子などが形成されたものである。素子、回路、端子などが形成される面が接合面とされる。被処理基板Ｗの接合面とは反対側の面（以下、非接合面ともいう）は接合後に研磨され、被処理基板Ｗは薄板化される。研磨の後、被処理基板Ｗの非接合面には、表面電極、貫通電極などが形成されてもよい。尚、被処理基板Ｗは、複数の基板を積層したものでもよい。

支持基板Ｓは、被処理基板Ｗと接合され、被処理基板Ｗを一時的に補強する。支持基板Ｓは、被処理基板Ｗの研磨後に、被処理基板Ｗから剥離される。剥離された支持基板Ｓは、洗浄された後、別の被処理基板Ｗと接合されてもよい。

重合基板Ｔは、図２に示すように、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓ、および被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合する接合層Ｇで構成される。接合層Ｇは、例えば接着剤層Ｇ１、および剥離剤層Ｇ２を有する。

接着剤層Ｇ１は、接着剤および接着剤を溶かす有機溶剤からなるコート液を、例えば被処理基板Ｗの接合面に塗布した後、熱処理することにより形成される。接着剤は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでもよい。

剥離剤層Ｇ２は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓの剥離を円滑に行うためのものである。剥離剤層Ｇ２は、剥離剤および剥離剤を溶かす有機溶剤からなるコート液を、例えば支持基板Ｓの接合面に塗布した後、熱処理することにより形成される。剥離剤は、接着剤よりも接着力の低いものである。接合層Ｇの接着力を高めるため、剥離剤層Ｇ２の厚さは接着剤層Ｇ１の厚さよりも著しく薄い。

接合システム１は、図１に示すように、搬入出ステーション２と、処理ステーション３と、制御装置５とを有する。

搬入出ステーション２は、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓ、および重合基板Ｔを処理ステーション３に対し搬入出する。搬入出ステーション２は、カセット載置台１０、および搬送装置２０を有する。

カセット載置台１０は、複数（例えば４つ）の載置部１２を含む。複数の載置部１２はＹ方向に間隔をおいて並び、これらの載置部１２にカセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔが載置される。カセットＣ_Ｗは被処理基板Ｗを、カセットＣ_Ｓは支持基板Ｓを、カセットＣ_Ｔは重合基板Ｔをそれぞれ複数収容する。重合基板Ｔは、良品と不良品とに識別され、良品用のカセットＣ_Ｔと、不良品用のカセットＣ_Ｔとに分けて収容されてよい。尚、載置部１２の個数は、４つに限定されない。

搬送装置２０は、載置部１２上のカセットＣ_Ｗ、Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｔと、処理ステーション３との間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓ、および重合基板Ｔを搬送する。搬送装置２０は、搬送路２１と、搬送路２１に沿ってＹ方向に移動自在な搬送アーム２２とを有する。搬送アーム２２は、Ｘ方向およびＺ方向に移動自在とされてよく、且つ、Ｚ方向に平行な回転軸を中心に回転自在とされてよい。

処理ステーション３は、第１処理ブロックＢ１、第２処理ブロックＢ２、第３処理ブロックＢ３、および搬送ブロックＢ４を有する。第１処理ブロックＢ１、第２処理ブロックＢ２、および第３処理ブロックＢ３は、搬送ブロックＢ４に対し着脱自在とされる。

第１処理ブロックＢ１は、塗布装置３０、および熱処理装置５０を有する。塗布装置３０および熱処理装置５０は、搬送ブロックＢ４に隣接する。

塗布装置３０は、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの少なくとも一方に、接合層Ｇの材料を塗布する。例えば、塗布装置３０は、被処理基板Ｗに第１コート液を塗布する。第１コート液は、例えば接着剤および接着剤を溶かす有機溶剤を含む。また、塗布装置３０は、支持基板Ｓに第２コート液を塗布する。第２コート液は、剥離剤および剥離剤を溶かす有機溶剤を含む。

熱処理装置５０は、第１コート液が塗布された被処理基板Ｗを熱処理し、第１コート液に含まれる溶剤を揮発させることで、接着剤層Ｇ１を形成する。また、熱処理装置５０は、第２コート液が塗布された支持基板Ｓを熱処理し、第２コート液に含まれる溶剤を揮発させることで、剥離剤層Ｇ２を形成する。熱処理装置５０は、Ｚ方向に４段積みされた状態で、Ｘ方向に２列配置される。各熱処理装置５０は、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの少なくとも一方を加熱する加熱部を有し、該加熱部によって加熱したものを冷却する冷却部をさらに有してよい。尚、熱処理装置５０の数や位置は多種多様であってよい。

第２処理ブロックＢ２は、接合装置６０を有する。接合装置６０は、搬送ブロックＢ４に隣接する。

接合装置６０は、被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。接合装置６０は、接合時の気泡の閉じ込めを抑制するため、減圧雰囲気下で被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させる。接合装置６０は、接合層Ｇを軟化させるため、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを熱処理する。

第３処理ブロックＢ３は、トランジション装置７０を有する。トランジション装置７０は、Ｚ方向に２段積みされる。トランジション装置７０は、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓ、および重合基板Ｔを一時的に保管し、搬送装置２０やプロセス搬送装置８０に対し受け渡す。尚、トランジション装置７０の数や位置は多種多様であってよい。

尚、第３処理ブロックＢ３は、重合基板Ｔの欠陥（例えば気泡）の有無を検査する検査装置をさらに有してもよい。

搬送ブロックＢ４は、プロセス搬送装置８０を有する。プロセス搬送装置８０は、処理ステーション３内の装置間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓ、および重合基板Ｔを搬送するプロセス搬送アーム８１を有する。プロセス搬送アーム８１は、例えばＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に移動自在とされ、且つＺ方向に平行な回転軸を中心に回転自在とされる。

制御装置５は、メモリなどの記憶媒体６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７などを含むコンピュータで構成され、記憶媒体６に記憶されたプログラム（レシピとも呼ばれる）をＣＰＵ７に実行させることにより各種処理を実現させる。尚、制御装置５は、図１では接合装置６０とは別に設けられるが、接合装置６０の一部であってもよい。制御装置５が、特許請求の範囲に記載の制御部に対応する。

制御装置５のプログラムは、情報記憶媒体に記憶され、情報記憶媒体からインストールされる。情報記憶媒体としては、例えば、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が挙げられる。尚、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、インストールされてもよい。

次に、図３を参照して、上記接合システム１を用いた接合方法について説明する。図３は、一実施形態による接合方法のフローチャートである。ここでは、被処理基板Ｗに着目して接合方法を説明する。

接合方法は、搬入工程Ｓ１１、塗布工程Ｓ１３、熱処理工程Ｓ１５、接合工程Ｓ１７、および搬出工程Ｓ１９などを有する。これらの工程は、制御装置５による制御下で実施される。

搬入工程Ｓ１１では、搬送装置２０が被処理基板Ｗを載置部１２上のカセットＣ_Ｗからトランジション装置７０に搬送し、次いで、プロセス搬送装置８０が被処理基板Ｗをトランジション装置７０から塗布装置３０に搬送する。

塗布工程Ｓ１３では、塗布装置３０が被処理基板Ｗの接合面に第１コート液を塗布する。第１コート液は、例えば接着剤および接着剤を溶かす有機溶剤を含む。第１コート液の塗布後、プロセス搬送装置８０が被処理基板Ｗを塗布装置３０から熱処理装置５０に搬送する。

熱処理工程Ｓ１５では、第１コート液が塗布された被処理基板Ｗを熱処理装置５０によって熱処理し、第１コート液に含まれる溶剤を揮発させることで、接着剤層Ｇ１を形成する。熱処理後、プロセス搬送装置８０が被処理基板Ｗを熱処理装置５０から接合装置６０に搬送する。

このようにして、被処理基板Ｗは、カセットＣ_Ｗから取り出され、塗布装置３０、熱処理装置５０に順次搬送される。そうして、被処理基板Ｗの接合面に接着剤層Ｇ１が形成される。その後、被処理基板Ｗは、接合装置６０に搬送される。

この間、同様にして、支持基板Ｓが、カセットＣ_Ｓから取り出され、塗布装置３０、熱処理装置５０に順次搬送される。塗布装置３０は、支持基板Ｓの接合面に第２コート液を塗布する。第２コート液は、例えば剥離剤および剥離剤を溶かす有機溶剤を含む。熱処理装置５０は、第２コート液が塗布された支持基板Ｓを熱処理し、第２コート液に含まれる溶剤を揮発させることで、剥離剤層Ｇ２を形成する。その後、プロセス搬送装置８０が支持基板Ｓを接合装置６０に搬送する。

接合工程Ｓ１７では、接合装置６０が被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。

搬出工程Ｓ１９では、プロセス搬送装置８０が重合基板Ｔを接合装置６０からトランジション装置７０に搬送し、次いで、搬送装置２０が重合基板Ｔをトランジション装置７０から載置部１２上のカセットＣ_Ｔに搬送する。

次に、図４〜図５を参照して、上記接合装置６０の詳細について説明する。

図４に示すように、接合装置６０は、内部を密閉可能な処理容器１００を備える。処理容器１００のプロセス搬送装置８０側の側面には搬入出口１０１が形成され、搬入出口１０１には開閉シャッタ（図示せず）が設けられる。処理容器１００の内部は、仕切壁１０３によって前処理領域Ｄ１と接合領域Ｄ２とに区画される。仕切壁１０３には搬入出口１０４が形成される。

接合装置６０は、前処理領域Ｄ１に、受渡部１１０、および反転部１２０を有する。

受渡部１１０は、搬入出口１０１を介して、プロセス搬送装置８０との間で被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔの受け渡しを行う。受渡部１１０は、受渡アーム１１１と支持ピン１１２とを備える。受渡アーム１１１は、プロセス搬送装置８０と支持ピン１１２との間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを受け渡す。支持ピン１１２は、複数（例えば３つ）設けられ、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを支持する。

受渡部１１０は、鉛直方向に複数、例えば２段に配置され、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔのいずれか２つを同時に受け渡すことができる。例えば、一の受渡部１１０で接合前の被処理基板Ｗ又は支持基板Ｓを受け渡し、他の受渡部１１０で接合後の重合基板Ｔを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部１１０で接合前の被処理基板Ｗを受け渡し、他の受渡部１１０で接合前の支持基板Ｓを受け渡してもよい。

反転部１２０は、例えば被処理基板Ｗの上下を反転させて、被処理基板Ｗの接合面を下に向ける。反転部１２０は、被処理基板Ｗを保持する保持アーム部１２１を有する。保持アーム部１２１は、水平軸の周りに回転自在とされ、水平方向および鉛直方向に移動自在とされる。反転部１２０は、保持アーム部１２１を水平軸の周りに回転させることにより、保持アーム部１２１に保持された被処理基板Ｗを上下反転させる。保持アーム部１２１は、被処理基板Ｗの代わりに、支持基板Ｓを保持することもできる。

反転部１２０は、保持アーム部１２１に保持される基板（被処理基板Ｗまたは支持基板Ｓ）のノッチ部の位置を検出する検出部１２２を備える。反転部１２０は、保持アーム部１２１に水平に保持された基板を水平面内で回転させながら、その基板のノッチ部の位置を検出部１２２によって検出することで、保持アーム部１２１に保持される基板の水平面内での向きを調節する。ノッチ部は、基板の結晶方位などを表す。

接合装置６０は、接合領域Ｄ２に、搬送部１３０、および本体部１５０を有する。

搬送部１３０は、受渡部１１０、反転部１２０および本体部１５０に対して、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを搬送する。搬送部１３０は、２本の搬送アーム１３１、１３２を備える。これら搬送アーム１３１、１３２は、鉛直方向に下からこの順で２段に配置され、水平方向および鉛直方向に移動自在とされる。下側の搬送アーム１３１は、例えば支持基板Ｓを反転部１２０から本体部１５０に搬送する。上側の搬送アーム１３２は、例えば被処理基板Ｗを反転部１２０から本体部１５０に搬送する。

本体部１５０は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合する。本体部１５０は、図５に示すように、チャンバ１５１、減圧機構１５７、下チャック１６１、上チャック１６２、加圧機構１７０、位置合わせ機構１８０、下カメラ１９１、および上カメラ１９２を備える。

チャンバ１５１は、内部を密閉可能な処理容器であり、チャンバ下部１５２と、チャンバ上部１５３とに分割されている。チャンバ下部１５２は下チャック１６１などを収容し、チャンバ上部１５３は上チャック１６２などを収容する。チャンバ上部１５３は、不図示の昇降機構によってチャンバ下部１５２に対して昇降される。チャンバ上部１５３をチャンバ下部１５２に当接させることで、チャンバ１５１の内部に密閉空間が形成される。この密閉空間は、真空ポンプなどの減圧機構１５７によって減圧される。

尚、本実施形態では、チャンバ上部１５３が昇降されるが、チャンバ下部１５２が昇降されてもよく、両方が昇降されてもよい。チャンバ上部１５３と、チャンバ下部１５２とは、相対的に昇降できればよい。

下チャック１６１は、支持基板Ｓの接合面を上に向けて、支持基板Ｓの接合面とは反対側の面を保持する保持部である。下チャック１６１は、支持基板Ｓを静電吸着する静電吸着部、支持基板Ｓを所定の温度に加熱する加熱部を有する。下チャック１６１は、静電吸着部に加えて真空吸着部を有してもよい。

上チャック１６２は、被処理基板Ｗの接合面を下に向けて、被処理基板Ｗの接合面とは反対側の面を保持する保持部である。上チャック１６２は、被処理基板Ｗを静電吸着する静電吸着部、被処理基板Ｗを所定の温度に加熱する加熱部を有する。上チャック１６２は、静電吸着部に加えて真空吸着部を有してもよい。

尚、本実施形態では、下チャック１６１が支持基板Ｓを、上チャック１６２が被処理基板Ｗをそれぞれ保持するが、下チャック１６１が被処理基板Ｗを、上チャック１６２が支持基板Ｓをそれぞれ保持してもよい。

加圧機構１７０は、チャンバ１５１内において上チャック１６２を下降させることにより、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗを支持基板Ｓに圧着させる。加圧機構１７０は、例えば鉛直方向に伸縮自在な圧力容器１７１、圧力容器１７１に気体を供給する気体供給源１７２などを含む。圧力容器１７１は、例えばステンレス製のベローズなどで構成される。圧力容器１７１の下端部は上チャック１６２に固定され、圧力容器１７１の上端部はチャンバ上部１５３に固定される。加圧機構１７０は、圧力容器１７１内の気体の量を調整することで圧力容器１７１を伸縮させ、チャンバ上部１５３を昇降させる。また、加圧機構１７０は、圧力容器１７１内の気圧を調節することで、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの圧着力を調節する。

位置合わせ機構１８０は、下チャック１６１に保持される支持基板Ｓと、上チャック１６２に保持される被処理基板Ｗとの位置合わせを行う。この位置合わせでは、水平方向における位置（Ｘ方向位置およびＹ方向位置）、および鉛直軸周りの回転位置（水平面内での向き）が合わされる。

位置合わせ機構１８０は、チャンバ上部１５３を水平方向に移動させることで、上チャック１６２を水平方向に移動させる。また、位置合わせ機構１８０は、チャンバ上部１５３を鉛直軸周りに回転させることで、上チャック１６２を鉛直軸周りに回転させる。

位置合わせ機構１８０は、例えばカム１８１、シャフト１８２、および回転モータ１８３の組を複数組（例えば５組）有する。回転モータ１８３は、シャフト１８２を介して、カム１８１を回転させる。カム１８１の中心は、回転中心に対しずれている。

図６は、一実施形態による接合装置の位置合わせ機構を示す平面図である。２つのカム１８１は、チャンバ上部１５３をＸ方向両側から挟み、同時に回転させられることでチャンバ上部１５３をＸ方向に移動させる。他の２つのカム１８１は、チャンバ上部１５３をＹ方向両側から挟み、同時に回転させられることでチャンバ上部１５３をＹ方向に移動させる。残りの１つのカム１８１は、チャンバ上部１５３の外周面から突出する羽根部１５４に当接させられており、回転させられることでチャンバ上部１５３を鉛直軸の周りに回転させる。羽根部１５４は、バネ部１５５の弾性復元力によってカム１８１に押し付けられる。

下カメラ１９１は、下チャック１６１に保持された支持基板Ｓの外周縁を部分的に撮像する撮像部である。上カメラ１９２は、上チャック１６２に保持された被処理基板Ｗの外周縁を部分的に撮像する撮像部である。

尚、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとの配置は逆でもよく、下カメラ１９１が下チャック１６１に保持された被処理基板Ｗを、上カメラ１９２が上チャック１６２に保持された支持基板Ｓをそれぞれ撮像してもよい。

下カメラ１９１および上カメラ１９２は、一体化されており、不図示の水平移動機構によって一体的に水平移動される。下カメラ１９１および上カメラ１９２は、支持基板Ｓおよび被処理基板Ｗを撮像する撮像位置と、チャンバ上部１５３の移動経路から退避した退避位置との間で移動自在とされる。

尚、下カメラ１９１および上カメラ１９２は、独立に水平移動されてもよい。この場合、下カメラ１９１および上カメラ１９２に共通のターゲットを撮像させ、下カメラ１９１と上カメラ１９２との相対的な位置情報を補正することが行われる。

図７は、一実施形態による３つの下カメラの撮像領域を示す平面図である。図８は、一実施形態による支持基板の外周縁のうちのノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像を示す図である。図９は、一実施形態による支持基板の外周縁のうちのその他の部分を撮像したエッジ画像を示す図である。図８および図９において、図面を見やすくするため、支持基板にハッチングを施し、支持基板の外周縁の凹凸を誇張してある。尚、３つの上カメラの撮像領域は、図７に示す３つの下カメラの撮像領域と同様であるので、図示および説明を省略する。

３つの下カメラ１９１は、支持基板Ｓの外周縁Ｓ１（以下、「基板外周縁Ｓ１」ともいう）のうちの３つの部分を撮像する。図７に示すように平面視において、３つの下カメラ１９１の撮像領域１９１Ａの中心線１９１Ｌが１点で交わるように、３つの下カメラ１９１が配設される。

３つの下カメラ１９１によって撮像される３枚の画像のうち、１枚はノッチ部Ｓ２が形成される部分を撮像したノッチ画像ＮＰ（図８参照）であり、残りの２枚はその他の部分を撮像したエッジ画像ＥＰ（図９参照）である。

制御装置５は、１枚のノッチ画像ＮＰおよび２枚のエッジ画像ＥＰを画像処理して、支持基板Ｓの中心位置（以下、「基板中心位置」ともいう）を算出する。基板中心位置の算出方法については後述する。また、制御装置５は、１枚のノッチ画像ＮＰを画像処理して、ノッチ部Ｓ２の頂点Ｓ３の位置を算出し、支持基板Ｓの水平面内での向きを算出する。制御装置５が特許請求の範囲に記載の画像処理部に対応する。

尚、本実施形態では、制御装置５が画像処理部として機能するが、制御装置５とは別に画像処理部が設けられてもよい。

尚、下カメラ１９１の数は３つに限定されない。下カメラ１９１の数は例えば１つでもよく、この場合、下カメラ１９１は図７に示す３つの撮像位置に順次移動させられる。また、下カメラ１９１の数は４つ以上でもよい。

図１０は、一実施形態による接合装置を用いた接合工程の詳細を示すフローチャートである。接合工程Ｓ１７は、基板セット工程Ｓ２１、基板撮像工程Ｓ２３、画像処理工程Ｓ２５、基板位置合わせ工程Ｓ２７、基板重合工程Ｓ２９などを有してよい。

基板セット工程Ｓ２１では、反転部１２０が、被処理基板Ｗの水平面内の向きを調節すると共に、被処理基板Ｗを上下反転させて被処理基板Ｗの接合面を下に向ける。その後、搬送部１３０が反転部１２０から上チャック１６２に被処理基板Ｗを搬送し、上チャック１６２が被処理基板Ｗを保持する。

また、基板セット工程Ｓ２１では、反転部１２０が支持基板Ｓの水平面内の向きを調節した後、搬送部１３０が反転部１２０から下チャック１６１に支持基板Ｓを搬送し、下チャック１６１が支持基板Ｓを保持する。

基板撮像工程Ｓ２３では、支持基板Ｓの外周縁Ｓ１のうちの３つの部分を下カメラ１９１に撮像させる。下カメラ１９１によって撮像される３枚の画像のうちの、１枚はノッチ画像ＮＰ（図８参照）であり、残りの２枚はエッジ画像ＥＰ（図９参照）である。

また、基板撮像工程Ｓ２３では、被処理基板Ｗの外周縁のうちの３つの部分を上カメラ１９２に撮像させる。上カメラ１９２によって撮像される３枚の画像のうちの、１枚はノッチ画像であり、残りの２枚はエッジ画像である。

画像処理工程Ｓ２５では、基板撮像工程Ｓ２３で撮像した画像を画像処理して、支持基板Ｓの中心位置および向き、ならびに被処理基板Ｗの中心位置および向きを算出する。支持基板Ｓと被処理基板Ｗの相対的な位置が求められる。

基板位置合わせ工程Ｓ２７では、画像処理工程Ｓ２５の処理結果に基づいて、位置合わせ機構１８０が被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの位置合わせを行う。この位置合わせでは、水平方向における位置（Ｘ方向位置およびＹ方向位置）、および鉛直軸周りの回転位置（水平面内での向き）が合わせられる。

基板重合工程Ｓ２９では、下カメラ１９１および上カメラ１９２を撮像位置から退避位置に移動させ、チャンバ上部１５３を下降させチャンバ下部１５２に当接させ、チャンバ１５１の内部に密閉空間を形成させる。その後、減圧機構１５７がチャンバ１５１の内部の密閉空間を減圧し、加圧機構１７０がチャンバ１５１内において上チャック１６２を下降させることにより、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗを支持基板Ｓに圧着させる。これにより重合基板Ｔが得られる。

次に、支持基板Ｓの中心位置の算出方法について説明する。尚、被処理基板Ｗの中心位置の算出方法は、同様であるので、説明を省略する。

支持基板Ｓの中心位置は、２枚のエッジ画像ＥＰの画像処理の結果、および１枚のノッチ画像ＮＰの画像処理の結果を基に算出する。

例えば、エッジ画像ＥＰの画像処理では、図９に示すように、エッジ画像ＥＰに撮像された基板外周縁Ｓ１を検出し、基板外周縁Ｓ１を円弧状の近似曲線ＥＰ１で近似し、円弧状の近似曲線ＥＰ１と画像中心線ＥＰ２との交点Ｓ４の位置を算出する。エッジ画像ＥＰの画像中心線ＥＰ２は、下カメラ１９１の撮像領域の中心線１９１Ｌに対応する。

一方、ノッチ画像ＮＰの画像処理では、エッジ画像ＥＰの画像処理とは異なる画像処理を行う。ノッチ画像ＮＰに撮像される基板外周縁Ｓ１は、円弧の途中の一部に凹部が形成された形状である。ノッチ部の形状が規格の形状から外れた場合、具体的には例えば円弧の残部と凹部との角部が摩耗や研磨などによって丸みを帯びた場合に、図８に示すように円弧の残部を円弧状の近似曲線ＮＰ１で近似すると、近似曲線ＮＰ１は基板外周縁Ｓ１とは逆に凸の曲線となる。

そこで、ノッチ画像ＮＰの画像処理では、ノッチ画像ＮＰに撮像される基板外周縁Ｓ１の両方の端点Ｓ５、Ｓ６のうちの少なくとも一方の位置を算出する。両方の端点Ｓ５、Ｓ６は、その間の点に比べてノッチ部Ｓ２から遠く、ノッチ部Ｓ２の形状が規格の形状から外れたことの影響をほとんど受けない。従って、ノッチ画像ＮＰの画像処理の結果を基に、基板中心位置を精度良く算出することができる。

例えば、図１１に示す画像処理では、下記（１Ａ）〜（３Ａ）の処理が行われる。
（１Ａ）ノッチ画像ＮＰにおける基板外周縁Ｓ１の一方の端点Ｓ５、および２枚の各エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点（例えば図９に示す交点Ｓ４）の計３点を通る円Ｃ１の中心Ｃ１ａを、第１仮想中心点とする。尚、エッジ画像ＥＰの枚数は２枚以上であればよく、第１仮想中心点の算出に用いられる基板外周縁Ｓ１の点数は３点以上であればよい。その点数が４点以上の場合、各点に円の外周が略重なればよく、円は近似計算によって算出されてよい。
（２Ａ）ノッチ画像ＮＰにおける基板外周縁Ｓ１の他方の端点Ｓ６、および２枚の各エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点（例えば図９に示す交点Ｓ４）の計３点を通る円Ｃ２の中心Ｃ２ａを、第２仮想中心点とする。尚、エッジ画像ＥＰの枚数は２枚以上であればよく、第２仮想中心点の算出に用いられる基板外周縁Ｓ１の点数は３点以上であればよい。その点数が４点以上の場合、各点に円の外周が略重なればよく、円は近似計算によって算出されてよい。
（３Ａ）第１仮想中心点と第２仮想中心点との中点の位置を、基板中心位置として算出する。
支持基板Ｓの中心位置の算出に、支持基板Ｓの半径を用いないので、その半径が規格から外れる場合に好適である。

図１２に示す画像処理では、下記（１Ｂ）〜（２Ｂ）の処理が行われる。
（１Ｂ）ノッチ画像ＮＰにおける基板外周縁Ｓ１の両方の端点Ｓ５、Ｓ６を通る所定半径の円Ｃ３の上において、両方の端点Ｓ５、Ｓ６から等距離の中点Ｓ７を算出する。ここで、円の半径は、例えば支持基板Ｓの規格の半径が用いられる。
（２Ｂ）ノッチ画像ＮＰにおける中点Ｓ７、および２枚の各エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点（例えば図９に示す交点Ｓ４）の計３点を通る円の中心の位置を、基板中心位置として算出する。尚、エッジ画像ＥＰの枚数は２枚以上であればよく、基板中心位置の算出に用いられる基板外周縁Ｓ１の点数は３点以上であればよい。その点数が４点以上の場合、各点に円の外周が略重なればよく、円は近似計算によって算出されてよい。

図１３に示す画像処理では、下記（１Ｃ）〜（２Ｃ）の処理が行われる。
（１Ｃ）ノッチ画像ＮＰにおける基板外周縁Ｓ１の両方の端点Ｓ５、Ｓ６のうちノッチ部Ｓ２の頂点Ｓ３から遠い方の端点Ｓ５を通る所定半径の円Ｃ４であって、円中心がノッチ画像ＮＰの画像中心線ＮＰ２上に設定される円Ｃ４と、画像中心線ＮＰ２との交点Ｓ８を算出する。ここで、円の半径は、例えば支持基板Ｓの規格の半径が用いられる。
（２Ｃ）ノッチ画像ＮＰにおける交点Ｓ８、および２枚の各エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点（例えば図９に示す交点Ｓ４）の計３点を通る円の中心の位置を、基板中心位置として算出する。尚、エッジ画像ＥＰの枚数は２枚以上であればよく、基板中心位置の算出に用いられる基板外周縁Ｓ１の点数は３点以上であればよい。その点数が４点以上の場合、各点に円の外周が略重なればよく、円は近似計算によって算出されてよい。
支持基板Ｓの中心位置の算出に、両方の端点Ｓ５、Ｓ６のうちのノッチ部Ｓ２から離れた方の端点Ｓ５のみを用いるため、ノッチ部Ｓ２の形状が規格の形状から外れたことの影響を排除でき、支持基板Ｓの中心位置の算出精度を向上できる。

図１４に示す画像処理では、下記（１Ｄ）の処理が行われる。
（１Ｄ）ノッチ画像ＮＰにおける基板外周縁Ｓ１の両方の端点Ｓ５、Ｓ６のうちノッチ部Ｓ２の頂点Ｓ３から遠い方の端点Ｓ５、および２枚の各エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点（例えば図９に示す交点Ｓ４）の計３点を通る円Ｃ１の中心Ｃ１ａの位置を、基板中心位置として算出する。尚、エッジ画像ＥＰの枚数は２枚以上であればよく、基板中心位置の算出に用いられる基板外周縁Ｓ１の点数は３点以上であればよい。その点数が４点以上の場合、各点に円の外周が略重なればよく、円は近似計算によって算出されてよい。
支持基板Ｓの中心位置の算出に、支持基板Ｓの半径を用いないので、その半径が規格から外れる場合に好適である。また、支持基板Ｓの中心位置の算出に、両方の端点Ｓ５、Ｓ６のうちのノッチ部Ｓ２から離れた方の端点Ｓ５のみを用いるため、ノッチ部Ｓ２の形状が規格の形状から外れたことの影響を排除でき、支持基板Ｓの中心位置の算出精度を向上できる。

上記（１Ｄ）では上記（１Ａ）で求めた第１仮想中心点を基板中心位置とする。両方の端点Ｓ５、Ｓ６がノッチ部Ｓ２の頂点Ｓ３から略等距離の場合、両方の端点Ｓ５、Ｓ６を用いて基板中心位置を算出する図１１に示す画像処理の方が算出精度を向上できる。

以上、接合装置などの実施形態について説明したが、実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、被処理基板Ｗの種類は多種多様であってよく、半導体用の基板の他、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板、フォトマスク用のマスクレチクルの基板などでもよい。

図１１〜図１４に示す画像処理は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓの両方に適用されるが、いずれか一方のみに適用されてもよい。支持基板Ｓは再利用されるので、支持基板Ｓのノッチ部の形状は摩耗や欠けなどによって規格の形状から外れやすい。そこで、支持基板Ｓのみに図１１〜図１４に示す画像処理を適用してもよい。

図１１〜図１４に示す画像処理では、エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点として、図９に示す近似曲線ＥＰ１と画像中心線ＥＰ２との交点Ｓ４が用いられるが、使用する点は特に限定されない。例えば、エッジ画像ＥＰにおける基板外周縁Ｓ１の点として、図９に示す近似曲線ＥＰ１の両方の端点のうちの少なくとも一方が用いられてもよい。

上記実施形態の重合基板Ｔの接合層Ｇは、接着剤層Ｇ１、および剥離剤層Ｇ２の２層構造であるが、その構造は特に限定されない。例えば、接合層Ｇは、接着剤層Ｇ１のみの１層構造、または接着剤層Ｇ１、剥離剤層Ｇ２、および保護剤層の３層構造でもよい。３層構造の場合、保護剤層、剥離剤層Ｇ２、および接着剤層Ｇ１は例えば被処理基板Ｗから支持基板Ｓに向けてこの順で並んでよい。保護剤層は、被処理基板Ｗの接合面に形成される素子などを保護する。

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
５ 制御装置
３０ 塗布装置
５０ 熱処理装置
６０ 接合装置
８０ プロセス搬送装置
１６１ 下チャック
１６２ 上チャック
１９１ 下カメラ
１９２ 上カメラ

Claims (13)

1. 基板同士を接合する接合装置であって、
   一方の基板を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された基板を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の画像を画像処理する画像処理部とを備え、
   前記画像処理部は、前記撮像部によって前記基板の外周縁を部分的に撮像した画像を３枚以上用いて、前記基板の中心位置を算出し、
   前記中心位置の算出に用いられる３枚以上の前記画像のうちの、１枚はノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像であり、２枚以上は他の部分を撮像したエッジ画像であり、
   前記画像処理部は、前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうちの少なくとも一方の位置を基に、前記中心位置を算出する、接合装置。
2. 前記画像処理部は、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の一方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、第１仮想中心点とし、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の他方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、第２仮想中心点とし、
   前記第１仮想中心点と前記第２仮想中心点との中点の位置を、前記中心位置として算出する、請求項１に記載の接合装置。
3. 前記画像処理部は、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点を通る所定半径の円の上において、
   前記両方の端点から等距離の中点を算出し、
   前記ノッチ画像における前記中点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項１に記載の接合装置。
4. 前記画像処理部は、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうち前記ノッチ部の頂点から遠い方の端点を通る所定半径の円であって、円中心が前記ノッチ画像の画像中心線の上に設定される円と、前記画像中心線との交点を算出し、
   前記ノッチ画像における前記交点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項１に記載の接合装置。
5. 前記画像処理部は、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうち前記ノッチ部の頂点から遠い方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項１に記載の接合装置。
6. 基板に対し接合層の材料を塗布する塗布装置、前記接合層を介して基板同士を接合する接合装置、および基板を搬送する搬送装置を有する処理ステーションと、
   前記処理ステーションに対し基板を搬入出する搬入出ステーションとを備え、
   前記接合装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合装置を有する、接合システム。
7. 基板同士を接合する接合方法であって、
   一方の基板を保持部に保持させる基板セット工程と、
   前記保持部に保持された基板を撮像部に撮像させる基板撮像工程と、
   前記撮像部の画像を画像処理する画像処理工程とを有し、
   前記画像処理工程では、前記撮像部によって前記基板の外周縁を部分的に撮像した画像を３枚以上用いて、前記基板の中心位置を算出し、
   前記中心位置の算出に用いられる３枚以上の前記画像のうちの、１枚はノッチ部が形成される部分を撮像したノッチ画像であり、２枚以上は他の部分を撮像したエッジ画像であり、
   前記画像処理工程では、前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうちの少なくとも一方の位置を基に、前記中心位置を算出する、接合方法。
8. 前記画像処理工程では、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の一方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、第１仮想中心点とし、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の他方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、第２仮想中心点とし、
   前記第１仮想中心点と前記第２仮想中心点との中点の位置を、前記中心位置として算出する、請求項７に記載の接合方法。
9. 前記画像処理工程では、
   前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点を通る所定半径の円の上において、
   前記両方の端点から等距離の中点を算出し、
   前記ノッチ画像における前記中点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項７に記載の接合方法。
10. 前記画像処理工程では、
    前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうち前記ノッチ部の頂点から遠い方の端点を通る所定半径の円であって、円中心が前記ノッチ画像の画像中心線の上に設定される円と、前記画像中心線との交点を算出し、
    前記ノッチ画像における前記交点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項７に記載の接合方法。
11. 前記画像処理工程では、
    前記ノッチ画像における前記外周縁の両方の端点のうち前記ノッチ部の頂点から遠い方の端点、および２枚以上の各前記エッジ画像における前記外周縁の点の計３つ以上の点に外周が略重なる円の中心を、前記中心位置として算出する、請求項７に記載の接合方法。
12. 請求項７〜１１のいずれかに記載の接合方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。

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