JP2022102828A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
特許文献1に記載の接合装置は、上側の基板を上方から吸着する上チャックと、下側の基板を下方から吸着する下チャックとを備え、二枚の基板を向い合せたうえで接合する。具体的には、接合装置は、先ず、上チャックに吸着されている基板の中心部を押し下げ、下チャックに吸着されている基板の中心部と接触させる。これにより、二枚の基板の中心部同士が分子間力等によって接合される。次いで、接合装置は、2枚の基板の接合された接合領域を中心部から外周部に広げる。
The joining device described in
本開示の一態様は、反った基板を効率的に吸着する、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique for efficiently adsorbing a warped substrate.
本開示の一態様に係る基板処理装置は、保持部と、吸着圧力発生部と、制御部と、を備える。前記保持部は、基板を吸着する吸着面に、円状の第1領域と、前記第1領域の外側に配置される円環状の第2領域とを含む。前記吸着圧力発生部は、前記第1領域と、前記第2領域の周方向一部である第1部と、前記第2領域の他の周方向一部である第2部と、に個別に吸着圧力を発生させる。前記制御部は、前記吸着圧力発生部を制御する。前記制御部は、前記第1領域に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第1部に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第2部に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる。 The substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a holding unit, an adsorption pressure generating unit, and a control unit. The holding portion includes a first circular region and an annular second region arranged outside the first region on the suction surface for sucking the substrate. The suction pressure generating portion is individually divided into the first region, the first portion which is a circumferential part of the second region, and the second portion which is another circumferential part of the second region. Generates adsorption pressure. The control unit controls the suction pressure generation unit. The control unit generates a suction pressure in the first region, generates a suction pressure in the first portion of the second region, and generates a suction pressure in the second portion of the second region. And to execute in this order.
本開示の一態様によれば、第2領域の第1部と第2部とで吸着圧力を発生させるタイミングをずらすことにより、反った基板を効率的に吸着できる。 According to one aspect of the present disclosure, the warped substrate can be efficiently adsorbed by shifting the timing of generating the adsorption pressure between the first portion and the second portion of the second region.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。また、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は互いに垂直な方向であり、X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted. Further, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are perpendicular to each other, the X-axis direction and the Y-axis direction are the horizontal direction, and the Z-axis direction is the vertical direction.
先ず、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る接合装置1について説明する。なお、本開示の基板処理装置は、接合装置1には限定されず、例えば露光装置又は温度調節装置などであってもよい。露光装置は、基板の上にマスクパターンを転写する。温度調節装置は、基板の温度を調節する。基板処理装置は、基板を保持する保持部を備え、保持部で保持した基板を処理するものであればよい。
First, the joining
接合装置1は、図3に示すように、第1基板W1と第2基板W2とを接合し、重合基板Tを作製する。第1基板W1及び第2基板W2の少なくとも1つは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。第1基板W1及び第2基板W2の1つは、電子回路が形成されていないベアウェハであってもよい。第1基板W1と第2基板W2とは、略同径を有する。化合物半導体ウェハは、特に限定されないが、例えばGaAsウェハ、SiCウェハ、GaNウェハ、又はInPウェハである。
As shown in FIG. 3, the joining
以下、第1基板W1を「上ウェハW1」と記載し、第2基板W2を「下ウェハW2」、重合基板Tを「重合ウェハT」と記載する場合がある。図3に示すように、上ウェハW1の板面のうち、下ウェハW2と接合される側の板面を「接合面W1j」と記載し、接合面W1jとは反対側の板面を「非接合面W1n」と記載する。また、下ウェハW2の板面のうち、上ウェハW1と接合される側の板面を「接合面W2j」と記載し、接合面W2jとは反対側の板面を「非接合面W2n」と記載する。 Hereinafter, the first substrate W1 may be referred to as “upper wafer W1”, the second substrate W2 may be referred to as “lower wafer W2”, and the polymerization substrate T may be referred to as “polymerization wafer T”. As shown in FIG. 3, among the plate surfaces of the upper wafer W1, the plate surface on the side bonded to the lower wafer W2 is described as "joining surface W1j", and the plate surface on the side opposite to the bonding surface W1j is "non-". It is described as "joint surface W1n". Further, among the plate surfaces of the lower wafer W2, the plate surface on the side to be bonded to the upper wafer W1 is described as "bonding surface W2j", and the plate surface on the side opposite to the bonding surface W2j is referred to as "non-bonding surface W2n". Describe.
図1に示すように、接合装置1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2及び処理ステーション3は、X軸正方向に沿って、搬入出ステーション2及び処理ステーション3の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション2及び処理ステーション3は、一体的に接続される。
As shown in FIG. 1, the joining
搬入出ステーション2は、載置台10と、搬送領域20とを備える。載置台10は、複数の載置板11を備える。各載置板11には、複数枚(例えば、25枚)の基板を水平状態で収容するカセットCS1、CS2、CS3がそれぞれ載置される。カセットCS1は上ウェハW1を収容するカセットであり、カセットCS2は下ウェハW2を収容するカセットであり、カセットCS3は重合ウェハTを収容するカセットである。なお、カセットCS1、CS2において、上ウェハW1及び下ウェハW2は、それぞれ接合面W1j、W2jを上面にした状態で向きを揃えて収容される。
The loading /
搬送領域20は、載置台10のX軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域20には、Y軸方向に延在する搬送路21と、この搬送路21に沿って移動可能な搬送装置22とが設けられる。搬送装置22は、X軸方向にも移動可能かつZ軸周りに旋回可能であり、載置台10上に載置されたカセットCS1~CS3と、後述する処理ステーション3の第3処理ブロックPB3との間で、上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTの搬送を行う。
The
なお、載置台10上に載置されるカセットCS1~CS3の個数は、図示のものに限定されない。また、載置台10上には、カセットCS1、CS2、CS3以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセット等が載置されてもよい。 The number of cassettes CS1 to CS3 mounted on the mounting table 10 is not limited to those shown in the figure. Further, in addition to the cassettes CS1, CS2, and CS3, a cassette or the like for collecting a defective substrate may be placed on the mounting table 10.
処理ステーション3には、例えば3つの処理ブロックPB1、PB2、PB3が設けられる。例えば処理ステーション3の背面側(図1のY軸正方向側)には、第1処理ブロックPB1が設けられ、処理ステーション3の正面側(図1のY軸負方向側)には、第2処理ブロックPB2が設けられる。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X軸負方向側)には、第3処理ブロックPB3が設けられる。
The
また、第1処理ブロックPB1~第3処理ブロックPB3に囲まれた領域には、搬送領域60が形成される。搬送領域60には、搬送装置61が配置される。搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。
Further, a
搬送装置61は、搬送領域60内を移動し、搬送領域60に隣接する第1処理ブロックPB1、第2処理ブロックPB2及び第3処理ブロックPB3内の所定の装置に上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTを搬送する。
The
第1処理ブロックPB1には、例えば、表面改質装置33と、表面親水化装置34と、が配置される。表面改質装置33は、上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jを改質する。表面親水化装置34は、改質された上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jを親水化する。
For example, a
例えば、表面改質装置33は、接合面W1j、W2jにおけるSiO2の結合を切断し、Siの未結合手を形成し、その後の親水化を可能にする。表面改質装置33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が励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、酸素イオンが、上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jに照射されることにより、接合面W1j、W2jがプラズマ処理されて改質される。処理ガスは、酸素ガスには限定されず、例えば窒素ガスなどでもよい。
For example, the
表面親水化装置34は、例えば純水等の親水化処理液によって上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2のW2jを親水化する。表面親水化装置34は、接合面W1j、W2jを洗浄する役割も有する。表面親水化装置34では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハW1又は下ウェハW2を回転させながら、当該上ウェハW1又は下ウェハW2上に純水を供給する。これにより、純水が接合面W1j、W2j上を拡散し、Siの未結合手にOH基が付き、接合面W1j、W2jが親水化される。
The
第2処理ブロックPB2には、例えば、接合モジュール41が配置される。接合モジュール41は、親水化された上ウェハW1と下ウェハW2とを接合し、重合ウェハTを作製する。第1温度調節装置42は、接合前、つまり、下ウェハW2との接触前に、上ウェハW1の温度分布を調節する。第2温度調節装置43は、接合前、つまり、上ウェハW1との接触前に、下ウェハW2の温度分布を調節する。なお、本実施形態では、第1温度調節装置42及び第2温度調節装置43は、接合モジュール41とは別に設けられるが、接合モジュール41の一部として設けられてもよい。
For example, a joining
第3処理ブロックPB3には、例えば、上方から下方に向けて、第1位置調節装置51、第2位置調節装置52、及びトランジション装置53、54がこの順で積層されて配置される(図2参照)。なお、第3処理ブロックPB3における各装置の配置場所は、図2に示す配置場所には限定されない。第1位置調節装置51は、上ウェハW1の水平方向の向きを調節し、また、上ウェハW1を上下反転し、上ウェハW1の接合面W1jを下向きにする。第2位置調節装置52は、下ウェハW2の水平方向の向きを調節する。トランジション装置53には、上ウェハW1が一時的に載置される。また、トランジション装置54には、下ウェハW2や重合ウェハTが一時的に載置される。
In the third processing block PB3, for example, the first
接合装置1は、制御装置90を備える。制御装置90は、例えばコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリ等の記憶媒体92とを備える。記憶媒体92には、接合装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御装置90は、記憶媒体92に記憶されたプログラムをCPU91に実行させることにより、接合装置1の動作を制御する。
The joining
次に、図4を参照して、本実施形態の接合方法について説明する。図4に示すステップS101~S109は、制御装置90による制御下で実施される。
Next, the joining method of the present embodiment will be described with reference to FIG. Steps S101 to S109 shown in FIG. 4 are carried out under the control of the
先ず、複数枚の上ウェハW1を収容したカセットCS1、複数枚の下ウェハW2を収容したカセットCS2、及び空のカセットCS3が、搬入出ステーション2の載置台10上に載置される。
First, a cassette CS1 containing a plurality of upper wafers W1, a cassette CS2 containing a plurality of lower wafers W2, and an empty cassette CS3 are placed on the mounting table 10 of the loading /
次に、搬送装置22が、カセットCS1内の上ウェハW1を取り出し、処理ステーション3の第3処理ブロックPB3のトランジション装置53に搬送する。その後、搬送装置61が、トランジション装置53から上ウェハW1を取り出し、第1処理ブロックPB1の表面改質装置33に搬送する。
Next, the
次に、表面改質装置33が、上ウェハW1の接合面W1jを改質する(ステップS101)。接合面W1jの改質は、接合面W1jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面改質装置33から上ウェハW1を取り出し、表面親水化装置34に搬送する。
Next, the
次に、表面親水化装置34が、上ウェハW1の接合面W1jを親水化する(ステップS102)。接合面W1jの親水化は、接合面W1jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面親水化装置34から上ウェハW1を取り出し、第3処理ブロックPB3の第1位置調節装置51に搬送する。
Next, the
次に、第1位置調節装置51が、上ウェハW1の水平方向の向きを調節し、上ウェハW1の上下を反転する(ステップS103)。その結果、上ウェハW1のノッチが所定の方位に向けられ、上ウェハW1の接合面W1jが下に向けられる。その後、搬送装置61が、第1位置調節装置51から上ウェハW1を取り出し、第2処理ブロックPB2の第1温度調節装置42に搬送する。
Next, the first
次に、第1温度調節装置42が、上ウェハW1の温度を調節する(ステップS104)。上ウェハW1の温調は、上ウェハW1の接合面W1jを下に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、第1温度調節装置42から上ウェハW1を取り出し、接合モジュール41に搬送する。
Next, the first
上ウェハW1に対する上記の処理と並行して、下ウェハW2に対する下記の処理が実施される。先ず、搬送装置22が、カセットCS2内の下ウェハW2を取り出し、処理ステーション3の第3処理ブロックPB3のトランジション装置54に搬送する。その後、搬送装置61が、トランジション装置54から下ウェハW2を取り出し、第1処理ブロックPB1の表面改質装置33に搬送する。
In parallel with the above processing for the upper wafer W1, the following processing for the lower wafer W2 is performed. First, the
次に、表面改質装置33が、下ウェハW2の接合面W2jを改質する(ステップS105)。接合面W2jの改質は、接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面改質装置33から下ウェハW2を取り出し、表面親水化装置34に搬送する。
Next, the
次に、表面親水化装置34が、下ウェハW2の接合面W2jを親水化する(ステップS106)。接合面W2jの親水化は、接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面親水化装置34から下ウェハW2を取り出し、第3処理ブロックPB3の第2位置調節装置52に搬送する。
Next, the
次に、第2位置調節装置52が、下ウェハW2の水平方向の向きを調節する(ステップS107)。その結果、下ウェハW2のノッチが所定の方位に向けられる。その後、搬送装置61が、第2位置調節装置52から下ウェハW2を取り出し、第2処理ブロックPB2の第2温度調節装置43に搬送する。
Next, the second
次に、第2温度調節装置43が、下ウェハW2の温度を調節する(ステップS108)。下ウェハW2の温調は、下ウェハW2の接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、第2温度調節装置43から下ウェハW2を取り出し、接合モジュール41に搬送する。
Next, the second
次に、接合モジュール41が、上ウェハW1と下ウェハW2を接合し、重合ウェハTを製造する(ステップS109)。その後、搬送装置61が、接合モジュール41から重合ウェハTを取り出し、第3処理ブロックPB3のトランジション装置54に搬送する。
Next, the joining
最後に、搬送装置22が、トランジション装置54から重合ウェハTを取り出し、載置台10上のカセットCS3に搬送する。これにより、一連の処理が終了する。
Finally, the
次に、図5を参照して、第1位置調節装置51の一例について説明する。なお、第2位置調節装置52は、基台反転部51dを有しない点を除き、第1位置調節装置51と同様に構成されるので、説明を省略する。
Next, an example of the first
第1位置調節装置51は、基台51aと、上ウェハW1を吸着保持して回転させる保持部51bと、上ウェハW1及び下ウェハW2のノッチの位置を検出する検出部51cと、を有する。保持部51bが上ウェハW1を吸着保持して回転させながら、検出部51cが上ウェハW1のノッチの位置を検出することで、ノッチの位置が調節され、上ウェハW1の水平方向の向きが調節される。
The first
また、第1位置調節装置51は、基台51aを反転させる基台反転部51dを有する。基台反転部51dは、例えばモータなどを備え、基台51aを上下反転させ、保持部51bに保持された上ウェハW1を上下反転させる。これにより、上ウェハW1の接合面W1jが下向きになる。
Further, the first
次に、図6~図8を参照して、接合モジュール41の一例について説明する。図6に示すように、接合モジュール41は、内部を密閉可能な処理容器210を有する。処理容器210の搬送領域60側の側面には搬入出口211が形成され、当該搬入出口211には開閉シャッタ212が設けられる。上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTは、搬入出口211を介して搬入出される。
Next, an example of the joining
図7に示すように、処理容器210の内部には、上チャック230と下チャック231とが設けられる。上チャック230は、上ウェハW1の接合面W1jを下に向けて、上ウェハW1を上方から保持する。また、下チャック231は、上チャック230の下方に設けられ、下ウェハW2の接合面W2jを上に向けて、下ウェハW2を下方から保持する。
As shown in FIG. 7, an
上チャック230は、処理容器210の天井面に設けられた支持部材280に支持される。一方、下チャック231は、当該下チャック231の下方に設けられた第1下チャック移動部291に支持される。
The
第1下チャック移動部291は、後述するように下チャック231を水平方向(Y軸方向)に移動させる。また、第1下チャック移動部291は、下チャック231を鉛直方向に移動自在、かつ鉛直軸回りに回転可能に構成される。
The first lower
第1下チャック移動部291は、当該第1下チャック移動部291の下面側に設けられ、水平方向(Y軸方向)に延伸する一対のレール295に取り付けられる。第1下チャック移動部291は、レール295に沿って移動自在に構成される。レール295は、第2下チャック移動部296に設けられる。
The first lower
第2下チャック移動部296は、当該第2下チャック移動部296の下面側に設けられ、水平方向(X軸方向)に延伸する一対のレール297に取り付けられる。第2下チャック移動部296は、レール297に沿って移動自在に、即ち下チャック231を水平方向(X軸方向)に移動させるように構成される。なお、一対のレール297は、処理容器210の底面に設けられた載置台298上に設けられる。
The second lower
第1下チャック移動部291と、第2下チャック移動部296とで、移動機構290が構成される。移動機構290は、上チャック230と下チャック231の相対位置を、基板受渡位置と、接合位置との間で移動させる。
The first lower
基板受渡位置は、上チャック230が上ウェハW1を搬送装置61から受け取り、また、下チャック231が下ウェハW2を搬送装置61から受け取り、下チャック231が重合ウェハTを搬送装置61に渡す位置である。基板受渡位置は、n(nは1以上の自然数)回目の接合で作製された重合ウェハTの搬出と、n+1回目の接合で接合される上ウェハW1及び下ウェハW2の搬入とが連続して行われる位置である。基板受渡位置は、例えば図6及び図7に示す位置である。
The substrate delivery position is such that the
搬送装置61は、上ウェハW1を上チャック230に渡す際に、上チャック230の真下に進入する。また、搬送装置61は、重合ウェハTを下チャック231から受け取り、下ウェハW2を下チャック231に渡す際に、下チャック231の真上に進入する。搬送装置61が進入しやすいように、上チャック230と下チャック231とは横にずらされており、上チャック230と下チャック231の鉛直方向の間隔も大きい。
When the upper wafer W1 is passed to the
一方、接合位置は、上ウェハW1と下ウェハW2とを所定の間隔をおいて向かい合わせ、接合する位置である。接合位置は、例えば図8に示す位置である。接合位置では、基板受渡位置に比べて、鉛直方向における上ウェハW1と下ウェハW2との間隔が狭い。また、接合位置では、基板受渡位置とは異なり、鉛直方向視にて上ウェハW1と下ウェハW2とが重なる。 On the other hand, the joining position is a position where the upper wafer W1 and the lower wafer W2 face each other at a predetermined interval and are joined. The joining position is, for example, the position shown in FIG. At the joining position, the distance between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the vertical direction is narrower than that at the substrate delivery position. Further, at the joining position, unlike the substrate delivery position, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 overlap each other in the vertical direction.
移動機構290は、上チャック230と下チャック231の相対位置を、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)と、鉛直方向とに移動させる。なお、移動機構290は、本実施形態では下チャック231を移動させるが、下チャック231と上チャック230のいずれを移動させてもよく、両者を移動させてもよい。また、移動機構290は、上チャック230又は下チャック231を鉛直軸周りに回転させてもよい。
The moving
図8に示すように、上チャック230は、複数(例えば3つ)の領域230a、230b、230cに区画される。これら領域230a、230b、230cは、上チャック230の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。領域230aは平面視において円形状を有し、領域230b、230cは平面視において環状形状を有する。
As shown in FIG. 8, the
各領域230a、230b、230cには、吸引管240a、240b、240cがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管240a、240b、240cには、異なる真空ポンプ241a、241b、241cがそれぞれ接続される。上チャック230は、各領域230a、230b、230c毎に、上ウェハW1を真空吸着可能である。
上チャック230には、鉛直方向に昇降自在な複数の保持ピン245が設けられる。複数の保持ピン245は、真空ポンプ246に接続され、真空ポンプ246の作動によって上ウェハW1を真空吸着する。上ウェハW1は、複数の保持ピン245の下端に真空吸着される。複数の保持ピン245の代わりに、リング状の吸着パッドが用いられてもよい。
The
複数の保持ピン245は、下降することで、上チャック230の保持面から突出する。その状態で、複数の保持ピン245は、上ウェハW1を真空吸着し、搬送装置61から受け取る。その後、複数の保持ピン245が上昇し、上ウェハW1が上チャック230の保持面に接触させられる。続いて、上チャック230は、真空ポンプ241a、241b、241cの作動によって、各領域230a、230b、230cにおいて上ウェハW1を水平に真空吸着する。
The plurality of holding
また、上チャック230の中心部には、当該上チャック230を鉛直方向に貫通する貫通孔243が形成される。貫通孔243には、後述する押動部250が挿通される。押動部250は、下ウェハW2と間隔をおいて配置された上ウェハW1の中心を押し下げ、下ウェハW2に接触させる。
Further, a through
押動部250は、押動ピン251と、当該押動ピン251の昇降ガイドである外筒252とを有する。押動ピン251は、例えばモータを内蔵した駆動部(図示せず)によって、貫通孔243に挿通され、上チャック230の保持面から突出し、上ウェハW1の中心を押し下げる。
The
下チャック231は、複数(例えば2つ)の領域231a、231bに区画される。これら領域231a、231bは、下チャック231の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。そして、領域231aは平面視において円形状を有し、領域231bは平面視において環状形状を有する。
The
各領域231a、231bには、吸引管260a、260bがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管260a、260bには、異なる真空ポンプ261a、261bがそれぞれ接続される。下チャック231は、各領域231a、231b毎に、下ウェハW2を真空吸着可能である。
下チャック231には、鉛直方向に昇降自在な複数の保持ピン265が設けられる。下ウェハW2は、複数の保持ピン265の上端に載置される。なお、下ウェハW2は、複数の保持ピン265の上端に真空吸着されてもよい。
The
複数の保持ピン265は、上昇することで、下チャック231の保持面から突出する。その状態で、複数の保持ピン265は、下ウェハW2を搬送装置61から受け取る。その後、複数の保持ピン265が下降し、下ウェハW2が下チャック231の保持面に接触させられる。続いて、上チャック230は、真空ポンプ261a、261bの作動によって、各領域231a、231bにおいて下ウェハW2を水平に真空吸着する。
The plurality of holding
次に、図9~図11を参照して、図4のステップS109の詳細について説明する。先ず、搬送装置61が、接合モジュール41に対する上ウェハW1と下ウェハW2の搬入を行う(ステップS111)。ステップS111の際、上チャック230と下チャック231の相対位置は、図6及び図7に示す基板受渡位置である。
Next, the details of step S109 of FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 9 to 11. First, the
次に、移動機構290が、上チャック230と下チャック231の相対位置を、図6及び図7に示す基板受渡位置から、図8に示す接合位置に移動する(ステップS112)。ステップS112では、上ウェハW1と下ウェハW2の位置合わせが行われる。位置合わせには、図10に示すように第1カメラS1と第2カメラS2が用いられる。
Next, the moving
第1カメラS1は、上チャック230に対して固定されており、下チャック231に保持された下ウェハW2を撮像する。下ウェハW2の接合面W2jには、予め複数の基準点P21~P23が形成される。基準点P21~P23としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。
The first camera S1 is fixed to the
一方、第2カメラS2は、下チャック231に対して固定されており、上チャック230に保持された上ウェハW1を撮像する。上ウェハW1の接合面W1jには、予め複数の基準点P11~P13が形成されている。基準点P11~P13としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。
On the other hand, the second camera S2 is fixed to the
先ず、図10(A)に示すように、移動機構290が、第1カメラS1と第2カメラS2の相対的な水平方向位置の調節を行う。具体的には、第2カメラS2が第1カメラS1の略真下に位置するように、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる。そして、第1カメラS1と第2カメラS2とが共通のターゲットXを撮像し、第1カメラS1と第2カメラS2の水平方向位置が一致するように、移動機構290が第2カメラS2の水平方向位置を微調節する。
First, as shown in FIG. 10A, the moving
次に、図10(B)に示すように、移動機構290が、下チャック231を鉛直上方に移動させ、続いて、上チャック230と下チャック231の水平方向位置を調節する。具体的には、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させながら、第1カメラS1が下ウェハW2の基準点P21~P23を順次撮像すると共に、第2カメラS2が上ウェハW1の基準点P11~P13を順次撮像する。なお、図10(B)は、第1カメラS1が下ウェハW2の基準点P21を撮像すると共に、第2カメラS2が上ウェハW1の基準点P11を撮像する様子を示している。
Next, as shown in FIG. 10B, the moving
第1カメラS1及び第2カメラS2は、撮像した画像データを、制御装置90に送信する。制御装置90は、第1カメラS1で撮像した画像データと第2カメラS2で撮像した画像データとに基づいて移動機構290を制御し、鉛直方向視にて上ウェハW1の基準点P11~P13と下ウェハW2の基準点P21~P23とが合致するように下チャック231の水平方向位置を調節する。
The first camera S1 and the second camera S2 transmit the captured image data to the
次に、図10(C)に示すように、移動機構290が下チャック231を鉛直上方に移動させる。その結果、下ウェハW2の接合面W2jと上ウェハW1の接合面W1jとの間隔G(図8参照)は、予め定められた距離、例えば80μm~200μmになる。間隔Gの調節には、第1変位計S3と、第2変位計S4とが用いられる。
Next, as shown in FIG. 10C, the moving
第1変位計S3は、第1カメラS1と同様に、上チャック230に対して固定されており、下チャック231に保持された下ウェハW2の厚みを測定する。第1変位計S3は、例えば下ウェハW2に対して光を照射し、下ウェハW2の上下両面で反射された反射光を受光し、下ウェハW2の厚みを測定する。その厚みの測定は、例えば移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる際に実施される。第1変位計S3の測定方式は、例えば共焦点方式、分光干渉方式、又は三角測距方式等である。第1変位計S3の光源は、LED又はレーザーである。
Similar to the first camera S1, the first displacement meter S3 is fixed to the
一方、第2変位計S4は、第2カメラS2と同様に、下チャック231に対して固定されており、上チャック230に保持された上ウェハW1の厚みを測定する。第2変位計S4は、例えば上ウェハW1に対して光を照射し、上ウェハW1の上下両面で反射された反射光を受光し、上ウェハW1の厚みを測定する。その厚みの測定は、例えば移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる際に実施される。第2変位計S4の測定方式は、例えば共焦点方式、分光干渉方式、又は三角測距方式等である。第2変位計S4の光源は、LED又はレーザーである。
On the other hand, the second displacement meter S4 is fixed to the
第1変位計S3及び第2変位計S4は、測定したデータを、制御装置90に送信する。制御装置90は、第1変位計S3で測定したデータと第2変位計S4で測定したデータとに基づいて移動機構290を制御し、間隔Gが設定値になるように下チャック231の鉛直方向位置を調節する。
The first displacement meter S3 and the second displacement meter S4 transmit the measured data to the
次に、真空ポンプ241aの作動が停止され、図11(A)に示すように、領域230aにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。その後、押動部250の押動ピン251が下降し、上ウェハW1の中心を押し下げ、下ウェハW2に接触させる(ステップS113)。その結果、上ウェハW1と下ウェハW2の中心同士が接合される。
Next, the operation of the
上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ改質されているため、まず、接合面W1j、W2j間にファンデルワールス力(分子間力)が生じ、当該接合面W1j、W2j同士が接合される。さらに、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ親水化済みであるので、親水基(例えばOH基)が水素結合し、接合面W1j、W2j同士が強固に接合される。 Since the joint surface W1j of the upper wafer W1 and the joint surface W2j of the lower wafer W2 are modified, first, a van der Waals force (intramolecular force) is generated between the joint surfaces W1j and W2j, and the joint surface W1j, W2j are joined to each other. Further, since the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 have already been hydrophilized, hydrophilic groups (for example, OH groups) are hydrogen-bonded, and the bonding surfaces W1j and W2j are firmly bonded to each other. ..
次に、真空ポンプ241bの作動が停止され、図11(B)に示すように、領域230bにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。続いて、真空ポンプ241cの作動が停止され、図11(C)に示すように、領域230cにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。
Next, the operation of the
このように、上ウェハW1の中心から周縁に向けて、上ウェハW1の真空吸着が段階的に解除され、上ウェハW1が下ウェハW2に段階的に落下して当接する。そして、上ウェハW1と下ウェハW2の接合は、中心から周縁に向けて順次進行する(ステップS114)。その結果、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jとが全面で当接し、上ウェハW1と下ウェハW2とが接合され、重合ウェハTが得られる。その後、押動ピン251は、元の位置まで上昇させられる。
In this way, the vacuum suction of the upper wafer W1 is gradually released from the center of the upper wafer W1 toward the peripheral edge, and the upper wafer W1 gradually drops and abuts on the lower wafer W2. Then, the joining of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 proceeds sequentially from the center to the peripheral edge (step S114). As a result, the joining surface W1j of the upper wafer W1 and the joining surface W2j of the lower wafer W2 are in contact with each other on the entire surface, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are joined to obtain a polymerized wafer T. After that, the
次に、移動機構290が、上チャック230と下チャック231の相対位置を、図8に示す接合位置から、図6及び図7に示す基板受渡位置に移動する(ステップS115)。例えば、移動機構290は、先ず下チャック231を下降させ、下チャック231と上チャック230の鉛直方向の間隔を広げる。続いて、移動機構290は、下チャック231を横に移動させ、下チャック231と上チャック230を横にずらす。
Next, the moving
次に、搬送装置61が、接合モジュール41に対する重合ウェハTの搬出を行う(ステップS116)。具体的には、先ず、下チャック231が、重合ウェハTの保持を解除する。続いて、複数の保持ピン265が、上昇し、重合ウェハTを搬送装置61に渡す。その後、複数の保持ピン265が、元の位置まで下降する。
Next, the
次に、図12を参照して、下チャック231の吸着面300について説明する。なお、本開示の技術は、上チャック230の吸着面にも適用可能である。図12において、ハッチングで示す領域は、吸着圧力を発生させる領域である。下チャック231の吸着面300は、個別に吸着圧力を発生させる複数の領域を含む。
Next, the
例えば、吸着面300は、円環状のリブ301、302、303、304によって、円状の第1領域Aと、円環状の中間領域Bと、円環状の第2領域Cと、円環状の周縁領域Dと、に区画される。第1領域Aと、中間領域Bと、第2領域Cと、周縁領域Dとは、吸着面300の中心から周縁に向けて、この順番で、同心円状に配置される。
For example, the
なお、吸着面300は、第1領域Aと第2領域Cを含めばよく、中間領域B及び/又は周縁領域Dを含まなくてもよい。中間領域Bは、第1領域Aと第2領域Cの間に配置される。周縁領域Dは、第2領域Cよりも外側に配置される。
The
中間領域Bは、放射状のリブ305によって、複数の円弧状の領域B1~B8に区画される。同様に、第2領域Cは、放射状のリブ305によって、複数の円弧状の領域C1~C8に区画される。中間領域Bの区画数と、第2領域Cの区画数とは、図12では同じになっているが、異なっていてもよい。
The intermediate region B is divided into a plurality of arcuate regions B1 to B8 by the
周縁領域Dは、放射状のリブ306によって、複数の円弧状の領域D1~D24に区画される。周縁領域Dの区画数は、第2領域Cの区画数に比べて、多くなっている。最も外側の周縁領域Dを細かく区画することで、吸着圧力を発生する順番を調節しやすく、反った下ウェハW2の周縁を所望の順番で吸引できる。
The peripheral region D is divided into a plurality of arcuate regions D1 to D24 by the
例えば、第1仮想直線L1の上にある領域D1、D13から、第2仮想直線L2の上にある領域D7、D19に向けて、順番に吸着圧力を発生させることも可能である。第1仮想直線L1と第2仮想直線L2とは、下チャック231の吸着面300の中心で直交する。
For example, it is also possible to sequentially generate adsorption pressures from the regions D1 and D13 on the first virtual straight line L1 toward the regions D7 and D19 on the second virtual straight line L2. The first virtual straight line L1 and the second virtual straight line L2 are orthogonal to each other at the center of the
第1仮想直線L1には、例えば、領域Aと、領域B1、B5と、領域C1、C5と、領域D1、D13とが配置される。また、第2仮想直線L2には、領域Aと、領域B3、B7と、領域C3、C7と、領域D7、D19とが配置される。 For example, regions A, regions B1 and B5, regions C1 and C5, and regions D1 and D13 are arranged on the first virtual straight line L1. Further, the area A, the areas B3 and B7, the areas C3 and C7, and the areas D7 and D19 are arranged on the second virtual straight line L2.
第2領域Cの周方向一部である第1部は、第1仮想直線L1に配置される。第1部は、例えば領域C1、C5である。一方、第2領域Cの他の周方向一部である第2部は、第2仮想直線L2に配置される。第2部は、例えば領域C3、C7である。 The first part, which is a part in the circumferential direction of the second region C, is arranged on the first virtual straight line L1. The first part is, for example, regions C1 and C5. On the other hand, the second part, which is a part of the other circumferential direction of the second region C, is arranged on the second virtual straight line L2. The second part is, for example, regions C3 and C7.
周縁領域Dの周方向一部である第3部は、第1仮想直線L1に配置される。第3部は、例えば領域D1、D13である。一方、周縁領域Dの他の周方向一部である第4部は、第2仮想直線L2に配置される。第4部は、例えば領域D7、D19である。 The third part, which is a part of the peripheral region D in the circumferential direction, is arranged on the first virtual straight line L1. The third part is, for example, regions D1 and D13. On the other hand, the fourth part, which is a part of the peripheral region D in the circumferential direction, is arranged on the second virtual straight line L2. The fourth part is, for example, regions D7 and D19.
吸着圧力発生部310は、吸着面300を構成する複数の領域に個別に吸着圧力を発生させる。吸着圧力発生部310は、後述のグループを適宜変更できるように、全ての領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24に個別に吸着圧力を発生させてもよい。但し、吸着圧力発生部310は、全ての領域に個別に吸着圧力を発生させなくてもよい。
The suction
制御装置90は、吸着圧力発生部310を制御し、吸着圧力を発生させる順番などを制御する。制御装置90は、後述するグループ毎に、複数の領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24に吸着圧力を発生させる。従って、同一のグループに属する複数の領域(例えば領域C1、C5)は、まとめて吸着圧力を発生させてもよい。
The
図13に示すように、吸着圧力発生部310は、個別ライン311と、開閉バルブ312と、圧力制御器313との組を、複数組含む。吸着圧力発生部310は、全ての領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24に個別に吸着圧力を発生させる場合、領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24毎に個別ライン311を含む。複数の個別ライン311は、互いに異なる領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24に接続されている。
As shown in FIG. 13, the suction
複数の個別ライン311は、真空ポンプなどの吸引源に接続されている。吸引源は、ガスを吸引する。吸引源は、個別ライン311毎に設けられてもよいし、複数の個別ライン311に共通で設けられてもよい。
The plurality of
開閉バルブ312は、制御装置90による制御下で、個別ライン311のガスの流路を開閉する。また、圧力制御器313は、制御装置90による制御下で、個別ライン311のガスの気圧を制御する。圧力制御器313は、例えば電空レギュレータである。
The on-off
吸引源が作動し、開閉バルブ312がガスの流路を開放すると、開放した流路の接続先に負圧が発生し、吸着圧力が発生する。吸着圧力の大きさは、圧力制御器313で制御する。一方、開閉バルブ312がガスの流路を閉塞し、閉塞した流路の接続先の気圧が大気圧に戻ると、吸着圧力の発生が解除される。
When the suction source is activated and the on-off
次に、図14を参照して、下ウェハW2の反りの第1例について説明する。図14(A)において、白黒の諧調は、下チャック231の吸着面300に対する下ウェハW2の下面(非接合面W2n)の高さを表す。色が黒色に近いほど、下ウェハW2の下面の高さが低く、下ウェハW2の下面と下チャック231の吸着面300との間隔が小さい。
Next, a first example of warpage of the lower wafer W2 will be described with reference to FIG. In FIG. 14A, the black-and-white gradation represents the height of the lower surface (non-bonding surface W2n) of the lower wafer W2 with respect to the
下ウェハW2の反りは、例えば反り測定装置5(図1参照)で測定される。反り測定装置5は、接合装置1とは別に設けられ、測定したデータを制御装置90に送信する。なお、反り測定装置5は、接合装置1の一部として設けられてもよい。後述するように、下チャック231が、下ウェハW2の反りを測定すべく、複数の変位センサを含んでもよい。
The warp of the lower wafer W2 is measured by, for example, a warp measuring device 5 (see FIG. 1). The warp measuring device 5 is provided separately from the joining
図14(A)に示すように、制御装置90が下チャック231の吸着面300に吸着圧力を発生させる直前に、下ウェハW2は反っている。下ウェハW2の反りは、例えば、シリコンウェハ等の半導体基板の上に、複数の膜が積層されることで生じる。各膜は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法、又はスピンオン法等で成膜される。成膜時に熱膨張差によって応力が生じ、下ウェハW2が反る。
As shown in FIG. 14A, the lower wafer W2 is warped immediately before the
下ウェハW2の下面は、下チャック231の吸着面300の中心で直交する第1仮想直線L1及び第2仮想直線L2(図12参照)を挟んで対称な反り、つまり、線対称な反りを有することが多い。シリコンウェハ等の半導体基板のヤング率、ポアソン比、及びせん断弾性係数が90°周期で変化するからである。第1仮想直線L1及び第2仮想直線L2は、吸着面300に直交する方向(Z軸方向)から見て、半導体基板の特定の結晶方位に延びている。
The lower surface of the lower wafer W2 has a symmetric warp, that is, a line-symmetrical warp with the first virtual straight line L1 and the second virtual straight line L2 (see FIG. 12) orthogonal to each other at the center of the
下ウェハW2の反りは、第1仮想直線L1と第2仮想直線L2における、下チャック231と下ウェハW2との間隔で表される。例えば、図14(B)に示すように、第1仮想直線L1では、吸着面300の中心に近づくほど、吸着面300と下ウェハW2との間隔が大きくなる。また、図14(C)に示すように、第2仮想直線L2では、吸着面300の中心から遠ざかるほど、吸着面300と下ウェハW2との間隔が大きくなる。
The warp of the lower wafer W2 is represented by the distance between the
従って、第2領域Cの第2部C3、C7と下ウェハW2との間隔は、第2領域Cの第1部C1、C5と下ウェハW2との間隔よりも大きい。また、周縁領域Dの第4部D7、D19と下ウェハW2との間隔は、周縁領域Dの第3部D1、D13と下ウェハW2との間隔よりも大きい。 Therefore, the distance between the second parts C3, C7 of the second region C and the lower wafer W2 is larger than the distance between the first parts C1, C5 of the second region C and the lower wafer W2. Further, the distance between the fourth portions D7 and D19 of the peripheral region D and the lower wafer W2 is larger than the distance between the third portions D1 and D13 of the peripheral region D and the lower wafer W2.
次に、図15及び表1を参照して、図14に示す下ウェハW2を吸着する際に、吸着圧力を発生させる順番の第1例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 15 and 1, a first example of the order in which the suction pressure is generated when the lower wafer W2 shown in FIG. 14 is sucked will be described.
制御装置90は、例えば、複数の領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24を表1に示すグループG1~G6に分けて、吸着圧力を発生させる。吸着圧力を発生させる順番は、G1、G2、G3、G4、G5、G6の順番である。G1が最初であり、G6が最後である。制御装置90は、全てのグループG1~G6に吸着圧力を発生させるまで、一旦発生させた吸着圧力を解除しない。
For example, the
第1仮想直線L1において吸着圧力を発生させる順番は、グループG1(領域A)、グループG2(領域B1、B5)、グループG3(領域C1、C5)、及びグループG4(領域D1、D13)の順番である。第1仮想直線L1において、吸着面300の中心から周縁に向けて順番に吸着圧力が発生させられる。順番が逆の場合とは異なり、シワを外に逃がすことができ、シワの発生を抑制できる。
The order in which the suction pressure is generated in the first virtual straight line L1 is the order of group G1 (region A), group G2 (regions B1, B5), group G3 (regions C1, C5), and group G4 (regions D1, D13). Is. In the first virtual straight line L1, the suction pressure is sequentially generated from the center of the
また、第2仮想直線L2において吸着圧力を発生させる順番は、グループG1(領域A)、グループG2(領域B3、B7)、グループG5(領域C3、C7)、及びグループG6(領域D7、D19)の順番である。第2仮想直線L2において、吸着面300の中心から周縁に向けて順番に吸着圧力が発生させられる。順番が逆の場合とは異なり、シワを外に逃がすことができ、シワの発生を抑制できる。
Further, the order in which the suction pressure is generated in the second virtual straight line L2 is group G1 (region A), group G2 (regions B3, B7), group G5 (regions C3, C7), and group G6 (regions D7, D19). It is the order of. In the second virtual straight line L2, the suction pressure is sequentially generated from the center of the
本実施形態の制御装置90は、第1領域Aに吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第1部C1、C5に吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第2部C3、C7に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる。先ず、制御装置90は、第1領域Aに吸着圧力を発生させる。第1仮想直線L1と第2仮想直線L2の両方で、吸着面300の中心に吸着圧力を発生させることができる。
The
その後、制御装置90は、第2領域Cの第1部C1、C5に吸着圧力を発生させる。図14に示すように、第1部C1、C5は、第2部C3、C7に比べて、下ウェハW2との間隔が小さく、真空度が高くなりやすい。それゆえ、第1部C1、C5に下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2が第1部C1、C5に接触し、下ウェハW2の反りが小さくなる。
After that, the
その結果、第2部C3、C7と下ウェハW2との間隔も小さくなる。その後、制御装置90が第2部C3、C7に吸着圧力を発生させた際に、真空度を高めやすく、第2部C3、C7にも下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2が、第2部C3、C7に接触する。
As a result, the distance between the second part C3, C7 and the lower wafer W2 is also reduced. After that, when the
上記の通り、第1部C1、C5と第2部C3、C7とで吸着圧力を発生させるタイミングをずらすことにより、真空度を効率的に高めることができ、下ウェハW2を効率的に吸着できる。 As described above, by shifting the timing of generating the suction pressure between the first part C1 and C5 and the second part C3 and C7, the degree of vacuum can be efficiently increased and the lower wafer W2 can be efficiently sucked. ..
本実施形態の制御装置90は、第1領域Aよりも後で、且つ第2領域Cの第1部C1、C5よりも先に、中間領域Bの全体に吸着圧力を発生させる。中間領域Bに下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2が中間領域Bの全体に接触し、下ウェハW2の反りが小さくなる。その結果、第1部C1、C5と下ウェハW2の間隔も小さくなる。それゆえ、第1部C1、C5に吸着圧力を発生させた際に、真空度を高めやすい。上記の順番で吸着圧力を発生させることで、シワを外に逃がすこともできる。
The
本実施形態の制御装置90は、第1領域Aに吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第1部C1、C5に吸着圧力を発生させることと、周縁領域Dの第3部D1、D13に吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第2部C3、C7に吸着圧力を発生させること、周縁領域Dの第4部D7、D19に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる。
The
図14に示すように、第3部D1、D13は、第2部C3、C7に比べて、下ウェハW2との間隔が小さく、真空度が高くなりやすい。それゆえ、第2部C3、C7よりも先に、第3部D1、D13に吸着圧力を発生させることで、第3部D1、D13に下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2が第3部D1、D13に接触し、下ウェハW2の反りが小さくなる。その結果、第2部C3、C7と下ウェハW2の間隔も小さくなる。それゆえ、第2部C3、C7に吸着圧力を発生させた際に、真空度を高めやすい。 As shown in FIG. 14, the third part D1 and D13 have a smaller distance from the lower wafer W2 than the second parts C3 and C7, and the degree of vacuum tends to be higher. Therefore, the lower wafer W2 can be attracted to the third parts D1 and D13 by generating the suction pressure in the third parts D1 and D13 before the second parts C3 and C7. The lower wafer W2 comes into contact with the third portions D1 and D13, and the warp of the lower wafer W2 becomes smaller. As a result, the distance between the second part C3, C7 and the lower wafer W2 is also reduced. Therefore, when the suction pressure is generated in the second part C3 and C7, it is easy to increase the degree of vacuum.
図14に示すように、第2部C3、C7は、第4部D7、D19に比べて、下ウェハW2との間隔が小さく、真空度が高くなりやすい。それゆえ、第4部D7、D19よりも先に、第2部C3、C7に吸着圧力を発生させることで、第2部C3、C7に下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2が第2部C3、C7に接触し、下ウェハW2の反りが小さくなる。その結果、第4部D7、D19と下ウェハW2の間隔も小さくなる。それゆえ、第4部D7、D19に吸着圧力を発生させた際に、真空度を高めやすい。第4部D7、D19にも下ウェハW2を引き寄せることができ、下ウェハW2の下面全体を吸着できる。 As shown in FIG. 14, the second parts C3 and C7 have a smaller distance from the lower wafer W2 than the fourth parts D7 and D19, and the degree of vacuum tends to be higher. Therefore, the lower wafer W2 can be attracted to the second parts C3 and C7 by generating the suction pressure in the second parts C3 and C7 before the fourth parts D7 and D19. The lower wafer W2 comes into contact with the second portions C3 and C7, and the warp of the lower wafer W2 becomes smaller. As a result, the distance between the fourth part D7 and D19 and the lower wafer W2 is also reduced. Therefore, it is easy to increase the degree of vacuum when the suction pressure is generated in the fourth part D7 and D19. The lower wafer W2 can also be attracted to the fourth part D7 and D19, and the entire lower surface of the lower wafer W2 can be adsorbed.
表1に示すように、制御装置90は、吸着面300の全体に吸着圧力を発生させた後で、例えばグループG7~G8における吸着圧力の発生を一時的に解除させてもよい。次に、制御装置90は、グループG7、G8に再び吸着圧力を発生させる。再発生の順番は、G7、G8の順番である。G7が最初であり、G8が最後である。その結果、制御装置90は、再び吸着面300の全体に吸着圧力を発生させる。
As shown in Table 1, the
本実施形態の制御装置90は、吸着面300の全体に吸着圧力を発生させた後で、周縁領域Dの全体に吸着圧力を発生させながら、少なくとも第2領域Cの一部における吸着圧力の発生を一時的に解除させ、その後、再び吸着圧力を発生させる。下ウェハW2の周縁全体を吸着した状態で、図15(A)に示す領域E1に発生したシワを、図15(B)に示す領域E2に分散できる。
The
本実施形態の制御装置90は、第2領域Cの一部に加えて、中間領域Bの一部における吸着圧力の発生を一時的に解除させ、その後、再び吸着圧力を発生させる。吸着圧力の発生を解除する領域を広げることで、シワを広く分散できる。その後、制御装置90は、中間領域Bの一部と、第2領域Cの一部とにこの順番で再び吸着圧力を発生させる。シワを外に逃がすことができる。
The
次に、図16及び表2を参照して、図14に示す下ウェハW2を吸着する際に、吸着圧力を発生させる順番の第2例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 16 and 2, a second example of the order in which the suction pressure is generated when the lower wafer W2 shown in FIG. 14 is sucked will be described.
制御装置90は、例えば、複数の領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24を表2に示すグループG1~G6に分けて、吸着圧力を発生させる。吸着圧力を発生させる順番は、G1、G2、G3、G4、G5、G6の順番である。グループG1~G6の分け方及び順番は、第1例と同じであるので、説明を省略する。
For example, the
次に、制御装置90は、吸着面300の全体に吸着圧力を発生させた後で、表2に示すグループG7~G9における吸着圧力の発生を一時的に解除させる。次に、制御装置90は、グループG7~G9に再び吸着圧力を発生させる。再発生の順番は、G7、G8、G9の順番である。G7が最初であり、G9が最後である。その結果、制御装置90は、再び吸着面300の全体に吸着圧力を発生させる。
Next, the
例えば、制御装置90は、吸着面300の全体に吸着圧力を発生させた後で、周縁領域Dの第4部D7、D19に吸着圧力を発生させながら、周縁領域Dの第3部D1、D13における吸着圧力の発生を一時的に解除させ、その後、再び吸着圧力を発生させる。下ウェハW2の周縁の一部の吸着を解除するので、シワを外に逃がすことができる。下ウェハWの周縁のうち吸着を維持するのは、反りの最も大きかった部分である。反りの最も大きかった部分の吸着を解除する場合に比べて、再吸着時の吸着不良の発生を防止できる。
For example, the
また、制御装置90は、周縁領域Dの第3部D1、D13に加えて、第2領域Cの第1部C1、C5における吸着圧力の発生を一時的に解除させてもよい。吸着圧力の発生を解除する領域を広げることで、シワを広く分散できる。その後、制御装置90は、第1部C1、C5と第3部D1、D13とにこの順番で再び吸着圧力を発生させる。シワを外に逃がすことができる。
Further, the
更に、制御装置90は、第2領域Cの第1部C1、C5に加えて、中間領域Bの一部における吸着圧力の発生を一時的に解除させてもよい。吸着圧力の発生を解除する領域を広げることで、シワを広く分散できる。その後、制御装置90は、中間領域Bの一部と、第2領域Cの第1部C1、C5と、周縁領域Dの第3部D1、D13とにこの順番で再び吸着圧力を発生させる。シワを外に逃がすことができる。
Further, the
次に、図17を参照して、下ウェハW2の反りの第2例について説明する。図17(A)において、白黒の諧調は、下チャック231の吸着面300に対する下ウェハW2の下面(非接合面W2n)の高さを表す。色が黒色に近いほど、下ウェハW2の下面の高さが低く、下ウェハW2の下面と下チャック231の吸着面300との間隔が狭い。
Next, a second example of warpage of the lower wafer W2 will be described with reference to FIG. In FIG. 17A, the black-and-white gradation represents the height of the lower surface (non-bonding surface W2n) of the lower wafer W2 with respect to the
下ウェハW2の反りは、下チャック231の吸着面300の中心で直交する第1仮想直線L1及び第2仮想直線L2(図12参照)を挟んで対称な反り、つまり、線対称な反りを有することが多い。下ウェハW2の反りは、第1仮想直線L1と第2仮想直線L2における、下チャック231と下ウェハW2との間隔で表される。
The warp of the lower wafer W2 has a symmetric warp, that is, a line-symmetrical warp with the first virtual straight line L1 and the second virtual straight line L2 (see FIG. 12) orthogonal to each other at the center of the
例えば、図17(B)に示すように、第1仮想直線L1の全体で、吸着面300と下ウェハW2とが接触する。また、図17(C)に示すように、第2仮想直線L2では、吸着面300の中心から遠ざかるほど、吸着面300と下ウェハW2との間隔が大きくなる。
For example, as shown in FIG. 17B, the
従って、第2領域Cの第2部C3、C7と下ウェハW2との間隔は、第2領域Cの第1部C1、C5と下ウェハW2との間隔よりも大きい。また、周縁領域Dの第4部D7、D19と下ウェハW2との間隔は、周縁領域Dの第3部D1、D13と下ウェハW2との間隔よりも大きい。 Therefore, the distance between the second parts C3 and C7 of the second region C and the lower wafer W2 is larger than the distance between the first parts C1 and C5 of the second region C and the lower wafer W2. Further, the distance between the fourth portions D7 and D19 of the peripheral region D and the lower wafer W2 is larger than the distance between the third portions D1 and D13 of the peripheral region D and the lower wafer W2.
次に、図18及び表3を参照して、図17に示す下ウェハW2を吸着する際に、吸着圧力を発生させる順番の一例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 18 and 3, an example of the order in which the suction pressure is generated when the lower wafer W2 shown in FIG. 17 is sucked will be described.
制御装置90は、例えば、複数の領域A、B1~B8、C1~C8、D1~D24を表3に示すグループG1~G4に分けて、吸着圧力を発生させる。吸着圧力を発生させる順番は、G1、G2、G3、G4の順番である。G1が最初であり、G4が最後である。制御装置90は、全てのグループG1~G4に吸着圧力を発生させるまで、一旦発生させた吸着圧力を解除しない。
For example, the
第1仮想直線L1において吸着圧力を発生させる順番は、グループG1(領域A)、グループG2(領域B1、B5、C1、C5、D1、D13)の順番である。第1仮想直線L1において、吸着面300の中心から周縁に向けて順番に吸着圧力が発生させられる。順番が逆の場合とは異なり、シワを外に逃がすことができ、シワの発生を抑制できる。
The order in which the suction pressure is generated in the first virtual straight line L1 is the order of group G1 (region A) and group G2 (regions B1, B5, C1, C5, D1, D13). In the first virtual straight line L1, the suction pressure is sequentially generated from the center of the
また、第2仮想直線L2において吸着圧力を発生させる順番は、グループG1(領域A)、グループG2(領域B3、B7)、グループG3(領域C3、C7)、及びグループG4(領域D7、D19)の順番である。第2仮想直線L2において、吸着面300の中心から周縁に向けて順番に吸着圧力が発生させられる。順番が逆の場合とは異なり、シワを外に逃がすことができ、シワの発生を抑制できる。
Further, the order in which the suction pressure is generated in the second virtual straight line L2 is group G1 (region A), group G2 (regions B3, B7), group G3 (regions C3, C7), and group G4 (regions D7, D19). It is the order of. In the second virtual straight line L2, the suction pressure is sequentially generated from the center of the
制御装置90は、第1領域Aに吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第1部C1、C5に吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第2部C3、C7に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる。従って、真空度を効率的に高めることができ、下ウェハW2を効率的に吸着できる。
The
制御装置90は、処理時間を短縮すべく、第2領域Cの第1部C1、C5と同時に、中間領域Bの全体に吸着圧力を発生させる。図17に示す反りは、図14に示す反りよりも小さい。それゆえ、第2領域Cの第1部C1、C5と同時に、中間領域Bの全体に下ウェハW2を引き寄せることができる。
The
また、制御装置90は、処理時間を短縮すべく、第2領域Cの第1部C1、C5と周縁領域Dの第3部D1、D13とに同時に吸着圧力を発生させる。図17(B)に示すように、第3部D1、D13は、第1部C1、C5と同様に下ウェハW2に接触しているので、同時に吸着圧力を発生できる。
Further, the
更に、制御装置90は、処理時間を短縮すべく、第2領域Cの第2部C3、C7と周縁領域Dの第5部D10、D22とに同時に吸着圧力を発生させる。周縁領域Dの第5部D10、D22は、周縁領域Dの第3部D1、D13と第4部D7、D19の間に配置される。制御装置90は、第4部D7、D19よりも先に、第5部D10、D22に吸着圧力を発生させる。
Further, the
第5部D10、D22は、第4部D7、D19に比べて、下ウェハW2との間隔が小さく、真空度が高くなりやすい。それゆえ、第4部D7、D19よりも先に、第5部D10、D22に吸着圧力を発生させることで、第5部D10、D22に下ウェハW2を引き寄せることができる。 The fifth part D10 and D22 have a smaller distance from the lower wafer W2 than the fourth part D7 and D19, and the degree of vacuum tends to be higher. Therefore, the lower wafer W2 can be attracted to the fifth parts D10 and D22 by generating the suction pressure in the fifth parts D10 and D22 before the fourth parts D7 and D19.
その結果、第4部D7、D19と下ウェハW2の間隔も小さくなる。その後、制御装置90が第4部D7、D19に吸着圧力を発生させた際に、真空度を高めやすく、第4部D7、D19にも下ウェハW2を引き寄せることができる。下ウェハW2の下面全体を吸着できる。
As a result, the distance between the fourth part D7 and D19 and the lower wafer W2 is also reduced. After that, when the
上記の通り、制御装置90は、第1領域Aに吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第1部C1、C5と周縁領域Dの第3部D1、D13とに同時に吸着圧力を発生させることと、第2領域Cの第2部C3、C7と周縁領域Dの第5部D10、D22とに同時に吸着圧力を発生させること、周縁領域Dの第4部D7、D19に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる。
As described above, the
そうして、制御装置90は、吸着面300の全体に吸着圧力を発生させた後で、周縁領域Dの第4部D7、D19に吸着圧力を発生させながら、周縁領域Dの第3部D1、D13及び第5部D10、D22における吸着圧力の発生を一時的に解除させ、その後、再び吸着圧力を発生させる。下ウェハW2の周縁の一部の吸着を解除するので、シワを外に逃がすことができる。下ウェハWの周縁のうち吸着を維持するのは、反りの最も大きかった部分である。反りの最も大きかった部分の吸着を解除する場合に比べて、再吸着時の吸着不良の発生を防止できる。
Then, the
制御装置90は、周縁領域Dの第3部D1、D13及び第5部D10、D22に加えて、第2領域Cの一部における吸着圧力の発生を一時的に解除させてもよい。吸着圧力の発生を解除する領域を広げることで、シワを広く分散できる。その後、第2領域Cの一部と、周縁領域Dの第3部D1、D13及び第5部D10、D22とにこの順番で再び吸着圧力を発生させる。シワを外に逃がすことができる。
The
次に、図19(A)を参照して、変位センサ320について説明する。変位センサ320は、吸着面300と基板Wの間隔を計測する。変位センサ320は、例えばレーザー変位計などである。変位センサ320は、非接触式であるが、接触式であってもよい。下チャック231は、複数の変位センサ320を含む。複数の変位センサ320によって、下ウェハW2の反りを計測できる。また、下ウェハWと吸着面300との接触を確認できる。
Next, the
次に、図19(A)~(C)を参照して、局所吸引部330について説明する。下チャック231は、吸着面300を区画するリブ(例えばリブ302、303)を含み、リブで囲まれた領域(例えば領域C3)の一部に下ウェハW2を局所的に吸引する局所吸引部330を含む。局所的に高い真空度を発生でき、領域C3に下ウェハW2を引き寄せることができる。
Next, the
局所吸引部330は、少なくとも第2領域Cの第2部C3、C7に配置されることが好ましい。第2領域Cの中では、第2部C3、C7において、下ウェハW2と吸着面300の間隔が最も大きいからである。局所吸引部330は、第2領域Cの全ての領域C1~C8に配置されてもよい。
The
局所吸引部330は、少なくとも周縁領域Dの第4部D7、D19に配置されることが好ましい。周縁領域Dの中では、第4部D7、D19において、下ウェハW2と吸着面300の間隔が最も大きいからである。局所吸引部330は、周縁領域Dの全ての領域D1~D24に配置されてもよい。
The
局所吸引部330は、中間領域Bに配置されてもよい。なお、局所吸引部330は、第1領域Aには配置されなくてもよい。
The
局所吸引部330は、例えば、図19(A)に示すように、真空吸着パッドであり、リブ302、303と同じ高さに配置される。なお、真空吸着パッドは、伸縮可能なものであってもよく、図19(B)に示すように、リブ302、303よりも突出していてもよい。領域C3に下ウェハW2を確実に引き寄せできる。
The
局所吸引部330は、図19(C)に示すように、ベルヌーイ効果によって下ウェハW2を吸着する吸着パッドであってもよい。ベルヌーイ式の吸着パッドは、真空吸着パッドとは異なり、非接触で、下ウェハW2を吸着できる。
As shown in FIG. 19C, the
以上、本開示に係る基板処理装置、及び基板処理方法の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the substrate processing apparatus and the embodiment of the substrate processing method according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments and the like. Various changes, modifications, replacements, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. Of course, they also belong to the technical scope of the present disclosure.
1 接合装置(基板処理装置)
90 制御装置(制御部)
231 下チャック(保持部)
300 吸着面
310 吸着圧力発生部
A 第1領域
C 第2領域
C1、C5 第1部
C3、C7 第2部
W2 下ウェハ(基板)
1 Joining equipment (board processing equipment)
90 Control device (control unit)
231 Lower chuck (holding part)
300
Claims (17)
前記第1領域と、前記第2領域の周方向一部である第1部と、前記第2領域の他の周方向一部である第2部と、に個別に吸着圧力を発生させる吸着圧力発生部と、
吸着圧力発生部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1領域に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第1部に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第2部に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる、基板処理装置。 A holding portion including a circular first region and an annular second region arranged outside the first region on the suction surface for sucking the substrate.
Suction pressure that individually generates suction pressure for the first region, the first part that is a part of the second region in the circumferential direction, and the second part that is a part of the other peripheral direction of the second region. The generator and
It is equipped with a control unit that controls the suction pressure generation unit.
The control unit generates a suction pressure in the first region, generates a suction pressure in the first portion of the second region, and generates a suction pressure in the second portion of the second region. A board processing device that executes the operation in this order.
前記制御部が前記吸着面に吸着圧力を発生させる直前に、前記基板は反っており、前記第1仮想直線では、前記中心に近づくほど、前記吸着面と前記基板との間隔が大きくなり、前記第2仮想直線では、前記中心から遠ざかるほど、前記吸着面と前記基板との間隔が大きくなり、
前記第2領域の前記第1部は前記第1仮想直線に配置され、前記第2領域の前記第2部は前記第2仮想直線に配置される、請求項2に記載の基板処理装置。 The suction surface includes a first virtual straight line passing through the center of the suction surface and a second virtual straight line at the center orthogonal to the first virtual straight line.
Immediately before the control unit generates a suction pressure on the suction surface, the substrate is warped, and in the first virtual straight line, the closer to the center, the larger the distance between the suction surface and the substrate. In the second virtual straight line, the distance between the suction surface and the substrate increases as the distance from the center increases.
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the first part of the second region is arranged on the first virtual straight line, and the second part of the second region is arranged on the second virtual straight line.
吸着圧力発生部は、前記中間領域に吸着圧力を発生させ、
前記制御部は、前記第1領域よりも後で、且つ前記第2領域の前記第1部よりも先に、前記中間領域の全体に吸着圧力を発生させる、請求項3に記載の基板処理装置。 The adsorption surface further includes an annular intermediate region between the first region and the second region.
The suction pressure generating unit generates suction pressure in the intermediate region to generate suction pressure.
The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the control unit generates an adsorption pressure in the entire intermediate region after the first region and before the first portion of the second region. ..
吸着圧力発生部は、前記周縁領域の周方向一部である第3部と、前記周縁領域の他の周方向一部である第4部と、に個別に吸着圧力を発生させ、
前記周縁領域の前記第3部は前記第1仮想直線に配置され、前記周縁領域の前記第4部は前記第2仮想直線に配置され、
前記制御部は、前記第1領域に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第1部に吸着圧力を発生させることと、前記周縁領域の前記第3部に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第2部に吸着圧力を発生させること、前記周縁領域の前記第4部に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる、請求項3又は4に記載の基板処理装置。 The adsorption surface further includes an annular peripheral region outside the second region.
The suction pressure generating part individually generates the suction pressure in the third part which is a part of the peripheral area in the circumferential direction and the fourth part which is a part of the other peripheral direction of the peripheral area.
The third part of the peripheral region is arranged on the first virtual straight line, and the fourth part of the peripheral region is arranged on the second virtual straight line.
The control unit generates an adsorption pressure in the first region, generates an adsorption pressure in the first portion of the second region, and generates an adsorption pressure in the third portion of the peripheral region. 3. The substrate processing apparatus described.
前記制御部が前記吸着面に吸着圧力を発生させる直前に、前記基板は反っており、前記第1仮想直線の全体で前記吸着面と前記基板とが接触し、前記第2仮想直線では、前記中心から遠ざかるほど、前記吸着面と前記基板との間隔が大きくなり、
前記第2領域の前記第1部は前記第1仮想直線に配置され、前記第2領域の前記第2部は前記第2仮想直線に配置される、請求項2に記載の基板処理装置。 The suction surface includes a first virtual straight line passing through the center of the suction surface and a second virtual straight line at the center orthogonal to the first virtual straight line.
Immediately before the control unit generates a suction pressure on the suction surface, the substrate is warped, and the suction surface and the substrate come into contact with each other in the entire first virtual straight line. The farther from the center, the larger the distance between the suction surface and the substrate.
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the first part of the second region is arranged on the first virtual straight line, and the second part of the second region is arranged on the second virtual straight line.
吸着圧力発生部は、前記中間領域に吸着圧力を発生させ、
前記制御部は、前記第2領域の前記第1部と同時に前記中間領域の全体に吸着圧力を発生させる、請求項9に記載の基板処理装置。 The adsorption surface further includes an annular intermediate region between the first region and the second region.
The suction pressure generating unit generates suction pressure in the intermediate region to generate suction pressure.
The substrate processing apparatus according to claim 9, wherein the control unit generates an adsorption pressure in the entire intermediate region at the same time as the first portion in the second region.
吸着圧力発生部は、前記周縁領域の周方向一部である第3部と、前記周縁領域の他の周方向一部である第4部と、前記周縁領域の更に他の周方向一部である第5部と、に個別に吸着圧力を発生させ、
前記周縁領域の前記第3部は前記第1仮想直線に配置され、前記周縁領域の前記第4部は前記第2仮想直線に配置され、
前記制御部は、前記第1領域に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第1部と前記周縁領域の前記第3部とに同時に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第2部と前記周縁領域の第5部とに同時に吸着圧力を発生させること、前記周縁領域の前記第4部に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる、請求項9又は10に記載の基板処理装置。 The adsorption surface further includes an annular peripheral region outside the second region.
The suction pressure generating portion is a third part which is a peripheral part of the peripheral region, a fourth part which is another peripheral part of the peripheral region, and a further peripheral part of the peripheral region. A suction pressure is generated individually for the fifth part,
The third part of the peripheral region is arranged on the first virtual straight line, and the fourth part of the peripheral region is arranged on the second virtual straight line.
The control unit generates an adsorption pressure in the first region, simultaneously generates an adsorption pressure in the first portion of the second region and the third portion of the peripheral region, and the second region. The claim that the suction pressure is generated simultaneously in the second part of the region and the fifth part of the peripheral region, and the suction pressure is generated in the fourth part of the peripheral region in this order. 9. The substrate processing apparatus according to 9 or 10.
前記第2保持部に保持されている前記第2基板の中心を押し下げ、前記基板の中心に接触させる押動部と、を備え、
前記制御部は、前記押動部で前記第2基板の中心を前記基板の中心に接触させ、続いて、前記第2保持部による前記第2基板の吸着を解除し、前記第2基板の接合面と前記基板の接合面とを全面で接触させ、接合させる、請求項1~15のいずれか1項に記載の基板処理装置。 A second holding portion that adsorbs the second substrate at a distance from the substrate held by the holding portion,
A pushing portion that pushes down the center of the second substrate held by the second holding portion and brings it into contact with the center of the substrate is provided.
The control unit brings the center of the second substrate into contact with the center of the substrate by the push unit, and subsequently releases the adsorption of the second substrate by the second holding portion to join the second substrate. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein the surface and the bonding surface of the substrate are brought into contact with each other on the entire surface to be bonded.
前記吸着面は、円状の第1領域と、前記第1領域の外側に配置される円環状の第2領域とを含み、
前記第2領域は、前記第2領域の周方向一部である第1部と、前記第2領域の他の周方向一部である第2部と、を含み、
前記吸着面に前記基板を当てた状態で、前記第1領域に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第1部に吸着圧力を発生させることと、前記第2領域の前記第2部に吸着圧力を発生させることと、をこの順番で実行させる、基板処理方法。 A substrate processing method including processing the substrate with the substrate adsorbed on the suction surface of the holding portion.
The suction surface includes a circular first region and an annular second region arranged outside the first region.
The second region includes a first part which is a circumferential part of the second region and a second part which is another circumferential part of the second region.
With the substrate in contact with the suction surface, the suction pressure is generated in the first region, the suction pressure is generated in the first part of the second region, and the second region is generated. A substrate processing method in which the suction pressure is generated in two parts and the suction pressure is executed in this order.
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WO2024043143A1 (en) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate treatment device and substrate treatment method |
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