JP6247995B2 - Joining method, program, computer storage medium, joining apparatus and joining system - Google Patents
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Description
本発明は、接着剤を介して基板同士を接合する接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、接着剤を介して基板同士を接合する接合装置、及び当該接合装置を備えた接合システムに関する。 The present invention relates to a bonding method, a program, a computer storage medium, a bonding apparatus for bonding substrates to each other through an adhesive, and a bonding system including the bonding apparatus.
近年、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)の大口径化が進んでいる。また、実装な被処理ウェハWどの特定の工程において、ウェハの薄化が求められている。そして例えば大口径で薄いウェハを、そのまま搬送したり、研磨処理すると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。このため、例えばウェハを補強するために、例えば支持基板にウェハを貼り付けることが行われている。 In recent years, for example, in semiconductor device manufacturing processes, semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) have been increasing in diameter. Further, in any specific process of the mounted wafer W to be processed, wafer thinning is required. For example, if a thin wafer having a large diameter is transported or polished as it is, the wafer may be warped or cracked. For this reason, for example, in order to reinforce the wafer, the wafer is attached to a support substrate, for example.
かかるウェハと支持基板の接合は、例えば接合システムを用いて、ウェハと支持基板の間に接着剤を介在させることにより行われている。接合システムは、例えばウェハ又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、接着剤が塗布されたウェハ又は支持基板を加熱する熱処理装置と、接着剤を介してウェハと支持基板を押圧して接合する接合装置とを有している。そして、この接合システムでは、塗布装置と熱処理装置でウェハ又は支持基板に接着剤を塗布して所定の温度に加熱した後、接合装置でウェハと支持基板を押圧して接合している(特許文献1)。 The bonding of the wafer and the support substrate is performed by interposing an adhesive between the wafer and the support substrate using, for example, a bonding system. The bonding system includes, for example, a coating device that applies an adhesive to a wafer or a support substrate, a heat treatment device that heats the wafer or the support substrate coated with the adhesive, and presses the wafer and the support substrate through the adhesive to bond them. And a joining device for And in this joining system, after apply | coating an adhesive agent to a wafer or a support substrate with a coating device and a heat processing apparatus and heating to predetermined temperature, the wafer and a support substrate are pressed and joined with a joining device (patent document) 1).
しかしながら、接着剤の特許文献1に記載の塗布装置では、ウェハ又は支持基板に接着剤を均一な膜厚で塗布できない場合がある。特に接着剤は粘度が高いため、接着剤の膜厚が不均一になりやすい。
However, in the coating apparatus described in
ここで、接合装置においてウェハと支持基板を押圧する際の圧力が大きいと、当該ウェハと支持基板が接合された重合基板の外周部から接着剤が押し出されてはみ出る。かかる場合に、上述したようにウェハ又は支持基板に塗布された接着剤の膜厚が不均一だと、重合基板の外周部からはみ出た接着剤の突出量が不均一になる。接着剤の突出量が少ない部分においては、当該接着剤によってウェハの外周部が適切に保護されないため、後工程でウェハを薄化する際、ウェハの外周部がチッピングやクラック等の損傷を被るおそれがある。一方、接着剤の突出量が多い部分においては、後工程において、はみ出した接着剤に邪魔されてウェハを適切に薄化することができない。 Here, if the pressure at the time of pressing the wafer and the support substrate is large in the bonding apparatus, the adhesive is pushed out from the outer peripheral portion of the superposed substrate on which the wafer and the support substrate are bonded. In such a case, as described above, if the film thickness of the adhesive applied to the wafer or the support substrate is non-uniform, the protruding amount of the adhesive protruding from the outer peripheral portion of the polymerization substrate becomes non-uniform. In the part where the protruding amount of the adhesive is small, the outer periphery of the wafer is not properly protected by the adhesive. Therefore, when the wafer is thinned in the subsequent process, the outer periphery of the wafer may be damaged such as chipping or cracks. There is. On the other hand, in a portion where the protruding amount of the adhesive is large, the wafer cannot be thinned appropriately due to being hindered by the protruding adhesive in the subsequent process.
また、接合装置においてウェハと支持基板を押圧する際の圧力が小さいと、膜厚の不均一な接着剤に倣って、接合後の重合基板の厚みが不均一になる。そうすると、接合装置の後工程においてウェハを適切に薄化することができない。 Moreover, if the pressure at the time of pressing a wafer and a support substrate in a joining apparatus is small, the thickness of the superposition | polymerization board | substrate after joining will become uneven according to the adhesive agent with nonuniform film thickness. If it does so, a wafer cannot be thinned appropriately in the post process of a joining device.
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、当該基板間からはみ出る接着剤を適切に制御し、また接合された重合基板の厚みの均一性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and when bonding substrates, appropriately controls the adhesive protruding from between the substrates, and improves the uniformity of the thickness of the bonded superposed substrates. With the goal.
前記の目的を達成するため、本発明は、接着剤を介して基板同士を接合する接合方法であって、接着剤が塗布された第1の基板と第2の基板を対向配置する配置工程と、その後、第1の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤と第2の基板を当接させる当接工程と、その後、前記第1の圧力より小さい第2の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤の膜厚を調節する膜厚調節工程と、その後、前記第1の圧力より大きい第3の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧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。 In order to achieve the above object, the present invention is a bonding method for bonding substrates to each other via an adhesive, and a disposing step of opposingly arranging the first substrate and the second substrate coated with the adhesive; Then, a contact step of pressing the first substrate and the second substrate with the first pressure to contact the adhesive and the second substrate, and then a second pressure smaller than the first pressure. The film thickness adjusting step of pressing the first substrate and the second substrate to adjust the film thickness of the adhesive, and then the first substrate and the second substrate at a third pressure larger than the first pressure. And a bonding step of pressing and bonding the substrates.
本発明によれば、当接工程において第1の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧する。この第1の圧力は接合工程における第3の圧力より小さく、接合工程において接着剤と第2の基板は当接するが、第1の基板と第2の基板を接合するには至らない。 According to the present invention, the first substrate and the second substrate are pressed with the first pressure in the contact step. The first pressure is smaller than the third pressure in the bonding step, and the adhesive and the second substrate come into contact with each other in the bonding step, but the first substrate and the second substrate cannot be bonded.
その後、膜厚調節工程において、第1の圧力より小さい第2の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧する。そうすると、第1の基板と第2の基板は相対的に離れる方向に移動し、当該第1の基板と第2の基板の間隔が広がる。この基板の移動に追従して接着剤は伸び、接着剤の膜厚は基板面内で均される。すなわち、例えば第1の基板に塗布された接着剤の膜厚が不均一であっても、膜厚調節工程において接着剤の膜厚が均一に調節される。 Thereafter, in the film thickness adjusting step, the first substrate and the second substrate are pressed with a second pressure smaller than the first pressure. Then, the first substrate and the second substrate move relatively away from each other, and the interval between the first substrate and the second substrate is increased. Following the movement of the substrate, the adhesive stretches, and the film thickness of the adhesive is leveled within the substrate surface. That is, for example, even if the film thickness of the adhesive applied to the first substrate is non-uniform, the film thickness of the adhesive is adjusted uniformly in the film thickness adjusting step.
その後、接合工程において、第1の圧力より大きい第3の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧して接合する。このとき、第1の基板と第2の基板が接合された重合基板の外周部から接着剤がはみ出るが、上記膜厚調節工程で接着剤の膜厚が均一に調節されているため、はみ出る接着剤の突出量を周方向に均一に制御でき、また接着剤の突出量を適切に制御することができる。したがって、後工程で第1の基板を薄化する際、第1の基板の外周部が損傷を被るのを抑制することができ、また当該第1の基板を適切に薄化することができる。さらに、接合後の重合基板の厚みを基板面内で均一にすることもできる。 Thereafter, in the bonding step, the first substrate and the second substrate are pressed and bonded with a third pressure larger than the first pressure. At this time, the adhesive protrudes from the outer peripheral portion of the superposed substrate where the first substrate and the second substrate are joined, but the adhesive film thickness is adjusted in the film thickness adjusting step so that the adhesive protrudes. The protruding amount of the agent can be uniformly controlled in the circumferential direction, and the protruding amount of the adhesive can be appropriately controlled. Therefore, when the first substrate is thinned in a subsequent process, the outer peripheral portion of the first substrate can be prevented from being damaged, and the first substrate can be appropriately thinned. Furthermore, the thickness of the superposition | polymerization board | substrate after joining can also be made uniform in a substrate surface.
前記配置工程、前記当接工程、前記膜厚調節工程及び前記接合工程において、第1の基板は第1の保持部に保持され、第2の基板は第2の保持部に保持され、前記第2の保持部に保持された第2の基板を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器内に流体を流入出させることで前記第2の保持部を前記第1の保持部側に押圧してもよい。 In the placement step, the contact step, the film thickness adjustment step, and the bonding step, the first substrate is held by a first holding unit, the second substrate is held by a second holding unit, The second holding part is moved to the first holding part side by allowing fluid to flow into and out of a vertically extendable pressure vessel provided to cover the second substrate held by the two holding parts. You may press.
前記当接工程、前記膜厚調節工程及び前記接合工程は、前記第1の保持部、前記第2の保持部及び前記圧力容器を内部に収容する処理容器内を真空状態に維持した状態で行われ、前記膜厚調節工程において、前記圧力容器内の圧力は前記処理容器内の圧力より小さくてもよい。 The abutting step, the film thickness adjusting step, and the joining step are performed in a state where the inside of the processing container that accommodates the first holding portion, the second holding portion, and the pressure vessel is maintained in a vacuum state. In the film thickness adjusting step, the pressure in the pressure vessel may be smaller than the pressure in the processing vessel.
前記第1の基板は被処理基板であり、前記第2の基板は被処理基板を支持する支持基板であってもよい。 The first substrate may be a substrate to be processed, and the second substrate may be a support substrate that supports the substrate to be processed.
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ために、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 in order to cause the joining apparatus to execute the joining method.
また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.
さらに別な観点による本発明は、接着剤を介して基板同士を接合する接合装置であって、接着剤が塗布された第1の基板を保持する第1の保持部と、前記第1の保持部に対向配置され、第2の基板を保持する第2の保持部と、前記第1の保持部又は前記第2の保持部を押圧する加圧機構と、前記第1の保持部で保持された第1の基板と前記第2の保持部で保持された第2の基板を対向配置する配置工程と、その後、前記加圧機構によって第1の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤と第2の基板を当接させる当接工程と、その後、前記加圧機構によって前記第1の圧力より小さい第2の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤の膜厚を調節する膜厚調節工程と、その後、前記加圧機構によって前記第1の圧力より大きい第3の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧して接合する接合工程と、を実行するように、前記第1の保持部、前記第2の保持部及び前記加圧機構を制御する制御部と、を有することを特徴としている。 According to still another aspect, the present invention is a bonding apparatus for bonding substrates through an adhesive, the first holding unit holding the first substrate coated with the adhesive, and the first holding Held by the first holding unit, a second holding unit that holds the second substrate, a pressurizing mechanism that presses the first holding unit or the second holding unit, and the first holding unit. An arrangement step of arranging the first substrate and the second substrate held by the second holding unit opposite to each other, and thereafter, the first substrate and the second substrate are moved at a first pressure by the pressurizing mechanism. A contact step of pressing and bringing the adhesive into contact with the second substrate, and then pressing the first substrate and the second substrate with a second pressure smaller than the first pressure by the pressure mechanism. A film thickness adjusting step for adjusting the film thickness of the adhesive, and then a first pressure greater than the first pressure by the pressure mechanism. Control for controlling the first holding unit, the second holding unit, and the pressure mechanism so as to perform a bonding step of pressing and bonding the first substrate and the second substrate with a pressure of And a portion.
前記加圧機構は、前記第2の保持部に保持された第2の基板を覆うように設けられた鉛直方向に伸縮自在の圧力容器を備え、当該圧力容器内に流体を流入出させることで前記第2の保持部を前記第1の保持部側に押圧してもよい。 The pressurizing mechanism includes a vertically extending pressure vessel provided so as to cover the second substrate held by the second holding portion, and allows fluid to flow into and out of the pressure vessel. You may press the said 2nd holding | maintenance part to the said 1st holding | maintenance part side.
前記接合装置は、前記第1の保持部、前記第2の保持部及び前記圧力容器を内部に収容し、内部を密閉可能な処理容器と、前記処理容器内の雰囲気を減圧する減圧機構と、をさらに有し、前記制御部は、前記当接工程、前記膜厚調節工程及び前記接合工程において、前記処理容器内を真空状態に維持し、前記膜厚調節工程において、前記圧力容器内の圧力を前記処理容器内の圧力より小さくするように、前記加圧機構及び前記減圧機構を制御してもよい。 The bonding apparatus contains the first holding unit, the second holding unit and the pressure vessel inside, a processing vessel capable of sealing the inside, and a pressure reducing mechanism for reducing the atmosphere in the processing vessel, The control unit maintains the inside of the processing container in a vacuum state in the contact step, the film thickness adjusting step, and the joining step, and in the film thickness adjusting step, the pressure in the pressure vessel is maintained. The pressure mechanism and the pressure reducing mechanism may be controlled so that the pressure is lower than the pressure in the processing container.
前記第1の基板は被処理基板であり、前記第2の基板は被処理基板を支持する支持基板であってもよい。 The first substrate may be a substrate to be processed, and the second substrate may be a support substrate that supports the substrate to be processed.
また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、前記接合装置と、第1の基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された第1の基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板、又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する処理ステーションと、第1の基板、第2の基板又は重合基板を、前記処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a joining system including the joining device, the joining device, a coating device that applies an adhesive to a first substrate, and a first that is coated with the adhesive. The first substrate, the second substrate, or the first substrate and the second substrate are bonded to the heat treatment apparatus that heats the substrate to a predetermined temperature and the coating apparatus, the heat treatment apparatus, and the bonding apparatus. A processing area for transporting the superposed substrate, and a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate or the superposed substrate to / from the processing station. It is characterized by being.
本発明によれば、基板同士を接合する際、当該基板間からはみ出る接着剤を適切に制御し、また接合された重合基板の厚みの均一性を向上させることができる。 According to the present invention, when bonding substrates together, the adhesive protruding from between the substrates can be controlled appropriately, and the uniformity of the thickness of the bonded superposed substrates can be improved.
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
接合システム1では、図3に示すように例えば接着剤Gを介して、第1の基板としての被処理ウェハWと第2の基板としての支持ウェハSとを接合する。以下、被処理ウェハWにおいて、接着剤Gを介して支持ウェハSと接合される面を表面としての「接合面WJ」といい、当該接合面WJと反対側の面を裏面としての「非接合面WN」という。同様に、支持ウェハSにおいて、接着剤Gを介して被処理ウェハWと接合される面を表面としての「接合面SJ」といい、接合面SJと反対側の面を裏面としての「非接合面SN」という。そして、接合システム1では、被処理ウェハWと支持ウェハSを接合して、重合基板としての重合ウェハTを形成する。なお、被処理ウェハWは、製品となるウェハであって、例えば接合面WJに複数の電子回路が形成されており、非接合面WNが研磨処理される。また、支持ウェハSは、被処理ウェハWの径と同じ径を有し、当該被処理ウェハWを支持するウェハである。なお、本実施の形態では、第2の基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。
In the
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被処理ウェハW、複数の支持ウェハS、複数の重合ウェハTをそれぞれ収容可能なカセットCW、CS、CTが搬入出される搬入出ステーション2と、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハT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
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、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CW、CS、CTを搬入出する際に、カセットCW、CS、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、複数の被処理ウェハW、複数の支持ウェハS、複数の重合ウェハT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、任意に決定することができる。また、カセットの1つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で被処理ウェハWと支持ウェハSとの接合に不具合が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハT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を不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットCTを正常な重合ウェハT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CW、CS、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との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送できる。
In the loading /
処理ステーション3には、各種処理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中の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中の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中の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、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持ウェハSとを押圧して接合する接合装置30〜33が、搬入出ステーション2側からこの順でY方向に並べて配置されている。なお、接合装置30〜33の装置数や配置は任意に設定することができる。また、接合装置30〜33の構成については、後述する。
For example, in the first processing block G1,
例えば第2の処理ブロックG2には、図2に示すように被処理ウェハWに接着剤Gを塗布する塗布装置40と、接着剤Gが塗布された被処理ウェハWを所定の温度に加熱する熱処理装置41〜43と、同様の熱処理装置44〜46とが、搬入出ステーション2側に向かう方向(図1中のY方向負方向)にこの順で並べて配置されている。熱処理装置41〜43と熱処理装置44〜46は、それぞれ下からこの順で3段に設けられている。なお、熱処理装置41〜46の装置数や鉛直方向及び水平方向の配置は任意に設定することができる。
For example, in the second processing block G2, as shown in FIG. 2, the
上記塗布装置40としては、例えば特開2013−247292号公報に記載の塗布装置を用いることができる。すなわち、塗布装置40は、被処理ウェハWを保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された被処理ウェハW上に接着剤Gを供給する接着剤ノズルを有している。
As the
上記熱処理装置41〜46としては、例えば特開2013−247292号公報に記載の熱処理装置を用いることができる。すなわち、熱処理装置41〜46は、被処理ウェハWを加熱処理する加熱部と、被処理ウェハWを温度調節する温度調節部を有している。なお、熱処理装置41〜46では、重合ウェハTの温度調節もすることができる。さらに、重合ウェハTの温度調節をするため、第2の処理ブロックG2に温度調節装置(図示せず)を設けてもよい。温度調節装置は、上述した熱処理装置41〜46と同様の構成を有し、熱板に代えて、温度調節板が用いられる。温度調節板の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材が設けられており、温度調節板を設定温度に調節できる。
As said heat processing apparatus 41-46, the heat processing apparatus of Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-247292 can be used, for example. That is, the
例えば第3の処理ブロックG3には、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのトランジション装置50、51が下からこの順で2段に設けられている。
For example, in the third processing block G3,
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。なお、ウェハ搬送領域60内の圧力は大気圧以上であり、当該ウェハ搬送領域60において、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのいわゆる大気系の搬送が行われる。
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内の所定の装置に被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハT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における被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハT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
次に、上述した接合装置30〜33の構成について説明する。接合装置30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、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの搬入出口101が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)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102によって、前処理領域D1と接合領域D2に区画されている。上述した搬入出口101は、前処理領域D1における処理容器100の側面に形成されている。また、内壁102にも、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの搬入出口103が形成されている。
The inside of the
前処理領域D1には、接合装置30の外部との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを受け渡すための受渡部110が設けられている。受渡部110は、搬入出口101に隣接して配置されている。また受渡部110は、鉛直方向に複数、例えば2段配置され、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハ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で接合前の被処理ウェハW又は支持ウェハSを受け渡し、他の受渡部110で接合後の重合ウェハTを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部110で接合前の被処理ウェハWを受け渡し、他の受渡部110で接合前の支持ウェハSを受け渡してもよい。
In the pretreatment region D <b> 1, a
受渡部110としては、例えば特開2013−247292号公報に記載の受渡部を用いることができる。すなわち、受渡部110は、受渡アーム111とウェハ支持ピン112とを有している。受渡アーム111は、ウェハ搬送装置61とウェハ支持ピン112との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを受け渡すことができる。ウェハ支持ピン112は、複数、例えば3箇所に設けられ、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを支持することができる。
As the
前処理領域D1のY方向負方向側、すなわち搬入出口103側において、受渡部110の鉛直上方には、例えば支持ウェハSの表裏面を反転させる反転部120が設けられている。
On the Y direction negative direction side of the pretreatment region D1, that is, the loading / unloading
反転部120としては、例えば特開2013−247292号公報に記載の反転部を用いることができる。すなわち、反転部120は、支持ウェハS、被処理ウェハWを保持する保持アーム121を有している。保持アーム121は、水平方向(図4中のX方向)に延伸している。また保持アーム121には、支持ウェハS、被処理ウェハWを保持する保持部材122が例えば4箇所に設けられている。保持アーム121は、例えばモータなどを備えた駆動部123に支持されている。この駆動部123によって、保持アーム121は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向(図4中のX方向及びY方向)に移動できる。また、駆動部123によって、保持アーム121は鉛直方向に延伸する支持柱124に沿って鉛直方向に移動できる。
As the reversing
支持柱124には、保持部材122に保持された支持ウェハS、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節する位置調節機構125が支持板126を介して支持されている。位置調節機構125は、基台127と、支持ウェハS、被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出する検出部128とを有している。そして、位置調節機構125では、保持部材122に保持された支持ウェハS、被処理ウェハWを水平方向に移動させながら、検出部128で支持ウェハS、被処理ウェハW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支持ウェハS、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節している。
A position adjusting mechanism 125 that adjusts the horizontal direction of the support wafer S and the wafer W to be processed held by the holding
なお、以上のように構成された受渡部110は鉛直方向に2段に配置され、またこれら受渡部110の鉛直上方に反転部120が配置される。すなわち、受渡部110の受渡アーム111は、反転部120の保持アーム121と位置調節機構125の下方において水平方向に移動する。また、受渡部110のウェハ支持ピン112は、反転部120の保持アーム121の下方に配置されている。
The
接合領域D2のY方向正方向側には、受渡部110、反転部120及び後述する接合部140に対して、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送する搬送部130が設けられている。搬送部130は、搬入出口103に取り付けられている。
On the Y direction positive direction side of the bonding region D2, a
搬送部130としては、例えば特開2013−247292号公報に記載の搬送部を用いることができる。すなわち、搬送部130は、複数、例えば2本の搬送アーム131を有している。2本の搬送アーム131は、鉛直方向に下からこの順で2段に配置され、それぞれ被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの裏面(被処理ウェハW、支持ウェハSにおいては非接合面WN、SN)を保持して搬送する搬送アームと、支持ウェハSの表面、すなわち接合面SJの外周部を保持して搬送する搬送アームである。搬送アーム131の基端部には、例えばモータなどを備えたアーム駆動部132が設けられている。このアーム駆動部132によって、各搬送アーム131は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム131とアーム駆動部132は、基台133に支持されている。
As the
接合領域D2のY方向負方向側には、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持ウェハSとを押圧して接合する接合部140が設けられている。
On the negative side in the Y direction of the bonding region D2, a
接合部140は、図5に示すように被処理ウェハWを上面で載置して保持する第1の保持部200と、支持ウェハSを下面で吸着保持する第2の保持部201とを有している。第1の保持部200は、第2の保持部201の下方に設けられ、第2の保持部201と対向するように配置されている。すなわち、第1の保持部200に保持された被処理ウェハWと第2の保持部201に保持された支持ウェハSは対向して配置されている。
As shown in FIG. 5, the
第1の保持部200には、例えば被処理ウェハWを静電吸着するための静電チャックが用いられる。第1の保持部200には、熱伝導性を有する窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。また、第1の保持部200には、例えば直流高圧電源210が接続されている。そして、第1の保持部200の表面に静電気力を生じさせて、被処理ウェハWを第1の保持部200上に静電吸着することができる。なお、第1の保持部200の材質は本実施の形態に限定されず、例えば炭化ケイ素セラミックやアルミナセラミック等の他のセラミックを用いてもよいし、例えば第1の保持部200の表面に絶縁層を形成する場合には、セラミックの他、例えばアルミニウムやステンレス等の金属材料を用いてもよい。
For the
第1の保持部200の内部には、被処理ウェハWを加熱する第1の加熱機構211が設けられている。第1の加熱機構211には、例えばヒータが用いられる。第1の加熱機構211による被処理ウェハWの加熱温度は、例えば制御部70により制御される。
A
また、第1の保持部200の下面側には、断熱板212が設けられている。断熱板212は、第1の加熱機構211により被処理ウェハWを加熱する際の熱が後述する下部チャンバ281側に伝達されるのを防止する。なお断熱板212には、例えば窒化ケイ素が用いられる。
In addition, a
第1の保持部200の下方には、被処理ウェハW又は重合ウェハTを下方から支持し昇降させるための昇降ピン220が例えば3箇所に設けられている。昇降ピン220は、昇降駆動部221により上下動できる。昇降駆動部221は、例えばボールネジ(図示せず)と当該ボールネジを回動させるモータ(図示せず)とを有している。また、第1の保持部200の中央部付近には、第1の保持部200及び下部チャンバ281を厚み方向に貫通する貫通孔222が例えば3箇所に形成されている。そして、昇降ピン220は貫通孔222を挿通し、第1の保持部200の上面から突出可能になっている。なお、昇降駆動部221は後述する下部チャンバ281の下部に設けられている。そして昇降駆動部221は、支持部材230上に設けられている。
Below the first holding
第2の保持部201には、例えば支持ウェハSを静電吸着するための静電チャックが用いられる。第2の保持部201には、熱伝導性を有する窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。また、第2の保持部201には、例えば直流高圧電源240が接続されている。そして、第2の保持部201の表面に静電気力を生じさせて、支持ウェハSを第2の保持部201上に静電吸着することができる。なお、第2の保持部201の材質は本実施の形態に限定されず、例えば炭化ケイ素セラミックやアルミナセラミック等の他のセラミックを用いてもよいし、例えば第2の保持部201の表面に絶縁層を形成する場合には、セラミックの他、例えばアルミニウムやステンレス等の金属材料を用いてもよい。
For the
第2の保持部201の内部には、支持ウェハSを加熱する第2の加熱機構241が設けられている。第2の加熱機構241には、例えばヒータが用いられる。2の加熱機構241には、例えばヒータが用いられる。第2の加熱機構241による支持ウェハSの加熱温度は、例えば制御部70により制御される。
A
また、第2の保持部201の上面側には、断熱板242が設けられている。断熱板242は、第2の加熱機構241により支持ウェハSを加熱する際の熱が後述する支持板250側に伝達されるのを防止する。なお断熱板242には、例えば窒化ケイ素が用いられる。
In addition, a
第2の保持部201の上面側には、支持板250を介して、第2の保持部201を鉛直下方に押圧する加圧機構260が設けられている。加圧機構260は、被処理ウェハWと支持ウェハSを覆うように設けられた圧力容器261と、圧力容器261の内部に流体、例えば圧縮空気を供給する流体供給管262と、内部に流体を貯留し、流体供給管262に流体を供給する流体を流体供給源263とを有している。
On the upper surface side of the
なお、これら第2の保持部201の上面側の部材は、支持板250の上方に設けられたエアシリンダ(図示せず)に支持されている。そして、支持板250の上方に設けられた調整ボルト(図示せず)によって、上部チャンバ282の平行出しや、第2の保持部201と第1の保持部200との隙間の調整が行われる。
The members on the upper surface side of these second holding
圧力容器261は、例えば鉛直方向に伸縮自在の例えばステンレス製のベローズにより構成されている。圧力容器261は、その下面が支持板250の上面に固定されると共に、上面が第2の保持部201の上方に設けられた支持板264の下面に固定されている。流体供給管262は、その一端が圧力容器261に接続され、他端が流体供給源263に接続されている。そして、圧力容器261に流体供給管262から流体を供給することで、圧力容器261が伸長する。この際、圧力容器261の上面と支持板264の下面とが当接しているので、圧力容器261は下方向にのみ伸長し、圧力容器261の下面に設けられた第2の保持部201を下方に押圧することができる。そして圧力容器261が伸縮性を有するので、第2の保持部201の平行度と第1の保持部200の平行度に差異が生じていても、圧力容器261はその差異を吸収できる。またこの際、圧力容器261の内部は流体により加圧されており、均一に押圧できる。さらに圧力容器261の平面形状は被処理ウェハWと支持ウェハSの平面形状と同一であり、圧力容器261の径は被処理ウェハWの径と同じ、例えば300mmであるため、余計なエッジ応力が発生しない。したがって、第1の保持部200と第2の保持部201の平行度に関わらず、圧力容器261は第2の保持部201(被処理ウェハWと支持ウェハS)を面内均一に押圧することができる。第2の保持部201を押圧する際の圧力の調節は、圧力容器261に供給する圧縮空気の圧力を調節することで行われる。なお、支持板264は、加圧機構260により第2の保持部201にかかる荷重の反力を受けても変形しない強度を有する部材により構成されているのが好ましい。
The
第1の保持部200と第2の保持部201との間には、第1の保持部200に保持された被処理ウェハWの表面を撮像する第1の撮像部270と、第2の保持部201に保持された支持ウェハSの表面を撮像する第2の撮像部271とが設けられている。第1の撮像部270と第2の撮像部271には、例えば広角型のCCDカメラがそれぞれ用いられる。また、第1の撮像部270と第2の撮像部271は、移動機構(図示せず)によって鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。
Between the 1st holding |
接合部140は、内部を密閉可能な処理容器280を有している。処理容器280は、上述した第1の保持部200、第2の保持部201、支持板250、圧力容器261、支持板264、第1の撮像部270、第2の撮像部271を内部に収容する。
The joint 140 has a
処理容器280は、第1の保持部200を支持する下部チャンバ281と、第2の保持部201を支持する上部チャンバ282とを有している。上部チャンバ282は、例えばエアシリンダ等の昇降機構(図示せず)によって鉛直方向に昇降可能に構成されている。下部チャンバ281における上部チャンバ282との接合面には、処理容器280の内部の気密性を保持するためのシール材283が設けられている。シール材283には、例えばOリングが用いられる。そして、図6に示すように下部チャンバ281と上部チャンバ282を当接させることで、処理容器280の内部が密閉空間に形成される。
The
上部チャンバ282の周囲には、図7に示すように当該上部チャンバ282を介して第2の保持部201を水平方向に移動させる移動機構290が複数、例えば5つ設けられている。5つの移動機構290のうち、4つの移動機構290は第2の保持部201の水平方向への移動に用いられ、1つの移動機構290は第2の保持部201の鉛直軸周り(θ方向)の回転に用いられる。移動機構290は、図5に示すように上部チャンバ282に当接して第2の保持部201を移動させるカム291と、シャフト292を介してカム291を回転させる、例えばモータ(図示せず)を内蔵した回転駆動部293とを有している。カム291はシャフト292の中心軸に対して偏心して設けられている。そして、回転駆動部293によりカム291を回転させることで、第2の保持部201に対するカム291の中心位置が移動し、第2の保持部201を水平方向に移動させることができる。
Around the
下部チャンバ281には、処理容器280内の雰囲気を減圧する減圧機構300が設けられている。減圧機構300は、処理容器280内の雰囲気を吸気するための吸気管301と、吸気管301に接続された例えば真空ポンプなどの負圧発生装置302とを有している。
The
なお、接合装置31〜33の構成は、上述した接合装置30の構成と同様であるので説明を省略する。また、接合装置30〜33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。
In addition, since the structure of the joining apparatuses 31-33 is the same as that of the structure of the joining
次に、以上のように構成された接合システム1を用いて行われる被処理ウェハWと支持ウェハSの接合処理方法について説明する。図8は、かかる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 joining the processing target wafer W and the supporting wafer S performed using the joining
先ず、複数枚の被処理ウェハWを収容したカセットCW、複数枚の支持ウェハSを収容したカセットCS、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CW内の被処理ウェハW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。このとき、被処理ウェハWは、その非接合面WNが下方を向いた状態で搬送される。
First, a cassette C W housing a plurality of the processed the wafer W, the cassette C S accommodating a plurality of support wafer S, and an empty cassette C T is a predetermined
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって塗布装置40に搬送される。塗布装置40に搬入された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61からスピンチャックに受け渡され吸着保持される。このとき、被処理ウェハWの非接合面WNが吸着保持される。そして、スピンチャックによって被処理ウェハWを回転させながら、接着剤ノズルから被処理ウェハWの接合面WJに接着剤Gを供給する。供給された接着剤Gは遠心力により被処理ウェハWの接合面WJの全面に拡散されて、当該被処理ウェハWの接合面WJに接着剤Gが塗布される(図8の工程A1)。
Next, the wafer W to be processed is transferred to the
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって熱処理装置41に搬送される。熱処理装置41では、先ず、加熱部によって被処理ウェハWは所定の温度、例えば100℃〜300℃に加熱される(図8の工程A2)。かかる加熱を行うことで被処理ウェハW上の接着剤Gが加熱され、当該接着剤Gが硬化する。その後、温度調節部によって、被処理ウェハWは所定の温度、例えば常温である23℃に温度調節される。
Next, the wafer W to be processed is transferred to the
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。接合装置30に搬送された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム111に受け渡された後、さらに受渡アーム111からウェハ支持ピン112に受け渡される。その後、被処理ウェハWは、搬送部130の搬送アーム131によってウェハ支持ピン112から反転部120に搬送される。
Next, the wafer W to be processed is transferred to the
反転部120に搬送された被処理ウェハWは、保持部材122に保持され、位置調節機構125に移動される。そして、位置調節機構125において、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調節して、当該被処理ウェハWの水平方向の向きが調節される(図8の工程A3)。
The wafer W to be processed transferred to the reversing
その後、被処理ウェハWは、搬送部130の搬送アーム131によって反転部120から接合部140に搬送される。このとき、上部チャンバ282は下部チャンバ281の上方に位置しており、上部チャンバ282と下部チャンバ281は当接しておらず、処理容器280内が密閉空間に形成されていない。接合部140に搬送された被処理ウェハWは、第1の保持部200に載置される(図8の工程A4)。第1の保持部200上では、被処理ウェハWの接合面WJが上方を向いた状態、すなわち接着剤Gが上方を向いた状態で被処理ウェハWが吸着保持される。
Thereafter, the wafer W to be processed is transferred from the reversing
被処理ウェハWに上述した工程A1〜A4の処理が行われている間、当該被処理ウェハWに続いて支持ウェハSの処理が行われる。支持ウェハSは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。なお、支持ウェハSが接合装置30に搬送される工程については、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
While the processes A1 to A4 described above are performed on the processing target wafer W, the supporting wafer S is processed following the processing target wafer W. The support wafer S is transferred to the
接合装置30に搬送された支持ウェハSは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム111に受け渡された後、さらに受渡アーム111からウェハ支持ピン112に受け渡される。その後、支持ウェハSは、搬送部130の搬送アーム131によってウェハ支持ピン112から反転部120に搬送される。
The support wafer S transferred to the
反転部120に搬送された支持ウェハSは、保持部材122に保持され、位置調節機構125に移動される。そして、位置調節機構125において、支持ウェハSのノッチ部の位置を調節して、当該支持ウェハSの水平方向の向きが調節される(図8の工程A5)。水平方向の向きが調節された支持ウェハSは、位置調節機構125から水平方向に移動され、且つ鉛直方向上方に移動された後、その表裏面が反転される(図8の工程A6)。すなわち、支持ウェハSの接合面SJが下方に向けられる。
The support wafer S transferred to the reversing
その後、支持ウェハSは、鉛直方向下方に移動された後、搬送部130の搬送アーム131によって反転部120から接合部140に搬送される。このとき、搬送アーム131は、支持ウェハSの接合面SJの外周部のみを保持しているので、例えば搬送アーム131に付着したパーティクル等によって接合面SJが汚れることはない。接合部140に搬送された支持ウェハSは、第2の保持部201に吸着保持される(図8の工程A7)。第2の保持部201では、支持ウェハSの接合面SJが下方を向いた状態で支持ウェハSが保持される。
Thereafter, the support wafer S is moved downward in the vertical direction, and is then transferred from the reversing
接合部140では、先ず、第1の保持部200に保持された被処理ウェハWと第2の保持部201に保持された支持ウェハSとの水平方向の位置調節が行われる。被処理ウェハWの表面と支持ウェハSの表面には、予め定められた複数、例えば4点以上の基準点が形成されている。そして、第1の撮像部270を水平方向に移動させ、被処理ウェハWの表面が撮像される。また、第2の撮像部271を水平方向に移動させ、支持ウェハSの表面が撮像される。その後、第1の撮像部270が撮像した画像に表示される被処理ウェハWの基準点の位置と、第2の撮像部271が撮像した画像に表示される支持ウェハSの基準点の位置とが合致するように、移動機構290によって支持ウェハSの水平方向の位置(水平方向の向きを含む)が調節される。すなわち、回転駆動部293によってカム291を回転させて上部チャンバ282を介して第2の保持部201を水平方向に移動させ、支持ウェハSの水平方向の位置が調節される。こうして被処理ウェハWと支持ウェハSとの水平方向の位置が調節され、被処理ウェハWと支持ウェハSが対向して配置される(図8の工程A8)。
In the
その後、第1の撮像部270と第2の撮像部271を第1の保持部200と第2の保持部201との間から退出させた後、移動機構(図示せず)によって上部チャンバ282を下降させる。そして、図6に示したように上部チャンバ282と下部チャンバ281を当接させて、これら上部チャンバ282と下部チャンバ281で構成される処理容器280の内部が密閉空間に形成される。このとき、図9に示すように第1の保持部200に保持された被処理ウェハWと第2の保持部201に保持された支持ウェハSとの間には、微小な隙間が形成されている。すなわち、被処理ウェハWと支持ウェハSは当接していない。また、本実施の形態では、工程A1において接着剤Gは被処理ウェハWの接合面WJに均一に塗布されておらず、当該接着剤Gの膜厚はウェハ面内において均一でない。
Thereafter, after the
その後、減圧機構300によって処理容器280内の雰囲気を吸引し、処理容器280内を真空状態まで減圧する(図8の工程A9)。本実施の形態では、処理容器280内を所定の真空圧、例えば10Pa以下まで減圧する。
Thereafter, the atmosphere in the
その後、図10に示すように圧力容器261に圧縮空気を供給し、当該圧力容器261内を所定の圧力、例えば100Pa〜200Paにする。ここで、圧力容器261内の圧力は処理容器280内の圧力より大きく、圧力容器261は処理容器280内の真空雰囲気内に配置されている。このため、加圧機構260によって下方に押圧される圧力、すなわち圧力容器261から第2の保持部201に伝達される圧力は、圧力容器261内の圧力と処理容器280内の圧力との差圧(第1の圧力)になる。そして、図11に示すように加圧機構260によって第2の保持部201が下方に押圧され、すなわち第1の圧力で被処理ウェハWと支持ウェハSが押圧され、接着剤Gと支持ウェハSが全面で当接する(図8の工程A10)。このとき、圧力容器261はフレキシブル性を有するため、被処理ウェハW上の接着剤Gの不均一な膜厚分布に倣って、第2の保持部201と支持ウェハSが傾く。そして工程A10では、接着剤Gと支持ウェハSは単に当接するに過ぎず、被処理ウェハWと支持ウェハSを接合するには至っていない。
Then, as shown in FIG. 10, compressed air is supplied to the
その後、処理容器280内を所定の真空圧に維持した状態で、圧力容器261内の圧縮空気を排気し、当該圧力容器261内を所定の圧力まで減圧する。このとき、被処理ウェハWと支持ウェハSが押圧される圧力は、第1の圧力より小さい第2の圧力になる。そうすると、図12に示すように第2の保持部201と支持ウェハSが上昇し、支持ウェハSと被処理ウェハWの間隔が広がる。また、圧力容器261がフレキシブル性を有するため、第2の保持部201と支持ウェハSが水平になる。このとき、支持ウェハSを上昇させる距離は、接着剤Gが支持ウェハSから剥離しない距離であって、例えば接着剤Gの目標膜厚の50%以内の距離に設定される。そして、この支持ウェハSの移動に追従して接着剤Gは伸び、接着剤Gの膜厚はウェハ面内で均される。すなわち、工程A1で被処理ウェハWに塗布された接着剤Gの膜厚が不均一であっても、接着剤Gの膜厚が均一に調節される(図8の工程A11)。
Thereafter, in a state where the inside of the
なお、工程A11において、圧力容器261内の圧力を処理容器280内の圧力より小さくしてもよい。かかる場合、圧力容器261内の圧力が陰圧になるため、圧力容器261を上方に縮ませることができ、第2の保持部201と支持ウェハSを確実に上昇させることができる。したがって、接着剤Gの膜厚をより均一に調節できる。
In step A11, the pressure in the
その後、処理容器280内を所定の真空圧に維持した状態で、再び圧力容器261に圧縮空気を供給し、当該圧力容器261内を所定の圧力、例えば10kPa〜1MPaにする。このとき、被処理ウェハWと支持ウェハSが押圧される圧力は、第1の圧力より大きい第3の圧力になる。そうすると、図13に示すように第2の保持部201が下方に押圧され、すなわち第3の圧力で被処理ウェハWと支持ウェハSが押圧され、接着剤Gと支持ウェハSが接合する(図8の工程A12)。なお、第3の圧力は、接着剤Gの種類や被処理ウェハW上のデバイスの種類等に応じて設定される。具体的には、接着剤Gの膜厚が目標膜厚になり、且つ後述するように外側接着剤GEの突出量を所定の突出量にするように、第3の圧力は設定される。
Thereafter, with the inside of the
この工程A12において、被処理ウェハWと支持ウェハSを押圧すると、図14に示すように被処理ウェハWと支持ウェハSの間から接着剤Gが押し出されてはみ出る。そして、重合ウェハTの外周部からはみ出した外側接着剤GEが形成される。 In this step A12, when the wafer to be processed W and the support wafer S are pressed, the adhesive G is pushed out from between the wafer to be processed W and the support wafer S as shown in FIG. The outer adhesive G E protruding from the outer peripheral portion of the bonded wafer T is formed.
ここで、接合システム1において接合処理を終了した後、被処理ウェハWは薄化される。被処理ウェハWが薄化される際、外側接着剤GEが薄化後の被処理ウェハWの端部(図8の一点鎖線)の位置より小さいと、外側接着剤GEによって被処理ウェハWの外周部が適切に保護されないため、当該被処理ウェハWの外周部がチッピングやクラック等の損傷を被る場合がある。一方、外側接着剤GEが薄化後の被処理ウェハWの端部(図8の一点鎖線)の位置より大きいと、外側接着剤GEに邪魔されて被処理ウェハWを適切に薄化することができない。
Here, after the bonding process is completed in the
本実施の形態では、工程A11において接着剤Gの膜厚が均一に調節されているため、工程A12において外側接着剤GEの突出量を重合ウェハTの周方向に均一に制御できる。そして、工程A12における第3の圧力を適切に設定することにより、外側接着剤GEの突出量を適切に制御することができる。すなわち、外側接着剤GEの突出量を、表面を除去後の外側接着剤GEの下端部の位置と、薄化後の被処理ウェハWの端部の位置が一致する突出量とすることができる。 In this embodiment, since the thickness of the adhesive G in step A11 is adjusted uniformly, the amount of protrusion of the outer adhesive G E can be uniformly controlled in the circumferential direction of the bonded wafer T in step A12. By setting the third pressure in step A12 appropriately, it is possible to properly control the amount of projection of the outer adhesive G E. That is, the amount of protrusion of the outer adhesive G E, to the position of the lower end portion of the outer adhesive G E after removal of the surface, the projecting amount of the position of the end portion of the wafer W coincides after thinning Can do.
なお、工程A9〜A12では、処理容器280内は真空状態に維持されているため、被処理ウェハWと支持ウェハSを当接させても、当該被処理ウェハWと支持ウェハSとの間におけるボイドの発生を抑制することができる。また、工程A9〜A12では、加熱機構211、241により被処理ウェハWと支持ウェハSを所定の温度、例えば100℃〜400℃で加熱する。このように被処理ウェハWと支持ウェハSを所定の温度で加熱しながら、加圧機構260により第2の保持部201を所定の圧力で押圧することによって、被処理ウェハWと支持ウェハSがより強固に接着され、接合される。
In steps A9 to A12, since the inside of the
このように被処理ウェハWと支持ウェハSが接合された重合ウェハTは、搬送部130の搬送アーム131によって接合部140から受渡部110に搬送される。受渡部110に搬送された重合ウェハTは、ウェハ支持ピン112を介して受渡アーム111に受け渡され、さらに受渡アーム111からウェハ搬送装置61に受け渡される。
The overlapped wafer T in which the wafer to be processed W and the support wafer S are bonded in this way is transferred from the
その後重合ウェハT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、一連の被処理ウェハWと支持ウェハSの接合処理が終了する。
Thereafter bonded wafer T is transferred to the
以上の実施の形態によれば、工程A10において第1の圧力で被処理ウェハWと支持ウェハSで押圧し、接着剤Gと支持ウェハSを当接させた後、工程A11において第2の圧力で被処理ウェハWと支持ウェハSで押圧し、接着剤Gの膜厚をウェハ面内で均一になるように調節する。そうすると、工程A12において第3の圧力で被処理ウェハWと支持ウェハSを押圧して接合する際、重合ウェハTの外周部からはみ出した外側接着剤GEの突出量を重合ウェハTの周方向に均一に制御でき、また外側接着剤GEの突出量を適切に制御することができる。したがって、後工程で被処理ウェハWを薄化する際、被処理ウェハWの外周部が損傷を被るのを抑制することができ、また当該被処理ウェハWを適切に薄化することができる。さらに、接合後の重合ウェハTの厚みをウェハ面内で均一にすることもできる。 According to the above-described embodiment, the wafer W to be processed and the support wafer S are pressed with the first pressure in the step A10, the adhesive G and the support wafer S are brought into contact with each other, and then the second pressure in the step A11. The wafer W and the support wafer S are pressed to adjust the film thickness of the adhesive G to be uniform within the wafer surface. Then, when joining by pressing the support wafer S and wafer W in the third pressure in step A12, the circumferential direction of the protruding amount of bonded wafer T of the outer adhesive G E protruding from the outer peripheral portion of the bonded wafer T uniformly be controlled, also it is possible to properly control the amount of projection of the outer adhesive G E. Therefore, when the wafer to be processed W is thinned in a subsequent process, it is possible to prevent the outer peripheral portion of the wafer to be processed W from being damaged, and the wafer to be processed W can be appropriately thinned. Furthermore, the thickness of the superposed wafer T after bonding can be made uniform in the wafer plane.
また、加圧機構260の圧力容器261は鉛直方向に伸縮自在でありフレキシブル性を有するため、工程A10において第2の保持部201と支持ウェハSが傾いても、工程A11において第2の保持部201と支持ウェハSを水平にできる。したがって、簡易な装置構成で、工程A11における接着剤Gの膜厚の調節をより適切に行うことができる。
In addition, since the
また接合システム1は、接合装置30〜33、塗布装置40、熱処理装置41〜46を有しているので、被処理ウェハWを順次処理して当該被処理ウェハWに接着剤Gを塗布して所定の温度に加熱すると共に、接合装置30において支持ウェハSの表裏面を反転させる。その後、接合装置30において、接着剤Gが塗布されて所定の温度に加熱された被処理ウェハWと表裏面が反転された支持ウェハSとを接合する。このように本実施の形態によれば、被処理ウェハWと支持ウェハSを並行して処理することができる。また、接合装置30において被処理ウェハWと支持ウェハSを接合する間に、塗布装置40、熱処理装置41及び接合装置30において、別の被処理ウェハWと支持ウェハSを処理することもできる。したがって、被処理ウェハWと支持ウェハSの接合を効率よく行うことができ、接合処理のスループットを向上させることができる。
In addition, since the
以上の実施の形態において、工程A11で接着剤Gの膜厚を均一に調節するため、工程A10と工程A11を繰り返し行ってもよい。 In the above embodiment, in order to uniformly adjust the film thickness of the adhesive G in step A11, step A10 and step A11 may be repeated.
以上の実施の形態では、加圧機構260は圧力容器261を有していたが、加圧機構の構成はこれに限定されない。例えば加圧機構260は、硬質の押圧部材(図示せず)を有していてもよい。要するに加圧機構260は、工程A10、A11、A12において、被処理ウェハWと支持ウェハSを押圧する圧力がそれぞれ第1の圧力、第2の圧力、第3の圧力に制御できればよいのである。
In the above embodiment, the
以上の本実施の形態では、工程A11において圧力容器261のフレキシブル性によって第2の保持部201と支持ウェハSを水平にしていたが、例えば水平機構(図示せず)を用いて、積極的に第2の保持部201と支持ウェハSを水平にしてもよい。
In the present embodiment described above, the
以上の実施の形態では、加圧機構260は第2の保持部201を押圧していたが、第1の保持部200を押圧してもよいし、あるいは第2の保持部201と第1の保持部200の両方を押圧してもよい。
In the above embodiment, the
以上の実施の形態では、被処理ウェハWを下側に配置し、且つ支持ウェハSを上側に配置した状態で、これら被処理ウェハWと支持ウェハSを接合していたが、被処理ウェハWと支持ウェハSの上下配置を反対にしてもよい。この際、第1の保持部200が支持ウェハSを支持し、第2の保持部201が被処理ウェハWを支持してもよい。そして、上述した工程A1〜A4を支持ウェハSに対して行い、当該支持ウェハSの接合面SJに接着剤Gを塗布する。また、上述した工程A5〜A7を被処理ウェハWに対して行い、当該被処理ウェハWの表裏面を反転させる。そして、上述した工程A8〜A11を行い、被処理ウェハWと支持ウェハSを接合する。
In the above-described embodiment, the wafer to be processed W and the support wafer S are bonded in a state where the wafer to be processed W is disposed on the lower side and the support wafer S is disposed on the upper side. The support wafer S may be disposed upside down. At this time, the
以上の実施の形態では、被処理ウェハWの接合面WJに接着剤Gを塗布していたが、支持ウェハSの接合面SJに接着剤Gを塗布してもよいし、あるいは被処理ウェハWの接合面WJと支持ウェハSの接合面SJの両方に接着剤Gを塗付してもよい。 In the above embodiment, the adhesive has been applied onto G on the bonding surface W J of the processing the wafer W, the adhesive G may be applied to the bonding surface S J of the support wafer S, or be processed the adhesive G on both the bonding surfaces S J of the joint surface W J and support wafer S of the wafer W may be subjected coated.
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
30〜33 接合装置
40 塗布装置
41〜46 熱処理装置
60 ウェハ搬送領域
70 制御部
140 接合部
200 第1の保持部
201 第2の保持部
260 加圧機構
261 圧力容器
262 流体供給管
263 流体供給源
280 処理容器
300 減圧機構
G 接着剤
S 支持ウェハ
T 重合ウェハ
W 被処理ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
接着剤が塗布された第1の基板と第2の基板を対向配置する配置工程と、
その後、第1の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤と第2の基板を当接させる当接工程と、
その後、前記第1の圧力より小さい第2の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤の膜厚を調節する膜厚調節工程と、
その後、前記第1の圧力より大きい第3の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧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 through an adhesive,
An arrangement step of opposingly arranging the first substrate and the second substrate to which the adhesive is applied;
Then, a contact step of pressing the first substrate and the second substrate with a first pressure to contact the adhesive and the second substrate;
Then, a film thickness adjusting step of adjusting the film thickness of the adhesive by pressing the first substrate and the second substrate with a second pressure smaller than the first pressure,
And a bonding step of pressing and bonding the first substrate and the second substrate with a third pressure larger than the first pressure.
前記膜厚調節工程において、前記圧力容器内の圧力は前記処理容器内の圧力より小さいことを特徴とする、請求項2に記載の接合方法。 The abutting step, the film thickness adjusting step, and the joining step are performed in a state where the inside of the processing container that accommodates the first holding portion, the second holding portion, and the pressure vessel is maintained in a vacuum state. I,
The bonding method according to claim 2, wherein in the film thickness adjusting step, the pressure in the pressure vessel is smaller than the pressure in the processing vessel.
前記第2の基板は被処理基板を支持する支持基板であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接合方法。 The first substrate is a substrate to be processed;
The bonding method according to claim 1, wherein the second substrate is a support substrate that supports a substrate to be processed.
接着剤が塗布された第1の基板を保持する第1の保持部と、
前記第1の保持部に対向配置され、第2の基板を保持する第2の保持部と、
前記第1の保持部又は前記第2の保持部を押圧する加圧機構と、
前記第1の保持部で保持された第1の基板と前記第2の保持部で保持された第2の基板を対向配置する配置工程と、その後、前記加圧機構によって第1の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤と第2の基板を当接させる当接工程と、その後、前記加圧機構によって前記第1の圧力より小さい第2の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧し、接着剤の膜厚を調節する膜厚調節工程と、その後、前記加圧機構によって前記第1の圧力より大きい第3の圧力で第1の基板と第2の基板を押圧して接合する接合工程と、を実行するように、前記第1の保持部、前記第2の保持部及び前記加圧機構を制御する制御部と、を有することを特徴とする、接合装置。 A joining device for joining substrates through an adhesive,
A first holding unit for holding a first substrate coated with an adhesive;
A second holding unit disposed opposite to the first holding unit and holding a second substrate;
A pressurizing mechanism for pressing the first holding unit or the second holding unit;
An arranging step of opposingly arranging the first substrate held by the first holding unit and the second substrate held by the second holding unit, and then the first pressure by the pressure mechanism by the first pressure An abutting step of pressing the first substrate and the second substrate to bring the adhesive into contact with the second substrate, and then the first pressure by the pressurizing mechanism at a second pressure smaller than the first pressure. A film thickness adjusting step of pressing the substrate and the second substrate to adjust the film thickness of the adhesive, and then the first substrate and the second substrate at a third pressure larger than the first pressure by the pressurizing mechanism. And a control unit that controls the pressurizing mechanism so as to perform the bonding step of pressing and bonding the substrates. , Joining device.
前記処理容器内の雰囲気を減圧する減圧機構と、をさらに有し、
前記制御部は、前記当接工程、前記膜厚調節工程及び前記接合工程において、前記処理容器内を真空状態に維持し、前記膜厚調節工程において、前記圧力容器内の圧力を前記処理容器内の圧力より小さくするように、前記加圧機構及び前記減圧機構を制御することを特徴とする、請求項8に記載の接合装置。 A processing container that houses the first holding part, the second holding part, and the pressure vessel, and is capable of sealing the inside;
A decompression mechanism for decompressing the atmosphere in the processing container,
The control unit maintains the inside of the processing vessel in a vacuum state in the contact step, the film thickness adjusting step, and the joining step, and in the film thickness adjusting step, the pressure in the pressure vessel is maintained in the processing vessel. The joining apparatus according to claim 8, wherein the pressurizing mechanism and the pressure reducing mechanism are controlled so as to be smaller than the pressure of the pressure.
前記第2の基板は被処理基板を支持する支持基板であることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一項に記載の接合装置。 The first substrate is a substrate to be processed;
The bonding apparatus according to claim 7, wherein the second substrate is a support substrate that supports a substrate to be processed.
前記接合装置と、第1の基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された第1の基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板、又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する処理ステーションと、
第1の基板、第2の基板又は重合基板を、前記処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴とする、接合システム。 It is a joining system provided with the joining device according to any one of claims 7 to 10,
The bonding apparatus, a coating apparatus that applies an adhesive to the first substrate, a heat treatment apparatus that heats the first substrate coated with the adhesive to a predetermined temperature, the coating apparatus, the heat treatment apparatus, and the A processing station having a transfer area for transferring a first substrate, a second substrate, or a superposed substrate in which the first substrate and the second substrate are bonded to the bonding apparatus;
A bonding system comprising: a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate with respect to the processing station.
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