JP6752134B2 - Surface modifier and joining system - Google Patents

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開示の実施形態は、表面改質装置および接合システムに関する。 The disclosed embodiments relate to surface modifiers and bonding systems.

従来、半導体ウェハ等の基板同士を接合する手法として、基板の接合される表面を改質し、改質された基板の表面を親水化し、親水化された基板同士をファンデルワールス力および水素結合(分子間力)によって接合する手法が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of joining substrates such as semiconductor wafers, the surface to which the substrates are bonded is modified, the surface of the modified substrate is made hydrophilic, and the hydrophilic substrates are subjected to van der Waals force and hydrogen bonding. A method of joining by (intermolecular force) is known (see Patent Document 1).

基板の表面改質は、表面改質装置を用いて行われる。表面改質装置は、基板を保持し、保持した基板の表面に処理ガスのプラズマを照射することによって基板の表面を改質する。基板の保持には、静電チャックが用いられる。静電チャックは、ステージである下部電極の上面中央部に載置される。 The surface modification of the substrate is performed using a surface modification device. The surface reformer holds the substrate and modifies the surface of the held substrate by irradiating the surface of the held substrate with plasma of a processing gas. An electrostatic chuck is used to hold the substrate. The electrostatic chuck is placed in the center of the upper surface of the lower electrode, which is a stage.

また、静電チャックの周囲には、基板の表面におけるプラズマ処理の均一性を向上させるための環状のフォーカスリングが設けられる。 Further, around the electrostatic chuck, an annular focus ring for improving the uniformity of plasma processing on the surface of the substrate is provided.

フォーカスリングは、静電チャックに覆われない下部電極の外周部を覆うように設けられるため、下部電極の外周部がプラズマに曝されてダメージを受けることを防止することができる。 Since the focus ring is provided so as to cover the outer peripheral portion of the lower electrode that is not covered by the electrostatic chuck, it is possible to prevent the outer peripheral portion of the lower electrode from being exposed to plasma and being damaged.

特開2012−49266号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-49266

しかしながら、従来技術では、静電チャックとフォーカスリングとの隙間からプラズマが進入して下部電極にダメージを与えるおそれがあった。 However, in the prior art, there is a risk that plasma will enter through the gap between the electrostatic chuck and the focus ring and damage the lower electrode.

このように、従来技術には、ステージをプラズマから保護するという点でさらなる改善の余地がある。 Thus, there is room for further improvement in the prior art in terms of protecting the stage from plasma.

実施形態の一態様は、ステージをプラズマから保護することができる表面改質装置および接合システムを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment is intended to provide a surface modifier and a bonding system capable of protecting the stage from plasma.

実施形態の一態様に係る表面改質装置は、基板における他の基板との接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置である。本実施形態に係る表面改質装置は、内部を密閉可能な処理容器と、処理容器内に処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、処理容器内に配置されるステージと、ステージ上に載置されるステージカバーとを備える。ステージカバーは、載置部と、環状のフォーカスリング部とを備える。載置部は、基板と対向する載置面と載置面から突出する少なくとも3つの突起とを有し、少なくとも3つの突起を用いて基板を載置面から浮かせた状態で支持する。フォーカスリング部は、載置部と同一の材料を用いて載置部と一体的に形成され、載置部の外周部に配置されて、少なくとも3つの突起に支持された基板の外周を取り囲む。 The surface modification device according to one aspect of the embodiment is a surface modification device that modifies a joint surface of a substrate with another substrate by plasma of a processing gas. The surface modification device according to the present embodiment is mounted on a processing container that can seal the inside, a plasma generation mechanism that generates plasma of processing gas in the processing container, a stage arranged in the processing container, and a stage. It has a stage cover to be placed. The stage cover includes a mounting portion and an annular focus ring portion. The mounting portion has a mounting surface facing the substrate and at least three protrusions protruding from the mounting surface, and the substrate is supported in a state of being lifted from the mounting surface by using at least three protrusions. The focus ring portion is formed integrally with the mounting portion using the same material as the mounting portion, is arranged on the outer peripheral portion of the mounting portion, and surrounds the outer periphery of the substrate supported by at least three protrusions.

実施形態の一態様によれば、ステージをプラズマから保護することができる。 According to one aspect of the embodiment, the stage can be protected from plasma.

図1は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the joining system according to the embodiment. 図2は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the joining system according to the embodiment. 図3は、上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of the upper wafer and the lower wafer. 図4は、表面改質装置の構成を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the surface modifier. 図5Aは、ステージカバーの模式斜視断面図である。FIG. 5A is a schematic perspective sectional view of the stage cover. 図5Bは、ステージカバーの模式平面図である。FIG. 5B is a schematic plan view of the stage cover. 図5Cは、第1貫通口周辺の拡大模式断面図である。FIG. 5C is an enlarged schematic cross-sectional view around the first through port. 図6は、接合装置の構成を示す模式平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the joining device. 図7は、接合装置の構成を示す模式側面図である。FIG. 7 is a schematic side view showing the configuration of the joining device. 図8は、位置調節機構の構成を示す模式側面図である。FIG. 8 is a schematic side view showing the configuration of the position adjusting mechanism. 図9は、反転機構の構成を示す模式平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing the configuration of the reversing mechanism. 図10は、反転機構の構成を示す模式側面図(その1)である。FIG. 10 is a schematic side view (No. 1) showing the configuration of the reversing mechanism. 図11は、反転機構の構成を示す模式側面図(その2)である。FIG. 11 is a schematic side view (No. 2) showing the configuration of the reversing mechanism. 図12は、保持アームおよび保持部材の構成を示す模式側面図である。FIG. 12 is a schematic side view showing the configuration of the holding arm and the holding member. 図13は、接合装置の内部構成を示す模式側面図である。FIG. 13 is a schematic side view showing the internal configuration of the joining device. 図14は、上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側面図である。FIG. 14 is a schematic side view showing the configurations of the upper chuck and the lower chuck. 図15は、上チャックを下方から見た場合の模式平面図である。FIG. 15 is a schematic plan view of the upper chuck when viewed from below. 図16は、下チャックを上方から見た場合の模式平面図である。FIG. 16 is a schematic plan view of the lower chuck when viewed from above. 図17は、接合システムが実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing a part of the processing procedure of the processing executed by the joining system. 図18Aは、接合装置の動作説明図(その1)である。FIG. 18A is an operation explanatory view (No. 1) of the joining device. 図18Bは、接合装置の動作説明図(その2)である。FIG. 18B is an operation explanatory view (No. 2) of the joining device. 図18Cは、接合装置の動作説明図(その3)である。FIG. 18C is an operation explanatory view (No. 3) of the joining device. 図18Dは、接合装置の動作説明図(その4)である。FIG. 18D is an operation explanatory view (No. 4) of the joining device. 図18Eは、接合装置の動作説明図(その5)である。FIG. 18E is an operation explanatory view (No. 5) of the joining device. 図18Fは、接合装置の動作説明図(その6)である。FIG. 18F is an operation explanatory view (No. 6) of the joining device. 図18Gは、接合装置の動作説明図(その7)である。FIG. 18G is an operation explanatory view (No. 7) of the joining device. 図18Hは、接合装置の動作説明図(その8)である。FIG. 18H is an operation explanatory view (No. 8) of the joining device. 図19Aは、第1変形例に係るステージカバーの構成を示す拡大模式断面図である。FIG. 19A is an enlarged schematic cross-sectional view showing the configuration of the stage cover according to the first modification. 図19Bは、第2変形例に係るステージカバーの構成を示す拡大模式断面図である。FIG. 19B is an enlarged schematic cross-sectional view showing the configuration of the stage cover according to the second modification. 図19Cは、第3変形例に係るステージカバーの構成を示す拡大模式断面図である。FIG. 19C is an enlarged schematic cross-sectional view showing the configuration of the stage cover according to the third modification.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する接合システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the joining system disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きをZ軸の正方向とする直交座標系を示す場合がある。 Further, in each drawing referred to below, in order to make the explanation easy to understand, an orthogonal coordinate system in which the vertical upward direction is the positive direction of the Z axis may be shown.

<1.接合システムの構成>
まず、本実施形態に係る接合システムの構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図であり、図2は、同模式側面図である。また、図3は、上ウェハおよび下ウェハの模式側面図である。
<1. Bonding system configuration>
First, the configuration of the joining system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a joining system according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic side view of the same. Further, FIG. 3 is a schematic side view of the upper wafer and the lower wafer.

図1に示す本実施形態に係る接合システム1は、第1基板W1と第2基板W2とを接合することによって重合ウェハTを形成する(図3参照)。 The joining system 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 forms a polymerized wafer T by joining the first substrate W1 and the second substrate W2 (see FIG. 3).

第1基板W1は、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハ等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。また、第2基板W2は、例えば電子回路が形成されていないベアウェハである。第1基板W1と第2基板W2とは、略同径を有する。なお、第2基板W2に電子回路が形成されていてもよい。 The first substrate W1 is a substrate in which a plurality of electronic circuits are formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer. Further, the second substrate W2 is, for example, a bare wafer on which no electronic circuit is formed. The first substrate W1 and the second substrate W2 have substantially the same diameter. An electronic circuit may be formed on the second substrate W2.

以下では、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」と記載する。また、これらを総称する場合、「ウェハW」と記載する場合がある。 In the following, the first substrate W1 will be referred to as “upper wafer W1” and the second substrate W2 will be referred to as “lower wafer W2”. Further, when these are collectively referred to, they may be described as "wafer W".

また、以下では、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。 Further, in the following, as shown in FIG. 3, among the plate surfaces of the upper wafer W1, the plate surface on the side to be bonded to the lower wafer W2 is described as "bonding surface W1j", which is opposite to the bonding surface W1j. The plate surface is described as "non-bonded 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.

また、図1に示すように、接合システム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およ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およ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および処理ステーション3は、一体的に接続される。 Further, as shown in FIG. 1, the joining system 1 includes a loading / unloading station 2 and a processing station 3. The carry-in / out station 2 and the processing station 3 are arranged side by side in the order of the carry-in / out station 2 and the processing station 3 along the positive direction of the X-axis. Further, the loading / unloading station 2 and the processing station 3 are integrally connected.

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C1,C2,C3がそれぞれ載置される。例えば、カセットC1は上ウェハW1を収容するカセットであり、カセットC2は下ウェハW2を収容するカセットであり、カセットC3は重合ウェハTを収容するカセットである。 The loading / unloading station 2 includes a mounting table 10 and a transport area 20. The mounting table 10 includes a plurality of mounting plates 11. Cassettes C1, C2, and C3 for accommodating a plurality of (for example, 25) substrates in a horizontal state are mounted on each mounting plate 11. For example, the cassette C1 is a cassette containing the upper wafer W1, the cassette C2 is a cassette containing the lower wafer W2, and the cassette C3 is a cassette containing the polymerized wafer T.

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、Y軸方向だけでなく、X軸方向にも移動可能かつZ軸周りに旋回可能であり、載置板11に載置されたカセットC1〜C3と、後述する処理ステーション3の第3処理ブロックG3との間で、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬送を行う。 The transport area 20 is arranged adjacent to the X-axis positive direction side of the mounting table 10. The transport area 20 is provided with a transport path 21 extending in the Y-axis direction and a transport device 22 that can move along the transport path 21. The transport device 22 can move not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction and can rotate around the Z-axis, and the cassettes C1 to C3 mounted on the mounting plate 11 and the processing station 3 described later The upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerized wafer T are transferred to and from the third processing block G3.

なお、載置板11に載置されるカセットC1〜C3の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板11には、カセットC1,C2,C3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 C1 to C3 mounted on the mounting plate 11 is not limited to the one shown in the drawing. Further, in addition to the cassettes C1, C2, and C3, a cassette or the like for collecting a defective substrate may be mounted on the mounting plate 11.

処理ステーション3には、各種装置を備えた複数の処理ブロック、例えば3つの処理ブロックG1,G2,G3が設けられる。例えば処理ステーション3の正面側(図1のY軸負方向側)には、第1処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1のY軸正方向側)には、第2処理ブロックG2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G3が設けられる。 The processing station 3 is provided with a plurality of processing blocks equipped with various devices, for example, three processing blocks G1, G2, and G3. For example, the first processing block G1 is provided on the front side (Y-axis negative direction side in FIG. 1) of the processing station 3, and the second processing block G1 is provided on the back side (Y-axis positive direction side in FIG. 1) of the processing station 3. The processing block G2 is provided. Further, a third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side (X-axis negative direction side in FIG. 1) of the processing station 3.

第1処理ブロックG1には、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jを処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置30が配置される。表面改質装置30は、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jにおけるSiO2の結合を切断して単結合のSiOとすることで、その後親水化されやすくするように当該接合面W1j,W2jを改質する。 In the first processing block G1, a surface reforming device 30 for modifying the joint surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 with plasma of the processing gas is arranged. The surface modifier 30 cuts the bond of SiO2 on the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 to form a single-bonded SiO, so that the bonding surface W1j, can be easily hydrophilized thereafter. Modify W2j.

なお、表面改質装置30では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンが、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,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。 In the surface reformer 30, for example, oxygen gas, which is a processing gas, is excited to be turned into plasma and ionized in a reduced pressure atmosphere. Then, by irradiating the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 with such oxygen ions, the bonding surfaces W1j and W2j are plasma-treated and modified.

第2処理ブロックG2には、表面親水化装置40と、接合装置41とが配置される。表面親水化装置40は、例えば純水によって上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jを親水化するとともに、接合面W1j,W2jを洗浄する。表面親水化装置40では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハW1または下ウェハW2を回転させながら、当該上ウェハW1または下ウェハW2上に純水を供給する。これにより、上ウェハW1または下ウェハW2上に供給された純水が上ウェハW1または下ウェハW2の接合面W1j,W2j上を拡散し、接合面W1j,W2jが親水化される。接合装置41は、上ウェハW1および下ウェハW2を接合する。接合装置41の構成については、後述する。 A surface hydrophilic device 40 and a joining device 41 are arranged in the second processing block G2. The surface hydrophilization apparatus 40 hydrophilizes the joint surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 with pure water, and cleans the joint surfaces W1j and W2j. In the surface hydrophilization apparatus 40, pure water is supplied onto the upper wafer W1 or the lower wafer W2 while rotating the upper wafer W1 or the lower wafer W2 held by the spin chuck, for example. As a result, the pure water supplied on the upper wafer W1 or the lower wafer W2 diffuses on the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 or the lower wafer W2, and the bonding surfaces W1j and W2j are hydrophilized. The joining device 41 joins the upper wafer W1 and the lower wafer W2. The configuration of the joining device 41 will be described later.

第3処理ブロックG3には、図2に示すように、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTのトランジション(TRS)装置50,51が下から順に2段に設けられる。 As shown in FIG. 2, the third processing block G3 is provided with transition (TRS) devices 50 and 51 for the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerization wafer T in two stages in order from the bottom.

また、図1に示すように、第1処理ブロックG1、第2処理ブロックG2および第3処理ブロックG3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、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置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G1、第2処理ブロックG2および第3処理ブロックG3内の所定の装置に上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを搬送する。 Further, as shown in FIG. 1, a transport region 60 is formed in a region surrounded by the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3. A transport device 61 is arranged in the transport region 60. The transport device 61 has, for example, a transport arm that is movable in the vertical direction, the horizontal direction, and around the vertical axis. The transfer device 61 moves in the transfer area 60, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are placed on predetermined devices in the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3 adjacent to the transport area 60. And the polymerization wafer T is conveyed.

また、図1に示すように、接合システム1は、制御装置300を備える。制御装置300は、接合システム1の動作を制御する。かかる制御装置300は、例えばコンピュータであり、図示しない制御部および記憶部を備える。記憶部には、接合処理等の各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって接合システム1の動作を制御する。 Further, as shown in FIG. 1, the joining system 1 includes a control device 300. The control device 300 controls the operation of the joining system 1. Such a control device 300 is, for example, a computer, and includes a control unit and a storage unit (not shown). A program that controls various processes such as joining process is stored in the storage unit. The control unit controls the operation of the junction system 1 by reading and executing the program stored in the storage unit.

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置300の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、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ィスク(MO)、メモリカード等がある。 The program may be recorded on a recording medium that can be read by a computer, and may be installed from the recording medium in the storage unit of the control device 300. Recording media that can be read by a computer include, for example, a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO), a memory card, and the like.

<2.表面改質装置の構成>
次に、上述した表面改質装置30の構成について図4を参照して説明する。図4は、表面改質装置30の構成を示す模式断面図である。
<2. Configuration of surface modifier>
Next, the configuration of the surface modification device 30 described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the surface modifier 30.

図4に示すように、表面改質装置30は、内部を密閉可能な処理容器70を有する。処理容器70の搬送領域60(図1参照)側の側面には、上ウェハW1または下ウェハW2の搬入出口71が形成され、当該搬入出口71にはゲートバルブ72が設けられる。 As shown in FIG. 4, the surface modifier 30 has a processing container 70 whose inside can be sealed. A carry-in outlet 71 for the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is formed on the side surface of the processing container 70 on the transport region 60 (see FIG. 1) side, and a gate valve 72 is provided at the carry-in outlet 71.

処理容器70の内部には、ステージ80が配置される。ステージ80は、たとえば下部電極であり、例えばアルミニウムなどの導電性材料で構成される。ステージ80の下方には、例えばモータ等を備えた複数の駆動部81が設けられる。複数の駆動部81は、ステージ80を昇降させる。 A stage 80 is arranged inside the processing container 70. The stage 80 is, for example, a lower electrode and is made of a conductive material such as aluminum. Below the stage 80, a plurality of drive units 81 equipped with, for example, a motor or the like are provided. The plurality of drive units 81 raise and lower the stage 80.

ステージ80と処理容器70の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた排気リング103が配置される。排気リング103により、処理容器70内の雰囲気が処理容器70内から均一に排気される。 An exhaust ring 103 provided with a plurality of baffle holes is arranged between the stage 80 and the inner wall of the processing container 70. The exhaust ring 103 uniformly exhausts the atmosphere inside the processing container 70 from the inside of the processing container 70.

ステージ80の下面には、導体で形成された給電棒104が接続される。給電棒104には、例えばブロッキングコンデンサなどから成る整合器105を介して、第1の電源としての第1の高周波電源106が接続される。プラズマ処理時には、第1の高周波電源106から、例えば400kHzの高周波電圧が、ステージ80に印加される。 A feeding rod 104 formed of a conductor is connected to the lower surface of the stage 80. A first high-frequency power source 106 as a first power source is connected to the power supply rod 104 via a matching unit 105 including, for example, a blocking capacitor. At the time of plasma processing, a high frequency voltage of, for example, 400 kHz is applied to the stage 80 from the first high frequency power supply 106.

処理容器70の内部には、上部電極110が配置される。ステージ80の上面と上部電極110の下面は、互いに平行に、所定の間隔をあけて対向して配置されている。ステージ80の上面と上部電極110の下面の間隔は、駆動部81により調整される。 An upper electrode 110 is arranged inside the processing container 70. The upper surface of the stage 80 and the lower surface of the upper electrode 110 are arranged parallel to each other and facing each other at a predetermined interval. The distance between the upper surface of the stage 80 and the lower surface of the upper electrode 110 is adjusted by the drive unit 81.

上部電極110には、例えばブロッキングコンデンサなどから成る整合器111を介して第2の電源としての第2の高周波電源112が接続されている。プラズマ処理時には、第2の高周波電源112から、例えば40kHzの高周波電圧が、上部電極110に印加される。このように、第1の高周波電源106から下部電極であるステージ80に、第2の高周波電源112から上部電極110にそれぞれ高周波電圧が印加されることにより、処理容器70の内部にプラズマが発生する。 A second high frequency power supply 112 as a second power supply is connected to the upper electrode 110 via a matching unit 111 including, for example, a blocking capacitor. At the time of plasma processing, a high frequency voltage of, for example, 40 kHz is applied to the upper electrode 110 from the second high frequency power supply 112. In this way, plasma is generated inside the processing container 70 by applying high-frequency voltages from the first high-frequency power supply 106 to the stage 80, which is the lower electrode, and from the second high-frequency power supply 112 to the upper electrode 110, respectively. ..

本実施形態において、下部電極としてのステージ80、給電棒104、整合器105、第1の高周波電源106、上部電極110、整合器111、第2の高周波電源112は、処理容器70内に処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構の一例である。なお、第1の高周波電源106および第2の高周波電源112は、後述する制御装置300によって制御される。 In the present embodiment, the stage 80 as the lower electrode, the feeding rod 104, the matching device 105, the first high frequency power supply 106, the upper electrode 110, the matching device 111, and the second high frequency power supply 112 are the processing gas in the processing container 70. This is an example of a plasma generation mechanism that generates the above-mentioned plasma. The first high-frequency power supply 106 and the second high-frequency power supply 112 are controlled by the control device 300 described later.

上部電極110の内部には中空部120が形成されている。中空部120には、ガス供給管121が接続されている。ガス供給管121は、内部に処理ガスや除電用ガスを貯留するガス供給源122に連通している。また、ガス供給管121には、処理ガスや除電用ガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群123が設けられている。そして、ガス供給源122から供給された処理ガスや除電用ガスは、供給機器群123で流量制御され、ガス供給管121を介して、上部電極110の中空部120に導入される。処理ガスには、例えば酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等が用いられる。また、除電用ガスには、例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが用いられる。 A hollow portion 120 is formed inside the upper electrode 110. A gas supply pipe 121 is connected to the hollow portion 120. The gas supply pipe 121 communicates with the gas supply source 122 that stores the processing gas and the static elimination gas inside. Further, the gas supply pipe 121 is provided with a supply device group 123 including a valve for controlling the flow of the processing gas and the static elimination gas, a flow rate adjusting unit, and the like. Then, the processing gas and the static elimination gas supplied from the gas supply source 122 are flow-controlled by the supply equipment group 123 and introduced into the hollow portion 120 of the upper electrode 110 via the gas supply pipe 121. As the processing gas, for example, oxygen gas, nitrogen gas, argon gas and the like are used. Further, as the static elimination gas, for example, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is used.

中空部120の内部には、処理ガスや除電用ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板124が設けられている。バッフル板124には、多数の小孔が設けられている。上部電極110の下面には、中空部120から処理容器70の内部に処理ガスや除電用ガスを噴出させる多数のガス噴出口125が形成されている。本実施形態において、中空部120、ガス供給管121、ガス供給源122、供給機器群123、バッフル板124及びガス噴出口125は、ガス供給機構の一例である。 A baffle plate 124 is provided inside the hollow portion 120 to promote uniform diffusion of the processing gas and the static elimination gas. The baffle plate 124 is provided with a large number of small holes. On the lower surface of the upper electrode 110, a large number of gas outlets 125 for ejecting the processing gas and the static elimination gas from the hollow portion 120 into the processing container 70 are formed. In the present embodiment, the hollow portion 120, the gas supply pipe 121, the gas supply source 122, the supply equipment group 123, the baffle plate 124, and the gas outlet 125 are examples of the gas supply mechanism.

処理容器70には、吸気口130が形成される。吸気口130には、処理容器70の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する真空ポンプ131に連通する吸気管132が接続される。本実施形態において、吸気口130、真空ポンプ131及び吸気管132は、減圧機構の一例である。 An intake port 130 is formed in the processing container 70. An intake pipe 132 that communicates with a vacuum pump 131 that reduces the atmosphere inside the processing container 70 to a predetermined degree of vacuum is connected to the intake port 130. In the present embodiment, the intake port 130, the vacuum pump 131, and the intake pipe 132 are examples of the decompression mechanism.

ステージ80の上面すなわち上部電極110との対向面は、上ウェハW1および下ウェハW2よりも大きい径を有する平面視円形の水平面である。かかるステージ80の上面にはステージカバー90が載置され、上ウェハW1または下ウェハW2は、かかるステージカバー90上に載置される。 The upper surface of the stage 80, that is, the surface facing the upper electrode 110 is a horizontal horizontal plane having a diameter larger than that of the upper wafer W1 and the lower wafer W2. A stage cover 90 is placed on the upper surface of the stage 80, and the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is placed on the stage cover 90.

ここで、従来の表面改質装置では、下部電極の上面に静電チャックを設け、静電チャックを用いて基板を吸着保持した状態でプラズマ処理を行っていた。しかしながら、静電チャックは高価であるため製造コストの面で不利である。 Here, in the conventional surface modification apparatus, an electrostatic chuck is provided on the upper surface of the lower electrode, and the plasma treatment is performed in a state where the substrate is adsorbed and held by the electrostatic chuck. However, the electrostatic chuck is expensive and therefore disadvantageous in terms of manufacturing cost.

一方、表面改質処理の目的は、基板の表面を改質することであるため、基板の表面を微細加工するエッチング処理等と比べて、基板の位置ずれを防止することに関して高い精度は要求されない。 On the other hand, since the purpose of the surface modification treatment is to modify the surface of the substrate, higher accuracy is not required for preventing the displacement of the substrate as compared with the etching treatment for finely processing the surface of the substrate. ..

そこで、本実施形態に係る表面改質装置30は、静電チャックに代えて、基板を吸着せずに載置するステージカバー90を備える構成とした。 Therefore, the surface modification device 30 according to the present embodiment is configured to include a stage cover 90 on which the substrate is placed without being adsorbed, instead of the electrostatic chuck.

また、従来の表面改質装置では、基板の裏面へのゴミ等の転写を抑制するという点で更なる改善の余地があった。 Further, in the conventional surface modification apparatus, there is room for further improvement in that the transfer of dust or the like to the back surface of the substrate is suppressed.

そこで、本実施形態に係る表面改質装置30では、基板の裏面へのゴミ等の転写を抑制するために、ステージカバー90の上面に少なくとも3つの突起91bを設け、これらの突起91bにより上ウェハW1または下ウェハW2を支持することで、上ウェハW1または下ウェハW2の裏面と載置面との接触面積を低減させることとした。 Therefore, in the surface modification device 30 according to the present embodiment, at least three protrusions 91b are provided on the upper surface of the stage cover 90 in order to suppress the transfer of dust or the like to the back surface of the substrate, and the upper wafer is provided by these protrusions 91b. By supporting the W1 or the lower wafer W2, the contact area between the back surface of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and the mounting surface is reduced.

また、従来の表面改質装置において、静電チャックの周囲には、基板の表面におけるプラズマ処理の均一性を向上させるための環状のフォーカスリングが設けられていた。フォーカスリングは、静電チャックに覆われない下部電極の外周部を覆うように設けられるため、下部電極の外周部がプラズマに曝されてダメージを受けることを防止することができる。 Further, in the conventional surface modification device, an annular focus ring for improving the uniformity of plasma treatment on the surface of the substrate is provided around the electrostatic chuck. Since the focus ring is provided so as to cover the outer peripheral portion of the lower electrode that is not covered by the electrostatic chuck, it is possible to prevent the outer peripheral portion of the lower electrode from being exposed to plasma and being damaged.

しかしながら、従来の表面改質装置では、静電チャックとフォーカスリングとは別部材として設けられていたため、静電チャックとフォーカスリングとの隙間からプラズマが進入して下部電極にダメージを与えるおそれがあった。 However, in the conventional surface modification device, since the electrostatic chuck and the focus ring are provided as separate members, plasma may enter through the gap between the electrostatic chuck and the focus ring and damage the lower electrode. It was.

そこで、本実施形態に係るステージカバー90は、基板の載置部91とフォーカスリング部92とが一体的に形成された構成とした。 Therefore, the stage cover 90 according to the present embodiment has a configuration in which the mounting portion 91 of the substrate and the focus ring portion 92 are integrally formed.

以下、本実施形態に係るステージカバー90の構成について図5A〜図5Cを参照して説明する。図5Aは、ステージカバー90の模式斜視断面図であり、図5Bは、ステージカバー90の模式平面図である。また、図5Cは、第1貫通口周辺の拡大模式断面図である。なお、図5Aには、図5Bに示すA−A線矢視の模式断面斜視図を示している。また、図5Cには、図5Aに示すH部の拡大模式断面図を示している。 Hereinafter, the configuration of the stage cover 90 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. FIG. 5A is a schematic perspective sectional view of the stage cover 90, and FIG. 5B is a schematic plan view of the stage cover 90. Further, FIG. 5C is an enlarged schematic cross-sectional view around the first through port. Note that FIG. 5A shows a schematic cross-sectional perspective view taken along the line AA shown in FIG. 5B. Further, FIG. 5C shows an enlarged schematic cross-sectional view of the H portion shown in FIG. 5A.

図5Aおよび図5Bに示すように、ステージカバー90は、載置部91と、フォーカスリング部92と、複数の貫通口カバー部材93とを備える。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the stage cover 90 includes a mounting portion 91, a focus ring portion 92, and a plurality of through-port cover members 93.

載置部91、フォーカスリング部92および複数の貫通口カバー部材93は、同一の材料を用いて形成される。具体的には、載置部91、フォーカスリング部92および複数の貫通口カバー部材93は、石英で形成される。 The mounting portion 91, the focus ring portion 92, and the plurality of through-hole cover members 93 are formed of the same material. Specifically, the mounting portion 91, the focus ring portion 92, and the plurality of through-port cover members 93 are made of quartz.

なお、載置部91、フォーカスリング部92および複数の貫通口カバー部材93は、石英以外の材料で形成されてもよい。たとえば、載置部91、フォーカスリング部92および複数の貫通口カバー部材93は、シリコンで形成されてもよい。 The mounting portion 91, the focus ring portion 92, and the plurality of through-hole cover members 93 may be made of a material other than quartz. For example, the mounting portion 91, the focus ring portion 92, and the plurality of through-hole cover members 93 may be made of silicon.

載置部91、フォーカスリング部92および複数の貫通口カバー部材93のうち、載置部91およびフォーカスリング部92は、一体的に形成される。たとえば、載置部91およびフォーカスリング部92は、単一の石英を切削加工することにより形成することができる。一方、貫通口カバー部材93は、載置部91およびフォーカスリング部92とは別体に形成される。 Of the mounting portion 91, the focus ring portion 92, and the plurality of through-hole cover members 93, the mounting portion 91 and the focus ring portion 92 are integrally formed. For example, the mounting portion 91 and the focus ring portion 92 can be formed by cutting a single piece of quartz. On the other hand, the through-hole cover member 93 is formed separately from the mounting portion 91 and the focus ring portion 92.

載置部91は、上ウェハW1または下ウェハW2よりも大径かつステージ80よりも小径の上面91aを有する円板状の部分であり、ステージ80の上面中央部に載置される。 The mounting portion 91 is a disk-shaped portion having an upper surface 91a having a diameter larger than that of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and a diameter smaller than that of the stage 80, and is mounted on the central portion of the upper surface of the stage 80.

載置部91の上面91aには、9つの突起91bが設けられる。上ウェハW1または下ウェハW2は、これら9つの突起91bにより、上面91aから浮いた状態で支持される。 Nine protrusions 91b are provided on the upper surface 91a of the mounting portion 91. The upper wafer W1 or the lower wafer W2 is supported by these nine protrusions 91b in a floating state from the upper surface 91a.

具体的には、図5Bに示すように、載置部91は、後述する第2貫通口91cよりも内周側に3つ突起91bを有するとともに、第2貫通口91cよりも外周側に6つの突起91bを有する。各突起91bの直径はたとえば2〜5mmであり、高さはたとえば0.2〜0.5mmである。 Specifically, as shown in FIG. 5B, the mounting portion 91 has three protrusions 91b on the inner peripheral side of the second through-hole 91c, which will be described later, and 6 on the outer peripheral side of the second through-hole 91c. It has one protrusion 91b. The diameter of each protrusion 91b is, for example, 2 to 5 mm, and the height is, for example, 0.2 to 0.5 mm.

内周側の3つの突起91bは、上面91aの中心点O(すなわち上ウェハW1または下ウェハW2の中心点)からの距離がいずれもd1となる位置にそれぞれ配置される。また、3つの突起91bは、周方向に均等に配置される。 The three protrusions 91b on the inner peripheral side are arranged at positions where the distance from the center point O (that is, the center point of the upper wafer W1 or the lower wafer W2) of the upper surface 91a is d1. Further, the three protrusions 91b are evenly arranged in the circumferential direction.

外周側の6つの突起91bは、上面91aの中心点Oからの距離がいずれもd2(>d1)となる位置にそれぞれ配置される。また、6つの突起91bは、3つの突起91bに対して30°ずらして周方向に均等に配置される。 The six protrusions 91b on the outer peripheral side are arranged at positions where the distances from the center point O of the upper surface 91a are all d2 (> d1). Further, the six protrusions 91b are displaced by 30 ° with respect to the three protrusions 91b and are evenly arranged in the circumferential direction.

このように、本実施形態に係るステージカバー90は、9つの突起91bを備え、内周側に配置された3つの突起91b(第1突起)と、外周側に配置された6つの突起91b(第2突起)とを用いて上ウェハW1または下ウェハW2の裏面を支持する。これにより、たとえば上ウェハW1または下ウェハW2を上面91aに直接載置する場合と比較して、上ウェハW1または下ウェハW2の裏面と載置面との接触面積を低減することができる。したがって、上ウェハW1または下ウェハW2の裏面へのゴミ等の転写を抑制することができる。 As described above, the stage cover 90 according to the present embodiment includes nine protrusions 91b, three protrusions 91b (first protrusions) arranged on the inner peripheral side, and six protrusions 91b (first protrusions) arranged on the outer peripheral side. The back surface of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is supported by using the second protrusion). As a result, the contact area between the back surface of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and the mounting surface can be reduced as compared with the case where the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is directly mounted on the upper surface 91a. Therefore, it is possible to suppress the transfer of dust or the like to the back surface of the upper wafer W1 or the lower wafer W2.

突起91bの数を少なくするほど、上ウェハW1および下ウェハW2の裏面へのゴミの転写が抑制される一方、上ウェハW1および下ウェハW2を安定して支持しておくことが困難となる。上ウェハW1および下ウェハW2を安定して支持するために、載置部91は、少なくとも3つの突起91bを有することが好ましい。 As the number of protrusions 91b is reduced, the transfer of dust to the back surfaces of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is suppressed, but it becomes difficult to stably support the upper wafer W1 and the lower wafer W2. In order to stably support the upper wafer W1 and the lower wafer W2, the mounting portion 91 preferably has at least three protrusions 91b.

本実施形態に係る載置部91によれば、上面91aの内周側と外周側とにそれぞれ3つ以上の突起91bが周方向に並べて配置されるため、仮に、上ウェハW1または下ウェハW2に反りがある場合でも、上ウェハW1または下ウェハW2を上面91aに接触させることなく安定的に支持することができる。 According to the mounting portion 91 according to the present embodiment, three or more protrusions 91b are arranged side by side in the circumferential direction on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the upper surface 91a, respectively, so that the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is tentatively arranged. Even if there is a warp, the upper wafer W1 or the lower wafer W2 can be stably supported without contacting the upper surface 91a.

なお、載置部91は、少なくとも3つの突起91bを備えていればよく、必ずしも9つの突起91bを有することを要しない。たとえば、載置部91は、内周側に3つ、外周側に3つそれぞれ周方向に均等に配置された6つの突起91bを有する構成であってもよい。 The mounting portion 91 may include at least three protrusions 91b, and does not necessarily have to have nine protrusions 91b. For example, the mounting portion 91 may have a configuration having six protrusions 91b which are evenly arranged in the circumferential direction, three on the inner peripheral side and three on the outer peripheral side.

載置部91は、ステージ80に形成された複数の第1貫通口85の各々に連通する複数の第2貫通口91cを有する。表面改質装置30は、複数の第1貫通口85および第2貫通口91cの各々に挿通される複数の昇降ピン150(図5C参照)を備える。昇降ピン150は、表面改質装置30に搬入された上ウェハW1または下ウェハW2を搬送装置61から受け取る際もしくは表面改質装置30から搬出される上ウェハW1または下ウェハW2を搬送装置61へ渡す際に、上ウェハW1または下ウェハW2を下方から支持して昇降させる。 The mounting portion 91 has a plurality of second through holes 91c communicating with each of the plurality of first through ports 85 formed in the stage 80. The surface modifier 30 includes a plurality of elevating pins 150 (see FIG. 5C) that are inserted into each of the plurality of first through holes 85 and the second through ports 91c. The elevating pin 150 receives the upper wafer W1 or the lower wafer W2 carried into the surface reforming device 30 from the conveying device 61, or transfers the upper wafer W1 or the lower wafer W2 carried out from the surface modifying device 30 to the conveying device 61. At the time of delivery, the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is supported from below and moved up and down.

フォーカスリング部92は、載置部91の外周部に配置されて、9つの突起91bに支持された上ウェハW1または下ウェハW2の外周を取り囲む環状の部分である。 The focus ring portion 92 is an annular portion arranged on the outer peripheral portion of the mounting portion 91 and surrounding the outer periphery of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 supported by the nine protrusions 91b.

フォーカスリング部92は、載置部91よりも肉厚に形成される。具体的には、フォーカスリング部92の上面92aは載置部91の上面91aよりも高い位置に配置され、フォーカスリング部92の下面92bは載置部91の下面91dよりも低い位置に配置される。 The focus ring portion 92 is formed to be thicker than the mounting portion 91. Specifically, the upper surface 92a of the focus ring portion 92 is arranged at a position higher than the upper surface 91a of the mounting portion 91, and the lower surface 92b of the focus ring portion 92 is arranged at a position lower than the lower surface 91d of the mounting portion 91. To.

フォーカスリング部92の上面92aと載置部91の上面91aとの高低差によって生じる第1段差部94は、上ウェハW1または下ウェハW2の大幅な位置ずれもしくはステージカバー90からの脱落を防止するガイドとして機能する。 The first step portion 94 caused by the height difference between the upper surface 92a of the focus ring portion 92 and the upper surface 91a of the mounting portion 91 prevents the upper wafer W1 or the lower wafer W2 from being significantly displaced or falling off from the stage cover 90. Acts as a guide.

また、フォーカスリング部92の下面92bと載置部91の下面91dとの高低差によって生じる第2段差部95は、ステージカバー90とステージ80との嵌合部として機能する。具体的には、ステージ80の上面外周部は、上面中央部に対して一段低く形成されており、上面外周部と上面中央部との高低差により生じる第3段差部86に、ステージカバー90の第2段差部95が嵌め合わされる。これにより、ステージカバー90は、ステージ80に対する位置ずれが防止された状態でステージ80上に載置される。 Further, the second step portion 95 generated by the height difference between the lower surface 92b of the focus ring portion 92 and the lower surface 91d of the mounting portion 91 functions as a fitting portion between the stage cover 90 and the stage 80. Specifically, the outer peripheral portion of the upper surface of the stage 80 is formed one step lower than the central portion of the upper surface, and the stage cover 90 is formed on the third step portion 86 generated by the height difference between the outer peripheral portion of the upper surface and the central portion of the upper surface. The second step portion 95 is fitted. As a result, the stage cover 90 is placed on the stage 80 in a state where the position shift with respect to the stage 80 is prevented.

フォーカスリング部92を構成する石英は、反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性の材料であり、反応性イオンを、内側の上ウェハW1または下ウェハW2に効果的に入射せしめるように作用する。これにより、プラズマ処理の面内均一性が向上する。 Quartz constituting the focus ring portion 92 is an insulating or conductive material that does not attract reactive ions, and acts so that the reactive ions are effectively incident on the inner upper wafer W1 or lower wafer W2. .. This improves the in-plane uniformity of the plasma treatment.

また、フォーカスリング部92は、ステージ80よりも大径に形成され、載置部91に覆われないステージ80の上面外周部を覆う。これにより、ステージ80の上面外周部がプラズマに曝されてダメージを受けることを防止することができる。 Further, the focus ring portion 92 is formed to have a diameter larger than that of the stage 80, and covers the outer peripheral portion of the upper surface of the stage 80 which is not covered by the mounting portion 91. As a result, it is possible to prevent the outer peripheral portion of the upper surface of the stage 80 from being exposed to plasma and being damaged.

さらに、本実施形態に係るフォーカスリング部92は、上述したように、載置部91と一体的に形成されることから、載置部91とフォーカスリング部92との間には隙間は形成されない。したがって、従来の表面改質装置のように、静電チャックとフォーカスリングとの隙間からプラズマが進入して下部電極がダメージを受けるといった事態を防止することができる。 Further, since the focus ring portion 92 according to the present embodiment is integrally formed with the mounting portion 91 as described above, no gap is formed between the mounting portion 91 and the focus ring portion 92. .. Therefore, unlike a conventional surface modifier, it is possible to prevent a situation in which plasma enters through a gap between the electrostatic chuck and the focus ring and the lower electrode is damaged.

貫通口カバー部材93は、ステージ80に形成された第1貫通口85に挿通され、且つ、載置部91に形成された第2貫通口91cに連通する部材である。 The through-port cover member 93 is a member that is inserted into the first through-port 85 formed in the stage 80 and communicates with the second through-port 91c formed in the mounting portion 91.

本実施形態に係るステージカバー90は、9つの突起91bを用いて上ウェハW1または下ウェハW2を載置部91の上面91aから浮かせた状態で支持する。すなわち、上ウェハW1または下ウェハW2の下面と載置部91の上面91aとの間には隙間が形成される。このため、プラズマがかかる隙間を通って第1貫通口85に進入し、第1貫通口85の内周面にダメージを与えるおそれがある。 The stage cover 90 according to the present embodiment supports the upper wafer W1 or the lower wafer W2 in a state of being floated from the upper surface 91a of the mounting portion 91 by using the nine protrusions 91b. That is, a gap is formed between the lower surface of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and the upper surface 91a of the mounting portion 91. Therefore, there is a possibility that the plasma enters the first through-hole 85 through the gap to which the plasma is applied and damages the inner peripheral surface of the first through-hole 85.

そこで、本実施形態に係るステージカバー90では、第1貫通口85に挿通される貫通口カバー部材93によって第1貫通口85の内周面を被うこととした。これにより、第1貫通口85の内周面をプラズマから保護することができる。 Therefore, in the stage cover 90 according to the present embodiment, the inner peripheral surface of the first through-hole 85 is covered by the through-hole cover member 93 inserted through the first through-hole 85. As a result, the inner peripheral surface of the first through port 85 can be protected from plasma.

また、本実施形態に係るステージカバー90では、載置部91と貫通口カバー部材93とを別体に形成し、載置部91と貫通口カバー部材93との隙間にラビリンス構造を形成することとした。 Further, in the stage cover 90 according to the present embodiment, the mounting portion 91 and the through-port cover member 93 are formed separately, and a labyrinth structure is formed in the gap between the mounting portion 91 and the through-port cover member 93. And said.

具体的には、図5Cに示すように、貫通口カバー部材93は、円筒部93aとフランジ部93bとを備える。円筒部93aは、第1貫通口85に挿通される円筒状の部分であり、第1貫通口85の内周面と対向する外周面と、昇降ピン150の外周面と間隔をあけて対向する内周面とを有する。 Specifically, as shown in FIG. 5C, the through-hole cover member 93 includes a cylindrical portion 93a and a flange portion 93b. The cylindrical portion 93a is a cylindrical portion inserted into the first through-hole 85, and faces the outer peripheral surface of the first through-hole 85 facing the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the elevating pin 150 at intervals. It has an inner peripheral surface.

フランジ部93bは、円筒部93aの上端に設けられ、円筒部93aの径方向外方に延びて載置部91の上面91aに係止される環状の部材である。具体的には、載置部91の上面91aには、第1貫通口85の周囲を凹ませた第4段差部87が形成され、フランジ部93bは、かかる第4段差部87に係止される。 The flange portion 93b is an annular member provided at the upper end of the cylindrical portion 93a, extending outward in the radial direction of the cylindrical portion 93a and locked to the upper surface 91a of the mounting portion 91. Specifically, a fourth step portion 87 having a recess around the first through port 85 is formed on the upper surface 91a of the mounting portion 91, and the flange portion 93b is locked to the fourth step portion 87. To.

フランジ部93bの上面93b1には環状の凸部93b2が形成される。また、フランジ部93bの上面93b1およびステージ80の第4段差部87と対向する載置部91の下面91d1には環状の凹部91d2が形成される。 An annular convex portion 93b2 is formed on the upper surface 93b1 of the flange portion 93b. Further, an annular recess 91d2 is formed on the upper surface 93b1 of the flange portion 93b and the lower surface 91d1 of the mounting portion 91 facing the fourth step portion 87 of the stage 80.

そして、環状の凹部91d2と環状の凸部93b2とが非接触で嵌合することにより、上記ラビリンス構造が形成される。これにより、第1貫通口85を通過してステージ80の裏側へ到達するプラズマを低減させることができる。 Then, the annular concave portion 91d2 and the annular convex portion 93b2 are fitted in a non-contact manner to form the labyrinth structure. As a result, the plasma that passes through the first through hole 85 and reaches the back side of the stage 80 can be reduced.

<3.接合装置の構成>
次に、接合装置41の構成について図6〜図13を参照して説明する。図6は、接合装置41の構成を示す模式平面図であり、図7は、同模式側面図である。また、図8は、位置調節機構210の構成を示す模式側面図である。また、図9は、反転機構220の構成を示す模式平面図であり、図10および図11は、同模式側面図(その1)および(その2)である。また、図12は、保持アーム221および保持部材222の構成を示す模式側面図であり、図13は、接合装置41の内部構成を示す模式側面図である。
<3. Configuration of joining device>
Next, the configuration of the joining device 41 will be described with reference to FIGS. 6 to 13. FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the joining device 41, and FIG. 7 is a schematic side view of the joining device 41. Further, FIG. 8 is a schematic side view showing the configuration of the position adjusting mechanism 210. 9 is a schematic plan view showing the configuration of the reversing mechanism 220, and FIGS. 10 and 11 are schematic side views (No. 1) and (No. 2) of the same. Further, FIG. 12 is a schematic side view showing the configurations of the holding arm 221 and the holding member 222, and FIG. 13 is a schematic side view showing the internal configuration of the joining device 41.

図6に示すように、接合装置41は、内部を密閉可能な処理容器190を有する。処理容器190の搬送領域60側の側面には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬入出口191が形成され、当該搬入出口191には開閉シャッタ192が設けられる。 As shown in FIG. 6, the joining device 41 has a processing container 190 whose inside can be sealed. A carry-in outlet 191 for the upper wafer W1, a lower wafer W2, and a polymerized wafer T is formed on the side surface of the processing container 190 on the transport region 60 side, and an opening / closing shutter 192 is provided at the carry-in outlet 191.

処理容器190の内部は、内壁193によって搬送領域T1と処理領域T2に区画される。上述した搬入出口191は、搬送領域T1における処理容器190の側面に形成される。また、内壁193にも、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬入出口194が形成される。 The inside of the processing container 190 is divided into a transport area T1 and a processing area T2 by an inner wall 193. The above-mentioned carry-in outlet 191 is formed on the side surface of the processing container 190 in the transport region T1. Further, the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the carry-in outlet 194 of the polymerized wafer T are also formed on the inner wall 193.

搬送領域T1のY軸負方向側には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを一時的に載置するためのトランジション200が設けられる。トランジション200は、例えば2段に形成され、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTのいずれか2つを同時に載置することができる。 A transition 200 for temporarily placing the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerized wafer T is provided on the Y-axis negative direction side of the transport region T1. The transition 200 is formed in, for example, two stages, and any two of the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerization wafer T can be placed at the same time.

搬送領域T1には、搬送機構201が設けられる。搬送機構201は、例えば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。そして、搬送機構201は、搬送領域T1内、または搬送領域T1と処理領域T2との間で上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを搬送する。 A transport mechanism 201 is provided in the transport region T1. The transport mechanism 201 has, for example, a transport arm that is movable in the vertical direction, the horizontal direction, and around the vertical axis. Then, the transport mechanism 201 transports the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerized wafer T within the transport region T1 or between the transport region T1 and the processing region T2.

搬送領域T1のY軸正方向側には、上ウェハW1および下ウェハW2の水平方向の向きを調節する位置調節機構210が設けられる。位置調節機構210は、図8に示すように基台211と、上ウェハW1および下ウェハW2を吸着保持して回転させる保持部212と、上ウェハW1および下ウェハW2のノッチ部の位置を検出する検出部213とを有する。 A position adjusting mechanism 210 for adjusting the horizontal orientation of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is provided on the Y-axis positive direction side of the transport region T1. As shown in FIG. 8, the position adjusting mechanism 210 detects the positions of the base 211, the holding portion 212 that attracts and holds the upper wafer W1 and the lower wafer W2 to rotate, and the notch portions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2. It has a detection unit 213 and a detection unit 213.

かかる位置調節機構210では、保持部212に吸着保持された上ウェハW1および下ウェハW2を回転させながら検出部213で上ウェハW1および下ウェハW2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上ウェハW1および下ウェハW2の水平方向の向きを調節する。 In the position adjusting mechanism 210, the notch portions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are detected by the detection unit 213 while rotating the upper wafer W1 and the lower wafer W2 that are attracted and held by the holding portion 212. The position of the portion is adjusted to adjust the horizontal orientation of the upper wafer W1 and the lower wafer W2.

また、搬送領域T1には、上ウェハW1の表裏面を反転させる反転機構220が設けられる。反転機構220は、図9〜図12に示すように上ウェハW1を保持する保持アーム221を有する。 Further, the transport region T1 is provided with an inversion mechanism 220 that inverts the front and back surfaces of the upper wafer W1. The reversing mechanism 220 has a holding arm 221 for holding the upper wafer W1 as shown in FIGS. 9 to 12.

保持アーム221は、水平方向に延在する。また保持アーム221には、上ウェハW1を保持する保持部材222が例えば4箇所に設けられる。保持部材222は、図12に示すように保持アーム221に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材222の側面には、上ウェハW1の外周部を保持するための切り欠き223が形成される。これら保持部材222は、上ウェハW1を挟み込んで保持することができる。 The holding arm 221 extends in the horizontal direction. Further, the holding arm 221 is provided with holding members 222 for holding the upper wafer W1 at, for example, four places. As shown in FIG. 12, the holding member 222 is configured to be movable in the horizontal direction with respect to the holding arm 221. Further, a notch 223 for holding the outer peripheral portion of the upper wafer W1 is formed on the side surface of the holding member 222. These holding members 222 can hold the upper wafer W1 by sandwiching it.

保持アーム221は、図9〜図11に示すように、例えばモータ等を備えた第1駆動部224に支持される。保持アーム221は、この第1駆動部224によって、水平軸周りに回動自在である。また保持アーム221は、第1駆動部224を中心に回動自在であると共に、水平方向に移動自在である。 As shown in FIGS. 9 to 11, the holding arm 221 is supported by a first drive unit 224 provided with, for example, a motor or the like. The holding arm 221 is rotatable about a horizontal axis by the first driving unit 224. Further, the holding arm 221 is rotatable around the first drive unit 224 and is movable in the horizontal direction.

第1駆動部224の下方には、例えばモータ等を備えた第2駆動部225が設けられる。第1駆動部224は、この第2駆動部225によって、鉛直方向に延在する支持柱226に沿って鉛直方向に移動可能である。 Below the first drive unit 224, for example, a second drive unit 225 equipped with a motor or the like is provided. The first drive unit 224 can be moved in the vertical direction along the support column 226 extending in the vertical direction by the second drive unit 225.

このように、保持部材222に保持された上ウェハW1は、第1駆動部224と第2駆動部225によって、水平軸周りに回動することができるとともに鉛直方向および水平方向に移動することができる。また、保持部材222に保持された上ウェハW1は、第1駆動部224を中心に回動して、位置調節機構210から後述する上チャック230との間を移動することができる。 In this way, the upper wafer W1 held by the holding member 222 can be rotated about the horizontal axis and moved in the vertical and horizontal directions by the first drive unit 224 and the second drive unit 225. it can. Further, the upper wafer W1 held by the holding member 222 can rotate around the first drive unit 224 and move from the position adjusting mechanism 210 to the upper chuck 230 described later.

また、図7に示すように、処理領域T2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を上方から吸着保持する。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を下方から吸着保持する。 Further, as shown in FIG. 7, an upper chuck 230 and a lower chuck 231 are provided in the processing region T2. The upper chuck 230 attracts and holds the upper wafer W1 from above. Further, the lower chuck 231 is provided below the upper chuck 230, and sucks and holds the lower wafer W2 from below.

上チャック230は、図7に示すように、処理容器190の天井面に設けられた支持部材280に支持される。支持部材280には、下チャック231に保持された下ウェハW2の接合面W2jを撮像する上部撮像部281(図13参照)が設けられる。上部撮像部281は、上チャック230に隣接して設けられる。 As shown in FIG. 7, the upper chuck 230 is supported by a support member 280 provided on the ceiling surface of the processing container 190. The support member 280 is provided with an upper imaging unit 281 (see FIG. 13) that images the joint surface W2j of the lower wafer W2 held by the lower chuck 231. The upper imaging unit 281 is provided adjacent to the upper chuck 230.

また、図6、図7および図13に示すように、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290に支持される。第1下チャック移動部290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290は、下チャック231を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成される。 Further, as shown in FIGS. 6, 7 and 13, the lower chuck 231 is supported by the first lower chuck moving portion 290 provided below the lower chuck 231. The first lower chuck moving unit 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction (Y-axis direction) as described later. Further, the first lower chuck moving portion 290 is configured so that the lower chuck 231 can be moved in the vertical direction and can be rotated around the vertical axis.

第1下チャック移動部290には、上チャック230に保持された上ウェハW1の接合面W1jを撮像する下部撮像部291が設けられている。下部撮像部291は、下チャック231に隣接して設けられる。 The first lower chuck moving unit 290 is provided with a lower imaging unit 291 that images the joint surface W1j of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230. The lower imaging unit 291 is provided adjacent to the lower chuck 231.

また、図6、図7および図13に示すように、第1下チャック移動部290は、当該第1下チャック移動部290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290は、レール295に沿って移動自在に構成される。 Further, as shown in FIGS. 6, 7 and 13, the first lower chuck moving portion 290 is provided on the lower surface side of the first lower chuck moving portion 290, and is a pair extending in the horizontal direction (Y-axis direction). It is attached to the rail 295 of. The first lower chuck moving portion 290 is configured to be movable along the rail 295.

一対のレール295は、第2下チャック移動部296に設けられる。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。そして、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、すなわち下チャック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190の底面に設けられた載置台298上に設けられる。 The pair of rails 295 are provided on the second lower chuck moving portion 296. The second lower chuck moving portion 296 is provided on the lower surface side of the second lower chuck moving portion 296, and is attached to a pair of rails 297 extending in the horizontal direction (X-axis direction). Then, the second lower chuck moving portion 296 is configured to be movable along the rail 297, that is, to move the lower chuck 231 in the horizontal direction (X-axis direction). The pair of rails 297 are provided on a mounting table 298 provided on the bottom surface of the processing container 190.

次に、上チャック230と下チャック231の構成について図14〜図16を参照して説明する。図14は、上チャック230および下チャック231の構成を示す模式側面図である。また、図15は、上チャック230を下方から見た場合の模式平面図であり、図16は、下チャック231を上方から見た場合の模式平面図である。 Next, the configurations of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 will be described with reference to FIGS. 14 to 16. FIG. 14 is a schematic side view showing the configurations of the upper chuck 230 and the lower chuck 231. Further, FIG. 15 is a schematic plan view when the upper chuck 230 is viewed from below, and FIG. 16 is a schematic plan view when the lower chuck 231 is viewed from above.

図14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、図15に示すように、上チャック230の中心部から周縁部(外周部)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. 14, the upper chuck 230 is divided into a plurality of, for example, three regions 230a, 230b, 230c. As shown in FIG. 15, these regions 230a, 230b, and 230c are provided in this order from the central portion of the upper chuck 230 toward the peripheral edge portion (outer peripheral portion). The regions 230a have a circular shape in a plan view, and the regions 230b and 230c have an annular shape in a plan view.

各領域230a,230b,230cには、図14に示すように上ウェハW1を吸着保持するための吸引管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。このように、上チャック230は、各領域230a,230b,230c毎に上ウェハW1の真空引きを設定可能に構成されている。 As shown in FIG. 14, suction tubes 240a, 240b, 240c for sucking and holding the upper wafer W1 are independently provided in the respective regions 230a, 230b, 230c. Different vacuum pumps 241a, 241b, 241c are connected to the suction pipes 240a, 240b, 240c, respectively. As described above, the upper chuck 230 is configured so that the evacuation of the upper wafer W1 can be set for each of the regions 230a, 230b, 230c.

上チャック230の中心部には、当該上チャック230を厚み方向に貫通する貫通孔243が形成される。この上チャック230の中心部は、当該上チャック230に吸着保持される上ウェハW1の中心部W1aに対応している。そして、貫通孔243には、基板押圧機構250の押圧ピン253が挿通するようになっている。押圧ピン253は、押圧部材の一例である。 A through hole 243 that penetrates the upper chuck 230 in the thickness direction is formed in the central portion of the upper chuck 230. The central portion of the upper chuck 230 corresponds to the central portion W1a of the upper wafer W1 which is attracted and held by the upper chuck 230. Then, the pressing pin 253 of the substrate pressing mechanism 250 is inserted into the through hole 243. The pressing pin 253 is an example of a pressing member.

基板押圧機構250は、上チャック230の上面に設けられ、押圧ピン253によって上ウェハW1の中心部を押圧する。押圧ピン253は、シリンダ部251およびアクチュエータ部252によって鉛直軸沿いに直動可能に設けられ、先端部において対向する基板(本実施形態では上ウェハW1)をかかる先端部で押圧する。具体的には、押圧ピン253は、後述する上ウェハW1および下ウェハW2の接合時に、まず上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aとを当接させるスタータとなる。 The substrate pressing mechanism 250 is provided on the upper surface of the upper chuck 230, and presses the central portion of the upper wafer W1 by the pressing pin 253. The pressing pin 253 is provided so as to be linearly movable along the vertical axis by the cylinder portion 251 and the actuator portion 252, and presses the substrate (upper wafer W1 in this embodiment) facing at the tip portion at the tip portion. Specifically, the pressing pin 253 serves as a starter that first brings the central portion W1a of the upper wafer W1 and the central portion W2a of the lower wafer W2 into contact with each other when the upper wafer W1 and the lower wafer W2, which will be described later, are joined.

下チャック231は、図16に示すように、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。 As shown in FIG. 16, the lower chuck 231 is divided into a plurality of regions, for example, two regions 231a and 231b. These regions 231a and 231b are provided in this order from the central portion to the peripheral portion of the lower chuck 231. The region 231a has a circular shape in a plan view, and the region 231b has an annular shape in a plan view.

各領域231a,231bには、図14に示すように下ウェハW2を吸着保持するための吸引管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。このように、下チャック231は、各領域231a,231b毎に下ウェハW2の真空引きを設定可能に構成されている。 As shown in FIG. 14, suction tubes 260a and 260b for sucking and holding the lower wafer W2 are independently provided in the regions 231a and 231b, respectively. Different vacuum pumps 261a and 261b are connected to the suction pipes 260a and 260b, respectively. As described above, the lower chuck 231 is configured so that the evacuation of the lower wafer W2 can be set for each of the regions 231a and 231b.

下チャック231の周縁部には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTが当該下チャック231から飛び出したり、滑落したりすることを防止するストッパ部材263が複数箇所、例えば5箇所に設けられる。 On the peripheral edge of the lower chuck 231, stopper members 263 for preventing the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the polymerized wafer T from jumping out or sliding down from the lower chuck 231 are provided at a plurality of locations, for example, five locations. ..

<4.接合システムの具体的動作>
次に、以上のように構成された接合システム1の具体的な動作について、図17〜図18Hを参照して説明する。
<4. Specific operation of joining system>
Next, the specific operation of the joining system 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 17 to 18H.

図17は、接合システム1が実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。また、図18A〜図18Hは、接合装置41の動作説明図(その1)〜(その8)である。なお、図17に示す各種の処理は、制御装置300による制御に基づいて実行される。 FIG. 17 is a flowchart showing a part of the processing procedure of the processing executed by the joining system 1. 18A to 18H are operation explanatory views (No. 1) to (No. 8) of the joining device 41. The various processes shown in FIG. 17 are executed based on the control by the control device 300.

まず、複数枚の上ウェハW1を収容したカセットC1、複数枚の下ウェハW2を収容したカセットC2、および空のカセットC3が、搬入出ステーション2の所定の載置板11に載置される。その後、搬送装置22によりカセットC1内の上ウェハW1が取り出され、処理ステーション3の第3処理ブロックG3のトランジション装置50に搬送される。 First, a cassette C1 containing a plurality of upper wafers W1, a cassette C2 containing a plurality of lower wafers W2, and an empty cassette C3 are placed on a predetermined mounting plate 11 of the loading / unloading station 2. After that, the upper wafer W1 in the cassette C1 is taken out by the transfer device 22, and is transferred to the transition device 50 of the third processing block G3 of the processing station 3.

次に、上ウェハW1は、搬送装置61によって第1処理ブロックG1の表面改質装置30に搬送される。このとき、ゲートバルブ72が開かれており、処理容器70内が大気圧に開放されている。上ウェハW1は表面改質装置30に搬入されると、搬送装置61から、予め上昇していた複数の昇降ピン150に受け渡される。その後、搬送装置61が表面改質装置30から退出し、ゲートバルブ72が閉じられる。 Next, the upper wafer W1 is transferred to the surface reforming device 30 of the first processing block G1 by the transfer device 61. At this time, the gate valve 72 is opened, and the inside of the processing container 70 is opened to atmospheric pressure. When the upper wafer W1 is carried into the surface modification device 30, it is delivered from the transfer device 61 to a plurality of elevating pins 150 that have been raised in advance. After that, the transfer device 61 exits from the surface modification device 30, and the gate valve 72 is closed.

その後、上ウェハW1を複数の昇降ピン150で保持した状態で、真空ポンプ131を作動させ、吸気口130を介して処理容器70の内部の雰囲気が予め設定された真空度、例えば67Pa〜333Pa(0.5Torr〜2.5Torr)まで減圧される。続いて、複数の昇降ピン150が下降し、上ウェハW1がステージカバー90に載置される。具体的には、上ウェハW1は、9つの突起91bによって載置部91の上面91aから浮いた状態で支持される。 After that, with the upper wafer W1 held by the plurality of elevating pins 150, the vacuum pump 131 is operated, and the atmosphere inside the processing container 70 is set to a preset degree of vacuum through the intake port 130, for example, 67 Pa to 333 Pa ( The pressure is reduced to 0.5 Torr to 2.5 Torr). Subsequently, the plurality of elevating pins 150 are lowered, and the upper wafer W1 is placed on the stage cover 90. Specifically, the upper wafer W1 is supported by nine protrusions 91b in a state of being floated from the upper surface 91a of the mounting portion 91.

このように、本実施形態に係る表面改質装置30では、9つの突起91bを用いて上ウェハW1を載置部91の上面91aから浮かせた状態で支持することとしたため、上ウェハW1の裏面へのゴミ等の転写を抑制することができる。また、従来の表面改質装置と異なり、静電チャックを用いないため、製造コストを抑えることができる。 As described above, in the surface modification device 30 according to the present embodiment, the upper wafer W1 is supported in a state of being floated from the upper surface 91a of the mounting portion 91 by using the nine protrusions 91b, so that the back surface of the upper wafer W1 is supported. It is possible to suppress the transfer of dust and the like to the wafer. Further, unlike the conventional surface modification device, since an electrostatic chuck is not used, the manufacturing cost can be suppressed.

なお、大気圧下で上ウェハW1をステージカバー90に載置しようとすると、上ウェハW1が水平方向にずれるおそれがあるため、このように所定の真空度まで減圧された後に上ウェハW1がステージカバー90に載置される。そして、後述するように上ウェハW1を処理中、処理容器70内の雰囲気は予め設定された真空度に維持される。 If the upper wafer W1 is placed on the stage cover 90 under atmospheric pressure, the upper wafer W1 may be displaced in the horizontal direction. Therefore, the upper wafer W1 is staged after being decompressed to a predetermined degree of vacuum. It is placed on the cover 90. Then, as will be described later, during the processing of the upper wafer W1, the atmosphere in the processing container 70 is maintained at a preset degree of vacuum.

その後、ガス供給源122から供給された処理ガスが、上部電極110の下面のガス噴出口125から、処理容器70の内部に均一に供給される。そして、第1の高周波電源106から下部電極であるステージ80に、第2の高周波電源112から上部電極110にそれぞれ高周波電圧が印加される。これにより、下部電極であるステージ80と上部電極110との間に電界が形成され、この電界によって処理容器70の内部に供給された処理ガスがプラズマ化される。 After that, the processing gas supplied from the gas supply source 122 is uniformly supplied to the inside of the processing container 70 from the gas outlet 125 on the lower surface of the upper electrode 110. Then, a high frequency voltage is applied from the first high frequency power supply 106 to the stage 80 which is a lower electrode, and from the second high frequency power supply 112 to the upper electrode 110, respectively. As a result, an electric field is formed between the stage 80, which is the lower electrode, and the upper electrode 110, and the processing gas supplied to the inside of the processing container 70 is turned into plasma by this electric field.

この処理ガスのプラズマ(以下、「処理用プラズマ」という場合がある。)によって、ステージ80上の上ウェハW1の接合面W1jが改質されると共に、接合面W1j上の有機物が除去される。このとき、主として処理用プラズマ中の酸素ガスのプラズマが接合面W1j上の有機物の除去に寄与する。さらに、酸素ガスのプラズマは、上ウェハW1の接合面W1jの酸化、すなわち親水化を促進させることもできる。また、処理用プラズマ中のアルゴンガスのプラズマはある程度の高エネルギーを有しており、このアルゴンガスのプラズマによって接合面W1j上の有機物が積極的(物理的)に除去される。さらに、アルゴンガスのプラズマは、処理容器70内の雰囲気中に含まれる残留水分を除去するという効果もある。こうして処理用プラズマによって、上ウェハW1の接合面W1jが改質される(ステップS101)。 The plasma of the processing gas (hereinafter, may be referred to as “processing plasma”) modifies the bonding surface W1j of the upper wafer W1 on the stage 80 and removes organic substances on the bonding surface W1j. At this time, the plasma of oxygen gas mainly in the processing plasma contributes to the removal of organic substances on the joint surface W1j. Further, the oxygen gas plasma can also promote the oxidation of the bonding surface W1j of the upper wafer W1, that is, the hydrophilicity. Further, the argon gas plasma in the processing plasma has a certain amount of high energy, and the organic matter on the junction surface W1j is positively (physically) removed by the argon gas plasma. Further, the argon gas plasma also has an effect of removing the residual water contained in the atmosphere in the processing container 70. In this way, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is modified by the processing plasma (step S101).

上述したように、本実施形態に係る表面改質装置30では、載置部91とフォーカスリング部92とが一体化されたステージカバー90が、下部電極であるステージ80上に載置される。したがって、従来の表面改質装置のように、静電チャックとフォーカスリングとの隙間からプラズマが進入して下部電極がダメージを受けるといった事態を防止することができる。 As described above, in the surface modification device 30 according to the present embodiment, the stage cover 90 in which the mounting portion 91 and the focus ring portion 92 are integrated is mounted on the stage 80 which is the lower electrode. Therefore, unlike a conventional surface modifier, it is possible to prevent a situation in which plasma enters through a gap between the electrostatic chuck and the focus ring and the lower electrode is damaged.

また、本実施形態に係る表面改質装置30では、複数の貫通口カバー部材93を用いてステージ80に形成される複数の第1貫通口85の内周面を被うこととしたため、上ウェハW1の下面と載置部91の上面91aとの隙間を通って第1貫通口85に進入したプラズマが、第1貫通口85の内周面にダメージを与えることを防止することができる。 Further, in the surface modification device 30 according to the present embodiment, since it is decided to cover the inner peripheral surfaces of the plurality of first through-holes 85 formed in the stage 80 by using the plurality of through-hole cover members 93, the upper wafer It is possible to prevent the plasma that has entered the first through-hole 85 through the gap between the lower surface of the W1 and the upper surface 91a of the mounting portion 91 from damaging the inner peripheral surface of the first through-hole 85.

上ウェハW1の接合面W1jが改質されると、処理容器70内への処理ガスの供給を停止すると共に、下部電極であるステージ80および上部電極110への高周波電圧の印加を停止する。その後、真空ポンプ131を停止し、処理容器70内の減圧を停止する。続いて、ゲートバルブ72が開けられた後、すなわち処理容器70内が大気圧に開放された後、複数の昇降ピン150を上昇させて上ウェハW1をステージ80から搬送装置61に受け渡す。その後、上ウェハW1は、搬送装置61によって処理容器70から搬出される。 When the joint surface W1j of the upper wafer W1 is modified, the supply of the processing gas into the processing container 70 is stopped, and the application of the high frequency voltage to the stage 80 and the upper electrode 110, which are the lower electrodes, is stopped. After that, the vacuum pump 131 is stopped, and the depressurization in the processing container 70 is stopped. Subsequently, after the gate valve 72 is opened, that is, after the inside of the processing container 70 is opened to atmospheric pressure, the plurality of elevating pins 150 are raised to deliver the upper wafer W1 from the stage 80 to the transfer device 61. After that, the upper wafer W1 is carried out from the processing container 70 by the transfer device 61.

次に、上ウェハW1は、搬送装置61によって第2処理ブロックG2の表面親水化装置40に搬送される。表面親水化装置40では、スピンチャックに保持された上ウェハW1を回転させながら、当該上ウェハW1上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハW1の接合面W1j上を拡散し、表面改質装置30において改質された上ウェハW1の接合面W1jに水酸基(シラノール基)が付着して当該接合面W1jが親水化される。また、当該純水によって、上ウェハW1の接合面W1jが洗浄される(ステップS102)。 Next, the upper wafer W1 is conveyed to the surface hydrophilic device 40 of the second processing block G2 by the transfer device 61. In the surface hydrophilization apparatus 40, pure water is supplied onto the upper wafer W1 while rotating the upper wafer W1 held by the spin chuck. Then, the supplied pure water diffuses on the bonding surface W1j of the upper wafer W1, and a hydroxyl group (silanol group) adheres to the bonding surface W1j of the upper wafer W1 modified by the surface reforming apparatus 30, and the bonding surface is concerned. W1j is hydrophilized. Further, the joint surface W1j of the upper wafer W1 is washed with the pure water (step S102).

次に、上ウェハW1は、搬送装置61によって第2処理ブロックG2の接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された上ウェハW1は、トランジション200を介して搬送機構201により位置調節機構210に搬送される。そして位置調節機構210によって、上ウェハW1の水平方向の向きが調節される(ステップS103)。 Next, the upper wafer W1 is conveyed to the joining device 41 of the second processing block G2 by the conveying device 61. The upper wafer W1 carried into the joining device 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 210 by the conveying mechanism 201 via the transition 200. Then, the position adjusting mechanism 210 adjusts the horizontal orientation of the upper wafer W1 (step S103).

その後、位置調節機構210から反転機構220の保持アーム221に上ウェハW1が受け渡される。続いて搬送領域T1において、保持アーム221を反転させることにより、上ウェハW1の表裏面が反転される(ステップS104)。すなわち、上ウェハW1の接合面W1jが下方に向けられる。 After that, the upper wafer W1 is delivered from the position adjusting mechanism 210 to the holding arm 221 of the reversing mechanism 220. Subsequently, in the transport region T1, the front and back surfaces of the upper wafer W1 are inverted by inverting the holding arm 221 (step S104). That is, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is directed downward.

その後、反転機構220の保持アーム221が、第1駆動部224を中心に回動して上チャック230の下方に移動する。そして、反転機構220から上チャック230に上ウェハW1が受け渡される。上ウェハW1は、上チャック230にその非接合面W1nが吸着保持される(ステップS105)。 After that, the holding arm 221 of the reversing mechanism 220 rotates around the first drive unit 224 and moves below the upper chuck 230. Then, the upper wafer W1 is delivered from the reversing mechanism 220 to the upper chuck 230. The non-bonded surface W1n of the upper wafer W1 is adsorbed and held by the upper chuck 230 (step S105).

このとき、すべての真空ポンプ241a、241b、241cを作動させ、上チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて、上ウェハW1を真空引きしている。上ウェハW1は、後述する下ウェハW2が接合装置41に搬送されるまで上チャック230で待機する。 At this time, all the vacuum pumps 241a, 241b and 241c are operated, and the upper wafer W1 is evacuated in all the regions 230a, 230b and 230c of the upper chuck 230. The upper wafer W1 waits on the upper chuck 230 until the lower wafer W2, which will be described later, is conveyed to the joining device 41.

上ウェハW1に上述したステップS101〜S105の処理が行われている間、下ウェハW2の処理が行われる。まず、搬送装置22によりカセットC2内の下ウェハW2が取り出され、処理ステーション3のトランジション装置50に搬送される。 While the processing of steps S101 to S105 described above is being performed on the upper wafer W1, the processing of the lower wafer W2 is performed. First, the lower wafer W2 in the cassette C2 is taken out by the transfer device 22, and is transferred to the transition device 50 of the processing station 3.

次に、下ウェハW2は、搬送装置61によって表面改質装置30に搬送され、下ウェハW2の接合面W2jが改質される(ステップS106)。なお、ステップS106における下ウェハW2の接合面W2jの改質は、上述したステップS101と同様である。 Next, the lower wafer W2 is conveyed to the surface modification device 30 by the transfer device 61, and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is modified (step S106). The modification of the joint surface W2j of the lower wafer W2 in step S106 is the same as in step S101 described above.

その後、下ウェハW2は、搬送装置61によって表面親水化装置40に搬送され、下ウェハW2の接合面W2jが親水化されるとともに当該接合面W2jが洗浄される(ステップS107)。なお、ステップS107における下ウェハW2の接合面W2jの親水化および洗浄は、上述したステップS102と同様である。 After that, the lower wafer W2 is conveyed to the surface hydrophilization device 40 by the transfer device 61, the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is hydrophilized, and the bonding surface W2j is washed (step S107). The hydrophilization and cleaning of the joint surface W2j of the lower wafer W2 in step S107 is the same as in step S102 described above.

その後、下ウェハW2は、搬送装置61によって接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された下ウェハW2は、トランジション200を介して搬送機構201により位置調節機構210に搬送される。そして位置調節機構210によって、下ウェハW2の水平方向の向きが調節される(ステップS108)。 After that, the lower wafer W2 is conveyed to the joining device 41 by the conveying device 61. The lower wafer W2 carried into the joining device 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 210 by the conveying mechanism 201 via the transition 200. Then, the position adjusting mechanism 210 adjusts the horizontal orientation of the lower wafer W2 (step S108).

その後、下ウェハW2は、搬送機構201によって下チャック231に搬送され、下チャック231に吸着保持される(ステップS109)。このとき、すべての真空ポンプ261a、261bを作動させ、下チャック231のすべての領域231a、231bにおいて、下ウェハW2を真空引きしている。そして、下ウェハW2の接合面W2jが上方を向くように、当該下ウェハW2の非接合面W2nが下チャック231に吸着保持される。 After that, the lower wafer W2 is conveyed to the lower chuck 231 by the conveying mechanism 201, and is attracted and held by the lower chuck 231 (step S109). At this time, all the vacuum pumps 261a and 261b are operated, and the lower wafer W2 is evacuated in all the regions 231a and 231b of the lower chuck 231. Then, the non-bonded surface W2n of the lower wafer W2 is attracted and held by the lower chuck 231 so that the bonded surface W2j of the lower wafer W2 faces upward.

次に、上チャック230に保持された上ウェハW1と下チャック231に保持された下ウェハW2との水平方向の位置調節が行われる(ステップS110)。 Next, the horizontal position adjustment of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230 and the lower wafer W2 held by the lower chuck 231 is performed (step S110).

なお、位置調節に先立っては、図18Aに示すように、上ウェハW1の接合面W1jには予め定められた複数、例えば3点の基準点A1〜A3が設定され、同様に下ウェハW2の接合面W2jには予め定められた複数、例えば3点の基準点B1〜B3が設定される。これら基準点A1〜A3,B1〜B3としては、例えば上ウェハW1および下ウェハW2上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。なお、基準点の数は任意に設定可能である。 Prior to the position adjustment, as shown in FIG. 18A, a plurality of predetermined reference points A1 to A3, for example, three reference points A1 to A3 are set on the joint surface W1j of the upper wafer W1, and similarly, the lower wafer W2. A plurality of predetermined reference points B1 to B3, for example, three reference points B1 to B3 are set on the joint surface W2j. As the reference points A1 to A3 and B1 to B3, for example, predetermined patterns formed on the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are used, respectively. The number of reference points can be set arbitrarily.

まず、図18Aに示すように、上部撮像部281および下部撮像部291の水平方向位置の調節を行う。具体的には、下部撮像部291が上部撮像部281の略下方に位置するように、第1下チャック移動部290と第2下チャック移動部296によって下チャック231を水平方向に移動させる。そして、上部撮像部281と下部撮像部291とで共通のターゲットXを確認し、上部撮像部281と下部撮像部291の水平方向位置が一致するように、下部撮像部291の水平方向位置が微調節される。 First, as shown in FIG. 18A, the horizontal positions of the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 are adjusted. Specifically, the lower chuck 231 is moved in the horizontal direction by the first lower chuck moving unit 290 and the second lower chuck moving unit 296 so that the lower imaging unit 291 is located substantially below the upper imaging unit 281. Then, the target X common to the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 is confirmed, and the horizontal position of the lower imaging unit 291 is fine so that the horizontal positions of the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 match. Be adjusted.

次に、図18Bに示すように、第1下チャック移動部290によって下チャック231を鉛直上方に移動させた後、上チャック230と下チャック231の水平方向位置の調節を行う。 Next, as shown in FIG. 18B, the lower chuck 231 is moved vertically upward by the first lower chuck moving portion 290, and then the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are adjusted.

具体的には、第1下チャック移動部290と第2下チャック移動部296によって下チャック231を水平方向に移動させながら、上部撮像部281を用いて下ウェハW2の接合面W2jの基準点B1〜B3を順次撮像する。同時に、下チャック231を水平方向に移動させながら、下部撮像部291を用いて上ウェハW1の接合面W1jの基準点A1〜A3を順次撮像する。なお、図18Bは上部撮像部281によって下ウェハW2の基準点B1を撮像するとともに、下部撮像部291によって上ウェハW1の基準点A1を撮像する様子を示している。 Specifically, the lower chuck 231 is moved in the horizontal direction by the first lower chuck moving portion 290 and the second lower chuck moving portion 296, and the reference point B1 of the joint surface W2j of the lower wafer W2 is used by using the upper imaging unit 281. ~ B3 are sequentially imaged. At the same time, while moving the lower chuck 231 in the horizontal direction, the lower imaging unit 291 is used to sequentially image the reference points A1 to A3 of the junction surface W1j of the upper wafer W1. Note that FIG. 18B shows a state in which the reference point B1 of the lower wafer W2 is imaged by the upper imaging unit 281 and the reference point A1 of the upper wafer W1 is imaged by the lower imaging unit 291.

撮像された画像データは、制御装置300に出力される。制御装置300では、上部撮像部281で撮像された画像データと下部撮像部291で撮像された画像データとに基づいて、上ウェハW1の基準点A1〜A3と下ウェハW2の基準点B1〜B3とがそれぞれ合致するように、第1下チャック移動部290と第2下チャック移動部296によって下チャック231の水平方向位置を調節させる。こうして上チャック230と下チャック231の水平方向位置が調節され、上ウェハW1と下ウェハW2の水平方向位置が調節される。 The captured image data is output to the control device 300. In the control device 300, the reference points A1 to A3 of the upper wafer W1 and the reference points B1 to B3 of the lower wafer W2 are based on the image data captured by the upper imaging unit 281 and the image data captured by the lower imaging unit 291. The horizontal position of the lower chuck 231 is adjusted by the first lower chuck moving portion 290 and the second lower chuck moving portion 296 so that the two are matched with each other. In this way, the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are adjusted, and the horizontal positions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are adjusted.

次に、図18Cに示すように、第1下チャック移動部290によって下チャック231を鉛直上方に移動させて、上チャック230と下チャック231の鉛直方向位置の調節を行い、当該上チャック230に保持された上ウェハW1と下チャック231に保持された下ウェハW2との鉛直方向位置の調節を行う(ステップS111)。このとき、下ウェハW2の接合面W2jと上ウェハW1の接合面W1jとの間の間隔は所定の距離、例えば80μm〜200μmになっている。 Next, as shown in FIG. 18C, the lower chuck 231 is moved vertically upward by the first lower chuck moving portion 290 to adjust the vertical positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231, and the upper chuck 230 is moved to the upper chuck 230. The vertical positions of the held upper wafer W1 and the lower wafer W2 held by the lower chuck 231 are adjusted (step S111). At this time, the distance between the bonding surface W2j of the lower wafer W2 and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is a predetermined distance, for example, 80 μm to 200 μm.

図18Dは、上述したステップS111までの処理が終わった後の上チャック230、上ウェハW1、下チャック231および下ウェハW2の様子を示している。図18Dに示すように、上ウェハW1は、上チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて真空引きされて保持され、下ウェハW2も下チャック231のすべての領域231a、231bにおいて真空引きされて保持されている。 FIG. 18D shows the state of the upper chuck 230, the upper wafer W1, the lower chuck 231 and the lower wafer W2 after the processing up to the above-mentioned step S111 is completed. As shown in FIG. 18D, the upper wafer W1 is evacuated and held in all regions 230a, 230b, 230c of the upper chuck 230, and the lower wafer W2 is also evacuated in all regions 231a, 231b of the lower chuck 231. Is held.

次に、上ウェハW1と下ウェハW2の接合処理が行われる。具体的には、真空ポンプ241aの作動を停止して、図18Eに示すように、領域230aにおける吸引管240aからの上ウェハW1の真空引きを停止する。このとき、領域230b,230cでは、上ウェハW1が真空引きされて吸着保持されている。その後、基板押圧機構250の押圧ピン253を下降させることによって、上ウェハW1の中心部W1aを押圧しながら当該上ウェハW1を下降させる。このとき、押圧ピン253には、上ウェハW1がない状態で当該押圧ピン253が70μm移動するような荷重、例えば200gがかけられる。このように、基板押圧機構250の押圧ピン253によって、上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aを当接させて押圧する(ステップS112)。 Next, the joining process of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is performed. Specifically, the operation of the vacuum pump 241a is stopped, and as shown in FIG. 18E, the evacuation of the upper wafer W1 from the suction pipe 240a in the region 230a is stopped. At this time, in the regions 230b and 230c, the upper wafer W1 is evacuated and sucked and held. After that, by lowering the pressing pin 253 of the substrate pressing mechanism 250, the upper wafer W1 is lowered while pressing the central portion W1a of the upper wafer W1. At this time, a load such as 200 g is applied to the pressing pin 253 so that the pressing pin 253 moves by 70 μm without the upper wafer W1. In this way, the pressing pin 253 of the substrate pressing mechanism 250 abuts and presses the central portion W1a of the upper wafer W1 and the central portion W2a of the lower wafer W2 (step S112).

そうすると、押圧された上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aとの間で接合が開始する(図18E中の太線部)。すなわち、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれステップS101,S106において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はそれぞれステップS102,S107において親水化されているため、接合面W1j,W2j間の親水基が水素結合し、接合面W1j,W2j同士が強固に接合される。 Then, the bonding starts between the center portion W1a of the pressed upper wafer W1 and the center portion W2a of the lower wafer W2 (thick line portion in FIG. 18E). That is, since the joint surface W1j of the upper wafer W1 and the joint surface W2j of the lower wafer W2 are modified in steps S101 and S106, respectively, a van der Waals force (intermolecular force) is first generated between the joint surfaces W1j and W2j. The joint surfaces W1j and 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 are hydrophilized in steps S102 and S107, respectively, the hydrophilic groups between the bonding surfaces W1j and W2j are hydrogen-bonded, and the bonding surfaces W1j and W2j are bonded. They are firmly joined together.

その後、図18Fに示すように、押圧ピン253によって上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aを押圧した状態で、真空ポンプ241bの作動を停止して、領域230bにおける吸引管240bからの上ウェハW1の真空引きを停止する。 After that, as shown in FIG. 18F, the operation of the vacuum pump 241b is stopped while the central portion W1a of the upper wafer W1 and the central portion W2a of the lower wafer W2 are pressed by the pressing pin 253, and the suction pipe 240b in the region 230b is stopped. Stop evacuation of the upper wafer W1 from.

そうすると、領域230bに保持されていた上ウェハW1が下ウェハW2上に落下する。さらにその後、真空ポンプ241cの作動を停止して、領域230cにおける吸引管240cからの上ウェハW1の真空引きを停止する。このように上ウェハW1の中心部W1aから周縁部W1bに向けて、上ウェハW1の真空引きを段階的に停止し、上ウェハW1が下ウェハW2上に段階的に落下して当接する。そして、上述した接合面W1j,W2j間のファンデルワールス力と水素結合による接合が中心部W1aから周縁部W1bに向けて順次拡がる。 Then, the upper wafer W1 held in the region 230b falls onto the lower wafer W2. After that, the operation of the vacuum pump 241c is stopped, and the evacuation of the upper wafer W1 from the suction pipe 240c in the region 230c is stopped. In this way, the evacuation of the upper wafer W1 is stopped stepwise from the central portion W1a of the upper wafer W1 toward the peripheral edge portion W1b, and the upper wafer W1 gradually drops onto the lower wafer W2 and comes into contact with the lower wafer W2. Then, the van der Waals force between the above-mentioned bonding surfaces W1j and W2j and the bonding by hydrogen bonding gradually expand from the central portion W1a toward the peripheral portion W1b.

こうして、図18Gに示すように上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jが全面で当接し、上ウェハW1と下ウェハW2が接合される(ステップS113)。 In this way, as shown in FIG. 18G, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding 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 bonded (step S113).

その後、図18Hに示すように、押圧ピン253を上チャック230まで上昇させる。また、下チャック231において吸引管260a、260bからの下ウェハW2の真空引きを停止して、下チャック231による下ウェハW2の吸着保持を解除する。これにより、接合装置41での接合処理が終了する。 After that, as shown in FIG. 18H, the pressing pin 253 is raised to the upper chuck 230. Further, the lower chuck 231 stops the evacuation of the lower wafer W2 from the suction pipes 260a and 260b to release the suction holding of the lower wafer W2 by the lower chuck 231. As a result, the joining process in the joining device 41 is completed.

<5.変形例>
次に、ステージカバー90の変形例について図19A〜図19Cを参照して説明する。図19A〜図19Cは、第1〜第3変形例に係るステージカバーの構成を示す拡大模式断面図である。
<5. Modification example>
Next, a modification of the stage cover 90 will be described with reference to FIGS. 19A to 19C. 19A to 19C are enlarged schematic cross-sectional views showing the configuration of the stage cover according to the first to third modified examples.

図19Aに示すように、第1変形例に係るステージカバー90Aは、載置部91Aの下面91Ad1に環状の凸部91Ad2を有し、貫通口カバー部材93Aが備えるフランジ部93Abの上面93Ab1に環状の凹部93Ab2を有する。凸部91Ad2と凹部93Ab2とが非接触で嵌合することによってラビリンス構造が形成される。 As shown in FIG. 19A, the stage cover 90A according to the first modification has an annular convex portion 91Ad2 on the lower surface 91Ad1 of the mounting portion 91A, and is annular to the upper surface 93Ab1 of the flange portion 93Ab included in the through-port cover member 93A. It has a recess 93Ab2 of. A labyrinth structure is formed by fitting the convex portion 91Ad2 and the concave portion 93Ab2 in a non-contact manner.

このように、ラビリンス構造は、フランジ部93b,93Abの上面93b1,93Ab1および載置部91,91Aの下面91d1,91Ad1の一方に環状の凹部91d2,93Ab2が形成されるとともに、他方に環状の凸部93b2,91Ad2が形成され、凹部91d2,93Ab2と凸部93b2,91Ad2とが非接触で嵌合することによって形成されるものであればよい。 As described above, in the labyrinth structure, an annular recess 91d2, 93Ab2 is formed on one of the upper surfaces 93b1, 93Ab1 of the flange portions 93b and 93Ab and the lower surfaces 91d1, 91Ad1 of the mounting portions 91, 91A, and the other is an annular convex. The portions 93b2, 91Ad2 may be formed, and the concave portions 91d2, 93Ab2 and the convex portions 93b2, 91Ad2 may be formed by non-contact fitting.

また、ステージカバーは必ずしもラビリンス構造を有することを要しない。この場合、たとえば図19Bに示すように、ステージカバー90Bは、載置部91Bと貫通口カバー部材93Bとが一体的に形成されたものであってもよい。 Also, the stage cover does not necessarily have to have a labyrinth structure. In this case, for example, as shown in FIG. 19B, the stage cover 90B may have the mounting portion 91B and the through-hole cover member 93B integrally formed.

また、貫通口カバー部材は必ずしも設けられることを要しない。この場合、たとえば図19Cに示すように、ステージカバー90Cは、ステージ80C上に載置される載置部91Cの上面91Caに、第2貫通口91cの周囲を取り囲む環状の突起91Ca1を備えた構成としてもよい。 Further, the through-hole cover member does not necessarily have to be provided. In this case, for example, as shown in FIG. 19C, the stage cover 90C has a configuration in which the upper surface 91Ca of the mounting portion 91C mounted on the stage 80C is provided with an annular protrusion 91Ca1 surrounding the circumference of the second through-hole 91c. May be.

突起91Ca1は、上述した9つの突起91bと同じ高さを有する。したがって、上ウェハW1または下ウェハW2は、9つの突起91bだけでなく突起91Ca1によっても支持されることとなる。上ウェハW1または下ウェハW2が環状の突起91Ca1に支持されることで、第2貫通口91cは、上ウェハW1または下ウェハW2および環状の突起91Ca1によって塞がれた状態となる。これにより、プラズマの第2貫通口91cへの進入を防止することができる。 The protrusion 91Ca1 has the same height as the nine protrusions 91b described above. Therefore, the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is supported not only by the nine protrusions 91b but also by the protrusions 91Ca1. When the upper wafer W1 or the lower wafer W2 is supported by the annular protrusion 91Ca1, the second through hole 91c is closed by the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and the annular protrusion 91Ca1. This makes it possible to prevent the plasma from entering the second through port 91c.

上述してきたように、本実施形態に係る表面改質装置30は、上ウェハW1または下ウェハW2(基板の一例)における他の基板との接合面W1j、W2jを処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置である。本実施形態に係る表面改質装置30は、内部を密閉可能な処理容器70と、処理容器70内に処理ガスのプラズマを発生させる下部電極としてのステージ80、給電棒104、整合器105、第1の高周波電源106、上部電極110、整合器111および第2の高周波電源112(プラズマ発生機構の一例)と、処理容器70内に配置されるステージ80と、ステージ80上に載置されるステージカバー90とを備える。ステージカバー90は、載置部91と、環状のフォーカスリング部92とを備える。載置部91は、上ウェハW1または下ウェハW2と対向する上面91a(載置面の一例)と上面91aから突出する少なくとも3つの突起91bとを有し、少なくとも3つの突起91bを用いて上ウェハW1または下ウェハW2を上面91aから浮かせた状態で支持する。フォーカスリング部92は、載置部91と同一の材料を用いて載置部91と一体的に形成され、載置部91の外周部に配置されて、少なくとも3つの突起91bに支持された上ウェハW1または下ウェハW2の外周を取り囲む。 As described above, the surface reforming apparatus 30 according to the present embodiment modifies the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 (an example of the substrate) with other substrates by plasma of the processing gas. It is a surface modifier. The surface modification device 30 according to the present embodiment includes a processing container 70 whose inside can be sealed, a stage 80 as a lower electrode for generating plasma of processing gas in the processing container 70, a feeding rod 104, a matching device 105, and a first. 1 high-frequency power supply 106, upper electrode 110, matching unit 111, and second high-frequency power supply 112 (an example of a plasma generation mechanism), a stage 80 arranged in a processing container 70, and a stage mounted on the stage 80. A cover 90 is provided. The stage cover 90 includes a mounting portion 91 and an annular focus ring portion 92. The mounting portion 91 has an upper surface 91a (an example of a mounting surface) facing the upper wafer W1 or the lower wafer W2 and at least three protrusions 91b protruding from the upper surface 91a, and the mounting portion 91 is topped by using at least three protrusions 91b. The wafer W1 or the lower wafer W2 is supported in a state of being floated from the upper surface 91a. The focus ring portion 92 is integrally formed with the mounting portion 91 using the same material as the mounting portion 91, is arranged on the outer peripheral portion of the mounting portion 91, and is supported by at least three protrusions 91b. It surrounds the outer circumference of the wafer W1 or the lower wafer W2.

したがって、本実施形態に係る表面改質装置30によれば、ステージ80をプラズマから保護することができる。 Therefore, according to the surface modifier 30 according to the present embodiment, the stage 80 can be protected from plasma.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments expressed and described as described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.

1 接合システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
30 表面改質装置
40 表面親水化装置
41 接合装置
80 ステージ
85 第1貫通口
90 ステージカバー
91 載置部
91a 上面
91b 突起
91c 第2貫通口
92 フォーカスリング部
92a 上面
92b 下面
93 貫通口カバー部材
94 第1段差部
95 第2段差部
110 上部電極
W1 上ウェハ
W2 下ウェハ
1 Joining system 2 Loading / unloading station 3 Processing station 30 Surface reforming device 40 Surface hydrophilizing device 41 Joining device 80 Stage 85 First through port 90 Stage cover 91 Mounting part 91a Top surface 91b Protrusion 91c Second through port 92 Focus ring part 92a Upper surface 92b Lower surface 93 Throughout cover member 94 First step portion 95 Second step portion 110 Upper electrode W1 Upper wafer W2 Lower wafer

Claims (8)

基板における他の基板との接合面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置であって、
内部を密閉可能な処理容器と、
前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、
前記処理容器内に配置されるステージと、
前記ステージ上に載置されるステージカバーと
を備え、
前記ステージカバーは、
前記基板と対向する載置面と前記載置面から突出する少なくとも3つの突起とを有し、前記少なくとも3つの突起を用いて前記基板を前記載置面から浮かせた状態で支持する載置部と、
前記載置部と同一の材料を用いて前記載置部と一体的に形成され、前記載置部の外周部に配置されて、前記少なくとも3つの突起に支持された前記基板の外周を取り囲む環状のフォーカスリング部と
を備えることを特徴とする表面改質装置。
A surface modification device that modifies the joint surface of a substrate with other substrates by plasma of processing gas.
A processing container that can seal the inside and
A plasma generation mechanism that generates plasma of the processing gas in the processing container,
The stage arranged in the processing container and
It is equipped with a stage cover that is placed on the stage.
The stage cover
A mounting portion having a mounting surface facing the substrate and at least three protrusions protruding from the previously described mounting surface, and using the at least three protrusions to support the substrate in a state of being floated from the previously described mounting surface. When,
An annular shape formed integrally with the previously described mounting portion using the same material as the previously described mounting portion, arranged on the outer peripheral portion of the previously described mounting portion, and surrounding the outer peripheral portion of the substrate supported by the at least three protrusions. A surface modification device characterized by having a focus ring portion of the above.
前記ステージカバーは、
石英で形成されること
を特徴とする請求項1に記載の表面改質装置。
The stage cover
The surface modification apparatus according to claim 1, wherein the surface modification apparatus is made of quartz.
前記フォーカスリング部は、
前記載置面よりも高い位置に上面を有し、かつ、前記載置部の下面よりも低い位置に下面を有すること
を特徴とする請求項1または2に記載の表面改質装置。
The focus ring portion is
The surface modification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the surface modification apparatus has an upper surface at a position higher than the above-mentioned placing surface and a lower surface at a position lower than the lower surface of the above-mentioned placing portion.
前記ステージに形成された複数の第1貫通口の各々に挿通され、前記載置部に載置された前記基板を支持して昇降させる複数の昇降ピン
を備え、
前記ステージカバーは、
前記載置部に形成され、前記複数の第1貫通口の各々に連通する複数の第2貫通口と、
前記複数の第1貫通口の各々に挿通され、且つ、前記複数の第2貫通口の各々に連通する複数の貫通口カバー部材と
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の表面改質装置。
It is provided with a plurality of elevating pins that are inserted into each of the plurality of first through ports formed in the stage and that support and elevate the substrate mounted on the above-described mounting portion.
The stage cover
A plurality of second through-holes formed in the above-mentioned mounting portion and communicating with each of the plurality of first through-holes,
Any one of claims 1 to 3, further comprising a plurality of through-port cover members that are inserted into each of the plurality of first through-ports and communicate with each of the plurality of second through-ports. The surface modifier according to one.
前記載置部と前記貫通口カバー部材とによってラビリンス構造が形成されること
を特徴とする請求項4に記載の表面改質装置。
The surface modification apparatus according to claim 4, wherein a labyrinth structure is formed by the above-mentioned mounting portion and the through-hole cover member.
前記貫通口カバー部材は、
前記第1貫通口に挿通される円筒部と、
前記円筒部の上端に設けられ、前記円筒部の径方向外方に延びて前記載置部の上面に係止される環状のフランジ部と
を備え、
前記フランジ部の上面および前記フランジ部の上面と対向する前記載置部の下面の一方に環状の凹部が形成されるとともに、他方に環状の凸部が形成され、前記凹部と前記凸部とが非接触で嵌合することによって前記ラビリンス構造が形成されること
を特徴とする請求項5に記載の表面改質装置。
The through-hole cover member is
A cylindrical portion to be inserted through the first through port and
An annular flange portion provided at the upper end of the cylindrical portion, extending outward in the radial direction of the cylindrical portion and locked to the upper surface of the above-described mounting portion.
An annular recess is formed on one of the upper surface of the flange portion and the lower surface of the previously described mounting portion facing the upper surface of the flange portion, and an annular convex portion is formed on the other, and the concave portion and the convex portion are formed. The surface modification apparatus according to claim 5, wherein the labyrinth structure is formed by fitting in a non-contact manner.
前記載置部は、
3つ以上9つ以下の前記突起を有すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の表面改質装置。
The above-mentioned place is
The surface modification apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface modification apparatus has 3 or more and 9 or less of the protrusions.
基板同士を分子間力によって接合する接合システムであって、
前記基板の接合される表面を処理ガスのプラズマによって改質する表面改質装置と、
前記表面改質装置によって改質された前記基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
前記表面親水化装置によって親水化された前記基板同士を接合する接合装置と
を備え、
前記表面改質装置は、
内部を密閉可能な処理容器と、
前記処理容器内に前記処理ガスのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、
前記処理容器内に配置されるステージと、
前記ステージ上に載置されるステージカバーと
を備え、
前記ステージカバーは、
前記基板と対向する載置面と前記載置面から突出する少なくとも3つの突起とを有し、前記少なくとも3つの突起を用いて前記基板を前記載置面から浮かせた状態で支持する載置部と、
前記載置部と同一の材料を用いて前記載置部と一体的に形成され、前記載置部の外周部に配置されて、前記少なくとも3つの突起に支持された前記基板の外周を取り囲む環状のフォーカスリング部と
を備えることを特徴とする接合システム。
It is a joining system that joins substrates by intermolecular force.
A surface modifier that modifies the bonded surface of the substrate with plasma of processing gas,
A surface hydrophilizing device that hydrophilizes the surface of the substrate modified by the surface modifying device,
A bonding device for joining the substrates hydrophilized by the surface hydrophilic device is provided.
The surface modifier
A processing container that can seal the inside and
A plasma generation mechanism that generates plasma of the processing gas in the processing container,
The stage arranged in the processing container and
It is equipped with a stage cover that is placed on the stage.
The stage cover
A mounting portion having a mounting surface facing the substrate and at least three protrusions protruding from the previously described mounting surface, and using the at least three protrusions to support the substrate in a state of being floated from the previously described mounting surface. When,
An annular shape that is integrally formed with the previously described placing portion using the same material as the previously described placing portion, is arranged on the outer peripheral portion of the previously described placing portion, and surrounds the outer circumference of the substrate supported by the at least three protrusions. A joining system characterized by having a focus ring portion of.
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