JP6882755B2 - Wafer bonding method and substrate bonding equipment - Google Patents

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本発明は、基板接合方法および基板接合装置に関する。 The present invention relates to a substrate bonding method and a substrate bonding device.

2つの被接合物の一方をステージに保持し他方をヘッドに保持した状態で、両被接合物の位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量に基づいて被接合物の位置合わせを行った後、被接合物同士を接合する接合装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。 After measuring the amount of misalignment of both objects while holding one of the two objects on the stage and the other on the head, and aligning the objects based on the amount of misalignment. , A joining device for joining objects to be joined has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−216985号公報JP-A-2009-216985

ところで、接合装置の設置場所によっては接合装置に振動が生じる場合がある。この場合、特許文献1に記載された接合装置では、ヘッドがステージに対して相対的に振動してしまい、両被接合物の相対的な位置ずれ量を精度良く測定できない虞がある。そして、両被接合物の位置ずれ量の測定精度が低いと、両被接合物を高い位置精度で接合することが困難になる。 By the way, vibration may occur in the joining device depending on the installation location of the joining device. In this case, in the joining device described in Patent Document 1, the head vibrates relative to the stage, and there is a possibility that the relative misalignment amount of both objects to be joined cannot be measured accurately. If the measurement accuracy of the amount of misalignment between the two objects to be joined is low, it becomes difficult to join the two objects to be joined with high positional accuracy.

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、基板同士を高い位置精度で接合することができる基板接合方法および基板接合装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a substrate bonding method and a substrate bonding device capable of bonding substrates to each other with high position accuracy.

上記目的を達成するため、本発明に係る基板接合方法は、
第1アライメントマークが設けられた第1基板と第2アライメントマークが設けられた第2基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第1アライメントマークの前記第2アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返測定工程と、
前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第1代表値を算出する第1代表値算出工程と、
前記第1代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、
前記第1代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下の場合、前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接触させる接触工程と、を含む。
In order to achieve the above object, the substrate bonding method according to the present invention is
This is a substrate bonding method for joining a first substrate provided with a first alignment mark and a second substrate provided with a second alignment mark.
A plurality of times repeatedly to measurement step to measure a relative positional deviation amount with respect to the second substrate of the first substrate from the relative positional deviation amount with respect to the second alignment mark of the first alignment mark,
A first representative value calculation step of calculating a first representative value of a plurality of relative positional deviation amount obtained by repeat several times to measure the relative positional deviation amount,
A position adjusting step of adjusting the relative position of the first substrate with respect to the second substrate so that the first representative value becomes smaller, and
When the first representative value is equal to or less than a preset displacement amount threshold value, a contact step of bringing the bonding surface of the first substrate with the second substrate into contact with the bonding surface of the second substrate with the first substrate. And, including.

他の観点から見た本発明に係る基板接合方法は、
第1基板と前記第1基板に対して振動している第2基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接触させる接触工程と、
前記第1基板の接合面が前記第2基板の接合面に接触した状態で、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する測定工程と、
前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接合させる接合工程と、
前記第1基板の接合面を前記第2基板の接合面から離脱させる離脱工程と、
前記接触工程、前記測定工程および前記離脱工程を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の第2代表値を算出する第2代表値算出工程と、
前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とが離間した状態で、前記第2代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、を含み、
記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を繰り返し実行し、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記接合工程を行い、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記第2代表値算出工程と前記位置調整工程とを行う。
The substrate bonding method according to the present invention from another viewpoint is
A substrate bonding method for bonding a first substrate and a second substrate vibrating with respect to the first substrate.
A contact step in which the joint surface of the first substrate with the second substrate is brought into contact with the joint surface of the second substrate with the first substrate.
A measurement step of measuring the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate in a state where the joint surface of the first substrate is in contact with the joint surface of the second substrate.
A joining step of joining the joining surface of the first substrate with the second substrate to the joining surface of the second substrate with the first substrate.
A detachment step of separating the joint surface of the first substrate from the joint surface of the second substrate, and
A second representative value calculation step for calculating a second representative value of a plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly executing the contact step, the measurement step, and the detachment step a plurality of times.
A position adjusting step of adjusting the relative position of the first substrate with respect to the second substrate so that the second representative value becomes smaller in a state where the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the second substrate are separated from each other. And, including
If the previous SL positional deviation amount is greater than a preset positional deviation amount threshold, the higher withdrawal Engineering, pre Symbol repeatedly contacting step and the measurement step executed, if the positional displacement amount is less than the positional deviation amount threshold If the misalignment amount is larger than the misalignment amount threshold even after the joining step is performed and the detaching step, the contacting step, and the measuring step are repeatedly executed a plurality of preset times , the second The representative value calculation step and the position adjustment step are performed.

他の観点から見た本発明に係る基板接合装置は、
第1アライメントマークが設けられた第1基板と第2アライメントマークが設けられた第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板を支持する第1支持台と、
前記第1支持台に対向して配置され、前記第1支持台に対向する側で前記第2基板を支持する第2支持台と、
前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1支持台と前記第2支持台とが互いに近づく第1方向または前記第1支持台と前記第2支持台とが離れる第2方向に移動させる支持台駆動部と、
前記第1アライメントマークの前記第2アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における、前記第1基板前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する測定部と、
前記測定部が前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第1代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、前記第1代表値を算出する制御部と、を備える。
The wafer bonding apparatus according to the present invention from another point of view
A substrate bonding device that joins a first substrate provided with a first alignment mark and a second substrate provided with a second alignment mark.
A first support base that supports the first substrate and
A second support base that is arranged to face the first support base and supports the second substrate on the side facing the first support base.
At least one of the first support and the second support is separated from the first support and the second support in the first direction in which the first support and the second support are close to each other, or the first support and the second support are separated from each other. A support base drive unit that moves in the second direction,
Amount of relative misalignment of the first alignment mark with respect to the second alignment mark The amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. And the measuring unit to measure
The measuring unit is the relative positional deviation amount a plurality of times repeatedly to a plurality of relative positional deviation amount first the so representative value is smaller the first substrate of the second obtained by measuring A position adjusting unit that adjusts relative positions in the first direction and the direction orthogonal to the second direction with respect to the substrate.
It includes a control unit that controls the operation of each of the support base drive unit, the measurement unit, and the position adjustment unit, and calculates the first representative value.

他の観点から見た本発明に係る基板接合装置は、
第1基板と第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板を支持する第1支持台と、
前記第1支持台に対向して配置され、前記第1支持台に対向する側で前記第2基板を支持する第2支持台と、
前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1支持台と前記第2支持台とが互いに近づく第1方向または前記第1支持台と前記第2支持台とが離れる第2方向に移動させる支持台駆動部と、
前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を前記第1方向に移動させることにより前記第1基板と前記第2基板とが接触した状態において、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における、前記第1基板と前記第2基板との位置ずれ量を測定する測定部と、
記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、複数の位置ずれ量の第2代表値を算出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部を制御して、前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第2方向に移動させることにより前記第1基板を前記第2基板から離脱させる離脱工程、前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1方向に移動させることにより前記第1基板と前記第2基板とを接触させる接触工程および前記測定部が前記第1基板と前記第2基板とが接触した状態での前記位置ずれ量を測定する測定工程を繰り返し実行し、
前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記第1基板を前記第2基板に接合する接合工程を行い、
前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を前記複数回数だけ繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の前記第2代表値を算出する第2代表値算出工程と、前記位置調整部が前記第2代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整工程とを行う
The wafer bonding apparatus according to the present invention from another point of view
A substrate bonding device that joins a first substrate and a second substrate.
A first support base that supports the first substrate and
A second support base that is arranged to face the first support base and supports the second substrate on the side facing the first support base.
At least one of the first support and the second support is separated from the first support and the second support in the first direction in which the first support and the second support are close to each other, or the first support and the second support are separated from each other. A support base drive unit that moves in the second direction,
In a state where the support base driving unit moves at least one of the first support base and the second support base in the first direction so that the first substrate and the second substrate are in contact with each other, the first A measuring unit that measures the amount of misalignment between the first substrate and the second substrate in the direction and the direction orthogonal to the second direction.
A position adjustment unit for adjusting the relative position in a direction perpendicular to the first direction and the second direction with respect to the second substrate before Symbol first substrate,
The support base drive unit, which controls the measuring section and the position adjusting section each operation, e Bei a control unit for calculating a second representative value of the plurality of positional displacement amounts, and
The control unit controls the support base drive unit, the measurement unit, and the position adjustment unit, and when the position shift amount is larger than a preset position shift amount threshold, the support base drive unit is the first. A detaching step in which the first substrate is separated from the second substrate by moving at least one of the 1 support and the second support in the second direction, and the support drive unit is the first support. The contact step of bringing the first substrate into contact with the second substrate by moving at least one of the first substrate and the second support base in the first direction, and the measuring unit is the first substrate and the second substrate. The measurement step of measuring the amount of misalignment in contact with and is repeatedly executed.
When the misalignment amount is equal to or less than the misalignment amount threshold value, a joining step of joining the first substrate to the second substrate is performed.
If the misalignment amount is larger than the misalignment amount threshold even after the detachment step, the contact step, and the measurement step are repeatedly executed a plurality of preset times, the disengagement step, the contact step, and the measurement are performed. A second representative value calculation step for calculating the second representative value of a plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly executing the step a plurality of times, and a position adjusting unit so that the second representative value becomes smaller. A position adjusting step of adjusting the relative positions of the first substrate with respect to the second substrate in the first direction and the direction orthogonal to the second direction is performed .

例えば第2基板が第1基板に対して振動している場合、第1基板の第2基板に対する位置ずれ量の測定により得られる位置ずれ量は、測定のタイミングにより変動しうる。従って、例えば第1基板の第2基板に対する位置ずれ量の測定を1回だけ実行し、それにより得られる位置ずれ量に基づいて第1基板の第2基板に対する相対位置を調整する場合、位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が生じ易い。これに対して、本発明によれば、基板接合装置が、測定部により、第1基板と第2基板とが接触した状態での第1基板の第2基板に対する位置ずれ量の測定を複数回繰り返し実行する。そして、基板接合装置は、位置調整部により、第1基板の第2基板に対する位置ずれ量の測定が複数回繰り返し実行されることにより得られる複数の位置ずれ量の代表値が小さくなるように、第1基板の第2基板に対する相対位置を調整する。これにより、第2基板が第1基板に対して振動している場合でも位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減されるので、その分、基板同士を高い位置精度で接合することができる。 For example, when the second substrate vibrates with respect to the first substrate, the amount of misalignment obtained by measuring the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate may vary depending on the timing of measurement. Therefore, for example, when the measurement of the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate is performed only once and the relative position of the first substrate with respect to the second substrate is adjusted based on the amount of misalignment obtained by the measurement, the misalignment is performed. The effect of the amount of misalignment due to the timing of quantity measurement is likely to occur. On the other hand, according to the present invention, the substrate bonding apparatus measures the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate a plurality of times by the measuring unit in a state where the first substrate and the second substrate are in contact with each other. Execute repeatedly. Then, in the wafer bonding apparatus, the representative value of the plurality of misalignments obtained by repeatedly executing the measurement of the misalignment amount of the first substrate with respect to the second substrate a plurality of times by the position adjusting unit is reduced. Adjust the relative position of the first substrate with respect to the second substrate. As a result, even when the second substrate vibrates with respect to the first substrate, the influence of the error of the displacement amount due to the measurement timing of the displacement amount is reduced, so that the substrates are joined with high positional accuracy. can do.

本発明の実施の形態1に係る基板接合システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the substrate bonding system which concerns on Embodiment 1 of this invention. (A)は実施の形態1に係る外形アライメント装置の概略正面図であり、(B)は接合面処理装置の概略正面図である。(A) is a schematic front view of the external alignment device according to the first embodiment, and (B) is a schematic front view of the joint surface processing device. 実施の形態1に係る基板接合装置の内部の概略正面図である。It is a schematic front view of the inside of the wafer bonding apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. (A)は実施の形態1に係るステージに設けられた保持機構の構成を示す概略正面図であり、(B)は実施の形態1に係るステージおよびヘッドの構成を示す概略断面図である。(A) is a schematic front view showing the configuration of the holding mechanism provided on the stage according to the first embodiment, and (B) is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the stage and the head according to the first embodiment. (A)は実施の形態1に係るステージおよびヘッド付近を示す概略斜視図であり、(B)はヘッドを微調整する方法を説明する図である。(A) is a schematic perspective view showing the vicinity of the stage and the head according to the first embodiment, and (B) is a diagram for explaining a method of finely adjusting the head. (A)は接合する2つの基板の一方に設けられた2つのアライメントマークを示す図であり、(B)は接合する2つの基板の他方に設けられた2つのアライメントマークを示す図である。(A) is a diagram showing two alignment marks provided on one of the two substrates to be joined, and (B) is a diagram showing two alignment marks provided on the other of the two substrates to be joined. (A)はアライメントマークの撮影画像を示す概略図であり、(B)はアライメントマークが互いにずれている状態を示す概略図である。(A) is a schematic view showing a photographed image of an alignment mark, and (B) is a schematic view showing a state in which the alignment marks are displaced from each other. 実施の形態1に係る制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the wafer bonding process which the wafer bonding apparatus which concerns on Embodiment 1 executes. 実施の形態1に係る基板接合装置が2つの基板間の距離を算出する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which the substrate bonding apparatus which concerns on Embodiment 1 calculates the distance between two substrates. (A)は実施の形態1に係るステージおよびヘッドに基板が保持された状態を示す概略断面図であり、(B)は実施の形態1に係るステージおよびヘッドを近づけた状態を示す概略断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the substrate is held by the stage and the head according to the first embodiment, and (B) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the stage and the head according to the first embodiment are brought close to each other. Is. 実施の形態1に係る基板接合装置が実行する位置ずれ量算出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the position shift amount calculation process executed by the wafer bonding apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. (A)は実施の形態1に係る基板接合装置が2つの基板の中央部同士を接触させた状態を示す図であり、(B)は実施の形態1に係る基板接合装置が一方の基板を他方の基板から離脱させる様子を示す図である。(A) is a diagram showing a state in which the substrate bonding apparatus according to the first embodiment is in contact with the central portions of the two substrates, and (B) is a diagram showing a state in which the substrate bonding apparatus according to the first embodiment is in contact with one substrate. It is a figure which shows the state of being detached from the other substrate. (A)は実施の形態1に係る基板接合装置が一方の基板を他方の基板から離脱させた状態を示す図であり、(B)は実施の形態1に係る基板接合装置が2つの基板を接合させた状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state in which one substrate is separated from the other substrate by the substrate bonding apparatus according to the first embodiment, and (B) is a diagram in which the substrate bonding apparatus according to the first embodiment has two substrates. It is a figure which shows the state which joined. (A)は実施の形態1に係るヘッドがステージに対して振動している様子を示す概略断面図であり、(B)はヘッドがステージに対して振動している場合における2つの基板の相対的な位置ずれ量の経時変化を示す図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing how the head according to the first embodiment vibrates with respect to the stage, and (B) is a relative of two substrates when the head vibrates with respect to the stage. It is a figure which shows the time-dependent change of the target displacement amount. 本発明の実施の形態2に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the wafer bonding process which the wafer bonding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention executes. (A)は本発明の実施の形態3に係る基板接合装置がステージおよびヘッドを近づけた状態を示す概略断面図であり、(B)は実施の形態3に係る基板接合装置が2つの基板同士を接触させた状態を示す図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the substrate bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention is close to the stage and the head, and (B) is a schematic cross-sectional view showing a state in which the substrate bonding apparatus according to the third embodiment is close to each other. It is a figure which shows the state which was in contact with each other. 実施の形態3に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the wafer bonding process which the wafer bonding apparatus which concerns on Embodiment 3 executes.

以下、本発明の各実施の形態に係る基板接合装置について、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, the wafer bonding apparatus according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本実施の形態に係る基板接合装置は、減圧下のチャンバ内で、2つの基板の接合面について活性化処理および親水化処理を行った後、基板同士を接触させて加圧および加熱することにより、2つの基板を接合する装置である。活性化処理では、基板の接合面に特定の粒子を当てることにより基板の接合面を活性化する。また、親水化処理では、活性化処理により活性化した基板の接合面近傍に水等を供給することにより基板の接合面を親水化する。
(Embodiment 1)
In the substrate bonding apparatus according to the present embodiment, the bonding surfaces of two substrates are activated and hydrophilized in a chamber under reduced pressure, and then the substrates are brought into contact with each other to be pressurized and heated. It is a device that joins two substrates. In the activation treatment, the joint surface of the substrate is activated by applying specific particles to the joint surface of the substrate. Further, in the hydrophilic treatment, the joint surface of the substrate is made hydrophilic by supplying water or the like to the vicinity of the joint surface of the substrate activated by the activation treatment.

本実施の形態に係る基板接合システムは、図1に示すように、導入ポート961と、取り出しポート962と、第1搬送装置930と、洗浄装置940と、外形アライメント装置800と、反転装置950と、接合面処理装置600と、基板接合装置100と、第2搬送装置920と、制御部700と、ロードロック室910と、を備える。第1搬送装置930内と洗浄装置940内と外形アライメント装置800には、HEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタ(図示せず)が設置されており、それらの中はクリーンな大気圧環境となっている。一方、反転装置950内と接合面処理装置600内と基板接合装置100内とは、真空雰囲気に設定されている。制御部700は、第1搬送装置930、洗浄装置940、外形アライメント装置800、反転装置950、接合面処理装置600、基板接合装置100および第2搬送装置920を制御するものである。互いに接合される2つの基板301,302は、まず、導入ポート961に配置される。次に、基板301、302は、第1搬送装置930の大気搬送ロボット931により導入ポート961から洗浄装置940へ搬送され、洗浄装置940において基板301、302上に存在する異物を除去する洗浄が実施される。続いて、基板301、302は、搬送ロボット931により洗浄装置940から外形アライメント装置800へ搬送され、外形アライメント装置800においてそれらの外形のアライメントとともに基板厚さの測定が実施される。その後、基板301、302は、大気搬送ロボット931により大気開放されたロードロック室910内へ搬送される。そして、ロードロック室910内に存在する気体が排出されることによりロードロック室910内の真空度が第2搬送装置920内の真空度と同じになると、基板301,302は、第2搬送装置920により、接合面処理装置600、基板接合装置100へ搬送されていく。ここで、基板302は、反転装置950に搬送され反転装置950において表裏を反転されてから基板接合装置100へ搬送される。基板301、302は、接合面処理装置600においてそれらの接合面の活性化処理および親水化処理が実行される。その後、基板301、302は、基板接合装置100において互いに接合される。第2搬送装置920は、真空搬送ロボット921を有し、真空搬送ロボット921により基板301、302を、ロードロック室910から接合面処理装置600、接合面処理装置600から反転装置950または基板接合装置100へと搬送する。基板接合装置100において互いに接合された基板301、302は、真空搬送ロボット921により再びロードロック室910へ搬送される。その後、ロードロック室910が大気開放されると、互いに接合された基板301、302は、大気搬送ロボット931によりロードロック室910から取り出しポート962へ搬送される。 As shown in FIG. 1, the wafer bonding system according to the present embodiment includes an introduction port 961, an extraction port 962, a first transfer device 930, a cleaning device 940, an external alignment device 800, and a reversing device 950. A bonding surface processing device 600, a substrate bonding device 100, a second transfer device 920, a control unit 700, and a load lock chamber 910 are provided. HEPA (High Efficiency Particulate Air) filters (not shown) are installed in the first transport device 930, the cleaning device 940, and the external alignment device 800, and the inside of them becomes a clean atmospheric pressure environment. There is. On the other hand, the inside of the reversing device 950, the inside of the bonding surface processing device 600, and the inside of the substrate bonding device 100 are set to a vacuum atmosphere. The control unit 700 controls the first transfer device 930, the cleaning device 940, the external alignment device 800, the reversing device 950, the joint surface treatment device 600, the substrate bonding device 100, and the second transfer device 920. The two substrates 301 and 302 joined to each other are first arranged at the introduction port 961. Next, the substrates 301 and 302 are transported from the introduction port 961 to the cleaning device 940 by the atmospheric transfer robot 931 of the first transfer device 930, and the cleaning device 940 performs cleaning to remove foreign substances existing on the substrates 301 and 302. Will be done. Subsequently, the substrates 301 and 302 are transported from the cleaning device 940 to the external alignment device 800 by the transfer robot 931, and the external alignment device 800 measures the substrate thickness together with the alignment of their external shapes. After that, the substrates 301 and 302 are conveyed into the load lock chamber 910 opened to the atmosphere by the atmospheric transfer robot 931. Then, when the degree of vacuum in the load lock chamber 910 becomes the same as the degree of vacuum in the second transfer device 920 due to the discharge of the gas existing in the load lock chamber 910, the substrates 301 and 302 are subjected to the second transfer device. By 920, it is conveyed to the bonding surface processing device 600 and the substrate bonding device 100. Here, the substrate 302 is conveyed to the inverting device 950, inverted on the front and back sides of the inverting device 950, and then conveyed to the substrate bonding device 100. The substrates 301 and 302 are subjected to activation treatment and hydrophilic treatment of their joint surfaces in the joint surface treatment device 600. After that, the substrates 301 and 302 are bonded to each other in the substrate bonding device 100. The second transfer device 920 has a vacuum transfer robot 921, and the vacuum transfer robot 921 transfers the substrates 301 and 302 from the load lock chamber 910 to the joint surface treatment device 600, and from the joint surface treatment device 600 to the reversing device 950 or the substrate bonding device. Transport to 100. The substrates 301 and 302 bonded to each other in the substrate bonding device 100 are transported to the load lock chamber 910 again by the vacuum transfer robot 921. After that, when the load lock chamber 910 is opened to the atmosphere, the substrates 301 and 302 joined to each other are conveyed from the load lock chamber 910 to the take-out port 962 by the atmospheric transfer robot 931.

外形アライメント装置800は、図2(A)に示すように、エッジ認識センサ810と、基板厚さ測定部802と、ステージ803と、を有する。ステージ803は、基板301、302が載置される載置面に直交する中心軸周りに回転可能となっている。エッジ認識センサ810は、レーザを用いて基板301、302のエッジを認識する。基板厚さ測定部802は、レーザ変位計から構成され、基板301、302に接触せずに基板301、302の厚さを測定する。外形アライメント装置800は、ステージ803を回転させることにより基板301、302を回転させながら(図2(A)の矢印AR11参照)、エッジ認識センサ810により基板301、302のエッジを認識するとともに、基板厚さ測定部802により基板301、302の厚さを測定する。 As shown in FIG. 2A, the external alignment device 800 includes an edge recognition sensor 810, a substrate thickness measuring unit 802, and a stage 803. The stage 803 is rotatable around a central axis orthogonal to the mounting surface on which the substrates 301 and 302 are mounted. The edge recognition sensor 810 recognizes the edges of the substrates 301 and 302 using a laser. The substrate thickness measuring unit 802 is composed of a laser displacement meter, and measures the thickness of the substrates 301 and 302 without contacting the substrates 301 and 302. The external alignment device 800 recognizes the edges of the substrates 301 and 302 by the edge recognition sensor 810 while rotating the substrates 301 and 302 by rotating the stage 803 (see the arrow AR11 in FIG. 2A), and also recognizes the edges of the substrates 301 and 302. The thickness measuring unit 802 measures the thicknesses of the substrates 301 and 302.

接合面処理装置600は、図2(B)に示すように、チャンバ601と、活性化処理部610と、親水化処理部620と、基板301、302が載置されるステージ603と、を有する。チャンバ601は、排気管202Bと排気弁203Bとを介して真空ポンプ201に接続されている。排気弁203Bを開状態にして真空ポンプ201を作動させると、チャンバ601内の気体が、排気管202Bを通してチャンバ601外へ排出され、チャンバ601内の気圧が低減(減圧)される。活性化処理部610は、プラズマ発生源611と、トラップ板612と、バイアス電源613と、を有する。活性化処理部610は、プラズマ発生源611でプラズマを発生させたときにトラップ板612を通過したラジカルのみをステージ603へダウンフローさせる構成となっている。なお、プラズマ発生源611がICP(Inductively Coupled Plasma)装置であれば、コイルによりイオンがトラップされるためトラップ板を設けない場合もある。また、バイアス電源613は、ステージ603上に載置された基板301、302に交番電圧を印加することで、基板301、302の接合面近傍に運動エネルギを有するイオンを引き寄せ交番電界によりイオンが繰り返し基板301、302に衝突するシース領域が発生させる。そして、バイアス電源613により基板301、302の接合面近傍に発生した運動エネルギを有するイオンにより基板301、302の接合面をイオンエッチングした後、それらの接合面をラジカル処理することによりそれらの接合面に効率良くOH基を生成することが可能となる。 As shown in FIG. 2B, the joint surface treatment device 600 includes a chamber 601, an activation treatment unit 610, a hydrophilization treatment unit 620, and a stage 603 on which the substrates 301 and 302 are placed. .. The chamber 601 is connected to the vacuum pump 201 via an exhaust pipe 202B and an exhaust valve 203B. When the exhaust valve 203B is opened and the vacuum pump 201 is operated, the gas in the chamber 601 is discharged to the outside of the chamber 601 through the exhaust pipe 202B, and the air pressure in the chamber 601 is reduced (decompressed). The activation processing unit 610 includes a plasma generation source 611, a trap plate 612, and a bias power supply 613. The activation processing unit 610 has a configuration in which only radicals that have passed through the trap plate 612 when plasma is generated at the plasma generation source 611 are downflowed to the stage 603. If the plasma generation source 611 is an ICP (Inductively Coupled Plasma) device, ions are trapped by the coil, so that a trap plate may not be provided. Further, the bias power supply 613 applies an alternating voltage to the substrates 301 and 302 mounted on the stage 603 to attract ions having kinetic energy near the junction surface of the substrates 301 and 302, and the ions are repeated by the alternating electric field. A sheath region that collides with the substrates 301 and 302 is generated. Then, the joint surfaces of the substrates 301 and 302 are ion-etched by ions having kinetic energy generated in the vicinity of the joint surfaces of the substrates 301 and 302 by the bias power supply 613, and then the joint surfaces are subjected to radical treatment to perform those joint surfaces. It is possible to efficiently generate OH groups.

親水化処理部620は、活性化処理部610によって活性化された基板301,302の接合面に水またはOH含有物質を付着させることにより、基板301,302の接合面を親水化させる。親水化処理部620は、チャンバ601内における基板301,302の接合面の周囲に水(H2O)を供給することにより親水化処理を実行する。親水化処理部620は、水蒸気発生装置621と、供給弁622と、供給管623と、を備えている。水蒸気発生装置621は、貯留された水の中にアルゴン(Ar)や窒素(N2)、ヘリウム(He)、酸素(O2)等のキャリアガスでバブリングすることにより水蒸気を生成する。水蒸気およびキャリアガスの流量は供給弁622の開度を制御することにより調整される。 The hydrophilization treatment unit 620 hydrophilizes the joint surfaces of the substrates 301 and 302 by adhering water or an OH-containing substance to the joint surfaces of the substrates 301 and 302 activated by the activation treatment unit 610. The hydrophilization treatment unit 620 executes the hydrophilization treatment by supplying water (H2O) around the joint surfaces of the substrates 301 and 302 in the chamber 601. The hydrophilization treatment unit 620 includes a steam generator 621, a supply valve 622, and a supply pipe 623. The steam generator 621 generates steam by bubbling the stored water with a carrier gas such as argon (Ar), nitrogen (N2), helium (He), or oxygen (O2). The flow rates of water vapor and carrier gas are adjusted by controlling the opening degree of the supply valve 622.

基板接合装置100は、図3に示すように、チャンバ200とステージ(第1支持台)401とヘッド(第2支持台)402とステージ駆動部403とヘッド駆動部404と基板加熱部420と位置測定部500とを備える。また、基板接合装置100は、ステージ401とヘッド402との間の距離を測定する距離測定部(図示せず)と、を備える。なお、以下の説明において、適宜図3の±Z方向を上下方向、XY方向を水平方向として説明する。 As shown in FIG. 3, the substrate bonding device 100 is positioned with the chamber 200, the stage (first support base) 401, the head (second support base) 402, the stage drive unit 403, the head drive unit 404, and the substrate heating unit 420. It is provided with a measuring unit 500. Further, the wafer bonding device 100 includes a distance measuring unit (not shown) for measuring the distance between the stage 401 and the head 402. In the following description, the ± Z direction of FIG. 3 will be described as the vertical direction and the XY direction will be described as the horizontal direction.

チャンバ200は、排気管202Cと排気弁203Cとを介して真空ポンプ201に接続されている。排気弁203Cを開状態にして真空ポンプ201を作動させると、チャンバ200内の気体が、排気管202Cを通してチャンバ200外へ排出され、チャンバ200内の気圧が低減(減圧)される。また、排気弁203Cの開閉量を変動させて排気量を調節することにより、チャンバ200内の気圧(真空度)を調節することができる。また、チャンバ200の一部には、位置測定部500により基板301、302間における相対位置を測定するために使用される窓部503が設けられている。 The chamber 200 is connected to the vacuum pump 201 via an exhaust pipe 202C and an exhaust valve 203C. When the exhaust valve 203C is opened and the vacuum pump 201 is operated, the gas in the chamber 200 is discharged to the outside of the chamber 200 through the exhaust pipe 202C, and the air pressure in the chamber 200 is reduced (decompressed). Further, the air pressure (vacuum degree) in the chamber 200 can be adjusted by adjusting the exhaust amount by changing the opening / closing amount of the exhaust valve 203C. Further, a part of the chamber 200 is provided with a window portion 503 used for measuring a relative position between the substrates 301 and 302 by the position measuring portion 500.

ステージ401とヘッド402とは、チャンバ200内において、上下方向において互いに対向するように配置されている。ステージ401は、その上面で基板301を支持し、ヘッド402は、その下面で基板302を支持する。なお、ステージ401の上面とヘッド402の下面とは、基板301、302のステージ401、ヘッド402との接触面が鏡面でステージ401、ヘッド402から剥がれにくい場合を考慮して、粗面加工が施されていてもよい。ステージ401およびヘッド402は、図4(A)に示すように、基板301、302を保持する保持機構440と、基板301の中央部を押圧する第1押圧機構431と、基板302の中央部を押圧する第2押圧機構432と、を有する。保持機構440は、複数(図4(A)では4つ)の円環状の吸着部440a、440b、440c、440dを有する真空チャックから構成されている。基板301、302は、ステージ401、ヘッド402に設けられた吸着部440a、440b、440c、440dにより吸着された状態で、ステージ401、ヘッド402に保持される。 The stage 401 and the head 402 are arranged in the chamber 200 so as to face each other in the vertical direction. The stage 401 supports the substrate 301 on its upper surface, and the head 402 supports the substrate 302 on its lower surface. The upper surface of the stage 401 and the lower surface of the head 402 are roughened in consideration of the case where the contact surfaces of the substrates 301 and 302 with the stage 401 and the head 402 are mirror surfaces and are not easily peeled off from the stage 401 and the head 402. It may have been done. As shown in FIG. 4A, the stage 401 and the head 402 have a holding mechanism 440 for holding the substrates 301 and 302, a first pressing mechanism 431 for pressing the central portion of the substrate 301, and a central portion of the substrate 302. It has a second pressing mechanism 432 for pressing. The holding mechanism 440 is composed of a vacuum chuck having a plurality of (four in FIG. 4A) annular suction portions 440a, 440b, 440c, and 440d. The substrates 301 and 302 are held by the stage 401 and the head 402 in a state of being sucked by the suction portions 440a, 440b, 440c and 440d provided on the stage 401 and the head 402.

吸着部440a、440b、440c、440dは、各別に基板301、302を吸着している状態と、吸着しない状態と、をとりうる。例えばステージ401、ヘッド402の比較的内側に配置された吸着部440a、440bを真空吸着しない状態にして、ステージ401、ヘッド402の比較的外側に配置された吸着部440c、440dを真空吸着している状態にすることができる。また、ステージ401、ヘッド402の中心に最も近くに位置する吸着部440aの半径L1、吸着部440aと吸着部440aと外側で隣接する吸着部440bとの間の距離L2、吸着部440bと吸着部440bと外側で隣接する吸着部440cとの間の距離L3、吸着部440cと最も外側に位置する吸着部440dとの間の距離L4で、基板301、302の固定位置が決定される。 The suction portions 440a, 440b, 440c, and 440d can take a state in which the substrates 301 and 302 are separately sucked and a state in which the substrates 301 and 302 are not sucked. For example, the suction portions 440a and 440b arranged relatively inside the stage 401 and the head 402 are not vacuum-sucked, and the suction portions 440c and 440d arranged relatively outside the stage 401 and the head 402 are vacuum-sucked. Can be in a state of being. Further, the radius L1 of the suction part 440a located closest to the center of the stage 401 and the head 402, the distance L2 between the suction part 440a and the suction part 440a and the suction part 440b adjacent to the outside, the suction part 440b and the suction part The fixed positions of the substrates 301 and 302 are determined by the distance L3 between the 440b and the adjacent suction portion 440c on the outside and the distance L4 between the suction portion 440c and the suction portion 440d located on the outermost side.

第1押圧機構431は、図4(B)に示すように、ステージ401の中央部に設けられ、第2押圧機構432は、ヘッド402の中央部に設けられている。第1押圧機構431は、ヘッド402側へ出没可能な第1押圧部431aと、第1押圧部431aを駆動する第1押圧駆動部431bと、を有する。第2押圧機構432は、ステージ401側へ出没可能な第2押圧部432aと、第2押圧部432aを駆動する第2押圧駆動部432bと、を有する。第1押圧駆動部431b、第2押圧駆動部432bとしては、例えば第1押圧部431a、第2押圧部432aの一部が嵌入されたシリンダ内の空気圧を制御することにより第1押圧部431a、第2押圧部432aを駆動する構成を採用できる。或いは、第1押圧駆動部431b、第2押圧駆動部432bとして、ボイスコイルモータを採用してもよい。第1押圧部431a、第2押圧部432aにおける基板301、302に接触する頭頂部は、ドーム状の形状を有する。また、第1押圧部431a、第2押圧部432aは、基板301、302に印加する圧力を一定に維持するよう制御する圧力制御と、基板301、302の接触位置を一定に維持するように制御する位置制御と、のいずれかがなされる。例えば、第1押圧部431aが位置制御され、第2押圧部432aが圧力制御されることにより、基板301、302が一定の位置で一定の圧力で押圧される。 As shown in FIG. 4B, the first pressing mechanism 431 is provided in the central portion of the stage 401, and the second pressing mechanism 432 is provided in the central portion of the head 402. The first pressing mechanism 431 has a first pressing portion 431a that can appear and disappear toward the head 402 side, and a first pressing driving portion 431b that drives the first pressing portion 431a. The second pressing mechanism 432 has a second pressing portion 432a that can appear and disappear toward the stage 401 side, and a second pressing driving portion 432b that drives the second pressing portion 432a. The first pressing unit 431b and the second pressing drive unit 432b include, for example, the first pressing unit 431a and the first pressing unit 431a by controlling the air pressure in the cylinder into which a part of the second pressing unit 432a is fitted. A configuration for driving the second pressing portion 432a can be adopted. Alternatively, a voice coil motor may be adopted as the first pressing drive unit 431b and the second pressing drive unit 432b. The crown portions of the first pressing portion 431a and the second pressing portion 432a that come into contact with the substrates 301 and 302 have a dome-shaped shape. Further, the first pressing portion 431a and the second pressing portion 432a control the pressure to keep the pressure applied to the substrates 301 and 302 constant, and control to keep the contact positions of the substrates 301 and 302 constant. Either of the position control is performed. For example, the position of the first pressing portion 431a is controlled and the pressure of the second pressing portion 432a is controlled, so that the substrates 301 and 302 are pressed at a constant position with a constant pressure.

基板加熱部420は、ヒータ421、422から構成される。ヒータ421、422は、例えば電熱ヒータから構成される。ヒータ421,422は、ステージ401、ヘッド402に支持されている基板301,302に熱を伝達することにより基板301、302を加熱する。また、ヒータ421,422の発熱量を調節することにより、基板301,302やそれらの接合面の温度を調節できる。 The substrate heating unit 420 is composed of heaters 421 and 422. The heaters 421 and 422 are composed of, for example, electric heaters. The heaters 421 and 422 heat the substrates 301 and 302 by transferring heat to the substrates 301 and 302 supported by the stage 401 and the head 402. Further, by adjusting the calorific value of the heaters 421 and 422, the temperature of the substrates 301 and 302 and their joint surfaces can be adjusted.

ステージ駆動部403は、ステージ401をXY方向へ移動させたり、Z軸周りに回転させたりすることができる。 The stage drive unit 403 can move the stage 401 in the XY direction or rotate it around the Z axis.

ヘッド駆動部404は、ヘッド402を上方向(第2方向)または下方向(第1方向)(図3の矢印AR1参照)に昇降させる昇降駆動部(支持台駆動部)406と、ヘッド402をXY方向へ移動させるXY方向駆動部405と、ヘッド402をZ軸周りの回転方向(図3の矢印AR2参照)に回転させる回転駆動部407と、を有する。XY方向駆動部405と回転駆動部407とから、基板301の基板302に対する上下方向に直交する方向(XY方向、Z軸周りの回転方向)における相対位置を調整する位置調整部を構成する。また、ヘッド駆動部404は、ヘッド402のステージ401に対する傾きを調整するためのピエゾアクチュエータ411と、ヘッド402に加わる圧力を測定するための第2圧力センサ412と、を有する。XY方向駆動部405および回転駆動部407が、X方向、Y方向、Z軸周りの回転方向において、ヘッド402をステージ401に対して相対的に移動させることにより、ステージ401に保持された基板301とヘッド402に保持された基板302とのアライメントが可能となる。 The head drive unit 404 uses an elevating drive unit (support base drive unit) 406 for raising and lowering the head 402 in the upward (second direction) or downward direction (first direction) (see arrow AR1 in FIG. 3) and the head 402. It has an XY direction drive unit 405 that moves in the XY direction, and a rotation drive unit 407 that rotates the head 402 in the rotation direction around the Z axis (see arrow AR2 in FIG. 3). The XY direction drive unit 405 and the rotation drive unit 407 form a position adjustment unit that adjusts the relative position of the substrate 301 in the direction orthogonal to the vertical direction (XY direction, rotation direction around the Z axis) with respect to the substrate 302. Further, the head drive unit 404 includes a piezo actuator 411 for adjusting the inclination of the head 402 with respect to the stage 401, and a second pressure sensor 412 for measuring the pressure applied to the head 402. The substrate 301 held by the stage 401 by the XY direction drive unit 405 and the rotation drive unit 407 moving the head 402 relative to the stage 401 in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis. Can be aligned with the substrate 302 held by the head 402.

昇降駆動部406は、ヘッド402を下方向へ移動させることにより、ステージ401とヘッド402とを互いに近づける。また、昇降駆動部406は、ヘッド402を上方向に移動させることにより、ステージ401とヘッド402とを離れさせる。昇降駆動部406がヘッド402を下方向へ移動させることにより、ステージ401に保持された基板301とヘッド402に保持された基板302とが接触する。そして、基板301、302同士が接触した状態において昇降駆動部406がヘッド402に対してステージ401に近づく方向への駆動力を作用させると、基板302が基板301に押し付けられる。また、昇降駆動部406には、昇降駆動部406がヘッド402に対してステージ401に近づく方向へ作用させる駆動力を測定する第1圧力センサ408が設けられている。第1圧力センサ408の測定値から、昇降駆動部406により基板302が基板301に押し付けられたときに基板301、302の接合面に作用する圧力が検出できる。第1圧力センサ408は、例えばロードセルから構成される。 The elevating drive unit 406 moves the head 402 downward to bring the stage 401 and the head 402 closer to each other. Further, the elevating drive unit 406 separates the stage 401 and the head 402 by moving the head 402 upward. When the elevating drive unit 406 moves the head 402 downward, the substrate 301 held by the stage 401 and the substrate 302 held by the head 402 come into contact with each other. Then, when the elevating drive unit 406 exerts a driving force on the head 402 in the direction approaching the stage 401 in a state where the boards 301 and 302 are in contact with each other, the board 302 is pressed against the board 301. Further, the elevating drive unit 406 is provided with a first pressure sensor 408 that measures the driving force that the elevating drive unit 406 exerts on the head 402 in the direction approaching the stage 401. From the measured value of the first pressure sensor 408, the pressure acting on the joint surface of the substrates 301 and 302 when the substrate 302 is pressed against the substrate 301 by the elevating drive unit 406 can be detected. The first pressure sensor 408 is composed of, for example, a load cell.

ピエゾアクチュエータ411、第2圧力センサ412は、それぞれ図5(A)に示すように、3つずつ存在する。3つのピエゾアクチュエータ411と3つの第2圧力センサ412とは、ヘッド402とXY方向駆動部405との間に配置されている。3つのピエゾアクチュエータ411は、ヘッド402の上面における同一直線上ではない3つの位置、平面視円形のヘッド402の上面の周部においてヘッド402の周方向に沿って等間隔に並んだ3つの位置に固定されている。3つの第2圧力センサ412は、それぞれピエゾアクチュエータ411の上端部とXY方向駆動部405の下面とを接続している。3つのピエゾアクチュエータ411は、各別に上下方向に伸縮可能である。そして、3つのピエゾアクチュエータ411が伸縮することにより、ヘッド402のX軸周りおよびY軸周りの傾きとヘッド402の上下方向の位置とが微調整される。例えば図5(B)の破線で示すように、ヘッド402がステージ401に対して傾いている場合、3つのピエゾアクチュエータ411のうちの1つを伸長させて(図5(B)の矢印AR3参照)ヘッド402の姿勢を微調整することにより、ヘッド402の下面とステージ401の上面とが平行な状態にすることができる。また、3つの第2圧力センサ412は、ヘッド402の下面における3つの位置での加圧力を測定する。そして、3つの第2圧力センサ412で測定された加圧力が等しくなるように3つのピエゾアクチュエータ411それぞれを駆動することにより、ヘッド402の下面とステージ401の上面とを平行に維持しつつ基板301、302同士を接触させることができる。 As shown in FIG. 5A, there are three piezo actuators 411 and three second pressure sensors 412, respectively. The three piezo actuators 411 and the three second pressure sensors 412 are arranged between the head 402 and the XY direction drive unit 405. The three piezo actuators 411 are located at three positions on the upper surface of the head 402 that are not on the same straight line, and at three positions that are evenly spaced along the circumferential direction of the head 402 at the peripheral portion of the upper surface of the circular head 402 in a plan view. It is fixed. Each of the three second pressure sensors 412 connects the upper end of the piezo actuator 411 and the lower surface of the XY direction drive unit 405. Each of the three piezo actuators 411 can be expanded and contracted in the vertical direction. Then, by expanding and contracting the three piezo actuators 411, the inclination of the head 402 around the X-axis and the Y-axis and the vertical position of the head 402 are finely adjusted. For example, as shown by the broken line in FIG. 5 (B), when the head 402 is tilted with respect to the stage 401, one of the three piezo actuators 411 is extended (see arrow AR3 in FIG. 5 (B)). By finely adjusting the posture of the head 402, the lower surface of the head 402 and the upper surface of the stage 401 can be made parallel to each other. Further, the three second pressure sensors 412 measure the pressing force at three positions on the lower surface of the head 402. Then, by driving each of the three piezo actuators 411 so that the pressing forces measured by the three second pressure sensors 412 are equal, the substrate 301 keeps the lower surface of the head 402 and the upper surface of the stage 401 parallel to each other. , 302 can be brought into contact with each other.

距離測定部は、レーザ距離計から構成され、ステージ401およびヘッド402に接触せずにステージ401とヘッド402との間の距離を測定する。具体的には、例えばヘッド402が透明である場合、距離測定部は、ヘッド402の上方からステージ401に向かってレーザ光を照射したときのステージ401の上面での反射光とヘッド402の下面での反射光との差分からステージ401とヘッド402との間の距離を測定する。距離測定部は、図4(A)に示すように、ステージ401の上面における3箇所の部位P11、P12、P13と、ヘッド402の下面における、Z方向において部位P11、P12、P13に対向する3箇所の部位P21、P22、P23との間の距離を測定する。 The distance measuring unit is composed of a laser range finder and measures the distance between the stage 401 and the head 402 without contacting the stage 401 and the head 402. Specifically, for example, when the head 402 is transparent, the distance measuring unit receives the reflected light on the upper surface of the stage 401 and the lower surface of the head 402 when the laser beam is irradiated from above the head 402 toward the stage 401. The distance between the stage 401 and the head 402 is measured from the difference from the reflected light of. As shown in FIG. 4A, the distance measuring unit faces the three portions P11, P12, and P13 on the upper surface of the stage 401 and the portions P11, P12, and P13 on the lower surface of the head 402 in the Z direction. The distance between the parts P21, P22, and P23 of the portion is measured.

図3に戻って、位置測定部(測定部)500は、上下方向に直交する方向(XY方向、Z軸周りの回転方向)における、基板301と基板302との位置ずれ量を測定する。位置測定部500は、複数(図3では2つ)の第1撮像部501、第2撮像部502と、ミラー504、505と、を有する。第1撮像部501、第2撮像部502は、それぞれ、撮像素子(図示せず)と同軸照明系とを有している。第1撮像部501、第2撮像部502の同軸照明系の光源としては、基板301、302およびステージ401、チャンバ200に設けられた窓部503を透過する光(例えば赤外光)を出射する光源が用いられる。 Returning to FIG. 3, the position measuring unit (measuring unit) 500 measures the amount of misalignment between the substrate 301 and the substrate 302 in the direction orthogonal to the vertical direction (XY direction, rotation direction around the Z axis). The position measuring unit 500 includes a plurality of (two in FIG. 3) first imaging unit 501, second imaging unit 502, and mirrors 504 and 505. The first image pickup unit 501 and the second image pickup unit 502 each have an image pickup element (not shown) and a coaxial illumination system. As the light source of the coaxial illumination system of the first imaging unit 501 and the second imaging unit 502, light (for example, infrared light) transmitted through the windows 503 provided in the substrates 301, 302, the stage 401, and the chamber 200 is emitted. A light source is used.

例えば図6(A)および(B)に示すように、基板301には、2つのマーク(以下「アライメントマーク」と称する。)MK1a、MK1bが設けられ、基板302には、2つのアライメントマークMK2a、MK2bが設けられている。基板接合装置100は、位置測定部500により両基板301、302に設けられた各アライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bの位置を認識しながら、両基板301、302の位置合わせ動作(アライメント動作)を実行する。より詳細には、基板接合装置100は、まず、位置測定部500により基板301、302に設けられたアライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bを認識しながら、基板301、302の大まかなアライメント動作(ラフアライメント動作)を実行して、2つの基板301、302を対向させる。その後、基板接合装置100は、2つの基板301、302が対向した状態で、位置測定部500により2つの基板301、302に設けられたアライメントマークMK1a、MK2a、MK1b、MK2bを同時に認識しながら。更に精緻なアライメント動作(ファインアライメント動作)を実行する。 For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the substrate 301 is provided with two marks (hereinafter referred to as “alignment marks”) MK1a and MK1b, and the substrate 302 is provided with two alignment marks MK2a. , MK2b is provided. The wafer bonding device 100 recognizes the positions of the alignment marks MK1a, MK1b, MK2a, and MK2b provided on both substrates 301 and 302 by the position measuring unit 500, and aligns the two substrates 301 and 302 (alignment operation). To execute. More specifically, the substrate bonding apparatus 100 first recognizes the alignment marks MK1a, MK1b, MK2a, and MK2b provided on the substrates 301 and 302 by the position measuring unit 500, and performs a rough alignment operation of the substrates 301 and 302. Rough alignment operation) is executed to make the two substrates 301 and 302 face each other. After that, the substrate bonding device 100 simultaneously recognizes the alignment marks MK1a, MK2a, MK1b, and MK2b provided on the two substrates 301 and 302 by the position measuring unit 500 in a state where the two substrates 301 and 302 face each other. Perform a more precise alignment operation (fine alignment operation).

ここにおいて、図3に示すように、撮像部(第1撮像部)501の同軸照明系の光源(図示せず)から出射された光は、ミラー504で反射されて上方に進行し、窓部503および基板301、302の一部あるいは全部を透過する(図3の破線矢印SC1、SC2参照)。基板301、302の一部あるいは全部を透過した光は、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射され、下向きに進行し、窓部503を透過してミラー504で反射されて第1撮像部501の撮像素子に入射する。また、撮像部(第2撮像部)502の同軸照明系の光源(図示せず)から出射された光は、ミラー505で反射されて上方に進行し、窓部503および基板301、302の一部あるいは全部を透過する。基板301、302の一部あるいは全部を透過した光は、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射され、下向きに進行し、窓部503を透過してミラー505で反射されて第2撮像部502の撮像素子に入射する。このようにして、位置測定部500は、図7(A)に示すように、2つの基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aを含む撮影画像GAaと、2つの基板301、302のアライメントマークMK1b,MK2bを含む撮影画像GAbと、を取得する。なお、第1撮像部501による撮影画像GAaの撮影動作と第2撮像部502による撮影画像GAbの撮影動作とは、同時に実行される。 Here, as shown in FIG. 3, the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system of the imaging unit (first imaging unit) 501 is reflected by the mirror 504 and travels upward, and the window portion. It is transparent to a part or all of the 503 and the substrates 301 and 302 (see the dashed arrows SC1 and SC2 in FIG. 3). The light transmitted through a part or all of the substrates 301 and 302 is reflected by the alignment marks MK1a and MK2a of the substrates 301 and 302, travels downward, passes through the window portion 503, is reflected by the mirror 504, and is reflected by the mirror 504 for the first imaging. It is incident on the image sensor of unit 501. Further, the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system of the imaging unit (second imaging unit) 502 is reflected by the mirror 505 and travels upward, and one of the window unit 503 and the substrates 301 and 302. Permeate part or all. The light transmitted through a part or all of the substrates 301 and 302 is reflected by the alignment marks MK1a and MK2a of the substrates 301 and 302, travels downward, passes through the window 503 and is reflected by the mirror 505, and is reflected by the mirror 505 for the second imaging. It is incident on the image sensor of unit 502. In this way, as shown in FIG. 7A, the position measuring unit 500 includes the captured image GAa including the alignment marks MK1a and MK2a of the two substrates 301 and 302, and the alignment marks MK1b of the two substrates 301 and 302. , The photographed image GAb including MK2b is acquired. The shooting operation of the captured image GAa by the first imaging unit 501 and the photographing operation of the captured image GAb by the second imaging unit 502 are executed at the same time.

制御部700は、図8に示すように、MPU(Micro Processing Unit)701と、主記憶部702と、補助記憶部703と、インタフェース704と、各部を接続するバス705と、を有する。主記憶部702は、揮発性メモリから構成され、MPU701の作業領域として使用される。補助記憶部703は、不揮発性メモリから構成され、MPU701が実行するプログラムを記憶する。また、補助記憶部703は、後述する基板301、302の相対的な算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθに対して予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthも記憶する。以下インタフェース704は、第1圧力センサ408、第2圧力センサ412、距離測定部801、基板厚み測定部802およびエッジ認識センサ810から入力される測定信号を測定情報に変換してバス705へ出力する。また、インタフェース704は、第1撮像部501および第2撮像部502から入力される撮影画像信号を撮影画像情報に変換してバス705へ出力する。また、MPU701は、補助記憶部703が記憶するプログラムを主記憶部702に読み込んで実行することにより、インタフェース704を介して、保持機構440、ピエゾアクチュエータ411、第1押圧駆動部431b、第2押圧駆動部432b、基板加熱部420、ステージ駆動部403、ヘッド駆動部404、活性化処理部610、親水化処理部620、真空搬送ロボット921、大気搬送ロボット931それぞれへ制御信号を出力する。 As shown in FIG. 8, the control unit 700 includes an MPU (Micro Processing Unit) 701, a main storage unit 702, an auxiliary storage unit 703, an interface 704, and a bus 705 connecting each unit. The main storage unit 702 is composed of a volatile memory and is used as a work area of the MPU 701. The auxiliary storage unit 703 is composed of a non-volatile memory and stores a program executed by the MPU 701. In addition, the auxiliary storage unit 703 also stores the position shift amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth that are preset with respect to the relative calculated position shift amounts Δx, Δy, and Δθ of the substrates 301 and 302, which will be described later. Hereinafter, the interface 704 converts the measurement signals input from the first pressure sensor 408, the second pressure sensor 412, the distance measuring unit 801 and the substrate thickness measuring unit 802 and the edge recognition sensor 810 into measurement information and outputs the measurement signals to the bus 705. .. Further, the interface 704 converts the captured image signal input from the first imaging unit 501 and the second imaging unit 502 into captured image information and outputs the captured image information to the bus 705. Further, the MPU 701 reads the program stored in the auxiliary storage unit 703 into the main storage unit 702 and executes it, so that the holding mechanism 440, the piezo actuator 411, the first pressing drive unit 431b, and the second pressing are executed via the interface 704. A control signal is output to each of the drive unit 432b, the substrate heating unit 420, the stage drive unit 403, the head drive unit 404, the activation processing unit 610, the hydrophilization processing unit 620, the vacuum transfer robot 921, and the atmosphere transfer robot 931.

制御部700は、図7(B)に示すように、第1撮像部501から取得した撮影画像GAaに基づいて、基板301、302に設けられた1組のアライメントマークMK1a,MK2a相互間の位置ずれ量Δxa、Δyaを算出する。なお、図7(B)は、1組のアライメントマークMK1a,MK2aが互いにずれている状態を示している。同様に、制御部700は、第2撮像部502から取得した撮影画像GAbに基づいて、基板301、302に設けられた他の1組のアライメントマークMK1b,MK2b相互間の位置ずれ量Δxb、Δybを算出する。 As shown in FIG. 7B, the control unit 700 is positioned between a set of alignment marks MK1a and MK2a provided on the substrates 301 and 302 based on the captured image GAa acquired from the first imaging unit 501. The deviation amounts Δxa and Δya are calculated. Note that FIG. 7B shows a state in which a set of alignment marks MK1a and MK2a are displaced from each other. Similarly, the control unit 700 has a misalignment amount Δxb, Δyb between the other pair of alignment marks MK1b, MK2b provided on the substrates 301, 302 based on the captured image GAb acquired from the second imaging unit 502. Is calculated.

その後、制御部700は、これら2組のアライメントマークの位置ずれ量Δxa、Δya、Δxb、Δybと2組のマークの幾何学的関係とに基づいて、X方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向における2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθを算出する。そして、制御部700は、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが低減されるように、ヘッド402をX方向およびY方向へ移動させたり、Z軸周りに回転させたりする。これにより、2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθが低減される。このようにして、基板接合装置100は、2つの基板301、302の水平方向における位置ずれ量Δx、Δy、Δθを補正するファインアライメント動作を実行する。 After that, the control unit 700 rotates around the X direction, the Y direction, and the Z axis based on the positional deviation amounts Δxa, Δya, Δxb, and Δyb of these two sets of alignment marks and the geometrical relationship between the two sets of marks. The relative misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ of the two substrates 301 and 302 in the direction are calculated. Then, the control unit 700 moves the head 402 in the X and Y directions and rotates it around the Z axis so that the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ are reduced. As a result, the relative displacement amounts Δx, Δy, and Δθ of the two substrates 301 and 302 are reduced. In this way, the wafer bonding apparatus 100 executes a fine alignment operation for correcting the displacement amounts Δx, Δy, and Δθ of the two substrates 301 and 302 in the horizontal direction.

次に、本実施の形態に係る基板接合装置100が実行する基板接合処理について図9乃至図15を参照しながら説明する。この基板接合処理は、制御部700により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図9においては、基板301,302が、第1搬送装置930により外形アライメント装置800内に搬送されているものとする。また、基板302は、基板301に対して振動しているものとする。 Next, the wafer bonding process executed by the wafer bonding device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 15. This wafer bonding process is started when the control unit 700 starts a program for executing the wafer bonding process. In FIG. 9, it is assumed that the substrates 301 and 302 are transported into the external alignment device 800 by the first transport device 930. Further, it is assumed that the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301.

まず、外形アライメント装置800は、図9に示すように、基板厚さ測定部802により、基板301、302それぞれの厚さt1、t2を測定する(ステップS1)。このとき、基板厚さ測定部802は、基板301、302の複数箇所(例えば3箇所)における厚さを測定する。そして、制御部700が、各基板301、302について、基板厚さ測定部802が測定した複数の測定値の平均値を厚さt1、t2(図10参照)として算出する。そして、厚さの測定が完了した各基板301、302は、第2搬送装置920の真空搬送ロボット921により、外形アライメント装置800からロードロック室910へ搬送される。そして、ロードロック室910内に存在する気体が排出されることによりロードロック室910内の真空度が第2搬送装置920内の真空度と同じになると、基板301,302は、第2搬送装置920により、接合面処理装置600へ搬送される。 First, as shown in FIG. 9, the external alignment device 800 measures the thicknesses t1 and t2 of the substrates 301 and 302, respectively, by the substrate thickness measuring unit 802 (step S1). At this time, the substrate thickness measuring unit 802 measures the thickness of the substrates 301 and 302 at a plurality of locations (for example, three locations). Then, the control unit 700 calculates the average value of the plurality of measured values measured by the substrate thickness measuring unit 802 for each of the substrates 301 and 302 as the thicknesses t1 and t2 (see FIG. 10). Then, the substrates 301 and 302 for which the thickness measurement has been completed are transported from the external alignment device 800 to the load lock chamber 910 by the vacuum transfer robot 921 of the second transfer device 920. Then, when the degree of vacuum in the load lock chamber 910 becomes the same as the degree of vacuum in the second transfer device 920 due to the discharge of the gas existing in the load lock chamber 910, the substrates 301 and 302 are subjected to the second transfer device. By 920, it is conveyed to the joint surface treatment device 600.

次に、接合面処理装置600は、活性化処理部610により基板301、302の接合面を活性化する活性化処理を実行し、親水化処理部620により基板301、302の接合面を親水化する親水化処理を実行する(親水化処理工程)(ステップS2)。ここでは、まず、活性化処理部610が、運動エネルギを有するイオンを基板301、302の接合面に衝突させることにより、基板301、302の接合面を活性化させる。そして、親水化処理部620が、水蒸気発生装置621で生成した水蒸気をキャリアガスとともに供給管623を通してチャンバ200内に導入する。これにより、基板301、302の接合面に水酸基(OH基)で終端化された層が形成される。 Next, in the joint surface treatment device 600, the activation treatment unit 610 executes an activation treatment for activating the joint surfaces of the substrates 301 and 302, and the hydrophilic treatment unit 620 hydrophilizes the joint surfaces of the substrates 301 and 302. (Hydrophilic treatment step) (step S2). Here, first, the activation processing unit 610 activates the joint surfaces of the substrates 301 and 302 by causing ions having kinetic energy to collide with the joint surfaces of the substrates 301 and 302. Then, the hydrophilization treatment unit 620 introduces the steam generated by the steam generator 621 together with the carrier gas into the chamber 200 through the supply pipe 623. As a result, a layer terminated with a hydroxyl group (OH group) is formed on the bonding surface of the substrates 301 and 302.

続いて、基板接合装置100は、距離測定部801により、ステージ401およびヘッド402に基板301、302が保持されていない状態で、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離を測定する(ステップS3)。このとき、距離測定部801は、図5(A)に示すようにステージ401の上面における3箇所の部位P11、P12、P13とヘッド402の下面における対応する3箇所の部位P21、P22、P23との間の距離それぞれを測定する。そして、制御部700が、距離測定部801が測定した3つの測定値の平均値を距離G1(図10参照)として算出する。 Subsequently, the substrate bonding device 100 measures the distance between the upper surface of the stage 401 and the lower surface of the head 402 by the distance measuring unit 801 in a state where the substrates 301 and 302 are not held by the stage 401 and the head 402. (Step S3). At this time, as shown in FIG. 5A, the distance measuring unit 801 includes three parts P11, P12, P13 on the upper surface of the stage 401 and corresponding three parts P21, P22, P23 on the lower surface of the head 402. Measure each distance between. Then, the control unit 700 calculates the average value of the three measured values measured by the distance measuring unit 801 as the distance G1 (see FIG. 10).

その後、活性化処理および親水化処理の完了した基板301、302が、第2搬送装置920の真空搬送ロボット921により、接合面処理装置600から基板接合装置100へ搬送されると、基板接合装置100は、基板301、302を保持する(ステップS4)。このとき、基板301、302は、例えば図11(A)の矢印で示すように、ステージ401、ヘッド402に設けられた吸着部440a、440b、440c、440d全てにより吸着された状態で、ステージ401、ヘッド402に保持される。ここにおいて、基板接合装置100は、基板301、302に対して前述のラフアライメント動作を実行する。 After that, when the substrates 301 and 302 that have been activated and hydrophilized are transported from the bonding surface treatment device 600 to the substrate bonding device 100 by the vacuum transfer robot 921 of the second transfer device 920, the substrate bonding device 100 Holds the substrates 301 and 302 (step S4). At this time, the substrates 301 and 302 are adsorbed by all of the suction portions 440a, 440b, 440c and 440d provided on the stage 401 and the head 402, as shown by the arrows in FIG. , Held by the head 402. Here, the substrate bonding device 100 executes the above-mentioned rough alignment operation on the substrates 301 and 302.

次に、基板接合装置100は、ステージ401とヘッド402との間の距離G1と基板301、302の厚さt1、t2とから、基板301、302間の距離を算出する(ステップS5)。ここにおいて、制御部700が、基板301,302の厚さt1、t2と、ステージ401とヘッド402との間の距離G1と、から基板301、302間の距離G2(図10参照)を算出する。 Next, the substrate bonding device 100 calculates the distance between the substrates 301 and 302 from the distance G1 between the stage 401 and the head 402 and the thicknesses t1 and t2 of the substrates 301 and 302 (step S5). Here, the control unit 700 calculates the distance G2 (see FIG. 10) between the substrates 301 and 302 from the thicknesses t1 and t2 of the substrates 301 and 302 and the distance G1 between the stage 401 and the head 402. ..

図9に戻って、続いて、基板接合装置100は、ヘッド402を下方向へ移動させて基板301、302同士を近づける(ステップS6)。基板接合装置100は、図11(B)に示すように、基板301、302間の距離が距離G2よりも短い距離G11となるまでヘッド402を下方向へ移動量させる。この距離G11は、後述のように基板301、302を撓ませることにより基板301、302同士が接触しうる距離に設定されている。距離G11は、例えば30μm程度に設定される。また、基板接合装置100は、算出した基板301、302間の距離G2から基板301、302間の距離を距離G11にするためのヘッド402の移動量を算出し、算出した移動量だけヘッド402を動かす。 Returning to FIG. 9, the substrate bonding apparatus 100 subsequently moves the head 402 downward to bring the substrates 301 and 302 closer to each other (step S6). As shown in FIG. 11B, the wafer bonding device 100 moves the head 402 downward until the distance between the substrates 301 and 302 becomes a distance G11 shorter than the distance G2. This distance G11 is set to a distance at which the substrates 301 and 302 can come into contact with each other by bending the substrates 301 and 302 as described later. The distance G11 is set to, for example, about 30 μm. Further, the wafer bonding device 100 calculates the amount of movement of the head 402 for making the distance between the substrates 301 and 302 the distance G11 from the calculated distance G2 between the substrates 301 and 302, and sets the head 402 by the calculated movement amount. move.

次に、基板接合装置100は、基板301の基板302に対する位置ずれ量を複数回繰り返し測定し、位置ずれ量を複数回繰り返し測定して得られる複数の位置ずれ量の代表値(第1代表値)を算出する(第1代表値算出工程)位置ずれ量算出処理を実行する(ステップS7)。ここで、基板接合装置100が実行する位置ずれ量算出処理について図12を参照しながら説明する。 Next, the substrate bonding device 100 repeatedly measures the amount of misalignment of the substrate 301 with respect to the substrate 302 a plurality of times, and repeatedly measures the amount of misalignment a plurality of times to obtain a representative value (first representative value) of the plurality of misalignments. ) Is calculated (first representative value calculation step), and the misalignment amount calculation process is executed (step S7). Here, the position shift amount calculation process executed by the wafer bonding apparatus 100 will be described with reference to FIG.

まず、基板接合装置100は、図12に示すように、位置測定部500により、基板301、302の相対的な位置ずれ量を測定する(ステップS101)。ここにおいて、制御部700は、まず、位置測定部500の第1撮像部501および第2撮像部502から、非接触状態における2つの基板301、302(図11(A)参照)の撮影画像GAa,GAb(図6(A)参照)を取得する。そして、制御部700は、2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて、2つの基板301、302のX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向の位置ずれ量Δx、Δy、Δθそれぞれを算出する。具体的には、制御部700は、例えばZ方向に離間したアライメントマークMK1a,MK2aを同時に読み取った撮影画像GAaに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δxa、Δya(図7(B)参照)を算出する。同様に、Z方向に離間したアライメントマークMK1b,MK2bを同時に読み取った撮影画像GAbに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δxb、Δyb(図7(B)参照)を算出する。そして、制御部700は、位置ずれ量Δxa、Δya、Δxb、Δybに基づいて、2つの基板301、302の水平方向における位置ずれ量Δx、Δy、Δθを算出する。 First, as shown in FIG. 12, the wafer bonding device 100 measures the relative displacement amounts of the substrates 301 and 302 by the position measuring unit 500 (step S101). Here, the control unit 700 first receives images GAa of the two substrates 301 and 302 (see FIG. 11A) in a non-contact state from the first imaging unit 501 and the second imaging unit 502 of the position measuring unit 500. , GAb (see FIG. 6 (A)). Then, the control unit 700 calculates the displacement amounts Δx, Δy, and Δθ of the two substrates 301 and 302 in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis based on the two captured images GAa and GAb. .. Specifically, the control unit 700 uses the vector correlation method based on the captured images GAa in which the alignment marks MK1a and MK2a separated in the Z direction are simultaneously read, for example, and the displacement amounts Δxa and Δya (see FIG. 7B). ) Is calculated. Similarly, the displacement amounts Δxb and Δyb (see FIG. 7B) are calculated using the vector correlation method based on the captured image GAb in which the alignment marks MK1b and MK2b separated in the Z direction are simultaneously read. Then, the control unit 700 calculates the displacement amounts Δx, Δy, Δθ in the horizontal direction of the two substrates 301 and 302 based on the displacement amounts Δxa, Δya, Δxb, and Δyb.

図12に戻って、次に、基板接合装置100は、予め設定された回数だけ基板301、302の相対的な位置ずれ量の測定を繰り返したか否かを判定する(ステップS102)。位置ずれ量の測定の繰り返し回数は、ヘッド402の振動振幅の大きさや振動周期、測定に要する時間等に応じて適宜設定され、例えば5回程度に設定される。基板接合装置100は、基板301、302の相対的な位置ずれ量の測定の繰り返し回数が予め設定された繰り返し回数に達していないと判定すると(ステップS102:No)、再びステップS101の処理を実行する。 Returning to FIG. 12, next, the wafer bonding apparatus 100 determines whether or not the measurement of the relative misalignment amount of the substrates 301 and 302 is repeated a preset number of times (step S102). The number of repetitions of the measurement of the amount of misalignment is appropriately set according to the magnitude of the vibration amplitude of the head 402, the vibration cycle, the time required for the measurement, and the like, and is set to, for example, about 5 times. When the substrate bonding apparatus 100 determines that the number of repetitions of the measurement of the relative displacement amount of the substrates 301 and 302 has not reached the preset number of repetitions (step S102: No), the process of step S101 is executed again. To do.

一方、基板接合装置100により基板301、302の相対的な位置ずれ量の測定の繰り返し回数が予め設定された繰り返し回数に達したと判定されたとする(ステップS102:Yes)。この場合、基板接合装置100は、測定により得られた複数の位置ずれ量の測定値の代表値(第1代表値)を、基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθとして算出する(ステップS103)。ここで、基板接合装置100は、複数の位置ずれ量の測定値の平均値または中間値を算出する。 On the other hand, it is assumed that the substrate bonding apparatus 100 determines that the number of repetitions of the measurement of the relative displacement amount of the substrates 301 and 302 has reached the preset number of repetitions (step S102: Yes). In this case, the wafer bonding apparatus 100 uses the representative values (first representative values) of the measured values of the plurality of misalignments obtained by the measurement as the relative misalignments Δx, Δy, and Δθ of the substrates 301 and 302. Calculate (step S103). Here, the wafer bonding device 100 calculates an average value or an intermediate value of the measured values of a plurality of misalignment amounts.

図9に戻って、続いて、基板接合装置100は、位置ずれ量算出処理を実行することにより算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθを補正するように基板302を基板301に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを実行する(ステップS8)。ここにおいて、基板接合装置100は、ステージ401を固定した状態で、位置ずれ量Δx、Δy、Δθが解消するように、ヘッド402をX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向へ移動させる。 Returning to FIG. 9, the wafer bonding apparatus 100 subsequently sets the substrate 302 relative to the substrate 301 so as to correct the misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ calculated by executing the misalignment amount calculation process. Alignment is executed by moving to (step S8). Here, the wafer bonding device 100 moves the head 402 in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis so that the misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ are eliminated while the stage 401 is fixed.

その後、基板接合装置100は、基板301、302が互いに離間した状態で、基板301、302を撓ませる(ステップS9)。基板接合装置100は、例えば図13(A)に示すように、基板301の接合面の周部301sに対して中央部301cが基板302側に突出する形で、基板301を撓ませる。このとき、基板接合装置100は、ステージ401の周縁側の2つの吸着部440c、440dにより基板301を吸着させつつ、ステージ401の中央部側の2つの吸着部440a、440bによる基板301の吸着を停止させる(図13(A)の矢印参照)。このとき、基板接合装置100は、基板301、302の周部における基板301、302の中央部からの距離が異なる2つの吸着位置(保持位置)で、基板301、302をステージ401、ヘッド402に保持させている。そして、基板接合装置100は、基板301の周部301sをステージ401に吸着(保持)させた状態で、第1押圧部431aにより基板301の中央部を基板302側に押圧する。これにより、基板301は、その接合面の中央部301cが基板302側に突出するように撓む。また、基板接合装置100は、例えば図13(A)に示すように、基板302の接合面の周部302sに対して中央部302cが基板301側に突出する形で、基板302を撓ませる。このとき、基板接合装置100は、ヘッド402の周縁側の2つの吸着部440c、440dにより基板302を吸着させつつ、ヘッド402の中央部側の2つの吸着部440a、440bによる基板302の吸着を停止させる(図13(A)の矢印参照)。そして、基板接合装置100は、基板302の周部302sをヘッド402に吸着(保持)させた状態で、第2押圧部432aにより基板302の中央部を基板301側に押圧する。これにより、基板302は、その接合面の中央部302cが基板301側に突出するように撓む。 After that, the substrate bonding device 100 bends the substrates 301 and 302 in a state where the substrates 301 and 302 are separated from each other (step S9). As shown in FIG. 13A, for example, the substrate bonding device 100 bends the substrate 301 so that the central portion 301c projects toward the substrate 302 with respect to the peripheral portion 301s of the bonding surface of the substrate 301. At this time, the substrate bonding device 100 sucks the substrate 301 by the two suction portions 440c and 440d on the peripheral side of the stage 401, and sucks the substrate 301 by the two suction portions 440a and 440b on the central portion side of the stage 401. Stop (see the arrow in FIG. 13 (A)). At this time, the substrate bonding device 100 attaches the substrates 301 and 302 to the stage 401 and the head 402 at two suction positions (holding positions) at different distances from the central portions of the substrates 301 and 302 at the peripheral portions of the substrates 301 and 302. I'm holding it. Then, the substrate bonding device 100 presses the central portion of the substrate 301 toward the substrate 302 by the first pressing portion 431a in a state where the peripheral portion 301s of the substrate 301 is attracted (held) to the stage 401. As a result, the substrate 301 bends so that the central portion 301c of the joint surface protrudes toward the substrate 302. Further, as shown in FIG. 13A, for example, the substrate bonding device 100 bends the substrate 302 so that the central portion 302c projects toward the substrate 301 with respect to the peripheral portion 302s of the bonding surface of the substrate 302. At this time, the substrate bonding device 100 sucks the substrate 302 by the two suction portions 440c and 440d on the peripheral side of the head 402, and sucks the substrate 302 by the two suction portions 440a and 440b on the central portion side of the head 402. Stop (see the arrow in FIG. 13 (A)). Then, the substrate bonding device 100 presses the central portion of the substrate 302 toward the substrate 301 by the second pressing portion 432a in a state where the peripheral portion 302s of the substrate 302 is attracted (held) to the head 402. As a result, the substrate 302 bends so that the central portion 302c of the joint surface protrudes toward the substrate 301.

続いて、基板接合装置100は、昇降駆動部406によりヘッド402を下方向へ移動させることにより、基板301の基板302との接合面を基板302の基板301との接合面に接触させる(接触工程)(ステップS10)。ここにおいて、基板接合装置100は、図13(A)に示すように、2つの基板301、302の接合面の中央部同士を接触させる。このとき、基板301と基板302とは、それらの中央部同士が仮接合した状態となっている。ここで、「仮接合状態」とは、基板302を基板301から離脱させることができる状態で、基板301、302同士が接合している状態を意味する。 Subsequently, the substrate bonding device 100 brings the bonding surface of the substrate 301 with the substrate 302 into contact with the bonding surface of the substrate 302 with the substrate 301 by moving the head 402 downward by the elevating drive unit 406 (contact step). ) (Step S10). Here, as shown in FIG. 13A, the substrate bonding device 100 brings the central portions of the bonding surfaces of the two substrates 301 and 302 into contact with each other. At this time, the substrate 301 and the substrate 302 are in a state in which their central portions are temporarily joined to each other. Here, the "temporary bonding state" means a state in which the substrates 301 and 302 are bonded to each other in a state in which the substrate 302 can be separated from the substrate 301.

その後、基板接合装置100は、基板301の接合面が基板302の接合面に接触した状態で、 基板302の基板301に対する位置ずれ量を測定する(測定工程)(ステップS11)。このとき、基板接合装置100は、基板301と基板302との仮接合が進むことにより基板302の基板301に対する移動が規制された状態で、基板301、302の位置ずれ量を測定する。 After that, the substrate bonding apparatus 100 measures the amount of misalignment of the substrate 302 with respect to the substrate 301 in a state where the bonding surface of the substrate 301 is in contact with the bonding surface of the substrate 302 (measurement step) (step S11). At this time, the substrate bonding device 100 measures the amount of misalignment of the substrates 301 and 302 in a state where the movement of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is restricted by the progress of the temporary bonding between the substrate 301 and the substrate 302.

次に、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS12)。 Next, the wafer bonding apparatus 100 determines whether or not all of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the preset displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S12).

基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthよりも大きいと判定されたとする(ステップS12:No)。この場合、基板接合装置100は、基板302の接合面を基板301の接合面から離脱させる(離脱工程)(ステップS13)。このとき、基板接合装置100は、ヘッド402を上昇させて基板301、302間の隙間を広げつつ、第1押圧部431aをステージ401に埋没させる方向(図13(B)の矢印AR51参照)へ移動させるとともに、第2押圧部432aをヘッド402に埋没させる方向(図13(B)の矢印AR52参照)へ移動させる。ここにおいて、基板接合装置100は、基板302を基板301から剥がす際の基板302の引っ張り圧力が一定となるようにヘッド402の上昇を制御する。また、基板接合装置100は、ステージ401の中央部側の吸着部440a、440bと、ヘッド402の中央部側の吸着部440a、440bと、による基板301、302の吸着を再開させる。ここで、基板接合装置100が基板301、302の吸着を再開するタイミングは、基板301、302間の隙間を広げつつ第1押圧部431aをステージ401に埋没させ第2押圧部432aをヘッド402に埋没させるタイミングの前後のタイミングであってもよいし、同時であってもよい。これにより、図14(A)に示すように、基板302が基板301から離脱し、基板301と基板302との接触状態が解除される。 It is assumed that any of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ is determined by the wafer bonding apparatus 100 to be larger than the preset displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S12: No). In this case, the substrate bonding device 100 separates the bonding surface of the substrate 302 from the bonding surface of the substrate 301 (disengagement step) (step S13). At this time, the substrate bonding device 100 raises the head 402 to widen the gap between the substrates 301 and 302, and bury the first pressing portion 431a in the stage 401 (see the arrow AR51 in FIG. 13B). Along with the movement, the second pressing portion 432a is moved in the direction of being embedded in the head 402 (see the arrow AR52 in FIG. 13B). Here, the substrate bonding device 100 controls the rise of the head 402 so that the tensile pressure of the substrate 302 when the substrate 302 is peeled off from the substrate 301 becomes constant. Further, the substrate bonding device 100 restarts the adsorption of the substrates 301 and 302 by the suction portions 440a and 440b on the central portion side of the stage 401 and the suction portions 440a and 440b on the central portion side of the head 402. Here, the timing at which the substrate bonding device 100 resumes the suction of the substrates 301 and 302 is such that the first pressing portion 431a is buried in the stage 401 while the gap between the substrates 301 and 302 is widened, and the second pressing portion 432a is placed in the head 402. It may be the timing before or after the timing of burying, or it may be at the same time. As a result, as shown in FIG. 14A, the substrate 302 is separated from the substrate 301, and the contact state between the substrate 301 and the substrate 302 is released.

続いて、基板接合装置100は、予め設定された回数だけステップS9からステップS13までの一連の処理を繰り返したか否かを判定する(ステップS14)。即ち、基板接合装置100は、基板301、302同士の接触、基板301、302の位置ずれ量の算出および基板302の基板301からの離脱を、予め設定された回数だけ繰り返したか否かを判定する。基板接合装置100は、ステップS9からステップS13までの一連の処理の繰り返し回数が予め設定された回数に達していないと判定すると(ステップS14:No)、再びステップS9の処理を実行する。 Subsequently, the wafer bonding apparatus 100 determines whether or not the series of processes from step S9 to step S13 has been repeated a preset number of times (step S14). That is, the substrate bonding device 100 determines whether or not the contact between the substrates 301 and 302, the calculation of the amount of misalignment of the substrates 301 and 302, and the detachment of the substrate 302 from the substrate 301 are repeated a preset number of times. .. When the substrate bonding apparatus 100 determines that the number of repetitions of the series of processes from step S9 to step S13 has not reached the preset number of times (step S14: No), the substrate bonding device 100 executes the process of step S9 again.

一方、基板接合装置100によりステップS9からステップS13までの一連の処理の繰り返し回数が予め設定された回数に達したと判定されたとする(ステップS14:Yes)。この場合、基板接合装置100は、ステップS9からステップS13の一連の処理を繰り返し実行することにより得られた複数の位置ずれ量の代表値(第2代表値)Δxc、Δyc、Δθcを算出する(第2代表値算出工程)(ステップS15)。ここで、基板接合装置100は、複数の位置ずれ量の測定値の平均値または中間値を算出する。 On the other hand, it is assumed that the substrate bonding apparatus 100 determines that the number of repetitions of the series of processes from step S9 to step S13 has reached a preset number of times (step S14: Yes). In this case, the wafer bonding apparatus 100 calculates representative values (second representative values) Δxc, Δyc, and Δθc of a plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly executing a series of processes from step S9 to step S13 (2nd representative value). Second representative value calculation step) (step S15). Here, the wafer bonding device 100 calculates an average value or an intermediate value of the measured values of a plurality of misalignment amounts.

その後、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量の代表値Δxc、Δyc、Δθcの全てを位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下にするための基板301、302の補正移動量を算出する(ステップS16)。ここにおいて、制御部700は、基板302を基板301に接触させた状態での基板301と基板302との位置ずれ量の代表値Δxc、Δyc、Δθcと、基板302が基板301に接触していない状態での基板301と基板302との位置ずれ量との差分に相当する移動量だけ移動させるような補正移動量を算出する。このように、基板301、302同士が接触した状態での位置ずれ量と基板301、302が接触していない状態での位置ずれ量との差分に相当する移動量だけオフセットしてアライメントすることにより、再度基板301、302同士が接触したときに同様の基板301、302の接触による位置ずれが発生すれば基板301、302の位置ずれが無くなることになる。 After that, the wafer bonding apparatus 100 calculates the correction movement amount of the substrates 301 and 302 for making all of the calculated representative values Δxc, Δyc, and Δθc equal to or less than the displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth. Step S16). Here, the control unit 700 has representative values Δxc, Δyc, Δθc of the amount of misalignment between the substrate 301 and the substrate 302 when the substrate 302 is in contact with the substrate 301, and the substrate 302 is not in contact with the substrate 301. The correction movement amount is calculated so as to move by the movement amount corresponding to the difference between the positional deviation amount between the substrate 301 and the substrate 302 in the state. In this way, by offsetting and aligning by the amount of movement corresponding to the difference between the amount of misalignment when the substrates 301 and 302 are in contact with each other and the amount of misalignment when the substrates 301 and 302 are not in contact with each other. If the same misalignment due to the contact of the substrates 301 and 302 occurs when the substrates 301 and 302 come into contact with each other again, the misalignment of the substrates 301 and 302 will be eliminated.

次に、基板接合装置100は、2つの基板301、302の非接触状態、即ち2つの基板301、302が水平方向において自由に移動可能な状態において、2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθを補正するように、位置合わせを実行する(ステップS17)。ここにおいて、基板接合装置100は、ステージ401が固定された状態で、ヘッド402をステップS16で算出された補正移動量だけX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向に移動させる。このようにして、基板接合装置100は、基板301の接合面と基板302の接合面とが離間した状態で、位置ずれ量の代表値Δxc、Δyc、Δθcが小さくなるように基板301の基板302に対する相対位置を調整する(位置調整工程)。そして、基板接合装置100は、再びステップS9の処理を実行する。 Next, the substrate bonding device 100 is in a non-contact state of the two substrates 301 and 302, that is, in a state where the two substrates 301 and 302 are freely movable in the horizontal direction, and the relative positions of the two substrates 301 and 302 are relative to each other. Alignment is executed so as to correct the deviation amounts Δx, Δy, and Δθ (step S17). Here, the wafer bonding device 100 moves the head 402 in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis by the correction movement amount calculated in step S16 while the stage 401 is fixed. In this way, in the substrate bonding apparatus 100, the substrate 302 of the substrate 301 is arranged so that the representative values Δxc, Δyc, and Δθc of the amount of misalignment are reduced in a state where the bonding surface of the substrate 301 and the bonding surface of the substrate 302 are separated from each other. Adjust the relative position with respect to (position adjustment step). Then, the wafer bonding apparatus 100 executes the process of step S9 again.

一方、基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であると判定されたとする(ステップS12:Yes)。この場合、基板接合装置100は、2つの基板301、302を加圧および加熱することにより、基板301の基板302との接合面を基板302の基板301との接合面に接合させる接合処理(接合工程)を実行する(ステップS19)。ここにおいて、基板接合装置100は、図14(B)に示すように、基板301、302を吸着している吸着部440dを停止させることにより、基板301、302の接合面全体が接触した状態にする。その後、基板接合装置100は、基板301、302の接合面全体が互いに接触した状態で、基板301、302に圧力を加えるとともに、ヒータ421、422により基板301、302を加熱する。 On the other hand, it is assumed that the substrate bonding apparatus 100 determines that all of the calculated misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the preset misalignment amount thresholds Δxth, Δys, and Δθth (step S12: Yes). In this case, the substrate bonding device 100 joins the bonding surface of the substrate 301 with the substrate 302 to the bonding surface of the substrate 302 with the substrate 301 by pressurizing and heating the two substrates 301 and 302 (bonding). Step) is executed (step S19). Here, as shown in FIG. 14 (B), the substrate bonding apparatus 100 brings the entire bonding surfaces of the substrates 301 and 302 into contact with each other by stopping the suction unit 440d adsorbing the substrates 301 and 302. To do. After that, the substrate bonding apparatus 100 applies pressure to the substrates 301 and 302 in a state where the entire bonding surfaces of the substrates 301 and 302 are in contact with each other, and heats the substrates 301 and 302 by the heaters 421 and 422.

次に、本実施の形態に係る基板接合装置100の動作について具体例を挙げて説明する。ここにおいて、図15(A)に示すように、ヘッド402がステージ401に対して振動しているとする。なお、図15(A)は、ヘッド402がステージ401に対して位置Pos1と位置Pos2との間で振動(矢印AR7参照)している様子を示している。ヘッド402がステージ401に対して振動している場合、図15(B)に示すように、基板301、302の相対的な位置ずれ量Wは経時変化する。 Next, the operation of the wafer bonding device 100 according to the present embodiment will be described with reference to specific examples. Here, it is assumed that the head 402 vibrates with respect to the stage 401 as shown in FIG. 15 (A). Note that FIG. 15A shows how the head 402 vibrates (see arrow AR7) between the positions Pos1 and Pos2 with respect to the stage 401. When the head 402 vibrates with respect to the stage 401, as shown in FIG. 15B, the relative misalignment amount W of the substrates 301 and 302 changes with time.

基板接合装置100が例えば時刻t0から時刻t1までの間に、ステップS9からステップS14までの一連の処理を5回繰り返したところ、基板301、302の位置ずれ量Wが位置ずれ量閾値Wth以下にならなかったとする。この場合、基板接合装置100は、ステップS9からステップS14までの一連の処理を5回繰り返して得られた位置ずれ量の代表値W1を算出する。そして、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量の代表値W1に応じた補正移動量だけヘッド402をステージ401に対して移動させる。その後、基板接合装置100は、時刻t1から時刻t2までの間に、再びステップS9からステップS14までの一連の処理を5回繰り返したところ、基板301、302の位置ずれ量Wが位置ずれ量閾値Wth以下にならなかったとする。この場合、基板接合装置100は、ステップS9からステップS14までの一連の処理を5回繰り返して得られた位置ずれ量の代表値W2を算出する。そして、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量の代表値W2に応じた補正移動量だけヘッド402をステージ401に対して移動させる。その後、基板接合装置100は、時刻t2以降にステップS9からステップS12までの一連の処理を実行したときに、位置ずれ量Wが位置ずれ量閾値Wth未満に収まっていると(図15(B)の黒丸参照)、接合処理を実行する。 When the substrate bonding apparatus 100 repeats a series of processes from step S9 to step S14 five times, for example, from time t0 to time t1, the misalignment amount W of the substrates 301 and 302 becomes equal to or less than the misalignment amount threshold value Wth. Suppose it didn't. In this case, the wafer bonding apparatus 100 calculates a representative value W1 of the amount of misalignment obtained by repeating a series of processes from step S9 to step S14 five times. Then, the wafer bonding device 100 moves the head 402 with respect to the stage 401 by a correction movement amount corresponding to the calculated representative value W1 of the misalignment amount. After that, when the substrate bonding apparatus 100 repeated a series of processes from step S9 to step S14 five times again between the time t1 and the time t2, the misalignment amount W of the substrates 301 and 302 was the misalignment amount threshold value. It is assumed that the value does not fall below Wth. In this case, the wafer bonding apparatus 100 calculates a representative value W2 of the amount of misalignment obtained by repeating a series of processes from step S9 to step S14 five times. Then, the wafer bonding device 100 moves the head 402 with respect to the stage 401 by a correction movement amount corresponding to the calculated representative value W2 of the misalignment amount. After that, when the substrate bonding apparatus 100 executes a series of processes from step S9 to step S12 after time t2, the misalignment amount W is within the misalignment amount threshold value Wth (FIG. 15B). (Refer to the black circle in), execute the joining process.

以上説明したように、ヘッド402がステージ401に対して振動しており基板302が基板301に対して振動している場合、基板301の基板302に対する位置ずれ量の測定値はその測定のタイミングにより変動しうる。従って、例えば基板301の基板302に対する位置ずれ量の測定を1回だけ実行し、それにより得られる位置ずれ量に基づいて基板302の基板301に対する相対位置を調整する構成の場合、位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が生じ易い。これに対して、本実施の形態に係る基板接合装置100は、位置測定部により、第1基板と第2基板とが接触した状態での第1基板の第2基板に対する位置ずれ量の測定を複数回繰り返し実行する。そして、基板接合装置100は、位置測定部500により、基板301の基板302に対する位置ずれ量の測定が複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の代表値が小さくなるように、基板302の基板301に対する相対位置を調整する。これにより、基板302が基板301に対して振動している場合でも位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減されるので、その分、基板301、302同士を高い位置精度で接合することができる。 As described above, when the head 402 vibrates with respect to the stage 401 and the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301, the measured value of the amount of misalignment of the substrate 301 with respect to the substrate 302 depends on the timing of the measurement. Can fluctuate. Therefore, for example, in the case of a configuration in which the measurement of the misalignment amount of the substrate 301 with respect to the substrate 302 is executed only once and the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is adjusted based on the misalignment amount obtained thereby, the misalignment amount is measured. The effect of the amount of misalignment due to the measurement timing is likely to occur. On the other hand, in the wafer bonding apparatus 100 according to the present embodiment, the position measuring unit measures the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate in a state where the first substrate and the second substrate are in contact with each other. Repeat multiple times. Then, in the wafer bonding device 100, the substrate bonding device 100 reduces the representative value of the plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly performing the measurement of the misalignment amount of the substrate 301 with respect to the substrate 302 a plurality of times by the position measurement unit 500. The relative position of the 302 with respect to the substrate 301 is adjusted. As a result, even when the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301, the influence of the error of the displacement amount due to the measurement timing of the displacement amount is reduced. Can be joined.

また、ヘッド402がステージ401に対して振動しており基板302が基板301に対して振動している場合、例えば図14(B)に示すように、基板301、302同士を接触させた状態における基板301の基板302に対する位置ずれ量は基板301、302同士を接触させるタイミングにより変動しうる。従って、例えば基板301、302同士を接触させて位置ずれ量を測定し、その都度、その位置ずれ量に基づいて基板302の基板301に対する相対位置を調整する構成の場合、基板302の基板301に対する補正移動量が、基板301、302同士を接触させるタイミングによる位置ずれ量の誤差の影響を受ける。そうすると、基板301、302の位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまでに、基板302の基板301に対する相対位置の調整の繰り返し回数が増加し、基板301、302同士の接合に要する時間が長くなってしまう虞がある。 When the head 402 vibrates with respect to the stage 401 and the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301, for example, as shown in FIG. 14B, the substrates 301 and 302 are in contact with each other. The amount of misalignment of the substrate 301 with respect to the substrate 302 may vary depending on the timing at which the substrates 301 and 302 are brought into contact with each other. Therefore, for example, in the case of a configuration in which the substrates 301 and 302 are brought into contact with each other to measure the amount of misalignment, and the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is adjusted based on the amount of misalignment each time, the substrate 302 is relative to the substrate 301. The corrected movement amount is affected by an error in the amount of misalignment due to the timing at which the substrates 301 and 302 are brought into contact with each other. Then, the number of times of repeating the adjustment of the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 increases until the displacement amount of the substrates 301 and 302 becomes equal to or less than the preset displacement amount threshold value, and the substrates 301 and 302 are joined to each other. There is a risk that the time required will be long.

これに対して、本実施の形態に係る基板接合装置100は、基板301の接合面を基板302の接合面との接触、基板301の基板302に対する位置ずれ量の測定および基板302の基板301からの離脱を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の代表値を算出する。そして、基板接合装置100は、算出した代表値が小さくなるように基板302の基板301に対する相対位置を調整する。その後、基板接合装置100は、前述の複数の位置ずれ量の代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまで、基板301の接合面を基板302の接合面との接触、基板301の基板302に対する位置ずれ量の測定、基板302の基板301からの離脱、複数の位置ずれ量の代表値の算出および基板302の基板301に対する相対位置の調整を繰り返す。これにより、基板302が基板301に対して振動している場合でも基板301、302同士を接触させるタイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減される。従って、基板301、302の位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまでに、基板302の基板301に対する相対位置の調整の繰り返し回数が低減されるので、基板301、302同士の接合に要する時間を短縮できるという利点がある。 On the other hand, in the substrate bonding apparatus 100 according to the present embodiment, the bonding surface of the substrate 301 is in contact with the bonding surface of the substrate 302, the amount of displacement of the substrate 301 with respect to the substrate 302 is measured, and the bonding surface of the substrate 302 is transferred from the substrate 301. A representative value of a plurality of misalignments obtained by repeatedly executing the detachment of the above is calculated. Then, the wafer bonding device 100 adjusts the relative position of the wafer bonding device 302 with respect to the wafer bonding device 301 so that the calculated representative value becomes smaller. After that, the substrate bonding apparatus 100 contacts the bonding surface of the substrate 301 with the bonding surface of the substrate 302 until the representative value of the plurality of misalignment amounts described above becomes equal to or less than a preset displacement amount threshold value. The measurement of the displacement amount with respect to the substrate 302, the detachment of the substrate 302 from the substrate 301, the calculation of the representative values of the plurality of displacement amounts, and the adjustment of the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 are repeated. As a result, even when the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301, the influence of an error in the amount of misalignment due to the timing at which the substrates 301 and 302 are brought into contact with each other is reduced. Therefore, the number of times of repeating the adjustment of the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is reduced until the displacement amount of the substrates 301 and 302 becomes equal to or less than the preset displacement amount threshold value. There is an advantage that the time required for joining can be shortened.

更に、本実施の形態に係る基板接合装置100は、基板301と基板302との接合が進み基板301と基板302との間で生じる摩擦力により基板302の基板301に対する移動が規制されるように基板302を基板301に押し付けた状態で、基板301、302の位置ずれ量を測定する。これにより、基板302が基板301に対して振動している場合において、基板302の基板301に対する位置ずれ量の測定値への振動の影響が低減されるので、基板301、302同士を高い位置精度で接合することができる。 Further, in the substrate bonding apparatus 100 according to the present embodiment, the bonding between the substrate 301 and the substrate 302 progresses, and the movement of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is restricted by the frictional force generated between the substrate 301 and the substrate 302. With the substrate 302 pressed against the substrate 301, the amount of misalignment of the substrates 301 and 302 is measured. As a result, when the substrate 302 vibrates with respect to the substrate 301, the influence of the vibration on the measured value of the displacement amount of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is reduced, so that the substrates 301 and 302 have high positional accuracy. Can be joined with.

(実施の形態2)
本実施の形態に係る基板接合システム並びに基板接合装置の構成は、図1乃至図5および図8に示す実施の形態1で説明した基板接合装置100の構成と同様である。但し、基板接合装置の動作は、実施の形態1で説明した基板接合装置100の動作と相違する。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る基板接合装置の各構成について、図1乃至図5および図8に示す符号と同じ符号を用いて説明する。
(Embodiment 2)
The configuration of the wafer bonding system and the wafer bonding apparatus according to the present embodiment is the same as the configuration of the wafer bonding apparatus 100 described in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 and 8. However, the operation of the wafer bonding device is different from the operation of the wafer bonding device 100 described in the first embodiment. In the following description, each configuration of the wafer bonding apparatus according to the present embodiment will be described using the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 and 8.

本実施の形態に係る基板接合装置100が実行する基板接合処理について図16を参照しながら説明する。この基板接合処理は、実施の形態1と同様に、制御部により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図16においては、前述のラフアライメント動作は既に実行されているものとする。ラフアライメント動作後において、2つの基板301、302は、非接触状態で対向配置されている。 The wafer bonding process executed by the wafer bonding apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Similar to the first embodiment, this wafer bonding process is started when the control unit starts a program for executing the wafer bonding process. In FIG. 16, it is assumed that the above-mentioned rough alignment operation has already been executed. After the rough alignment operation, the two substrates 301 and 302 are arranged so as to face each other in a non-contact state.

まず、基板接合装置100は、図16に示すように、ステップS201からステップS211までの一連の処理を実行する。なお、ステップS201からステップS211までの各処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS1からステップS11までの各処理の内容と同様である。 First, as shown in FIG. 16, the wafer bonding apparatus 100 executes a series of processes from step S201 to step S211. The content of each process from step S201 to step S211 is the same as the content of each process from step S1 to step S11 described in the first embodiment.

基板接合装置100は、ステップS211の処理を実行した後、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS212)。ここにおいて、制御部700が、まず、補助記憶部703が記憶する位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthと、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθと、を比較する。そして、制御部700は、比較結果に基づいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが、それぞれ対応する位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する。 After executing the process of step S211, the wafer bonding apparatus 100 determines whether or not all of the calculated misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the preset misalignment amount thresholds Δxth, Δys, and Δθth. (Step S212). Here, the control unit 700 first compares the position shift amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth stored in the auxiliary storage unit 703 with the calculated position shift amounts Δx, Δy, and Δθ. Then, the control unit 700 determines whether or not all of the calculated misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the corresponding misalignment amount thresholds Δxth, Δys, and Δθth, respectively, based on the comparison result.

基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthよりも大きいと判定されたとする(ステップS212:No)。この場合、基板接合装置100は、基板302を基板301から離脱させる(ステップS213)。なお、ステップS213の処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS13の処理の内容と同様である。これにより、基板302が基板301から離脱し、基板301と基板302との接触状態が解除される。 It is assumed that any of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ is determined by the wafer bonding apparatus 100 to be larger than the preset displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S212: No). In this case, the substrate bonding device 100 separates the substrate 302 from the substrate 301 (step S213). The content of the process in step S213 is the same as the content of the process in step S13 described in the first embodiment. As a result, the substrate 302 is separated from the substrate 301, and the contact state between the substrate 301 and the substrate 302 is released.

次に、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てを位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下にするための基板301、302の補正移動量を算出する(ステップS214)。ここにおいて、制御部700は、基板302を基板301に接触させた状態での基板301と基板302との位置ずれ量Δx、Δy、Δθと、基板302が基板301に接触していない状態での基板301と基板302との位置ずれ量との差分に相当する移動量だけ移動させるような補正移動量を算出する。 Next, the wafer bonding apparatus 100 calculates a correction movement amount of the substrates 301 and 302 for making all of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ equal to or less than the displacement amount thresholds Δxth, Δys, and Δθth (step S214). ). Here, the control unit 700 has the displacements Δx, Δy, Δθ between the substrate 301 and the substrate 302 when the substrate 302 is in contact with the substrate 301, and the state where the substrate 302 is not in contact with the substrate 301. The corrected movement amount is calculated so as to move by the movement amount corresponding to the difference between the positional deviation amount between the substrate 301 and the substrate 302.

その後、基板接合装置100は、2つの基板301、302の非接触状態、即ち2つの基板301、302が水平方向において自由に移動可能な状態において、2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量(第1代表値)Δx、Δy、Δθを補正するように、位置合わせを実行する(ステップS215)。ここにおいて、基板接合装置100は、位置ずれ量Δx、Δy、Δθが小さくなるように基板302の基板301に対する相対位置を調整する(位置調整工程)。そして、基板接合装置100は、再びステップS209の処理を実行する。 After that, the substrate bonding device 100 causes the two substrates 301 and 302 to be in a non-contact state, that is, in a state where the two substrates 301 and 302 are freely movable in the horizontal direction, and the relative positions of the two substrates 301 and 302 are displaced. Alignment is executed so as to correct the quantities (first representative values) Δx, Δy, and Δθ (step S215). Here, the wafer bonding device 100 adjusts the relative position of the substrate 302 with respect to the substrate 301 so that the displacement amounts Δx, Δy, and Δθ become small (position adjusting step). Then, the wafer bonding apparatus 100 executes the process of step S209 again.

一方、基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であると判定されたとする(ステップS212:Yes)。この場合、基板接合装置100は、基板301の基板302との接合面を基板302の基板301との接合面に接触させてから(接触工程)、2つの基板301、302を加圧および加熱することにより基板301、302同士を接合する接合処理を実行する(ステップS216)。なお、ステップS216の処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS19の処理の内容と同様である。 On the other hand, it is assumed that the substrate bonding apparatus 100 determines that all of the calculated misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the preset misalignment amount thresholds Δxth, Δys, and Δθth (step S212: Yes). In this case, the substrate bonding device 100 contacts the bonding surface of the substrate 301 with the substrate 302 with the bonding surface of the substrate 302 with the substrate 301 (contact step), and then pressurizes and heats the two substrates 301 and 302. As a result, a joining process for joining the substrates 301 and 302 is executed (step S216). The content of the process in step S216 is the same as the content of the process in step S19 described in the first embodiment.

本実施の形態に係る基板接合装置100によれば、実施の形態1で説明したような、基板301、302同士の接触、基板301、302の位置ずれ量の算出および基板302の基板301からの離脱を、予め設定された回数だけ繰り返す動作を実行しない。これにより、実施の形態1に係る基板接合装置100に比べて、基板301、302同士の接合に要する時間が短縮される。 According to the substrate bonding apparatus 100 according to the present embodiment, as described in the first embodiment, contact between the substrates 301 and 302, calculation of the amount of misalignment of the substrates 301 and 302, and the calculation of the displacement of the substrates 302 from the substrate 301. The operation of repeating the withdrawal a preset number of times is not executed. As a result, the time required for joining the substrates 301 and 302 is shortened as compared with the substrate bonding device 100 according to the first embodiment.

(実施の形態3)
本実施の形態に係る基板接合装置は、図17(A)および(B)に示すように、ステージ2401、ヘッド2402に第1押圧機構431、第2押圧機構432が設けられていない点が実施の形態1に係る基板接合装置100と相違する。なお、本実施の形態に係る基板接合システム並びに基板接合装置の他の構成は、実施の形態1で説明した、図1乃至図5および図8に示す基板接合装置100の構成と同様である。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る基板接合装置と同様の構成については、図1乃至図5および図8に示す符号と同じ符号を用いて説明する。
(Embodiment 3)
As shown in FIGS. 17A and 17B, the substrate bonding apparatus according to the present embodiment is implemented in that the stage 2401 and the head 2402 are not provided with the first pressing mechanism 431 and the second pressing mechanism 432. It is different from the substrate bonding apparatus 100 according to the first aspect of the above. The other configurations of the wafer bonding system and the wafer bonding apparatus according to the present embodiment are the same as the configurations of the wafer bonding apparatus 100 shown in FIGS. 1 to 5 and 8 described in the first embodiment. In the following description, the same configuration as the wafer bonding apparatus according to the present embodiment will be described using the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 and 8.

本実施の形態に係る基板接合装置100が実行する基板接合処理について図17および図18を参照しながら説明する。この基板接合処理は、実施の形態1と同様に、制御部により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図18においては、前述のラフアライメント動作は既に実行されているものとする。ラフアライメント動作後において、2つの基板301、302は、非接触状態で対向配置されている。 The wafer bonding process executed by the wafer bonding apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. Similar to the first embodiment, this wafer bonding process is started when the control unit starts a program for executing the wafer bonding process. In FIG. 18, it is assumed that the above-mentioned rough alignment operation has already been executed. After the rough alignment operation, the two substrates 301 and 302 are arranged so as to face each other in a non-contact state.

まず、基板接合装置は、図18に示すように、ステップS301からステップS305までの一連の処理を実行する。なお、ステップS301からステップS305までの各処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS1からステップS5までの各処理の内容と同様である。 First, as shown in FIG. 18, the wafer bonding apparatus executes a series of processes from step S301 to step S305. The content of each process from step S301 to step S305 is the same as the content of each process from step S1 to step S5 described in the first embodiment.

次に、基板接合装置は、ヘッド2402を下方向へ移動させて基板301、302同士を近づける(ステップS306)。基板接合装置100は、図17(A)に示すように、基板301、302間の距離が距離G2よりも短い距離G12となるまでヘッド2402を下方向へ移動量させる。この距離G12は、例えば10μm程度に設定される。また、基板接合装置100は、算出した基板301、302間の距離G2から基板301、302間の距離を距離G12するためのヘッド2402の移動量を算出し、算出した移動量だけヘッド2402を動かす。続いて、基板接合装置は、ステップS307およびステップS308の処理を実行する。ステップS307、S308の処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS7、S8の処理の内容と同様である。 Next, the substrate bonding apparatus moves the head 2402 downward to bring the substrates 301 and 302 closer to each other (step S306). As shown in FIG. 17A, the wafer bonding device 100 moves the head 2402 downward until the distance between the substrates 301 and 302 becomes a distance G12 shorter than the distance G2. This distance G12 is set to, for example, about 10 μm. Further, the wafer bonding device 100 calculates the movement amount of the head 2402 for making the distance G12 between the substrates 301 and 302 from the calculated distance G2 between the boards 301 and 302, and moves the head 2402 by the calculated movement amount. .. Subsequently, the wafer bonding apparatus executes the processes of step S307 and step S308. The contents of the processes of steps S307 and S308 are the same as the contents of the processes of steps S7 and S8 described in the first embodiment.

その後、基板接合装置は、ヘッド2402をステージ2401に近づけることにより、図17(B)に示すように基板301、302同士を接触させる(ステップS309)。 After that, the substrate bonding apparatus brings the heads 2402 closer to the stage 2401 to bring the substrates 301 and 302 into contact with each other as shown in FIG. 17 (B) (step S309).

次に、基板接合装置100は、基板301の接合面が基板302の接合面に接触した状態で、 基板302の基板301に対する位置ずれ量を測定する(測定工程)(ステップS310)。そして、基板接合装置は、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS311)。 Next, the substrate bonding apparatus 100 measures the amount of misalignment of the substrate 302 with respect to the substrate 301 in a state where the bonding surface of the substrate 301 is in contact with the bonding surface of the substrate 302 (measurement step) (step S310). Then, the wafer bonding apparatus determines whether or not all of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ are equal to or less than the preset displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S311).

ここで、基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthよりも大きいと判定されたとする(ステップS311:No)。この場合、基板接合装置100は、ヘッド2402をステージ2401から遠ざけることにより、基板302を基板301から離脱させる(ステップS312)。これにより、基板301と基板302との接触状態が解除される。その後、ステップS313乃至S316の処理が実行される。なお、ステップS313乃至S316の処理の内容は、実施の形態1で説明したステップS14乃至S17の処理の内容と同様である。 Here, it is assumed that any one of the calculated misalignment amounts Δx, Δy, and Δθ is determined by the wafer bonding apparatus 100 to be larger than the preset misalignment amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S311: No). ). In this case, the substrate bonding device 100 separates the substrate 302 from the substrate 301 by moving the head 2402 away from the stage 2401 (step S312). As a result, the contact state between the substrate 301 and the substrate 302 is released. After that, the processes of steps S313 to S316 are executed. The contents of the processes of steps S313 to S316 are the same as the contents of the processes of steps S14 to S17 described in the first embodiment.

一方、基板接合装置により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であると判定されたとする(ステップS311:Yes)。この場合、基板接合装置は、2つの基板301、302を加圧および加熱することにより基板301、302同士を接合する接合処理を実行する(ステップS317)。ここにおいて、基板接合装置100は、図17(B)に示すように基板301、302の接合面全体同士が接触した状態で、吸着部440a、440b、440c、440dの全てを停止させる。その後、基板接合装置100は、基板301、302に圧力を加えるとともに、ヒータ421、422により基板301、302を加熱する。 On the other hand, it is assumed that all of the calculated displacement amounts Δx, Δy, and Δθ are determined by the wafer bonding apparatus to be equal to or less than the preset displacement amount thresholds Δxth, Δyz, and Δθth (step S311: Yes). In this case, the substrate bonding apparatus executes a bonding process for bonding the substrates 301 and 302 by pressurizing and heating the two substrates 301 and 302 (step S317). Here, as shown in FIG. 17B, the substrate bonding apparatus 100 stops all of the suction portions 440a, 440b, 440c, and 440d in a state where the entire bonding surfaces of the substrates 301 and 302 are in contact with each other. After that, the substrate bonding device 100 applies pressure to the substrates 301 and 302, and heats the substrates 301 and 302 by the heaters 421 and 422.

本実施の形態に係る基板接合装置100は、ステージ2401に第1押圧機構431が設けられておらず、ヘッド2402にも第2押圧機構432が設けられていない。これにより、ステージ2401およびヘッド2402の構造が簡素化されるという利点がある。 In the substrate bonding apparatus 100 according to the present embodiment, the stage 2401 is not provided with the first pressing mechanism 431, and the head 2402 is not provided with the second pressing mechanism 432. This has the advantage of simplifying the structure of the stage 2401 and the head 2402.

(変形例)
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、基板接合装置は、基板301と基板302との間で生じる摩擦力により基板302の基板301に対する移動が規制されるように、基板302を基板301に押し付けた状態で、基板301、302の位置ずれ量を測定する構成であってもよい。この場合、昇降駆動部406は、ヘッド402を下方向に移動させることにより基板302を基板301に押し付ける。そして、位置測定部500は、基板302が基板301に押し付けられた状態で、基板301、302の位置ずれ量を測定する。
(Modification example)
Although each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments. For example, in the substrate bonding device, the substrates 301 and 302 are pressed against the substrate 301 so that the movement of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is restricted by the frictional force generated between the substrates 301 and the substrate 302. It may be configured to measure the amount of misalignment. In this case, the elevating drive unit 406 presses the substrate 302 against the substrate 301 by moving the head 402 downward. Then, the position measuring unit 500 measures the amount of misalignment of the substrates 301 and 302 while the substrate 302 is pressed against the substrate 301.

本構成によれば、基板301、302同士の仮接合がある程度進んでも基板302の基板301に対する移動が規制されない場合でも、基板301と基板302との間で生じる摩擦力により基板302の基板301に対する移動が規制される。これにより、基板301、302の接合の位置精度が向上する。 According to this configuration, even if the temporary bonding between the substrates 301 and 302 progresses to some extent and the movement of the substrate 302 with respect to the substrate 301 is not restricted, the frictional force generated between the substrate 301 and the substrate 302 causes the substrate 302 with respect to the substrate 301. Movement is restricted. As a result, the positional accuracy of joining the substrates 301 and 302 is improved.

実施の形態1および実施の形態3では、基板接合装置が、基板接合処理において位置ずれ量算出処理を実行する例について説明した。但し、基板接合装置100は、必ずしも基板接合処理において位置ずれ量算出処理を実行する構成に限定されるものではない。例えば、基板接合装置が、図9または図16に示す位置ずれ量算出処理を実行する代わりに、位置ずれ量の測定を1回だけ実行する構成であってもよい。 In the first embodiment and the third embodiment, an example in which the wafer bonding apparatus executes the displacement amount calculation process in the wafer bonding process has been described. However, the wafer bonding device 100 is not necessarily limited to a configuration in which the position shift amount calculation process is executed in the wafer bonding process. For example, the wafer bonding apparatus may be configured to measure the displacement amount only once instead of executing the displacement amount calculation process shown in FIG. 9 or 16.

各実施の形態において、補正移動量が、基板302の基板301に対する位置ずれ量を引数とする関数により決定されてもよい。なお、この関数の引数として、基板302の基板301に対する位置ずれ量以外のパラメータを含んでもよい。このようなパラメータとしては、例えばステージ401やヘッド402の移動機構に固有の誤差や位置測定部500の誤差等を示すパラメータが挙げられる。 In each embodiment, the correction movement amount may be determined by a function that takes as an argument the amount of misalignment of the substrate 302 with respect to the substrate 301. As an argument of this function, a parameter other than the amount of misalignment of the substrate 302 with respect to the substrate 301 may be included. Examples of such a parameter include a parameter indicating an error peculiar to the moving mechanism of the stage 401 and the head 402, an error of the position measuring unit 500, and the like.

各実施の形態では、保持機構440が真空チャックから構成される場合について説明したが、これに限らず、例えば保持機構が機械式チャックや静電チャックから構成されていてもよい。或いは、保持機構が、真空チャック、機械式チャックおよび静電チャックのうちの少なくとも2種類のチャックを組み合わせた構成であってもよい。また、各実施の形態では、保持機構440が、円環状の吸着部440a、440b、440c、440dから構成される例について説明したが、吸着部の構造はこれに限定されるものではなく、例えばステージ401の上面、ヘッド402の下面の複数箇所に開口する孔を介して基板301、302を吸着する構造であってもよい。 In each embodiment, the case where the holding mechanism 440 is composed of a vacuum chuck has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the holding mechanism may be composed of a mechanical chuck or an electrostatic chuck. Alternatively, the holding mechanism may be configured by combining at least two types of chucks among a vacuum chuck, a mechanical chuck and an electrostatic chuck. Further, in each embodiment, an example in which the holding mechanism 440 is composed of an annular suction portion 440a, 440b, 440c, 440d has been described, but the structure of the suction portion is not limited to this, for example. The structure may be such that the substrates 301 and 302 are adsorbed through holes opened at a plurality of locations on the upper surface of the stage 401 and the lower surface of the head 402.

各実施の形態では、距離測定部801が、ステージ401の上面の3箇所の部位とヘッド402の下面の3箇所の部位との間の距離を測定する例について説明した。但し、距離測定部801により測定する箇所の数は3箇所に限定されるものではなく、例えば2箇所以下であってもよいし4箇所以上であってもよい。また、各実施の形態では、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離と基板301、302の厚さとを測定してから基板301、302間の距離を算出する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置が、基板301がステージ401に保持され、基板302がヘッド402に保持された状態で、基板301、302間の距離を直接測定する構成であってもよい。 In each embodiment, an example in which the distance measuring unit 801 measures the distance between the three parts on the upper surface of the stage 401 and the three parts on the lower surface of the head 402 has been described. However, the number of points measured by the distance measuring unit 801 is not limited to three, and may be, for example, two or less or four or more. Further, in each embodiment, a configuration has been described in which the distance between the upper surface of the stage 401 and the lower surface of the head 402 and the thickness of the substrates 301 and 302 are measured and then the distance between the substrates 301 and 302 is calculated. However, the present invention is not limited to this, and even if the substrate bonding device is configured to directly measure the distance between the substrates 301 and 302 while the substrate 301 is held by the stage 401 and the substrate 302 is held by the head 402. Good.

各実施の形態では、位置測定部500が第1撮像部501、第2撮像部502を有する例について説明したが、位置測定部500の構成はこれに限定されるものではなく、例えば位置測定部が、撮像部を1つだけ有し、この撮像部をX方向またはY方向へ移動させることにより撮影画像GAa,GAbを逐次的に撮影する構成であってもよい。 In each embodiment, an example in which the position measuring unit 500 has the first imaging unit 501 and the second imaging unit 502 has been described, but the configuration of the position measuring unit 500 is not limited to this, for example, the position measuring unit. However, there may be a configuration in which only one imaging unit is provided, and the captured images GAa and GAb are sequentially captured by moving the imaging unit in the X direction or the Y direction.

また、実施の形態では、基板接合装置100において基板301、302の加圧および加熱が実行される例について説明したが、この構成に限定されない。基板接合装置100とは異なる装置において、基板301、302の加圧処理および/または加熱処理が実行される構成であってもよい。例えば基板接合装置100が、基板301、302の仮接合までを実行し、その後、他の加熱装置(図示せず)において加熱処理が実行される構成であってもよい。この場合、加熱処理は、180℃で2時間程度の条件に設定される。これにより、生産効率向上を図ることができる。 Further, in the embodiment, an example in which pressurization and heating of the substrates 301 and 302 are executed in the substrate bonding apparatus 100 has been described, but the present invention is not limited to this configuration. In a device different from the substrate bonding device 100, the pressure treatment and / or the heat treatment of the substrates 301 and 302 may be executed. For example, the substrate bonding device 100 may execute up to the temporary bonding of the substrates 301 and 302, and then the heat treatment may be executed in another heating device (not shown). In this case, the heat treatment is set at 180 ° C. for about 2 hours. As a result, production efficiency can be improved.

更に、実施の形態では、基板301、302同士の接合方法として親水化接合を採用する例について説明したが、採用される接合方法はこれに限定されず他の接合方法が採用されてもよい。例えば表面活性化直接接合方法を採用してもよい。或いは、金属やハンダ系材料を介した基板同士の接合方法を採用してもよい。 Further, in the embodiment, an example of adopting hydrophilic bonding as a bonding method between the substrates 301 and 302 has been described, but the bonding method adopted is not limited to this, and other bonding methods may be adopted. For example, a surface-activated direct bonding method may be adopted. Alternatively, a method of joining the substrates to each other via a metal or a solder-based material may be adopted.

また、実施の形態では、基板301、302同士を真空中で接合する構成について説明したが、これに限らず、基板301、302同士を大気圧下で接合する構成であってもよいし、或いは、任意の気体が充填された雰囲気下で接合する構成であってもよい。 Further, in the embodiment, the configuration in which the substrates 301 and 302 are joined in vacuum has been described, but the present invention is not limited to this, and the configurations in which the substrates 301 and 302 are joined under atmospheric pressure may be used. , It may be configured to join in an atmosphere filled with any gas.

更に、実施の形態では、ステージ401に対してヘッド402が移動する構成について説明したが、これに限らず、例えばヘッド402に対してステージ401が移動する構成であってもよい。 Further, in the embodiment, the configuration in which the head 402 moves with respect to the stage 401 has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the configuration in which the stage 401 moves with respect to the head 402 may be used.

また、実施の形態では、ピエゾアクチュエータ411と第2圧力センサ412とが水平面内において同じ位置にある構成について説明したが、これに限らず、水平面内においてピエゾアクチュエータ411の位置と第2圧力センサ412の位置とが異なっていてもよい。 Further, in the embodiment, the configuration in which the piezo actuator 411 and the second pressure sensor 412 are at the same position in the horizontal plane has been described, but the present invention is not limited to this, and the position of the piezo actuator 411 and the second pressure sensor 412 in the horizontal plane are not limited to this. The position of may be different.

更に、実施の形態では、第1撮像部501、第2撮像部502から出射され、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射された赤外光を第1撮像部501、第2撮像部502で検出することにより、基板301、302の位置ずれを測定する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板301、302の厚さ方向における一方から基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aに向けて照射した赤外光を、基板301、302の厚さ方向における他方で検出する構成であってもよい。或いは、可視光を用いて基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aを直接読み取ることにより、基板301、302の位置ずれ量を測定する構成であってもよい。 Further, in the embodiment, the infrared light emitted from the first imaging unit 501 and the second imaging unit 502 and reflected by the alignment marks MK1a and MK2a of the substrates 301 and 302 is emitted from the first imaging unit 501 and the second imaging unit 501 and the second imaging unit. The configuration for measuring the misalignment of the substrates 301 and 302 by detecting with 502 has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, infrared light irradiated from one of the substrates 301 and 302 in the thickness direction toward the alignment marks MK1a and MK2a of the substrates 301 and 302 is emitted from one of the substrates 301 and 302 in the thickness direction of the substrates 301 and 302. It may be configured to detect. Alternatively, the amount of misalignment of the substrates 301 and 302 may be measured by directly reading the alignment marks MK1a and MK2a of the substrates 301 and 302 using visible light.

また、実施の形態では、洗浄装置940において基板301、302の洗浄が実施された後、接合面処理装置600において基板301、302の接合面の活性化処理および親水化処理が実行され、その後、接合装置100において基板301、302の接合が実行される例について説明した。但し、基板301、302の洗浄、活性化処理および親水化処理、接合の順序はこれに限定されない。例えば、基板301、302の接合面の活性化処理および親水化処理が実行された後、基板301、302の洗浄が実施され、その後、基板301、302の接合が実行されてもよい。 Further, in the embodiment, after the substrates 301 and 302 are cleaned in the cleaning device 940, the bonding surface treatment device 600 executes the activation treatment and the hydrophilic treatment of the bonding surfaces of the substrates 301 and 302, and then the bonding surface treatment device 600 executes the activation treatment and the hydrophilic treatment. An example in which the substrates 301 and 302 are joined in the joining device 100 has been described. However, the order of cleaning, activation treatment, hydrophilic treatment, and bonding of the substrates 301 and 302 is not limited to this. For example, the bonding surfaces of the substrates 301 and 302 may be activated and hydrophilized, then the substrates 301 and 302 may be washed, and then the substrates 301 and 302 may be bonded.

更に、実施の形態では、接合面処理装置600において基板301、302の親水化処理が実行される例について説明したが、親水化処理が実行される場所は接合面処理装置600に限定されるものではない。例えば、ロードロック室910において基板201、302の親水化処理が実行される構成であってもよい。 Further, in the embodiment, an example in which the hydrophilic treatment of the substrates 301 and 302 is executed in the joint surface treatment device 600 has been described, but the place where the hydrophilic treatment is executed is limited to the joint surface treatment device 600. is not it. For example, the load lock chamber 910 may have a configuration in which the hydrophilization treatment of the substrates 201 and 302 is executed.

100:基板接合装置、200,601:チャンバ、201:真空ポンプ、202B,202C:排気管、203B,203C:排気弁、301,302:基板、401,603,2401:ステージ、402,2402:ヘッド、403:ステージ駆動部、404:ヘッド駆動部、405:XY方向駆動部、406:昇降駆動部、407:回転駆動部、408:第1圧力センサ、411:ピエゾアクチュエータ、412:第2圧力センサ、420:基板加熱部、421,422:ヒータ、431:第1押圧機構、431a:第1押圧部、431b:第1押圧駆動部、432:第2押圧機構、432a:第2押圧部、432b:第2押圧駆動部、440:保持機構、440a,440b,440c,440d:吸着部、500:位置測定部、501:第1撮像部、502:第2撮像部、503:窓部、504,505:ミラー、600:接合面処理装置、610:活性化処理部、611:プラズマ発生源、612:トラップ板、613:バイアス電源、620:親水化処理部、621:水蒸気発生装置、622:供給弁、623:供給管、700:制御部、701:MPU、702:主記憶部、703:補助記憶部、704:インタフェース、705:バス、800:外形アライメント装置、801:距離測定部、802:基板厚さ測定部、810:エッジ認識センサ、910:ロードロック室、920:第2搬送装置、921:真空搬送ロボット、930:第1搬送装置、931:大気搬送ロボット、940:洗浄装置、950:反転装置、961:導入ポート、962:取り出しポート、GAa,GAb:撮影画像、MK1a,MK1b,MK2a,MK2b:アライメントマーク 100: Substrate joining device, 200,601: Chamber, 201: Vacuum pump, 202B, 202C: Exhaust pipe, 203B, 203C: Exhaust valve, 301,302: Substrate, 401,603,2401: Stage, 402,2402: Head , 403: Stage drive unit, 404: Head drive unit, 405: XY direction drive unit, 406: Lifting drive unit, 407: Rotation drive unit, 408: First pressure sensor, 411: Piezo actuator, 412: Second pressure sensor , 420: Substrate heating unit, 421, 422: Heater, 431: First pressing mechanism, 431a: First pressing unit, 431b: First pressing drive unit, 432: Second pressing mechanism, 432a: Second pressing unit, 432b : Second pressing drive unit, 440: Holding mechanism, 440a, 440b, 440c, 440d: Suction unit, 500: Position measurement unit, 501: First imaging unit, 502: Second imaging unit, 503: Window unit, 504 505: Mirror, 600: Joint surface treatment device, 610: Activation treatment unit, 611: Plasma source, 612: Trap plate, 613: Bias power supply, 620: Hydrophilization treatment unit, 621: Water vapor generator, 622: Supply Valve, 623: Supply pipe, 700: Control unit, 701: MPU, 702: Main storage unit, 703: Auxiliary storage unit, 704: Interface, 705: Bus, 800: External alignment device, 801: Distance measurement unit, 802: Substrate thickness measuring unit, 810: Edge recognition sensor, 910: Load lock chamber, 920: Second transfer device, 921: Vacuum transfer robot, 930: First transfer device, 931: Atmospheric transfer robot, 940: Cleaning device, 950 : Inverter, 961: Introduction port, 962: Extraction port, GAa, GAb: Captured image, MK1a, MK1b, MK2a, MK2b: Alignment mark

Claims (13)

第1アライメントマークが設けられた第1基板と第2アライメントマークが設けられた第2基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第1アライメントマークの前記第2アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返す測定工程と、
前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第1代表値を算出する第1代表値算出工程と、
前記第1代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、
前記第1代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下の場合、前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接触させる接触工程と、を含む、
基板接合方法。
This is a substrate bonding method for joining a first substrate provided with a first alignment mark and a second substrate provided with a second alignment mark.
A measurement step in which the measurement of the relative misalignment amount of the first substrate with respect to the second substrate from the relative misalignment amount of the first alignment mark with respect to the second alignment mark is repeated a plurality of times.
A first representative value calculation step for calculating a first representative value of a plurality of relative misalignment amounts obtained by repeating the measurement of the relative misalignment amount a plurality of times.
A position adjusting step of adjusting the relative position of the first substrate with respect to the second substrate so that the first representative value becomes smaller, and
When the first representative value is equal to or less than a preset displacement amount threshold value, a contact step of bringing the bonding surface of the first substrate with the second substrate into contact with the bonding surface of the second substrate with the first substrate. And, including
Wafer bonding method.
前記第2基板は、前記第1基板に対して振動している、
請求項1に記載の基板接合方法。
The second substrate is vibrating with respect to the first substrate.
The substrate bonding method according to claim 1.
前記測定工程において、撮像部により撮像される前記第1アライメントマークと前記第2アライメントマークとを含む撮像画像に基づいて、前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する、
請求項1または2に記載の基板接合方法。
In the measurement step, the relative displacement amount of the first substrate with respect to the second substrate is measured based on the captured image including the first alignment mark and the second alignment mark imaged by the imaging unit. ,
The substrate bonding method according to claim 1 or 2.
第1基板と前記第1基板に対して振動している第2基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接触させる接触工程と、
前記第1基板の接合面が前記第2基板の接合面に接触した状態で、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する測定工程と、
前記第1基板の前記第2基板との接合面を前記第2基板の前記第1基板との接合面に接合させる接合工程と、
前記第1基板の接合面を前記第2基板の接合面から離脱させる離脱工程と、
前記接触工程、前記測定工程および前記離脱工程を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の第2代表値を算出する第2代表値算出工程と、
前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とが離間した状態で、前記第2代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、を含み、
記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を繰り返し実行し、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記接合工程を行い、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記第2代表値算出工程と前記位置調整工程とを行う、
基板接合方法。
A substrate bonding method for bonding a first substrate and a second substrate vibrating with respect to the first substrate.
A contact step in which the joint surface of the first substrate with the second substrate is brought into contact with the joint surface of the second substrate with the first substrate.
A measurement step of measuring the amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate in a state where the joint surface of the first substrate is in contact with the joint surface of the second substrate.
A joining step of joining the joining surface of the first substrate with the second substrate to the joining surface of the second substrate with the first substrate.
A detachment step of separating the joint surface of the first substrate from the joint surface of the second substrate, and
A second representative value calculation step for calculating a second representative value of a plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly executing the contact step, the measurement step, and the detachment step a plurality of times.
A position adjusting step of adjusting the relative position of the first substrate with respect to the second substrate so that the second representative value becomes smaller in a state where the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the second substrate are separated from each other. And, including
If the previous SL positional deviation amount is greater than a preset positional deviation amount threshold, the higher withdrawal Engineering, pre Symbol repeatedly contacting step and the measurement step executed, if the positional displacement amount is less than the positional deviation amount threshold If the misalignment amount is larger than the misalignment amount threshold even after the joining step is performed and the detaching step, the contacting step, and the measuring step are repeatedly executed a plurality of preset times , the second Perform the representative value calculation step and the position adjustment step.
Wafer bonding method.
前記測定工程において、前記第1基板と前記第2基板との仮接合が進むことにより前記第2基板の前記第1基板に対する移動が規制され前記第2基板が前記第1基板に対して振動していない状態で、前記位置ずれ量を測定する、
請求項4に記載の基板接合方法。
In the measurement step, as the temporary bonding between the first substrate and the second substrate progresses, the movement of the second substrate with respect to the first substrate is restricted, and the second substrate vibrates with respect to the first substrate. Measure the amount of misalignment in the state where it is not.
The substrate bonding method according to claim 4.
前記測定工程において、前記第1基板と前記第2基板との間で生じる摩擦力により前記第2基板の前記第1基板に対する移動が規制され前記第2基板が前記第1基板に対して振動していない状態となるように、前記第2基板を前記第1基板に押し付けた状態で、前記位置ずれ量を測定する、
請求項4に記載の基板接合方法。
In the measurement step, the frictional force generated between the first substrate and the second substrate restricts the movement of the second substrate with respect to the first substrate, and the second substrate vibrates with respect to the first substrate. The amount of misalignment is measured while the second substrate is pressed against the first substrate so that the second substrate is not in the state of being pressed.
The substrate bonding method according to claim 4.
前記接合工程において、前記第1基板と前記第2基板との加圧および加熱の少なくとも一方を行うことにより本接合する、
請求項4から6のいずれか1項に記載の基板接合方法。
In the joining step, the first substrate and the second substrate are main-bonded by performing at least one of pressurization and heating.
The substrate bonding method according to any one of claims 4 to 6.
前記第2代表値は、中間値または平均値である、
請求項4から7のいずれか1項に記載の基板接合方法。
The second representative value is an intermediate value or an average value.
The substrate bonding method according to any one of claims 4 to 7.
前記接触工程の前に、前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とに水またはOH含有物質を付着させる親水化処理を行う親水化処理工程を更に含む、
請求項1から8のいずれか1項に記載の基板接合方法。
Prior to the contact step, a hydrophilization treatment step of adhering water or an OH-containing substance to the joint surface of the first substrate and the joint surface of the second substrate is further included.
The substrate bonding method according to any one of claims 1 to 8.
第1アライメントマークが設けられた第1基板と第2アライメントマークが設けられた第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板を支持する第1支持台と、
前記第1支持台に対向して配置され、前記第1支持台に対向する側で前記第2基板を支持する第2支持台と、
前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1支持台と前記第2支持台とが互いに近づく第1方向または前記第1支持台と前記第2支持台とが離れる第2方向に移動させる支持台駆動部と、
前記第1アライメントマークの前記第2アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における、前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する測定部と、
前記測定部が前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第1代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、前記第1代表値を算出する制御部と、を備える、
基板接合装置。
A substrate bonding device that joins a first substrate provided with a first alignment mark and a second substrate provided with a second alignment mark.
A first support base that supports the first substrate and
A second support base that is arranged to face the first support base and supports the second substrate on the side facing the first support base.
At least one of the first support and the second support is separated from the first support and the second support in the first direction in which the first support and the second support are close to each other, or the first support and the second support are separated from each other. A support base drive unit that moves in the second direction,
Amount of relative misalignment of the first alignment mark with respect to the second alignment mark The amount of misalignment of the first substrate with respect to the second substrate in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. And the measuring unit to measure
The first representative value of the plurality of relative misalignments obtained by repeating the measurement of the relative misalignment a plurality of times by the measuring unit is reduced with respect to the second substrate of the first substrate. A position adjusting unit that adjusts relative positions in the first direction and the direction orthogonal to the second direction, and
It includes a control unit that controls the operation of each of the support base drive unit, the measurement unit, and the position adjustment unit, and calculates the first representative value.
Wafer bonding equipment.
第1基板と第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板を支持する第1支持台と、
前記第1支持台に対向して配置され、前記第1支持台に対向する側で前記第2基板を支持する第2支持台と、
前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1支持台と前記第2支持台とが互いに近づく第1方向または前記第1支持台と前記第2支持台とが離れる第2方向に移動させる支持台駆動部と、
前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を前記第1方向に移動させることにより前記第1基板と前記第2基板とが接触した状態において、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における、前記第1基板と前記第2基板との位置ずれ量を測定する測定部と、
記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、複数の位置ずれ量の第2代表値を算出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部を制御して、前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第2方向に移動させることにより前記第1基板を前記第2基板から離脱させる離脱工程、前記支持台駆動部が前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を、前記第1方向に移動させることにより前記第1基板と前記第2基板とを接触させる接触工程および前記測定部が前記第1基板と前記第2基板とが接触した状態での前記位置ずれ量を測定する測定工程を繰り返し実行し、
前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記第1基板を前記第2基板に接合する接合工程を行い、
前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を前記複数回数だけ繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の前記第2代表値を算出する第2代表値算出工程と、前記位置調整部が前記第2代表値が小さくなるように前記第1基板の前記第2基板に対する前記第1方向および前記第2方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整工程とを行う、
基板接合装置。
A substrate bonding device that joins a first substrate and a second substrate.
A first support base that supports the first substrate and
A second support base that is arranged to face the first support base and supports the second substrate on the side facing the first support base.
At least one of the first support and the second support is separated from the first support and the second support in the first direction in which the first support and the second support are close to each other, or the first support and the second support are separated from each other. A support base drive unit that moves in the second direction,
In a state where the support base driving unit moves at least one of the first support base and the second support base in the first direction so that the first substrate and the second substrate are in contact with each other, the first A measuring unit that measures the amount of misalignment between the first substrate and the second substrate in the direction and the direction orthogonal to the second direction.
A position adjustment unit for adjusting the relative position in a direction perpendicular to the first direction and the second direction with respect to the second substrate before Symbol first substrate,
The support base drive unit, which controls the measuring section and the position adjusting section each operation, e Bei a control unit for calculating a second representative value of the plurality of positional displacement amounts, and
The control unit controls the support base drive unit, the measurement unit, and the position adjustment unit, and when the position shift amount is larger than a preset position shift amount threshold, the support base drive unit is the first. A detaching step in which the first substrate is separated from the second substrate by moving at least one of the 1 support and the second support in the second direction, and the support drive unit is the first support. The contact step of bringing the first substrate into contact with the second substrate by moving at least one of the first substrate and the second support base in the first direction, and the measuring unit is the first substrate and the second substrate. The measurement step of measuring the amount of misalignment in contact with and is repeatedly executed.
When the misalignment amount is equal to or less than the misalignment amount threshold value, a joining step of joining the first substrate to the second substrate is performed.
If the misalignment amount is larger than the misalignment amount threshold even after the detachment step, the contact step, and the measurement step are repeatedly executed a plurality of preset times, the disengagement step, the contact step, and the measurement are performed. A second representative value calculation step for calculating the second representative value of a plurality of misalignment amounts obtained by repeatedly executing the step a plurality of times, and a position adjusting unit so that the second representative value becomes smaller. A position adjusting step of adjusting the relative positions of the first substrate with respect to the second substrate in the first direction and the direction orthogonal to the second direction is performed.
Wafer bonding equipment.
前記支持台駆動部は、前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を前記第1方向に移動させることにより、前記第1基板と前記第2基板とを接触させ、
前記測定部は、前記第1基板と前記第2基板との仮接合が進むことにより前記第2基板の前記第1基板に対する移動が規制され前記第2基板が前記第1基板に対して振動していない状態で、前記位置ずれ量を測定する、
請求項11に記載の基板接合装置。
The support base driving unit brings the first substrate and the second substrate into contact with each other by moving at least one of the first support base and the second support base in the first direction.
In the measuring unit, the movement of the second substrate with respect to the first substrate is restricted by the progress of temporary joining between the first substrate and the second substrate, and the second substrate vibrates with respect to the first substrate. Measure the amount of misalignment in the state where it is not.
The substrate bonding apparatus according to claim 11.
前記支持台駆動部は、前記第1支持台と前記第2支持台との少なくとも一方を前記第1方向に移動させることにより前記第2基板を前記第1基板に押し付け、
前記測定部は、前記第2基板が前記第1基板に押し付けられた状態で、前記位置ずれ量を測定する、
請求項11に記載の基板接合装置。
The support base drive unit presses the second substrate against the first substrate by moving at least one of the first support base and the second support base in the first direction.
The measuring unit measures the amount of misalignment while the second substrate is pressed against the first substrate.
The substrate bonding apparatus according to claim 11.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020044579A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 ボンドテック株式会社 Bonding system and bonding method
CN109817128A (en) * 2019-01-28 2019-05-28 云谷(固安)科技有限公司 A kind of method and device of false pressure contraposition
CN113784814B (en) * 2019-05-08 2023-08-15 东京毅力科创株式会社 Bonding device, bonding system, and bonding method
CN113795906A (en) * 2019-05-08 2021-12-14 东京毅力科创株式会社 Joining device, joining system, and joining method
KR102277210B1 (en) * 2019-07-18 2021-07-14 세메스 주식회사 Apparatus and method of bonding a die
WO2022210839A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 ボンドテック株式会社 Bonding system and bonding method
WO2024018937A1 (en) * 2022-07-21 2024-01-25 ボンドテック株式会社 Joining method and joining apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5732631B2 (en) * 2009-09-18 2015-06-10 ボンドテック株式会社 Joining apparatus and joining method
JP5539154B2 (en) * 2010-10-27 2014-07-02 キヤノン株式会社 Alignment method, alignment apparatus, and organic EL element manufacturing apparatus
JP6232667B2 (en) * 2013-06-25 2017-11-22 ボンドテック株式会社 Substrate bonding method
WO2015173865A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 三菱電機株式会社 Positioning device
JP6448656B2 (en) * 2014-10-17 2019-01-09 ボンドテック株式会社 Substrate bonding method and substrate bonding apparatus

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