JP7221413B2 - 接合システムおよび重合基板の検査方法 - Google Patents

接合システムおよび重合基板の検査方法 Download PDF

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Description

本開示は、接合システムおよび重合基板の検査方法に関する。
半導体ウェハ等の基板同士を接合することによって重合基板を形成する接合装置と、この接合装置によって形成された重合基板の検査を行う検査装置とを備えた接合システムが知られている（特許文献１参照）。
特開２０１１－１８７７１６号公報
本開示は、検査装置の測定精度を確保しつつ、スループットを向上させることができる技術を提供する。
本開示の一態様による接合システムは、接合装置と、検査装置と、制御部とを備える。接合装置は、第１基板と第２基板とを接合することによって重合基板を形成する。検査装置は、重合基板の検査を行う。制御部は、検査装置を制御する。また、制御部は、測定制御部と、比較部と、再測定制御部とを備える。測定制御部は、検査装置に対し、第１の測定点数にて、重合基板の測定を行わせる。比較部は、測定の結果から導出される重合基板における第１基板と第２基板とのずれ量を含む検査結果をリファレンスと比較する。再測定制御部は、比較部による比較結果に基づき、検査装置に対し、第１の測定点数よりも多い第２の測定点数にて重合基板の再測定を行わせる。
本開示によれば、検査装置の測定精度を確保しつつ、スループットを向上させることができる。
図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。 図４は、実施形態に係る検査装置の構成を示す模式図である。 図５は、実施形態に係る検査装置の保持部の構成を示す模式図である。 図６は、測定マークの撮像方法の一例を示す図である。 図７は、測定マークの一例を示す図である。 図８は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図９は、測定処理において設定され測定点の一例を示す図である。 図１０は、リファレンス情報の一例を説明するための図である。 図１１は、判定部による判定処理の一例を示す図である。 図１２は、再測定処理において設定される測定点の一例を示す図である。 図１３は、接合システムが実行する処理のうち、接合装置によって重合基板が形成されるまでの処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１４は、検査処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１５は、測定処理において設定される測定点の第１の変形例を示す図である。 図１６は、測定処理において設定される測定点の第２の変形例を示す図である。 図１７は、再測定処理において設定される測定点の変形例を示す図である。
以下に、本開示による接合システムおよび重合基板の検査方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による接合システムおよび重合基板の検査方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
＜接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システムの構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。また、図２は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。
図１に示す接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合基板Ｔを形成する（図２参照）。
第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、たとえばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、略同径である。なお、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の一方は、たとえば電子回路が形成されていない基板であってもよい。
以下では、図２に示すように、第１基板Ｗ１の板面のうち、第２基板Ｗ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、第２基板Ｗ２の板面のうち、第１基板Ｗ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。
図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３と、検査ステーション４を備える。搬入出ステーション２は、処理ステーション３のＸ軸負方向側に配置され、処理ステーション３と一体的に接続される。また、検査ステーション４は、処理ステーション３のＸ軸正方向側に配置され、処理ステーション３と一体的に接続される。
搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（たとえば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１～Ｃ４がそれぞれ載置される。カセットＣ１は複数枚の第１基板Ｗ１を収容可能であり、カセットＣ２は複数枚の第２基板Ｗ２を収容可能であり、カセットＣ３は複数枚の重合基板Ｔを収容可能である。カセットＣ４は、たとえば、不具合が生じた基板を回収するためのカセットである。なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ４の個数は、図示のものに限定されない。
搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能である。搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ４と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔの搬送を行う。
処理ステーション３には、たとえば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。第１処理ブロックＧ１は、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）に配置される。また、第２処理ブロックＧ２は、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）に配置され、第３処理ブロックＧ３は、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）に配置される。
第１処理ブロックＧ１には、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断して単結合のＳｉＯとすることで、その後親水化され易くするように接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。
具体的には、表面改質装置３０では、たとえば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスまたは窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンまたは窒素イオンが、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊがプラズマ処理されて改質される。
また、第１処理ブロックＧ１には、表面親水化装置４０が配置される。表面親水化装置４０は、たとえば純水によって第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。具体的には、表面親水化装置４０は、たとえばスピンチャックに保持された第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２を回転させながら、当該第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に供給された純水が第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。
ここでは、表面改質装置３０と表面親水化装置４０とが横並びで配置される場合の例を示したが、表面親水化装置４０は、表面改質装置３０の上方に積層されてもよい。
第２処理ブロックＧ２には、接合装置４１が配置される。接合装置４１は、親水化された第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを分子間力により接合する。かかる接合装置４１の構成については、後述する。
第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置に第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを搬送する。
検査ステーション４には、検査装置８０が設けられる。検査装置８０は、接合装置４１によって形成された重合基板Ｔの検査を行う。
また、接合システム１は、制御装置７０を備える。制御装置７０は、接合システム１の動作を制御する。制御装置７０の構成については後述する。
＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式図である。
図３に示すように、接合装置４１は、第１保持部１４０と、第２保持部１４１と、ストライカー１９０とを備える。
第１保持部１４０は、本体部１７０を有する。本体部１７０は、支持部材１８０によって支持される。支持部材１８０および本体部１７０には、支持部材１８０および本体部１７０を鉛直方向に貫通する貫通孔１７６が形成される。貫通孔１７６の位置は、第１保持部１４０に吸着保持される第１基板Ｗ１の中心部に対応している。貫通孔１７６には、ストライカー１９０の押圧ピン１９１が挿通される。
ストライカー１９０は、支持部材１８０の上面に配置され、押圧ピン１９１と、アクチュエータ部１９２と、直動機構１９３とを備える。押圧ピン１９１は、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、アクチュエータ部１９２によって支持される。
アクチュエータ部１９２は、たとえば電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向（ここでは鉛直下方）に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部１９２は、電空レギュレータから供給される空気により、第１基板Ｗ１の中心部と当接して当該第１基板Ｗ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部１９２の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔１７６を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。
アクチュエータ部１９２は、直動機構１９３に支持される。直動機構１９３は、たとえばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部１９２を鉛直方向に沿って移動させる。
ストライカー１９０は、直動機構１９３によってアクチュエータ部１９２の移動を制御し、アクチュエータ部１９２によって押圧ピン１９１による第１基板Ｗ１の押圧荷重を制御する。これにより、ストライカー１９０は、第１保持部１４０に吸着保持された第１基板Ｗ１の中心部を押圧して第２基板Ｗ２に接触させる。
本体部１７０の下面には、第１基板Ｗ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピン１７１が設けられている。複数のピン１７１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン１７１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。
第１保持部１４０は、これら複数のピン１７１が設けられている領域のうちの一部の領域に、第１基板Ｗ１を吸着する複数の吸着部を備える。具体的には、第１保持部１４０における本体部１７０の下面には、第１基板Ｗ１を真空引きして吸着する複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２が設けられている。複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２は、平面視において円弧形状の吸着領域を有する。複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２は、ピン１７１と同じ高さを有する。
複数の外側吸着部３０１は、本体部１７０の外周部に配置される。複数の外側吸着部３０１は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって第１基板Ｗ１の外周部を吸着する。
複数の内側吸着部３０２は、複数の外側吸着部３０１よりも本体部１７０の径方向内方において、周方向に沿って並べて配置される。複数の内側吸着部３０２は、真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続され、真空引きによって第１基板Ｗ１の外周部と中心部との間の領域を吸着する。
第２保持部１４１について説明する。第２保持部１４１は、第２基板Ｗ２と同径もしくは第２基板Ｗ２より大きい径を有する本体部２００を有する。ここでは、第２基板Ｗ２よりも大きい径を有する第２保持部１４１を示している。本体部２００の上面は、第２基板Ｗ２の下面（非接合面Ｗ２ｎ）と対向する対向面である。
本体部２００の上面には、第２基板Ｗ２の下面（非接合面Ｗｎ２）に接触する複数のピン２０１が設けられている。複数のピン２０１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン２０１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。
また、本体部２００の上面には、下側リブ２０２が複数のピン２０１の外側に環状に設けられている。下側リブ２０２は、環状に形成され、第２基板Ｗ２の外周部を全周に亘って支持する。
また、本体部２００は、複数の下側吸引口２０３を有する。複数の下側吸引口２０３は、下側リブ２０２によって囲まれた吸着領域に複数設けられる。複数の下側吸引口２０３は、図示しない吸引管を介して真空ポンプ等の図示しない吸引装置に接続される。
第２保持部１４１は、下側リブ２０２によって囲まれた吸着領域を複数の下側吸引口２０３から真空引きすることによって吸着領域を減圧する。これにより、吸着領域に載置された第２基板Ｗ２は、第２保持部１４１に吸着保持される。
下側リブ２０２が第２基板Ｗ２の下面の外周部を全周に亘って支持するため、第２基板Ｗ２は外周部まで適切に真空引きされる。これにより、第２基板Ｗ２の全面を吸着保持することができる。また、第２基板Ｗ２の下面は複数のピン２０１に支持されるため、第２基板Ｗ２の真空引きを解除した際に、第２基板Ｗ２が第２保持部１４１から剥がれ易くなる。
なお、ここでは図示を省略するが、接合装置４１は、図３に示す第１保持部１４０や第２保持部１４１等の前段に、トランジション、反転機構および位置調節機構等を備える。トランジションは、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを一時的に載置する。位置調節機構は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の水平方向の向きを調節する。反転機構は、第１基板Ｗ１の表裏を反転させる。
＜検査装置の構成＞
次に、検査装置の構成について図４および図５を参照して説明する。図４は、実施形態に係る検査装置の構成を示す模式図である。また、図５は、実施形態に係る検査装置の保持部の構成を示す模式図である。なお、図４は、検査装置を側方から見た模式図であり、図５は、検査装置の保持部を上方から見た模式図である。
図４に示すように、検査装置８０は、保持部４００と、撮像部５００と、照明部６００とを備える。
図４および図５に示すように、保持部４００は、重合基板Ｔを水平に保持する。保持部４００は、本体部４１０と、複数の支持部材４２０とを備える。
本体部４１０は、重合基板Ｔよりも大径の開口４１１を有する平板状の部材である。本体部４１０は、移動機構４４０に接続されており、移動機構４４０によって水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）への移動および鉛直軸を中心とする回転が可能である。
複数の支持部材４２０は、開口４１１の中心に向けて延在するように本体部４１０に設けられる。重合基板Ｔは、複数の支持部材４２０の先端部に外周部が支持される。複数の支持部材４２０の先端部は、吸引管４６０を介して真空ポンプ等の吸引装置４８０に接続され、真空引きによって重合基板Ｔの下面外周部を吸着する。
撮像部５００は、保持部４００の上方に配置される。撮像部５００は、カメラレンズ５０１と、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子５０２とを備える。撮像部５００は、昇降機構５１０に接続されており、昇降機構５１０によって昇降することにより、重合基板Ｔの上面（すなわち、第１基板Ｗ１の上面）との距離を調整することができる。
照明部６００は、保持部４００の下方に配置される。具体的には、照明部６００は、保持部４００に保持された重合基板Ｔを挟んで撮像部５００と対向する位置に配置される。照明部６００は、保持部４００に保持された重合基板Ｔの下方から鉛直上方に向けて光を照射する。たとえば、照明部６００は、１０００～１２００ｎｍの近赤外光を照射する。照明部６００は、昇降機構６１０に接続されており、昇降機構６１０によって昇降することにより、重合基板Ｔの下面（すなわち、第２基板Ｗ２の下面）との距離を調整することができる。
なお、検査装置８０は、倍率の異なる複数の撮像部を備えていてもよい。たとえば、検査装置８０は、マクロ撮像用の撮像部とミクロ撮像用の撮像部とを備えていてもよい。この場合、検査装置８０は、マクロ撮像用の撮像部と対向する位置と、ミクロ撮像用の撮像部と対向する位置とにそれぞれ照明部を備えていてもよい。
検査装置８０は、上記のように構成されており、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２にそれぞれ形成された測定マークを撮像する。図６は、測定マークの撮像方法の一例を示す図である。また、図７は、測定マークの一例を示す図である。
図６に示すように、検査装置８０は、照明部６００から鉛直上方に向けて光を照射する。照明部６００から照射された光は、第２基板Ｗ２および第１基板Ｗ１を介して撮像部５００の撮像素子５０２へ到達する。すなわち、撮像部５００は、重合基板Ｔを透過した透過光により重合基板Ｔを撮像する。具体的には、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２には、それぞれ測定マークＭ１，Ｍ２が形成されており、撮像部５００は、測定マークＭ１，Ｍ２を撮像する。撮像部５００によって撮像された画像データは、制御装置７０に出力される。
図７に示すように、画像データには、第１基板Ｗ１に形成された測定マークＭ１および第２基板Ｗ２に形成された測定マークＭ２の画像が含まれる。制御装置７０は、画像データを解析することにより、測定マークＭ１，Ｍ２の重心点Ｐ１，Ｐ２の座標、重心点Ｐ１，Ｐ２のずれ量等の測定結果を取得し、取得した測定結果に基づき、重合基板Ｔの接合状態を検査する。
＜制御装置の構成＞
次に、制御装置７０の構成について図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係る制御装置７０の構成を示すブロック図である。なお、図８には、制御装置７０が備える構成のうち、検査装置８０に関連する構成を示している。
図８に示すように、制御装置７０は、制御部７１と、記憶部７２とを備える。制御部７１は、測定制御部７１ａと、リファレンス生成部７１ｂと、比較部７１ｃと、判定部７１ｄと、再測定制御部７１ｅとを備える。また、記憶部７２は、検査結果情報７２ａと、リファレンス情報７２ｂとを記憶する。
なお、制御装置７０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部７１の測定制御部７１ａ、リファレンス生成部７１ｂ、比較部７１ｃ、判定部７１ｄおよび再測定制御部７１ｅとして機能する。なお、測定制御部７１ａ、リファレンス生成部７１ｂ、比較部７１ｃ、判定部７１ｄおよび再測定制御部７１ｅの少なくともいずれか一つまたは全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
また、記憶部７２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、検査結果情報７２ａおよびリファレンス情報７２ｂを記憶することができる。なお、制御装置７０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
（測定制御部について）
測定制御部７１ａは、第１の測定点数の測定点を重合基板Ｔに設定し、検査装置８０に対し、各測定点において重合基板Ｔの測定を行わせる。図９は、測定処理において設定される測定点の一例を示す図である。
図９に示すように、実施形態において測定制御部７１ａは、重合基板Ｔの外周部に４点、中心部に１点の合計５点の測定点Ｒを重合基板Ｔ上に設定する。すなわち、本実施形態において、第１の測定点数は、５点である。
外周部に設定される４点の測定点Ｒは、等間隔にすなわち９０度間隔で配置される。言い換えれば、中心部に設定される測定点Ｒを含めた５点の測定点Ｒは、重合基板Ｔに対して回転対称（ここでは、４回対称）に設定される。これにより、たとえば、外周部における特定の箇所に複数の測定点Ｒを集中させた場合と比較して、接合装置４１の第１保持部１４０または第２保持部１４１の傾きによる接合不良等を適切に検出することができる。
測定制御部７１ａは、検査装置８０から測定結果としての画像データを取得する。そして、測定制御部７１ａは、取得した画像データに基づき、重合基板Ｔにおける第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれ量を含む検査結果を導出する。具体的には、測定制御部７１ａは、画像データを解析することにより、各測定点Ｒにおける、測定マークＭ１のＸ座標（ｘ１）ならびにＹ座標（ｙ１）、測定マークＭ２のＸ座標（ｘ２）ならびにＹ座標（ｙ２）を算出する。また、測定制御部７１ａは、測定マークＭ１，Ｍ２のＸ座標のずれ量（Δｘ）および測定マークＭ１，Ｍ２のＹ座標のずれ量（Δｙ）を算出する。そして、測定制御部７１ａは、予め用意された計算モデルに、第１の測定点数分（ここでは、５点分）の算出結果（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，Δｘ，Δｙ）を代入する。
計算モデルは、たとえば、第２基板Ｗ２に対する第１基板Ｗ１のずれ量を、Ｘ軸方向のずれ（Ｘシフト）、Ｙ軸方向のずれ（Ｙシフト）、鉛直軸を中心とする回転方向へのずれ（ロテート）、伸び縮みによるずれ（スケーリング）の各成分に分解するものである。測定制御部７１ａは、この計算モデルを用いて、上記成分ごとの検査結果を取得し、取得した検査結果を検査結果情報７２ａとして記憶部７２に記憶させる。
（リファレンス生成部について）
リファレンス生成部７１ｂは、リファレンス情報７２ｂを生成する。リファレンス情報７２ｂは、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれの成分ごとのリファレンス値を含む情報である。
リファレンス生成部７１ｂは、検査済みの重合基板Ｔ（以下、検査済基板Ｔと呼称する）についての検査結果に基づき、今回の検査の対象となる重合基板Ｔ（以下、検査対象基板Ｔと呼称する）についてのリファレンス情報７２ｂを生成する。
図１０は、リファレンス情報７２ｂの一例を説明するための図である。図１０に示すように、カセットＣ４ａ，Ｃ４ｂは、たとえば２５個のスロットＳ１ａ～Ｓ２５ａ，Ｓ１ｂ～Ｓ２５ｂを有しており、各スロットＳ１ａ～Ｓ２５ａ，Ｓ１ｂ～Ｓ２５ｂに重合基板Ｔを収容可能である。たとえば、カセットＣ４ａには、スロットＳ１ａ～Ｓ２５ａに重合基板Ｔ１ａ～Ｔ２５ａがそれぞれ収容されている。
接合システム１は、カセットＣ４に収容される複数（ここでは、２５枚）の重合基板Ｔを１つのロットとし、接合装置４１による接合処理および検査装置８０による検査処理を含む一連の処理をロット単位で行う。
一連の処理を終えた重合基板Ｔ（すなわち検査済基板Ｔ）は、カセットＣ４における最上段のスロットから順番に収容されていく。たとえば、１つのロットに属する重合基板Ｔ１ａ～Ｔ２５ａのうち、最初に処理された重合基板Ｔ１ａは、カセットＣ４ａの最上段のスロットＳ１ａに収容される、次に処理された重合基板Ｔ２ａは、スロットＳ１ａの１つ下に位置するスロットＳ２ａに収容される。
リファレンス生成部７１ｂは、検査対象基板Ｔとロットが同じである１または複数の検査済基板についての検査結果に基づき、検査対象基板についてのリファレンス情報７２ｂを生成する。すなわち、たとえばカセットＣ４ｂのスロットＳ４ｂに収容される予定の重合基板Ｔ４ｂを検査対象基板とする。この場合、リファレンス生成部７１ｂは、同じカセットＣ４ｂのスロットＳ１ｂ～Ｓ３ｂに収容される検査済基板Ｔ１ｂ～Ｔ３ｂのうち少なくとも１つの検査結果に基づいて検査対象基板Ｔ４ｂについてのリファレンス情報７２ｂを生成する。
たとえば、リファレンス生成部７１ｂは、ロットが同じである複数の検査済基板Ｔ１ｂ～Ｔ３ｂのうち、最初に処理された検査済重合基板Ｔ１ｂについての検査結果を検査対象基板Ｔ４ｂについてのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。この場合、１つのロットに属する、最初に処理された重合基板Ｔ１ｂ以外の複数の重合基板Ｔについて、リファレンス情報７２ｂを共用することができるため、リファレンス生成部の処理負荷を抑えることができる。
なお、この場合、リファレンス生成部７１ｂは、たとえば、重合基板Ｔ１ｂが属するロットの１つ前に処理されたロットの検査結果に基づき、重合基板Ｔ１ｂについてのリファレンス情報７２ｂを生成してもよい。たとえば、リファレンス生成部７１ｂは、カセットＣ４ａに収容される複数の検査済基板Ｔ１ａ～Ｔ２５ａのうち、最初に処理された検査済基板Ｔ１ａの検査結果をリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。また、カセットＣ４ａに収容される複数の検査済基板Ｔ１ａ～Ｔ２５ａの検査結果の平均値を重合基板Ｔ１ｂのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。
また、リファレンス生成部７１ｂは、ロットが同じである複数の検査済基板Ｔのうち、２以上の検査済基板Ｔについての検査結果の平均値を検査対象基板Ｔについてのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。
たとえば、リファレンス生成部７１ｂは、同一ロットにおける全ての検査済重合基板Ｔ１ｂ～Ｔ３ｂの検査結果の平均値を検査対象基板Ｔ４ｂについてのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。また、リファレンス生成部７１ｂは、検査対象基板Ｔ４ｂの直前に処理された検査済基板Ｔ３ｂを含む２以上の検査済基板Ｔ（たとえば、検査済基板Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂ）の検査結果の平均値を検査対象基板Ｔ４ｂのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。このように、同一ロットに属する複数の重合基板Ｔの検査結果の平均値をリファレンス情報７２ｂとして用いることで、リファレンス情報７２ｂの信頼性を高めることができる。
また、リファレンス生成部７１ｂは、同一ロットに限らず、異なるロットに属する検査済基板Ｔの検査結果に基づいてリファレンス情報７２ｂを生成してもよい。たとえば、リファレンス生成部７１ｂは、検査対象基板Ｔのロットと異なるロットの検査済基板Ｔであって、ロット単位での処理順番が検査対象基板Ｔと同じである検査済基板Ｔの検査結果を検査対象基板Ｔのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。すなわち、リファレンス生成部７１ｂは、検査対象基板Ｔ４ｂが収容されるカセットＣ４ｂと異なるカセットＣ４ａのスロットＳ４ａに収容された検査済基板Ｔ４ａの検査結果を検査対象基板Ｔ４ｂのリファレンス情報７２ｂとして生成してもよい。
異なるカセットＣ４の同じスロットに収容された重合基板Ｔ同士は、接合システム１において同じ経路を辿って処理される可能性が高い。すなわち、仮に、接合システム１に接合装置４１や検査装置８０が複数台設けられている場合、異なるカセットＣ４の同じスロットに収容された重合基板Ｔ同士は、同じ接合装置４１や検査装置８０に搬送される可能性が高い。このため、同じスロットに収容された重合基板Ｔの検査結果をリファレンス情報７２ｂとして用いることで、リファレンス情報７２ｂの信頼性を高めることができる。
このように、リファレンス生成部７１ｂは、今回の検査の対象となる検査対象基板Ｔよりも前に検査が行われた検査済基板Ｔについての検査結果に基づき、検査対象基板Ｔについてのリファレンス情報７２ｂを生成する。
（比較部について）
比較部７１ｃは、記憶部７２に記憶された検査結果情報７２ａとリファレンス情報７２ｂとを比較する。具体的には、比較部７１ｃは、検査結果に含まれる、第２基板Ｗ２に対する第１基板Ｗ１のずれ量の成分（Ｘシフト、Ｙシフト、ロテート、スケーリング）ごとに、リファレンス値との差を算出する。
（判定部について）
判定部７１ｄは、比較部７１ｃによる比較結果に基づき、検査対象基板Ｔの再測定を行うか、または、検査対象基板Ｔが接合不良であるかの判定を行う。この点について図１１を参照して説明する。図１１は、判定部７１ｄによる判定処理の一例を示す図である。なお、図１１には、１つのロットにおける処理順番を横軸に、比較部７１ｃによる比較結果、すなわち、検査結果とリファレンス値との差を縦軸に取ったグラフを示している。また、ここでは、一例として、Ｘシフトの成分についての比較結果を示している。
図１１に示すように、たとえば、ｍ枚目の重合基板ＴにおけるＸシフトの検査結果とリファレンス値との差が、第１の閾値、ここでは、－５０ｎｍ以上＋５０ｎｍ以下の範囲を超えたとする。この場合、判定部７１ｄは、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合不良を判定する。
この場合、制御部７１は、たとえば、ｍ枚目の重合基板Ｔが接合不良である旨の情報をｍ枚目の重合基板Ｔの識別番号と関連づけた接合不良情報を生成して記憶部７２に記憶してもよい。また、制御部７１は、生成した接合不良情報をネットワークを介して外部装置に送信してもよい。
また、ｎ枚目の重合基板ＴにおけるＸシフトの検査結果とリファレンス値との差が、第２の閾値、ここでは、－３０ｎｍ以上＋３０ｎｍ以下の範囲を超えており、且つ、第１の閾値である－５０ｎｍ以上＋５０ｎｍ以下の範囲を超えていないとする。この場合、判定部７１ｄは、検査対象基板Ｔの再測定の実施を判定する。
（再測定制御部について）
再測定制御部７１ｅは、判定部７１ｄの判定結果に従って、検査対象基板Ｔの再測定を検査装置８０に実施させる。具体的には、再測定制御部７１ｅは、測定制御部７１ａによる測定処理において設定される第１の測定点数よりも多い第２の測定点数にて、検査装置８０に対して検査対象基板Ｔの再測定を実施させる。
図１２は、再測定処理において設定される測定点の一例を示す図である。図１２に示すように、再測定制御部７１ｅは、重合基板Ｔの外周部に８点、中心部に１点の合計９点の測定点Ｒを重合基板Ｔ上に設定する。すなわち、本実施形態において、第２の測定点数は、９点である。
再測定処理では、測定処理と同様、各測定点Ｒにおいて測定マークＭ１，Ｍ２の撮像が行われる。再測定制御部７１ｅは、再測定処理によって得られた画像データに基づき、測定マークＭ１のＸ座標（ｘ１）ならびにＹ座標（ｙ１）、測定マークＭ２のＸ座標（ｘ２）ならびにＹ座標（ｙ２）を算出する。また、再測定制御部７１ｅは、測定マークＭ１，Ｍ２のＸ座標のずれ量（Δｘ）および測定マークＭ１，Ｍ２のＹ座標のずれ量（Δｙ）を算出する。そして、再測定制御部７１ｅは、予め用意された計算モデルに、第２の測定点数分（ここでは、９点分）の算出結果（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，Δｘ，Δｙ）を代入する。これにより、再測定制御部７１ｅは、第２基板Ｗ２に対する第１基板Ｗ１のずれ量の成分ごとの検査結果を取得し、取得した検査結果を検査結果情報７２ａとして記憶部７２に記憶させる。
上述したように、検査装置８０による測定マークＭ１，Ｍ２の撮像は、重合基板Ｔを透過した透過光を用いて行われるが、透過光では十分な光量が得られにくいことから、撮像部５００の露光時間は長めに設定される傾向にある。したがって、測定点数が多くなるほど、１枚の重合基板Ｔに対する測定処理の所要時間は長くなり、スループットの低下を招くおそれがある。これに対し、測定点数を少なくすることで、スループットの低下を抑えることが考えられるが、測定点数を少なくするほど、測定処理の精度が低下してしまう。
そこで、実施形態に係る接合システム１では、比較的少ない測定点数で測定処理を行いつつ、測定処理に基づく検査結果がリファレンス情報７２ｂと乖離している場合に、測定処理よりも測定点数を増やした再測定を行うこととした。これにより、検査装置８０の測定精度を確保しつつ、スループットを向上させることができる。
＜接合システムの具体的動作＞
次に、接合システム１の具体的な動作について説明する。まず、接合装置４１によって重合基板Ｔが形成されるまでの処理手順について図１３を参照して説明する。図１３は、接合システム１が実行する処理のうち、接合装置４１によって重合基板Ｔが形成されるまでの処理の手順の一例を示すフローチャートである。図１３に示す各種の処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。
まず、複数枚の第１基板Ｗ１を収容したカセットＣ１、複数枚の第２基板Ｗ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の第１基板Ｗ１が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置に搬送される。
次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが第１基板Ｗ１の接合面に照射されて、当該接合面がプラズマ処理される。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が改質される（ステップＳ１０１）。
次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された第１基板Ｗ１を回転させながら、第１基板Ｗ１上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が親水化される。また、当該純水によって、第１基板Ｗ１の接合面が洗浄される（ステップＳ１０２）。
次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第１基板Ｗ１は、トランジションを介して位置調節機構に搬送され、位置調節機構によって水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０３）。
その後、位置調節機構から反転機構に第１基板Ｗ１が受け渡され、反転機構によって第１基板Ｗ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０４）。具体的には、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。
その後、反転機構から第１保持部１０１に第１基板Ｗ１が受け渡される。第１基板Ｗ１は、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で、第１保持部１０１に吸着保持される（ステップＳ１０５）。
第１基板Ｗ１に対するステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理と重複して、第２基板Ｗ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の第２基板Ｗ２が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置に搬送される。
次に、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０６）。その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面が洗浄される（ステップＳ１０７）。
その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第２基板Ｗ２は、トランジションを介して位置調節機構に搬送される。そして、位置調節機構によって、第２基板Ｗ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０８）。
その後、第２基板Ｗ２は、第２保持部１４１に搬送され、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で第２保持部１４１に吸着保持される（ステップＳ１０９）。
つづいて、第１保持部１４０に保持された第１基板Ｗ１と第２保持部１４１に保持された第２基板Ｗ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１０）。
次に、第１保持部１４０に保持された第１基板Ｗ１と第２保持部１４１に保持された第２基板Ｗ２との鉛直方向位置の調節を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、第１移動部１６０が第２保持部１４１を鉛直上方に移動させることによって、第２基板Ｗ２を第１基板Ｗ１に接近させる。
次に、複数の内側吸着部３０２による第１基板Ｗ１の吸着保持を解除した後（ステップＳ２１２）、ストライカー１９０の押圧ピン１９１を下降させることによって、第１基板Ｗ１の中心部を押下する（ステップＳ１１３）。
第１基板Ｗ１の中心部が第２基板Ｗ２の中心部に接触し、第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部とがストライカー１９０によって所定の力で押圧されると、押圧された第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部との間で接合が開始される。すなわち、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０１，Ｓ１０９において改質されているため、まず、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、当該接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が接合される。さらに、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊはそれぞれステップＳ１０２，Ｓ１１０において親水化されているため、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ間の親水基が水素結合し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ同士が強固に接合される。このようにして、接合領域が形成される。
その後、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との間では、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の中心部から外周部に向けて接合領域が拡大していくボンディングウェーブが発生する。その後、複数の外側吸着部３０１による第１基板Ｗ１の吸着保持が解除される（ステップＳ１１４）。これにより、外側吸着部３０１によって吸着保持されていた第１基板Ｗ１の外周部が落下する。この結果、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊと第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが全面で当接し、重合基板Ｔが形成される。
その後、押圧ピン１９１を第１保持部１４０まで上昇させ、第２保持部１４１による第２基板Ｗ２の吸着保持を解除する。その後、重合基板Ｔは、搬送装置６１によって接合装置４１から搬出される。こうして、一連の接合処理が終了する。
次に、検査装置８０による検査処理の手順について図１４を参照して説明する。図１４は、検査処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図１４に示すように、検査装置８０では、まず、検査対象基板Ｔの搬入処理が行われる（ステップＳ２０１）。具体的には、搬送装置６１（図１参照）が、検査対象基板Ｔを保持部４００の内部に搬送し、検査装置８０が、図示しないリフターを用いて搬送装置６１から検査対象基板Ｔを受け取る。つづいて、検査装置８０のリフターが移動することにより、検査対象基板Ｔが複数の支持部材４２０上に載置される。そして、吸引装置４８０が吸引管４６０を介して検査対象基板Ｔを真空引きすることにより、検査対象基板Ｔが保持部４００に吸着保持される。
つづいて、検査装置８０では、θアライメント処理が行われる（ステップＳ２０２）。θアライメント処理は、検査対象基板Ｔの回転方向における位置を調整する処理である。具体的には、検査装置８０は、検査対象基板Ｔ上に存在する複数の基準点（たとえば、検査対象基板Ｔの中心部に位置する基準点とその隣に位置する基準点）を撮像部５００により撮像する。そして、検査装置８０は、得られた画像から検査対象基板Ｔの回転角度を計算し、この回転角度が０度となるように、移動機構４４０を用いて検査対象基板Ｔを回転させる。なお、この基準点は、たとえば、第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に露光処理によってパターンを形成する際に、パターンとともに１ショットごとに第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に形成されるものである。すなわち、検査装置８０は、検査対象基板Ｔ１ショットごとのパターンの並び方向が常に同じ方向となるように、検査対象基板Ｔを回転させる。
つづいて、検査装置８０では、測定処理が行われる（ステップＳ２０３）。具体的には、検査装置８０は、移動機構４４０を用いて保持部４００を水平移動させることにより、１つ目の測定点Ｒの鉛直線上に撮像部５００および照明部６００を位置させる。その後、検査装置８０は、撮像部５００のフォーカス合わせや保持部４００の位置補正等を行ったうえで、撮像部５００および照明部６００を用いて１つ目の測定点Ｒに位置する測定マークＭ１，Ｍ２の撮像を行う。
検査装置８０は、残りの測定点Ｒについても同様の処理を行う。すなわち、検査装置８０は、上述した処理を第１の測定点数分（ここでは、５点分）繰り返す。そして、制御部７１は、得られた第１の測定点数分（ここでは、５点分）の測定結果に基づき、第２基板Ｗ２に対する第１基板Ｗ１のずれ量の各成分、すなわち、Ｘシフト、Ｙシフト、ロテート、スケーリングを算出する。
つづいて、制御部７１は、比較結果、すなわち、第２基板Ｗ２に対する第１基板Ｗ１のずれ量の各成分とリファレンス情報７２ｂに含まれる上記各成分のリファレンス値との差（絶対値）が、第１の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。制御部７１は、上記各成分のいずれか１つについて、比較結果（絶対値）が第１の閾値（絶対値）を超えた場合に、比較結果（絶対値）が第１の閾値（絶対値）を超えたと判定する。比較結果（絶対値）が第１の閾値（絶対値）を超えたと判定した場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、制御部７１は、検査対象基板Ｔの接合状態が接合不良であると判定する（ステップＳ２０５）。
一方、ステップＳ２０４において、比較結果（絶対値）が第１の閾値（絶対値）を超えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、制御部７１は、比較結果（絶対値）が第２の閾値（絶対値）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。この処理において、比較結果（絶対値）が第２の閾値（絶対値）を超えたと判定した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部７１は、検査装置８０に対して検査対象基板Ｔの再測定処理を行わせる。再測定処理は、ステップＳ２０３における測定処理における測定点数である第１の測定点数よりも多い第２の測定点数（ここでは、９点）にて行われる。したがって、測定処理と比較して、測定処理の精度を高めることができる。言い換えれば、測定処理と比較して、真値により近い検査結果を得ることができる。
ステップＳ２０６において、比較結果（絶対値）が第２の閾値（絶対値）を超えていない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、制御部７１は、検査対象基板Ｔの接合状態が正常であると判定する（ステップＳ２０８）。
ステップＳ２０５，Ｓ２０７，Ｓ２０８の処理を終えると、検査装置８０では、検査対象基板Ｔの搬出処理が行われる（ステップＳ２０９）。搬出処理は、ステップＳ２０１の搬入処理と逆の手順で行われる。
なお、制御部７１は、ステップＳ２０７の再測定処理を終えた後、処理をステップＳ２０４へ移行してもよい。この場合、ステップＳ２０６において、再度、比較結果（絶対値）が第２の閾値（絶対値）を超えたと判定した場合、制御部７１は、測定点数をさらに増やした再々測定を行ってもよい。
（測定点の変形例）
次に、検査対象基板Ｔに設定される測定点の変形例について図１５～図１７を参照して説明する。まず、測定処理において設定される測定点の変形例について図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、測定処理において設定される測定点の第１の変形例を示す図である。図１６は、測定処理において設定される測定点の第２の変形例を示す図である。
図１５に示すように、測定処理における第１の測定点数の測定点Ｒは、たとえば、検査対象基板Ｔの外周部にのみ設定されてもよい。ボンディングウェーブは、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の中心部から外周部に向けて接合領域が拡大していくため、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれは、検査対象基板Ｔの中心部よりも外周部の方が大きくなる。したがって、検査対象基板Ｔの外周部に測定点Ｒを設定することにより、検査対象基板Ｔの中心部に測定点Ｒを設定した場合と比較して、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれを適切に捉えることができる。
また、図１５に示すように、検査対象基板Ｔを構成する第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、表面と垂直な方向における結晶方向が［１００］である単結晶シリコンウェハである。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２のノッチ部Ｎは、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の［０１１］結晶方向の外縁に形成される。なお、ミラー指数が負であることは、通常、数字の上に「－」（バー）を付すことによって表現するが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって表現する。
接合装置４１において第１基板Ｗ１の中心部をストライカー１９０により押し下げて第２基板Ｗ２の中心部に接触させると、第１基板Ｗ１の中心部と第２基板Ｗ２の中心部とが分子間力により接合されることによって両基板の中心部に接合領域が形成される。その後、接合領域が両基板の中心部から外周部に向かって拡大するボンディングウェーブが発生して、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊ同士が全面で接合される。
第１基板Ｗ１の外縁の全周を保持する保持部を用いて第１基板Ｗ１を保持して上記の接合処理を行った場合、接合領域は、同心円状に拡大する。しかしながら、単結晶シリコンウェハである第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、９０度方向と４５度方向とでヤング率やポアソン比等の物性が異なるため、９０度方向と４５度方向とで歪みの度合に差が生じることとなる。ここで、９０度方向とは、第１基板Ｗ１の中心部から第１基板Ｗ１の表面に対して平行な［０－１１］結晶方向に向かう方向を基準とする９０度周期の方向（図１５等に示す０度、９０度、１８０度、２７０度の方向）である。４５度方向とは、第１基板Ｗ１の中心部から第１基板Ｗ１の表面に対して平行な［０１０］結晶方向に向かう方向を基準とする９０度周期の方向（図１５等に示す４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向）である。
単結晶シリコンウェハのヤング率、ポアソン比、せん断弾性係数の値は、９０度周期で変化する。具体的には、単結晶シリコンウェハのヤング率は、９０度方向において最も高くなり、４５度方向において最も低くなる。また、ポアソン比およびせん断弾性係数については、４５度方向において最も高くなり、９０度方向において最も低くなる。
このように、接合処理を行った場合における第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の伸び方、縮み方は、４５度方向と９０度方向とで異なる。すなわち、検査対象基板Ｔにおける第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれ量は、４５度方向と９０度方向とで異なる。
そこで、図１５に示すように、測定制御部７１ａは、４５度方向（４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向）に４つの測定点Ｒを設定するとともに、９０度方向（０度、９０度、１８０度、２７０度の方向）にも４つの測定点Ｒを設定してもよい。これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれを適切に捉えることができる。
ここでは、４５度方向（４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向）および９０度方向（０度、９０度、１８０度、２７０度の方向）の全てに測定点Ｒが設定される場合の例を示した。これに限らず、測定制御部７１ａは、４５度方向（４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向）の少なくとも１つと、９０度方向（０度、９０度、１８０度、２７０度の方向）の少なくとも１つとに、測定点Ｒを設定すればよい。
また、図１６に示すように、測定制御部７１ａは、４５度方向と９０度方向との中間の方向に測定点Ｒを設定してもよい。たとえば、図１６に示す例では、０度と４５度との間、９０度と１３５度との間、１８０度と２２５度との間、２７０度と３１５度との間の合計４カ所に合計４つの測定点Ｒが設定されている。このようにすることで、回転対称性を維持しつつ、第１の測定点数を少なく抑え、且つ、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれを適切に捉えることができる。
つづいて、再測定処理において設定される測定点の変形例について図１７を参照して説明する。図１７は、再測定処理において設定される測定点の変形例を示す図である。
図１７に示すように、再測定制御部７１ｅは、検査対象基板Ｔの中心部に設定される測定点Ｒと、外周部に設定される測定点Ｒとの間に、測定点Ｒをさらに設定してもよい。図１７に示す例では、０度方向における外周部に位置する測定点Ｒと中心部に位置する測定点Ｒとの間、９０度方向における外周部に位置する測定点Ｒと中心部に位置する測定点Ｒとの間に測定点Ｒがさらに設定される。また、１８０度方向における外周部に位置する測定点Ｒと中心部に位置する測定点Ｒとの間、２７０度方向における外周部に位置する測定点Ｒと中心部に位置する測定点Ｒとの間にも測定点Ｒがさらに設定される。すなわち、図１７に示す例では合計で１３点の測定点が設定される。
このように、第２の測定点数を増やすことにより、再測定処理の精度をさらに高めることができ、より真値に近い検査結果を得ることが可能となる。
上述してきたように、実施形態に係る接合システム（一例として、接合システム１）は、接合装置（一例として、接合装置４１）と、検査装置（一例として、検査装置８０）と、制御部（一例として、制御装置７０）とを備える。接合装置は、第１基板（一例として、第１基板Ｗ１）と第２基板（一例として、第２基板Ｗ２）とを接合することによって重合基板（一例として、重合基板Ｔ）を形成する。検査装置は、重合基板の検査を行う。制御部は、検査装置を制御する。また、制御部は、測定制御部（一例として、測定制御部７１ａ）と、比較部（一例として、比較部７１ｃ）と、再測定制御部（一例として、再測定制御部７１ｅ）とを備える。測定制御部は、検査装置に対し、第１の測定点数（一例として、５点）にて、重合基板の測定を行わせる。比較部は、測定の結果から導出される重合基板における第１基板と第２基板とのずれ量を含む検査結果（一例として、検査結果情報７２ａ）をリファレンス（一例として、リファレンス情報７２ｂ）と比較する。再測定制御部は、比較部による比較結果に基づき、検査装置に対し、第１の測定点数よりも多い第２の測定点数（一例として、９点）にて重合基板の再測定を行わせる。
したがって、実施形態に係る接合システムによれば、検査装置の測定精度を確保しつつ、スループットを向上させることができる。
制御部は、検査結果とリファレンスとの差が第１の閾値（一例として、－５０ｎｍ以上＋５０ｎｍ以下の範囲）を超えた場合に、第１基板と第２基板との接合不良を判定する判定部（一例として、判定部７１ｄ）をさらに備えていてもよい。この場合、再測定制御部は、検査結果とリファレンスとの差が第１の閾値よりも小さい第２の閾値（一例として、－３０ｎｍ以上＋３０ｎｍ以下の範囲）を超えており且つ第１の閾値を超えていない場合に、検査装置に対して重合基板の再測定を行わせてもよい。
検査結果とリファレンスとの差が第２の範囲を超えており且つ第１の範囲を超えていない場合には、第１の測定点数にて行われた測定の精度が不十分であることが考えられる。そこで、検査結果とリファレンスとの差が第２の範囲を超えており且つ第１の範囲を超えていない場合には、再測定を行うことで、測定精度を高めることができる。一方、検査結果とリファレンスとの差が第１の範囲を超えた場合、言い換えれば、検査装置による測定誤差の範疇を超えるほど検査結果とリファレンスとの差が大きい場合には、再測定を行うまでもなく、接合不良と判定することができる。
制御部は、リファレンス生成部（一例として、リファレンス生成部７１ｂ）をさらに備えていてもよい。リファレンス生成部は、今回の検査の対象となる検査対象重合基板（一例として、検査対象基板Ｔ）よりも前に検査が行われた検査済重合基板（一例として、検査済基板Ｔ）についての検査結果に基づき、検査対象重合基板についてのリファレンスを生成する。
たとえば、リファレンス生成部は、検査対象重合基板とロットが同じである１または複数の検査済重合基板についての検査結果に基づき、検査対象重合基板についてのリファレンスを生成してもよい。これにより、同一ロットに属する検査済重合基板についての検査結果を用いることで、検査対象重合基板についての適切なリファレンスを生成することができる。
リファレンス生成部は、ロットが同じである複数の検査済重合基板のうち、最初に処理された検査済重合基板についての検査結果を検査対象重合基板についてのリファレンスとして生成してもよい。この場合、同一ロットに属する、最初に処理された重合基板以外の複数の重合基板でリファレンスを共用することができるため、リファレンスを生成するための処理負荷を抑えることができる。
リファレンス生成部は、ロットが同じである複数の検査済重合基板のうち、２以上の検査済重合基板についての検査結果の平均値を検査対象重合基板についてのリファレンスとして生成してもよい。これにより、リファレンスとしての信頼性を高めることができる。
リファレンス生成部は、検査対象重合基板のロットと異なるロットの検査済重合基板であって、ロット単位での処理順番が検査対象重合基板と同じである検査済重合基板についての検査結果を検査対象重合基板についてのリファレンスとして生成してもよい。処理順番が同じである重合基板の検査結果をリファレンスとして用いることで、リファレンスとしての信頼性を高めることができる。
測定制御部は、重合基板の外周部のみに第１の測定点数の測定点（一例として、測定点Ｒ）を設定してもよい。また、再測定制御部は、重合基板の外周部と中心部とに合計で第２の測定点数の測定点を設定してもよい。ボンディングウェーブは、第１基板および第２基板の中心部から外周部に向けて接合領域が拡大していくため、第１基板と第２基板とのずれは、検査対象基板の中心部よりも外周部の方が大きくなる。したがって、検査対象重合基板の外周部に測定点を設定することにより、検査対象重合基板の中心部に測定点を設定した場合と比較して、第１基板と第２基板とのずれを適切に捉えることができる。
第１基板および前記第２基板は、表面の結晶方向が［１００］である単結晶シリコンウェハであってもよい。この場合、測定制御部は、重合基板の中心部から重合基板の表面に対して平行な［０－１１］結晶方向に向かう方向を０度と規定したとき、４５度の方向を基準に９０度間隔で配置される４つの第１外周部の少なくとも１つと、９０度の方向を基準に９０度間隔で配置される４つの第２外周部の少なくとも１つとに測定点を設定してもよい。表面の結晶方向が［１００］である単結晶シリコンウェハである第１基板と第２基板とを接合した場合の第１基板と第２基板とのずれ量は、４５度方向と９０度方向とで異なる。したがって、４５度方向と９０度方向とに測定点を設定することで、これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とのずれを適切に捉えることができる。
なお、上述した実施形態では、第１基板の中心部をストライカーにより押圧して第２基板に接触させて、表面が改質された第１基板および第２基板の接合面間に生じる分子間力を用いて第１基板と第２基板とを接合する接合装置を例に挙げて説明した。これに限らず、接合装置は、たとえば、第１基板および第２基板を接着剤を介して接合するタイプの接合装置であってもよい。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ１ 第１基板
Ｗ２ 第２基板
Ｔ 重合基板
１ 接合システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４ 検査ステーション
４１ 接合装置
７０ 制御装置
７１ 制御部
７１ａ 測定制御部
７１ｂ リファレンス生成部
７１ｃ 比較部
７１ｄ 判定部
７１ｅ 再測定制御部
７２ 記憶部
７２ａ 検査結果情報
７２ｂ リファレンス情報
８０ 検査装置
４００ 保持部
４１０ 本体部
４２０ 支持部材
４６０ 吸引管
５００ 撮像部
６００ 照明部

Claims (10)

  1. 第１基板と第２基板とを接合することによって重合基板を形成する接合装置と、
    前記重合基板の検査を行う検査装置と
    前記検査装置を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記検査装置に対し、第１の測定点数にて、前記重合基板の測定を行わせる測定制御部と、
    前記測定の結果から導出される前記重合基板における前記第１基板と前記第２基板とのずれ量を含む検査結果をリファレンスと比較する比較部と、
    前記比較部による比較結果に基づき、前記検査装置に対し、前記第１の測定点数よりも多い第２の測定点数にて前記重合基板の再測定を行わせる再測定制御部と
    を備える、接合システム。
  2. 前記制御部は、
    前記検査結果と前記リファレンスとの差が第１の閾値を超えた場合に、前記第１基板と前記第２基板との接合不良を判定する判定部
    をさらに備え、
    前記再測定制御部は、
    前記検査結果と前記リファレンスとの差が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を超えており且つ前記第１の閾値を超えていない場合に、前記検査装置に対して前記重合基板の再測定を行わせる、請求項１に記載の接合システム。
  3. 前記制御部は、
    今回の前記検査の対象となる検査対象重合基板よりも前に前記検査が行われた検査済重合基板についての前記検査結果に基づき、前記検査対象重合基板についての前記リファレンスを生成するリファレンス生成部
    をさらに備える、請求項１または２に記載の接合システム。
  4. 前記リファレンス生成部は、
    前記検査対象重合基板とロットが同じである１または複数の前記検査済重合基板についての前記検査結果に基づき、前記検査対象重合基板についての前記リファレンスを生成する、請求項３に記載の接合システム。
  5. 前記リファレンス生成部は、
    前記ロットが同じである複数の前記検査済重合基板のうち、最初に処理された前記検査済重合基板についての前記検査結果を前記検査対象重合基板についての前記リファレンスとして生成する、請求項４に記載の接合システム。
  6. 前記リファレンス生成部は、
    前記ロットが同じである複数の前記検査済重合基板のうち、２以上の前記検査済重合基板についての前記検査結果の平均値を前記検査対象重合基板についての前記リファレンスとして生成する、請求項４に記載の接合システム。
  7. 前記リファレンス生成部は、
    前記検査対象重合基板のロットと異なるロットの前記検査済重合基板であって、ロット単位での処理順番が前記検査対象重合基板と同じである前記検査済重合基板についての前記検査結果を前記検査対象重合基板についての前記リファレンスとして生成する、請求項３に記載の接合システム。
  8. 前記測定制御部は、
    前記重合基板の外周部のみに前記第１の測定点数の測定点を設定し、
    前記再測定制御部は、
    前記重合基板の外周部と中心部とに合計で前記第２の測定点数の測定点を設定する、請求項１～７のいずれか一つに記載の接合システム。
  9. 前記第１基板および前記第２基板は、
    表面の結晶方向が［１００］である単結晶シリコンウェハであり、
    前記測定制御部は、
    前記重合基板の中心部から前記重合基板の表面に対して平行な［０－１１］結晶方向に向かう方向を０度と規定したとき、４５度の方向を基準に９０度間隔で配置される４つの第１外周部の少なくとも１つと、９０度の方向を基準に９０度間隔で配置される４つの第２外周部の少なくとも１つとに測定点を設定する、請求項１～８のいずれか一つに記載の接合システム。
  10. 第１基板と第２基板とを接合することによって形成された重合基板を検査装置を用いて検査する重合基板の検査方法であって、
    前記検査装置に対し、第１の測定点数にて、前記重合基板の測定を行わせる工程と、
    前記測定の結果から導出される前記重合基板における前記第１基板と前記第２基板とのずれ量を含む検査結果をリファレンスと比較する工程と、
    前記比較する工程による比較結果に基づき、前記検査装置に対し、前記第１の測定点数よりも多い第２の測定点数にて前記重合基板の再測定を行わせる工程と
    を含む、重合基板の検査方法。
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