JP7544446B2 - Bonding device and bonding method - Google Patents

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Description

本開示は、接合装置、及び接合方法に関する。 This disclosure relates to a joining device and a joining method.

特許文献1に記載の接合装置は、第1保持部と、第2保持部と、ストライカーと、移動部と、温度調節部とを備える。第1保持部は、第1基板を上方から吸着保持する。第2保持部は、第2基板を下方から吸着保持する。ストライカーは、第1基板の中心部を上方から押圧して第2基板に接触させる。移動部は、第1保持部と対向しない非対向位置と第1保持部と対向する対向位置との間で第2保持部を移動させる。温度調節部は、非対向位置に配置された第2保持部と対向し、第2保持部に吸着保持された第2基板の温度を局所的に調節する。 The bonding device described in Patent Document 1 includes a first holding unit, a second holding unit, a striker, a moving unit, and a temperature adjustment unit. The first holding unit adsorbs and holds the first substrate from above. The second holding unit adsorbs and holds the second substrate from below. The striker presses the center of the first substrate from above to bring it into contact with the second substrate. The moving unit moves the second holding unit between a non-facing position where it does not face the first holding unit and a facing position where it faces the first holding unit. The temperature adjustment unit faces the second holding unit arranged in the non-facing position, and locally adjusts the temperature of the second substrate adsorbed and held by the second holding unit.

特開2018-190817号公報JP 2018-190817 A

本開示の一態様は、反りのある基板を接合した後に生じる基板間の歪みを低減する、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique for reducing distortion between substrates that occurs after bonding warped substrates.

本開示の一態様に係る接合装置は、第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する。前記接合装置は、第1保持部と、第2保持部と、押動部と、温度調節部と、制御部と、を備える。前記第1保持部は、前記第1基板を上方から保持する。前記第2保持部は、前記第2基板を下方から保持する。前記押動部は、前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる。前記温度調節部は、接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する。前記制御部は、接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する。前記接合装置は、接合前における前記第1基板又は前記第2基板の反りを測定する測定部を備える。 A bonding apparatus according to an aspect of the present disclosure bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate facing each other to produce a laminated substrate including the first substrate and the second substrate. The bonding apparatus includes a first holding unit, a second holding unit, a pressing unit, a temperature adjustment unit, and a control unit. The first holding unit holds the first substrate from above. The second holding unit holds the second substrate from below. The pressing unit presses down the center of the first substrate, which is spaced apart from the second substrate, to contact the second substrate. The temperature adjustment unit adjusts the temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding. The control unit controls the temperature adjustment unit based on at least one of the warping of the first substrate and the second substrate before bonding and the distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding . The bonding apparatus includes a measurement unit that measures the warping of the first substrate or the second substrate before bonding.

本開示の一態様によれば、反りのある基板を接合した後に生じる基板間の歪みを低減できる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to reduce the distortion between substrates that occurs after bonding substrates that have warping.

図1は、一実施形態に係る接合装置を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a joining device according to an embodiment. 図2は、図1の接合装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the joining device of FIG. 図3は、第1基板及び第2基板の一例を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing an example of the first substrate and the second substrate. 図4は、一実施形態に係る接合方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart illustrating a bonding method according to one embodiment. 図5は、第1位置調節装置の一例を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing an example of the first position adjustment device. 図6(A)は第1温度調節装置の一例を示す側面図であり、図6(B)は図6(A)の第1温度調節装置の基板保持面を下方から見た図である。FIG. 6A is a side view showing an example of a first temperature adjustment device, and FIG. 6B is a view showing the substrate holding surface of the first temperature adjustment device of FIG. 6A as viewed from below. 図7は、接合モジュールの一例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an example of a joining module. 図8は、図7の接合モジュールの側面図である。FIG. 8 is a side view of the interface module of FIG. 図9は、上チャック及び下チャックの一例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an upper chuck and a lower chuck. 図10は、図4のステップS109の詳細を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart showing the details of step S109 in FIG. 図11(A)はステップS112における動作の一例を示す側面図であり、図11(B)は図11(A)に続く動作を示す側面図であり、図11(C)は図11(B)に続く動作を示す側面図である。FIG. 11(A) is a side view showing an example of the operation in step S112, FIG. 11(B) is a side view showing the operation following FIG. 11(A), and FIG. 11(C) is a side view showing the operation following FIG. 11(B). 図12(A)はステップS113における動作の一例を示す断面図であり、図12(B)はステップS114における動作の一例を示す断面図であり、図12(C)は図12(B)に続く動作を示す断面図である。12A is a cross-sectional view showing an example of the operation in step S113, FIG. 12B is a cross-sectional view showing an example of the operation in step S114, and FIG. 12C is a cross-sectional view showing an operation following FIG. 12B. 図13(A)は反りの一例を示す斜視図であり、図13(B)は図13(A)の反りによって接合後に生じた歪みを示す平面図であり、図13(C)は図13(B)の歪みを低減するための温度制御を示す平面図であり、図13(D)は図13(C)の温度制御によって生じる応力を示す平面図である。FIG. 13(A) is a perspective view showing an example of warping, FIG. 13(B) is a plan view showing the distortion caused after bonding due to the warping of FIG. 13(A), FIG. 13(C) is a plan view showing temperature control for reducing the distortion of FIG. 13(B), and FIG. 13(D) is a plan view showing the stress caused by the temperature control of FIG. 13(C). 図14(A)は反りの別の一例を示す斜視図であり、図14(B)は図14(A)の反りによって接合後に生じた歪みを示す平面図であり、図14(C)は図14(B)の歪みを低減するための温度制御を示す平面図であり、図14(D)は図14(C)の温度制御によって生じる応力を示す平面図である。FIG. 14(A) is a perspective view showing another example of warping, FIG. 14(B) is a plan view showing the distortion caused after bonding due to the warping of FIG. 14(A), FIG. 14(C) is a plan view showing temperature control for reducing the distortion of FIG. 14(B), and FIG. 14(D) is a plan view showing the stress caused by the temperature control of FIG. 14(C). 図15(A)は下ウェハの反りの一例を示す斜視図であり、図15(B)は下ウェハの吸着圧力分布の一例を示す平面図である。FIG. 15A is a perspective view showing an example of warping of the lower wafer, and FIG. 15B is a plan view showing an example of suction pressure distribution of the lower wafer.

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。また、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は互いに垂直な方向であり、X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding configurations in each drawing are given the same reference numerals, and descriptions thereof may be omitted. In addition, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are mutually perpendicular directions, the X-axis direction and the Y-axis direction are horizontal directions, and the Z-axis direction is vertical.

先ず、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る接合装置1について説明する。接合装置1は、図3に示すように、第1基板W1と第2基板W2とを接合し、重合基板Tを作製する。第1基板W1及び第2基板W2の少なくとも1つは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。第1基板W1及び第2基板W2の1つは、電子回路が形成されていないベアウェハであってもよい。第1基板W1と第2基板W2とは、略同径を有する。化合物半導体ウェハは、特に限定されないが、例えばGaAsウェハ、SiCウェハ、GaNウェハ、又はInPウェハである。 First, the bonding apparatus 1 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. As shown in Fig. 3, the bonding apparatus 1 bonds a first substrate W1 and a second substrate W2 to produce a laminated substrate T. At least one of the first substrate W1 and the second substrate W2 is a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer on which multiple electronic circuits are formed. One of the first substrate W1 and the second substrate W2 may be a bare wafer on which no electronic circuits are formed. The first substrate W1 and the second substrate W2 have approximately the same diameter. The compound semiconductor wafer is not particularly limited, but may be, for example, a GaAs wafer, a SiC wafer, a GaN wafer, or an InP wafer.

以下、第1基板W1を「上ウェハW1」と記載し、第2基板W2を「下ウェハW2」、重合基板Tを「重合ウェハT」と記載する場合がある。図3に示すように、上ウェハW1の板面のうち、下ウェハW2と接合される側の板面を「接合面W1j」と記載し、接合面W1jとは反対側の板面を「非接合面W1n」と記載する。また、下ウェハW2の板面のうち、上ウェハW1と接合される側の板面を「接合面W2j」と記載し、接合面W2jとは反対側の板面を「非接合面W2n」と記載する。 Hereinafter, the first substrate W1 may be referred to as the "upper wafer W1", the second substrate W2 may be referred to as the "lower wafer W2", and the overlapped substrate T may be referred to as the "overlapped wafer T". As shown in FIG. 3, of the surfaces of the upper wafer W1, the surface that is bonded to the lower wafer W2 is referred to as the "bonding surface W1j", and the surface opposite the bonding surface W1j is referred to as the "non-bonding surface W1n". Also, of the surfaces of the lower wafer W2, the surface that is bonded to the upper wafer W1 is referred to as the "bonding surface W2j", and the surface opposite the bonding surface W2j is referred to as the "non-bonding surface W2n".

図1に示すように、接合装置1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2及び処理ステーション3は、X軸正方向に沿って、搬入出ステーション2及び処理ステーション3の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション2及び処理ステーション3は、一体的に接続される。 As shown in FIG. 1, the joining device 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3. The loading/unloading station 2 and the processing station 3 are arranged in the positive direction of the X-axis in the order of the loading/unloading station 2 and the processing station 3. The loading/unloading station 2 and the processing station 3 are also connected together.

搬入出ステーション2は、載置台10と、搬送領域20とを備える。載置台10は、複数の載置板11を備える。各載置板11には、複数枚(例えば、25枚)の基板を水平状態で収容するカセットC1,C2,C3がそれぞれ載置される。カセットC1は上ウェハW1を収容するカセットであり、カセットC2は下ウェハW2を収容するカセットであり、カセットC3は重合ウェハTを収容するカセットである。なお、カセットC1,C2において、上ウェハW1及び下ウェハW2は、それぞれ接合面W1j,W2jを上面にした状態で向きを揃えて収容される。 The loading/unloading station 2 includes a mounting table 10 and a transfer area 20. The mounting table 10 includes multiple mounting plates 11. Each mounting plate 11 is loaded with a cassette C1, C2, or C3 that stores multiple substrates (e.g., 25 substrates) in a horizontal position. Cassette C1 stores an upper wafer W1, cassette C2 stores a lower wafer W2, and cassette C3 stores a laminated wafer T. In cassettes C1 and C2, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are stored with their bonding surfaces W1j and W2j facing upwards and aligned in the same direction.

搬送領域20は、載置台10のX軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域20には、Y軸方向に延在する搬送路21と、この搬送路21に沿って移動可能な搬送装置22とが設けられる。搬送装置22は、X軸方向にも移動可能かつZ軸周りに旋回可能であり、載置台10上に載置されたカセットC1~C3と、後述する処理ステーション3の第3処理ブロックG3との間で、上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTの搬送を行う。 The transfer area 20 is disposed adjacent to the mounting table 10 on the positive side of the X-axis. The transfer area 20 is provided with a transfer path 21 extending in the Y-axis direction and a transfer device 22 that can move along the transfer path 21. The transfer device 22 can also move in the X-axis direction and rotate around the Z-axis, and transfers the upper wafer W1, lower wafer W2, and overlapped wafer T between the cassettes C1 to C3 placed on the mounting table 10 and the third processing block G3 of the processing station 3, which will be described later.

なお、載置台10上に載置されるカセットC1~C3の個数は、図示のものに限定されない。また、載置台10上には、カセットC1,C2,C3以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセット等が載置されてもよい。 The number of cassettes C1 to C3 placed on the mounting table 10 is not limited to that shown in the figure. In addition to the cassettes C1, C2, and C3, cassettes for recovering defective substrates may also be placed on the mounting table 10.

処理ステーション3には、例えば3つの処理ブロックG1,G2,G3が設けられる。例えば処理ステーション3の背面側(図1のY軸正方向側)には、第1処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の正面側(図1のY軸負方向側)には、第2処理ブロックG2が設けられる。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1のX軸負方向側)には、第3処理ブロックG3が設けられる。 In the processing station 3, for example, three processing blocks G1, G2, and G3 are provided. For example, a first processing block G1 is provided on the rear side of the processing station 3 (the positive Y-axis side in FIG. 1), and a second processing block G2 is provided on the front side of the processing station 3 (the negative Y-axis side in FIG. 1). In addition, a third processing block G3 is provided on the loading/unloading station 2 side of the processing station 3 (the negative X-axis side in FIG. 1).

また、第1処理ブロックG1~第3処理ブロックG3に囲まれた領域には、搬送領域60が形成される。搬送領域60には、搬送装置61が配置される。搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。 A transport area 60 is formed in the area surrounded by the first processing block G1 to the third processing block G3. A transport device 61 is disposed in the transport area 60. The transport device 61 has a transport arm that is movable, for example, in the vertical direction, the horizontal direction, and around the vertical axis.

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及び第3処理ブロックG3内の所定の装置に上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTを搬送する。 The transfer device 61 moves within the transfer area 60 and transfers the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T to predetermined devices within the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3 adjacent to the transfer area 60.

第1処理ブロックG1には、例えば、表面改質装置33と、表面親水化装置34と、が配置される。表面改質装置33は、上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jを改質する。表面親水化装置34は、改質された上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jを親水化する。 In the first processing block G1, for example, a surface modification device 33 and a surface hydrophilization device 34 are arranged. The surface modification device 33 modifies the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2. The surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the modified bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2.

例えば、表面改質装置33は、接合面W1j,W2jにおけるSiOの結合を切断し、Siの未結合手を形成し、その後の親水化を可能にする。表面改質装置33では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、酸素イオンが、上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2の接合面W2jに照射されることにより、接合面W1j、W2jがプラズマ処理されて改質される。処理ガスは、酸素ガスには限定されず、例えば窒素ガスなどでもよい。 For example, the surface modification device 33 breaks the SiO2 bonds on the bonding surfaces W1j and W2j to form dangling bonds of Si, enabling subsequent hydrophilization. In the surface modification device 33, for example, oxygen gas, which is a processing gas, is excited to be plasmatized and ionized in a reduced pressure atmosphere. Then, the oxygen ions are irradiated onto the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2, whereby the bonding surfaces W1j and W2j are plasma-processed and modified. The processing gas is not limited to oxygen gas, and may be, for example, nitrogen gas or the like.

表面親水化装置34は、例えば純水等の親水化処理液によって上ウェハW1の接合面W1j及び下ウェハW2のW2jを親水化する。表面親水化装置34は、接合面W1j,W2jを洗浄する役割も有する。表面親水化装置34では、例えばスピンチャックに保持された上ウェハW1又は下ウェハW2を回転させながら、当該上ウェハW1又は下ウェハW2上に純水を供給する。これにより、純水が接合面W1j,W2j上を拡散し、Siの未結合手にOH基が付き、接合面W1j,W2jが親水化される。 The surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 using a hydrophilization treatment liquid such as pure water. The surface hydrophilization device 34 also has the role of cleaning the bonding surfaces W1j, W2j. In the surface hydrophilization device 34, pure water is supplied onto the upper wafer W1 or the lower wafer W2 while rotating the upper wafer W1 or the lower wafer W2 held by, for example, a spin chuck. As a result, the pure water diffuses onto the bonding surfaces W1j, W2j, and OH groups are attached to the dangling bonds of Si, making the bonding surfaces W1j, W2j hydrophilic.

第2処理ブロックG2には、例えば、接合モジュール41と、第1温度調節装置42と、第2温度調節装置43と、が配置される。接合モジュール41は、親水化された上ウェハW1と下ウェハW2とを接合し、重合ウェハTを作製する。第1温度調節装置42は、接合前、つまり、下ウェハW2との接触前に、上ウェハW1の温度分布を調節する。第2温度調節装置43は、接合前、つまり、上ウェハW1との接触前に、下ウェハW2の温度分布を調節する。なお、本実施形態では、第1温度調節装置42及び第2温度調節装置43は、接合モジュール41とは別に設けられるが、接合モジュール41の一部として設けられてもよい。 In the second processing block G2, for example, a bonding module 41, a first temperature adjustment device 42, and a second temperature adjustment device 43 are arranged. The bonding module 41 bonds the hydrophilized upper wafer W1 and the lower wafer W2 to produce a laminated wafer T. The first temperature adjustment device 42 adjusts the temperature distribution of the upper wafer W1 before bonding, i.e., before contact with the lower wafer W2. The second temperature adjustment device 43 adjusts the temperature distribution of the lower wafer W2 before bonding, i.e., before contact with the upper wafer W1. In this embodiment, the first temperature adjustment device 42 and the second temperature adjustment device 43 are provided separately from the bonding module 41, but may be provided as part of the bonding module 41.

第3処理ブロックG3には、例えば、上方から下方に向けて、第1位置調節装置51、第2位置調節装置52、及びトランジション装置53,54がこの順で積層されて配置される(図2参照)。なお、第3処理ブロックG3における各装置の配置場所は、図2に示す配置場所には限定されない。第1位置調節装置51は、上ウェハW1の水平方向の向きを調節し、また、上ウェハW1を上下反転し、上ウェハW1の接合面W1jを下向きにする。第2位置調節装置52は、下ウェハW2の水平方向の向きを調節する。トランジション装置53には、上ウェハW1が一時的に載置される。また、トランジション装置54には、下ウェハW2や重合ウェハTが一時的に載置される。 In the third processing block G3, for example, a first position adjustment device 51, a second position adjustment device 52, and transition devices 53 and 54 are stacked in this order from top to bottom (see FIG. 2). The locations of the devices in the third processing block G3 are not limited to those shown in FIG. 2. The first position adjustment device 51 adjusts the horizontal orientation of the upper wafer W1, and also turns the upper wafer W1 upside down so that the bonding surface W1j of the upper wafer W1 faces downward. The second position adjustment device 52 adjusts the horizontal orientation of the lower wafer W2. The upper wafer W1 is temporarily placed on the transition device 53. The lower wafer W2 and the overlapped wafer T are temporarily placed on the transition device 54.

接合装置1は、制御装置90を備える。制御装置90は、例えばコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリ等の記憶媒体92とを備える。記憶媒体92には、接合装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御装置90は、記憶媒体92に記憶されたプログラムをCPU91に実行させることにより、接合装置1の動作を制御する。 The joining device 1 includes a control device 90. The control device 90 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 91 and a storage medium 92 such as a memory. The storage medium 92 stores programs that control various processes executed in the joining device 1. The control device 90 controls the operation of the joining device 1 by having the CPU 91 execute the programs stored in the storage medium 92.

次に、図4を参照して、本実施形態の接合方法について説明する。図4に示すステップS101~S109は、制御装置90による制御下で実施される。 Next, the joining method of this embodiment will be described with reference to FIG. 4. Steps S101 to S109 shown in FIG. 4 are performed under the control of the control device 90.

先ず、複数枚の上ウェハW1を収容したカセットC1、複数枚の下ウェハW2を収容したカセットC2、及び空のカセットC3が、搬入出ステーション2の載置台10上に載置される。 First, a cassette C1 containing multiple upper wafers W1, a cassette C2 containing multiple lower wafers W2, and an empty cassette C3 are placed on the placement table 10 of the loading/unloading station 2.

次に、搬送装置22が、カセットC1内の上ウェハW1を取り出し、処理ステーション3の第3処理ブロックG3のトランジション装置53に搬送する。その後、搬送装置61が、トランジション装置53から上ウェハW1を取り出し、第1処理ブロックG1の表面改質装置33に搬送する。 Next, the transfer device 22 removes the upper wafer W1 from the cassette C1 and transfers it to the transition device 53 in the third processing block G3 of the processing station 3. After that, the transfer device 61 removes the upper wafer W1 from the transition device 53 and transfers it to the surface modification device 33 in the first processing block G1.

次に、表面改質装置33が、上ウェハW1の接合面W1jを改質する(ステップS101)。接合面W1jの改質は、接合面W1jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面改質装置33から上ウェハW1を取り出し、表面親水化装置34に搬送する。 Next, the surface modification device 33 modifies the bonding surface W1j of the upper wafer W1 (step S101). The modification of the bonding surface W1j is performed with the bonding surface W1j facing upward. Thereafter, the transfer device 61 removes the upper wafer W1 from the surface modification device 33 and transfers it to the surface hydrophilization device 34.

次に、表面親水化装置34が、上ウェハW1の接合面W1jを親水化する(ステップS102)。接合面W1jの親水化は、接合面W1jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面親水化装置34から上ウェハW1を取り出し、第3処理ブロックG3の第1位置調節装置51に搬送する。 Next, the surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the bonding surface W1j of the upper wafer W1 (step S102). The hydrophilization of the bonding surface W1j is performed with the bonding surface W1j facing upward. After that, the transfer device 61 removes the upper wafer W1 from the surface hydrophilization device 34 and transfers it to the first position adjustment device 51 in the third processing block G3.

次に、第1位置調節装置51が、上ウェハW1の水平方向の向きを調節し、上ウェハW1の上下を反転する(ステップS103)。その結果、上ウェハW1のノッチが所定の方位に向けられ、上ウェハW1の接合面W1jが下に向けられる。その後、搬送装置61が、第1位置調節装置51から上ウェハW1を取り出し、第2処理ブロックG2の第1温度調節装置42に搬送する。 Next, the first position adjustment device 51 adjusts the horizontal orientation of the upper wafer W1 and turns the upper wafer W1 upside down (step S103). As a result, the notch of the upper wafer W1 is oriented in a predetermined direction, and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 faces downward. After that, the transfer device 61 removes the upper wafer W1 from the first position adjustment device 51 and transfers it to the first temperature adjustment device 42 in the second processing block G2.

次に、第1温度調節装置42が、上ウェハW1の温度を調節する(ステップS104)。上ウェハW1の温調は、上ウェハW1の接合面W1jを下に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、第1温度調節装置42から上ウェハW1を取り出し、接合モジュール41に搬送する。 Next, the first temperature adjustment device 42 adjusts the temperature of the upper wafer W1 (step S104). The temperature adjustment of the upper wafer W1 is performed with the bonding surface W1j of the upper wafer W1 facing downward. Thereafter, the transfer device 61 removes the upper wafer W1 from the first temperature adjustment device 42 and transfers it to the bonding module 41.

上ウェハW1に対する上記の処理と並行して、下ウェハW2に対する下記の処理が実施される。先ず、搬送装置22が、カセットC2内の下ウェハW2を取り出し、処理ステーション3の第3処理ブロックG3のトランジション装置54に搬送する。その後、搬送装置61が、トランジション装置54から下ウェハW2を取り出し、第1処理ブロックG1の表面改質装置33に搬送する。 In parallel with the above processing of the upper wafer W1, the following processing is performed on the lower wafer W2. First, the transfer device 22 removes the lower wafer W2 from the cassette C2 and transfers it to the transition device 54 in the third processing block G3 of the processing station 3. Then, the transfer device 61 removes the lower wafer W2 from the transition device 54 and transfers it to the surface modification device 33 in the first processing block G1.

次に、表面改質装置33が、下ウェハW2の接合面W2jを改質する(ステップS105)。接合面W2jの改質は、接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面改質装置33から下ウェハW2を取り出し、表面親水化装置34に搬送する。 Next, the surface modification device 33 modifies the bonding surface W2j of the lower wafer W2 (step S105). The modification of the bonding surface W2j is performed with the bonding surface W2j facing upward. Thereafter, the transfer device 61 removes the lower wafer W2 from the surface modification device 33 and transfers it to the surface hydrophilization device 34.

次に、表面親水化装置34が、下ウェハW2の接合面W2jを親水化する(ステップS106)。接合面W2jの親水化は、接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、表面親水化装置34から下ウェハW2を取り出し、第3処理ブロックG3の第2位置調節装置52に搬送する。 Next, the surface hydrophilization device 34 hydrophilizes the bonding surface W2j of the lower wafer W2 (step S106). The hydrophilization of the bonding surface W2j is performed with the bonding surface W2j facing upward. Thereafter, the transfer device 61 removes the lower wafer W2 from the surface hydrophilization device 34 and transfers it to the second position adjustment device 52 in the third processing block G3.

次に、第2位置調節装置52が、下ウェハW2の水平方向の向きを調節する(ステップS107)。その結果、下ウェハW2のノッチが所定の方位に向けられる。その後、搬送装置61が、第2位置調節装置52から下ウェハW2を取り出し、第2処理ブロックG2の第2温度調節装置43に搬送する。 Next, the second position adjustment device 52 adjusts the horizontal orientation of the lower wafer W2 (step S107). As a result, the notch of the lower wafer W2 is oriented in a predetermined direction. Thereafter, the transfer device 61 removes the lower wafer W2 from the second position adjustment device 52 and transfers it to the second temperature adjustment device 43 in the second processing block G2.

次に、第2温度調節装置43が、下ウェハW2の温度を調節する(ステップS108)。下ウェハW2の温調は、下ウェハW2の接合面W2jを上に向けた状態で実施される。その後、搬送装置61が、第2温度調節装置43から下ウェハW2を取り出し、接合モジュール41に搬送する。 Next, the second temperature adjustment device 43 adjusts the temperature of the lower wafer W2 (step S108). The temperature adjustment of the lower wafer W2 is performed with the bonding surface W2j of the lower wafer W2 facing upward. Thereafter, the transfer device 61 removes the lower wafer W2 from the second temperature adjustment device 43 and transfers it to the bonding module 41.

次に、接合モジュール41が、上ウェハW1と下ウェハW2を接合し、重合ウェハTを製造する(ステップS109)。その後、搬送装置61が、接合モジュール41から重合ウェハTを取り出し、第3処理ブロックG3のトランジション装置54に搬送する。 Next, the bonding module 41 bonds the upper wafer W1 and the lower wafer W2 to produce a laminated wafer T (step S109). After that, the transfer device 61 removes the laminated wafer T from the bonding module 41 and transfers it to the transition device 54 in the third processing block G3.

最後に、搬送装置22が、トランジション装置54から重合ウェハTを取り出し、載置台10上のカセットC3に搬送する。これにより、一連の処理が終了する。 Finally, the transfer device 22 removes the laminated wafer T from the transition device 54 and transfers it to the cassette C3 on the mounting table 10. This completes the series of processes.

次に、図5を参照して、第1位置調節装置51の一例について説明する。なお、第2位置調節装置52は、基台反転部51dを有しない点を除き、第1位置調節装置51と同様に構成されるので、説明を省略する。 Next, an example of the first position adjustment device 51 will be described with reference to FIG. 5. The second position adjustment device 52 is configured similarly to the first position adjustment device 51 except that it does not have the base inversion section 51d, and therefore will not be described.

第1位置調節装置51は、基台51aと、上ウェハW1を吸着保持して回転させる保持部51bと、上ウェハW1及び下ウェハW2のノッチの位置を検出する検出部51cと、を有する。保持部51bが上ウェハW1を吸着保持して回転させながら、検出部51cが上ウェハW1のノッチの位置を検出することで、ノッチの位置が調節され、上ウェハW1の水平方向の向きが調節される。 The first position adjustment device 51 has a base 51a, a holding unit 51b that suction-holds and rotates the upper wafer W1, and a detection unit 51c that detects the positions of the notches of the upper wafer W1 and the lower wafer W2. While the holding unit 51b suction-holds and rotates the upper wafer W1, the detection unit 51c detects the position of the notch of the upper wafer W1, thereby adjusting the position of the notch and adjusting the horizontal orientation of the upper wafer W1.

また、第1位置調節装置51は、基台51aを反転させる基台反転部51dを有する。基台反転部51dは、例えばモータなどを備え、基台51aを上下反転させ、保持部51bに保持された上ウェハW1を上下反転させる。これにより、上ウェハW1の接合面W1jが下向きになる。 The first position adjustment device 51 also has a base inversion unit 51d that inverts the base 51a. The base inversion unit 51d is equipped with, for example, a motor, and inverts the base 51a upside down, thereby inverting the upper wafer W1 held by the holder 51b upside down. As a result, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 faces downward.

次に、図6を参照して、第1温度調節装置42の一例について説明する。なお、第2温度調節装置43は、下ウェハW2を下方から保持する点を除き、第1温度調節装置42と同様に構成されるので、説明を省略する。 Next, an example of the first temperature adjustment device 42 will be described with reference to FIG. 6. The second temperature adjustment device 43 is configured similarly to the first temperature adjustment device 42, except that it holds the lower wafer W2 from below, and therefore will not be described.

第1温度調節装置42は、図6(A)に示すように、上ウェハW1を上方から保持する温調プレート42aを有する。温調プレート42aは、上ウェハW1の接合面W1jを下に向けて、上ウェハW1を上方から水平に保持する。 As shown in FIG. 6(A), the first temperature adjustment device 42 has a temperature control plate 42a that holds the upper wafer W1 from above. The temperature control plate 42a holds the upper wafer W1 horizontally from above with the bonding surface W1j of the upper wafer W1 facing downward.

温調プレート42aは、図6(B)に示すように、上ウェハW1を局所的に加熱又は冷却する複数の素子42bを含む。素子42bは、特に限定されないが、例えばペルチェ素子である。ペルチェ素子は、電流の供給によって、吸熱又は発熱する。吸熱と発熱は、電流の向きで切り替えられる。また、吸熱量と発熱量は、電流の大きさで制御される。なお、上ウェハW1に温度差が生じればよく、素子42bとして、吸熱のみ、又は発熱のみを行うものが用いられてもよい。 As shown in FIG. 6(B), the temperature control plate 42a includes a plurality of elements 42b that locally heat or cool the upper wafer W1. The elements 42b are not particularly limited, but are, for example, Peltier elements. The Peltier elements absorb or generate heat when a current is supplied to them. The direction of the current switches between heat absorption and heat generation. The amount of heat absorption and heat generation is controlled by the magnitude of the current. Note that as long as a temperature difference is generated in the upper wafer W1, the elements 42b that only absorb heat or only generate heat may be used.

複数の素子42bは、温調プレート42aの基板保持面である下面に面状に配列される。複数の素子42bは、それぞれ、円周方向に並べられると共に、同心円状に多段に並べられる。但し、素子42bの配置は、特に限定されない。例えば、複数の素子42bは、碁盤の目状に並べられてもよい。 The multiple elements 42b are arranged in a planar manner on the lower surface, which is the substrate holding surface, of the temperature control plate 42a. The multiple elements 42b are arranged in the circumferential direction and in multiple concentric rows. However, the arrangement of the elements 42b is not particularly limited. For example, the multiple elements 42b may be arranged in a checkerboard pattern.

制御装置90は、複数の素子42bを個別に制御することにより、上ウェハW1の接合面W1jを複数の領域に分けて個別に温調する。その結果、上ウェハW1の接合面W1jの温度分布を制御できる。 The control device 90 controls the elements 42b individually to divide the bonding surface W1j of the upper wafer W1 into multiple regions and adjust the temperature of each region individually. As a result, the temperature distribution of the bonding surface W1j of the upper wafer W1 can be controlled.

次に、図7~図9を参照して、接合モジュール41の一例について説明する。図7に示すように、接合モジュール41は、内部を密閉可能な処理容器210を有する。処理容器210の搬送領域60側の側面には搬入出口211が形成され、当該搬入出口211には開閉シャッタ212が設けられる。上ウェハW1、下ウェハW2及び重合ウェハTは、搬入出口211を介して搬入出される。 Next, an example of the bonding module 41 will be described with reference to Figures 7 to 9. As shown in Figure 7, the bonding module 41 has a processing vessel 210 whose interior can be sealed. A loading/unloading port 211 is formed on the side of the processing vessel 210 facing the transfer area 60, and an opening/closing shutter 212 is provided at the loading/unloading port 211. The upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T are loaded and unloaded through the loading/unloading port 211.

図8に示すように、処理容器210の内部には、上チャック230と下チャック231
とが設けられる。上チャック230は、上ウェハW1の接合面W1jを下に向けて、上ウェハW1を上方から保持する。また、下チャック231は、上チャック230の下方に設けられ、下ウェハW2の接合面W2jを上に向けて、下ウェハW2を下方から保持する。
As shown in FIG. 8, an upper chuck 230 and a lower chuck 231 are provided inside the processing vessel 210.
The upper chuck 230 holds the upper wafer W1 from above with the bonding surface W1j of the upper wafer W1 facing downward. The lower chuck 231 is provided below the upper chuck 230 and holds the lower wafer W2 from below with the bonding surface W2j of the lower wafer W2 facing upward.

上チャック230は、処理容器210の天井面に設けられた支持部材280に支持される。一方、下チャック231は、当該下チャック231の下方に設けられた第1下チャック移動部291に支持される。 The upper chuck 230 is supported by a support member 280 provided on the ceiling surface of the processing vessel 210. Meanwhile, the lower chuck 231 is supported by a first lower chuck moving part 291 provided below the lower chuck 231.

第1下チャック移動部291は、後述するように下チャック231を水平方向(Y軸方向)に移動させる。また、第1下チャック移動部291は、下チャック231を鉛直方向に移動自在、かつ鉛直軸回りに回転可能に構成される。 The first lower chuck moving part 291 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction (Y-axis direction) as described below. The first lower chuck moving part 291 is also configured to be able to move the lower chuck 231 vertically and rotate around a vertical axis.

第1下チャック移動部291は、当該第1下チャック移動部291の下面側に設けられ、水平方向(Y軸方向)に延伸する一対のレール295に取り付けられる。第1下チャック移動部291は、レール295に沿って移動自在に構成される。レール295は、第2下チャック移動部296に設けられる。 The first lower chuck moving part 291 is provided on the underside of the first lower chuck moving part 291 and is attached to a pair of rails 295 extending in the horizontal direction (Y-axis direction). The first lower chuck moving part 291 is configured to be movable along the rails 295. The rails 295 are provided on the second lower chuck moving part 296.

第2下チャック移動部296は、当該第2下チャック移動部296の下面側に設けられ、水平方向(X軸方向)に延伸する一対のレール297に取り付けられる。第2下チャック移動部296は、レール297に沿って移動自在に、即ち下チャック231を水平方向(X軸方向)に移動させるように構成される。なお、一対のレール297は、処理容器210の底面に設けられた載置台298上に設けられる。 The second lower chuck moving part 296 is provided on the underside of the second lower chuck moving part 296 and is attached to a pair of rails 297 extending in the horizontal direction (X-axis direction). The second lower chuck moving part 296 is configured to be movable along the rails 297, i.e., to move the lower chuck 231 in the horizontal direction (X-axis direction). The pair of rails 297 are provided on a mounting table 298 provided on the bottom surface of the processing vessel 210.

第1下チャック移動部291と、第2下チャック移動部296とで、移動機構290が構成される。移動機構290は、上チャック230と下チャック231の相対位置を、基板受渡位置と、接合位置との間で移動させる。 The first lower chuck moving part 291 and the second lower chuck moving part 296 constitute the moving mechanism 290. The moving mechanism 290 moves the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 between the substrate transfer position and the joining position.

基板受渡位置は、上チャック230が上ウェハW1を搬送装置61から受け取り、また、下チャック231が下ウェハW2を搬送装置61から受け取り、下チャック231が重合ウェハTを搬送装置61に渡す位置である。基板受渡位置は、n(nは1以上の自然数)回目の接合で作製された重合ウェハTの搬出と、n+1回目の接合で接合される上ウェハW1及び下ウェハW2の搬入とが連続して行われる位置である。基板受渡位置は、例えば図7及び図8に示す位置である。 The substrate transfer position is a position where the upper chuck 230 receives the upper wafer W1 from the transfer device 61, the lower chuck 231 receives the lower wafer W2 from the transfer device 61, and the lower chuck 231 transfers the overlapped wafer T to the transfer device 61. The substrate transfer position is a position where the overlapped wafer T produced in the nth (n is a natural number equal to or greater than 1) bonding is continuously removed and the upper wafer W1 and lower wafer W2 to be bonded in the n+1th bonding are continuously removed. The substrate transfer position is, for example, the position shown in Figures 7 and 8.

搬送装置61は、上ウェハW1を上チャック230に渡す際に、上チャック230の真下に進入する。また、搬送装置61は、重合ウェハTを下チャック231から受け取り、下ウェハW2を下チャック231に渡す際に、下チャック231の真上に進入する。搬送装置61が進入しやすいように、上チャック230と下チャック231とは横にずらされており、上チャック230と下チャック231の鉛直方向の間隔も大きい。 When transferring the upper wafer W1 to the upper chuck 230, the transfer device 61 enters directly below the upper chuck 230. Also, when receiving the overlapped wafer T from the lower chuck 231 and transferring the lower wafer W2 to the lower chuck 231, the transfer device 61 enters directly above the lower chuck 231. To make it easier for the transfer device 61 to enter, the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are shifted to the side, and the vertical distance between the upper chuck 230 and the lower chuck 231 is also large.

一方、接合位置は、上ウェハW1と下ウェハW2とを所定の間隔をおいて向かい合わせ、接合する位置である。接合位置は、例えば図9に示す位置である。接合位置では、基板受渡位置に比べて、鉛直方向における上ウェハW1と下ウェハW2との間隔が狭い。また、接合位置では、基板受渡位置とは異なり、鉛直方向視にて上ウェハW1と下ウェハW2とが重なる。 On the other hand, the bonding position is a position where the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are faced with a predetermined distance apart and bonded. The bonding position is, for example, the position shown in FIG. 9. At the bonding position, the distance between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the vertical direction is narrower than at the substrate transfer position. Also, at the bonding position, unlike the substrate transfer position, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 overlap when viewed in the vertical direction.

移動機構290は、上チャック230と下チャック231の相対位置を、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)と、鉛直方向とに移動させる。なお、移動機構290は、本実施形態では下チャック231を移動させるが、下チャック231と上チャック230のいずれを移動させてもよく、両者を移動させてもよい。また、移動機構290は、上チャック230又は下チャック231を鉛直軸周りに回転させてもよい。 The moving mechanism 290 moves the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 in the horizontal direction (both the X-axis direction and the Y-axis direction) and the vertical direction. In this embodiment, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231, but it may move either the lower chuck 231 or the upper chuck 230, or may move both. The moving mechanism 290 may also rotate the upper chuck 230 or the lower chuck 231 around the vertical axis.

図9に示すように、上チャック230は、複数(例えば3つ)の領域230a,230b,230cに区画される。これら領域230a,230b,230cは、上チャック230の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。領域230aは平面視において円形状を有し、領域230b,230cは平面視において環状形状を有する。 As shown in FIG. 9, the upper chuck 230 is partitioned into multiple (e.g., three) regions 230a, 230b, and 230c. These regions 230a, 230b, and 230c are provided in this order from the center of the upper chuck 230 toward the periphery. Region 230a has a circular shape in a plan view, and regions 230b and 230c have annular shapes in a plan view.

各領域230a,230b,230cには、吸引管240a,240b,240cがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管240a,240b,240cには、異なる真空ポンプ241a,241b,241cがそれぞれ接続される。上チャック230は、各領域230a,230b,230c毎に、上ウェハW1を真空吸着可能である。 Suction pipes 240a, 240b, and 240c are provided independently for each of the regions 230a, 230b, and 230c. Different vacuum pumps 241a, 241b, and 241c are connected to the respective suction pipes 240a, 240b, and 240c. The upper chuck 230 can vacuum-suck the upper wafer W1 for each of the regions 230a, 230b, and 230c.

上チャック230には、鉛直方向に昇降自在な複数の保持ピン245が設けられる。複数の保持ピン245は、真空ポンプ246に接続され、真空ポンプ246の作動によって上ウェハW1を真空吸着する。上ウェハW1は、複数の保持ピン245の下端に真空吸着される。複数の保持ピン245の代わりに、リング状の吸着パッドが用いられてもよい。 The upper chuck 230 is provided with a plurality of holding pins 245 that can be raised and lowered vertically. The plurality of holding pins 245 are connected to a vacuum pump 246, and the upper wafer W1 is vacuum-adsorbed by operation of the vacuum pump 246. The upper wafer W1 is vacuum-adsorbed to the lower ends of the plurality of holding pins 245. Ring-shaped suction pads may be used instead of the plurality of holding pins 245.

複数の保持ピン245は、下降することで、上チャック230の保持面から突出する。その状態で、複数の保持ピン245は、上ウェハW1を真空吸着し、搬送装置61から受け取る。その後、複数の保持ピン245が上昇し、上ウェハW1が上チャック230の保持面に接触させられる。続いて、上チャック230は、真空ポンプ241a,241b,241cの作動によって、各領域230a,230b,230cにおいて上ウェハW1を水平に真空吸着する。 The multiple holding pins 245 are lowered to protrude from the holding surface of the upper chuck 230. In this state, the multiple holding pins 245 vacuum-suck the upper wafer W1 and receive it from the transfer device 61. The multiple holding pins 245 then rise, and the upper wafer W1 is brought into contact with the holding surface of the upper chuck 230. Next, the upper chuck 230 vacuum-sucks the upper wafer W1 horizontally in each of the regions 230a, 230b, and 230c by operating the vacuum pumps 241a, 241b, and 241c.

また、上チャック230の中心部には、当該上チャック230を鉛直方向に貫通する貫通孔243が形成される。貫通孔243には、後述する押動部250が挿通される。押動部250は、下ウェハW2と間隔をおいて配置された上ウェハW1の中心を押し下げ、下ウェハW2に接触させる。 A through hole 243 that passes vertically through the upper chuck 230 is formed in the center of the upper chuck 230. A pushing part 250, which will be described later, is inserted into the through hole 243. The pushing part 250 pushes down the center of the upper wafer W1, which is arranged at a distance from the lower wafer W2, and brings it into contact with the lower wafer W2.

押動部250は、押動ピン251と、当該押動ピン251の昇降ガイドである外筒252とを有する。押動ピン251は、例えばモータを内蔵した駆動部(図示せず)によって、貫通孔243に挿通され、上チャック230の保持面から突出し、上ウェハW1の中心を押し下げる。 The pushing unit 250 has a pushing pin 251 and an outer cylinder 252 that serves as a lifting guide for the pushing pin 251. The pushing pin 251 is inserted into the through hole 243 by a drive unit (not shown) that has a built-in motor, for example, and protrudes from the holding surface of the upper chuck 230 to push down the center of the upper wafer W1.

下チャック231は、複数(例えば2つ)の領域231a、231bに区画される。これら領域231a、231bは、下チャック231の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。そして、領域231aは平面視において円形状を有し、領域231bは平面視において環状形状を有する。 The lower chuck 231 is partitioned into multiple (e.g., two) regions 231a and 231b. These regions 231a and 231b are provided in this order from the center to the periphery of the lower chuck 231. Region 231a has a circular shape in a plan view, and region 231b has an annular shape in a plan view.

各領域231a、231bには、吸引管260a、260bがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管260a、260bには、異なる真空ポンプ261a、261bがそれぞれ接続される。下チャック231は、各領域231a、231b毎に、下ウェハW2を真空吸着可能である。 Suction pipes 260a, 260b are provided independently for each region 231a, 231b. Different vacuum pumps 261a, 261b are connected to each suction pipe 260a, 260b. The lower chuck 231 can vacuum-suck the lower wafer W2 for each region 231a, 231b.

下チャック231には、鉛直方向に昇降自在な複数の保持ピン265が設けられる。下ウェハW2は、複数の保持ピン265の上端に載置される。なお、下ウェハW2は、複数の保持ピン265の上端に真空吸着されてもよい。 The lower chuck 231 is provided with a plurality of holding pins 265 that can be raised and lowered in the vertical direction. The lower wafer W2 is placed on the upper ends of the plurality of holding pins 265. The lower wafer W2 may be vacuum-attached to the upper ends of the plurality of holding pins 265.

複数の保持ピン265は、上昇することで、下チャック231の保持面から突出する。その状態で、複数の保持ピン265は、下ウェハW2を搬送装置61から受け取る。その後、複数の保持ピン265が下降し、下ウェハW2が下チャック231の保持面に接触させられる。続いて、上チャック230は、真空ポンプ261a,261bの作動によって、各領域231a,231bにおいて下ウェハW2を水平に真空吸着する。 The multiple holding pins 265 rise and protrude from the holding surface of the lower chuck 231. In this state, the multiple holding pins 265 receive the lower wafer W2 from the transfer device 61. The multiple holding pins 265 then descend and the lower wafer W2 is brought into contact with the holding surface of the lower chuck 231. Next, the upper chuck 230 horizontally vacuum-adsorbs the lower wafer W2 in each of the regions 231a and 231b by operating the vacuum pumps 261a and 261b.

次に、図10~図12を参照して、図4のステップS109の詳細について説明する。先ず、搬送装置61が、接合モジュール41に対する上ウェハW1と下ウェハW2の搬入を行う(ステップS111)。ステップS111の際、上チャック230と下チャック231の相対位置は、図7及び図8に示す基板受渡位置である。 Next, the details of step S109 in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 10 to 12. First, the transfer device 61 loads the upper wafer W1 and the lower wafer W2 into the bonding module 41 (step S111). During step S111, the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are the substrate transfer positions shown in FIGS. 7 and 8.

次に、移動機構290が、上チャック230と下チャック231の相対位置を、図7及び図8に示す基板受渡位置から、図9に示す接合位置に移動する(ステップS112)。ステップS112では、上ウェハW1と下ウェハW2の位置合わせが行われる。位置合わせには、図11に示すように第1カメラS1と第2カメラS2が用いられる。 Next, the moving mechanism 290 moves the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 from the substrate transfer position shown in FIGS. 7 and 8 to the bonding position shown in FIG. 9 (step S112). In step S112, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are aligned. For the alignment, a first camera S1 and a second camera S2 are used as shown in FIG. 11.

第1カメラS1は、上チャック230に対して固定されており、下チャック231に保持された下ウェハW2を撮像する。下ウェハW2の接合面W2jには、予め複数の基準点B1~B3が形成される。基準点B1~B3としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。 The first camera S1 is fixed to the upper chuck 230 and captures an image of the lower wafer W2 held by the lower chuck 231. A plurality of reference points B1 to B3 are formed in advance on the bonding surface W2j of the lower wafer W2. Patterns of electronic circuits or the like are used as the reference points B1 to B3. The number of reference points can be set arbitrarily.

一方、第2カメラS2は、下チャック231に対して固定されており、上チャック230に保持された上ウェハW1を撮像する。上ウェハW1の接合面W1jには、予め複数の基準点A1~A3が形成されている。基準点A1~A3としては、電子回路等のパターンが用いられる。基準点の数は、任意に設定可能である。 On the other hand, the second camera S2 is fixed to the lower chuck 231 and captures an image of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230. A number of reference points A1 to A3 are formed in advance on the bonding surface W1j of the upper wafer W1. Patterns of electronic circuits or the like are used as the reference points A1 to A3. The number of reference points can be set arbitrarily.

先ず、図11(A)に示すように、移動機構290が、第1カメラS1と第2カメラS2の相対的な水平方向位置の調節を行う。具体的には、第2カメラS2が第1カメラS1の略真下に位置するように、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる。そして、第1カメラS1と第2カメラS2とが共通のターゲットXを撮像し、第1カメラS1と第2カメラS2の水平方向位置が一致するように、移動機構290が第2カメラS2の水平方向位置を微調節する。 First, as shown in FIG. 11(A), the moving mechanism 290 adjusts the relative horizontal positions of the first camera S1 and the second camera S2. Specifically, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 horizontally so that the second camera S2 is positioned approximately directly below the first camera S1. Then, the moving mechanism 290 finely adjusts the horizontal position of the second camera S2 so that the first camera S1 and the second camera S2 capture an image of a common target X and the horizontal positions of the first camera S1 and the second camera S2 match.

次に、図11(B)に示すように、移動機構290が、下チャック231を鉛直上方に移動させ、続いて、上チャック230と下チャック231の水平方向位置を調節する。具体的には、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させながら、第1カメラS1が下ウェハW2の基準点B1~B3を順次撮像すると共に、第2カメラS2が上ウェハW1の基準点A1~A3を順次撮像する。なお、図11(B)は、第1カメラS1が下ウェハW2の基準点B1を撮像すると共に、第2カメラS2が上ウェハW1の基準点A1を撮像する様子を示している。 Next, as shown in FIG. 11(B), the movement mechanism 290 moves the lower chuck 231 vertically upward, and then adjusts the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231. Specifically, while the movement mechanism 290 moves the lower chuck 231 horizontally, the first camera S1 sequentially images the reference points B1 to B3 of the lower wafer W2, and the second camera S2 sequentially images the reference points A1 to A3 of the upper wafer W1. Note that FIG. 11(B) shows the first camera S1 imaging the reference point B1 of the lower wafer W2, and the second camera S2 imaging the reference point A1 of the upper wafer W1.

第1カメラS1及び第2カメラS2は、撮像した画像データを、制御装置90に送信する。制御装置90は、第1カメラS1で撮像した画像データと第2カメラS2で撮像した画像データとに基づいて移動機構290を制御し、鉛直方向視にて上ウェハW1の基準点A1~A3と下ウェハW2の基準点B1~B3とが合致するように下チャック231の水平方向位置を調節する。 The first camera S1 and the second camera S2 transmit the captured image data to the control device 90. The control device 90 controls the movement mechanism 290 based on the image data captured by the first camera S1 and the image data captured by the second camera S2, and adjusts the horizontal position of the lower chuck 231 so that the reference points A1 to A3 of the upper wafer W1 and the reference points B1 to B3 of the lower wafer W2 coincide with each other when viewed vertically.

次に、図11(C)に示すように、移動機構290が下チャック231を鉛直上方に移動させる。その結果、下ウェハW2の接合面W2jと上ウェハW1の接合面W1jとの間隔G(図9参照)は、予め定められた距離、例えば80μm~200μmになる。間隔Gの調節には、第1変位計S3と、第2変位計S4とが用いられる。 Next, as shown in FIG. 11(C), the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 vertically upward. As a result, the gap G (see FIG. 9) between the bonding surface W2j of the lower wafer W2 and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 becomes a predetermined distance, for example, 80 μm to 200 μm. A first displacement gauge S3 and a second displacement gauge S4 are used to adjust the gap G.

第1変位計S3は、第1カメラS1と同様に、上チャック230に対して固定されており、下チャック231に保持された下ウェハW2の厚みを測定する。第1変位計S3は、例えば下ウェハW2に対して光を照射し、下ウェハW2の上下両面で反射された反射光を受光し、下ウェハW2の厚みを測定する。その厚みの測定は、例えば移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる際に実施される。第1変位計S3の測定方式は、例えば共焦点方式、分光干渉方式、又は三角測距方式等である。第1変位計S3の光源は、LED又はレーザーである。 The first displacement meter S3, like the first camera S1, is fixed to the upper chuck 230 and measures the thickness of the lower wafer W2 held by the lower chuck 231. The first displacement meter S3, for example, irradiates light onto the lower wafer W2, receives light reflected from both the upper and lower surfaces of the lower wafer W2, and measures the thickness of the lower wafer W2. The thickness is measured, for example, when the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction. The measurement method of the first displacement meter S3 is, for example, a confocal method, a spectral interference method, or a triangulation method. The light source of the first displacement meter S3 is an LED or a laser.

一方、第2変位計S4は、第2カメラS2と同様に、下チャック231に対して固定されており、上チャック230に保持された上ウェハW1の厚みを測定する。第2変位計S4は、例えば上ウェハW1に対して光を照射し、上ウェハW1の上下両面で反射された反射光を受光し、上ウェハW1の厚みを測定する。その厚みの測定は、例えば移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させる際に実施される。第2変位計S4の測定方式は、例えば共焦点方式、分光干渉方式、又は三角測距方式等である。第2変位計S4の光源は、LED又はレーザーである。 On the other hand, the second displacement meter S4 is fixed to the lower chuck 231, similar to the second camera S2, and measures the thickness of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230. The second displacement meter S4, for example, irradiates light onto the upper wafer W1, receives light reflected from both the top and bottom surfaces of the upper wafer W1, and measures the thickness of the upper wafer W1. The thickness is measured, for example, when the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction. The measurement method of the second displacement meter S4 is, for example, a confocal method, a spectral interference method, or a triangulation method. The light source of the second displacement meter S4 is an LED or a laser.

第1変位計S3及び第2変位計S4は、測定したデータを、制御装置90に送信する。制御装置90は、第1変位計S3で測定したデータと第2変位計S4で測定したデータとに基づいて移動機構290を制御し、間隔Gが設定値になるように下チャック231の鉛直方向位置を調節する。 The first displacement gauge S3 and the second displacement gauge S4 transmit the measured data to the control device 90. The control device 90 controls the movement mechanism 290 based on the data measured by the first displacement gauge S3 and the data measured by the second displacement gauge S4, and adjusts the vertical position of the lower chuck 231 so that the gap G becomes the set value.

次に、真空ポンプ241aの作動が停止され、図12(A)に示すように、領域230aにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。その後、押動部250の押動ピン251が下降し、上ウェハW1の中心を押し下げ、下ウェハW2に接触させる(ステップS113)。その結果、上ウェハW1と下ウェハW2の中心同士が接合される。 Next, the operation of the vacuum pump 241a is stopped, and the vacuum suction of the upper wafer W1 in the region 230a is released, as shown in FIG. 12(A). After that, the pushing pin 251 of the pushing part 250 descends, pushing down the center of the upper wafer W1 and bringing it into contact with the lower wafer W2 (step S113). As a result, the centers of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are joined together.

上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ改質されているため、まず、接合面W1j,W2j間にファンデルワールス力(分子間力)が生じ、当該接合面W1j,W2j同士が接合される。さらに、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ親水化済みであるので、親水基(例えばOH基)が水素結合し、接合面W1j,W2j同士が強固に接合される。 Because the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 have each been modified, van der Waals forces (intermolecular forces) are first generated between the bonding surfaces W1j and W2j, and the bonding surfaces W1j and W2j are bonded to each other. Furthermore, because the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 have each been hydrophilized, hydrophilic groups (e.g., OH groups) form hydrogen bonds, and the bonding surfaces W1j and W2j are firmly bonded to each other.

次に、真空ポンプ241bの作動が停止され、図12(B)に示すように、領域230bにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。続いて、真空ポンプ241cの作動が停止され、図12(C)に示すように、領域230cにおける上ウェハW1の真空吸着が解除される。 Next, the operation of the vacuum pump 241b is stopped, and the vacuum suction of the upper wafer W1 in the region 230b is released, as shown in FIG. 12(B). Next, the operation of the vacuum pump 241c is stopped, and the vacuum suction of the upper wafer W1 in the region 230c is released, as shown in FIG. 12(C).

このように、上ウェハW1の中心から周縁に向けて、上ウェハW1の真空吸着が段階的に解除され、上ウェハW1が下ウェハW2に段階的に落下して当接する。そして、上ウェハW1と下ウェハW2の接合は、中心から周縁に向けて順次進行する(ステップS114)。その結果、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jとが全面で当接し、上ウェハW1と下ウェハW2とが接合され、重合ウェハTが得られる。その後、押動ピン251は、元の位置まで上昇させられる。 In this way, the vacuum suction of the upper wafer W1 is gradually released from the center toward the periphery of the upper wafer W1, and the upper wafer W1 gradually falls and comes into contact with the lower wafer W2. Then, the bonding of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 progresses sequentially from the center toward the periphery (step S114). As a result, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 come into contact over their entire surfaces, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded, and the overlapped wafer T is obtained. The pushing pin 251 is then raised to its original position.

次に、移動機構290が、上チャック230と下チャック231の相対位置を、図9に示す接合位置から、図7及び図8に示す基板受渡位置に移動する(ステップS115)。例えば、移動機構290は、先ず下チャック231を下降させ、下チャック231と上チャック230の鉛直方向の間隔を広げる。続いて、移動機構290は、下チャック231を横に移動させ、下チャック231と上チャック230を横にずらす。 Next, the moving mechanism 290 moves the relative positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 from the joining position shown in FIG. 9 to the substrate transfer position shown in FIG. 7 and FIG. 8 (step S115). For example, the moving mechanism 290 first lowers the lower chuck 231 to widen the vertical gap between the lower chuck 231 and the upper chuck 230. Next, the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 laterally to shift the lower chuck 231 and the upper chuck 230 laterally.

次に、搬送装置61が、接合モジュール41に対する重合ウェハTの搬出を行う(ステップS116)。具体的には、先ず、下チャック231が、重合ウェハTの保持を解除する。続いて、複数の保持ピン265が、上昇し、重合ウェハTを搬送装置61に渡す。その後、複数の保持ピン265が、元の位置まで下降する。 Next, the transfer device 61 transfers the overlapped wafer T to the bonding module 41 (step S116). Specifically, first, the lower chuck 231 releases the overlapped wafer T. Next, the multiple holding pins 265 rise and transfer the overlapped wafer T to the transfer device 61. After that, the multiple holding pins 265 descend to their original positions.

次に、図13を参照して、下ウェハW2の反りによって接合後に生じる歪みと、接合前に行われる温度分布の制御の一例について説明する。接合後に生じる歪みとは、例えば上ウェハW1の基準点(例えば図11の基準点A1~A3)と下ウェハW2の基準点(例えば図11の基準点B1~B3)とのずれのことである。図13(B)に示す矢印の大きさと向きは、下ウェハW2の基準点に対する、上ウェハW1の基準点のずれの大きさと向きを示す。基準点は、上ウェハW1と下ウェハW2のそれぞれに複数ずつ設定される。 Next, referring to FIG. 13, an example of distortion caused after bonding due to warping of the lower wafer W2 and temperature distribution control performed before bonding will be described. The distortion caused after bonding refers to, for example, a deviation between a reference point of the upper wafer W1 (e.g., reference points A1 to A3 in FIG. 11) and a reference point of the lower wafer W2 (e.g., reference points B1 to B3 in FIG. 11). The size and direction of the arrow shown in FIG. 13(B) indicate the size and direction of the deviation of the reference point of the upper wafer W1 relative to the reference point of the lower wafer W2. Multiple reference points are set on each of the upper wafer W1 and the lower wafer W2.

なお、本実施形態では、上ウェハW1の反りが下ウェハW2の反りに比べて無視できる程度に小さい場合について説明するが、上ウェハW1の反りが下ウェハW2の反りと同程度であってもよい。この場合も、接合前に上ウェハW1又は下ウェハW2の温度分布を調節することで、接合後に生じる歪みを低減できる。 In this embodiment, the case where the warpage of the upper wafer W1 is negligibly small compared to the warpage of the lower wafer W2 is described, but the warpage of the upper wafer W1 may be the same as the warpage of the lower wafer W2. In this case, too, the distortion that occurs after bonding can be reduced by adjusting the temperature distribution of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 before bonding.

図13(A)に示すように、下ウェハW2が反ることがある。下ウェハW2の反りは、例えば、シリコンウェハ等の半導体基板の上に、複数の膜が積層されることで生じる。各膜は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法、又はスピンオン法等で成膜される。成膜時に熱膨張差によって応力が生じ、下ウェハW2が反る。 As shown in FIG. 13(A), the lower wafer W2 may warp. The warping of the lower wafer W2 occurs, for example, when multiple films are stacked on a semiconductor substrate such as a silicon wafer. Each film is deposited by a method such as CVD (Chemical Vapor Deposition), ALD (Atomic Layer Deposition), or spin-on. During deposition, stress occurs due to differences in thermal expansion, causing the lower wafer W2 to warp.

下ウェハW2の接合面W2jは、接合面W2jの中心で直交する2つの基準線L1、L2を挟んで対称な反り、つまり、線対称な反りを有することが多い。シリコンウェハ等の半導体基板のヤング率、ポアソン比、及びせん断弾性係数が90°周期で変化するからである。基準線L1、L2は、半導体基板の特定の結晶方位に延びている。 The bonding surface W2j of the lower wafer W2 often has a warp that is symmetrical about two reference lines L1 and L2 that intersect at right angles at the center of the bonding surface W2j, that is, an axisymmetric warp. This is because the Young's modulus, Poisson's ratio, and shear modulus of elasticity of a semiconductor substrate such as a silicon wafer change in a 90° cycle. The reference lines L1 and L2 extend in a specific crystal orientation of the semiconductor substrate.

図13(A)に示すように、基準線L1が直線であり、基準線L2が上に凸の曲線であるように、下ウェハW2が反ることがある。この場合、下チャック231が下ウェハW2を吸着する際に、基準線L2が縮みY軸方向に平行になる。これは、下ウェハW2のY軸方向両端が吸着された後で、下ウェハW2のY軸方向中心が吸着されるからである。 As shown in FIG. 13(A), the lower wafer W2 may warp so that the reference line L1 is a straight line and the reference line L2 is an upwardly convex curve. In this case, when the lower chuck 231 adsorbs the lower wafer W2, the reference line L2 shrinks and becomes parallel to the Y-axis direction. This is because the center of the lower wafer W2 in the Y-axis direction is adsorbed after both ends of the lower wafer W2 in the Y-axis direction are adsorbed.

下ウェハW2の基準線L2が縮んだ状態で、上ウェハW1と下ウェハW2の接合が行われることがある。その結果、図13(B)に示すように、接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に歪みが生じる。具体的には、基準線L2上では、下ウェハW2の基準点に対して、上ウェハW1の基準点が径方向外方にずれる。 The upper wafer W1 and the lower wafer W2 may be bonded together while the reference line L2 of the lower wafer W2 is in a shrunk state. As a result, as shown in FIG. 13(B), distortion occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding. Specifically, on the reference line L2, the reference point of the upper wafer W1 is shifted radially outward relative to the reference point of the lower wafer W2.

接合後に、下チャック231が下ウェハW2の吸着を解除すると、下ウェハW2の基準線L2が元の長さに戻ろうとする。その結果、上ウェハW1の基準線L2に引張応力が作用し、応力のバランスが釣り合うように、上ウェハW1の基準線L1に圧縮応力が作用する。従って、基準線L1上では、下ウェハW2の基準点に対して、上ウェハW1の基準点が径方向内方にずれる。 After bonding, when the lower chuck 231 releases the suction of the lower wafer W2, the reference line L2 of the lower wafer W2 tries to return to its original length. As a result, a tensile stress acts on the reference line L2 of the upper wafer W1, and a compressive stress acts on the reference line L1 of the upper wafer W1 to balance the stresses. Therefore, on the reference line L1, the reference point of the upper wafer W1 shifts radially inward relative to the reference point of the lower wafer W2.

そこで、制御装置90は、接合前における上ウェハW1と下ウェハW2のそれぞれの反り、及び接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、第1温度調節装置42又は第2温度調節装置43を制御する。接合前、つまり、上ウェハW1と下ウェハW2との接触前に、上ウェハW1又は下ウェハW2の温度分布、ひいてはその寸法及び形状を調節でき、接合後に生じる歪みを低減できる。 Therefore, the control device 90 controls the first temperature adjustment device 42 or the second temperature adjustment device 43 based on at least one of the warpage of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 before bonding and the distortion that occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding. Before bonding, that is, before the upper wafer W1 and the lower wafer W2 come into contact with each other, the temperature distribution of the upper wafer W1 or the lower wafer W2, and thus the dimensions and shape thereof, can be adjusted, and the distortion that occurs after bonding can be reduced.

図13(A)及び図13(B)に示すように、接合前における下ウェハW2の接合面W2jが線対称な反りを有する場合、接合後における上ウェハW1と下ウェハW2の間の歪みも線対称になる。反り又は歪みが線対称になる場合、制御装置90は上ウェハW1又は下ウェハW2の温度分布を線対称な分布に制御すればよい。 As shown in Figures 13(A) and 13(B), if the bonding surface W2j of the lower wafer W2 before bonding has an axisymmetric warpage, the distortion between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding will also be axisymmetric. If the warpage or distortion is axisymmetric, the control device 90 may control the temperature distribution of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 to be an axisymmetric distribution.

例えば、図13(C)に示すように、上ウェハW1を温調する複数の素子42bは、複数のグループGa~Gc毎に制御される。グループGaとグループGbとは、円周方向に交互に並べられ、上ウェハW1の2つの基準線L1、L2を挟んで対称、つまり、線対称に並べられる。グループGcは、温調プレート42aの中心に円形に設定される。 For example, as shown in FIG. 13(C), the elements 42b that adjust the temperature of the upper wafer W1 are controlled in groups Ga to Gc. The groups Ga and Gb are arranged alternately in the circumferential direction and are arranged symmetrically, that is, line-symmetrically, with respect to the two reference lines L1 and L2 of the upper wafer W1. The group Gc is set in a circle at the center of the temperature control plate 42a.

接合前における下ウェハW2の基準線L2が縮んだ状態である場合、上ウェハW1の基準線L2も同程度縮んだ状態となるように、基準線L2上のグループGbの素子42bが吸熱し、上ウェハW1を局所的に冷却する。一方、基準線L1上のグループGaの素子42bは、発熱し、上ウェハW1を局所的に加熱する。グループGcの素子42bは、発熱も、吸熱もしなくてもよい。 When the reference line L2 of the lower wafer W2 is in a shrunk state before bonding, the elements 42b of group Gb on the reference line L2 absorb heat and locally cool the upper wafer W1 so that the reference line L2 of the upper wafer W1 is also in a shrunk state to the same extent. Meanwhile, the elements 42b of group Ga on the reference line L1 generate heat and locally heat the upper wafer W1. The elements 42b of group Gc do not need to generate heat or absorb heat.

その結果、図13(D)に白抜き矢印で示すように、上ウェハW1の寸法及び形状が変化する。従って、接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に生じる歪みを低減できる。 As a result, the dimensions and shape of the upper wafer W1 change as shown by the white arrow in FIG. 13(D). Therefore, the distortion that occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding can be reduced.

なお、制御装置90は、上ウェハW1の温度分布を調節する代わりに、下ウェハW2の温度分布を調節し、下ウェハW2の寸法及び形状を調節してもよい。例えば、制御装置90は、下ウェハW2の吸着前に、下ウェハW2の基準線L2の長さを、上ウェハW1の基準線L2の長さよりも長くしておく。その後、下チャック231が下ウェハW2を吸着し、下ウェハW2の基準線L2が縮むと、上ウェハW1の基準線L2と同程度の長さになる。下ウェハW2を温調する複数の素子42bは、例えば下記のように制御される。基準線L2上のグループGbの素子42bが発熱し、下ウェハW2を局所的に加熱する。一方、基準線L1上のグループGaの素子42bは吸熱し、下ウェハW2を局所的に冷却する。グループGcの素子42bは、発熱も、吸熱もしなくてもよい。 In addition, instead of adjusting the temperature distribution of the upper wafer W1, the control device 90 may adjust the temperature distribution of the lower wafer W2 to adjust the dimensions and shape of the lower wafer W2. For example, before adsorbing the lower wafer W2, the control device 90 sets the length of the reference line L2 of the lower wafer W2 to be longer than the length of the reference line L2 of the upper wafer W1. After that, when the lower chuck 231 adsorbs the lower wafer W2 and the reference line L2 of the lower wafer W2 shrinks, it becomes approximately the same length as the reference line L2 of the upper wafer W1. The multiple elements 42b that adjust the temperature of the lower wafer W2 are controlled, for example, as follows. The elements 42b of group Gb on the reference line L2 generate heat and locally heat the lower wafer W2. On the other hand, the elements 42b of group Ga on the reference line L1 absorb heat and locally cool the lower wafer W2. The elements 42b of group Gc do not need to generate or absorb heat.

次に、図14を参照して、下ウェハW2の反りによって接合後に生じる歪みと、接合前に行われる温度分布の制御の別の一例について説明する。図14(A)に示すように、下ウェハW2の接合面W2jは、同心円状の反りを有することがある。なお、図14(A)等に示す2つの基準線L1、L2は、図13(A)等に示す2つの基準線L1、L2に相当するものであり、半導体基板の特定の結晶方位に延びている。 Next, referring to FIG. 14, we will explain another example of the distortion caused after bonding due to warping of the lower wafer W2 and the control of temperature distribution performed before bonding. As shown in FIG. 14(A), the bonding surface W2j of the lower wafer W2 may have concentric warping. Note that the two reference lines L1 and L2 shown in FIG. 14(A) etc. correspond to the two reference lines L1 and L2 shown in FIG. 13(A) etc., and extend in a specific crystal orientation of the semiconductor substrate.

図14(A)に示すように、基準線L1が上に凸の曲線であり、基準線L2も上に凸の曲線であるように、下ウェハW2が反ることがある。この場合、下チャック231が下ウェハW2を吸着する際に、基準線L1が縮みX軸方向に平行になると共に基準線L2が縮みY軸方向に平行になり、下ウェハW2が同心円状に縮む。これは、下ウェハW2の周縁が吸着された後で、下ウェハW2の中心が吸着されるからである。 As shown in FIG. 14(A), the lower wafer W2 may warp so that the reference line L1 is an upward convex curve and the reference line L2 is also an upward convex curve. In this case, when the lower chuck 231 adsorbs the lower wafer W2, the reference line L1 shrinks and becomes parallel to the X-axis direction, and the reference line L2 shrinks and becomes parallel to the Y-axis direction, causing the lower wafer W2 to shrink concentrically. This is because the center of the lower wafer W2 is adsorbed after the periphery of the lower wafer W2 is adsorbed.

下ウェハW2の2つの基準線L1、L2が縮んだ状態、つまり、下ウェハW2が同心円状に縮んだ状態で、上ウェハW1と下ウェハW2の接合が行われることがある。その結果、図14(B)に示すように、接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に歪みが生じる。具体的には、下ウェハW2の基準点に対して、上ウェハW1の基準点が同心円状にずれる。そのずれの大きさは、径方向外方ほど、大きい。 The upper wafer W1 and the lower wafer W2 may be bonded together when the two reference lines L1, L2 of the lower wafer W2 are in a shrunk state, i.e., when the lower wafer W2 is in a concentrically shrunk state. As a result, as shown in FIG. 14(B), distortion occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding. Specifically, the reference point of the upper wafer W1 is concentrically shifted relative to the reference point of the lower wafer W2. The magnitude of the shift is greater radially outward.

図14(A)及び図14(B)に示すように、接合前における下ウェハW2の接合面W2jが同心円状の反りを有する場合、接合後における上ウェハW1と下ウェハW2の間の歪みも同心円状になる。反り又は歪みが同心円状になる場合、制御装置90は上ウェハW1又は下ウェハW2の温度分布を同心円状の分布に制御すればよい。 As shown in Figures 14(A) and 14(B), if the bonding surface W2j of the lower wafer W2 before bonding has a concentric warp, the distortion between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding will also be concentric. If the warp or distortion is concentric, the control device 90 may control the temperature distribution of the upper wafer W1 or the lower wafer W2 to a concentric distribution.

例えば、図14(C)に示すように、上ウェハW1を温調する複数の素子42bは、複数のグループGa~Gc毎に制御される。グループGaとグループGbとは、同心円状に並べられる。グループGbは、グループGaの径方向外方に設定される。グループGcは、温調プレート42aの中心に円形に設定される。 For example, as shown in FIG. 14(C), the elements 42b that adjust the temperature of the upper wafer W1 are controlled in groups Ga to Gc. Groups Ga and Gb are arranged concentrically. Group Gb is set radially outward of group Ga. Group Gc is set in a circle at the center of the temperature control plate 42a.

接合前に下ウェハW2が同心円状に縮んだ状態である場合、上ウェハW1も同程度同心円状に縮んだ状態となるように、2つのグループGa、Gbの素子42bが吸熱し、上ウェハW1を局所的に冷却する。2つのグループGa、Gbで冷却温度は同じでもよいし、一方の冷却温度が他方の冷却温度よりも低くてもよい。グループGcの素子42bは、発熱も、吸熱もしなくてもよい。 When the lower wafer W2 is in a concentrically shrunk state before bonding, the elements 42b of the two groups Ga and Gb absorb heat and locally cool the upper wafer W1 so that the upper wafer W1 is also in a concentrically shrunk state to the same extent. The cooling temperature of the two groups Ga and Gb may be the same, or one cooling temperature may be lower than the other. The elements 42b of group Gc may neither generate nor absorb heat.

その結果、図14(D)に白抜き矢印で示すように、上ウェハW1の寸法及び形状が変化する。従って、接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に生じる歪みを低減できる。 As a result, the dimensions and shape of the upper wafer W1 change as shown by the white arrow in FIG. 14(D). Therefore, the distortion that occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding can be reduced.

なお、制御装置90は、上ウェハW1の温度分布を調節する代わりに、下ウェハW2の温度分布を調節し、下ウェハW2の寸法及び形状を調節してもよい。例えば、制御装置90は、下ウェハW2の吸着前に、下ウェハW2の直径を、上ウェハW1の直径よりも長くしておく。その後、下チャック231が下ウェハW2を吸着し、下ウェハW2が同心円状に縮むと、下ウェハW2が上ウェハW1と同程度の直径になる。下ウェハW2を温調する複数の素子42bは、例えば下記のように制御される。2つのグループGa、Gbの素子42bが発熱し、下ウェハW2を局所的に加熱する。グループGcの素子42bは、発熱も、吸熱もしなくてもよい。 In addition, instead of adjusting the temperature distribution of the upper wafer W1, the control device 90 may adjust the temperature distribution of the lower wafer W2 to adjust the dimensions and shape of the lower wafer W2. For example, before adsorbing the lower wafer W2, the control device 90 sets the diameter of the lower wafer W2 to be longer than the diameter of the upper wafer W1. Thereafter, when the lower chuck 231 adsorbs the lower wafer W2 and the lower wafer W2 shrinks concentrically, the lower wafer W2 has a diameter approximately equal to that of the upper wafer W1. The multiple elements 42b that adjust the temperature of the lower wafer W2 are controlled, for example, as follows. The elements 42b of the two groups Ga and Gb generate heat and locally heat the lower wafer W2. The elements 42b of the group Gc do not need to generate or absorb heat.

グループの分け方、及び吸熱と発熱の選択は、接合前における上ウェハW1と下ウェハW2のそれぞれの反り、及び接合後に上ウェハW1と下ウェハW2の間に生じる歪みの少なくとも1つに応じて適宜変更される。 The grouping method and the selection of heat absorption and heat generation are appropriately changed depending on at least one of the warpage of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 before bonding and the distortion that occurs between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 after bonding.

上ウェハW1及び下ウェハW2のそれぞれの反りは、例えば、図1に示す反り測定装置5によって測定する。反りの測定は、全数検査でもよいし、抜き取り検査でもよい。例えば、下ウェハW2の積層構造が同じ場合、下ウェハW2の反りが同じになりやすい。従って、反りの測定は、抜き取り検査でも十分である。 The warpage of each of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is measured, for example, by a warpage measuring device 5 shown in FIG. 1. The warpage may be measured by 100% inspection or by sampling inspection. For example, if the lower wafer W2 has the same stacked structure, the warpage of the lower wafer W2 is likely to be the same. Therefore, sampling inspection is sufficient for measuring the warpage.

下ウェハW2の反りは、本実施形態では下ウェハW2の温度分布が均一な状態で測定されるが、不均一な状態で測定されてもよい。反り測定時の温度分布が不均一であっても、その温度分布が分かっていれば、接合前における温度分布の補正が可能である。上ウェハW1の反りも、同様に測定される。 In this embodiment, the warpage of the lower wafer W2 is measured when the temperature distribution of the lower wafer W2 is uniform, but it may be measured when the temperature distribution is non-uniform. Even if the temperature distribution during warpage measurement is non-uniform, if the temperature distribution is known, it is possible to correct the temperature distribution before bonding. The warpage of the upper wafer W1 is measured in the same manner.

反り測定装置5は、例えば、非接触式の三次元測定機等であり、測定したデータを制御装置90に送信する。制御装置90は、反り測定装置5の測定データを基に、第1温度調節装置42又は第2温度調節装置43を制御する。反り測定装置5は、図1では接合装置1とは別に設けられるが、接合装置1の一部として設けられてもよい。 The warpage measuring device 5 is, for example, a non-contact three-dimensional measuring machine, and transmits the measured data to the control device 90. The control device 90 controls the first temperature adjustment device 42 or the second temperature adjustment device 43 based on the measured data of the warpage measuring device 5. The warpage measuring device 5 is provided separately from the bonding device 1 in FIG. 1, but may be provided as part of the bonding device 1.

なお、下ウェハW2の反りは、図11に示す第1カメラS1又は第1変位計S3によって測定することも可能である。これらのセンサS1、S3は、下ウェハW2の接合面W2jの各測定点までの距離を測定可能である。その測定は、例えば3本の保持ピン265の上に下ウェハW2を摺動自在に載せ、下ウェハW2を下チャック231から浮かせた状態で行われる。その際、3本の保持ピン265は、下ウェハW2を吸着しない。 The warpage of the lower wafer W2 can also be measured by the first camera S1 or the first displacement meter S3 shown in FIG. 11. These sensors S1 and S3 can measure the distance to each measurement point on the bonding surface W2j of the lower wafer W2. The measurement is performed, for example, by placing the lower wafer W2 slidably on three holding pins 265 and floating the lower wafer W2 above the lower chuck 231. At that time, the three holding pins 265 do not adsorb the lower wafer W2.

例えば、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させながら、第1カメラS1の焦点が下ウェハW2の接合面W2jに合うように制御装置90が第1カメラS1の焦点距離の調節を繰り返す。制御装置90は、第1カメラS1の焦点距離の変化を基に、接合面W2jの高さ分布を測定でき、接合面W2jの反りを測定できる。 For example, while the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 horizontally, the control device 90 repeatedly adjusts the focal length of the first camera S1 so that the focus of the first camera S1 is on the bonding surface W2j of the lower wafer W2. Based on the change in the focal length of the first camera S1, the control device 90 can measure the height distribution of the bonding surface W2j and measure the warpage of the bonding surface W2j.

あるいは、移動機構290が下チャック231を水平方向に移動させながら、第1変位計S3が下ウェハW2の接合面W2jの高さの測定を繰り返す。制御装置90は、第1変位計S3によって接合面W2jの高さ分布を測定でき、接合面W2jの反りを測定できる。 Alternatively, the first displacement meter S3 repeatedly measures the height of the bonding surface W2j of the lower wafer W2 while the moving mechanism 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction. The control device 90 can measure the height distribution of the bonding surface W2j using the first displacement meter S3, and can measure the warpage of the bonding surface W2j.

なお、下ウェハW2の反りは、下チャック231による下ウェハW2の吸着圧力の分布を基に測定することも可能である。下ウェハW2の反りが小さく、下ウェハW2と下チャック231の隙間が小さく、密着性が高いほど、吸着圧力である負圧の大きさ(絶対値)が大きくなる。 The warpage of the lower wafer W2 can also be measured based on the distribution of the suction pressure of the lower wafer W2 by the lower chuck 231. The smaller the warpage of the lower wafer W2, the smaller the gap between the lower wafer W2 and the lower chuck 231, and the higher the adhesion, the larger the magnitude (absolute value) of the negative pressure, which is the suction pressure.

例えば、下ウェハW2の反りが図15(A)に示すものである場合、下ウェハW2の吸着圧力の分布は図15(B)に示すものになる。図15(B)に記載の負圧(単位:kPaの数値は、一例である。下ウェハW2と下チャック231の隙間が大きいほど、負圧の大きさ(絶対値)が小さくなる。 For example, if the warp of the lower wafer W2 is as shown in FIG. 15(A), the distribution of the suction pressure of the lower wafer W2 will be as shown in FIG. 15(B). The numerical values of the negative pressure (unit: kPa) shown in FIG. 15(B) are an example. The larger the gap between the lower wafer W2 and the lower chuck 231, the smaller the magnitude (absolute value) of the negative pressure.

従って、制御装置90は、下チャック231による下ウェハW2の吸着圧力の分布を基に、下ウェハW2の反りを測定できる。吸着圧力の大きさは、不図示の圧力センサによって計測する。 The control device 90 can therefore measure the warpage of the lower wafer W2 based on the distribution of the suction pressure of the lower wafer W2 by the lower chuck 231. The magnitude of the suction pressure is measured by a pressure sensor (not shown).

同様に、上ウェハW1の反りは、第2カメラS2又は第2変位計S4によって測定することも可能である。これらのセンサS2、S4は、上ウェハW1の接合面W1jの各測定点までの距離を測定可能である。その測定は、例えば上ウェハW1の中心部のみを吸着し、上ウェハW1を上チャック230よりも下方に吊り下げた状態で行われる。3本の保持ピン265(又はリング状の吸着パッド)は、できるだけ上ウェハW1の中心近傍を吸着することが好ましい。なお、上ウェハW1の反りは、上チャック230による上ウェハW1の吸着圧力の分布を基に測定することも可能である。 Similarly, the warpage of the upper wafer W1 can also be measured by the second camera S2 or the second displacement meter S4. These sensors S2 and S4 can measure the distance to each measurement point on the bonding surface W1j of the upper wafer W1. The measurement is performed, for example, by suctioning only the center of the upper wafer W1 and suspending the upper wafer W1 below the upper chuck 230. It is preferable that the three holding pins 265 (or ring-shaped suction pads) suction as close to the center of the upper wafer W1 as possible. The warpage of the upper wafer W1 can also be measured based on the distribution of the suction pressure of the upper wafer W1 by the upper chuck 230.

接合後に生じる歪みは、図1に示す歪み測定装置6によって測定する。歪みの測定も、全数検査でもよいし、抜き取り検査でもよい。例えば、下ウェハW2の積層構造が同じ場合、下ウェハW2の反りが同じになりやすく、その結果、接合後に生じる歪みも同じになりやすい。従って、歪みの測定は、抜き取り検査でも十分である。 The distortion that occurs after bonding is measured by a distortion measuring device 6 shown in FIG. 1. The distortion measurement may be a full inspection or a random inspection. For example, if the stacked structure of the lower wafer W2 is the same, the warpage of the lower wafer W2 is likely to be the same, and as a result, the distortion that occurs after bonding is likely to be the same. Therefore, random inspection is sufficient for measuring the distortion.

歪み測定装置6は、例えば、KLA-Tencor社製のPWG(Patterned Wafer Geometry)パターン付きウェハ平坦度測定装置(商品名:WaferSight)等であり、測定したデータを制御装置90に送信する。制御装置90は、歪み測定装置6の測定データを基に、第1温度調節装置42又は第2温度調節装置43を制御する。歪み測定装置6は、図1では接合装置1とは別に設けられるが、接合装置1の一部として設けられてもよい。 The distortion measuring device 6 is, for example, a PWG (Patterned Wafer Geometry) patterned wafer flatness measuring device (product name: WaferSight) manufactured by KLA-Tencor Corporation, and transmits the measured data to the control device 90. The control device 90 controls the first temperature adjustment device 42 or the second temperature adjustment device 43 based on the measured data of the distortion measuring device 6. Although the distortion measuring device 6 is provided separately from the bonding device 1 in FIG. 1, it may be provided as part of the bonding device 1.

以上、本開示に係る接合装置、及び接合方法の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the embodiments of the joining device and joining method according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. Naturally, these also fall within the technical scope of the present disclosure.

1 接合装置
90 制御装置(制御部)
230 上チャック(第1保持部)
231 下チャック(第2保持部)
250 押動部
W1 上ウェハ(第1基板)
W2 下ウェハ(第2基板)
T 重合基板
1 Bonding device 90 Control device (control unit)
230 Upper chuck (first holding part)
231 Lower chuck (second holding portion)
250 Pushing part W1 Upper wafer (first substrate)
W2 Lower wafer (second substrate)
T Polymer Substrate

Claims (12)

第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する、接合装置であって、
前記第1基板を上方から保持する第1保持部と、
前記第2基板を下方から保持する第2保持部と、
前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる押動部と、
接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する温度調節部と、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する制御部と、を備え、
接合前における前記第1基板又は前記第2基板の反りを測定する測定部を備える、接合装置。
A bonding apparatus that bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate to each other so as to face each other, thereby producing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate, comprising:
a first holding portion that holds the first substrate from above;
a second holding portion that holds the second substrate from below;
a pressing portion that presses down a center of the first substrate, the center being spaced apart from the second substrate, to bring the first substrate into contact with the second substrate;
a temperature adjusting unit that adjusts a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding;
a control unit that controls the temperature adjustment unit based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding apparatus comprising: a measuring unit that measures warpage of the first substrate or the second substrate before bonding .
前記測定部は、前記第1基板又は前記第2基板の前記接合面の各測定点までの距離を測定するセンサを含む、請求項に記載の接合装置。 The bonding apparatus according to claim 1 , wherein the measurement unit includes a sensor that measures a distance to each measurement point on the bonding surface of the first substrate or the second substrate. 前記測定部の前記センサは、カメラ又は変位計を含む、請求項に記載の接合装置。 The joining apparatus according to claim 2 , wherein the sensor of the measuring unit includes a camera or a displacement meter. 第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する、接合装置であって、
前記第1基板を上方から保持する第1保持部と、
前記第2基板を下方から保持する第2保持部と、
前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる押動部と、
接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する温度調節部と、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する制御部と、を備え、
接合前における前記第1基板又は前記第2基板が線対称な反りを有する場合、前記制御部は、前記温度調節部を制御し、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を線対称な分布に制御する、接合装置。
A bonding apparatus that bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate to each other so as to face each other, thereby producing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate, comprising:
a first holding portion that holds the first substrate from above;
a second holding portion that holds the second substrate from below;
a pressing portion that presses down a center of the first substrate, the center being spaced apart from the second substrate, to bring the first substrate into contact with the second substrate;
a temperature adjusting unit that adjusts a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding;
a control unit that controls the temperature adjustment unit based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding apparatus, wherein when the first substrate or the second substrate has an axisymmetric warp before bonding, the control unit controls the temperature adjustment unit to control the temperature distribution of the first substrate or the second substrate to an axisymmetric distribution .
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する、接合装置であって、
前記第1基板を上方から保持する第1保持部と、
前記第2基板を下方から保持する第2保持部と、
前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる押動部と、
接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する温度調節部と、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する制御部と、を備え、
接合前における前記第1基板又は前記第2基板が同心円状の反りを有する場合、前記制御部は、前記温度調節部を制御し、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を同心円状の分布に制御する、接合装置。
A bonding apparatus that bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate to each other so as to face each other, thereby producing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate, comprising:
a first holding portion that holds the first substrate from above;
a second holding portion that holds the second substrate from below;
a pressing portion that presses down a center of the first substrate, the center being spaced apart from the second substrate, to bring the first substrate into contact with the second substrate;
a temperature adjusting unit that adjusts a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding;
a control unit that controls the temperature adjustment unit based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding apparatus, wherein when the first substrate or the second substrate has a concentric warp before bonding, the control unit controls the temperature adjustment unit to control the temperature distribution of the first substrate or the second substrate to a concentric distribution .
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する、接合装置であって、
前記第1基板を上方から保持する第1保持部と、
前記第2基板を下方から保持する第2保持部と、
前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる押動部と、
接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する温度調節部と、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する制御部と、を備え、
接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みが線対称である場合、前記制御部は、前記温度調節部を制御し、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を線対称な分布に制御する、接合装置。
A bonding apparatus that bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate to each other so as to face each other, thereby producing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate, comprising:
a first holding portion that holds the first substrate from above;
a second holding portion that holds the second substrate from below;
a pressing portion that presses down a center of the first substrate, the center being spaced apart from the second substrate, to bring the first substrate into contact with the second substrate;
a temperature adjusting unit that adjusts a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding;
a control unit that controls the temperature adjustment unit based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding apparatus, wherein, when the distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding is axisymmetric, the control unit controls the temperature adjustment unit to control the temperature distribution of the first substrate or the second substrate to an axisymmetric distribution .
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かわせて接合し、前記第1基板と前記第2基板を含む重合基板を製造する、接合装置であって、
前記第1基板を上方から保持する第1保持部と、
前記第2基板を下方から保持する第2保持部と、
前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させる押動部と、
接合前に、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節する温度調節部と、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、前記温度調節部を制御する制御部と、を備え、
接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みが同心円状である場合、前記制御部は、前記温度調節部を制御し、前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を同心円状の分布に制御する、接合装置。
A bonding apparatus that bonds a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate to each other so as to face each other, thereby producing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate, comprising:
a first holding portion that holds the first substrate from above;
a second holding portion that holds the second substrate from below;
a pressing portion that presses down a center of the first substrate, the center being spaced apart from the second substrate, to bring the first substrate into contact with the second substrate;
a temperature adjusting unit that adjusts a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding;
a control unit that controls the temperature adjustment unit based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding apparatus, wherein, when the distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding is concentric, the control unit controls the temperature adjustment unit to control the temperature distribution of the first substrate or the second substrate to a concentric distribution .
前記温度調節部は、前記第1基板又は前記第2基板を局所的に加熱又は冷却する複数の素子を含み、
複数の前記素子は、面状に並んでおり、
前記制御部は、複数の前記素子を個別に制御する、請求項1~のいずれか1項に記載の接合装置。
the temperature adjustment unit includes a plurality of elements that locally heat or cool the first substrate or the second substrate,
The plurality of elements are arranged in a plane,
The bonding apparatus according to claim 1 , wherein the control unit controls the plurality of elements individually.
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かい合わせることと、前記第2基板の上方に前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させることと、前記第1基板の接合面全体と前記第2基板の接合面全体とを接触させ、前記第1基板と前記第2基板とを含む重合基板を製造することと、を含む、接合方法であって、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節することを含み、
接合前における前記第1基板又は前記第2基板が線対称な反りを有する場合、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を線対称な分布に制御する、接合方法。
A bonding method comprising: placing a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate facing each other; pressing down a center of the first substrate, the center being disposed above the second substrate at a distance from the second substrate, to contact the second substrate; and bringing an entire bonding surface of the first substrate into contact with an entire bonding surface of the second substrate, thereby manufacturing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate,
adjusting a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding method , in which, when the first substrate or the second substrate has an axisymmetric warp before bonding, a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding is controlled to an axisymmetric distribution .
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かい合わせることと、前記第2基板の上方に前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させることと、前記第1基板の接合面全体と前記第2基板の接合面全体とを接触させ、前記第1基板と前記第2基板とを含む重合基板を製造することと、を含む、接合方法であって、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節することを含み、
接合前における前記第1基板又は前記第2基板が同心円状の反りを有する場合、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を同心円状の分布に制御する、接合方法。
A bonding method comprising: placing a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate facing each other; pressing down a center of the first substrate, the center being disposed above the second substrate at a distance from the second substrate, to contact the second substrate; and bringing an entire bonding surface of the first substrate into contact with an entire bonding surface of the second substrate, thereby manufacturing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate,
adjusting a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding method , in which, when the first substrate or the second substrate has a concentric warp before bonding, a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding is controlled to a concentric distribution.
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かい合わせることと、前記第2基板の上方に前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させることと、前記第1基板の接合面全体と前記第2基板の接合面全体とを接触させ、前記第1基板と前記第2基板とを含む重合基板を製造することと、を含む、接合方法であって、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節することを含み、
接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みが線対称である場合、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を線対称な分布に制御する、接合方法。
A bonding method comprising: placing a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate facing each other; pressing down a center of the first substrate, the center being disposed above the second substrate at a distance from the second substrate, to contact the second substrate; and bringing an entire bonding surface of the first substrate into contact with an entire bonding surface of the second substrate, thereby manufacturing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate,
adjusting a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding method , in which, when a distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding is axisymmetric, a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding is controlled to be an axisymmetric distribution.
第1基板の接合面と第2基板の接合面とを向かい合わせることと、前記第2基板の上方に前記第2基板と間隔をおいて配置された前記第1基板の中心を押し下げ前記第2基板に接触させることと、前記第1基板の接合面全体と前記第2基板の接合面全体とを接触させ、前記第1基板と前記第2基板とを含む重合基板を製造することと、を含む、接合方法であって、
接合前における前記第1基板と前記第2基板のそれぞれの反り、及び接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みの少なくとも1つに基づき、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を調節することを含み、
接合後に前記第1基板と前記第2基板の間に生じる歪みが同心円状である場合、接合前の前記第1基板又は前記第2基板の温度分布を同心円状の分布に制御する、接合方法。
A bonding method comprising: placing a bonding surface of a first substrate and a bonding surface of a second substrate facing each other; pressing down a center of the first substrate, the center being disposed above the second substrate at a distance from the second substrate, to contact the second substrate; and bringing an entire bonding surface of the first substrate into contact with an entire bonding surface of the second substrate, thereby manufacturing a laminated substrate including the first substrate and the second substrate,
adjusting a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding based on at least one of warping of the first substrate and the second substrate before bonding and distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding ;
A bonding method , in which, when a distortion occurring between the first substrate and the second substrate after bonding is concentric, a temperature distribution of the first substrate or the second substrate before bonding is controlled to a concentric distribution.
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