KR102611919B1 - 기판 접합 장치, 산출 장치, 기판 접합 방법 및 산출 방법 - Google Patents

기판 접합 장치, 산출 장치, 기판 접합 방법 및 산출 방법 Download PDF

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Abstract

제1 기판을 유지하는 제1 유지부와, 제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하고, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서, 초기 접합 영역은, 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 설정된다.

Description

기판 접합 장치, 산출 장치, 기판 접합 방법 및 산출 방법
본 발명은, 기판 접합 장치, 산출 장치, 기판 접합 방법 및 산출 방법에 관한 것이다.
한 쌍의 기판 중, 일방의 기판을 유지한 상태를 유지하고, 타방의 기판의 유지를 해제하는 것에 의해 타방의 기판을 일방의 기판을 향해서 해방함으로써, 한 쌍의 기판을 접합시키는 기판 접합 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
［특허 문헌 1］일본특허공개 제2015－95579호 공보
상기의 방법에서, 접합시에 해방되는 일방의 기판은, 그 기판의 만곡 상태에 관계없이 동일한 조건으로 중심부를 압압(押壓)하여 중앙 볼록 형상으로 변형시키고, 그 중심부를 타방의 기판의 중심부와 맞닿게 하여, 서로 접합된 영역을 외주 방향을 향해서 순차 확대시키고 있다. 그 때문에, 접합시키는 일방의 기판의 만곡 상태에 따라서, 접합시킨 두 개의 기판 사이에 생기는 위치 어긋남량이 크게 다른 경우가 있었다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와, 제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하고, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서, 초기 접합 영역은, 제2 기판의 디스토션(distortion)에 관한 정보에 근거하여 설정되는 기판 접합 장치가 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판과 볼록 모양으로 변형시켜져 있는 제2 기판을 각각 유지한 상태로 서로 접촉시키고, 제2 기판의 유지를 해제하는 것에 의해 제1 기판과 제2 기판을 접합시킬 때에 이용되는 파라미터를 산출하는 산출 장치로서, 제2 기판을 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량, 제2 기판을 유지하기 위해 제2 기판의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적, 및 제2 기판의 유지를 해제하는 타이밍 중 적어도 하나를, 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여, 산출하는, 산출 장치가 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와, 제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부를 접촉시킨 후에 초기 접합 영역을 형성하고, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서, 초기 접합 영역은, 제1 기판과 제2 기판과의 사이의 접합 후의 위치 어긋남이 역치 이하가 되는 크기인, 기판 접합 장치가 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와, 제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하고, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서, 초기 접합 영역이 형성된 것을 판단하는 판단부를 더 구비하며, 제2 유지부는, 초기 접합 영역이 형성되었다고 판단부에 의해 판단된 경우에 제2 기판을 해방하는, 기판 접합 장치가 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 제1 유지부에 유지하는 단계와, 제2 기판을 제2 유지부에 유지하는 단계와, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하는 단계와, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 단계를 구비하며, 초기 접합 영역은, 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 설정되는, 기판 접합 방법이 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판과 볼록 모양으로 변형시켜져 있는 제2 기판을 각각 유지한 상태로 서로 접촉시키고, 제2 기판의 유지를 해제하는 것에 의해 제1 기판과 제2 기판을 접합시킬 때에 이용되는 파라미터를 산출하는 산출 방법으로서, 제2 기판을 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량, 제2 기판을 유지하기 위해 제2 기판의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적, 및 제2 기판의 유지를 해제하는 타이밍 중 적어도 하나의 파라미터를, 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 산출하는 단계를 구비하는, 산출 방법이 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 제1 유지부에 유지하는 단계와, 제2 기판을 제2 유지부에 유지하는 단계와, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하는 단계와, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 단계를 구비하며, 초기 접합 영역은, 제1 기판과 제2 기판과의 사이의 접합 후의 위치 어긋남이 역치 이하가 되는 크기인, 기판 접합 방법이 제공된다.
본 발명의 일 형태에서는, 제1 기판을 제1 유지부에 유지하는 단계와, 제2 기판을 제2 유지부에 유지하는 단계와, 제1 기판의 일부와 제2 기판의 일부와의 사이에 초기 접합 영역을 형성하는 단계와, 초기 접합 영역이 형성된 것을 판단하는 단계와, 초기 접합 영역이 형성되었다고 판단된 경우에, 초기 접합 영역이 형성된 제2 기판을 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 제1 기판 및 제2 기판을 접합시키는 단계를 구비하는, 기판 접합 방법이 제공된다.
상기의 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징 전부를 열거한 것은 아니다. 이들 특징군의 서브 콤비네이션도 또 발명이 될 수 있다.
도 1은 기판 접합 장치(100)의 모식적 평면도이다.
도 2는 기판(210, 230)의 모식적 평면도이다.
도 3은 기판(210, 230)을 적층하여 적층 기판(290)을 제작하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 기판 홀더(220)의 모식적 평면도(A)와, 모식적 평면도(A)의 I－I선으로 절단한 경우의 기판(210)을 유지한 기판 홀더(220)의 모식적 단면도(B)이다.
도 5는 기판 홀더(240)의 모식적 평면도(A)와, 모식적 평면도(A)의 II－II선으로 절단한 경우의 기판(230)을 유지한 기판 홀더(240)의 모식적 단면도(B)이다.
도 6은 접합부(300)의 모식적 단면도이다.
도 7은 접합부(300)의 모식적 단면도이다.
도 8은 접합부(300)의 모식적 단면도이다.
도 9는 접합부(300)의 모식적 단면도이다.
도 10은 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 11은 접합부(300)의 모식적 단면도이다.
도 12는 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 13은 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 14는 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 15는 검출기(342)의 동작을 설명하는 모식적 단면도이다.
도 16은 검출기(342)의 동작을 설명하는 모식적 단면도이다.
도 17은 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 18은 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 19는 평탄한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 20은 평탄한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 21은 평탄한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 22는 평탄한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240)를 이용한 경우에 생기는 공기 저항 기인의 배율 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남을 나타내는 모식도이다.
도 23은 만곡한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240)를 이용하여 공기 저항 기인의 배율 디스토션을 보정한 경우의, 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 24는 실리콘 단결정 기판(208)에서의 결정 이방성과 영률과의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 25는 실리콘 단결정 기판(209)에서의 결정 이방성과 영률과의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 26은 접합시에 생길 수 있는 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 미리 배치가 보정된 복수의 회로 영역(216)이 표면에 형성되어 있는 기판(610, 630)을 나타내는 모식도이다.
도 27은 해제측의 기판(210)이 국소적인 만곡을 가지고 있던 경우에 생기는 비선형 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남을 나타내는 모식도이다.
도 28은 벤딩(bending) 계측과 워핑(warping)의 산출 방법을 설명하는 도면이다.
도 29는 외주 통기로(822)를 가지는 기판 홀더(820)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정(A)과, 최외주 통기로(622)를 가지는 기판 홀더(220)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정(B)과의 대비를 설명하는 설명도이다.
도 30은 기판 홀더(920)의 모식적 평면도이다.
도 31은 도 30의 모식적 평면도의 III－III선으로 절단한 경우의, 기판(210)을 유지한 기판 홀더(920)의 모식적 단면도이다.
도 32는 내주 통기로(931), 외주 통기로(932) 및 최외주 통기로(933)를 가지는 기판 홀더(920)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정을 설명하는 설명도이다.
도 33은 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑의 유무에 따라 초기 접합 영역의 설정을 변경하는 경우를 설명하는 설명도이다.
이하, 발명의 실시 형태를 설명한다. 하기의 실시 형태는 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합 전부가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.
도 1은, 기판 접합 장치(100)의 모식적 평면도이다. 기판 접합 장치(100)는, 케이스(110)와, 접합시키는 기판(210, 230)을 수용하는 기판 카세트(120)와, 적어도 2개의 기판(210, 230)을 접합시켜 제작된 적층 기판(290)을 수용하는 기판 카세트(130)와, 제어부(150)와, 반송부(140)와, 접합부(300)와, 기판(210, 230)을 유지하는 기판 홀더(220, 240)를 수용하는 홀더 스토커(holder stocker)(400)와, 프리 얼라이너(500)를 구비한다. 케이스(110)의 내부는 온도 관리되고 있으며, 예를 들면, 실온으로 유지된다.
반송부(140)는, 단독의 기판(210, 230), 기판 홀더(220, 240), 기판(210, 230)을 유지한 기판 홀더(220, 240), 복수의 기판(210, 230)을 적층하여 형성한 적층 기판(290) 등을 반송한다. 제어부(150)는, 기판 접합 장치(100)의 각 부를 서로 제휴시켜 통괄적으로 제어한다. 또, 제어부(150)는, 외부로부터의 유저의 지시를 받아들여, 적층 기판(290)을 제조하는 경우의 제조 조건을 설정한다. 또한, 제어부(150)는, 기판 접합 장치(100)의 동작 상태를 외부를 향해 표시하는 유저 인터페이스도 가진다.
접합부(300)는, 각각이 기판 홀더(220, 240)를 매개로 하여 기판(210, 230)을 유지하는, 대향하는 한 쌍의 스테이지를 가진다. 접합부(300)는, 한 쌍의 스테이지에 유지시킨 한 쌍의 기판(210, 230)을 상호로 위치 맞춤한 후, 한 쌍의 기판(210, 230) 중 일방의 유지를 유지한 상태로, 타방의 유지를 해제하는 것에 의해 타방을 그 일방을 향해서 해방함으로써, 한 쌍의 기판(210, 230)을 서로 접촉시켜 접합시키는 것에 의해 적층 기판(290)을 형성한다. 이후의 설명에서, 기판(210)을 고정측의 기판(210)이라고 부르고, 기판(230)을 해제측의 기판(230)이라고 부르는 경우가 있다.
프리 얼라이너(500)는, 기판(210, 230)과 기판 홀더(220, 240)와의 위치 맞춤을 각각 행하고, 기판(210, 230)을 기판 홀더(220, 240)에 유지시킨다. 기판 홀더(220, 240)는, 알루미나 세라믹스 등의 경질 재료에 의해 형성되어 있고, 정전(靜電) 척(chuck)이나 진공 척 등에 의해 기판(210, 230)을 흡착하여 유지한다.
상기와 같은 기판 접합 장치(100)에서는, 소자, 회로, 단자 등이 형성된 기판(210, 230) 외에, 미가공의 실리콘 웨이퍼, Ge를 첨가한 SiGe 기판, Ge 단결정 기판, III－V족 또는 II－VI족 등의 화합물 반도체 웨이퍼, 및 글라스 기판 등을 접합시킬 수도 있다. 접합시키는 대상은, 회로 기판 및 미가공 기판이라도, 미가공 기판끼리라도 괜찮다. 접합되는 기판(210, 230)은, 그것 자체가, 이미 적층된 복수의 기판을 가지는 적층 기판(290)이라도 괜찮다.
도 2는, 기판 접합 장치(100)에서 접합시키는 기판(210, 230)의 모식적 평면도이다. 기판(210, 230)은 각각, 노치(notch)(214, 234)와, 복수의 회로 영역(216, 236)과, 복수의 얼라이먼트 마크(218, 238)를 가진다.
복수의 회로 영역(216, 236)은, 기판(210, 230) 각각의 표면에 형성된 구조물의 일 예이며, 기판(210, 230) 각각의 표면에서 면방향으로 주기적으로 배치된다. 복수의 회로 영역(216, 236) 각각에는, 포토리소그래피 기술 등에 의해서 형성된 배선, 보호막 등의 구조물이 마련된다. 복수의 회로 영역(216, 236)에는, 기판(210, 230)을 다른 기판(230, 210), 리드 프레임 등에 전기적으로 접속하는 경우에 접속 단자가 되는 패드, 범프(bump) 등의 접속부도 배치된다. 접속부도, 기판(210, 230)의 표면에 형성된 구조물의 일 예이다.
복수의 얼라이먼트 마크(218, 238)도 또, 기판(210, 230)의 표면에 형성된 구조물의 일 예이며, 복수의 회로 영역(216, 236)의 상호의 사이에 배치된 스크라이브 라인(212, 232)에 배치된다. 복수의 얼라이먼트 마크(218, 238)는, 기판(210, 230)을 다른 기판(230, 210)과 위치 맞춤할 때의 지표이다.
도 3은, 기판 접합 장치(100)에서 한 쌍의 기판(210, 230)을 적층하여 적층 기판(290)을 제작하는 순서를 나타내는 흐름도이다. 여기에서는, 기판(230)을 접합부(300)의 한 쌍의 스테이지의 고정측으로 하고, 기판(210)을 해제측으로 하면 미리 결정하고 있는 것으로 한다. 먼저, 제어부(150)가, 적어도 해제측의 기판(210)에서의 국소적인 만곡에 관한 정보를 취득하고(스텝 S101), 취득한 정보에 포함되는 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여, 해제측의 기판(210)의 접합면의 일부의 영역인 초기 접합 영역을 미리 설정한다(스텝 S102). 또, 국소적인 만곡에 관한 정보는, 디스토션(distortion)에 관한 정보에 포함된다. 또, 제어부(150)는, 디스토션에 관한 정보에 근거하여 초기 접합 영역을 설정하는 설정부의 일 예이다.
다음으로, 제어부(150)로부터의 출력에 근거하여, 반송부(140)는, 해제측용의 기판 홀더(220)와, 해제측의 기판(210)을, 순차 프리 얼라이너(500)에 반입한다(스텝 S103). 프리 얼라이너(500)에서, 기판(210)을 해제측용의 기판 홀더(220)에 유지시킨다(스텝 S104). 고정측의 기판(230)에 대해서도 기판(210)과 마찬가지로, 제어부(150)로부터의 출력에 근거하여, 반송부(140)가, 고정측용의 기판 홀더(240)와, 고정측의 기판(230)을, 순차 프리 얼라이너(500)에 반입하고(스텝 S103), 프리 얼라이너(500)에서, 기판(230)을 고정측용의 기판 홀더(240)에 유지시킨다(스텝 S104).
도 4는, 스텝 S104에서 이용되는 기판 홀더(220)의 모식적 평면도(A)와, 모식적 평면도(A)의 기판 홀더(220)의 중심에서 굴절하는 I－I선으로 절단한 경우의 기판(210)을 유지한 기판 홀더(220)의 모식적 단면도(B)이다. 기판 홀더(220)는, 본체부(229)와 돌출 부재(250)를 가진다.
본체부(229)는, 평탄한 유지면(221)과, 유지면(221) 상에서 기판 홀더(220)의 중심과 동심원 모양으로 형성된 3개의 링 모양의 지지부(225, 226, 227)와, 유지면(221) 상에서의 복수의 지지부(225) 등의 사이에 대략 등간격으로 복수 형성된 지지 핀(224)과, 유지면(221) 상의 대략 중앙에서 일단이 해방되어 있는 원통 모양으로 형성된 오목부(223)를 가진다. 3개의 지지부(225, 226, 227)는, 기판 홀더(220)의 중심측으로부터 이 순서로 위치한다. 지지부(225)는, 내주면이 원통 모양의 오목부(223)의 내주면과 일치하고 있고, 유지면(221) 상에서 오목부(223)의 주위를 둘러싼다. 지지부(227)는, 기판 홀더(220)에 유지되는 기판(210)의 외형과 대략 동일한 외형을 가진다. 지지부(226)는, 유지면(221) 상에서 지지부(227)보다도 약간 중심측에 위치하고, 지지부(227)와 함께 기판 홀더(220)의 최외주측에 링 모양의 홈을 형성한다. 지지부(225)와 지지부(226)와의 사이에 형성되어 있는 복수의 지지 핀(224)의 밀도는, 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이에 형성되어 있는 복수의 지지 핀(224)의 밀도보다도 거칠다. 지지부(225) 등 및 복수의 지지 핀(224)은, 유지면(221)으로부터 동일 양만큼 돌출되고, 돌출된 각 선단부는 동일 평면 상에 위치한다. 그 때문에, 지지부(225) 등 및 복수의 지지 핀(224)이 돌출된 각 선단부는 모두, 기판 홀더(220)에 재치된 기판(210)에 접한다. 또, 도 4의 (A)에서는, 설명을 명확하게 하기 위해, 복수의 지지 핀(224)의 도시를 생략하고 있다. 이하, 기판(210)의 면내(面內)에서의 지름 방향의 중앙측의 영역으로서, 기판 홀더(220)의 지지부(225)와 지지부(226)와의 사이에서 흡착되는 영역을, 기판(210)의 내주 영역이라고 부르는 경우가 있다. 또, 기판(210)의 면내에서의 지름 방향의 외측의 영역으로서, 기판 홀더(220)의 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이에서 흡착되는 영역을, 기판(210)의 최외주 영역이라고 부르는 경우가 있다.
본체부(229)는, 오목부(223)의 내주벽에 외주가 접속된 2매의 판 스프링(255)과, 외주가 2매의 판 스프링(255)의 내주에 접속된 원기둥 모양의 돌출 부재(250)를 더 가진다. 돌출 부재(250)는, 판 스프링(255)이 외부로부터 일정 이상의 오목부(223)로부터 떨어지는 방향의 힘을 받아 탄성 변형되는 것에 의해서, 지지부(225) 등 및 복수의 지지 핀(224)의 돌출된 각 선단부가 위치하는 평면으로부터 돌출된다. 돌출 부재(250)는, 판 스프링(255)이 외부로부터 일정 이상의 오목부(223)로부터 떨어지는 방향의 힘을 받고 있지 않은 상태에서, 해당 평면으로부터 돌출되지 않는다. 또, 돌출 부재(250)는, 판 스프링(255)의 탄성력에 의해서 해당 평면으로부터 돌출되고, 외부로부터 오목부(223)측으로의 일정 이상의 압입 하중을 받는 경우에, 오목부(223) 내로 압입되는 구성으로 해도 좋다. 이 경우의 판 스프링(255)의 탄성력은, 적어도 기판(210)을 변형시키는데 필요한 힘을 가진다.
본체부(229)는, 중심 통기로(625)와, 내주 통기로(621)와, 최외주 통기로(622)를 더 가진다. 중심 통기로(625)는, 오목부(223)의 저면에 개구된 배기 구멍을 일단에 가지며, 타단이 기판 홀더(220)의 외부의 제어 밸브(721)를 매개로 하여 정압원(正壓源)(731) 및 개방단(741)에 선택적으로 결합된다. 내주 통기로(621)는, 유지면(221) 상에서의 지지부(225)와 지지부(226)와의 사이로서 복수의 지지 핀(224)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된, 대략 등간격으로 위치하는 복수의 흡기 구멍을 일단에 가지며, 타단이 기판 홀더(220)의 외부의 제어 밸브(724)를 매개로 하여 부압원(負壓源)(734) 및 개방단(744)에 선택적으로 결합된다. 최외주 통기로(622)는, 유지면(221) 상에서의 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이로서 복수의 지지 핀(224)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된, 대략 등간격으로 위치하는 복수의 흡기 구멍을 일단에 가지며, 타단이 기판 홀더(220)의 외부의 제어 밸브(727)를 매개로 하여 부압원(737) 및 개방단(747)에 선택적으로 결합된다. 최외주 통기로(622)의 일단에서의 복수의 흡기 구멍은, 내주 통기로(621)의 일단에서의 복수의 흡기 구멍보다도 수가 많고, 보다 조밀하게 배치되어 있다. 최외주 통기로(622)의 일단에서의 복수의 흡기 구멍은, 기판(210)의 최외주 영역을 흡착 가능하게 하기 위해 기판 홀더(220)의 최외주에 마련되어 있지만, 도 4의 (B)에 나타내어지는 바와 같이 최외주 통기로(622)를 기판 홀더(220)의 내부에서 면방향으로 연장되도록 형성함으로써, 그 타단을 기판 홀더(220)의 중심측에 근처에 배치하고 있다. 이것에 의해, 기판 홀더(220)는, 기판 홀더(220)를 유지하여 기판 홀더(220)의 각 통기로에 흡기 또는 배기를 부여하기 위한 공기 배관이 기판 홀더(220)의 유지면의 중앙에 집중하여 형성되어 있는 진공 플레이트나 기판 접합 스테이지 등에도 적용할 수 있다.
제어 밸브(724, 727)는, 제어부(150)의 제어하에, 내주 통기로(621), 최외주 통기로(622) 각각을 부압원(734, 737)에 선택적으로 연통시킨다. 기판(210)이 지지부(225) 등 및 복수의 지지 핀(224) 상에 재치된 상태로, 제어 밸브(724, 727)가 내주 통기로(621), 최외주 통기로(622) 각각을 부압원(734, 737)에 연통시킨 경우, 내주 통기로(621) 및 최외주 통기로(622) 각각의 복수의 흡기 구멍에 부압이 작용한다. 이것에 의해, 기판(210)과 유지면(221)과의 사이로서, 지지부(225)와 지지부(226)와의 사이의 공간, 및 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이의 공간이 각각 감압되어, 기판(210)이 기판 홀더(220)에 흡착된다. 한편으로, 기판(210)이 기판 홀더(220)에 흡착된 상태로부터, 제어 밸브(724, 727)가 내주 통기로(621), 최외주 통기로(622) 각각을 개방단(744, 747)에 연통시킨 경우, 기판 홀더(220)에 의한 기판(210)의 흡착이 해제된다. 내주 통기로(621)와 최외주 통기로(622)는, 제어부(150)에 의해서 별개로 제어되는 제어 밸브(724, 727)에 각각 결합되고, 각각의 일단의 복수의 흡착 구멍이 지지부(226)에 의해서 서로 격리된 각 공간에 개구되어 있으므로, 기판 홀더(220)는, 제어부(150)의 제어하에, 기판(210)의 내주 영역과 최외주 영역을 별개로 흡착할 수 있고, 또한, 별개로 흡착을 해제할 수 있다. 환언하면, 기판 홀더(220)는, 서로 격리되어 독립하고 있는 2개의 흡착 영역을 가지고 있다.
제어 밸브(721)는, 제어부(150)의 제어하에, 중심 통기로(625)를 정압원(731) 및 개방단(741)에 선택적으로 연통시킨다. 제어 밸브(721)가 중심 통기로(625)를 정압원(731)에 연통시킨 경우, 중심 통기로(625)의 배기 구멍에 정압이 작용하여, 오목부(223), 판 스프링(255) 및 돌출 부재(250)에 의해 포위된 공간이 가압되고, 판 스프링(255)이 오목부(223)로부터 떨어지는 방향으로 탄성 변형되는 것에 의해서 돌출 부재(250)가 상기의 평면으로부터 돌출되고, 그 결과, 지지부(225)의 내측에 위치하는 기판(210)의 일부의 영역이 동일 방향으로 변형된다. 기판 홀더(220)는, 제어부(150)의 제어하에, 기판(210)을 흡착한 상태에서 이와 같이 기판(210)을 변형시키는 것에 의해서, 기판(210)의 해당 일부의 영역을 기판 홀더(220)로부터 떨어지는 방향으로 급준하게 돌출시킬 수 있고, 또, 가해지는 하중을 조정하는 것에 의해서, 그 돌출량을 조정할 수 있다. 돌출 부재(250)의 돌출량은, 제어부(150)에 의해서, 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 설정된다. 제어부(150)는, 돌출 부재(250)의 돌출량을 조정하는 것에 의해서, 초기 접합 영역(803)의 크기를 조정한다.
도 4의 (B)에서의 모식적 단면도에는, 기판 홀더(220)가, 기판(210)을 흡착한 상태에서, 돌출 부재(250)를 상기의 평면으로부터 돌출시키는 것에 의해서 기판(210)의 중앙 부근의 영역(C)을 급준하게 돌출시킨 상태가 나타내어져 있다. 도면 중, 돌출 부재(250)의 맞닿음부(251)까지의 높이(A)는, 오목부(223)의 깊이와 지지부(225)의 높이와의 합(B)보다도 높고, 맞닿음부(251)는 상기의 평면으로부터 돌출되어 있다. 이것에 의해, 기판 홀더(220)에 흡착된 평탄한 기판(210)의 중앙 부근의 영역(C)에는 급준하게 돌출된 융기부(215)가 형성된다. 융기부(215)의 높이(D)는, 돌출 부재(250)의 맞닿음부(251)가 상기의 평면으로부터 돌출되는 양과 동일한 정도 또는 그것보다도 약간 높고, 예를 들면, 맞닿음부(251)가 돌출되는 양이 50μm인 경우, 융기부(215)의 높이(D)는 약 70μm가 된다.
본체부(229)는, 유지면(221) 상에서의 지지부(225)와 지지부(226)와의 사이로서 복수의 지지 핀(224)이 형성되어 있지 않은 3개소에 형성된, 기판 홀더(220)를 두께 방향으로 관통하는 3개의 관찰 구멍(601, 602, 603)과, 유지면(221) 상에서의 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이에 형성된, 기판 홀더(220)를 두께 방향으로 관통하는 관찰 구멍(604)을 더 가진다. 4개의 관찰 구멍(601, 602, 603, 604)은, 도 4의 (A)의 모식적 평면도에서 기판 홀더(220)의 중심에서 굴절하는 직선 모양의 I－I선과 겹쳐져 나타내어지는 바와 같이, 기판 홀더(220)의 지름 방향을 따른 대략 동일 직선 상에 위치한다. 3개의 관찰 구멍(601, 602, 603)은, 기판 홀더(220)의 중심 근처에, 기판 홀더(220)의 중심측으로부터 이 순서로 대략 등간격에 위치한다. 또, 관찰 구멍(601 등)은 각각, 기판(210)을 관찰하는 경우에 사용하는 조명광의 파장에 대해서 투명한 재료로 충전되고, 관찰 구멍(601 등)의 양단은, 기판 홀더(220)의 양 평면과 함께, 원활히 형성된다.
기판 홀더(220)의 관찰 구멍(601 등)에 대해서, 기판(210)의 소정의 개소가 대향하도록, 기판 홀더(220)와 기판(210)이 위치 맞춤된다. 구체적으로는, 기판 접합 장치(100)의 제어부(150)로부터 송신되는 기판(210)의 국소적인 만곡에 관한 정보에 근거하여, 프리 얼라이너(500)가, 기판 홀더(220)에 마련된 관찰 구멍(601 내지 604)이 위치하는 선 상에, 기판(210)의 소정의 개소가 위치하도록, 기판 홀더(220)와 기판(210)을 위치 맞춤한다. 예를 들면, 프리 얼라이너(500)는, 기판(210)의 면내에서의 국소적인 만곡이 가장 큰 개소가, 기판 홀더(220)에 마련된 관찰 구멍(601 내지 604)이 위치하는 선 상에 위치하도록 위치 맞춤한다.
또, 기판 홀더(220)의 돌출 부재(250)는, 공압(空壓)에 의해서 돌출량이 조정되는 구성으로서 설명했지만, 이 구성을 대신하여, 돌출 부재(250)를 착탈 가능하게 하고, 높이가 다른 복수의 돌출 부재(250)를 교환하는 것에 의해서 돌출량을 가변으로 해도 좋다. 이것에 의해서도, 공압식의 돌출 부재(250)와 마찬가지로, 소망의 돌출량을 제공할 수 있다.
도 5는, 기판 홀더(240)의 모식적 평면도(A)와, 모식적 평면도(A)의 II－II선으로 절단한 경우의 기판(230)을 유지한 기판 홀더(240)의 모식적 단면도(B)이다. 기판 홀더(240)는, 본체부(249)를 가진다.
본체부(249)는, 평탄한 유지면(241)과, 유지면(241) 상에서 기판 홀더(240)의 중심과 동심원 모양으로 형성된 링 모양의 지지부(247)와, 유지면(241) 상에서의 지지부(247)의 내측에 대략 등간격으로 복수 형성된 지지 핀(244)을 가진다. 지지부(247)는, 기판 홀더(240)에 유지되는 기판(230)의 외형과 대략 동일한 외형을 가진다. 지지부(247) 및 복수의 지지 핀(244)은, 유지면(241)으로부터 동일 양만큼 돌출되고, 돌출된 각 선단부는 동일 평면 상에 위치한다. 그 때문에, 지지부(247) 및 복수의 지지 핀(244)이 돌출된 각 선단부는 모두, 기판 홀더(240)에 재치된 기판(230)에 접한다. 또, 도 5의 (A)에서는, 설명을 명확하게 하기 위해, 복수의 지지 핀(244)의 도시를 생략하고 있다.
본체부(249)는, 유지면(241) 상에서의 지지부(247)의 내측으로서 복수의 지지 핀(244)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된, 대략 등간격으로 위치하는 복수의 흡기 구멍을 일단에 더 가지며, 타단이 기판 홀더(240)의 외부의 제어 밸브(751)를 매개로 하여 부압원(761) 및 개방단(771)에 선택적으로 결합되는 통기로(640)를 구비한다. 통기로(640)의 일단에서의 복수의 흡기 구멍은 기판 홀더(240)의 최외주에까지 마련되어 있지만, 도 5의 (B)에 나타내어지는 바와 같이 통기로(640)를 기판 홀더(240)의 내부에서 면방향으로 연장되도록 형성함으로써, 그 타단을 기판 홀더(240)의 대략 중앙에 배치하고 있다. 이것에 의해, 기판 홀더(240)는, 기판 홀더(220)와 마찬가지로, 기판 홀더(240)를 유지하여 기판 홀더(240)의 통기로(640)에 흡기를 부여하기 위한 공기 배관이 기판 홀더(240)의 유지면의 중앙에 집중하여 형성되어 있는 진공 플레이트나 기판 접합 스테이지 등에도 적용 가능하다.
제어 밸브(751)는, 제어부(150)의 제어하에, 통기로(640)를 부압원(761)에 선택적으로 연통시킨다. 기판(230)이 지지부(247) 및 복수의 지지 핀(244) 상에 재치된 상태로, 제어 밸브(751)가 통기로(640)를 부압원(761)에 연통시킨 경우, 통기로(640)의 복수의 흡기 구멍에 부압이 작용한다. 이것에 의해, 기판(230)과 유지면(241)과의 사이로서 지지부(227)의 내측의 공간이 감압되고, 기판(230)이 기판 홀더(240)에 흡착된다. 한편으로, 기판(230)이 기판 홀더(240)에 흡착된 상태로부터, 제어 밸브(751)가 통기로(640)를 개방단(771)에 연통시킨 경우, 기판 홀더(240)에 의한 기판(230)의 흡착이 해제된다. 도 5의 (B)에서의 모식적 단면도에는, 기판 홀더(240)가, 기판(230)을 흡착한 상태가 나타내어져 있고, 기판 홀더(240)에 흡착된 기판(230)은, 상기의 평면에 위치하고, 평탄한 상태이다.
또, 도 4 및 도 5 각각에 나타내어진 기판 홀더(220, 240)는 모두, 본체부(229, 249)의 단면 형상이 대략 방형(方形)의 것으로서 설명했지만, 이것을 대신하여, 둘레 가장자리부로부터 중앙부를 향해서 두께가 서서히 증가하는 단면 형상 등을 가져도 괜찮다. 이것에 의해, 기판 홀더(220, 240)에 흡착하여 유지된 기판(210, 230)은, 유지면(221, 241)에 밀착하여, 유지면(221, 241)의 형상에 따라서 전체가 만곡된다. 따라서, 유지면(221, 241)의 표면이 곡면, 예를 들면, 원통면, 구면(球面), 방물면(放物面) 등을 이루는 경우는, 흡착된 기판(210, 230)도, 그러한 곡면을 이루도록 전체의 형상이 변화된다.
기판(210, 230)을 개별로 유지한 기판 홀더(220, 240)를, 도 6에 나타내는 바와 같이, 접합부(300)에 순차 반입하여 각 스테이지에 고정한다(스텝 S105). 이것으로부터의 설명에서 적절히 참조하는 도 6 내지 도 9, 및 도 11은, 접합부(300)의 모식적 단면도이다. 여기서, 접합부(300)는, 프레임체(310), 상부 스테이지(322) 및 하부 스테이지(332)를 구비한다.
상부 스테이지(322)는, 프레임체(310)의 천판(天板)(316)에 하향으로 고정된다. 상부 스테이지(322)는, 진공 척, 정전 척 등의 유지 기능을 가진다. 도시의 상태에서, 상부 스테이지(322)에는, 이미, 기판(210)을 유지한 기판 홀더(220)가 유지되어 있다. 상부 스테이지(322)는, 유지한 기판 홀더(220)의 4개의 관찰 구멍(601, 602, 603, 604)의 각 위치에 대응하여 마련된 4개의 관찰창(361, 362, 363, 364)을 가진다. 관찰창(361 등) 각각은, 기판(210)을 관찰하는 경우에 사용하는 조명광의 파장에 대해서 투명한 재료로 충전되고, 상부 스테이지(322)의 하면은, 관찰창(361 등)이 형성된 영역도 포함하고, 평탄한 면을 형성하고 있다.
접합부(300)는, 상부 스테이지(322)의 4개의 관찰창(361 등)에 대응하는 위치에, 프레임체(310)의 천판(316)을 두께 방향으로 관통하여 마련된 4개의 검출기(341, 342, 343, 344)를 더 구비한다. 4개의 검출기(341 등)는, 상부 스테이지(322)의 하면에 광학적으로 연통하는 4개의 관찰창(361 등)과, 기판 홀더(220)의 4개의 관찰 구멍(601 등)을 통하여, 접합부(300) 내에서 기판(210, 230) 사이에서의 접합 영역의 확대를 관찰하는 관찰부(345)를 형성한다. 관찰부(345)는, 초기 접합 영역이 접합되었다고 판단하는 판단부의 일 예이다.
4개의 검출기(341 등)는, 예를 들면, 수광부와 광원을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우, 상부 스테이지(322)에 기판(210)을 유지한 기판 홀더(220)가 유지되면, 4개의 관찰창(361 등), 및 4개의 관찰 구멍(601 등)을 통해서, 기판(210, 230) 등에 의한 반사광의 광 강도를 4개의 검출기(341 등)에서 검출할 수 있다.
접합부(300)의 하부 스테이지(332)는, 프레임체(310)의 저판(312)에 배치된 X방향 구동부(331)에 겹쳐진 Y방향 구동부(333)의 도면 중 상면에 탑재된다. 하부 스테이지(332)도, 진공 척, 정전 척 등의 유지 기능을 가진다. 도시의 상태에서, 하부 스테이지(332)에는, 이미, 기판(230)을 유지한 기판 홀더(240)가 유지되어 있다.
천판(316)에는, 현미경(324) 및 활성화 장치(326)가 상부 스테이지(322)의 측방(側方)에 고정된다. 현미경(324)은, 하부 스테이지(332)에 간접적으로 유지된 기판(230)의 상면을 관찰할 수 있다. 활성화 장치(326)는, 하부 스테이지(332)에 간접적으로 유지된 기판(230)의 상면을 청정화하는 플라즈마를 발생시킨다.
X방향 구동부(331)는, 저판(312)과 평행하게, 도면 중에 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동한다. Y방향 구동부(333)는, X방향 구동부(331) 상에서, 저판(312)과 평행하게, 도면 중에 화살표 Y로 나타내는 방향으로 이동한다. X방향 구동부(331) 및 Y방향 구동부(333)의 동작을 조합시키는 것에 의해, 하부 스테이지(332)는, 저판(312)과 평행하게 이차원적으로 이동한다.
또, 하부 스테이지(332)는, 저판(312)에 대해서 수직하게, 화살표 Z로 나타내는 방향으로 승강하는 승강 구동부(338)에 의해 지지된다. 이것에 의해, 하부 스테이지(332)는, Y방향 구동부(333)에 대해서 승강할 수 있다. 이와 같이, 하부 스테이지(332)는, 기판(210)을 유지한 기판 홀더(220)를 유지하고 있는 상부 스테이지(322)와의 사이에서, 기판 홀더(220)에 유지된 기판(210)과 기판 홀더(240)에 유지된 기판(230)과의 상대 위치를 변위시킨다.
X방향 구동부(331), Y방향 구동부(333) 및 승강 구동부(338)에 의한 하부 스테이지(332)의 이동량은, 간섭계 등을 이용하여 정밀하게 계측된다.
Y방향 구동부(333)에는, 현미경(334) 및 활성화 장치(336)가, 각각 하부 스테이지(332)의 측방에 탑재된다. 현미경(334)은, 상부 스테이지(322)에 간접적으로 유지된 하향의 기판(210)의 하면을 관찰할 수 있다. 활성화 장치(336)는, 상부 스테이지(322)에 간접적으로 유지된 기판(210)의 하면을 청정화하는 플라즈마를 발생시킨다. 또, 이 활성화 장치(326 및 336)를 접합부(300)와는 다른 장치에 마련하고, 상면을 활성화한 기판 및 기판 홀더를 로봇에 의해서 활성화 장치(326, 336)로부터 접합부(300)로 반송하도록 해도 괜찮다.
또, 접합부(300)는, 저판(312)에 대해서 수직인 회전축 둘레로 하부 스테이지(332)를 회전시키는 회전 구동부, 및 하부 스테이지(332)를 요동시키는 요동 구동부를 더 구비해도 괜찮다. 이것에 의해, 하부 스테이지(332)를 상부 스테이지(322)에 대해서 평행하게 함과 아울러, 하부 스테이지(332)에 간접적으로 유지된 기판(210)을 회전시켜, 기판(210, 230)의 위치 맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있다.
현미경(324, 334)은, 제어부(150)에 의해, 초점을 상호로 맞추거나 공통의 지표를 관찰시키거나 하는 것에 의해서 교정된다. 이것에 의해, 접합부(300)에서의 한 쌍의 현미경(324, 334)의 상대 위치가 측정된다.
도 6에 나타낸 상태에 이어서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어부(150)는, X방향 구동부(331) 및 Y방향 구동부(333)를 동작시키고, 현미경(324, 334)에 의해 기판(210, 230) 각각에 마련된 얼라이먼트 마크(218, 238)를 검출시킨다(스텝 S106).
다음으로, 상대 위치가 기지(旣知)인 현미경(324, 334)에서 기판(210, 230)의 얼라이먼트 마크(218, 238)의 위치를 검출하는 것에 의해, 기판(210, 230)의 상대 위치를 산출한다(스텝 S107). 이것에 의해, 기판(210, 230)을 위치 맞춤하는 경우에는, 한 쌍의 기판(210, 230)에서 대응하는 얼라이먼트 마크(218, 238) 사이의 위치 어긋남량이 미리 정해진 역치 이하가 되도록, 또는, 기판(210, 230) 사이에서 대응하는 회로 영역(216, 236) 또는 접속부의 위치 어긋남량이 미리 정해진 역치 이하가 되도록, 기판(210, 230)의 상대 이동량을 산출하면 좋다. 위치 어긋남은, 적층된 기판(210, 230)의 사이에서의, 대응하는 얼라이먼트 마크(218, 238)끼리의 위치 어긋남, 및 대응하는 접속부끼리의 위치 어긋남을 가리키며, 두 개의 기판(210, 230) 각각에 생기는 디스토션의 양의 차이에 기인하는 위치 어긋남을 포함한다.
여기서, 상기의 위치 어긋남량에 대한 역치란, 기판(210, 230)의 상호의 접합이 완료했을 때에, 기판(210, 230) 사이에 전기적인 도통(導通)이 가능해지는 어긋남량이라도 좋고, 기판(210, 230)에 각각 마련된 구조물끼리가 적어도 일부에서 접촉할 때의 어긋남량이라도 좋다. 제어부(150)는, 기판(210, 230) 사이의 위치 어긋남이 역치 이상이 된 경우에, 접속부끼리가 접촉하지 않거나 또는 적절한 전기적 도통이 얻어지지 않는 상태, 혹은 접합부 사이에 소정의 접합 강도가 얻어지지 않는 상태라고 판단해도 괜찮다. 또, 기판(210, 230)의 접합 과정에서 생기는 디스토션을 접합전에 미리 대처하는 경우, 즉, 접합을 완료했을 때에 그 디스토션에 의한 위치 어긋남이 보정되도록 기판(210, 230) 중 적어도 일방을 접합전에 변형시키는 경우는, 일방의 기판이 변형한 상태에서의 위치를 기준으로 역치가 설정되어도 괜찮다.
도 7에 나타낸 상태에 이어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어부(150)는, 한 쌍의 기판(210, 230)의 상대 위치를 기록하고, 한 쌍의 기판(210, 230) 각각의 접합면을 화학적으로 활성화한다(스텝 S108). 제어부(150)는, 먼저, 하부 스테이지(332)의 위치를 초기 위치로 리셋한 후에 수평으로 이동시키고, 활성화 장치(326, 336)가 생성한 플라즈마에 의해 기판(210, 230)의 표면을 주사시킨다. 이것에 의해, 기판(210, 230) 각각의 표면이 청정화되어, 화학적인 활성이 높아진다. 또, 스텝 S108에서의, 기판(210, 230)의 활성화는, 스텝 S106 전에 행해도 괜찮다. 또, 기판(210, 230)의 활성화는, 기판(210, 230)을 기판 접합 장치(100)에 반입하기 전에 행해도 괜찮다. 또, 기판(210, 230)을 일단 기판 접합 장치(100)의 외부로 반출하여, 외부에서 활성화한 후, 재차 기판 접합 장치(100)에 반입해도 괜찮다.
플라즈마에 폭로하는 방법 외에, 불활성 가스를 이용한 스패터(spatter) 에칭, 이온 빔, 또는, 고속 원자 빔 등에 의해 기판(210, 230)의 표면을 활성화하는 것도 가능하다. 이온 빔이나 고속 원자 빔을 이용하는 경우는, 접합부(300)를 감압 하로 하여 생성하는 것이 가능하다. 또한, 자외선 조사, 오존 어셔(usher) 등에 의해 기판(210, 230)을 활성화하는 것도 가능하다. 게다가, 예를 들면, 액체 또는 기체의 에천트(etchant)를 이용하여, 기판(210, 230)의 표면을 화학적으로 청정화하는 것에 의해 활성화해도 괜찮다. 기판(210, 230)의 표면의 활성화 후, 기판(210, 230)의 표면을 친수화 장치에 의해 친수화해도 괜찮다.
도 8에 나타낸 상태에 이어서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제어부(150)는, 기판(210, 230)을 상호로 위치 맞춤한다(도 3의 스텝 S109). 제어부(150)는, 먼저, 최초로 검출한 현미경(324, 334)의 상대 위치와, 스텝 S106에서 검출한 기판(210, 230)의 얼라이먼트 마크(218, 238)의 위치에 근거하여, 기판(210, 230)의 서로 대응하는 구조물의 위치 어긋남량이, 적어도 접합을 완료했을 때에 역치 이하가 되도록, 하부 스테이지(332)를 이동시킨다.
도 10은, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 10은, 도 9에 나타낸 스텝 S109의 상태에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내고 있다. 도시와 같이, 각각이 기판 홀더(220, 240)를 매개로 하여 상부 스테이지(322) 및 하부 스테이지(332)에 유지된 기판(210, 230)은, 서로 위치 맞춤된 상태로 대향한다. 도시되는 바와 같이, 기판 홀더(220)에 흡착된 평탄한 기판(210)의 중앙 부근의 영역(C)에는 급준하게 돌출된 융기부(215)가 형성되어 있으므로, 대향하는 기판(210, 230)의 간격은, 기판(210, 230)의 중앙 부근이 둘레 가장자리부보다도 작다.
도 9 및 도 10에 나타낸 상태에 이어서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제어부(150)는, 승강 구동부(338)를 동작시켜 하부 스테이지(332)를 상승시키고, 기판(210, 230)을 상호로 접근시킨다. 그리고, 기판(210, 230)의 일부가 서로 접촉하여, 접촉 영역인 접합 영역이 형성된다(스텝 S110). 구체적으로는, 기판(210)의 융기부(215)와, 융기부(215)에 대향하는 기판(230)의 일부의 영역이 서로 접촉하여, 이미 활성화되어 있는 접촉 개소에 접합 영역이 형성된다.
도 12는, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 12는, 도 11에 나타낸 스텝 S110의 상태에서의 기판(210, 230)의 상태를 모식적으로 단면으로 나타내고 있다. 이 단계에서, 제어부(150)는, 제어 밸브(724, 727, 751)를 제어하여, 기판 홀더(220)의 내주 통기로(621) 및 최외주 통기로(622)와, 기판 홀더(240)의 통기로(640)를, 각각 부압원(734, 737, 761)에 연통시키고 있다. 따라서, 기판(210, 230)은, 각각 기판 홀더(220, 240)에 흡착되어 있고, 상기의 접촉 개소 이외의 부분에서, 기판(210, 230)이 접촉하는 것은 억제되어 있다. 이와 같이, 돌출 부재(250)를 가지는 기판 홀더(220)를 이용하는 것에 의해, 기판(210, 230)에는 단 하나의 접촉 개소가 형성되고, 그 결과, 복수의 접촉 개소가 별개로 형성되는 것에 기인하는 접합면 내의 보이드(void)의 발생을 억제할 수 있다.
도 13은, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 평면도이다. 구체적으로는, 도 11 및 도 12에 나타낸 스텝 S110의 상태에서의 기판(210, 230)의 상태를 모식적으로 기판(210)의 배면측으로부터 평면시(平面視)로 나타내고 있다. 기판(210, 230)의 사이에는, 그 면방향 중앙 부근에 접합 영역(801)이 형성되어 있다. 이 때문에, 기판(210, 230)은, 중앙 부근으로부터, 기판(210, 230)의 지름 방향 외측을 향해 접합 영역(801)을 넓힌다.
도 13에는, 제어부(150)에 의해서 미리 설정된, 기판(210, 230)과 대략 동심원 모양의 원형의 초기 접합 영역(803)이 나타내어져 있다. 본 실시 형태에서는, 제어부(150)가, 반경이 다른 3개의 동심원 모양의 초기 접합 영역(803)을 미리 정해 두고, 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡에 관한 정보에 포함되는 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여, 이 3개의 초기 접합 영역(803) 중에서 1개의 초기 접합 영역(803)을 선택하는 구성으로 하고 있다. 이러한 구성에 따라, 3개의 초기 접합 영역(803)에 대응하여, 기판 홀더(220)에는 미리 3개의 관찰 구멍(601, 602, 603)이 마련되고, 접합부(300)의 상부 스테이지(322)에는 3개의 관찰창(361 내지 363)이 마련되어 있다. 제어부(150)가 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 1개의 초기 접합 영역(803)을 선택한 경우, 대응하는 관찰 구멍과 관찰창과 검출기가 사용된다. 도 13에서는, 선택된 초기 접합 영역(803)의 둘레 가장자리에, 대응하는 관찰 구멍(602)이 위치하고 있는 모습이 나타내어져 있다.
도 14는, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 12 및 도 13에 나타낸 상태에 이어서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제어부(150)는, 상부 스테이지(322)에서 제어 밸브(724)를 전환하여, 기판 홀더(220)의 내주 통기로(621)를 개방단(744)에 연통시킨다. 이것에 의해, 도면 중 상측의 기판(210)의 내주 영역은, 기판 홀더(220)에 의한 유지가 해제되고(스텝 S111), 활성화된 표면 상호의 분자간 힘 등에 의해, 기판(210, 230)이 서로 자율적으로 접합된다. 이 동안에, 기판 홀더(220)의 최외주 통기로(622)는 아직도 부압원(737)에 연통된 상태가 유지되어 있다. 이것에 의해, 도면 중 상측의 기판(210)의 최외주 영역은, 기판 홀더(220)에 의한 유지가 유지 계속된다.
기판(210, 230)의 표면은 활성화되어 있으므로, 일부가 접촉하면, 기판(210, 230)끼리의 분자간 힘에 의해, 인접하는 영역이 자율적으로 서로 흡착되어 접합된다. 따라서, 예를 들면, 상부 스테이지(322)에 유지된 기판 홀더(240)에 의한 기판(230)의 유지를 해제하는 것에 의해, 기판(210, 230)이 접합된 영역은, 접촉한 부분으로부터 인접하는 영역으로 순차 넓어진다. 이것에 의해, 접합된 영역이 순차 넓어져 가는 본딩 웨이브가 발생하고, 기판(210, 230)의 접합이 진행된다.
스텝 S111의 실행 후에, 제어부(150)는, 초기 접합 영역(803)이 접합되었는지 여부를 판단한다(스텝 S112). 도 15 및 16은, 검출기(342)의 동작을 설명하는 모식적 단면도이다. 도 15는, 스텝 S111의 실행 후에, 3개의 초기 접합 영역(803) 중에서 선택된 1개의 초기 접합 영역(803)에 대해서 사용되는 검출기(342)에 의한 검출 범위에서, 기판(210, 230)이 접촉하기 직전의 상태를 부분적으로 확대하여 나타내는 도면이다. 도 15에 나타낸 영역은, 도 14에 점선 B로 나타낸 영역에 대응한다.
도시의 상태에서는, 기판(210, 230) 상호의 사이에 간극(G2)이 남아 있다. 간극(G2)은, 접합부(300) 내부의 분위기 등이 기판(210, 230) 사이에 끼워지는 것에 의해 형성된다. 기판(210, 230) 사이에 끼워진 분위기 등은, 기판(210, 230)끼리의 분자간 힘에 의해 인접하는 영역이 자율적으로 상호로 흡착되어 순차 접합되는 것에 의해서 압출되고, 결국, 기판(210, 230)은 상호로 밀착하여 접합되지만, 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성, 사이에 끼워지는 분위기의 밀도 등에 의해, 기판(210, 230)이 접합될 때까지 필요한 시간은, 기판(210, 230)의 둘레 방향으로 다를 수 있다. 물론, 해당 시간은, 기판(210, 230)마다, 기판(210, 230)의 종류마다, 제조 프로세스마다, 또는, 제조 로트마다 다를 수 있다.
접합부(300)에서는, 기판(210, 230)이 상부 스테이지(322) 및 하부 스테이지(332) 사이에 끼워진 상태라도, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)의 둘레 가장자리에서의 영역이, 관찰 구멍(602) 및 관찰창(362)을 통해서 검출기(342)에 광학적으로 연통한다. 도시의 예에서는, 검출기(342)는, 광원(351) 및 수광부(352)를 가진다.
광원(351)은, 적어도 일부가 기판(210)을 투과하는 파장의 조사광을 발생시킨다. 광원(351)이 발생한 조사광은, 관찰창(362) 및 관찰 구멍(602)을 통해서 기판(210)을 향해 조사된다. 수광부(352)는, 포토 다이오드 등의 광 전기 변환 소자를 가지며, 기판(210, 230) 등에 의해 반사된 조사광을 수광하여, 반사광 강도에 따른 전기 신호를 발생한다. 수광부(352)가 발생한 전기 신호는, 제어부(150)에 입력된다.
도면 중에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 상부 스테이지(322) 및 하부 스테이지(332)의 사이에서는, 굴절률이 다른 매체의 경계에 반사면이 형성된다. 도시의 예에서는, 관찰 구멍(602)과 간극(G1)과의 경계, 간극(G1)과 기판(210)과의 경계, 기판(210)과 간극(G2)과의 경계, 간극(G2)과 기판(230)과의 경계, 기판(230)과 간극(G3)과의 경계, 간극(G3)과 기판 홀더(240)와의 경계 각각에 반사면(O, P, Q, R, S, T)이 형성된다. 따라서, 관찰창(362) 및 관찰 구멍(602)을 통해서 검출기(342)의 광원(351)으로부터 조사된 조사광은, 반사면(O, P, Q, R, S, T) 각각에서 반사되고, 다시 관찰 구멍(602) 및 관찰창(362)을 통해서 수광부(352)에 입사 함으로써, 반사광의 강도가 검출된다.
도 16은, 도 15와 동일 시점에서, 스텝 S111의 실행 후에, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)이 접합된 상태를 부분적으로 확대하여 나타내는 도면이다. 기판(210, 230)이 접합되어 서로 밀착하면, 기판(210, 230)과 갭(G2)과의 사이에 형성된 한 쌍의 반사면(R, Q)이 소멸한다. 이 때문에, 검출기(342)의 조사광을 반사하는 반사면의 수가 감소하여, 검출기(342)가 검출하는 반사광 강도가 저하된다. 따라서, 검출기(342)로부터 출력되는 검출 정보에 근거하여, 제어부(150)는, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)이 접합되었다고 판단할 수 있다. 또, 갭(G2)이 소멸하기 전의 갭(G2)의 감소 과정에서는, 검출기(342)가 검출하는 반사광 강도에 변화는 있지만, 갭(G2)의 감소에 따라 반사광 강도가 감소하는 것이 아니라, 조사광과 반사광과의 사이에 간섭이 일어남으로써 반사광의 명암이 반복된다.
도 17은, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 평면도이다. 구체적으로는, 도 16에 나타낸 기판(210, 230)의 상태를 모식적으로 기판(210)의 배면측으로부터 평면시로 나타내고 있다. 도 13에 나타낸 기판(210, 230)에서의 접합 영역(801)은, 기판(210, 230)의 중앙 부근으로부터 지름 방향 외측을 향해 넓어진 것이 나타내어져 있지만, 접합 영역(801)의 확대의 진행 정도는, 기판(210, 230)의 둘레 방향으로 불규칙하다.
스텝 S111의 실행 후에, 제어부(150)는, 검출기(342)로부터 출력되는 검출 정보에 근거하여, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)이 접합되어 있지 않다고 판단한 경우(스텝 S112：NO), 계속하여 검출기(342)로부터의 검출 정보를 수신하여 판단을 속행하고, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)이 접합되었다고 판단한 경우(스텝 S112：YES), 상부 스테이지(322)에서 제어 밸브(727)를 전환하여, 기판 홀더(220)의 최외주 통기로(622)를 개방단(747)에 연통시킨다. 이것에 의해, 도면 중 상측의 기판(210)의 최외주 영역도, 기판 홀더(220)에 의한 유지가 해제되고(스텝 S113), 활성화된 표면 상호의 분자간 힘 등에 의해, 기판(210, 230)의 둘레 가장자리까지 상호로 자율적으로 접합된다.
즉, 도시의 예에서는, 제어 밸브(724)를 전환하여 기판 홀더(220)의 내주 통기로(621)를 개방단(744)에 연통시키는 것에 의해 기판(210)의 본딩 웨이브가 발생하고 나서, 기판(210)의 최외주 영역이 기판 홀더(220)에 의해 유지되어 있는 것에 의해서 기판(210)에 생기는 리프팅(lifting) 힘에 의해 본딩 웨이브가 정지할 때까지 동안에, 초기 접합 영역(803)이 접합되었다고 판단되었을 때 또는 그 후에, 최외주 통기로(622)가 개방단(747)에 연통되는 것에 의해 기판(210)의 최외주 영역이 기판 홀더(220)로부터 해방된다.
또, 도 15 및 도 16에서는, 도면 중에서 조사광과 반사광을 구별하기 쉽게 하는 목적으로, 조사광을 기판(210, 230)에 대해서 경사지게 조사하고 있는 것 같이 기재했다. 그렇지만, 조사광을 기판(210, 230)에 대해서 수직으로 조사해도, 하프 미러 등의 광학 디바이스를 이용하는 것에 의해, 반사광 강도를 검출하는 광학계를 형성할 수 있다. 또, 검출기(342)는, 수광부(352)로 바꾸어, CCD, CMOS 센서등의 이미지 센서를 이용해도 괜찮다. 또, 검출기(342)의 상기 구조는, 도 6 등에 나타낸 다른 검출기(341, 343, 344)에도 적용할 수 있다.
도 18은, 접합 과정에서의 기판(210, 230)의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 스텝 S113의 실행 후에, 제어부(150)는, 기판(210)의 둘레 가장자리에 위치하는 검출기(344)로부터 출력되는 검출 정보에 근거하여, 기판(210, 230)의 접합이 완료하고 있지 않다고 판단한 경우(스텝 S114：NO), 계속하여 검출기(344)로부터의 검출 정보를 수신하여 판단을 속행하고, 기판(210, 230)의 접합이 완료했다고 판단한 경우(스텝 S114：YES), 즉, 도 18에 나타내어지는 바와 같이 기판(210, 230)의 접합면 내에서의 본딩 웨이브의 진행이 완료한 경우, 소정 시간 후에, 기판(210, 230)으로부터 형성된 적층 기판(290)을, 반송부(140)에 의해서 기판 홀더(240)와 함께 접합부(300)로부터 반출한다(스텝 S115). 그 후, 프리 얼라이너(500)에서 적층 기판(290)과 기판 홀더(240)를 분리하고, 반송부(140)에 의해서 적층 기판(290)을 기판 카세트(130)로 반송한다. 또, 접합부(300)에서 적층 기판(290)과 기판 홀더(240)를 분리하고, 적층 기판(290) 단체를 반송부(140)에 의해서 접합부(300)로부터 반출하고, 기판 카세트(130)에 반송해도 괜찮다.
다음으로, 초기 접합 영역(803)의 설정 방법에 대해 설명한다. 특히, 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 초기 접합 영역(803)을 설정하는 예를 설명한다. 여기서, 접합시키기 전에서의 해제측의 기판(210)에 국소적인 만곡이 생기면, 접합시에 비선형 디스토션이 생기는 하나의 요인이 된다. 이 경우, 접합부(300)에서, 얼라이먼트 마크(218, 238) 등에 근거하여 기판(210, 230)의 면방향에서의 위치 맞춤을 한 경우라도, 기판(210, 230) 사이의 위치 어긋남을 해소할 수 없는 경우가 있다. 그래서, 도 3에 나타낸 스텝 S101 및 스텝 S102에서는, 제어부(150)가, 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡에 관한 정보를 취득하고, 취득한 정보에 포함되는 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여, 해제측의 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을 미리 설정한다. 그리고, 제어부(150)는, 도 14 내지 도 18에 나타낸 바와 같이, 접합 영역(801)이 기판(210, 230)의 중앙 부근으로부터 외주를 향해 넓어짐으로써 미리 설정한 초기 접합 영역(803)이 접합되는 것을 검출할 때까지, 기판 홀더(220)에 의한 기판(210)의 최외주 영역의 유지를 유지한다.
여기서, 기판(210, 230)에 생기는 디스토션이란, 기판(210, 230) 각각에서의 구조물의 설계 좌표 즉 설계 위치로부터의 변위이다. 기판(210, 230)에 생기는 디스토션은, 평면 디스토션 및 입체 디스토션을 포함한다.
평면 디스토션은, 기판(210, 230)의 접합면을 따른 방향으로 생긴 디스토션이며, 기판(210, 230) 각각의 구조물의 설계 위치에 대해서 변위한 위치가 선형 변환에 의해 나타내지는 선형 디스토션과, 선형 변환에 의해 나타낼 수 없는, 선형 디스토션 이외의 비선형 디스토션을 포함한다.
선형 디스토션은, 변위량이 중심으로부터 지름 방향을 따라서 일정한 증가율로 증가하는 배율 디스토션을 포함한다. 배율 디스토션은, 기판(210, 230)의 중심으로부터의 거리 X에서의 설계값으로부터의 어긋남량을 X로 나누는 것에 의해 얻어지는 값이며, 단위는 ppm이다. 배율 디스토션에는, 등방 배율 디스토션이 포함된다. 등방 배율 디스토션은, 설계 위치로부터의 변위 벡터가 가지는 X성분 및 Y성분이 동일한, 즉, X방향의 배율과 Y방향의 배율이 동일한 디스토션이다. 한편으로, 설계 위치로부터의 변위 벡터가 가지는 X성분 및 Y성분이 다르다, 즉, X방향의 배율과 Y방향의 배율이 다른 디스토션인 비등방 배율 디스토션은, 비선형 디스토션에 포함된다.
본 실시 형태에서는, 두 개의 기판(210, 230) 각각에서의 구조물 중, 적어도 회로 영역(216, 236)의 설계 위치를 기준으로 한 배율 디스토션의 차이가, 두 개의 기판(210, 230) 사이의 위치 어긋남량에 포함된다. 또, 접합되는 두 개의 기판(210, 230) 각각에서의 회로 영역(216, 236)의 설계 위치는, 접합에 의해서 생기는 배율 디스토션의 차이에 기인하는 위치 어긋남량을 고려하여, 다르도록 설계되어도 괜찮다.
또, 선형 디스토션은, 직교 디스토션을 포함한다. 직교 디스토션은, 기판의 중심을 원점으로 하여 서로 직교하는 X축 및 Y축을 설정했을 때에, 구조물이 원점으로부터 Y축 방향으로 멀어질수록 큰 양이며, 설계 위치로부터 X축 방향에 평행하게 변위하고 있는 디스토션이다. 해당 변위량은, X축에 평행하게 Y축을 횡단하는 복수의 영역 각각에서 동일하고, 변위량의 절대값은, X축으로부터 멀어짐에 따라서 커진다. 게다가 직교 디스토션은, Y축의 정(正)측의 변위의 방향과 Y축의 부(負)측의 변위의 방향이 서로 반대이다.
기판(210, 230)의 입체 디스토션은, 기판(210, 230)의 접합면을 따른 방향 이외의 방향 즉 접합면에 교차하는 방향으로의 변위이다. 입체 디스토션에는, 기판(210, 230)이 전체적으로 또는 부분적으로 구부러지는 것에 의해 기판(210, 230)의 전체 또는 일부에 생기는 만곡이 포함된다. 여기서, 「기판이 구부러진다」라는 것은, 기판(210, 230)이, 해당 기판(210, 230) 상의 3점에 의해 특정된 평면 상에 존재하지 않는 점을 기판(210, 230)의 표면이 포함하는 형상으로 변화하는 것을 의미한다.
또, 만곡이란, 기판의 표면이 곡면을 이루는 디스토션이며, 예를 들면 기판(210, 230)의 워핑(warping)이 포함된다. 본 실시 형태에서는, 워핑은, 중력의 영향을 배제한 상태에서 기판(210, 230)에 남는 디스토션을 말한다. 워핑에 중력의 영향을 가한 기판(210, 230)의 디스토션을, 벤딩(bending)이라고 부른다. 또, 기판(210, 230)의 워핑에는, 기판(210, 230) 전체가 대체로 일정한 곡률로 굴곡하는 글로벌 워핑과, 기판(210, 230)의 일부에서 국소적인 곡률이 변화하여 굴곡하는, 로컬 워핑이 포함된다.
여기서, 배율 디스토션은, 발생 원인에 의해서 초기 배율 디스토션, 흡착 배율 디스토션, 및 접합 과정 배율 디스토션으로 분류된다.
초기 배율 디스토션은, 얼라이먼트 마크(218), 회로 영역(216) 등을 기판(210, 230)에 형성하는 프로세스에서 생긴 응력, 스크라이브 라인(212), 회로 영역(216) 등의 배치에 기인하는 주기적인 강성의 변화 등에 의해, 기판(210, 230)의 설계 사양에 대한 괴리로서, 기판(210, 230)을 접합시키기 전의 단계로부터 생긴다. 따라서, 기판(210, 230)의 초기 배율 디스토션은, 기판(210, 230)의 적층을 개시하기 전부터 알 수 있으며, 예를 들면, 기판(210, 230)을 제조한 전처리 장치로부터 초기 배율 디스토션에 관한 정보를 제어부(150)가 취득해도 괜찮다.
흡착 배율 디스토션은, 워핑 등의 디스토션이 생긴 기판(210, 230)이, 접합되는 것에 의해, 또는, 평탄한 유지 부재에 흡착되는 것에 의해, 기판(210, 230)에 생기는 디스토션이다. 워핑이 생긴 기판(210, 230)을 평탄한 기판 홀더(220, 240)나 하부 스테이지(332)에 흡착하여 유지시키면, 기판(210, 230)은, 평탄한 기판 홀더(220, 240)나 하부 스테이지(332)의 유지면의 형상에 따라서 변형된다. 여기서, 기판(210, 230)이, 워핑을 가지는 상태로부터 기판 홀더(220, 240)나 하부 스테이지(332)의 유지면의 형상에 따른 상태로 변화되면, 유지하기 전에 비해 기판(210, 230)의 디스토션량이 변화한다.
이것에 의해, 기판(210, 230)의 표면에서의 회로 영역(216)의 설계 사양에 대한 디스토션량이 유지하기 전에 비해 변화한다. 기판(210, 230)의 디스토션량의 변화는, 기판(210, 230)에 형성된 회로 영역(216) 등의 구조물의 구조, 해당 구조물을 형성하기 위한 프로세스, 유지 전의 기판(210, 230)의 워핑의 크기 등에 따라 다르다. 흡착 배율 디스토션의 크기는, 기판(210, 230)에 워핑 등의 디스토션이 생기는 경우에, 그 디스토션과 흡착 배율 디스토션과의 상관을 미리 조사해 두는 것에 의해, 기판(210, 230)의 워핑량 및 워핑 형상 등을 포함하는 디스토션의 상태로부터 산출할 수 있다.
접합 과정 배율 디스토션은, 접합의 과정에서 기판(210, 230)에 생기는 디스토션에 기인하여, 새롭게 생기는 배율 디스토션의 변화이다. 도 19, 도 20 및 도 21은, 평탄한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다. 도 19, 도 20 및 도 21에는, 접합부(300)에서 접합되는 과정에 있는 기판(210, 230)에서의, 기판(210, 230)이 상호로 접촉한 접촉 영역과, 기판(210, 230)이 상호로 접촉하지 않고 떨어져 있고 이제부터 접합되는 비접촉 영역과의 경계(K)의 부근의 영역(Q)을 확대하여 나타낸다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 서로 부분적으로 접촉하고 있는 기판(210, 230)의 접촉 영역이 중앙으로부터 외주를 향하여 면적을 확대하는 과정에서, 경계(K)는, 기판(210, 230)의 중앙측으로부터 외주측을 향해 이동한다. 경계(K) 부근에서, 기판 홀더(220)에 의한 유지가 해제된 기판(210)에는, 기판(230)과의 사이에 개재하는 분위기에 기인하여, 보다 구체적으로는, 예를 들면 기판(230)과의 사이에 개재하는 공기를 내보낼 때의 공기 저항에 기인하여 신장이 생긴다. 더 구체적으로는, 경계(K)에서, 기판(210)의 두께 방향의 중앙의 면에 대해서, 기판(210)의 도면 중 하면측에서는 기판(210)이 신장되고, 도면 중 상면측에서는 기판(210)이 수축된다.
이것에 의해, 도면 중에 점선으로 나타내는 바와 같이, 기판(210)에서, 기판(230)에 접합된 영역의 외단(外端)에서는, 기판(210)의 표면에서의 회로 영역(216)의 설계 사양에 대한 위치 어긋남이 기판(230)에 대해서 확대한 것과 같이 디스토션된다. 이 때문에, 도면 중에 점선의 어긋남으로서 나타내어지는 바와 같이, 기판 홀더(240)에 유지된 하측의 기판(230)과, 기판 홀더(220)에 의한 유지가 해제된 상측의 기판(210)과의 사이에, 기판(210)의 신장량 즉 배율 디스토션의 상위(相違)에 기인하는 위치 어긋남이 생긴다.
게다가, 도 20에 나타내는 바와 같이, 상기의 상태에서 기판(210, 230)이 서로 접촉하여 접합되면, 기판(210)의 확대된 배율 디스토션이 고정된다. 게다가, 도 21에 나타내는 바와 같이, 접합에 의해 고정되는 기판(210)의 신장량은, 기판(210, 230)의 외주에 경계(K)가 이동할수록 누적된다.
상기와 같이 접합 과정 배율 디스토션의 양은, 접합되는 기판(210, 230)의 강성, 기판(210, 230) 사이에 끼워지는 분위기의 점성 등의 물리량에 근거하여 산출할 수 있다. 또, 접합되는 기판(210, 230)과 동일한 로트(lot)로 제조된 기판을 접합시켜 생긴 어긋남량을 미리 측정하여 기록하고, 기록한 측정값을 해당 로트의 기판(210, 230)의 접합에서 생기는 접합 과정 배율 디스토션에 관한 정보로서 제어부(150)가 취득해도 괜찮다. 또, 본 실시 형태에서, 접합 과정은, 기판(210) 및 기판(230)이, 서로 일부에서 접촉하고 나서, 접촉 영역의 확대가 종료할 때까지의 과정을 포함한다.
도 22는, 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 접합 방법에 기인하여 생기는 배율 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남을 나타내는 모식도이다. 도면 중의 화살표는, 해제측의 기판(210)을 기준으로 했을 때의 고정측의 기판(230)의 위치 어긋남을 나타내는 벡터이며, 그 방향에 의해 위치 어긋남의 방향을 나타내고, 그 길이에 의해 위치 어긋남의 크기를 나타낸다. 도시의 어긋남은, 적층 기판(290)의 중심점으로부터 면방향으로 방사상으로 점증(漸增)하는 어긋남량을 가진다. 또, 도시의 배율 디스토션은, 기판(210, 230)을 접합시키기 전에 생긴 초기 배율 디스토션 및 흡착 배율 디스토션과, 기판(210, 230)을 접합시키는 과정에서 생긴 접합 과정 배율 디스토션을 포함한다.
또, 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 접합 방법에 의해서 기판(210, 230)을 접합시키는 경우는, 기판 홀더(240)에 의한 기판(230)의 유지를 유지한 상태로 기판 홀더(220)에 의한 기판(210)의 유지를 해제한다. 이 때문에, 기판(210, 230)이 접합되는 시점에서는, 유지된 기판(230)이 형상을 고정하고 있는 것에 비해, 유지가 해제된 기판(210)은 디스토션하면서 접합된다. 따라서, 고정된 채로 접합되는 기판(230)에 대해서는 접합 과정 배율 디스토션을 고려하지 않아도 되지만, 유지가 해제되는 기판(210)에 대해서는, 접합 과정 배율 디스토션을 고려하는 것이 바람직하다.
고정측의 기판(230)이, 기판 홀더(240)의 형상 등에 의해 디스토션한 상태로 유지되어 있는 경우, 유지가 해제된 기판(210)에 대해서는, 접합 과정 배율 디스토션과 흡착 배율 디스토션 양쪽 모두를 고려하는 것이 바람직하고, 또한, 디스토션한 기판(230)의 형상에 기판(210)이 따르는 것에 의해 생기는 흡착 배율 디스토션과 같은 디스토션도 고려하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 접합 방법에서는, 기판(210, 230)의 접합 후의 최종적인 배율 디스토션의 차이는, 기판(210, 230)이 당초보다 가지고 있는 초기 배율 디스토션의 차이에, 기판(210, 230)을 기판 홀더(220, 240) 등에 유지시킨 경우에 생기는 흡착 배율 디스토션의 차이와, 접합의 과정에서 유지가 해제되는 기판(210)의 접합 과정 배율 디스토션이 겹쳐 형성된다.
위에서 설명한 바와 같이, 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 방법으로 기판(210, 230)을 적층하여 형성되는 적층 기판(290)에 생기는 위치 어긋남은, 초기 배율 디스토션의 차이, 흡착 배율 디스토션의 차이, 및 접합 과정 배율 디스토션의 차이의 크기와 관련된다. 또, 기판(210, 230)에 생기는 배율 디스토션은, 워핑 등의 기판의 디스토션과 관련된다.
게다가, 이들 초기 배율 디스토션의 차이, 흡착 배율 디스토션의 차이, 및 접합 과정 배율 디스토션의 차이는, 상기와 같이, 접합 전의 측정, 계산 등에 의해 추정할 수 있다. 따라서, 접합시키는 기판(210, 230)에 대해서 추정된 접합 후의 최종적인 배율 디스토션의 차이에 근거하여, 이 차이를 보정하기 위한 대책을 미리 강구할 수 있다.
대책의 일 예로서, 고정측용의 복수의 기판 홀더(240)로부터, 그 유지면의 곡률이 최종적인 배율 디스토션의 차이를 보정할 수 있는 것을 선택하는 것이 고려된다. 도 23은, 만곡한 유지면을 가지는 고정측용의 기판 홀더(240)를 이용하여 공기 저항 기인의 배율 디스토션을 보정한 경우의, 기판 홀더(240) 상에서의 기판(210, 230)의 접합 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 23에 나타내어지는 바와 같이, 고정측용의 기판 홀더(240)의 유지면(241)은 만곡되어 있다. 이러한 형상의 유지면(241)에 기판(230)이 흡착된 경우, 기판(230)이 만곡된 상태에서는, 도면 중에 쇄선으로 나타내는 기판(230)의 두께 방향의 중심부(A)와 비교하여, 기판(230)의 도면 중의 상면인 표면에서는, 기판(230)의 표면이 중심으로부터 둘레 가장자리부를 향해서 면방향으로 확대되도록 형상이 변화된다. 또, 기판(230)의 도면 중의 하면인 이면에서는, 기판(230)의 표면이 중심으로부터 둘레 가장자리부를 향해서 면방향으로 축소되도록 형상이 변화된다.
이와 같이, 기판(230)을 기판 홀더(240)에 유지시키는 것에 의해, 기판(230)의 도면 중 상측의 표면은, 기판(230)이 평탄한 상태와 비교하면 확대된다. 이러한 형상의 변화에 의해, 다른 기판(210)과의 최종적인 배율 디스토션의 차이, 즉, 이 차이에 기인하는 위치 어긋남을 보정할 수 있다. 게다가, 만곡한 유지면(241)의 곡률이 다른 복수의 기판 홀더(240)를 준비하고, 최종적인 배율 디스토션의 차이에 기인하는 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되는 곡률의 유지면(241)을 가지는 기판 홀더(240)를 선택함으로써, 그 보정량을 조절할 수 있다.
도 23에서의 실시 형태에서는, 기판 홀더(240)의 유지면(241)은, 중앙에서 부풀어 오르는 형상을 가지고 있었다. 이것을 대신하여, 유지면(241)의 둘레 가장자리부에 대해서 중앙부가 함몰된 기판 홀더(240)를 준비하여 기판(230)을 유지시킴으로써, 기판(230)의 접합면에서의 배율을 축소시키고, 접합면에 형성된 회로 영역(236)의 설계 사양에 대한 위치 어긋남을 조정할 수도 있다.
이상, 도 19 내지 도 22를 참조하여, 접합시키는 기판(210, 230)에 생기는 평면 디스토션에 포함되는 선형 디스토션 중 배율 디스토션, 특히 접합 과정 배율 디스토션을 설명했다. 또, 도 23을 참조하여, 접합시키는 기판(210, 230)에 대해서 추정된 접합 후의 최종적인 배율 디스토션의 차이에 근거하여, 이 차이를 보정하기 위한 대책의 일 예를 설명했다. 이 대책의 다른 예로서, 접합부(300)의 하부 스테이지(332)의 유지면을 액추에이터에 의해서 변형시켜도 괜찮다.
다음으로, 접합시키는 기판(210, 230)에 생기는 평면 디스토션에 포함되는 비선형 디스토션 중, 기판(210, 230)의 결정 배향(配向)에 기인하는 이방성(異方性), 즉 결정 이방성에 기인하는 디스토션을 설명한다.
도 24는, 실리콘 단결정 기판(208)에서의 결정 방위와 영률과의 관계를 나타내는 모식도이다. 도 24에 나타내는 바와 같이, (100)면을 표면으로 하는 실리콘 단결정 기판(208)에서는, 중심에 대한 노치(notch)(214)의 방향과 반대의 방향을 0°로 하는 X－Y좌표에서, 0°방향 및 90°방향에서 영률이 169GPa로 높고, 45°방향에서는, 영률이 130GPa로 낮다. 이 때문에, 실리콘 단결정 기판(208)을 이용하여 제작한 기판(210, 230)에서는, 기판(210, 230)의 둘레 방향으로 휨 강성의 불균일한 분포가 생긴다. 즉, 본딩 웨이브가 기판(210, 230)의 중심으로부터 둘레 가장자리부를 향해서 진행했을 때의 진행 방향에 의해서, 기판(210, 230)의 휨 강성이 다르다. 휨 강성은, 기판(210, 230)을 구부리는 힘에 대한 변형 용이성을 나타내고 있고, 탄성률로 해도 좋다.
도 25는, 실리콘 단결정 기판(209)에서의 결정 방위와 영률과의 관계를 나타내는 모식도이다. 도 25에 나타내는 바와 같이, (110)면을 표면으로 하는 실리콘 단결정 기판(209)에서는, 중심에 대한 노치(214)의 방향과 반대의 방향을 0°로 하는 X－Y좌표에서, 35.3°방향의 영률이 188GPa로 가장 높고, 0°방향의 영률이 그것에 이어서 169GPa이다. 게다가, 90°방향에서의 영률은 가장 낮은 130GPa이다. 이 때문에, 실리콘 단결정 기판(209)을 이용하여 제작한 기판(210, 230)에서는, 기판(210, 230)의 둘레 방향으로 휨 강성의 불균일하고 또한 복잡한 분포가 생긴다.
이와 같이, 결정 이방성이 각각 다른 실리콘 단결정 기판(208, 209) 중 어느 것을 이용한 기판(210, 230)에서도, 그 둘레 방향으로 휨 강성의 불균일한 분포가 생긴다. 휨 강성이 다른 영역 사이에서는, 그 휨 강성의 크기에 따라서, 도 19 내지 도 21까지를 참조하여 설명한 접합 과정에서 생기는 디스토션의 크기가 다르다. 구체적으로는, 강성이 낮은 영역의 디스토션의 크기가, 강성이 높은 영역에 비해 작아진다. 이 때문에, 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 방법으로 기판(210, 230)을 적층하여 제조한 적층 기판(290)에서는, 적층 기판(290)의 둘레 방향에 대해서 불균일한 회로 영역(216, 236)의 위치 어긋남이 생긴다. 결정 이방성에 기인하는 디스토션에 의한 접합 기판 사이의 위치 어긋남은, 해제측의 기판(230)의 결정 이방성에 기인한다.
도 26은, 접합시에 생길 수 있는 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 미리 배치가 보정된 복수의 회로 영역(216, 236)이 표면에 형성되어 있는 기판(610, 630)을 나타내는 모식도이다. 기판(610)이 접합부(300)에서의 해제측의 기판이며, 기판(610, 630)은, 도 24를 이용하여 설명한 실리콘 단결정 기판(208)으로 형성되어 있다.
도 23의 실시 형태에서는, 공기 저항 기인의 배율 디스토션을 미리 보정하는 방법으로서, 고정측용의 기판 홀더(240)로서 유지면(241)이 만곡된 것을 선택했다. 그렇지만, 기판 홀더(220, 240) 또는 상부 스테이지(322), 하부 스테이지(332)의 가공, 취급 등이 보다 용이한 것은, 그들 유지면이 평탄한 쪽이다. 그래서, 본 실시 형태는, 유지면(241)이 만곡된 고정측용의 기판 홀더(240)에 의해서 보정하는 방법을 대신하여, 해제측의 기판(610)의 표면에 형성하는 복수의 회로 영역(216)의 배치를 미리 보정하여 형성하는 것에 의해서, 접합시에 생길 수 있는 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 한다.
고정측으로 하는 기판(630)에는, 접합시에 고정된 상태가 유지되므로, 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션이 생기지 않는 것으로 예측한다. 그 때문에, 기판(630)에서는, 동일 마스크를 이용한 노광을 반복하여 기판(630) 전체에 복수의 회로 영역(236)을 형성하는 경우에, 쇼트 맵(short map)을 보정하지 않고, 기판(630) 전체에 걸쳐서 복수의 회로 영역(236)을 등간격으로 형성한다.
한편으로, 해제측으로 하는 기판(610)에는, 접합시에 해방되어 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션이 생기는 것으로 예측한다. 그래서, 기판(610)에서는, 동일 마스크를 이용한 노광을 반복하여 기판(610) 전체에 복수의 회로 영역(216)을 형성하는 경우에, 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션에 의한 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 쇼트 맵을 보정하여, 기판(610)의 중심으로부터 둘레 가장자리부를 향해서, 복수의 회로 영역(216)의 간격을 전체에 걸쳐서 서서히 좁게 하면서, 0°방향 및 90°방향의 간격을, 45°방향의 간격보다도 좁게 한다. 이것에 의해서, 고정측용의 기판 홀더(240)의 유지면(241)이 평탄해도, 접합시에 생길 수 있는 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 결정 이방성 기인의 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남을 미리 정해진 역치 이하로 억제할 수 있다.
다음으로, 접합시키는 기판(210, 230)에 생기는 평면 디스토션에 포함되는 비선형 디스토션에 대해서 설명한다. 도 27은, 평탄한 상태로 기판 홀더(240)에 고정된 기판(230)에 대해서, 해제측의 기판(210)이 글로벌 워핑을 가지지 않고 국소적인 만곡을 가지고 있던 경우에 생기는 비선형 디스토션에 의한 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남을 나타내는 모식도이다. 도 27에 나타내는 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남은, 도 22에 나타낸 배율 디스토션에 의한 위치 어긋남을 포함하고 있지 않다. 또, 도 27에 나타내는, 기판(210)에서의 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남은, 기판(210)을 유지하는 기판 홀더(220)의 돌출 부재(250)의 돌출량에 따라 다른 결과를 나타내는 경우가 있다.
도면 중의 화살표는, 해제측의 기판(210)을 기준으로 했을 때의 고정측의 기판(230)의 위치 어긋남을 나타내는 벡터이며, 그 방향에 의해 위치 어긋남의 방향을 나타내고, 그 길이에 의해 위치 어긋남의 크기를 나타낸다. 도 27에 나타내어는 바와 같이, 적층 기판(290)에서의 국소적인 만곡에 의해 생긴 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남은, X가 정이고 Y가 정인 제1 상한 즉 45°방향과, X가 부이고 Y가 부인 제3 상한 즉 225°방향에서 동일한 경향을 나타내며, X가 정이고 Y가 부인 제2 상한 즉 315°방향과, X가 부이고 Y가 정인 제4 상한 즉 135°방향과 동일한 경향을 나타내며, 제1 상한 및 제3 상한과, 제2 상한 및 제4 상한에서, 다른 경향을 나타내고 있다. 또, 적층 기판(290)의 중심으로부터 지름 방향을 따르는 위치 어긋남량의 규칙적인 분포는 없다. 도 27을 참조하면, 비선형 디스토션 기인의 위치 어긋남은, 기판(210, 230) 각각의 구조물의 설계 위치에 대해서 변위한 위치를 선형 변환에 의해 나타내는 것이 가능하지 않은 것을 알 수 있다.
비선형 디스토션은, 다종 다양한 요인이 상호로 서로 영향을 주는 것에 의해서 생기지만, 그 주된 요인은, 도 24 및 도 25를 참조하여 설명한 실리콘 단결정 기판(208, 209)에서의 결정 이방성, 및 기판(210, 230)의 제조 프로세스이다. 도 27에 나타내는 적층 기판(290)에서의 위치 어긋남은, 결정 이방성에 의한 비선형 디스토션이 생기는 상태에서, 로컬 워핑에 의한 비선형 디스토션이 겹친 결과이기도 하다. 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(210, 230)의 제조 프로세스에서, 기판(210, 230)에는 복수의 구조물이 형성된다. 예를 들면, 구조물로서, 복수의 회로 영역(216, 236)과, 스크라이브 라인(212, 232)과, 복수의 얼라이먼트 마크(218, 238)가 기판(210, 230)에 형성된다. 복수의 회로 영역(216, 236) 각각에는, 구조물로서, 포토리소그래피 기술 등에 의해 형성된 배선, 보호막 등 외에, 기판(210, 230)을 다른 기판(230, 210), 리드 프레임체 등에 전기적으로 접속하는 경우에 접속 단자가 되는 패드, 범프 등의 접속부도 배치되어 있다. 이들 구조물의 구조나 배치, 즉 구조물의 구성은 기판(210, 230)의 면내의 강성 분포나 면내 응력 분포에 영향을 주고, 강성 분포나 면내 응력 분포에 불균일이 생기면, 기판(210, 230)에는 국소적인 만곡이 발생한다.
이들 구조물의 구성은, 기판(210, 230)마다 달라도, 로직 웨이퍼, CIS 웨이퍼, 메모리 웨이퍼 등의 기판(210, 230)의 종류마다 달라도 괜찮다. 또, 제조 프로세스가 동일이라도, 제조 장치에 따라서 구조물의 구성이 다소 다른 것도 고려되므로, 그들 구조물의 구성은 기판(210, 230)의 제조 로트마다 달라도 괜찮다. 이와 같이, 기판(210, 230)에 형성되는 복수의 구조물의 구성은, 기판(210, 230)마다, 기판(210, 230)의 종류마다, 기판(210, 230)의 제조 로트마다, 또는 기판(210, 230)의 제조 프로세스마다 다를 수 있다. 그러므로, 기판(210, 230)의 면내의 강성 분포도 마찬가지로 다르다. 따라서, 제조 프로세스 및 접합 과정에서 생기는 기판(210, 230)의 만곡 상태도 마찬가지로 다르다.
한 쌍의 기판(210, 230)을 접합시킬 때, 해제측의 기판(210)에 국소적인 만곡이 발생하고 있으면, 기판(210)에서 국소적인 만곡이 생기는 개소는, 국소적인 만곡이 생기지 않은 개소에 비해, 다른 기판(230)과 접합될 때에 기판(230)과의 사이의 거리가 커지는 경우가 있다. 예를 들면, 해제측의 기판(210)에서 접합면이 신장되는 것 같은 워핑이 생기는 경우이다. 그 때문에, 국소적인 만곡이 생기는 개소에서는 국소적인 만곡이 생기지 않은 개소에 비해 본딩 웨이브의 진행이 늦어져, 해제측의 기판(210)에서의 국소적인 만곡이 생겼던 개소에 악영향이 생기고, 이것이 원인으로 접합한 적층 기판(290)에 비선형 디스토션이 생기게 된다. 즉, 국소적인 만곡과 비선형 디스토션과의 사이에는 상관이 있으며, 접합시키기 전에서의 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡이 컸던 개소는, 접합시킨 후에서의 적층 기판(290)에 발생하는 비선형 디스토션도 커진다. 다만, 이 인과 관계는, 국소적인 만곡에 의한 디스토션 이외의 디스토션이 없는 경우에 적합하다. 한편으로, 접합시키는 기판(210, 230)이 국소적인 만곡을 가지는 경우라도, 국소적인 만곡에 의해 생길 수 있는 비선형 디스토션이, 예를 들면 결정 이방성에 기인하는 디스토션으로 캔슬되는 경우도 있을 수 있다.
한 쌍의 기판(210, 230) 중, 고정측의 기판(230)에, 접합시키기 전부터 국소적인 만곡이 생긴 경우, 그 접합면의 뒤측의 전면(全面)이 기판 홀더(240) 등에 의해서 흡착되어 고정된 상태가 유지되므로, 자신의 국소적인 만곡에 기인하는 비선형 디스토션은 생기지 않고, 접합 후의 기판(210, 230) 사이에는 고정측의 기판(230)의 국소적인 만곡에 기인하는 비선형인 위치 어긋남도 발생하지 않는다. 다만, 고정측의 기판(230)에는 흡착 배율 디스토션 등은 생길지도 모르지만, 이러한 디스토션은, 해제측의 기판(210)에 생기는 디스토션에 비하면 작고, 그 영향은 거의 없으므로 무시해도 괜찮다. 한편으로, 해제측의 기판(210)에, 접합 전부터 국소적인 만곡이 생긴 경우, 상기의 이유로, 접합시킨 한 쌍의 기판(210, 230) 사이에는 비선형 디스토션 기인의 위치 어긋남이 생긴다.
이러한 비선형 디스토션 기인의 위치 어긋남을 억제하기 위해, 제어부(150)는, 기판(210, 230)의 접합 전에 적어도 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡에 관한 정보를 취득하고, 취득한 정보에 포함되는 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 해제측의 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을 미리 설정하며, 접합 영역(801)이 기판(210, 230)의 중앙 부근으로부터 외주를 향해 넓어짐으로써 미리 설정한 초기 접합 영역(803)이 접합되는 것을 검출할 때까지, 기판 홀더(220)에 의한 기판(210)의 적어도 최외주 영역의 유지를 유지한다.
예를 들면 본 실시 형태와 같이, 기판(210)에서의 국소적인 만곡이 적어도 부분적으로 기판(210)의 중심측으로부터 외주측으로 지름 방향을 따라서 점증한다고 가정한 경우, 기판(210)의 미리 설정한 초기 접합 영역(803)이 접합될 때까지의 동안, 기판(210)의 최외주 영역에서의 국소적인 만곡이 생기는 개소도 국소적인 만곡이 생기지 않은 개소도 기판 홀더(220)에 의해서 유지된 상태를 유지한다. 이것에 의해, 기판(210)의 최외주 영역의 전체에 걸쳐서, 접합되는 다른 기판(230)과의 사이의 거리를 소정의 범위 내에서 일정하게 한다.
미리 설정한 초기 접합 영역(803)이 접합될 때까지의 동안에는, 강제적으로 기판(210)의 최외주 영역의 전체에 걸쳐서 동일 크기의 워핑을 형성하므로, 기판(210)의 국소적인 만곡이 생기는 개소와 국소적인 만곡이 생기지 않은 개소와의 사이에서, 본딩 웨이브의 진행 정도의 차이를 억제할 수 있다.
초기 접합 영역(803)과 국소적인 만곡이 생기는 개소가 겹쳐져 있는 영역에서는 본딩 웨이브의 진행 정도의 차이를 억제할 수 있으므로, 겹침의 정도를 크게 할수록, 접합시킨 기판(210, 230) 사이에 발생하는 비선형인 위치 어긋남을 억제하는 효과가 커진다. 따라서, 제어부(150)는, 해제측의 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을, 접합된 기판(210, 230) 사이에 발생하는 비선형인 위치 어긋남의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 미리 설정한다.
상술한 바와 같이, 기판(210)의 국소적인 만곡에 관한 정보는, 기판(210)에 생기는 디스토션에 관한 정보에 포함된다. 기판(210)에 생기는 디스토션에 관한 정보에는, 기판(210) 전체가 대체로 동일한 곡률로 굴곡하는 글로벌 워핑에 관한 정보와, 기판(210)의 일부에서 국소적인 곡률의 변화, 즉 국소적인 만곡이 생기는 로컬 워핑에 관한 정보가 포함된다.
글로벌 워핑에 관한 정보에는, 기판(210)의 전체적인 워핑의 크기, 워핑의 방향, 벤딩의 크기, 벤딩의 방향 등의 전체적인 만곡의 특성과 같이, 기판(210)의 전체적인 만곡을 계측하는 것에 의해 얻어지는 정보와, 기판(210)의 결정 이방성, 제조 프로세스, 기판(210)의 종류, 기판(210)에 형성된 구조물의 구성 등의, 기판(210)에 전체적인 만곡을 생기게 하는 원인에 관한 정보가 포함된다.
로컬 워핑에 관한 정보에는, 기판(210)의 국소적인 워핑의 크기, 워핑의 방향, 워핑되어 있는 부분, 워핑의 진폭, 벤딩의 크기, 벤딩의 방향, 벤딩의 진폭, 벤딩되어 있는 부분, 내부 응력, 응력 분포 등의 국소적인 만곡의 특성과 같이, 기판(210)의 국소적인 만곡을 계측하는 것에 의해 얻어지는 정보와, 기판(210)의 결정 이방성, 제조 프로세스, 기판(210)의 종류, 기판(210)에 형성된 구조물의 구성이라고 하는, 기판(210)에 국소적인 만곡을 일으키게 하는 원인에 관한 정보가 포함된다.
제어부(150)는, 기판(210)에 생기는 디스토션에 관한 정보를, 기판 접합 장치(100)보다도 전에 행해지는 프로세스에서 사용되는 노광 장치, 성막 장치 등의 전처리 장치로부터 취득해도 괜찮다. 또, 기판 접합 장치(100)에서, 접합부(300)보다도 전에 행해지는 프로세스에서 사용되는, 예를 들면 프리 얼라이너(500)로부터 취득해도 괜찮다. 제어부(150)는, 취득한 정보에 근거하여 결정한 정보를, 반송부(140), 프리 얼라이너(500) 및 접합부(300) 중 적어도 어느 하나로 출력한다.
본 실시 형태에서는, 예를 들면 전처리 장치에서, 기판(210, 230)의 디스토션의 일 예로서 국소적인 만곡을 실제로 계측한다. 도 28은, 벤딩 계측과 워핑의 산출 방법을 설명하는 도면이다. 도 28에서의 방법에서는, 먼저, 대상 기판으로서의 기판(210, 230)의 벤딩을 계측한다. 구체적으로는, 중력하에서, 기판(210, 230)의 이면의 면방향의 중심을 지지하여 중심의 둘레로 회전시키면서, 현미경 등의 비접촉 거리계에 의해 기판(210, 230)의 표면 또는 이면을 관찰하고, 현미경의 광학계가 가지는 자동 합초(合焦) 기능으로부터 얻어진 거리 정보의 분포에 근거하여, 표면 또는 이면의 위치를 계측한다.
이것에 의해, 중력 하에서의 기판(210, 230)의 벤딩의 크기와 방향을 포함하는 벤딩량을 측정할 수 있다. 기판(210, 230)의 벤딩량은, 지지된 중심을 기준으로 했을 때의 기판(210, 230)의 두께 방향의 표면 또는 이면의 위치의 변위로부터 구해진다. 다음으로, 제어부(150)가 기판(210, 230)의 벤딩량의 정보를 취득하고, 이것을 기판 중심으로부터 지름 방향을 따르는 선형적인 성분과 비선형적인 성분으로 분해한다. 도 28에서, 기판(210, 230)의 벤딩량의 선형적인 성분은 평균 벤딩(A)으로서 포물선 모양으로 나타내어지고, 비선형적인 성분은 외주에서의 벤딩의 진폭(B)으로서 파선 모양으로 나타내어져 있다.
다음으로, 기준 기판으로서의 베어 실리콘(bare silicon)의 벤딩을 계측한다. 베어 실리콘은, 구조물이 형성되어 있지 않은 기판(210, 230)으로서, 워핑이 생기지 않은 기판(210, 230)으로 볼 수 있다. 다만, 베어 실리콘이라도 약간의 워핑이 있는 경우에는, 베어 실리콘의 표리의 벤딩 계측으로부터, 기준이 되는 벤딩량을 산출하는 것이 바람직하다. 기판(210, 230)과 동일 측정 조건으로, 베어 실리콘의 벤딩량을 측정한다. 그리고, 제어부(150)가 베어 실리콘의 벤딩량의 정보를 취득하고, 이것을 베어 실리콘 중심으로부터 지름 방향을 따르는 선형적인 성분(도 28의 (A))과 비선형적인 성분(도 28의 (B))으로 분해한다.
그리고, 기판(210, 230)의 외주에서의 벤딩의 진폭으로부터, 베어 실리콘의 외주에서의 벤딩의 진폭을 감산한다. 이것에 의해, 무중력 하에서의 계측값으로 볼 수 있으며, 기판(210, 230)의 워핑량의 비선형적인 성분을 산출할 수 있다. 도 28에서, 기판(210, 230)의 워핑량의 비선형적인 성분은 외주에서의 워핑의 진폭(B)으로서 파선 모양으로 나타내어져 있고, 상기의 로컬 워핑에 대응한다. 또, 무중력 하에서 계측되는 변형량으로서의 워핑량이 이 방법으로 산출할 수 있는 이유는, 중력하에서 계측되는 변형량으로서의 벤딩량에 포함되는, 자중에 의한 변형량이 상기 감산에 의해서 실질적으로 공제되기 때문이다.
또, 기판(210, 230)의 평균 벤딩으로부터, 베어 실리콘의 평균 벤딩을 감산하는 것에 의해서, 무중력 하에서의 계측값으로 볼 수 있는 기판(210, 230)의 워핑량의 선형적인 성분을 산출할 수 있고, 이것은 상기의 글로벌 워핑에 대응한다. 도 28에서, 기판(210, 230)의 워핑량의 선형적인 성분은 평균 워핑(A)으로서 포물선 모양으로 나타내어져 있다.
마지막으로, 접합시킬 때의, 해제측의 기판(210)의 상황을 반영시킨다. 구체적으로는, 해제측으로 하는 기판(210)의 표면이 하향이 되는 자세 및 중력 방향을 고려하여 기판(210)의 외주에서의 워핑의 진폭을 변환함으로써, 기판(210)의 표면의 면방향의 중심을 지지하여 상기와 같이 계측했다고 가정한 경우에서의 기판(210)의 외주에서의 워핑의 진폭을 예측값으로서 산출한다.
이와 같이 하여 산출된, 해제측의 기판(210)과 고정측의 기판(230)과의 국소적인 만곡에 관한 정보로서의, 기판(210, 230) 각각의 외주에서의 워핑의 진폭 중, 적어도 해제측의 기판(210)의 외주에서의 워핑의 진폭에 근거하여, 제어부(150)는, 해제측의 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을 미리 설정한다. 초기 접합 영역(803)은, 예를 들면, 외주에서의 워핑의 진폭의 최대값 또는 평균값에 근거하여 미리 설정되어도 되며, 기판(210)의 접합면 내에서의 워핑의 발생 위치와 워핑의 크기에 근거하여 미리 설정되어도 괜찮다.
상기와 같이, 기판(210, 230)의 국소적인 만곡은, 기판(210, 230)마다, 기판(210, 230)의 종류마다, 기판(210, 230)의 제조 로트마다, 또는, 기판(210, 230)의 제조 프로세스마다 다를 수 있다. 따라서, 제어부(150)는, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을, 기판(210, 230)을 접합시킬 때마다 미리 설정해도 좋고, 기판(210, 230)의 종류마다 미리 설정해도 좋고, 기판(210, 230)의 제조 로트마다 미리 설정해도 좋고, 또는, 기판(210, 230)의 제조 프로세스마다 미리 설정해도 괜찮다. 또, 제조 로트나 동일 종류에 포함되는 최초의 기판(210, 230)에 대해서 초기 접합 영역(803)을 설정한 후에는, 동일 로트 내나 동일 종류 내의 기판(210, 230)에 대해서도 동일한 초기 접합 영역(803)을 적용해도 괜찮다.
또, 기판(210, 230)을 기판 홀더(240) 등에 의해 흡착하여 강제적으로 평탄하게 한 상태에서, 라만(Raman) 산란 등에 의해 기판(210, 230)의 잔류 응력을 계측하여, 이 잔류 응력을 기판의 국소적인 만곡에 관한 정보로 해도 좋다. 또, 기판(210, 230)의 국소적인 만곡은, 프리 얼라이너(500)에서 측정해도 괜찮다.
한편, 기판(210, 230)의 국소적인 만곡을 측정하지 않고, 제어부(150)는, 해석적으로 기판(210, 230)의 국소적인 만곡에 관한 정보를 취득하여, 취득한 정보로부터 적어도 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성을 추정하고, 추정한 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여, 기판(210)의 초기 접합 영역(803)을 미리 설정해도 괜찮다. 그 경우는, 기판(210, 230)의 제조 프로세스, 기판(210, 230)에 형성한 회로 영역(216, 236) 등의 구조물의 구성이나 재료, 기판(210, 230)의 종류, 기판(210, 230)에서의 응력 분포에 관한 정보에 근거하여, 기판(210, 230)에 생기는 워핑의 크기 및 방향, 기판(210, 230)의 형상 등의 국소적인 만곡의 특성을 추정해도 괜찮다. 또, 상기 구조물을 형성하는 과정에서 생긴 기판(210, 230)에 대한 제조 프로세스, 즉, 성막 등에 따른 열 이력, 에칭 등의 화학 처리에 관한 정보를 워핑의 원인이 되는 정보로서, 이들 정보에 근거하여 기판(210, 230)에 생기는 워핑을 추정해도 괜찮다.
또, 기판(210, 230)에 생기는 국소적인 만곡의 특성을 추정하는 경우에, 기판(210, 230)에 생긴 국소적인 만곡의 원인이 될 수 있는 기판(210, 230)의 표면 구조, 기판(210)에 적층된 박막의 막 두께, 성막에 이용한 CVD 장치 등의 성막 장치의 경향, 편차, 성막의 순서, 조건 등의 주변 정보를 함께 참조해도 괜찮다. 이들 주변 정보는, 국소적인 만곡의 특성을 추정하는 것을 목적으로 하여, 재차 측정해도 괜찮다.
게다가, 상기와 같은 기판(210, 230)의 국소적인 만곡의 특성을 추정하려면, 동일한 기판을 처리한 과거의 데이터 등을 참조해도 괜찮고, 접합시키는 기판(210, 230)과 동일한 기판에 대해서 상정(想定)되는 프로세스의 실험을 하여, 국소적인 만곡인 워핑량과 비선형 디스토션과의 관계, 워핑량의 차이와 양 기판 사이의 비선형 디스토션 차이와의 관계, 또는 양 기판 사이의 비선형 디스토션 차이 즉 위치 어긋남량이 역치 이하가 되는 워핑량의 조합의 데이터를 미리 준비해도 괜찮다. 게다가, 접합시키는 기판(210, 230)의 성막 구조, 성막 조건에 근거하여, 유한 요소법 등에 의해 워핑량을 해석적으로 구하여 데이터를 준비해도 괜찮다.
또, 기판(210, 230)에 대한 디스토션량의 측정은, 기판 접합 장치(100)의 외부에서 실행해도 괜찮고, 기판 접합 장치(100), 또는, 기판 접합 장치(100)를 포함하는 시스템의 내부에 기판(210, 230)의 디스토션을 측정하는 장치를 조립해도 괜찮다. 게다가, 내외의 측정 장치를 병용하여, 측정 항목을 늘려도 괜찮다.
여기서, 초기 접합 영역이 큰 것의 이점을, 도 29를 이용하여 설명한다. 도 29는, 외주 통기로(822)를 가지는 기판 홀더(820)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정(A)과, 최외주 통기로(622)를 가지는 기판 홀더(220)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정(B)과의 대비를 설명하는 설명도이다.
도 29에 나타내어지는 바와 같이, 기판 홀더(820)의 외주 통기로(822)는, 기판 홀더(220)의 최외주 통기로(622)보다도 내측에 있는 것으로 한다. 이 경우에 도 29의 (A) 및 (B)의 좌측의 도면에 나타내는 바와 같이, 기판(210)의 최외주 영역이 유지되어 있는 동안에 접합되는 초기 접합 영역(803)의 외형을, 기판 홀더(820)보다도 기판 홀더(220)의 쪽을 크게 설정할 수 있다. 따라서, 기판 홀더(220)의 쪽이 기판 홀더(220) 자체의 구성을 변경하지 않아도, 다양한 초기 접합 영역의 크기에 대응할 수 있다.
게다가, 도 29의 (A) 및 (B)의 우측에 대비하여 나타내는 바와 같이, 초기 접합 영역이 접합되고 나서, 외주 통기로(822) 및 최외주 통기로(622)를 해방한 경우에, 기판(210)에 생긴 국소적인 만곡이 해방에 의해 복원되려고 한다. 이 경우에, 기판 홀더(220)에 유지되어 있는 기판(210)의 쪽이 보다 외주에 가까운 측까지 이미 접합되어 있으므로, 만곡의 크기 C2는 기판 홀더(820)에 유지되어 있는 기판(210)의 만곡의 크기 C1보다도 작고, 따라서 접합에 의해 디스토션에 주는 영향도 작다. 따라서, 초기 접합 영역이 큰 것에 의해, 기판(210)의 국소적인 만곡이 접합의 디스토션에 주는 영향을 작게 억제할 수 있다.
또, 주된 실시 형태에서는, 제어부(150)가, 소정의 수의 초기 접합 영역(803)을 미리 정해 두고, 기판 홀더(220) 및 접합부(300)에서 대응하는 수의 관찰 구멍(601 등), 관찰창(361 등), 검출기(341 등)를 미리 마련해 두는 구성으로 했다. 이것을 대신하여, 제어부(150)가, 해제측의 기판(210)의 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 임의의 크기의 초기 접합 영역(803)을 미리 설정하는 경우, 기판 홀더(220) 및 접합부(300)에는 연속하는 직선 모양의 관찰 구멍, 창을 미리 마련하고, 이들에 대응하는 위치에 검출기로서 라인 센서를 미리 마련해도 좋다. 이것에 의해서, 관찰부(345)는, 임의의 크기의 초기 접합 영역(803)이 접합되는 것을 관찰할 수 있다.
도 30은, 다른 실시 형태에 의한, 기판 홀더(920)의 모식적 평면도이다. 도 31은, 도 30의 모식적 평면도의 기판 홀더(920)의 중심에서 굴절하는 III－III선으로 절단한 경우의, 기판(210)을 유지한 기판 홀더(920)의 모식적 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 주된 실시 형태에서 이용한 해제측용의 기판 홀더(220)를 대신하여, 기판 홀더(920)를 이용한다. 또, 고정측용의 기판 홀더(240)는, 주된 실시 형태에서 이용한 것과 동일하므로, 중복하는 설명은 생략한다. 또, 기판 홀더(920) 중, 기판 홀더(220)와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 또는 대응하는 참조 번호를 이용하고 있고, 중복하는 설명은 생략한다. 또, 도 30에서는, 설명을 명확하게 하기 위해, 복수의 지지 핀(924)의 도시를 생략하고 있다.
기판 홀더(920)의 본체부(929)는, 유지면(921) 상에서 기판 홀더(920)의 중심과 동심원 모양으로 형성된 4개의 링 모양의 지지부(925, 926, 927, 928)와, 유지면(921) 상에서 기판 홀더(920)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 복수의 직선 모양의 지지부(922)를 가진다. 4개의 지지부(925, 926, 927, 928)는, 기판 홀더(920)의 중심측으로부터 이 순서로 위치한다. 지지부(925)는, 지지부(925)의 내주면이, 본체부(929)의 대략 중앙에 마련된 원통 모양의 오목부(923)의 내주면과 일치하고 있고, 유지면(921) 상에서 오목부(923)의 주위를 둘러싼다. 지지부(928)는, 기판 홀더(920)에 유지되는 기판(210)의 외형과 대략 동일한 외형을 가진다. 지지부(927)는, 유지면(921) 상에서 지지부(928)보다도 약간 중심측에 위치하고, 지지부(928)와 함께 기판 홀더(920)의 최외주측에 링 모양의 홈을 형성한다. 지지부(926)는, 기판 홀더(920)의 지름 방향에서의, 지지부(925)와 지지부(927)와의 중간에 위치하고, 지지부(925)와 지지부(927)와의 사이의 영역을 내주측과 외주측으로 분할한다. 복수의 지지부(922)는, 지지부(925) 등과 교차하도록 형성되며, 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이의 영역, 지지부(926)와 지지부(927)와의 사이의 영역, 및 지지부(927)와 지지부(928)와의 사이의 영역을 각각 복수로 분할한다.
본체부(929)는, 내주 통기로(931)와, 외주 통기로(932)와, 최외주 통기로(933)를 더 가진다. 내주 통기로(931)는, 유지면(921) 상에서의 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이로서 복수의 지지부(922)에 의해서 서로 격리된 복수의 선형 영역 각각에 위치하고, 복수의 지지 핀(924)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된 복수의 흡기 구멍을 일단에 가진다. 내주 통기로(931)의 타단은, 기판 홀더(920)의 외부의 제어 밸브(723)를 매개로 하여 부압원(733) 및 개방단(743)에 선택적으로 결합된다. 외주 통기로(932)는, 유지면(921) 상에서의 지지부(926)와 지지부(927)와의 사이로서 복수의 지지부(922)에 의해서 서로 격리된 복수의 선형(扇形) 영역 각각에 위치하고, 복수의 지지 핀(924)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된 복수의 흡기 구멍을 일단에 가진다. 외주 통기로(932)의 타단은, 기판 홀더(920)의 외부의 제어 밸브(725)를 매개로 하여 부압원(735) 및 개방단(745)에 선택적으로 결합된다. 최외주 통기로(933)는, 유지면(921) 상에서의 지지부(927)와 지지부(928)와의 사이로서 복수의 지지부(922)에 의해서 서로 격리된 복수의 선형 영역 각각에 위치하고, 복수의 지지 핀(924)이 형성되어 있지 않은 개소에 개구된 복수의 흡기 구멍을 일단에 가진다. 최외주 통기로(933)의 타단은, 기판 홀더(920)의 외부의 제어 밸브(727)를 매개로 하여 부압원(737) 및 개방단(747)에 선택적으로 결합된다. 이하, 기판(210)의 면내에서의 지름 방향의 중앙측의 영역으로서, 기판 홀더(920)의 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이에서 흡착되는 영역을, 기판(210)의 내주 영역이라고 부르는 경우가 있다. 또, 기판(210)의 면내에서의 지름 방향의 외측의 영역으로서, 기판 홀더(920)의 지지부(227)와 지지부(228)와의 사이에서 흡착되는 영역을, 기판(210)의 최외주 영역이라고 부르는 경우가 있다. 또, 기판(210)의 면내에서의 내주 영역과 최외주 영역과의 사이의 영역으로서, 기판 홀더(920)의 지지부(226)와 지지부(227)와의 사이에서 흡착되는 영역을, 기판(210)의 외주 영역이라고 부르는 경우가 있다.
외주 통기로(932) 및 최외주 통기로(933)의 일단에서의 복수의 흡기 구멍은, 기판(210)의 외주 영역 및 최외주 영역을 흡착 가능하기 위해 기판 홀더(920)의 외주 및 최외주에 마련되어 있지만, 도 31에 나타내어지는 바와 같이 외주 통기로(932) 및 최외주 통기로(933)를 기판 홀더(920)의 내부에서 서로 두께 방향으로 어긋나고, 한편, 면방향으로 연장되도록 형성함으로써, 그 타단을 기판 홀더(920)의 중심측에 근처에 배치하고 있다. 이것에 의해, 기판 홀더(920)는, 기판 홀더(920)를 유지하여 기판 홀더(920)의 각 통기로에 흡기 또는 배기를 부여하기 위한 공기 배관이 기판 홀더(920) 유지면의 중앙에 집중하여 형성되어 있는 진공 플레이트나 기판 접합 스테이지 등에도 적용할 수 있다.
제어 밸브(723, 725, 727)는, 제어부(150)의 제어 하에, 내주 통기로(931), 외주 통기로(932), 최외주 통기로(933) 각각을 부압원(733, 735, 737)에 선택적으로 연통시킨다. 기판(210)이 지지부(925) 등 및 복수의 지지 핀(924) 상에 재치된 상태에서, 제어 밸브(723, 725, 727)가 내주 통기로(931), 외주 통기로(932), 최외주 통기로(933) 각각을 부압원(733, 735, 737)에 연통시킨 경우, 내주 통기로(931), 외주 통기로(932), 최외주 통기로(933) 각각의 복수의 흡기 구멍에 부압이 작용한다. 이것에 의해, 기판(210)과 유지면(921)과의 사이로서, 각각이 복수의 지지부(922)에 의해서 둘레 방향으로 복수 분할되어 있는, 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이의 공간, 지지부(926)와 지지부(927)와의 사이의 공간, 및 지지부(927)와 지지부(928)와의 사이의 공간이 각각 감압되고, 기판(210)이 기판 홀더(920)에 흡착된다. 한편으로, 기판(210)이 기판 홀더(920)에 흡착된 상태로부터, 제어 밸브(723, 725, 727)가 내주 통기로(931), 외주 통기로(932), 최외주 통기로(933) 각각을 개방단(743, 745, 747)에 연통시킨 경우, 기판 홀더(920)에 의한 기판(210)의 흡착이 해제된다.
이와 같이, 내주 통기로(931)와 외주 통기로(932)와 최외주 통기로(933)는, 제어부(150)에 의해서 별개로 제어되는 제어 밸브(723, 725, 727)에 각각 결합되고, 각각의 일단의 복수의 흡착 구멍이 지지부(926)와 지지부(927)와 지지부(928)에 의해서 서로 격리된 각 공간에 개구되어 있다. 이것에 의해서, 기판 홀더(920)는, 제어부(150)의 제어 하에, 기판(210)의 지름 방향에서의 내주 영역, 외주 영역 및 최외주 영역을 별개로 흡착할 수 있고, 또한, 별개로 흡착을 해제할 수 있다. 환언하면, 기판 홀더(920)는, 서로 격리되어 독립하고 있는, 지름 방향을 따라서 동심원 모양으로 배치된 내주 흡착 영역, 외주 흡착 영역 및 최외주 흡착 영역을 가지고 있다. 또, 이것에 더하여, 각 영역의 둘레 방향에서도, 서로 독립하여 흡착 및 해방을 가능하게 해도 괜찮다.
본체부(929)는, 유지면(921) 상에서의 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이, 및 지지부(926)와 지지부(927)와의 사이로서 복수의 지지 핀(924)이 형성되어 있지 않은 4개소에 형성된, 기판 홀더(920)를 두께 방향으로 관통하는 4개의 관찰 구멍(901, 902, 903, 904)과, 유지면(921) 상에서의 지지부(927)와 지지부(928)와의 사이에 형성된, 기판 홀더(920)를 두께 방향으로 관통하는 관찰 구멍(905)을 더 가진다. 5개의 관찰 구멍(901, 902, 903, 904, 905)은, 도 30의 모식적 평면도에서 기판 홀더(920)의 중심에서 굴절하는 직선 모양의 III－III선과 겹쳐서 나타내어지는 바와 같이, 기판 홀더(920)의 지름 방향을 따르는 대략 동일 직선 상에 위치한다. 3개의 관찰 구멍(901, 902, 903)은, 기판 홀더(920)의 중심 근처인 지지부(925)와 지지부(926)와의 사이에, 기판 홀더(920)의 중심측으로부터 이 순서로 대략 등간격으로 위치한다. 관찰 구멍(904)은, 지지부(926)와 지지부(927)와의 사이에서의 외주측에 위치한다. 또, 관찰 구멍(901 등)은 각각, 기판(210)을 관찰하는 경우에 사용하는 조명광의 파장에 대해서 투명한 재료로 충전되고, 관찰 구멍(901 등)의 양단은, 기판 홀더(920)의 양 평면과 함께, 원활히 형성된다.
도 32는, 기판 홀더(920)를 이용하여 기판(210, 230)을 접합시키는 과정을 설명하는 설명도이다. 제어부(150)는, 기판 홀더(920)의 관찰 구멍(901 등)을 통해서 관찰부(345)에 의해 접합 영역(801)의 확대를 관찰하고, 접합 영역(801)이 넓어짐에 따라, 상기의 복수의 흡착 영역에서의 흡착을, 기판 홀더(920)의 중앙측으로부터 외주측을 향하여 순차적으로 해제한다. 기판 홀더(920)에서, 내주 통기로(931), 외주 통기로(932) 및 최외주 통기로(933)의 부압으로부터의 해방의 타이밍은, 기판(210)이 접합 영역으로부터 시작한 부분과 접합 영역과의 사이에서 이루는 각(角)(R)을 가능한 한 일정하게 유지하면서 접합 영역이 넓어지도록 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 공기 저항 기인으로 생기는 디스토션을 일정하게 하여, 디스토션의 비선형성을 억제할 수 있다.
특히 기판 홀더(920)는, 내주로부터 외주를 향하여, 내주 통기로(931), 외주 통기로(932) 및 최외주 통기로(933)를 가지므로, 기판 홀더(220)와 같이 내주 통기로(621) 및 최외주 통기로(622) 두 개로 제어하는 것에 비해, R을 보다 일정하게 유지할 수 있다. 또, 통기로의 수를 늘리는 것을 대신하여, 또는 이것에 더하여, 접합 영역의 확대에 따라서 돌출 부재(950)의 돌출량을 바꿈으로써, R을 일정하게 유지해도 괜찮다. 이 경우에, 돌출 부재(950)의 돌출량 자체를 능동적으로 변화시켜도 괜찮고, 대향하는 기판 홀더(240)로부터 밀어올리는 힘에 의해서, 기판(210 및 230)을 통해서 돌출 부재(950)의 돌출량 자체를 수동적으로 변화시켜도 괜찮다.
여기서, 해제측의 기판(210)의 최외주 영역이 유지되어 있는 동안에 접합되는 초기 접합 영역(803)의 크기와, 해제측의 기판 홀더(220, 920)에서의 돌출 부재(250, 950)의 높이, 및 해제측의 기판 홀더(220, 920)가 기판(210)을 흡착하는 흡착 면적의 크기는, 상관을 가지는 경우가 있다. 예를 들면, 기판 홀더(220, 920)가 기판(210)을 유지하고 있는 상태에서 돌출 부재(250, 950)의 높이를 작게 할수록, 기판(210)이 유지된 상태에서의 기판(210)의 중앙 부근의 볼록 모양의 곡률이 작아지므로, 초기 접합 영역(803)이 커진다. 이것에 의해, 로컬 워핑에 의한 비선형 디스토션이 저감되는 경우가 있다. 또, 돌출 부재(250, 950)에 의해서 해제측의 기판(210)의 중앙 부근이 볼록 모양으로 변형되는 양이 작아지므로, 기판(210)의 중앙 부근에서의 비선형 디스토션이 저감되는 경우가 있다.
또, 일 예로서, 기판 홀더(220, 920)에 의한 기판(210)의 흡착 면적을 작게 설정하면, 즉, 기판(210)의 외주 단부측만을 유지한 상태에서 기판(210, 230)의 접합을 행하면, 기판(210)이 유지된 상태에서의 기판(210)에서 기판(230)으로 끌어 당겨지는 면적이 커지므로, 초기 접합 영역(803)이 커진다. 이것에 의해, 로컬 워핑에 의한 비선형 디스토션이 저감되고, 게다가, 흡착 배율 디스토션이 저감되는 경우가 있다.
도 33은, 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑의 유무에 따라 초기 접합 영역의 설정을 변경하는 경우를 설명하는 설명도이다. 도 33에는, 해제측의 기판(210)에 글로벌 워핑이 없는 경우와 있는 경우 각각과, 초기 접합 영역을 형성하지 않는 경우와 형성하는 경우 각각의, 4종류의 조합에 대해서, 접합시킨 기판의 반경 방향의 위치와 접합시킨 기판 사이에 생기는 위치 어긋남과의 관계의 모식적인 그래프가 테이블 내에 나타내어져 있다. 도 33에 나타내어지는 각 그래프에서, 실선은 위치 어긋남을 나타내고, 파선은 평균 배율을 나타낸다. 평균 배율은, 보다 구체적으로는, 최소 이승법에 의해서 구한 배율이다. 또, 각 그래프에서의 실선과 파선과의 차분은, 비선형 디스토션의 크기를 의미한다.
해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑이 크면, 공기 저항 기인의 배율 디스토션이 기판(210)의 중앙측으로부터 외주측을 향함에 따라 커지는 경우가 있다. 그 경우, 글로벌 워핑이 큰 기판(210)에서는, 외주측에서 비선형 디스토션이 커진다.
도 33의 테이블 좌측 상부에 나타내어지는 바와 같이, 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑이 없는 경우에, 초기 접합 영역을 형성하지 않아도, 비선형 디스토션이 생기기 어려운 경우가 있다. 다만, 엄밀하게는, 글로벌 워핑이 없는 기판(210)에서도, 공기 저항 기인의 배율 디스토션이 기판(210)의 면내에서 서서히 변화하기 때문에, 비선형 디스토션이 발생할 수 있다.
한편으로, 도 33의 테이블 좌측 하부에 나타내어지는 바와 같이, 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑이 없는 경우에, 예를 들면 기판 홀더(220)에 의한 최외주 흡착 영역을 작게 하거나 돌출 부재(250)의 볼록량을 작게 하거나 함으로써 초기 접합 영역을 형성하는 경우에는, 해제측의 기판(210)의 면내 중앙 영역 및 면내 외주 영역에서의 비선형 디스토션이 커지고, 이 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다.
또, 도 33의 테이블 우측 상부에 나타내어지는 바와 같이, 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑이 있는 경우에, 초기 접합 영역을 형성하지 않는 경우에는, 해제측의 기판(210)의 면내 외주 영역에서의 비선형 디스토션이 커지고, 이 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다.
한편으로, 도 33의 테이블 우측 하부에 나타내어지는 바와 같이, 해제측의 기판(210)에서의 글로벌 워핑이 있는 경우에, 초기 접합 영역을 형성한 경우에는, 해제측의 기판(210)의 면내 중앙 영역에서 비선형 디스토션이 생기지만, 면내 외주 영역에서의 비선형 디스토션이 완화되고, 전체로서 비선형 디스토션에 의한 위치 어긋남이 작아지는 경우가 있다. 기판(210)의 전체에서 본 비선형 디스토션에 있어서 적합한 크기의 초기 접합 영역을 발생시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 해제측의 기판(210)에 글로벌 워핑이 없는 경우에, 초기 접합 영역을 형성하는 것보다도 형성하지 않는 것이 바람직한 경우가 있으며, 해제측의 기판(210)에 글로벌 워핑이 있는 경우에, 초기 접합 영역의 크기를 확대하는 것이 바람직한 경우가 있다. 따라서, 해제측의 기판(210)의 면내 중앙 영역에서의 비선형 디스토션과, 면내 외주 영역에서의 비선형 디스토션과의 밸런스를 고려하여, 전체로서 비선형 디스토션이 작아지도록 초기 접합 영역의 크기를 설정해도 괜찮다. 예를 들면, 각 그래프에서의 실선과 파선과의 차분으로서 나타내어지는 비선형 디스토션의 크기의 최대값, 평균값, 및 3σ(σ는 표준 편차) 중 적어도 하나가 미리 정해진 역치 이하가 되도록 초기 접합 영역의 크기를 설정해도 괜찮다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 기판 접합 장치(100)는, 이하의 (1) 내지 (6)의 순서로 기판 접합을 행하는 시퀀스를 실행해도 괜찮다. (1) 해제측의 기판 홀더(220, 920)에 의해서, 기판(210)의 내주 영역 및 최외주 영역, 또는, 기판(210)의 내주 영역, 외주 영역 및 최외주 영역을 흡착한다. (2) EGA(인핸스드(enhanced)·글로벌·얼라이먼트) 계측을 행한다. (3) 기판(210, 230)의 일부를 서로 접촉시켜, 접합 영역(801)을 형성한다. (4) 해제측의 기판 홀더(220, 920)에 의한 기판(210)의 흡착을, 기판(210)의 최외주 영역에만 변경한다. (5) 상기의 접합 영역(801)이 확대되는 것에 의해서, 미리 설정한 초기 접합 영역(803)이 접합될 때까지 대기한다. (6) 초기 접합 영역(803)이 접합된 것을 검출한 것에 따라서, 해제측의 기판 홀더(220, 920)에 의한 기판(210)의 최외주 영역의 흡착도 해제하는 것에 의해, 기판(210)의 유지를 해제한다. 기판 홀더(220)에 의해서 기판(210)의 최외주 영역을 흡착한 상태로 기판(210, 230)을 위치 맞춤하는 경우에, 기판(210)에 형성되어 있는 EGA 계측 마크의 검출이 곤란하게 되는 경우가 있지만, 기판 접합 장치(100)는 해당 시퀀스를 실행하는 것에 의해서, EGA 계측 마크를 올바르게 검출할 수 있다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 기판 접합 장치(100)는, 해제측의 기판(210)의 디스토션에 관한 정보에 근거하여, 기판(210)을 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량, 기판 홀더(220)에 의해서 기판(210)을 유지하기 위해 기판(210)의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적, 및 기판 홀더(220)에 의한 기판(210)의 유지를 해제하는 타이밍 중 적어도 어느 하나의 파라미터를 산출하는 산출 장치를 더 구비해도 괜찮다. 각 파라미터는, 기판(210)에서의 비선형 디스토션과의 관계가 미리 구해져 있는 것이 바람직하다. 또, 이 경우, 해당 산출 장치에 의해서 산출된 각 파라미터가, 기판 접합 장치(100)에 자동적으로 설정되어도 괜찮다. 또, 해당 산출 장치는, 기판 접합 장치(100)와는 별개로 마련되고, 예를 들면 산출 장치에 의해서 산출된 각 파라미터를 유저가 취득하고, 기판 접합 장치(100)에 수동으로 입력해도 괜찮다. 또, 기판(210)을 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량은, 예를 들면 돌출 부재(250)의 돌출량이라도 좋고, 서로 접합시키는 기판(210, 230) 사이의 갭에 따른 값이라도 괜찮다. 또, 기판(210)의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적은, 예를 들면 기판 홀더(220)의 복수의 지지부에 의해 구분된 복수의 흡착 영역 각각에 따른 기판 홀더(220)의 면적이나, 기판(210)의, 기판(230)과 접합되는 면의 이면에서의, 기판 홀더(220)에 의해서 유지되어 있는 기판(210)의 면적이라도 좋다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 복수의 지지부를 이용한 흡착 영역의 구분 방식을 대신하여, 본딩 웨이브의 진행 방향을 따라서 복수의 진공 구멍을 마련해도 좋다. 이 경우, 진공 구멍의 간격을, 리프링하는 것에 의해 생기는 디스토션량이 허용되는 크기로 설정해도 괜찮다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 돌출 부재의 구동은 공압식으로 했지만, 이것을 대신하여, 공압을 이용하지 않는 스프링식의 돌출 부재라도 좋다. 이 경우, 스프링은 기판을 변형시킬 만한 여압(與壓)을 가지며, 스프링의 여압은 한 쌍의 기판을 접촉시킬 때의 압입 하중보다도 크다. 스프링식으로 하는 경우, 한 쌍의 기판을 접촉시킨 후에 스테이지에 의한 압입 하중을 증대시켜 돌출 부재를 서서히 밀어넣도록 해도 좋고, 이 경우에는, 양 기판 홀더를 스프링식의 돌출 부재를 가지는 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해서, 접합시키는 한 쌍의 기판의 변형을 서로 경상(鏡像, 거울상) 관계로 할 수 있고, 비선형 디스토션을 억제할 수 있다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 돌출 부재의 돌출량을 일정하게 할지 서서히 작게 할지에 관계없이, 돌출 부재의 돌출량 또는 그 최대값은, 해제측의 기판이 돌출 부재에 의해서 변형된 경우에, 해당 기판에 생기는 비선형 디스토션의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 설정되어도 괜찮다.
이상의 복수의 실시 형태 각각에서, 결정 이방성 기인의 비선형 디스토션이나 공기 저항 기인의 배율 디스토션, 및 기판의 국소적인 만곡에 기인하는 비선형 디스토션으로의 대책을 개별로 설명했다. 이들 여러가지 디스토션에 기인하여, 기판을 접합시켜 형성된 적층 기판에 생기는 위치 어긋남을 해소하기 위해, 몇 개의 대책을 조합시켜도 좋고, 바람직하게는 모든 대책을 강구해도 괜찮다.
이상의 복수의 실시 형태에서, 관찰부는 광학적으로 초기 접합 영역이 접합된 것을 관찰하는 구성으로서 설명했다. 이것을 대신하여, 또는, 이것에 더하여, 관찰부는, 예를 들면 기판끼리가 최초로 접촉하고 나서 미리 정해진 시간이 경과한 것을 검출하는 것에 의해서, 초기 접합 영역이 접합되었다고 판단해도 괜찮다. 이 경우, 경과 시간과 초기 접합 영역의 크기와의 관계를 나타내는 데이터가 미리 기억되어 있고, 관찰부는, 이 데이터에 근거하여, 초기 접합 영역이 접합되었다고 판단한다. 또, 관찰부는, 접합시키는 기판 사이의 거리의 변화를 관찰하는 것에 의해서, 또는, 기판과 기판 홀더와의 사이의 거리의 변화를 관찰하는 것에 의해서, 초기 접합 영역이 접합되었다고 판단해도 괜찮다. 이 경우, 관찰부는, 예를 들면 접합시키는 기판에 대해서 동일측에 배치된 광원 및 촬상부와, 반대의 측에 배치된 배경판을 구비하며, 광원이 촬상부의 촬상 시야 내에서 접합시키는 기판을 조사하고, 배경판에 형성되는 기판의 접합 상태의 화상을, 촬상부가 촬상해도 괜찮다. 또, 촬상부에 의해 취득하는 화상은, 기판의 형상을 직접 촬상한 화상에 한정되지 않고, 예를 들면, 접합시키는 기판 사이에서 생기는 간섭 등의 광학 현상에서 생긴 간섭 무늬상의 변화 등에 근거하여, 기판의 접합의 상태를 판단해도 괜찮다.
또, 관찰부는, 접합시키는 기판의 적어도 일방에서의 전기적 특성의 변화를 관찰하는 것에 의해서, 초기 접합 영역이 접합되었다고 판단해도 괜찮다. 이 경우, 관찰부는 예를 들면 정전 용량 검출부를 구비하며, 정전 용량 검출부는, 측정 대상이 되는 한 쌍의 기판 사이의 정전 용량과 표준 인덕터를 포함하여 형성된 LC공진 회로에 주기적으로 변화하는 전기 신호를 인가한다. 이 때, 정전 용량 검출부는, 정전 척의 기능을 가지는 기판 홀더에 인가되는 DC 전압에 AC 전압을 중첩하고, 한 쌍의 기판에서의 정전 용량의 변화에 따라 변화하는 전기 신호의 AC 성분을 검출한다. 본딩 웨이브가 진행함에 따라서, 접합시키는 기판 사이의 간격이 좁아지고, 간격이 좁아질수록 한 쌍의 기판 사이의 정전 용량이 커진다. 그래서, 관찰부는, 접합시키는 각 기판에 전기 단자를 접촉시키고, 기판의 접합 상태의 변화에 따른 정전 용량의 변화를 검출함으로써, 기판의 접합 상태를 판단해도 괜찮다. 해제측의 기판 홀더에서는, 예를 들면 돌출 부재(250)를 전기 단자로서 이용해도 괜찮다. 제어부는, 정전 용량의 값이 일정하게 되고, 일정한 부하값이 역치 시간을 유지한 것을 검출하여, 접합이 완료되었다고 판단해도 괜찮다.
상기 실시예에서는, 기판(210)을 기판 홀더(220, 920)에 전면적으로 유지된 상태로 상부 스테이지(322)에 반입되고, 기판 홀더(220, 920)의 일부의 유지를 해제하는 것에 의해 본딩 웨이브를 발생시켜, 초기 접합 영역(803)을 형성한 예를 나타냈지만, 이것을 대신하여, 이하의 실시예를 이용해도 괜찮다. 기판(210)의 외주부만을 기판 홀더(220, 920)에 유지한 상태로 상부 스테이지(322)에 반입하여, 기판(210)의 일부를 기판(230)에 접촉시켜 접촉 영역을 형성한 후, 기판(210)의 외주부를 기판 홀더(220, 920)에 유지한 상태로, 활성화된 표면 상호의 분자 사이 힘 등에 의해 기판(210, 230) 사이의 본딩 웨이브를 자율적으로 생기게 하는 것에 의해, 초기 접합 영역(803)을 형성한다. 이 경우도, 본딩 웨이브가 정지할 때까지의 동안에 판단부에 의해 초기 접합 영역(803)의 형성이 판단되었을 때 또는 그 후에, 기판 홀더(220, 920)에 의한 기판(210)의 외주부의 유지를 해제한다. 또는, 기판(210)의 본딩 웨이브가 정지했을 때에 형성되는 초기 접합 영역(803)의 크기가 미리 설정한 크기가 되도록, 기판 홀더(220, 920)에 의한 기판(210)의 유지 면적의 크기를 설정해도 괜찮다.
이상, 본 발명을 실시 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재의 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있는 것이 당업자에게 분명하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 또, 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
청구 범위, 명세서, 및 도면 중에 나타낸 장치, 시스템, 프로그램, 및 방법에서의 동작, 순서, 스텝, 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 전에」, 「앞서」등으로 명시하고 있지 않고, 또, 전처리의 출력을 후처리에서 이용하지 않는 한, 임의의 순서로 실현될 수 있는 것에 유의해야 한다. 청구 범위, 명세서, 및 도면 중의 동작 플로우에 관해서, 편의상 「먼저,」, 「다음으로,」등을 이용하여 설명했다고 해도, 이 순서로 실시하는 것이 필수인 것을 의미하는 것은 아니다.
100 : 기판 접합 장치 110 : 케이스
120, 130 : 기판 카세트 140 : 반송부
150 : 제어부 208, 209 : 실리콘 단결정 기판
210, 230, 610, 630 : 기판 212, 232 : 스크라이브 라인
214 : 노치 215 : 융기부
216, 236 : 회로 영역 218, 238 : 얼라이먼트 마크
220, 240, 920 : 기판 홀더 221, 241, 921 : 유지면
223 : 오목부 224, 244, 924 : 지지 핀
225, 226, 227, 247, 922, 925, 926, 927, 928 : 지지부
229, 929 : 본체부 250 : 돌출 부재
251 : 맞닿음부 255 : 판 스프링
290 : 적층 기판 300 : 접합부
310 : 프레임체 312 : 저판
316 : 천판 322 : 상부 스테이지
324, 334 : 현미경 326, 336 : 활성화 장치
331 : X방향 구동부 332 : 하부 스테이지
333 : Y방향 구동부 338 : 승강 구동부
341, 342, 343, 344 : 검출기 345 : 관찰부
351 : 광원 352 : 수광부
361, 362, 363, 364 : 관찰창 400 : 홀더 스토커
500 : 프리 얼라이너
601, 602, 603, 604, 901, 902, 903, 904, 905 : 관찰 구멍
621 : 내주 통기로 622, 933 : 최외주 통기로
625 : 중심 통기로 640 : 통기로
721, 723, 724, 725, 727, 751 : 제어 밸브
731 : 정압원 733, 734, 735, 737, 761 : 부압원
741, 743, 744, 745, 747, 771 : 개방단
801 : 접합 영역 803 : 초기 접합 영역
931 : 내주 통기로 932 : 외주 통기로

Claims (38)

  1. 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와,
    제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며,
    상기 제1 기판의 일부와 상기 제2 기판의 일부와의 사이의 접촉 영역을 확대하여 초기 접합 영역을 형성하고, 상기 초기 접합 영역이 형성된 상기 제2 기판을 상기 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키고,
    상기 초기 접합 영역은, 상기 제2 기판의 디스토션(distortion)에 관한 정보에 기초하여 설정되는 기판 접합 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 초기 접합 영역을 설정하는 설정부를 더 구비하며,
    상기 설정부는, 상기 제2 기판의 상기 디스토션에 관한 정보에 근거하여 상기 초기 접합 영역을 설정하는 기판 접합 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 설정부는, 접합된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 사이의 위치 어긋남의 양이 역치 이하가 되도록, 상기 초기 접합 영역을 설정하는 기판 접합 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제2 기판의 접합면 내에서의 워핑(warping)의 발생 위치와 워핑의 크기에 근거하여 상기 초기 접합 영역을 설정하는 기판 접합 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 디스토션에 관한 정보는, 상기 제2 기판에서의 워핑의 발생 위치와, 워핑의 크기와, 워핑의 방향과, 워핑의 진폭과, 벤딩(bending)의 크기와, 벤딩의 방향과, 벤딩의 진폭 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 기판 접합 장치.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 디스토션에 관한 정보는, 상기 제2 기판의 외주 부분에서의 워핑의 진폭의 최대값과 평균값 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 기판 접합 장치.
  7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 기판의 국소적인 만곡의 특성을 계측하는 계측부를 더 구비하며,
    상기 설정부는, 상기 계측부에 의해서 계측되는 상기 제2 기판의 상기 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 상기 초기 접합 영역을 설정하는 기판 접합 장치.
  8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 기판의 상기 디스토션에 관한 정보에 포함되는 상기 제2 기판의 국소적인 만곡에 관한 정보에 근거하여 상기 제2 기판의 국소적인 만곡의 특성을 추정하는 추정부를 더 구비하며,
    상기 설정부는, 상기 추정부에 의해 추정되는 상기 제2 기판의 상기 국소적인 만곡의 특성에 근거하여 상기 초기 접합 영역을 설정하는 기판 접합 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 국소적인 만곡에 관한 정보는, 상기 제2 기판의 종류를 나타내는 정보와, 제조 프로세스를 나타내는 정보와, 응력 분포를 나타내는 정보와, 표면에 형성된 구조물의 구성을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 기판 접합 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 초기 접합 영역이 형성된 것을 판단하는 판단부를 더 구비하며,
    상기 제2 유지부는, 상기 초기 접합 영역이 형성되었다고 상기 판단부에 의해 판단된 경우에 상기 제2 기판을 해방하는 기판 접합 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시킬 때마다 상기 초기 접합 영역을 설정하여, 설정한 정보를 상기 판단부에 출력하는 기판 접합 장치.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 판단부는, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 접촉 영역의 확대를 관찰하는 관찰부를 구비하는 기판 접합 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제1 기판의 제조 로트마다, 그리고 상기 제2 기판의 제조 로트마다 상기 초기 접합 영역을 설정하여, 설정한 정보를 상기 판단부에 출력하는 기판 접합 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제1 기판의 종류마다, 그리고 상기 제2 기판의 종류마다 상기 초기 접합 영역을 설정하여, 설정한 정보를 상기 판단부에 출력하는 기판 접합 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제1 기판의 제조 프로세스마다, 그리고 상기 제2 기판의 제조 프로세스마다 상기 초기 접합 영역을 설정하여, 설정한 정보를 상기 판단부에 출력하는 기판 접합 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유지부는,
    상기 제2 기판의 적어도 외주 부분을 흡착하는 흡착부와,
    상기 제2 기판을 향해 돌출됨으로써, 상기 제2 기판의 중심 부분을 압압(押壓)하여 변형시키는 돌출부를 가지며,
    상기 돌출부의 돌출량은 가변인 기판 접합 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 돌출부는, 착탈 가능하고,
    상기 돌출량은, 높이가 다른 복수의 상기 돌출부를 교환하는 것에 의해 가변인 기판 접합 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 돌출량은, 상기 돌출부가 상기 제2 기판을 향해 이동하는 것에 의해 가변인 기판 접합 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    제어부와,
    상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부와의 상대 위치를 변위시키는 변위부를 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 접합 영역이 넓어짐에 따라 상기 돌출량이 작아지도록, 상기 돌출부 및 상기 변위부 중 적어도 일방을 제어하는 기판 접합 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 기판이 상기 제2 유지부에 의해서 변형된 경우의 상기 제2 기판의 외주 부분에서의 변형 각도를 일정하게 유지한 상태로, 상기 접합 영역이 넓어지도록, 상기 돌출부 및 상기 변위부 중 적어도 일방을 제어하는 기판 접합 장치.
  21. 청구항 16 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출량은, 상기 제2 기판이 상기 제2 유지부에 의해서 변형된 경우에 상기 제2 기판에 생기는 비선형 디스토션의 양이 미리 정해진 역치 이하가 되도록 설정되는 기판 접합 장치.
  22. 청구항 16 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출량은, 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 설정되는 기판 접합 장치.
  23. 청구항 16 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착부는, 서로 격리되어 독립하고 있는 복수의 흡착 영역을 포함하며,
    상기 접합 영역이 넓어짐에 따라, 상기 복수의 흡착 영역에서의 흡착이 상기 제2 유지부의 중앙측으로부터 외주측을 향하여 순차적으로 해제되는 기판 접합 장치.
  24. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유지부는, 상기 초기 접합 영역이 형성되기까지, 상기 제2 기판의 내주부를 유지하지 않고 또한 제2 기판의 외주부를 유지하고, 상기 초기 접합 영역이 형성되었을 때에 상기 제2 기판의 상기 외주부를 해방하는 기판 접합 장치.
  25. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유지부는, 상기 접촉 영역의 확대가 상기 제1 기판의 반경의 반분(半分) 이상 진행한 상태에서, 상기 제2 기판을 해방하는 기판 접합 장치.
  26. 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와,
    제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며,
    상기 제1 기판의 일부와 상기 제2 기판의 일부와의 사이에 접촉 영역을 형성한 후, 적어도 상기 제2 기판의 외주부를 상기 제2 유지부에서 유지한 상태에서 상기 접촉 영역을 확대하고, 그 후, 상기 제2 기판의 상기 외주부를 상기 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서,
    상기 제2 유지부는, 상기 제2 기판을 해방했을 때에 상기 제2 기판의 외주부의 만곡의 복원이 억제되도록, 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 기초하여 상기 제2 기판의 외주부를 유지하는 기판 접합 장치.
  27. 제1 기판을 유지하는 제1 유지부와,
    제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 구비하며,
    상기 제1 기판의 일부와 상기 제2 기판의 일부와의 사이에 형성된 접촉 영역이 확대하여 가는 도중에서 상기 제2 기판을 상기 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치로서,
    상기 제2 유지부는, 상기 제2 기판을 흡착하는 흡착부를 가지고,
    상기 흡착부에 의한 상기 제2 기판의 흡착 면적, 상기 흡착부에 의한 상기 제2 기판의 지름 방향의 흡착 위치, 및 상기 흡착부에 의한 상기 제2 기판의 흡착을 해제하는 타이밍 중 적어도 하나가 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 가변적인 기판 접합 장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 흡착부는, 상기 제2 기판의 적어도 외주 부분을 흡착하는 기판 접합 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 제2 유지부는, 상기 흡착부를 포함하는 복수의 흡착 영역을 가지고,
    상기 복수의 흡착 영역은, 각각 개별적으로 제어 가능한 기판 접합 장치.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 복수의 흡착 영역은, 상기 제2 기판의 지름 방향을 따라 동심원 모양으로 배치되어 있는 기판 접합 장치.
  31. 제1 기판과 볼록 모양으로 변형시켜져 있는 제2 기판을 각각 유지한 상태로 서로 접촉시키고, 상기 제2 기판의 유지를 해제하는 것에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시킬 때에 이용되는 파라미터를 산출하는 산출 장치로서,
    상기 제2 기판을 상기 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량, 상기 제2 기판을 유지하기 위해 상기 제2 기판의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적, 상기 제2 기판의 지름 방향의 흡착 위치, 및 상기 제2 기판의 유지를 해제하는 타이밍 중 적어도 하나를, 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 산출하는 산출 장치.
  32. 청구항 31에 기재된 산출 장치를 구비하며,
    상기 산출 장치에서 산출한 파라미터를 이용하여, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 기판 접합 장치.
  33. 제1 기판을 제1 유지부에 유지하는 단계와,
    제2 기판을 제2 유지부에 유지하는 단계와,
    상기 제1 기판의 일부와 상기 제2 기판의 일부와의 사이의 접촉 영역을 확대하여 초기 접합 영역을 형성하는 단계와,
    상기 초기 접합 영역이 형성된 상기 제2 기판을 상기 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 단계를 포함하고,
    상기 초기 접합 영역은, 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 기초하여 설정되는 기판 접합 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 제2 기판의 상기 디스토션에 관한 정보에 근거하여 상기 초기 접합 영역을 설정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 초기 접합 영역을 설정하는 단계는, 접합된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 사이의 위치 어긋남의 양이 역치 이하가 되도록, 상기 초기 접합 영역을 설정하는 단계를 포함하는 기판 접합 방법.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 초기 접합 영역을 상기 설정하는 단계는, 상기 제2 기판의 접합면 내에서의 워핑의 발생 위치와 워핑의 크기에 근거하여, 상기 초기 접합 영역을 설정하는 단계를 포함하는 기판 접합 방법.
  36. 청구항 33 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 접합 영역이 형성된 것을 판단하는 단계와,
    상기 초기 접합 영역이 형성되었다고 판단된 경우에, 상기 초기 접합 영역이 형성된 상기 제2 기판을 상기 제2 유지부로부터 해방하는 것에 의해, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 단계를 더 포함하는 기판 접합 방법.
  37. 제1 기판과 볼록 모양으로 변형시켜져 있는 제2 기판을 각각 유지한 상태로 서로 접촉시키고, 상기 제2 기판의 유지를 해제하는 것에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시킬 때에 이용되는 파라미터를 산출하는 산출 방법으로서,
    상기 제2 기판을 상기 볼록 모양으로 변형시키는 볼록량, 상기 제2 기판을 유지하기 위해 상기 제2 기판의 외주 부분을 흡착하는 흡착 면적, 상기 제2 기판의 지름 방향의 흡착 위치, 및 상기 제2 기판의 유지를 해제하는 타이밍 중 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제2 기판의 디스토션에 관한 정보에 근거하여 산출하는 단계를 구비하는 산출 방법.
  38. 청구항 37에 기재된 산출 방법에 의해 파라미터를 산출하는 단계와,
    산출된 상기 파라미터를 이용하여, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 접합시키는 단계를 구비하는 기판 접합 방법.
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