KR20160055921A - 흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법 - Google Patents

흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시형태에 따른 흡착 스테이지는, 제1 기판을 배치하는 배치부와, 상기 제1 기판과 상기 배치부 사이를 배기시키는 배기부를 구비한 흡착 스테이지이다. 상기 배치부는, 상기 배치부의 한쪽 단부면의 외연(外緣)측에 설치되고 고리 형상을 나타내는 제1 벽부와, 상기 제1 벽부의 내측에 설치되고 고리 형상을 나타내는 제2 벽부를 갖는다. 상기 배기부는, 상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 제1 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제1 제어 밸브와, 상기 제2 벽부의 내측의 제2 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제2 제어 밸브와, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하는 제어부를 갖는다. 상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 적어도 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행한다. 상기 제어부는, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착 해제를 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행한다.

Description

흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법{SUCTION STAGE, BONDING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING BONDED SUBSTRATE}
본 발명의 실시형태는, 흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
웨이퍼 등의 기판을 흡착하는 흡착 스테이지가 있다.
이러한 흡착 스테이지는, 예컨대, 반도체 장치의 제조에 있어서의 기판의 접합 공정에서 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
기판의 접합 공정에서는, 2장의 기판의 접합면끼리를 접합시켜 1장의 기판을 형성하고 있다.
예컨대, 이른바 SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼의 제조나, 양극 접합법을 이용하여 유리 기판과 실리콘 기판의 접합을 행하는 경우 등에 있어서, 2장의 기판의 접합면끼리를 접합시켜 1장의 기판을 형성하고 있다.
이러한 기술에 의하면, 기판들 사이에 접착제 등을 개재시키지 않고 기판끼리를 접합시킬 수 있다. 그 때문에, 접합 후의 처리(예컨대, 플라즈마 처리, 열처리, 화학 처리 등)에 있어서의 프로세스 조건의 다양화를 도모할 수 있다. 또한, pn 접합이나 절연막의 매립 등도 용이하게 할 수 있다.
그러나, 휘어져 있는 등의 변형된 기판을 양호한 정밀도로 접합시키는 것은 곤란하였다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제 소61-145839 호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 변형된 기판이어도 양호한 정밀도로 접합시킬 수 있는 흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 흡착 스테이지는, 제1 기판을 배치하는 배치부와, 상기 제1 기판과 상기 배치부 사이를 배기시키는 배기부를 구비한 흡착 스테이지이다.
상기 배치부는, 상기 배치부의 한쪽 단부면의 외연(外緣)측에 설치되고 고리 형상을 나타내는 제1 벽부와, 상기 제1 벽부의 내측에 설치되고 고리 형상을 나타내는 제2 벽부를 갖는다.
상기 배기부는, 상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 제1 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제1 제어 밸브와, 상기 제2 벽부의 내측의 제2 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제2 제어 밸브와, 상기 제1 제어 밸브와, 상기 제2 제어 밸브를 제어하는 제어부를 갖는다.
상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 적어도 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행한다.
상기 제어부는, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착 해제를 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 변형된 기판이어도 양호한 정밀도로 접합시킬 수 있는 흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 흡착 스테이지(101) 및 접합 장치(100)를 예시하기 위한 모식도이다.
도 2는 배치부(12)를 예시하기 위한 모식도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A선을 따라 취하여 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 4는 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 5는 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
도 6은 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 7은 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
도 8은 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 9는 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시형태에 대해 예시한다. 한편, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 흡착 스테이지(101) 및 접합 장치(100)를 예시하기 위한 모식도이다.
도 2는 배치부(12)를 예시하기 위한 모식도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A선을 따라 취하여 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 접합 장치(100)에는, 처리 용기(11), 배치부(12), 기판 지지부(13), 압박부(14), 배기부(15) 및 제어부(16)가 설치되어 있다.
한편, 본 실시형태에 따른 흡착 스테이지(101)는, 배치부(12), 배기부(15) 및 제어부(16)를 갖는다.
처리 용기(11)는 상자 형상을 나타내고, 기밀 구조로 되어 있다.
처리 용기(11)의 측벽에는, 기판(W1)(제1 기판의 일례에 상당함)이나 기판(W2)(제2 기판의 일례에 상당함) 등의 반입 반출을 행하기 위한 개구부(11a)가 형성되어 있다. 또한, 개구부(11a)를 기밀식으로 개폐할 수 있는 개폐 도어(11b)가 설치되어 있다.
배치부(12)는, 처리 용기(11)의 내부의 바닥면에 설치되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배치부(12)는, 본체부(12a), 벽부(12b)(제1 벽부의 일례에 상당함), 벽부(12c)(제2 벽부의 일례에 상당함), 지지부(12d), 구멍부(12e) 및 구멍부(12f)를 갖는다.
한편, 도 3에서는 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 지지부(12d)의 일부를 생략하고 있다.
본체부(12a)는, 원기둥 형상을 나타내고 있다.
한편, 원기둥 형상을 나타내는 본체부(12a)를 예시하였으나, 본체부(12a)의 형상은 배치되는 기판(W1)의 형상 등에 따라 적절히 변경될 수 있다. 예컨대, 본체부(12a)는, 각기둥 형상을 나타내는 것이어도 좋다.
벽부(12b)는, 본체부(12a)의 기판(W1)이 배치되는 측의 단부면(12a1)에 설치되어 있다. 벽부(12b)는, 고리 형상을 나타내고, 본체부(12a)의 외연을 둘러싸고 있다.
벽부(12c)는, 본체부(12a)의 단부면(12a1)에 설치되어 있다. 벽부(12c)는, 벽부(12b)의 내측에 설치되어 있다. 벽부(12c)는 고리 형상을 나타내고 있다. 벽부(12c)의 높이 치수[단부면(12a1)으로부터 정상면(頂面)까지의 치수]는, 벽부(12b)의 높이 치수와 동일하게 되어 있다.
벽부(12b)와 벽부(12c)를 설치함으로써, 본체부(12a)의 단부면(12a1)이 2개의 영역으로 구획된다. 즉, 벽부(12b)와 벽부(12c) 사이에 위치하는 영역(12g)(제1 영역의 일례에 상당함)과, 벽부(12c)의 내측에 위치하는 영역(12h)(제2 영역의 일례에 상당함)으로 구획된다.
이 때문에, 후술하는 바와 같이, 기판(W1)의 외연측의 흡착 및 중앙부측의 흡착을 따로따로 제어할 수 있다. 또한, 벽부(12b)의 정상면의 면적과, 벽부(12c)의 정상면의 면적은 작기 때문에, 흡착 성능에 대한 영향을 작게 할 수 있다.
또한, 기판(W1)의 변형을 교정하는 경우에도, 벽부(12b)의 정상면의 면적과, 벽부(12c)의 정상면의 면적은 작기 때문에, 벽부(12b)의 정상면과 벽부(12c)의 정상면의 형상에 영향을 받지 않고, 기판(W1)의 변형을 교정할 수 있다.
또한, 평면에서 본 영역(12g)의 면적과, 영역(12h)의 면적이 동일하게 되어 있다.
평면에서 본 영역(12g)의 면적과, 영역(12h)의 면적을 동일하게 하면, 각각의 영역에서 발생하는 단위 면적당의 흡착력을 동일하게 할 수 있다.
또는, 영역(12g)에서의 구멍부(12e)를 통한 흡인량과, 영역(12h)에서의 구멍부(12f)를 통한 흡인량을 동일하게 하면, 각각의 영역에서 발생하는 단위 면적당의 흡착력을 동일하게 할 수 있다. 즉, 영역(12g)과 영역(12h)에서의 각각의 흡인량을 동일하게 하면 된다. 그 결과, 각각의 영역에서 왜곡이 없는 흡착을 행할 수 있다.
한편, 벽부(12b)와 벽부(12c)가 설치되는 경우를 예시하였으나, 벽부(12b) 및 벽부(12c)의 각각의 내측에 벽부를 더 설치할 수도 있다.
즉, 본체부(12a)의 단부면(12a1)을 3개 이상의 영역으로 구획할 수도 있다.
지지부(12d)는, 기둥 형상을 나타내고, 본체부(12a)의 단부면(12a1)에 설치되어 있다. 지지부(12d)의 높이 치수[단부면(12a1)으로부터 정상면까지의 치수]는, 벽부(12b)의 높이 치수와 동일하게 되어 있다. 즉, 벽부(12b), 벽부(12c), 및 지지부(12d)는, 높이 치수가 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 벽부(12b), 벽부(12c), 및 지지부(12d)의 각각의 정상면을 포함하는 면이, 배치부(12)의 배치면이 된다.
도 1 및 도 2에 예시한 것에서는, 배치부(12)의 배치면이 평탄면으로 되어 있다. 한편, 배치부(12)의 배치면은 평탄면에 한정되는 것은 아니며 적절히 변경될 수 있다. 예컨대, 배치부(12)의 배치면은, 볼록 형상 또는 오목 형상의 곡면이어도 좋다.
도 2 및 도 3에 예시한 지지부(12d)는, 원기둥 형상을 나타내고 있으나, 예컨대, 원뿔대 형상이나 각뿔대 형상이나 구면 형상을 나타내고 있어도 좋다. 지지부(12d)의 정상면은, 기판(W1)의 배치면으로 되어 있다. 이 때문에, 원뿔대 형상이나 각뿔대 형상이나 구면 형상의 지지부(12d)로 하면, 원기둥 형상의 지지부에 비해 기판(W1)과의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 그 결과, 기판(W1)의 오염의 발생이나 파티클(particle)의 발생 등을 억제할 수 있다.
또한, 지지부(12d)의 정상면의 면적이 작기 때문에, 기판(W1)의 배치면인 지지부(12d)의 정상면에 파티클이 부착되는 확률을 낮출 수 있다. 이 때문에, 파티클에 의한 흡착 성능의 저하를 억제할 수 있다.
지지부(12d)는 복수로 설치되어 있다. 인접하는 지지부(12d)들 사이의 치수는 동일하게 되어 있다. 즉, 복수의 지지부(12d)는 등간격으로 설치되어 있다. 지지부(12d)의 간격을 지나치게 넓게 하면, 기판(W1)을 흡착했을 때에 기판(W1)이 국부적으로 휘어질 우려가 있다. 지지부(12d)의 간격은, 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 적절히 설정될 수 있다.
복수의 지지부(12d)의 배치는, 예컨대, 동심원 형상, 지그재그 형상 등으로 할 수 있다.
구멍부(12e)는, 본체부(12a)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 구멍부(12e)의 한쪽 단부는, 영역(12g)에서의 단부면(12a1)에 개구되어 있다. 구멍부(12e)의 다른쪽 단부는, 단부면(12a2)에 개구되어 있고, 배기부(15)와 접속되어 있다.
구멍부(12f)는, 본체부(12a)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 구멍부(12f)의 한쪽 단부는, 영역(12h)에서의 단부면(12a1)에 개구되어 있다. 구멍부(12f)의 다른쪽 단부는, 단부면(12a2)에 개구되어 있고, 배기부(15)와 접속되어 있다.
구멍부(12e) 및 구멍부(12f)의 단부면(12a1)에서의 개구의 직경 치수는, 1 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 직경 치수가 1 ㎜를 초과하면 기판(W1)에 국부적인 왜곡이 발생할 우려가 있다.
기판(W1)이 배치부(12)에 배치되었을 때에는, 기판(W1)의 외연 근방이 본체부(12a)로부터 돌출되도록 되어 있다.
이 경우, 기판(W1)의 본체부(12a)로부터 돌출된 부분을 밀어올리는, 도시하지 않은 리프트핀(lift pin) 등을 설치할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(13)에는, 지지 후크(13a), 이동부(13b) 및 베이스부(13c)가 설치되어 있다.
지지 후크(13a)는, 기판(W2)의 둘레 가장자리부를 지지한다. 그리고, 지지 후크(13a)에 기판(W2)을 지지시킴으로써, 배치부(12)에 배치된 기판(W1)과 대치하는 미리 정해진 위치에 기판(W2)이 지지되도록 되어 있다.
이동부(13b)는, 기판(W2)을 지지하는 위치와, 기판(W2)의 외측 방향으로의 후퇴 위치 사이에서 지지 후크(13a)를 이동시킨다. 이동부(13b)는, 예컨대, 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터를 갖는 것으로 할 수 있다.
베이스부(13c)는, 기둥 형상을 나타내고, 처리 용기(11)의 내부의 바닥면에 설치되어 있다. 베이스부(13c)의 단부 근방에는, 지지 후크(13a), 이동부(13b)가 설치되어 있다. 한편, 지지 후크(13a), 이동부(13b)마다 베이스부(13c)가 설치되는 경우를 예시하였으나 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 하나의 베이스부(13c)에 복수의 지지 후크(13a), 이동부(13b)가 설치되도록 할 수도 있다.
또한, 기판 지지부(13)의 배치 개수는 특별히 한정되지 않으나, 기판(W2)의 둘레 가장자리의 3곳 이상에 균등하게 할당되도록 하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면 기판(W2)의 지지 상태를 안정시킬 수 있다.
압박부(14)에는, 이동부(14a), 이동축(14b) 및 패드(14c)가 설치되어 있다.
압박부(14)는, 본체부(12a)의 단부면(12a1)과 대치하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 압박부(14)는, 지지 후크(13a)에 지지된 기판(W2)의 대략 중앙부를 패드(14c)에 의해 압박할 수 있는 위치에 설치되어 있다.
압박부(14)는, 지지 후크(13a)에 지지된 기판(W2)의 대략 중앙부를 패드(14c)로 압박함으로써 기판(W2)이 휘어지게 하여, 기판(W1)의 접합면의 일부와 기판(W2)의 접합면의 일부를 접촉시킨다. 한편, 기판(W1), 기판(W2)의 접합면이란, 서로를 대치시켰을 때에 대향하는 기판(W1), 기판(W2)의 각각의 면을 가리킨다.
이동부(14a)는, 처리 용기(11)의 외부에 설치되어 있다. 이동부(14a)는, 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터를 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 압력 제어된 유체에 의해 구동되는 것(예컨대, 에어 실린더 등) 등을 갖는 것으로 할 수도 있다.
이동축(14b)은, 처리 용기(11)의 벽면을 관통하도록 하여 설치되고, 한쪽 단부측이 이동부(14a)와 연결되어 있다. 또한, 다른쪽 단부측에는 패드(14c)가 부착되어 있다.
패드(14c)의 선단 부분은, 대략 반구 형상을 나타내고, 그 베이스부는 원기둥 형상을 나타내고 있다. 패드(14c)는, 연질의 탄성체로 형성되고, 압박 시에 접촉 부분을 점접촉으로부터 면접촉으로 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 압박점(접합 개시 위치)에서의 응력을 완화시킬 수 있으므로, 기판(W2)의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 보이드(void)의 발생, 균열이나 이지러짐의 발생, 긁힌 자국의 발생, 슬립(slip) 등에 의한 위치 어긋남의 발생 등을 억제할 수도 있다. 패드(14c)는, 예컨대, 실리콘 고무나 불소 고무 등의 연질 수지에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 패드(14c)를 실리콘 고무 혹은 불소 고무로 형성하면, 기판(W2)이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 압박부(14)는 반드시 필요한 것은 아니며, 필요에 따라 설치하도록 하면 된다.
예컨대, 기판(W2)을 압박하지 않고 기판(W2)의 자중에 의해, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합을 행하도록 할 수도 있다.
또한, 기판(W1)의 흡착을 해제하고, 기판(W1)의 이면을 향해 외기를 도입하도록 제어 밸브(15d)를 제어함으로써 기판(W1)을 볼록 형상으로 변형시켜, 기판(W1)과 기판(W2)을 접촉시키도록 할 수도 있다.
또한, 배치부(12)의 내부에 압박부(14)와 동일한 압박부를 설치하고, 기판(W1)의 이면을 기판(W2)의 방향을 향해 압박함으로써 기판(W1)을 볼록 형상으로 변형시켜, 기판(W1)과 기판(W2)을 접촉시키도록 할 수도 있다.
또한, 접합 개시 위치는 반드시 기판(W1)의 중앙일 필요는 없고, 예컨대, 기판(W1)의 둘레 단부여도 좋다.
배기부(15)에는, 배기 펌프(15a), 제어 밸브(15b)(제1 제어 밸브의 일례에 상당함), 배관(15c), 제어 밸브(15d)(제2 제어 밸브의 일례에 상당함) 및 배관(15e)이 설치되어 있다.
배기 펌프(15a)는, 예컨대, 드라이 펌프(dry pump) 등으로 할 수 있다.
제어 밸브(15b)의 일단은 배기 펌프(15a)에 접속되고, 제어 밸브(15b)의 타단은 배관(15c)을 통해 구멍부(12e)에 접속되어 있다.
제어 밸브(15d)의 일단은 배기 펌프(15a)에 접속되고, 제어 밸브(15d)의 타단은 배관(15e)을 통해 구멍부(12f)에 접속되어 있다.
기판(W1)이 배치부(12)에 배치됨으로써, 영역(12g)을 포함하는 공간이 구획된다.
제어 밸브(15b)는, 영역(12g)을 포함하는 공간의 배기(흡착)와, 배기의 정지 또는 외기의 도입(흡착 해제)을 전환한다. 즉, 제어 밸브(15b)는, 영역(12g)에서의 기판(W1)의 흡착과 흡착 해제를 전환한다.
한편, 본 명세서에서의 「흡착 해제」는, 흡착의 정지(배기의 정지)뿐만이 아니라, 외기의 도입도 포함한다.
또한, 기판(W1)이 배치부(12)에 배치됨으로써, 영역(12h)을 포함하는 공간이 구획된다.
제어 밸브(15d)는, 영역(12h)을 포함하는 공간의 배기와, 배기의 정지 또는 외기의 도입을 전환한다. 즉, 제어 밸브(15d)는, 영역(12h)에서의 기판(W1)의 흡착과 흡착 해제를 전환한다.
제어부(16)는, 접합 장치(100)에 설치된 각 요소의 작동을 제어한다.
제어부(16)는, 예컨대, 이하와 같은 제어를 행할 수 있다.
제어부(16)는, 제어 밸브(15b)를 제어하여, 영역(12g)에서의 기판(W1)의 흡착과 흡착 해제를 전환한다.
제어부(16)는, 제어 밸브(15d)를 제어하여, 영역(12h)에서의 기판(W1)의 흡착과 흡착 해제를 전환한다.
제어부(16)는, 배기 펌프(15a)의 기동과 정지를 제어한다.
제어부(16)는, 이동부(13b)를 제어하여, 지지 후크(13a)의 위치를 제어한다.
제어부(16)는, 이동부(14a)를 제어하여, 패드(14c)의 위치를 제어한다.
제어부(16)는, 개폐 도어(11b)의 개폐 작동을 제어한다.
다음으로, 접합 장치(100)의 작용과 함께, 흡착 스테이지(101)의 작용 및 본 실시형태에 따른 접합 기판의 제조 방법에 대해 예시한다.
먼저, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 기판(W1)을 개구부(11a)로부터 처리 용기(11)의 내부에 반입한다. 한편, 개폐 도어(11b)는 도시하지 않은 구동부에 의해 개방된다.
처리 용기(11)의 내부에 반입된 기판(W1)은, 배치부(12)의 위에, 즉, 벽부(12b), 벽부(12c) 및 지지부(12d) 위에 배치된다.
다음으로, 흡착 스테이지(101)[배치부(12), 배기부(15) 및 제어부(16)]를 작동시켜, 기판(W1)을 배치부(12)에 유지시킨다.
여기서, 기판(W1)에는 휘어짐 등의 변형이 있다. 이 때문에, 단순히, 기판(W1)을 흡착시키더라도 기판(W1) 전체를 배치부(12)에 밀착시키는 것은 곤란하다. 예컨대, 휘어짐 등의 변형이 있는 기판(W1)을 1회의 흡착 작동으로 흡착시키면, 국소적으로 배치부(12)와 밀착되어 있지 않은 부분, 즉 변형되어 있는 부분이 남을 우려가 있다. 변형되어 있는 부분이 남으면, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합의 위치 정밀도가 나빠질 우려가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 이하와 같이 하여 배치부(12)에 기판(W1)을 흡착시키도록 하고 있다.
먼저, 영역(12g) 및 영역(12h) 중 어느 한쪽에서의 기판(W1)의 흡착을 행하고, 영역(12g) 및 영역(12h) 중 어느 다른쪽에서의 기판(W1)의 흡착을 해제한다.
예컨대, 영역(12g)에서의 기판(W1)의 흡착을 행하고, 영역(12h)에서의 기판(W1)의 흡착을 해제한다.
혹은, 영역(12h)에서의 기판(W1)의 흡착을 행하고, 영역(12g)에서의 기판(W1)의 흡착을 해제한다.
계속해서, 전술한 것과는 반대의 작동을 행한다.
즉, 흡착을 행하고 있던 영역의 흡착을 해제하고, 흡착이 해제되어 있던 영역의 흡착을 행한다.
이렇게 하면, 휘어짐 등의 변형이 있는 기판(W1)이어도, 배치부(12)의 배치면의 형상을 따르게 할 수 있다. 즉, 휘어짐 등의 변형이 있는 기판(W1)을 의도한 형상[배치부(12)의 배치면의 형상]으로 교정할 수 있다. 이 때문에, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 흡착과 흡착 해제를 복수 회만큼 반복할 수도 있다.
이렇게 하면, 휘어짐 등의 변형이 큰 기판(W1)이나 두께가 두꺼운 기판(W1)이어도, 배치부(12)의 배치면의 형상을 따르게 할 수 있다.
한편, 흡착과 흡착 해제의 반복 횟수는 적절히 변경될 수 있다.
한편, 흡착 작동 및 흡착 해제 작동 개시에 앞서, 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동을 실행하여, 기판(W1)의 전체면의 흡착을 행할 수도 있다. 이에 의해, 어느 정도까지는 배치부(12)를 따라 기판(W1)의 형상을 보정할 수 있다. 이 때문에, 기판(W1)의 변형량이 많은 경우에도, 흡착과 흡착 해제의 반복 횟수를 줄일 수 있다.
도 4는 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 5는 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
도 4, 도 5에 예시한 것은, 영역(12g) 및 영역(12)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 교대로 행하는 경우이다.
예컨대, 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 영역(12g) 및 영역(12h) 중 어느 한쪽 영역에서 기판(W1)의 흡착을 행한 후, 기판(W1)의 흡착을 행하고 있던 영역에서 기판(W1)의 흡착을 해제한다.
또한, 한쪽 영역에서 흡착을 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 기판(W1)의 흡착을 해제한다.
도 6은 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 7은 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
도 6, 도 7에 예시한 것은, 영역(12g) 및 영역(12)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 교대로 행하는 것이지만, 영역(12g)과 영역(12h)의 흡착 작동을 중첩시키는 경우이다.
예컨대, 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 흡착을 행하고 있던 영역의 흡착을 해제하기 전에, 흡착을 해제하고 있던 영역의 흡착을 행하도록 한다.
이렇게 하면, 흡착을 행하는 영역이 항상 1곳 이상 존재하기 때문에, 기판(W1)을 위치 어긋남 없이 확실하게 유지하면서, 기판(W1)이 배치부(12)의 배치면의 형상을 따르도록 할 수 있다.
도 8은 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동의 타이밍 차트이다.
도 9는 각 시간대에서의 흡착 작동 및 흡착 해제 작동을 예시하기 위한 모식도이다.
도 8, 도 9에 예시한 것은, 한쪽 영역에서는 흡착을 행하고, 다른쪽 영역에서는 흡착과 흡착 해제를 반복하는 경우이다.
예컨대, 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 영역(12h)에서는 흡착을 행하고, 영역(12g)에서는 흡착과 흡착 해제를 반복하도록 한다.
영역(12g)은, 기판(W1)의 주변 부분에 대치하고 있기 때문에, 기판(W1)의 주변 부분을 변형시켜 배치부(12)의 배치면의 형상을 따르게 할 수 있다.
이렇게 하면, 기판(W1)을 한쪽 영역에서 유지하면서, 기판(W1)이 배치부(12)의 배치면의 형상을 따르도록 할 수 있다.
도 4 내지 도 9에 예시한, 영역(12g) 및 영역(12h) 중 어느 한쪽 영역에서의 흡착과 흡착 해제에 이어서, 영역(12g) 및 영역(12h)에서의 흡착을 행하여, 기판(W1)을 배치부(12)의 배치면에 흡착시킨다.
다음으로, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 기판(W2)을 개구부(11a)로부터 처리 용기(11)의 내부에 반입한다.
그리고, 기판(W2)을 지지 후크(13a) 위에 배치한다.
다음으로, 기판(W1)과 기판(W2)을 접합시킨다.
먼저, 개폐 도어(11b)가 폐쇄되어 처리 용기(11)가 밀폐된다.
다음으로, 지지 후크(13a)에 지지된 기판(W2)의 대략 중앙부를 패드(14c)로 압박함으로써 기판(W2)이 휘어지게 하여, 기판(W1)의 접합면의 일부와 기판(W2)의 접합면의 일부를 접촉시킨다.
이때, 접합의 진행과 함께 지지 후크(13a)를 후퇴 방향으로 서서히 이동시킨다.
기판(W1)의 접합면과 기판(W2)의 접합면이 접촉하는 부분(접합된 부분)이 중앙부로부터 둘레 가장자리부를 향해 확대되어 간다.
그리고, 기판(W2)의 둘레 가장자리부가 지지 후크(13a)로부터 떨어지면 기판(W1)의 접합면과 기판(W2)의 접합면이 전체면에 있어서 접촉하게 된다. 즉, 기판(W1)과 기판(W2)이 접합되어 접합 기판이 형성된다.
다음으로, 패드(14c)를 상승시킨다.
형성된 접합 기판은, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(11)의 외부로 반출된다.
이후, 필요에 따라 전술한 순서를 반복함으로써 기판(W1)과 기판(W2)의 접합을 연속적으로 행할 수 있다.
이상, 실시형태에 대해 예시하였다. 그러나, 본 발명은 이들 기술(記述)에 한정되는 것이 아니다.
전술한 실시형태에 대해, 당업자가 적절히, 구성 요소의 추가, 삭제 혹은 설계 변경을 행한 것, 또는, 공정의 추가, 생략 혹은 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대, 흡착과 해제를 각각 1회씩 교대로 행하는 것이 아니라, 흡착과 해제를 각각 복수 회씩 교대로 행하도록 해도 좋다.
또한, 예컨대, 접합 장치(100)나 흡착 스테이지(101)가 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치, 개수 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니며 적절히 변경될 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한에서 조합할 수 있고, 이들을 조합한 것도, 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 변형된 기판이어도 양호한 정밀도로 접합시킬 수 있는 흡착 스테이지, 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법을 제공할 수 있고, 산업상의 장점은 상당하다.
11: 처리 용기 12: 배치부
12a: 본체부 12a1: 단부면
12b: 벽부 12c: 벽부
12d: 지지부 12e: 구멍부
12f: 구멍부 12g: 영역
12h: 영역 13: 기판 지지부
14: 압박부 15: 배기부
15a: 배기 펌프 15b: 제어 밸브
15c: 배관 15d: 제어 밸브
15e: 배관 16: 제어부
100: 접합 장치 101: 흡착 스테이지
W1: 기판 W2: 기판

Claims (12)

  1. 제1 기판을 배치하는 배치부와, 상기 제1 기판과 상기 배치부 사이를 배기시키는 배기부를 구비한 흡착 스테이지로서,
    상기 배치부는,
    상기 배치부의 한쪽 단부면의 외연(外緣)측에 설치되고, 고리 형상을 나타내는 제1 벽부와,
    상기 제1 벽부의 내측에 설치되고, 고리 형상을 나타내는 제2 벽부
    를 갖고,
    상기 배기부는,
    상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 제1 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제1 제어 밸브와,
    상기 제2 벽부의 내측의 제2 영역과 상기 배기부 사이에 설치된 제2 제어 밸브와,
    상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브를 제어하는 제어부
    를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 적어도 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착 해제를 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 흡착 스테이지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 각각 교대로 행하는 것인 흡착 스테이지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 각각 복수 회만큼 행하는 것인 흡착 스테이지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 해제를 행하기 전에, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 흡착 스테이지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 제어 밸브 및 상기 제2 제어 밸브를 제어하여, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행하고, 상기 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 해제를 교대로 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 흡착 스테이지.
  6. 제1항에 기재된 흡착 스테이지와,
    상기 흡착 스테이지의 배치부에 배치된 상기 제1 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대치시킨 제2 기판을 지지하는 기판 지지부
    를 구비한 접합 장치.
  7. 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정과,
    흡착된 상기 제1 기판과 미리 정해진 간격을 두고 제2 기판을 대치시키는 공정과,
    상기 제2 기판의 접합면의 일부와 상기 제1 기판의 접합면의 일부를 접촉시키는 공정
    을 구비하고,
    상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서,
    상기 배치부에 형성된 제1 영역 및 제2 영역 중 적어도 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착 해제를 행하고 있는 동안, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서,
    상기 제1 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행할 때에는,
    상기 제2 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 해제하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 각각 교대로 행하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 각각 복수 회만큼 행하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 해제를 행하기 전에, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판을 배치부에 흡착시키는 공정에 있어서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착과 상기 제1 기판의 흡착 해제를 교대로 행하고, 다른쪽 영역에서 상기 제1 기판의 흡착을 행하는 것인 접합 기판의 제조 방법.
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