KR20160144315A - Method of modifying surface, computer storage medium, apparatus for modifying surface and joining system - Google Patents

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Abstract

While a damage to a surface modifying device is suppressed, the corresponding surface modifying device properly modifies a surface of a substrate. A surface modifying device 30 includes a lower electrode 110 which is arranged inside a processing container 100 and on which substrates SU and SL are loaded and an upper electrode 140 which is arranged within the processing container 100 to face the lower electrode. The lower electrode 110 is connected to a high frequency power source 135 for applying a voltage having a predetermined frequency for generating plasma and the upper electrode 140 is grounded. The predetermined frequency is any one of 13 MHz to 100 MHz.

Description

표면 개질 방법, 컴퓨터 기억 매체, 표면 개질 장치 및 접합 시스템{METHOD OF MODIFYING SURFACE, COMPUTER STORAGE MEDIUM, APPARATUS FOR MODIFYING SURFACE AND JOINING SYSTEM}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface modification method, a surface modification method, a computer storage medium, a surface modification apparatus, and a bonding system. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 기판끼리를 접합하기 전에, 표면 개질 장치에 있어서 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 방법, 프로그램, 컴퓨터 기억 매체, 표면 개질 장치 및 접합 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a surface modification method, a program, a computer storage medium, a surface modification apparatus, and a bonding system for modifying a surface to which a substrate is bonded in a surface modification apparatus before bonding substrates together.

최근 들어, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화한 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속해서 제품화할 경우, 배선 길이가 증대하고, 그에 의해 배선의 저항이 커지는 것, 또한 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.In recent years, high integration of semiconductor devices has been progressing. When a plurality of highly integrated semiconductor devices are arranged in a horizontal plane and these semiconductor devices are connected to each other by wiring, the wiring length is increased, thereby increasing the resistance of the wiring and increasing the wiring delay.

따라서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 사용하는 것이 제안되어 있다. 이 3차원 집적 기술에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 접합 시스템을 사용하여, 2매의 반도체 기판(이하, 「기판」이라고 함)의 접합이 행하여진다. 예를 들어 접합 시스템은, 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치(표면 활성화 장치)와, 당해 표면 개질 장치로 개질된 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 당해 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 기판끼리를 접합하는 접합 장치를 갖고 있다. 이 접합 시스템에서는, 표면 개질 장치에 있어서 기판의 표면에 대하여 플라즈마 처리를 행하여 당해 표면을 개질하고, 또한 표면 친수화 장치에 있어서 기판의 표면에 순수를 공급해서 당해 표면을 친수화한 후, 접합 장치에 있어서 기판끼리를 반데르발스력 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다.Therefore, it has been proposed to use a three-dimensional integration technique for stacking semiconductor devices three-dimensionally. In this three-dimensional integration technique, for example, bonding of two semiconductor substrates (hereinafter referred to as " substrate ") is performed using the bonding system described in Patent Document 1. [ For example, the bonding system may include a surface modifying device (surface activating device) for modifying the surface to which the substrate is bonded, a surface hydrophilicizing device for hydrophilizing the surface of the substrate modified by the surface modifying device, And a bonding apparatus for bonding the substrates to each other whose surfaces have been hydrophilized. In this bonding system, the surface of the substrate is subjected to a plasma treatment on the surface of the substrate in the surface modifying apparatus to modify the surface of the substrate. Further, pure water is supplied to the surface of the substrate in the surface hydrophilizing apparatus to hydrophilize the surface, The substrates are bonded to each other by van der Waals force and hydrogen bonding (intermolecular force).

상기 표면 개질 장치는, 처리 용기 내에 대향해서 배치된 하부 전극과 상부 전극을 갖고, 또한 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 갖고 있다. 하부 전극은 제1 고주파 전원에 접속되고, 상부 전극은 제2 고주파 전원에 접속되어 있다. 이러한 표면 개질 장치에서는, 하부 전극에 기판을 정전 흡착시킨 후, 가스 공급 기구로부터 처리 가스가 공급된다. 그리고 제1 고주파 전원으로부터 하부 전극에, 예를 들어 2MHz의 고주파 전압이 인가되고, 제2 고주파 전원으로부터 상부 전극에, 예를 들어 60MHz의 고주파 전압이 인가된다. 그렇게 하면, 하부 전극과 상부 전극 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 처리 용기의 내부에 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 이 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면이 개질된다(특허문헌 1).The surface modifying apparatus has a lower electrode and an upper electrode disposed so as to face each other in the processing vessel, and has a gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing vessel. The lower electrode is connected to the first high frequency power source, and the upper electrode is connected to the second high frequency power source. In this surface modification apparatus, the substrate is electrostatically attracted to the lower electrode, and then the process gas is supplied from the gas supply mechanism. Then, a high-frequency voltage of, for example, 2 MHz is applied to the lower electrode from the first high-frequency power source, and a high-frequency voltage of, for example, 60 MHz is applied to the upper electrode from the second high- Then, an electric field is formed between the lower electrode and the upper electrode, and the processing gas supplied into the processing vessel by the electric field is converted into plasma. The surface of the substrate is modified by using the plasma of the process gas (Patent Document 1).

일본 특허 공개 제2012-49266호 공보Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2012-49266

그러나, 특허문헌 1에 기재된 표면 개질 장치를 사용한 경우, 플라즈마 처리 시에는, 하부 전극과 상부 전극 사이에 있어서의 처리 가스의 플라즈마에 의해, 처리 용기 내에 노출된 상부 전극의 하면이 손상을 입을 우려가 있다.However, in the case of using the surface modification apparatus disclosed in Patent Document 1, during the plasma treatment, the lower surface of the upper electrode exposed in the processing vessel is damaged by the plasma of the process gas between the lower electrode and the upper electrode have.

여기서, 접합되는 기판에는, 그 상부에 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막이 형성되어 있는 경우가 있다. 그리고 기판끼리를 접합할 때에는, 절연막끼리가 대응하고, 또한 금속부끼리가 대응하도록 처리막끼리가 접합된다. 이러한 경우, 기판끼리를 적절하게 접합하기 위해서는, 절연막끼리의 접합 강도를 확보하면서, 금속부끼리의 도통을 확보하기 위해서, 각 금속부의 표면이 산화하는 것을 억제할 필요가 있다.Here, the substrate to be bonded may have a treatment film composed of an insulating film and a metal portion formed thereon. When the substrates are bonded to each other, the process films are bonded together so that the insulating films correspond to each other and the metal portions correspond to each other. In this case, in order to properly bond the substrates to each other, it is necessary to suppress oxidation of the surfaces of the respective metal parts in order to ensure the conduction of the metal parts while securing the bonding strength between the insulating films.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 표면 개질 장치에서는, 이와 같이 절연막끼리의 접합 강도를 확보하면서, 금속부의 산화를 억제하는 것까지 고려되어 있지 않고, 접합 처리에 개선의 여지가 있었다.However, in the surface modification apparatus described in Patent Document 1, there is no consideration for suppressing the oxidation of the metal portion while securing the bonding strength between the insulating films, and there is room for improvement in the bonding treatment.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 표면 개질 장치의 손상을 억제하면서, 당해 표면 개질 장치에 있어서 기판의 표면을 적절하게 개질하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to modify the surface of a substrate appropriately in the surface modifying apparatus while suppressing damage to the surface modifying apparatus.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기판끼리를 접합하기 전에, 표면 개질 장치에 있어서 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 방법이며, 상기 표면 개질 장치는, 처리 용기 내에 배치되어, 기판이 적재되는 하부 전극과, 상기 처리 용기 내에 있어서 상기 하부 전극에 대향해서 배치되는 상부 전극과, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리 용기 내를 소정 압력까지 감압하는 감압 기구를 갖고, 상기 하부 전극은 전원에 접속되고, 또한 상기 상부 전극은 접지되고, 상기 표면 개질 방법에서는, 상기 가스 공급 기구로부터 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하고, 상기 감압 기구에 의해 당해 처리 용기 내를 상기 소정 압력으로 감압한 상태에서, 상기 전원으로부터 상기 하부 전극에 소정 주파수의 전압을 인가해서 상기 처리 가스를 플라즈마화하고, 당해 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면을 개질하고, 상기 소정 주파수는 상기 소정 압력을 조절해서 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a surface modification method for modifying a surface to which a substrate is bonded in a surface modification apparatus before bonding substrates together, wherein the surface modification apparatus is disposed in the processing vessel, A lower electrode disposed to face the lower electrode in the processing vessel, a gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing vessel, and a decompression mechanism for decompressing the inside of the processing vessel to a predetermined pressure Wherein the lower electrode is connected to a power source and the upper electrode is grounded. In the surface modification method, a process gas is supplied from the gas supply device to the process container, A voltage of a predetermined frequency is applied to the lower electrode from the power source while the pressure is reduced to the predetermined pressure, Applied by a plasma of the processing gas, by using plasma of the process gas to modify the surface of the substrate, wherein the predetermined frequency is characterized in that which is set by adjusting the predetermined pressure.

본 발명에 따르면, 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면을 개질할 때, 상부 전극은 접지되고, 즉 접지 전위에 접속되어 있으므로, 상부 전극의 하면(처리 용기 내부측의 면)의 손상을 억제할 수 있다. 이로 인해, 상부 전극의 수명을 늘릴 수 있다. 또한, 이와 같이 손상을 억제함으로써, 파티클을 경감할 수 있어, 제품의 수율을 향상시킬 수도 있다.According to the present invention, when the surface of the substrate is modified using the plasma of the process gas, since the upper electrode is grounded, that is, connected to the ground potential, damage to the lower surface can do. As a result, the lifetime of the upper electrode can be increased. In addition, by suppressing the damage as described above, particles can be reduced and the yield of products can be improved.

또한, 전원으로부터 하부 전극에 전압을 인가함으로써, 처리 용기의 내부에 공급된 처리 가스가 플라즈마화되고, 당해 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면이 적절하게 개질된다.In addition, by applying a voltage from the power source to the lower electrode, the processing gas supplied into the processing vessel is converted into plasma, and the surface of the substrate is appropriately modified by using the plasma of the processing gas.

특히 상술한 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막끼리를 접합하는 경우에 있어서는, 발명자들이 예의 검토한 결과, 처리 용기 내의 소정 압력을 조절하면, 절연막끼리의 접합 강도를 확보하면서, 금속부의 산화를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 처리 용기 내의 소정 압력을 조절하여, 전원으로부터 하부 전극에 인가되는 전압의 소정 주파수를 설정함으로써, 기판의 표면을 적절하게 개질하여, 기판끼리를 적절하게 접합할 수 있다. 또한, 이렇게 기판의 표면을 적절하게 개질하기 위해서 조절해야 할 파라미터가, 처리 용기 내의 소정 압력인 이유에 대해서는, 후술하는 실시 형태에 있어서 설명한다.Particularly, in the case of joining treatment films composed of the above-mentioned insulating film and metal part, the inventors have made intensive investigations and found that if the predetermined pressure in the processing vessel is adjusted, the oxidation of the metal part can be suppressed . That is, by adjusting the predetermined pressure in the processing container and setting a predetermined frequency of the voltage applied to the lower electrode from the power source, the surface of the substrate can be appropriately modified and the substrates can be appropriately bonded. The reason why the parameters to be adjusted in order to properly modify the surface of the substrate in this way is the predetermined pressure in the processing container will be described in the embodiment to be described later.

상기 소정 주파수는, 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나라도 된다.The predetermined frequency may be any one of 13 MHz to 100 MHz.

각 기판에는, 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막이 형성되어 있고, 기판끼리를 접합할 때에는 상기 절연막끼리가 대응하고, 또한 상기 금속부끼리가 대응하도록, 상기 처리막끼리가 접합되고, 상기 표면 개질 장치에서는 상기 처리막의 표면을 개질해도 좋다.Wherein each of the processing films is bonded to each of the substrates so that the insulating films correspond to each other when the substrates are bonded to each other and the metal portions correspond to each other, The surface of the treatment film may be modified.

상기 처리 용기에 기판을 반입 및 반출할 때에는, 당해 처리 용기 내를 대기압에 개방해도 좋다.When the substrate is carried in and out of the processing container, the inside of the processing container may be opened to atmospheric pressure.

다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 표면 개질 방법을 표면 개질 장치에 의해 실행시키도록, 당해 표면 개질 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a program that operates on a computer of a control unit that controls the surface modification apparatus so that the surface modification method is executed by the surface modification apparatus.

또 다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a readable computer storage medium storing the program.

또 다른 관점에 의한 본 발명은, 기판끼리를 접합하기 전에, 당해 기판이 접합되는 표면을 처리 가스의 플라즈마에 의해 개질하는 표면 개질 장치이며, 처리 용기 내에 배치되어, 기판이 적재되는 하부 전극과, 상기 처리 용기 내에서 상기 하부 전극에 대향해서 배치되는 상부 전극을 갖고, 상기 하부 전극은 플라즈마 생성용의 소정 주파수의 전압을 인가하기 위한 전원에 접속되고, 상기 상부 전극은 접지되고, 상기 소정 주파수는 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나인 것을 특징으로 하고 있다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a surface modification apparatus for modifying a surface to which a substrate is bonded by plasma of a processing gas before bonding substrates together, the apparatus comprising: a lower electrode, Wherein the lower electrode is connected to a power source for applying a voltage of a predetermined frequency for generating plasma, the upper electrode is grounded, and the predetermined frequency is And is any one of 13 MHz to 100 MHz.

각 기판에는, 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막이 형성되어 있고, 기판끼리를 접합할 때에는 상기 절연막끼리가 대응하고, 또한 상기 금속부끼리가 대응하도록 상기 처리막끼리가 접합되고, 상기 표면 개질 장치에서는 상기 처리막의 표면을 개질해도 좋다.Wherein each of the substrates is provided with a treatment film composed of an insulating film and a metal portion and the treatment films are bonded to each other such that the insulating films correspond to each other when the substrates are bonded to each other and the metal portions correspond to each other, The surface of the treatment film may be modified.

상기 표면 개질 장치는, 상기 처리 용기 내에 상기 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 처리 용기 내를 소정 압력까지 감압하는 감압 기구와, 상기 처리 용기 내의 압력을 제어하는 제어부를 더 갖고, 상기 제어부는, 상기 처리 용기에 기판을 반입 및 반출할 때에는, 당해 처리 용기 내를 대기압에 개방하고, 상기 처리 용기 내를 밀폐하고 상기 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면을 개질할 때에는, 당해 처리 용기 내를 상기 소정 압력까지 감압시키도록, 상기 가스 공급과 상기 감압 기구를 제어해도 좋다.Wherein the surface modification apparatus further comprises a gas supply mechanism for supplying the process gas into the processing vessel, a decompression mechanism for reducing the pressure inside the processing vessel to a predetermined pressure, and a control unit for controlling the pressure in the processing vessel, When the inside of the processing vessel is opened to atmospheric pressure and the interior of the processing vessel is closed and the surface of the substrate is modified by using the plasma of the processing gas, The gas supply and the decompression mechanism may be controlled so as to reduce the pressure of the gas to the predetermined pressure.

또 다른 관점에 의한 본 발명은 상기 표면 개질 장치를 구비한 접합 시스템이며, 상기 표면 개질 장치를 구비한 처리 스테이션과, 기판 또는 기판끼리가 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하고, 또한 상기 처리 스테이션에 대하여 기판 또는 중합 기판을 반입출하는 반입출 스테이션을 구비하고, 상기 처리 스테이션은, 상기 표면 개질 장치로 개질된 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 기판끼리를 접합하는 접합 장치와, 상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a bonding system including the surface modifying apparatus, wherein the bonding system includes the processing station having the surface modifying device, a plurality of polymer substrates bonded to each other, And a transfer station for transferring a substrate or a polymerized substrate to and from the substrate processing apparatus, wherein the processing station comprises: a surface hydrophilicization apparatus for hydrophilizing a surface of the substrate modified by the surface modification apparatus; And a transfer device for transferring the substrate or the polymerized substrate to the surface modification device, the surface hydrophilicization device, and the bonding device.

본 발명에 따르면, 표면 개질 장치의 손상을 억제하면서, 당해 표면 개질 장치에 있어서 기판의 표면을 적절하게 개질할 수 있고, 또한 기판끼리를 적절하게 접합할 수 있다.According to the present invention, the surface of the substrate can be appropriately modified in the surface modifying apparatus while suppressing damage to the surface modifying apparatus, and the substrates can be bonded properly.

도 1은 본 실시 형태에 관한 접합 시스템의 구성 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 접합 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 3은 상측 기판과 하측 기판의 구성 개략을 도시하는 측면도이다.
도 4는 표면 개질 장치의 구성 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 하부 전극의 평면도이다.
도 6은 접합 장치의 구성 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 7은 접합 장치의 구성 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 8은 상부 척, 척 보유 지지부 및 하부 척의 구성 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 9는 기판 접합 처리의 주된 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 상측 기판의 중심부와 하측 기판의 중심부를 가압해서 접촉시키는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 11은 하부 전극에 인가되는 고주파 전압의 주파수가 13MHz인 경우에 있어서, 표면 개질 처리의 처리 조건을 변화시켰을 때의, 절연막의 접합 강도와 금속부의 산화막의 두께 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 하부 전극에 인가되는 고주파 전압의 주파수가 100MHz인 경우에 있어서, 표면 개질 처리의 처리 조건을 변화시켰을 때의, 절연막의 접합 강도와 금속부의 산화막의 두께 변화를 나타낸 그래프이다.Fig. 1 is a plan view showing a configuration outline of a bonding system according to the present embodiment.
Fig. 2 is a side view showing the outline of the internal structure of the bonding system according to the present embodiment.
3 is a side view showing a schematic configuration of the upper substrate and the lower substrate.
4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the surface modification apparatus.
5 is a plan view of the lower electrode.
6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the bonding apparatus.
7 is a longitudinal sectional view showing the outline of the configuration of the bonding apparatus.
8 is a longitudinal sectional view showing the outline of the configuration of the upper chuck, the chuck holding portion and the lower chuck.
9 is a flowchart showing a main process of the substrate bonding process.
10 is an explanatory diagram showing a state in which the central portion of the upper substrate and the central portion of the lower substrate are pressed to come into contact with each other.
11 is a graph showing a change in the bonding strength of the insulating film and the thickness of the oxide film of the metal part when the processing conditions of the surface modification treatment are changed when the frequency of the high-frequency voltage applied to the lower electrode is 13 MHz.
12 is a graph showing a change in the bonding strength of the insulating film and the thickness of the oxide film of the metal part when the processing conditions of the surface modification treatment are changed when the frequency of the high frequency voltage applied to the lower electrode is 100 MHz.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 접합 시스템(1)의 구성 개략을 도시하는 평면도이다. 도 2는, 접합 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. 1 is a plan view showing a configuration outline of a bonding system 1 according to the present embodiment. Fig. 2 is a side view showing the outline of the internal structure of the bonding system 1. Fig.

접합 시스템(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 2매의 기판(SU, SL)을 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 기판을 「상측 기판(SU)」이라고 하고, 하측에 배치되는 기판을 「하측 기판(SL)」이라고 한다.In the bonding system 1, as shown in Fig. 3, two substrates S U and S L are bonded. Hereinafter, the substrate arranged on the upper side will be referred to as "upper substrate S U " and the substrate arranged on the lower side will be referred to as "lower substrate (S L )".

상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)은 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 즉, 기판(SU, SL)은 각각, 예를 들어 실리콘 웨이퍼나 화합물 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼(WU, WL) 위에 처리막(FU, FL)이 형성된 기판이다. 처리막(FU, FL)은 각각, 절연막(DU, DL)에 금속부(MU, ML)가 관통해서 설치된 구성을 갖고 있다. 절연막(DU, DL)에는, 예를 들어 실리콘 단질화막(SiCN막)이 사용되고, 금속부(MU, ML)에는 예를 들어 구리(Cu)가 사용된다. 이하, 기판(SU, SL)에 있어서, 접합되는 면을 표면(SU1, SL1)이라 하고, 표면(SU1, SL1)은 처리막(FU, FL)에 있어서 웨이퍼(WU, WL)와 반대측인 면이다. 또한, 표면(SU1, SL1)의 반대측의 면을 이면(SU2, SL2)이라 하고, 이면(SU2, SL2)은, 웨이퍼(WU, WL)에 있어서 처리막(FU, FL)과 반대측의 면이다.The upper substrate S U and the lower substrate S L have the same configuration. That is, each of the substrates S U and S L is a substrate on which processing films F U and F L are formed on wafers W U and W L , such as silicon wafers or compound semiconductor wafers, for example. Processing the film (F U, F L) has a structure provided by a through metal part (M U, M L) each, an insulating film (D U, D L). In the insulating film (D U, D L), for example, an include, for example, copper (Cu), silicon nitride film stage (SiCN film) is used, and the metal part (M U, M L) are used. In the following, the substrate (S U, S L), the surface of the surface to be bonded (S U1, S L1) as the surface (S U1, S L1) is a wafer in processing the film (F U, F L) ( W U , W L ). The surfaces opposite to the surfaces S U1 and S L1 are referred to as the back surfaces S U2 and S L2 and the back surfaces S U2 and S L2 are formed on the wafers W U and W L by the treatment films F U , F L ).

그리고 접합 시스템(1)에서는, 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)을 접합하여, 중합 기판(ST)을 형성한다. 이때, 절연막(DU, DL)끼리가 대응하고, 또한 금속부(MU, ML)끼리가 대응하도록, 처리막(FU, FL)끼리가 접합된다.In the bonding system 1, the upper substrate S U and the lower substrate S L are joined to form a polymerized substrate S T. At this time, between the insulating film (D U, D L) corresponds to, and is also bonded the metal part (M U, M L) are, among treated film (U F, L F) to correspond to each other.

접합 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들어 외부와의 사이에서 복수의 기판(SU, SL), 복수의 중합 기판(ST)을 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반입출되는 반입출 스테이션(2)과, 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)에 대하여 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.As shown in Fig. 1, the bonding system 1 includes, for example, a cassette CU , which can accommodate a plurality of substrates S U and S L and a plurality of polymerized substrates S T , C L, C T) are brought Ex fetch is output station (2) and the substrate (S U, S L), a processing station provided with a variety of processing units for performing predetermined processing with respect to the polymerization substrate (S T) ( 3 are integrally connected to each other.

반입출 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(10)에는, 복수, 예를 들어 4개의 카세트 적재판(11)이 설치되어 있다. 카세트 적재판(11)은 수평 방향의 X 방향(도 1 중 상하 방향)으로 일렬로 나란히 배치되어 있다. 이들 카세트 적재판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(CU, CL, CT)를 반입출할 때에 카세트(CU, CL, CT)를 적재할 수 있다. 이와 같이, 반입출 스테이션(2)은 복수의 상측 기판(SU), 복수의 하측 기판(SL), 복수의 중합 기판(ST)을 보유 가능하게 구성되어 있다. 또한, 카세트 적재판(11)의 개수는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 또한, 카세트 중 1개를 이상 기판의 회수용으로서 사용해도 좋다. 즉, 여러 가지 요인으로 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)의 접합에 이상이 발생한 기판을, 다른 정상적인 중합 기판(ST)과 분리할 수 있는 카세트이다. 본 실시 형태에 있어서는, 복수의 카세트(CT) 중, 1개의 카세트(CT)를 이상 기판의 회수용으로서 사용하고, 다른 카세트(CT)를 정상적인 중합 기판(ST)의 수용용으로서 사용하고 있다.In the loading / unloading station 2, a cassette mounting table 10 is provided. In the cassette mounting table 10, a plurality of, for example, four cassette mounting plates 11 are provided. The cassette stack plates 11 are arranged in a row in the X direction (the vertical direction in Fig. 1) in the horizontal direction. In these cassettes ever trial (11), the cassette (C U, C L, C T) to the outside of the bonded system (1) can be loaded into the cassette (C U, C L, C T) when brought invoke. In this way, the loading / unloading station 2 is configured to be able to hold a plurality of upper substrates S U , a plurality of lower substrates S L , and a plurality of polymerized substrates S T. Further, the number of cassette stack plates 11 is not limited to the present embodiment, and can be set arbitrarily. Further, one of the cassettes may be used for the recovery of the substrate. That is, the cassette is capable of separating the substrate from the other normal polymerized substrate (S T ) due to various factors such as an abnormality in the bonding between the upper substrate (S U ) and the lower substrate (S L ). In the present embodiment, as for the receiving of a plurality of cassettes (C T), using a one cassette (C T) as the recovery of at least the substrate, and the other cassette (C T) polymerization substrate (S T) normal to I am using it.

반입출 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)에 인접해서 기판 반송부(20)가 설치되어 있다. 기판 반송부(20)에는, X 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능한 기판 반송 장치(22)가 설치되어 있다. 기판 반송 장치(22)는 연직 방향 및 연직 축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(11) 상의 카세트(CU, CL, CT)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51)와의 사이에서 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)을 반송할 수 있다.In the loading / unloading station 2, a substrate carrying section 20 is provided adjacent to the cassette mounting table 10. The substrate carrying section 20 is provided with a substrate carrying apparatus 22 which is movable on a carrying path 21 extending in the X direction. The cassette CU , C L , and C T on each cassette plate 11 and the processing station 3 (described later), which are movable in the vertical direction and the vertical axis direction The substrates S U and S L and the polymerized substrates S T can be transported between the transfer devices 50 and 51 of the third processing block G3 of the first processing block G3.

처리 스테이션(3)에는, 각종 장치를 구비한 복수 예를 들어 3개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 설치되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 마이너스 방향측)에는 제1 처리 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 플러스 방향측)에는 제2 처리 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입출 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 마이너스 방향측)에는 제3 처리 블록(G3)이 설치되어 있다.In the processing station 3, a plurality of processing blocks G1, G2, and G3 having various devices are provided. For example, a first processing block G1 is provided on the front side (the minus direction side in the X direction in Fig. 1) of the processing station 3 and a rear side Is provided with a second processing block G2. A third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side (the minus direction side in the Y direction in Fig. 1) of the processing station 3.

예를 들어 제1 처리 블록(G1)에는, 기판(SU, SL)의 표면(SU1, SL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다. 표면 개질 장치(30)에서는, 예를 들어 감압 분위기 하에 있어서 처리 가스가 플라즈마화되고, 이 처리 가스의 플라즈마에 의해 표면(SU1, SL1)이 개질된다. 또한, 표면 개질 장치(30)의 구성에 대해서는 후술한다.For example, in the first processing block G1, a surface modifying apparatus 30 for modifying the surfaces S U1 and S L1 of the substrates S U and S L is disposed. In the surface modification apparatus 30, for example, the processing gas is converted into plasma under a reduced pressure atmosphere, and the surfaces S U1 and S L1 are modified by the plasma of the processing gas. The configuration of the surface modification apparatus 30 will be described later.

예를 들어 제2 처리 블록(G2)에는, 예를 들어 순수에 의해 기판(SU, SL)의 표면(SU1, SL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(SU1, SL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 기판(SU, SL)을 접합하는 접합 장치(41)가 반입출 스테이션(2)측으로부터 이 순서로 수평 방향의 Y 방향으로 나란히 배치되어 있다. 또한, 표면 친수화 장치(40), 접합 장치(41)의 수나 배치는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다.For contains a second processing block (G2), for example, the substrate (S U, S L) surface (S U1, S L1) to the art with hydrophilic hwaham surface (S U1, S L1) of by pure The surface hydrophilic device 40 for cleaning and the bonding devices 41 for bonding the substrates S U and S L are arranged side by side in the Y direction in the horizontal direction in this order from the side of the load / unload station 2. The number and arrangement of the surface hydrophilic device 40 and the bonding apparatus 41 are not limited to those of the present embodiment, and can be arbitrarily set.

표면 친수화 장치(40)에서는, 예를 들어 스핀 척에 보유 지지된 기판(SU, SL)을 회전시키면서, 당해 기판(SU, SL) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 공급된 순수는 기판(SU, SL)의 표면(SU1, SL1) 상을 확산하고, 표면(SU1, SL1)이 친수화된다.The surface hydrophilization device 40, for example while rotating the supporting substrate (S U, S L) held on a spin chuck, and supplies the pure water onto the art board (S U, S L). Then, the supplied pure water is spread onto the surface (S U1, S L1) of the substrate (S U, S L), and the surface (S U1, S L1) is hydrophilicity.

또한, 접합 장치(41)의 구성에 대해서는 후술한다.The construction of the bonding apparatus 41 will be described later.

예를 들어 제3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)의 트랜지션 장치(50, 51)가 밑에서부터 순서대로 2단으로 설치되어 있다.For example, in the third processing block G3, the transfer devices 50 and 51 of the substrates S U and S L and the polymerized substrates S T are sequentially arranged in two stages Is installed.

도 1에 도시한 바와 같이 제1 처리 블록(G1) 내지 제3 처리 블록(G3)에 둘러싸인 영역에는, 기판 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 기판 반송 영역(60)에는, 예를 들어 기판 반송 장치(61)가 배치되어 있다.As shown in Fig. 1, a substrate carrying region 60 is formed in an area surrounded by the first to third processing blocks G1 to G3. In the substrate transfer region 60, for example, a substrate transfer device 61 is disposed.

기판 반송 장치(61)는, 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직 축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 기판 반송 장치(61)는, 기판 반송 영역(60) 내를 이동하고, 주위의 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치에 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)을 반송할 수 있다.The substrate transport apparatus 61 has a transport arm that can move in the vertical direction, the horizontal direction (Y direction, X direction) and the vertical axis, for example. The substrate transfer apparatus 61 moves within the substrate transfer region 60 and transfers the substrate W to a predetermined apparatus in the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3, (S U , S L ) and the polymerized substrate ( ST ).

이상의 접합 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어부(70)가 설치되어 있다. 제어부(70)는 예를 들어 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 접합 시스템(1)에 있어서의 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에 있어서의 후술하는 기판 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(70)에 인스톨된 것이어도 좋다.In the above bonding system 1, a control section 70 is provided as shown in Fig. The control unit 70 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores a program for controlling the processing of the substrates S U and S L and the polymerized substrate S T in the bonding system 1. The program storage section also stores a program for controlling the operation of a driving system such as the above-mentioned various processing apparatuses and transporting apparatuses to realize a substrate bonding process to be described later in the bonding system 1. The program may be stored in a computer readable storage medium H such as a computer readable hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO) And may be the one installed in the control unit 70 from the storage medium H.

또한, 접합 시스템(1)의 외부에는, 중합 기판(ST)을 열 처리하는 열 처리 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 열 처리 장치는 다양한 구성을 취할 수 있지만, 예를 들어 중합 기판(ST)을 가열 처리하는 가열부와, 중합 기판(ST)을 온도 조절하는 온도 조절부를 갖고 있다. 열 처리 장치에서는, 우선 가열부에 의해 중합 기판(ST)이 소정의 온도까지 가열된 후, 온도 조절부에 의해 소정의 온도, 예를 들어 상온(25℃)으로 조절된다.A heat treatment apparatus (not shown) for heat-treating the polymerized substrate S T is provided outside the bonding system 1. A heat treatment apparatus, but it can take a variety of configurations, for example, and has a temperature control unit for heating and controlling the polymerization substrate (S T) to the heat treatment temperature of polymerization substrate (S T). In the heat treatment apparatus, the polymerized substrate (S T ) is first heated to a predetermined temperature by a heating unit, and then the temperature is adjusted to a predetermined temperature, for example, room temperature (25 ° C) by a temperature control unit.

이어서, 상술한 표면 개질 장치(30)의 구성에 대해서 설명한다. 표면 개질 장치(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(100)를 갖고 있다. 처리 용기(100)의 기판 반송 영역(60)측의 측면에는, 기판(SU, SL)의 반입출구(101)가 형성되고, 당해 반입출구(101)에는 게이트 밸브(102)가 설치되어 있다.Next, the configuration of the above-described surface modification apparatus 30 will be described. The surface modification apparatus 30 has a processing container 100 capable of hermetically sealing the inside as shown in Fig. A loading / unloading port 101 of the substrates S U and S L is formed on the side of the processing container 100 on the side of the substrate transferring area 60. A gate valve 102 is provided on the loading / unloading port 101 have.

처리 용기(100)의 내부에는, 기판(SU, SL)을 적재시키기 위한 하부 전극(110)이 설치되어 있다. 하부 전극(110)은, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성된다. 하부 전극(110)의 하방에는, 예를 들어 모터 등을 구비한 구동부(111)가 설치되어 있다. 이 구동부(111)에 의해, 하부 전극(110)은 승강 가능하게 되어 있다.A lower electrode 110 for mounting the substrates S U and S L is provided inside the processing vessel 100. The lower electrode 110 is made of a conductive material such as aluminum. Below the lower electrode 110, a driving unit 111 including, for example, a motor is provided. The lower electrode 110 can be raised and lowered by the driving unit 111.

하부 전극(110)의 상부는, 기판(SU, SL)을 적재하는 적재부(120)에 구성되어 있다.The upper portion of the lower electrode 110 is formed in a mounting portion 120 for mounting the substrates S U and S L.

하부 전극(110)의 상면 주위에는, 도 5에 도시한 바와 같이 하부 전극(110)의 상면에 적재된 기판(SU, SL)의 외주를 둘러싸도록, 환형의 포커스 링(121)이 배치되어 있다. 포커스 링(121)은 반응성 이온을 끌어당기지 않는 절연성 또는 도전성의 재료, 예를 들어 석영으로 이루어지고, 반응성 이온을, 내측의 기판(SU, SL)에만 효과적으로 입사시키도록 작용한다. 즉, 이 포커스 링(121)에 의해, 반응성 이온의 균일성이 최적화된다.An annular focus ring 121 is arranged around the upper surface of the lower electrode 110 so as to surround the outer periphery of the substrates S U and S L mounted on the upper surface of the lower electrode 110 as shown in FIG. . The focus ring 121 is made of an insulating or conductive material, for example, quartz, which does not attract reactive ions, and functions to efficiently inject reactive ions only into the inner substrates S U and S L. That is, the uniformity of the reactive ions is optimized by the focus ring 121.

도 4에 도시한 바와 같이 하부 전극(110)과 처리 용기(100)의 측벽 사이에는, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 셔터(130)가 설치되어 있다. 셔터(130)는 처리 용기(100)의 내부에 있어서, 하부 전극(110)과 후술하는 상부 전극(140) 사이를 전기적으로 차단해서 플라즈마 영역을 형성하기 위해서 설치된다.As shown in FIG. 4, a shutter 130 made of, for example, aluminum is provided between the lower electrode 110 and the side wall of the processing container 100. The shutter 130 is installed inside the processing chamber 100 to electrically isolate the lower electrode 110 and the upper electrode 140 to form a plasma region.

또한, 하부 전극(110)과 처리 용기(100)의 측벽과의 사이에 있어서, 셔터(130)의 하방에는, 복수의 배플 구멍이 마련된 배기판(131)이 배치되어 있다. 배기판(131)은 측면에서 보아, 처리 용기(100)측으로부터 하부 전극(110)측을 향해 하방으로 경사져 있다. 배기판(131)은 예를 들어 알루미늄으로 이루어진다. 이 배기판(131)에 의해, 처리 용기(100) 내의 분위기가 처리 용기(100) 내로부터 균일하게 배기된다. 또한, 이 배기판(131)에 의해, 플라즈마를 생성하는 영역[하부 전극(110)과 상부 전극(140) 사이의 영역]과 플라즈마를 생성하지 않는 영역[하부 전극(110)보다 하방의 영역] 사이에 압력차가 형성되어, 상기 플라즈마를 생성하는 영역에만 플라즈마가 생성된다.An exhaust plate 131 provided with a plurality of baffle holes is disposed below the shutter 130 between the lower electrode 110 and the side wall of the processing container 100. [ The exhaust plate 131 is inclined downward from the side of the processing container 100 toward the side of the lower electrode 110 as viewed from the side. The exhaust plate 131 is made of aluminum, for example. By this exhaust plate 131, the atmosphere in the processing vessel 100 is uniformly exhausted from the inside of the processing vessel 100. The exhaust plate 131 is provided between the region for generating plasma (the region between the lower electrode 110 and the upper electrode 140) and the region for generating no plasma (the region below the lower electrode 110) So that a plasma is generated only in a region where the plasma is generated.

하부 전극(110)의 하면에는, 중공으로 성형된 도체로 이루어지는 급전 막대(132)가 접속되어 있다. 급전 막대(132)에는, 예를 들어 블로킹 콘덴서 등으로 이루어지는 정합기(133)를 개재하여, 고주파 전원(134)이 접속되어 있다. 플라즈마 처리 시에는, 고주파 전원(134)으로부터, 소정 주파수, 예를 들어 13MHz 내지 100MHz 중 어느 한 고주파 전압이, 하부 전극(110)에 인가된다. 또한, 이 소정 주파수의 설정 방법에 대해서는 후술한다. 또한, 하부 전극(110)에 고주파 전압을 인가하는 고주파 전원(134)은 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.A power supply rod 132 made of a hollow molded conductor is connected to the lower surface of the lower electrode 110. A high frequency power supply 134 is connected to the power supply rod 132 via a matching device 133 such as a blocking capacitor. In the plasma treatment, any one of a high frequency voltage of, for example, 13 MHz to 100 MHz is applied to the lower electrode 110 from the high frequency power source 134. The method of setting the predetermined frequency will be described later. The high frequency power supply 134 for applying a high frequency voltage to the lower electrode 110 is controlled by the control unit 70 described above.

하부 전극(110)의 상방에는, 상부 전극(140)이 배치되어 있다. 하부 전극(110)의 상면과 상부 전극(140)의 하면은, 서로 평행하게, 소정의 간격을 두고 대향해서 배치되어 있다. 하부 전극(110)의 상면과 상부 전극(140)의 하면 간격은, 구동부(111)에 의해 조정된다. 상부 전극(140)은, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성된다.An upper electrode 140 is disposed above the lower electrode 110. The upper surface of the lower electrode 110 and the lower surface of the upper electrode 140 are arranged in parallel to each other with a predetermined gap therebetween. The lower surface of the lower electrode 110 and the lower surface of the upper electrode 140 are adjusted by the driving unit 111. The upper electrode 140 is made of a conductive material such as aluminum.

상부 전극(140)은 접지되어, 접지 전위에 접속되어 있다. 이렇게 상부 전극(140)이 접지되어 있으므로, 플라즈마 처리 중, 상부 전극(140)의 하면 손상을 억제할 수 있다.The upper electrode 140 is grounded and connected to the ground potential. Since the upper electrode 140 is grounded in this way, it is possible to suppress damage to the bottom surface of the upper electrode 140 during plasma processing.

또한, 상부 전극(140)의 하면 면적은, 하부 전극(110)의 상면 면적보다 크다. 여기서, 하부 전극(110)의 상면 면적을 A1, 하부 전극(110)의 자기 바이어스 전위를 Vdc1로 하고, 상부 전극(140)의 하면 면적을 A2, 상부 전극(140)의 자기 바이어스 전위를 Vdc2로 하면, 하기식(1)이 성립된다.The lower surface area of the upper electrode 140 is larger than the upper surface area of the lower electrode 110. Here, assuming that the upper surface area of the lower electrode 110 is A1, the magnetic bias potential of the lower electrode 110 is Vdc1, the lower surface area of the upper electrode 140 is A2, and the magnetic bias potential of the upper electrode 140 is Vdc2 , The following equation (1) is established.

Vdc1/Vdc2=(A2/A1)4 … (1)Vdc1 / Vdc2 = (A2 / A1) 4 ... (One)

상기 식(1)에 의하면, 본 실시 형태와 같이 하부 전극(110)에 대하여 상부 전극(140)의 면적을 크게 한 경우, 기판(SU, SL)에 대하여 충분한 자기 바이어스 전위 Vdc를 취할 수 있다. 그렇게 하면, 플라즈마 처리를 적절하게 행할 수 있다. 또한, 상부 전극(140)의 Vdc를 작게 할 수 있으므로, 당해 상부 전극의 10의 하면 손상을 더욱 억제할 수 있다.According to the above formula (1), when the area of the upper electrode 140 is increased with respect to the lower electrode 110 as in the present embodiment, sufficient self bias potential Vdc can be obtained with respect to the substrates S U and S L have. Then, the plasma treatment can be appropriately performed. In addition, since Vdc of the upper electrode 140 can be made smaller, damage to the lower surface of the upper electrode 10 can be further suppressed.

또한, 상부 전극(140)과 하부 전극(110) 사이에 있어서, 처리 용기(100)의 측벽과 배기판(131)도 접지되어, 접지 전위에 접속되어 있다. 이로 인해, 이들 처리 용기(100)의 측벽과 배기판(131)의 손상도 억제할 수 있다. 특히 배기판(131)은, 측면에서 보아 처리 용기(100)측으로부터 하부 전극(110)측을 향해 하방으로 경사져 있고, 그 표면적이 크기 때문에, 당해 배기판(131)의 손상을 더 억제할 수 있다.Between the upper electrode 140 and the lower electrode 110, the side wall of the processing container 100 and the exhaust plate 131 are also grounded and connected to the ground potential. As a result, damage to the side wall of the processing container 100 and the exhaust plate 131 can be suppressed. Particularly, the exhaust plate 131 is inclined downward from the side of the processing container 100 toward the side of the lower electrode 110 as viewed from the side, and the surface area of the exhaust plate 131 is large, so that damage to the exhaust plate 131 can be further suppressed.

상부 전극(140)의 하면에는, 예를 들어 석영으로 이루어지는 상부 전극 커버(141)가 설치되어 있다. 이 상부 전극 커버(141)에 의해, 플라즈마 처리 중, 상부 전극(140)의 하면 손상을 더 억제할 수 있다.On the lower surface of the upper electrode 140, an upper electrode cover 141 made of, for example, quartz is provided. This upper electrode cover 141 can further suppress damage to the bottom surface of the upper electrode 140 during plasma processing.

상부 전극(140)의 내부에는 중공부(150)가 형성되어 있다. 중공부(150)에는, 가스 공급관(151)이 접속되어 있다. 가스 공급관(151)은, 내부에 처리 가스를 저류하는 가스 공급원(152)에 연통하고 있다. 또한, 가스 공급관(151)에는 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(153)이 설치되어 있다. 그리고 가스 공급원(152)으로부터 공급된 처리 가스는, 공급 기기 군(153)에 의해 유량 제어되어, 가스 공급관(151)을 거쳐, 상부 전극(140)의 중공부(150)로 도입된다. 또한, 처리 가스에는, 예를 들어 산소 가스나 질소 가스 등이 사용된다.A hollow portion 150 is formed in the upper electrode 140. A gas supply pipe 151 is connected to the hollow portion 150. The gas supply pipe 151 communicates with a gas supply source 152 for storing a process gas therein. The gas supply pipe 151 is provided with a supply device group 153 including a valve for controlling the flow of the process gas, a flow rate control unit, and the like. The process gas supplied from the gas supply source 152 is flow-controlled by the supply device group 153 and introduced into the hollow portion 150 of the upper electrode 140 via the gas supply pipe 151. As the process gas, for example, oxygen gas, nitrogen gas, or the like is used.

중공부(150)의 내부에는, 처리 가스의 균일 확산을 촉진하기 위한 배플판(154)이 설치되어 있다. 배플판(154)에는, 다수의 작은 구멍이 마련되어 있다. 상부 전극 커버(141)의 하면에는, 상부 전극(140)의 중공부(150)로부터 처리 용기(100)의 내부에 처리 가스를 분출시키는 다수의 가스 분출구(155)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 이들 중공부(150), 가스 공급관(151), 가스 공급원(152), 공급 기기군(153), 배플판(154) 및 가스 분출구(155)가 가스 공급 기구를 구성하고 있다.Inside the hollow portion 150, a baffle plate 154 for promoting uniform diffusion of the process gas is provided. The baffle plate 154 is provided with a plurality of small holes. On the lower surface of the upper electrode cover 141 are formed a plurality of gas ejection openings 155 for ejecting the process gas from the hollow portion 150 of the upper electrode 140 into the interior of the process container 100. In this embodiment, the hollow portion 150, the gas supply pipe 151, the gas supply source 152, the supply device group 153, the baffle plate 154, and the gas spouting port 155 constitute a gas supply mechanism Respectively.

처리 용기(100)의 하방에는, 흡기구(160)가 형성되어 있다. 흡기구(160)에는, 처리 용기(100)의 내부 분위기를 소정 압력까지 감압하는 진공 펌프(161)에 연통하는 흡기관(162)이 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 이들 흡기구(160), 진공 펌프(161) 및 흡기관(162)이 감압 기구를 구성하고 있다.At the lower portion of the processing container 100, an air inlet 160 is formed. An intake pipe 162 communicating with a vacuum pump 161 for reducing the internal atmosphere of the processing container 100 to a predetermined pressure is connected to the intake port 160. In the present embodiment, the suction port 160, the vacuum pump 161, and the suction pipe 162 constitute a pressure reducing mechanism.

하부 전극(110)의 하방에는, 기판(SU, SL)을 하방으로부터 지지하여 승강시키기 위한 승강 핀(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 승강 핀은, 하부 전극(110)에 형성된 관통 구멍(도시하지 않음)을 삽입 관통하고, 하부 전극(110)의 상면으로부터 돌출 가능하게 되어 있다.Below the lower electrode 110, there is provided a lift pin (not shown) for supporting the substrates S U and S L from below and raising and lowering them. The lift pin is inserted through a through hole (not shown) formed in the lower electrode 110, and can be protruded from the upper surface of the lower electrode 110.

또한, 표면 개질 장치(30)에 있어서의 각 부의 동작은, 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.The operation of each section in the surface modification apparatus 30 is controlled by the control section 70 described above.

이어서, 상술한 접합 장치(41)의 구성에 대해서 설명한다. 접합 장치(41)는 도 6에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(200)를 갖고 있다. 처리 용기(200)의 기판 반송 영역(60)측의 측면에는, 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)의 반입출구(201)가 형성되고, 당해 반입출구(201)에는 개폐 셔터(202)가 설치되어 있다.Next, the configuration of the bonding apparatus 41 described above will be described. As shown in FIG. 6, the bonding apparatus 41 has a processing container 200 capable of sealing the inside thereof. A loading / unloading outlet 201 for the substrates S U and S L and a polymerized substrate S T is formed on the side of the processing vessel 200 on the side of the substrate transfer region 60, A shutter 202 is provided.

처리 용기(200)의 내부는, 내벽(203)에 의해 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 상술한 반입출구(201)는 반송 영역(T1)에 있어서의 처리 용기(200)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(203)에도 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)의 반입출구(204)가 형성되어 있다.The inside of the processing vessel 200 is partitioned into a carrying region T1 and a processing region T2 by an inner wall 203. [ The above-described carry-in / out port 201 is formed on the side surface of the processing container 200 in the carry region T1. In addition, the substrate S U , S L and the carry-in / out port 204 of the polymerized substrate S T are formed in the inner wall 203.

반송 영역(T1)의 X 방향 플러스 방향측에는, 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)을 일시적으로 적재하기 위한 트랜지션(210)이 설치되어 있다. 트랜지션(210)은, 예를 들어 2단으로 형성되고, 기판(SU, SL), 중합 기판(ST) 중 2개를 동시에 적재할 수 있다.Transitions 210 for temporarily stacking the substrates S U and S L and the polymerized substrates S T are provided on the positive direction side of the transfer region T 1 in the X direction. The transition 210 is formed, for example, in two stages, and two of the substrates S U and S L and the polymerized substrate S T can be simultaneously stacked.

반송 영역(T1)에는, 기판 반송 기구(211)가 설치되어 있다. 기판 반송 기구(211)는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직 축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 그리고 기판 반송 기구(211)는 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이에서 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)을 반송할 수 있다.A substrate transport mechanism 211 is provided in the transport region T1. As shown in Figs. 6 and 7, the substrate transport mechanism 211 has, for example, a transport arm which can move in the vertical direction, the horizontal direction (Y direction, X direction) and the vertical axis. The substrate transport mechanism 211 can transport the substrates S U and S L and the polymerized substrates S T in the transport region T 1 or between the transport region T 1 and the process region T 2 .

반송 영역(T1)의 X 방향 마이너스 방향측에는, 기판(SU, SL)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절 기구(220)가 설치되어 있다. 위치 조절 기구(220)는 기판(SU, SL)을 보유 지지해서 회전시키는 보유 지지부(도시하지 않음)를 구비한 베이스(221)와, 기판(SU, SL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(222)를 갖고 있다. 그리고 위치 조절 기구(220)에서는, 베이스(221)에 보유 지지된 기판(SU, SL)을 회전시키면서 검출부(222)에서 기판(SU, SL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절해서 기판(SU, SL)의 수평 방향의 방향을 조절하고 있다. 또한, 베이스(221)에 있어서 기판(SU, SL)을 보유 지지하는 구조는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 핀 척 구조나 스핀 척 구조 등, 여러 가지 구조가 사용된다.A position adjusting mechanism 220 for adjusting the horizontal direction of the substrates S U and S L is provided on the minus direction side in the X direction of the transfer region T 1. Position adjusting mechanism 220 includes a notch part position of the substrate (S U, S L), the holding part (not shown) to hold for rotating the base 221, and a substrate (S U, S L) provided with a And a detecting unit 222 for detecting the detected signal. And position adjusting mechanism 220 in, by detecting the notch position of the parts of the substrate (S U, S L) in the detection unit 222 while rotating the substrate (S U, S L) held by the base 221, the art The position of the notch portion is adjusted to adjust the horizontal direction of the substrates S U and S L. The structure for holding the substrates S U and S L in the base 221 is not particularly limited. For example, various structures such as a pin chuck structure and a spin chuck structure are used.

또한, 반송 영역(T1)에는, 상측 기판(SU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(230)가 설치되어 있다. 반전 기구(230)는 상측 기판(SU)을 보유 지지하는 보유 지지 아암(231)을 갖고 있다. 보유 지지 아암(231)은 수평 방향(Y 방향)으로 연신하고 있다. 또한 보유 지지 아암(231)에는, 상측 기판(SU)을 보유 지지하는 보유 지지 부재(232)가 예를 들어 4개소에 설치되어 있다.In addition, in the carrying region T1, a reversing mechanism 230 for reversing the front and back surfaces of the upper substrate S U is provided. The inversion mechanism 230 has a holding arm 231 for holding the upper substrate S U. The holding arm 231 extends in the horizontal direction (Y direction). Further, the holding arm 231 is provided with, for example, four holding members 232 for holding the upper substrate S U.

보유 지지 아암(231)은, 예를 들어 모터 등을 구비한 구동부(233)에 지지되어 있다. 이 구동부(233)에 의해, 보유 지지 아암(231)은 수평축 주위로 회동 가능하다. 또한 보유 지지 아암(231)은 구동부(233)를 중심으로 회동 가능함과 함께, 수평 방향(Y 방향)으로 이동 가능하다. 구동부(233)의 하방에는, 예를 들어 모터 등을 구비한 다른 구동부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 밖의 구동부에 의해, 구동부(233)는 연직 방향으로 연신하는 지지 기둥(234)을 따라 연직 방향으로 이동할 수 있다. 이렇게 구동부(233)에 의해, 보유 지지 부재(232)에 보유 지지된 상측 기판(SU)은, 수평축 주위로 회동할 수 있음과 함께 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 보유 지지 부재(232)에 보유 지지된 상측 기판(SU)은, 구동부(233)를 중심으로 회동하여, 위치 조절 기구(220)로부터 후술하는 상부 척(240)과의 사이를 이동할 수 있다.The holding arm 231 is supported by a driving unit 233 having, for example, a motor or the like. By this driving unit 233, the holding arm 231 is rotatable around the horizontal axis. The holding arm 231 is rotatable around the driving portion 233 and movable in the horizontal direction (Y direction). Under the driver 233, another driver (not shown) having a motor, for example, is provided. By the other driving portion, the driving portion 233 can move in the vertical direction along the support pillars 234 extending in the vertical direction. Thus, the upper substrate S U held by the holding member 232 can be rotated about the horizontal axis and moved in the vertical direction and the horizontal direction by the driving unit 233. The upper substrate S U held by the holding member 232 rotates around the driving unit 233 and can move from the position adjusting mechanism 220 to the upper chuck 240 have.

처리 영역(T2)에는, 상측 기판(SU)을 하면에서 흡착 보유 지지하는 상부 척(240)과, 하측 기판(SL)을 상면에서 적재해서 흡착 보유 지지하는 하부 척(241)이 설치되어 있다. 하부 척(241)은 상부 척(240)의 하방에 설치되고, 상부 척(240)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)과 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)은 대향해서 배치 가능하게 되어 있다.An upper chuck 240 for holding and supporting the upper substrate S U on the lower surface and a lower chuck 241 for holding and supporting the lower substrate S L on the upper surface are provided in the processing region T 2 have. The lower chuck 241 is disposed below the upper chuck 240 and is configured to be disposed opposite to the upper chuck 240. That is, the upper substrate S U held by the upper chuck 240 and the lower substrate S L held by the lower chuck 241 can be disposed opposite to each other.

상부 척(240)은 당해 상부 척(240)의 상방에 설치된 상부 척 보유 지지부(250)에 보유 지지되어 있다. 상부 척 보유 지지부(250)는 처리 용기(200)의 천장면에 설치되어 있다. 즉, 상부 척(240)은 상부 척 보유 지지부(250)를 거쳐 처리 용기(200)에 고정되어서 설치되어 있다.The upper chuck 240 is held by an upper chuck holding part 250 provided above the upper chuck 240. The upper chuck holding portion 250 is installed in a ceiling of the processing vessel 200. That is, the upper chuck 240 is fixed to the processing vessel 200 via the upper chuck holding part 250.

상부 척 보유 지지부(250)에는, 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)의 표면(SL1)을 촬상하는 상부 촬상부(251)가 설치되어 있다. 즉, 상부 촬상부(251)는 상부 척(240)에 인접해서 설치되어 있다. 상부 촬상부(251)에는, 예를 들어 CCD 카메라가 사용된다.An upper imaging section 251 for imaging the surface S L1 of the lower substrate S L held by the lower chuck 241 is provided in the upper chuck holding section 250. That is, the upper image pickup section 251 is provided adjacent to the upper chuck 240. As the upper image pickup section 251, for example, a CCD camera is used.

하부 척(241)은 당해 하부 척(241)의 하방에 설치된 제1 하부 척 이동부(260)에 지지되어 있다. 제1 하부 척 이동부(260)는, 후술하는 바와 같이 하부 척(241)을 수평 방향(Y 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제1 하부 척 이동부(260)는, 하부 척(241)을 연직 방향으로 이동 가능하고, 또한 연직축 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다.The lower chuck 241 is supported by a first lower chuck moving part 260 provided below the lower chuck 241. The first lower chuck moving part 260 is configured to move the lower chuck 241 in the horizontal direction (Y direction) as described later. The first lower chuck moving section 260 is configured to be movable in the vertical direction and rotatable about the vertical axis.

제1 하부 척 이동부(260)에는, 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)의 표면(SU1)을 촬상하는 하부 촬상부(261)가 설치되어 있다. 즉, 하부 촬상부(261)는 하부 척(241)에 인접해서 설치되어 있다. 하부 촬상부(261)에는, 예를 들어 CCD 카메라가 사용된다.A lower imaging section 261 for imaging the surface S U1 of the upper substrate S U held by the upper chuck 240 is provided on the first lower chuck moving section 260. That is, the lower imaging section 261 is provided adjacent to the lower chuck 241. As the lower imaging section 261, for example, a CCD camera is used.

제1 하부 척 이동부(260)는 당해 제1 하부 척 이동부(260)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(Y 방향)으로 연신하는 한 쌍의 레일(262, 262)에 설치되어 있다. 그리고 제1 하부 척 이동부(260)는 레일(262)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다.The first lower chuck moving portion 260 is provided on a lower side of the first lower chuck moving portion 260 and is provided on a pair of rails 262 and 262 extending in the horizontal direction (Y direction). The first lower chuck moving part 260 is configured to be movable along the rail 262.

한 쌍의 레일(262, 262)은 제2 하부 척 이동부(263)에 배치되어 있다. 제2 하부 척 이동부(263)는 당해 제2 하부 척 이동부(263)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(X 방향)으로 연신하는 한 쌍의 레일(264, 264)에 설치되어 있다. 그리고 제2 하부 척 이동부(263)는 레일(264)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 즉 하부 척(241)을 수평 방향(X 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 한 쌍의 레일(264, 264)은 처리 용기(200)의 저면에 설치된 적재대(265) 상에 배치되어 있다.The pair of rails 262 and 262 are disposed on the second lower chuck moving part 263. The second lower chuck moving portion 263 is provided on a pair of rails 264 and 264 which are provided on the lower surface side of the second lower chuck moving portion 263 and extend in the horizontal direction (X direction). The second lower chuck moving part 263 is configured to be movable along the rail 264, that is, to move the lower chuck 241 in the horizontal direction (X direction). The pair of rails 264 and 264 are disposed on the loading table 265 provided on the bottom surface of the processing vessel 200.

이어서, 접합 장치(41)의 상부 척(240)과 상부 척 보유 지지부(250)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.Next, the detailed configuration of the upper chuck 240 and the upper chuck holding portion 250 of the bonding apparatus 41 will be described.

상부 척(240)에는, 도 8에 도시한 바와 같이 핀 척 방식이 채용되어 있다. 상부 척(240)은, 평면에서 보아 상측 기판(SU)의 직경 이상의 직경을 갖는 본체부(270)를 갖고 있다. 본체부(270)의 하면에는, 상측 기판(SU)의 이면(SU2)에 접촉하는 복수의 핀(271)이 설치되어 있다. 또한, 본체부(270)의 하면 외주부에는, 핀(271)과 동일한 높이를 갖고, 상측 기판(SU)의 이면(SU2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(272)가 설치되어 있다. 외측 리브(272)는 복수의 핀(271)의 외측에 환형으로 설치되어 있다.As shown in Fig. 8, the upper chuck 240 employs a pin chuck system. The upper chuck 240 and has a body portion 270 having a diameter more than the diameter of the bore upper substrate (S U) from the plane. A plurality of pins 271 are provided on the lower surface of the body portion 270 to contact the back surface S U2 of the upper substrate S U. An outer rib 272 having the same height as the pin 271 and supporting the outer peripheral portion of the back surface S U2 of the upper substrate S U is provided on the lower surface outer periphery of the main body portion 270. The outer ribs 272 are annularly provided on the outside of the plurality of fins 271.

또한, 본체부(270)의 하면에는 외측 리브(272)의 내측에 있어서, 핀(271)과 동일한 높이를 갖고, 상측 기판(SU)의 이면(SU2)을 지지하는 내측 리브(273)가 설치되어 있다. 내측 리브(273)는 외측 리브(272)와 동심원 형상으로 환형으로 설치되어 있다. 그리고 외측 리브(272)의 내측 영역(274)[이하, 흡인 영역(274)이라고 하는 경우가 있음]은 내측 리브(273)의 내측 제1 흡인 영역(274a)과, 내측 리브(273)의 외측 제2 흡인 영역(274b)으로 구획되어 있다.An inner rib 273 having the same height as the pin 271 and supporting the back surface S U2 of the upper substrate S U is formed on the lower surface of the main body 270 on the inner side of the outer rib 272, Respectively. The inner ribs 273 are annularly arranged concentrically with the outer ribs 272. The inner region 274 of the outer rib 272 may be defined by the inner first suction region 274a of the inner rib 273 and the outer region 274a of the inner rib 273, And a second suction region 274b.

본체부(270)의 하면에는, 제1 흡인 영역(274a)에 있어서, 상측 기판(SU)을 진공화하기 위한 제1 흡인구(275a)가 형성되어 있다. 제1 흡인구(275a)는, 예를 들어 제1 흡인 영역(274a)에 있어서 4개소에 형성되어 있다. 제1 흡인구(275a)에는, 본체부(270)의 내부에 설치된 제1 흡인관(276a)이 접속되어 있다. 또한 제1 흡인관(276a)에는, 제1 진공 펌프(277a)가 접속되어 있다.A first suction port 275a for evacuating the upper substrate S U is formed in the first suction area 274a on the lower surface of the main body 270. The first suction port 275a is formed at, for example, four locations in the first suction area 274a. The first suction pipe 275a is connected to a first suction pipe 276a provided inside the main body 270. A first vacuum pump 277a is connected to the first suction pipe 276a.

또한, 본체부(270)의 하면에는, 제2 흡인 영역(274b)에 있어서, 상측 기판(SU)을 진공화하기 위한 제2 흡인구(275b)가 형성되어 있다. 제2 흡인구(275b)는, 예를 들어 제2 흡인 영역(274b)에 있어서 2개소에 형성되어 있다. 제2 흡인구(275b)에는, 본체부(270)의 내부에 설치된 제2 흡인관(276b)이 접속되어 있다. 또한 제2 흡인관(276b)에는, 제2 진공 펌프(277b)가 접속되어 있다.Further, in the lower face of the body portion 270, in the second suction area (274b), a second suction port (275b) for evacuation of the upper substrate (U S) is formed. The second suction port 275b is formed at, for example, two positions in the second suction area 274b. The second suction pipe 275b is connected to a second suction pipe 276b provided inside the body portion 270. [ A second vacuum pump 277b is connected to the second suction pipe 276b.

그리고 상측 기판(SU), 본체부(270) 및 외측 리브(272)에 둘러싸여서 형성된 흡인 영역(274a, 274b)을 각각 흡인구(275a, 275b)로부터 진공화하고, 흡인 영역(274a, 274b)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(274a, 274b)의 외부 분위기가 대기압이므로, 상측 기판(SU)은 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(274a, 274b)측으로 눌리고, 상부 척(240)에 상측 기판(SU)이 흡착 보유 지지된다. 또한, 상 척(240)은 제1 흡인 영역(274a)과 제2 흡인 영역(274b)마다 상측 기판(SU)을 진공화 가능하게 구성되어 있다.The suction regions 274a and 274b formed by surrounding the upper substrate S U , the body portion 270 and the outer ribs 272 are evacuated from the suction ports 275a and 275b, respectively, and the suction regions 274a and 274b ). At this time, since the outer atmosphere of the suction regions 274a and 274b is the atmospheric pressure, the upper substrate S U is pressed toward the suction regions 274a and 274b by the atmospheric pressure by the reduced pressure, and the upper substrate S U ) is adsorbed and held. The upper chuck 240 is configured to allow the upper substrate S U to be evacuated for each of the first suction area 274a and the second suction area 274b.

이러한 경우, 외측 리브(272)가 상측 기판(SU)의 이면(SU2)의 외주부를 지지하므로, 상측 기판(SU)은 그 외주부까지 적절하게 진공화된다. 이로 인해, 상부 척(240)에 상측 기판(SU)의 전체면이 흡착 보유 지지되어, 당해 상측 기판(SU)의 평면도를 작게 하여, 상측 기판(SU)을 평탄하게 할 수 있다.In this case, since the outer rib 272 is supported to the outer peripheral portion of the back surface (S U2) of the upper substrate (S U), the upper substrate (U S) are evacuated, as appropriate to its outer periphery. Thus, the support, the entire surface of the upper substrate (S U) held adsorbed to the upper chuck (240), it is possible to reduce the plan view of that the upper substrate (S U), to flatten the upper substrate (S U).

게다가, 복수의 핀(271)의 높이가 균일하므로, 상부 척(240)의 하면 평면도를 더욱 작게 할 수 있다. 이렇게 상부 척(240)의 하면을 평탄하게 해서(하면의 평면도를 작게 해서), 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)의 연직 방향의 변형을 억제할 수 있다.In addition, since the height of the plurality of pins 271 is uniform, the bottom plan view of the upper chuck 240 can be further reduced. Thus, vertical deformation of the upper substrate S U held on the upper chuck 240 can be suppressed by flattening the lower surface of the upper chuck 240 (reducing the planarity of the lower surface).

또한, 상측 기판(SU)의 이면(SU2)은 복수의 핀(271)에 지지되어 있으므로, 상부 척(240)에 의한 상측 기판(SU)의 진공화를 해제할 때, 당해 상측 기판(SU)이 상부 척(240)으로부터 박리되기 쉬워진다.Since the back surface S U2 of the upper substrate S U is supported by the plurality of fins 271, when releasing the vacuum of the upper substrate S U by the upper chuck 240, (S U ) is likely to peel off the upper chuck 240.

상부 척(240)에 있어서, 본체부(270)의 중심부에는, 당해 본체부(270)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(278)이 형성되어 있다. 이 본체부(270)의 중심부는, 상부 척(240)에 흡착 보유 지지되는 상측 기판(SU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통 구멍(278)에는, 후술하는 압동 부재(290)에 있어서의 액추에이터부(291)의 선단부가 삽입 관통하도록 되어 있다.In the upper portion of the main body 270 of the upper chuck 240, a through hole 278 penetrating the main body 270 in the thickness direction is formed. The central portion of the main body portion 270 corresponds to the central portion of the upper substrate S U which is attracted and held by the upper chuck 240. The distal end portion of the actuator 291 of the pushing member 290, which will be described later, is inserted through the through hole 278.

상부 척 보유 지지부(250)는, 도 7에 도시한 바와 같이 상부 척(240)의 본체부(270)의 상면에 설치된 지지 부재(280)를 갖고 있다. 지지 부재(280)는 평면에서 보아 적어도 본체부(270)의 상면을 덮도록 설치되고, 또한 본체부(270)에 대하여 예를 들어 나사 고정에 의해 고정되어 있다. 지지 부재(280)는 처리 용기(200)의 천장면에 설치된 복수의 지지 기둥(281)에 지지되어 있다.The upper chuck holding support portion 250 has a supporting member 280 provided on the upper surface of the main body portion 270 of the upper chuck 240 as shown in Fig. The support member 280 is provided so as to cover at least the upper surface of the main body portion 270 as seen from a plane, and is fixed to the main body portion 270, for example, by screwing. The support member 280 is supported by a plurality of support pillars 281 provided on a ceiling surface of the processing vessel 200.

지지 부재(280)의 상면에는, 도 8에 도시한 바와 같이 상측 기판(SU)의 중심부를 가압하는 압동 부재(290)가 더 설치되어 있다. 압동 부재(290)는 액추에이터부(291)와 실린더부(292)를 갖고 있다.On the upper surface of the support member 280, a pushing member 290 for pushing the center portion of the upper substrate S U is further provided as shown in Fig. The pushing member 290 has an actuator portion 291 and a cylinder portion 292.

액추에이터부(291)는, 전공 레귤레이터(도시하지 않음)로부터 공급되는 공기에 의해 일정 방향으로 일정한 압력을 발생시키는 것으로, 압력의 작용점 위치에 상관없이 당해 압력을 일정하게 발생시킬 수 있다. 그리고 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 액추에이터부(291)는 상측 기판(SU)의 중심부와 접촉해서 당해 상측 기판(SU)의 중심부에 가해지는 가압 하중을 제어할 수 있다. 또한, 액추에이터부(291)의 선단부는, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 관통 구멍(278)을 삽입 관통해서 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.The actuator unit 291 generates a constant pressure in a predetermined direction by the air supplied from an electropneumatic regulator (not shown), so that the pressure can be constantly generated irrespective of the position of the point of action of the pressure. And by air from the pneumatic regulator, the actuator section 291 may control the pressing load applied to the central portion of the upper substrate (S U), the art makes contact with the center of the upper substrate (S U). The tip end portion of the actuator portion 291 is inserted through the through hole 278 by the air from the electropneumatic regulator and is vertically movable.

액추에이터부(291)는 실린더부(292)에 지지되어 있다. 실린더부(292)는, 예를 들어 모터를 내장한 구동부에 의해 액추에이터부(291)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.The actuator portion 291 is supported by the cylinder portion 292. The cylinder portion 292 can move the actuator portion 291 in the vertical direction by, for example, a driving portion incorporating a motor.

이상과 같이 압동 부재(290)는 액추에이터부(291)에 의해 가압 하중의 제어를 하고, 실린더부(292)에 의해 액추에이터부(291)의 이동 제어를 하고 있다. 그리고 압동 부재(290)는, 후술하는 기판(SU, SL)의 접합 시에, 상측 기판(SU)의 중심부와 하측 기판(SL)의 중심부를 접촉시켜서 가압할 수 있다.As described above, the pushing member 290 controls the pushing load by the actuator unit 291, and controls the movement of the actuator unit 291 by the cylinder unit 292. And the pushing member 290 at the time of bonding of the substrate to be described later (S U, S L), brought into contact with the central portion of the upper substrate and the lower center of the substrate (S L) of the (U S) can be pressed.

이어서, 접합 장치(41)의 하부 척(241)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.Next, the detailed configuration of the lower chuck 241 of the bonding apparatus 41 will be described.

하부 척(241)에는, 도 8에 도시한 바와 같이 상부 척(240)과 마찬가지로 핀 척 방식이 채용되어 있다. 하부 척(241)은, 평면에서 보아 하측 기판(SL)의 직경 이상의 직경을 갖는 본체부(300)를 갖고 있다. 본체부(300)의 상면에는, 하측 기판(SL)의 이면(SL2)에 접촉하는 복수의 핀(301)이 설치되어 있다. 또한, 본체부(300)의 상면 외주부에는, 핀(301)과 동일한 높이를 갖고, 하측 기판(SL)의 이면(SL2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(302)가 설치되어 있다. 외측 리브(302)는 복수의 핀(301)의 외측에 환형으로 설치되어 있다.As shown in Fig. 8, the lower chuck 241 employs a pinch chucking system in the same manner as the upper chuck 240 is. The lower chuck 241 has a body portion 300 having a diameter equal to or larger than the diameter of the lower substrate S L in plan view. A plurality of pins 301 are provided on the upper surface of the main body 300 to contact the back surface S L2 of the lower substrate S L. An outer rib 302 having the same height as the fin 301 and supporting the outer peripheral portion of the back surface S L2 of the lower substrate S L is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the body portion 300. The outer ribs 302 are annularly provided on the outside of the plurality of fins 301.

또한, 본체부(300)의 상면에는, 외측 리브(302)의 내측에 있어서, 핀(301)과 동일한 높이를 갖고, 하측 기판(SL)의 이면(SL2)을 지지하는 내측 리브(303)가 설치되어 있다. 내측 리브(303)는 외측 리브(302)와 동심원 형상으로 환형으로 설치되어 있다. 그리고 외측 리브(302)의 내측 영역(304)[이하, 흡인 영역(304)이라고 하는 경우가 있음]은 내측 리브(303)의 내측 제1 흡인 영역(304a)과, 내측 리브(303)의 외측 제2 흡인 영역(304b)으로 구획되어 있다.An inner rib 303 (not shown) which has the same height as the fin 301 and supports the back surface S L2 of the lower substrate S L is formed on the upper surface of the main body 300 on the inner side of the outer rib 302 ). The inner ribs 303 are annularly arranged concentrically with the outer ribs 302. The inner region 304 of the outer rib 302 (hereinafter also referred to as the "suction region 304") may be defined by the inner first suction region 304a of the inner rib 303 and the outer side of the inner rib 303 And a second suction region 304b.

본체부(300)의 상면에는, 제1 흡인 영역(304a)에 있어서, 하측 기판(SL)을 진공화하기 위한 제1 흡인구(305a)가 형성되어 있다. 제1 흡인구(305a)는, 예를 들어 제1 흡인 영역(304a)에 있어서 1개소에 형성되어 있다. 제1 흡인구(305a)에는, 본체부(300)의 내부에 설치된 제1 흡인관(306a)이 접속되어 있다. 또한 제1 흡인관(306a)에는, 제1 진공 펌프(307a)가 접속되어 있다.A first suction port 305a for evacuating the lower substrate S L is formed on the upper surface of the main body 300 in the first suction area 304a. The first suction port 305a is formed at, for example, one location in the first suction area 304a. A first suction pipe 306a provided inside the main body 300 is connected to the first suction port 305a. A first vacuum pump 307a is connected to the first suction pipe 306a.

또한, 본체부(300)의 상면에는, 제2 흡인 영역(304b)에 있어서, 하측 기판(SL)을 진공화하기 위한 제2 흡인구(305b)가 형성되어 있다. 제2 흡인구(305b)는, 예를 들어 제2 흡인 영역(304b)에 있어서 2개소에 형성되어 있다. 제2 흡인구(305b)에는, 본체부(300)의 내부에 설치된 제2 흡인관(306b)이 접속되어 있다. 또한 제2 흡인관(306b)에는, 제2 진공 펌프(307b)가 접속되어 있다.A second suction port 305b for evacuating the lower substrate S L is formed on the upper surface of the main body 300 in the second suction area 304b. The second suction port 305b is formed at, for example, two locations in the second suction area 304b. A second suction pipe 306b provided inside the main body 300 is connected to the second suction port 305b. A second vacuum pump 307b is connected to the second suction pipe 306b.

그리고 하측 기판(SL), 본체부(300) 및 외측 리브(302)에 둘러싸여서 형성된 흡인 영역(304a, 304b)을 각각 흡인구(305a, 305b)로부터 진공화하고, 흡인 영역(304a, 304b)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(304a, 304b)의 외부 분위기가 대기압이므로, 하측 기판(SL)은 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(304a, 304b)측으로 눌리고, 하부 척(241)에 하측 기판(SL)이 흡착 보유 지지된다. 또한, 하부 척(241)은 제1 흡인 영역(304a)과 제2 흡인 영역(304b)마다 하측 기판(SL)을 진공화 가능하게 구성되어 있다.The suction regions 304a and 304b surrounded by the lower substrate S L , the body portion 300 and the outer ribs 302 are evacuated from the suction ports 305a and 305b and the suction regions 304a and 304b ). At this time, since the outer atmosphere of the suction regions 304a and 304b is the atmospheric pressure, the lower substrate S L is pressed toward the suction regions 304a and 304b by the atmospheric pressure by the reduced pressure, and the lower substrate S L is adsorbed and held. The lower chuck 241 is configured to evacuate the lower substrate S L for each of the first suction area 304a and the second suction area 304b.

이러한 경우, 외측 리브(302)가 하측 기판(SL)의 이면(SL2)의 외주부를 지지하므로, 하측 기판(SL)은 그 외주부까지 적절하게 진공화된다. 이로 인해, 하부 척(241)에 하측 기판(SL)의 전체면이 흡착 보유 지지되어, 당해 하측 기판(SL)의 평면도를 작게 하여, 하측 기판(SL)을 평탄하게 할 수 있다.In this case, since the outer rib 302 supporting the outer periphery of the back surface (S L2) of the lower substrate (S L), a lower substrate (S L) is evacuated as appropriate to its outer periphery. Because of this, is supported by the lower chuck (241), the entire surface of the lower substrate (S L) holds the adsorption, it is possible to reduce a top view of such a lower substrate (S L), to flatten the lower substrate (S L).

게다가, 복수의 핀(301)의 높이가 균일하므로, 하부 척(241)의 상면의 평면도를 더욱 작게 할 수 있다. 이렇게 하부 척(241)의 상면을 평탄하게 해서(상면의 평탄도를 작게 해서), 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)의 연직 방향의 변형을 억제할 수 있다.In addition, since the height of the plurality of fins 301 is uniform, the flatness of the upper surface of the lower chuck 241 can be further reduced. Thus, vertical deformation of the lower substrate S L held by the lower chuck 241 can be suppressed by making the upper surface of the lower chuck 241 flat (reducing the flatness of the upper surface).

또한, 하측 기판(SL)의 이면(SL2)은 복수의 핀(301)에 지지되어 있으므로 하부 척(241)에 의한 하측 기판(SL)의 진공화를 해제할 때, 당해 하측 기판(SL)이 하부 척(241)으로부터 박리되기 쉬워진다.Since the back surface S L2 of the lower substrate S L is supported by the plurality of fins 301, when releasing the vacuum of the lower substrate S L by the lower chuck 241, S L is easily peeled off from the lower chuck 241.

하부 척(241)에 있어서, 본체부(300)의 중심부 부근에는, 당해 본체부(300)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 예를 들어 3개소에 형성되어 있다. 그리고 관통 구멍에는, 제1 하부 척 이동부(260)의 하방에 설치된 승강 핀이 삽입 관통하도록 되어 있다.In the lower chuck 241, through holes (not shown) penetrating the body portion 300 in the thickness direction are formed at, for example, three places in the vicinity of the central portion of the body portion 300. Further, a lift pin provided below the first lower chuck moving portion 260 is inserted through the through hole.

본체부(300)의 외주부에는, 기판(SU, SL), 중합 기판(ST)이 하부 척(241)으로부터 튀어나오거나, 미끌어져 떨어지는 것을 방지하는 가이드 부재(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 가이드 부재는, 본체부(300)의 외주부에 복수 개소, 예를 들어 4개소에 등간격으로 설치되어 있다.A guide member (not shown) for preventing the substrates S U and S L and the polymerized substrate S T from protruding or slipping off from the lower chuck 241 is installed on the outer periphery of the main body 300 . The guide members are provided at a plurality of locations on the outer peripheral portion of the main body 300, for example, at four places at regular intervals.

또한, 접합 장치(41)에 있어서의 각 부의 동작은, 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.The operation of each section of the bonding apparatus 41 is controlled by the control section 70 described above.

이어서, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1) 및 열 처리 장치를 사용해서 행하여지는 기판(SU, SL)의 접합 처리 방법에 대해서 설명한다. 도 9는, 이러한 기판 접합 처리의 주된 공정의 예를 나타내는 흐름도이다.Next, the joining system 1 configured as described above and the joining treatment method of the substrates S U and S L performed using the heat treatment apparatus will be described. Fig. 9 is a flowchart showing an example of main steps of such a substrate bonding process.

우선, 복수매의 상측 기판(SU)을 수용한 카세트(CU), 복수매의 하측 기판(SL)을 수용한 카세트(CL) 및 빈 카세트(CT)가, 반입출 스테이션(2)의 소정의 카세트 적재판(11)에 적재된다. 그 후, 기판 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상측 기판(SU)이 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.First, the one receiving the sheets (S U) upper substrate of a plurality of cassettes (C U), a lower substrate of a plurality of cassette accommodating the (S L) (C L) and empty cassette (C T), brought output station ( 2 on a predetermined cassette mounting plate 11. Thereafter, the upper substrate S U in the cassette C U is taken out by the substrate transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the third processing block G 3 of the processing station 3.

이어서 상측 기판(SU)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 이때, 게이트 밸브(102)와 셔터(130)가 개방되어 있고, 처리 용기(100) 내가 대기압에 개방되어 있다. 상측 기판(SU)은 표면 개질 장치(30)로 반입되면, 기판 반송 장치(61)로부터, 미리 상승하고 있던 승강 핀에 주고 받아진다. 그 후, 판 반송 장치(61)가 표면 개질 장치(30)로부터 퇴출되고, 게이트 밸브(102)와 셔터(130)가 폐쇄된다.Subsequently, the upper substrate S U is transported to the surface modifying device 30 of the first processing block G 1 by the substrate transport device 61. At this time, the gate valve 102 and the shutter 130 are opened, and the processing vessel 100 is opened to atmospheric pressure. When the upper substrate S U is carried into the surface modification apparatus 30, the upper substrate S U is transferred from the substrate transfer apparatus 61 to the ascending / Thereafter, the plate conveying apparatus 61 is withdrawn from the surface modification apparatus 30, and the gate valve 102 and the shutter 130 are closed.

그 후, 상측 기판(SU)을 승강 핀으로 보유 지지한 상태에서, 진공 펌프(161)를 작동시켜, 흡기구(160)를 거쳐 처리 용기(100)의 내부 분위기가 소정 압력, 예를 들어 2.6Pa(20mTorr)까지 감압된다. 계속해서, 승강 핀이 하강하고, 상측 기판(SU)이 하부 전극(110)의 상면에 적재된다. 대기압 하에서 상측 기판(SU)을 하부 전극(110)의 상면에 적재하려고 하면, 당해 상측 기판(SU)이 수평 방향으로 어긋날 우려가 있으므로, 이와 같이 소정 압력까지 감압된 후에 상측 기판(SU)이 하부 전극(110)에 적재된다. 그리고 후술하는 바와 같이 상측 기판(SU)을 처리 중, 처리 용기(100) 내의 분위기는 상기 소정 압력으로 유지된다.Thereafter, the vacuum pump 161 is operated in a state in which the upper substrate S U is held by the elevating pins, and the inside atmosphere of the processing vessel 100 is maintained at a predetermined pressure, for example, 2.6 Pa (20 mTorr). Subsequently, the lift pin is lowered, and the upper substrate S U is stacked on the upper surface of the lower electrode 110. When you try to load the upper substrate (S U) to the upper surface of the lower electrode 110 under the atmospheric pressure, the upper substrate (S U then it may cause the art upper substrate (S U) is deviated in the horizontal direction, and thus the pressure to a predetermined pressure Is mounted on the lower electrode 110. During the processing of the upper substrate S U as described later, the atmosphere in the processing vessel 100 is maintained at the predetermined pressure.

그 후, 가스 공급원(152)으로부터 공급된 처리 가스가, 상부 전극(140)의 하면 가스 분출구(155)로부터, 처리 용기(100)의 내부에 균일하게 공급된다. 그리고 고주파 전원(134)으로부터 하부 전극(110)에, 예를 들어 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나의 고주파 전압이 인가된다. 그렇게 하면, 상부 전극(140)과 하부 전극(110) 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 처리 용기(100)의 내부에 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다.The process gas supplied from the gas supply source 152 is uniformly supplied into the interior of the processing vessel 100 from the lower gas discharge port 155 of the upper electrode 140. [ Then, a high frequency voltage of, for example, 13 MHz to 100 MHz is applied to the lower electrode 110 from the RF power supply 134. Then, an electric field is formed between the upper electrode 140 and the lower electrode 110, and the processing gas supplied into the processing vessel 100 by the electric field is converted into plasma.

이 처리 가스의 플라즈마에 의해, 하부 전극(110) 상의 상측 기판(SU)의 표면(SU1)이 개질된다. 구체적으로는, 산소 플라즈마나 질소 플라즈마에 의해 댕글링 본드가 형성되고, 상측 기판(SU)의 처리막(FU, FL)의 표면이 개질된다(도 9의 공정 S1).By the plasma of the process gas, the surface S U1 of the upper substrate S U on the lower electrode 110 is modified. Specifically, a dangling bond is formed by an oxygen plasma or a nitrogen plasma, and the surface of the processing films F U and F L of the upper substrate S U is modified (step S 1 in FIG. 9).

상측 기판(SU)의 표면(SU1)이 개질되면, 처리 용기(100) 내로의 처리 가스의 공급을 정지함과 함께, 고주파 전원(134)으로부터 하부 전극(110)으로의 고주파 전압의 인가를 정지한다.When the surface S U1 of the upper substrate S U is modified, the supply of the process gas into the process chamber 100 is stopped and the application of the high frequency voltage from the high frequency power supply 134 to the lower electrode 110 .

그 후, 진공 펌프(161)를 정지하고, 처리 용기(100) 내의 감압을 정지한다. 계속해서, 게이트 밸브(102)와 셔터(130)가 개방된 후, 즉 처리 용기(100) 내가 대기압에 개방된 후, 승강 핀을 상승시켜 하부 전극(110)으로부터 기판 반송 장치(61)에 상측 기판(SU)이 주고 받아져서, 처리 용기(100)로부터 반출된다.Thereafter, the vacuum pump 161 is stopped, and the decompression in the processing vessel 100 is stopped. Subsequently, after the gate valve 102 and the shutter 130 are opened, that is, after the processing vessel 100 is opened to the atmospheric pressure, the lift pins are raised so as to move upward from the lower electrode 110 to the substrate transfer apparatus 61 The substrate S U is transferred to and taken out from the processing container 100.

이어서 상측 기판(SU)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 보유 지지된 상측 기판(SU)을 회전시키면서, 당해 상측 기판(SU) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 공급된 순수는 상측 기판(SU)의 표면(SU1) 상을 확산하고, 표면 개질 장치(30)에 있어서 개질된 상측 기판(SU)의 표면(SU1)에 수산기(실라놀기)가 부착되어서 당해 표면(SU1)이 친수화된다. 또한, 당해 순수에 의해, 상측 기판(SU)의 표면(SU1)이 세정된다(도 9의 공정 S2).Subsequently, the upper substrate S U is transferred to the surface hydrophilic device 40 of the second processing block G 2 by the substrate transfer device 61. In the surface hydrophilic device 40, pure water is supplied onto the upper substrate S U while rotating the upper substrate S U held by the spin chuck. Then, the supplied pure water is a hydroxy group on the surface (S U1) of the surface of the upper substrate (S U), modified according to the spread (S U1) phase, and a surface modification apparatus 30 of the upper substrate (S U) (sila And the surface S U1 is hydrophilized. Further, the surface S U1 of the upper substrate S U is cleaned by the pure water (step S 2 in FIG. 9).

이어서 상측 기판(SU)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 상측 기판(SU)은, 트랜지션(210)을 거쳐 기판 반송 기구(211)에 의해 위치 조절 기구(220)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(220)에 의해, 상측 기판(SU)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정 S3).Subsequently, the upper substrate S U is transported to the bonding apparatus 41 of the second processing block G 2 by the substrate transport apparatus 61. The upper substrate S U carried into the bonding apparatus 41 is transported to the position adjusting mechanism 220 by the substrate transport mechanism 211 via the transition 210. Then, the position adjustment mechanism 220 adjusts the horizontal direction of the upper substrate S U (step S3 in FIG. 9).

그 후, 위치 조절 기구(220)로부터 반전 기구(230)의 보유 지지 아암(231)에 상측 기판(SU)이 주고 받아진다. 계속해서 반송 영역(T1)에 있어서, 보유 지지 아암(231)을 반전시킴으로써, 상측 기판(SU)의 표리면이 반전된다(도 9의 공정 S4). 즉, 상측 기판(SU)의 표면(SU1)이 하방을 향하게 된다.Thereafter, the upper substrate S U is transferred from the position adjusting mechanism 220 to the holding arm 231 of the reversing mechanism 230. Subsequently, by inverting the holding arm 231 in the carrying region T1, the front and back surfaces of the upper substrate S U are inverted (step S4 in Fig. 9). That is, the surface S U1 of the upper substrate S U faces downward.

그 후, 반전 기구(230)의 보유 지지 아암(231)이 구동부(233)를 중심으로 회동해서 상부 척(240)의 하방으로 이동한다. 그리고 반전 기구(230)로부터 상부 척(240)에 상측 기판(SU)이 주고 받아진다. 상측 기판(SU)은, 상부 척(240)에 그 이면(SU2)이 흡착 보유 지지된다(도 9의 공정 S5). 구체적으로는, 진공 펌프(277a, 277b)를 작동시켜, 흡인 영역(274a, 274b)에 있어서 흡인구(275a, 275b)를 거쳐 상측 기판(SU)을 진공화하고, 상측 기판(SU)이 상부 척(240)에 흡착 보유 지지된다.Thereafter, the holding arm 231 of the reversing mechanism 230 rotates about the driving unit 233 and moves to the lower side of the upper chuck 240. Then, the upper substrate S U is transferred from the inversion mechanism 230 to the upper chuck 240. The upper substrate S U has its back surface S U2 adsorbed and held on the upper chuck 240 (step S 5 in FIG. 9). Specifically, by operating the vacuum pump (277a, 277b), a suction area (274a, 274b) the suction port (275a, 275b) for evacuation, and the upper substrate (S U) to the upper substrate (S U) via in Is adsorbed and held on the upper chuck 240.

상측 기판(SU)에 상술한 공정 S1 내지 S5의 처리가 행하여지고 있는 동안, 당해 상측 기판(SU)에 이어서 하측 기판(SL)의 처리가 행하여진다. 우선, 기판 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하측 기판(SL)이 취출되어, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.While the process of the step S1 to S5 above the upper substrate (U S) is performed, it is carried out the processing of the lower substrate (S L) and then in the art the upper substrate (S U). First, the lower substrate S L in the cassette C L is taken out by the substrate transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the processing station 3.

이어서 하측 기판(SL)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되고, 하측 기판(SL)의 표면(SL1)이 개질된다(도 9의 공정 S6). 또한, 공정 S6에 있어서의 하측 기판(SL)의 표면(SL1)의 개질은, 상술한 공정 S1과 마찬가지이다.Subsequently, the lower substrate S L is transferred to the surface modification apparatus 30 by the substrate transfer apparatus 61, and the surface S L1 of the lower substrate S L is modified (step S6 in FIG. 9). The modification of the surface S L1 of the lower substrate S L in the step S6 is the same as that of the above-described step S1.

그 후, 하측 기판(SL)은 기판 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되고, 하측 기판(SL)의 표면(SL1)이 친수화됨과 함께 당해 표면(SL1)이 세정된다(도 9의 공정 S7). 또한, 공정 S7에 있어서의 하측 기판(SL)의 표면(SL1)의 친수화 및 세정은, 상술한 공정 S2와 마찬가지이다.Thereafter, the lower substrate S L is transferred to the surface hydrophilic device 40 by the substrate transfer device 61, the surface S L1 of the lower substrate S L is hydrophilized, and the surface S L1 ) is cleaned (step S7 in Fig. 9). The hydrophilization and cleaning of the surface (S L1 ) of the lower substrate (S L ) in the step S7 is the same as the above-mentioned step S2.

그 후, 하측 기판(SL)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 하측 기판(SL)은, 트랜지션(210)을 거쳐 기판 반송 기구(211)에 의해 위치 조절 기구(220)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(220)에 의해, 하측 기판(SL)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정 S8).Thereafter, the lower substrate S L is transported to the bonding apparatus 41 by the substrate transport apparatus 61. The lower substrate S L carried into the bonding apparatus 41 is transported to the position adjusting mechanism 220 by the substrate transport mechanism 211 via the transition 210. Then, the position adjustment mechanism 220 adjusts the horizontal direction of the lower substrate S L (step S8 in Fig. 9).

그 후, 하측 기판(SL)은 기판 반송 기구(211)에 의해 하부 척(241)으로 반송되고, 하부 척(241)에 그 이면(SL2)이 흡착 보유 지지된다(도 9의 공정 S9). 구체적으로는, 진공 펌프(307a, 307b)를 작동시켜, 흡인 영역(304a, 304b)에 있어서 흡인구(305a, 305b)를 거쳐 하측 기판(SL)을 진공화하고, 하측 기판(SL)이 하부 척(241)에 흡착 보유 지지된다.Thereafter, the lower substrate S L is transported to the lower chuck 241 by the substrate transport mechanism 211, and the back side S L2 thereof is sucked and held by the lower chuck 241 (step S 9 in FIG. 9 ). Specifically, by operating the vacuum pump (307a, 307b), the suction area the suction port (305a, 305b) to the lower substrate (S L) for evacuation, and a lower substrate (S L) via in (304a, 304b) Is adsorbed and held on the lower chuck (241).

이어서, 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)과 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)과의 수평 방향의 위치 조절을 행한다. 구체적으로는, 제1 하부 척 이동부(260)와 제2 하부 척 이동부(263)에 의해 하부 척(241)을 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)으로 이동시켜, 상부 촬상부(251)를 사용하여, 하측 기판(SL)의 표면(SL1) 상의 미리 정해진 기준점을 차례로 촬상한다. 동시에, 하부 촬상부(261)를 사용하여, 상측 기판(SU)의 표면(SU1) 상의 미리 정해진 기준점을 차례로 촬상한다. 촬상된 화상은, 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 상부 촬상부(251)에서 촬상된 화상과 하부 촬상부(261)에서 촬상된 화상에 기초하여, 상측 기판(SU)의 기준점과 하측 기판(SL)의 기준점이 각각 합치하는 위치에, 제1 하부 척 이동부(260)와 제2 하부 척 이동부(263)에 의해 하부 척(241)을 이동시킨다. 이렇게 해서 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)의 수평 방향 위치가 조절된다(도 9의 공정 S10).Subsequently, the upper substrate S U held on the upper chuck 240 and the lower substrate S L held on the lower chuck 241 are adjusted in the horizontal direction. More specifically, the lower chuck 241 is moved in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the first lower chuck moving part 260 and the second lower chuck moving part 263, A predetermined reference point on the surface S L1 of the lower substrate S L is sequentially picked up. Simultaneously, a predetermined reference point on the surface S U1 of the upper substrate S U is successively picked up by using the lower imaging section 261. The picked-up image is output to the control unit 70. [ The control unit 70 sets the reference point of the upper substrate S U and the reference point of the lower substrate S L based on the image picked up by the upper pick-up unit 251 and the picked- The lower chuck 241 is moved by the first lower chuck moving part 260 and the second lower chuck moving part 263 at a position where they coincide with each other. Thus, the horizontal position of the upper substrate S U and the lower substrate S L is adjusted (step S 10 in FIG. 9).

그 후, 제1 하부 척 이동부(260)에 의해 하부 척(241)을 연직 상방으로 이동시켜서, 상부 척(240)과 하부 척(241)의 연직 방향 위치의 조절을 행하고, 당해 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)과 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)과의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(도 9의 공정 S11). 그리고 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)이 소정의 위치에 대향 배치된다.Thereafter, the lower chuck 241 is vertically moved by the first lower chuck moving part 260 to adjust the vertical position of the upper chuck 240 and the lower chuck 241, The upper substrate S U held by the lower chuck 240 and the lower substrate S L held by the lower chuck 241 are adjusted in the vertical direction (step S 11 in FIG. 9). And the upper substrate S U and the lower substrate S L are opposed to each other at a predetermined position.

이어서, 상부 척(240)에 보유 지지된 상측 기판(SU)과 하부 척(241)에 보유 지지된 하측 기판(SL)의 접합 처리가 행하여진다.Subsequently, the upper substrate S U held on the upper chuck 240 and the lower substrate S L held on the lower chuck 241 are bonded.

우선, 도 10에 도시한 바와 같이 압동 부재(290)의 실린더부(292)에 의해 액추에이터부(291)를 하강시킨다. 그렇게 하면, 이 액추에이터부(291)의 하강에 수반하여, 상측 기판(SU)의 중심부가 가압되어서 하강한다. 이때, 전공 레귤레이터로부터 공급되는 공기에 의해, 액추에이터부(291)에는, 소정의 가압 하중을 가할 수 있다. 그리고 압동 부재(290)에 의해, 상측 기판(SU)의 중심부와 하측 기판(SL)의 중심부를 접촉시켜서 가압한다(도 9의 공정 S12). 이때, 제1 진공 펌프(277a)의 작동을 정지하여, 제1 흡인 영역(274a)에 있어서의 제1 흡인구(275a)로부터의 상측 기판(SU)의 진공화를 정지함과 함께, 제2 진공 펌프(277b)는 작동시킨 상태로 하고, 제2 흡인 영역(274b)을 제2 흡인구(275b)로부터 진공화한다. 그리고 압동 부재(290)로 상측 기판(SU)의 중심부를 가압할 때에도, 상부 척(240)에 의해 상측 기판(SU)의 외주부를 보유 지지할 수 있다.First, as shown in Fig. 10, the actuator portion 291 is lowered by the cylinder portion 292 of the pushing member 290. As shown in Fig. Then, with the lowering of the actuator 291, the central portion of the upper substrate S U is pressed and lowered. At this time, a predetermined pressing load can be applied to the actuator portion 291 by the air supplied from the electropneumatic regulator. Then, the center of the upper substrate S U and the center of the lower substrate S L are brought into contact with each other and pressed by the pushing member 290 (step S 12 in FIG. 9). At this time, the operation of the first vacuum pump 277a is stopped to stop the evacuation of the upper substrate S U from the first suction port 275a in the first suction area 274a, 2 Vacuum pump 277b is put into operation, and the second suction area 274b is evacuated from the second suction port 275b. The outer circumferential portion of the upper substrate S U can be held by the upper chuck 240 even when the center portion of the upper substrate S U is pressed by the pushing member 290.

그렇게 하면, 가압된 상측 기판(SU)의 중심부와 하측 기판(SL)의 중심부 사이에서 접합이 개시한다(도 10 중의 굵은선부). 즉, 상측 기판(SU)의 표면(SU1)과 하측 기판(SL)의 표면(SL1)은 각각 공정 S1, S6에 있어서 개질되어 있으므로, 우선, 표면(SU1, SL1) 사이에 반데르발스력(분자간력)이 발생하고, 당해 표면(SU1, SL1)끼리가 접합된다. 또한, 상측 기판(SU)의 표면(SU1)과 하측 기판(SL)의 표면(SL1)은 각각 공정 S2, S7에 있어서 친수화되어 있으므로, 표면(SU1, SL1) 사이의 친수기가 수소 결합해서(분자간력), 표면(SU1, SL1)끼리가 견고하게 접합된다.Then, bonding starts between the central portion of the pressed upper substrate S U and the central portion of the lower substrate S L (bold line in FIG. 10). In other words, between the surface (S U1) and a lower substrate (S L) surface (S L1) are each step S1, it is modified according to S6, first, the surface (S U1, S L1) of the upper substrate (S U) (Intermolecular force) is generated on the surface S 1 , and the surfaces S U1 and S L1 are bonded to each other. Further, between the upper substrate (S U) of the surface (S U1) and a lower substrate (S L) of the surface (S L1) are each step S2, because it is hydrophilic in S7, a surface (S U1, S L1) The hydrophilic groups are hydrogen bonded (intermolecular force), and the surfaces S U1 and S L1 are firmly bonded to each other.

그 후, 압동 부재(290)에 의해 상측 기판(SU)의 중심부와 하측 기판(SL)의 중심부를 가압한 상태에서 제2 진공 펌프(277b)의 작동을 정지하고, 제2 흡인 영역(274b)에 있어서의 제2 흡인구(275b)로부터의 상측 기판(SU)의 진공화를 정지한다. 그렇게 하면, 상측 기판(SU)이 하측 기판(SL) 상으로 낙하한다. 그리고 상측 기판(SU)이 하측 기판(SL) 상으로 차례로 낙하해서 접촉하고, 상술한 표면(SU1, SL1) 사이의 반데르발스력과 수소 결합에 의한 접합이 차례로 넓어진다. 이렇게 해서, 상측 기판(SU)의 표면(SU1)과 하측 기판(SL)의 표면(SL1)이 전체면으로 접촉하고, 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)이 접합된다(도 9의 공정 S13).Thereafter, the operation of the second vacuum pump 277b is stopped while the center portion of the upper substrate S U and the center portion of the lower substrate S L are pressed by the pushing member 290, and the second suction region The vacuuming of the upper substrate S U from the second suction port 275b in the first suction port 274b is stopped. Then, the upper substrate S U falls onto the lower substrate S L. Then, the upper substrate S U drops down on the lower substrate S L in turn, and the Van der Waals force between the surfaces S U1 and S L1 described above and the bonding due to the hydrogen bonding are sequentially widened. In this manner, the upper substrate (S U) the surface (S U1) and a lower substrate (S L) surface (S L1) is in contact with the entire surface, and the upper substrate (S U) and lower substrate (S L) the junction of the (Step S13 in Fig. 9).

이 공정 S13에서는, 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)에 있어서, 절연막(DU, DL)끼리가 대응하고, 또한 금속부(MU, ML)끼리가 대응하도록, 처리막(FU, FL)끼리가 접합된다. 여기서, 접합 전의 기판(SU, SL)의 처리막(FU, FL)에 있어서, 금속부(MU, ML)는 절연막(DU, DL)에 비해 오목해져 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 절연막(DU, DL) 사이에 상술한 반데르발스력이 발생한다. 그리고 금속부(MU, ML)끼리는, 후술하는 공정 S14의 열 처리에 있어서 접합되어, 그 도통이 확보된다.In this step S13, in the upper substrate (S U) and lower substrate (S L), that between the insulating film (D U, D L) corresponding to, and also the metal part is so, the process corresponding to each other (M U, M L) between the membrane (U F, L F) it is joined. Here, in the process the film (F U, F L) of the bonded substrate stack (S U, S L) before the metal part (M U, M L) is a case that it becomes concave in comparison with the insulating film (D U, D L) have. In this case, the one van der Waals force between the above-described insulating film (D U, D L) is generated. Then, the metal portions M U and M L are bonded together in the heat treatment in the step S14 described later, and the conduction is ensured.

또한, 공정 S13에 있어서, 상측 기판(SU)의 이면(SU2)은 복수의 핀(271)에 지지되어 있으므로, 상부 척(240)에 의한 상측 기판(SU)의 진공화를 해제했을 때, 당해 상측 기판(SU)이 상부 척(240)으로부터 박리되기 쉬워지고 있다. 이로 인해, 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)의 접합 확대(본딩 웨이브)가 진원 형상이 되어, 상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)이 적절하게 접합된다.Since the back surface S U2 of the upper substrate S U is supported by the plurality of fins 271 in step S13, the vacuum of the upper substrate S U by the upper chuck 240 is released The upper substrate S U is easily peeled off from the upper chuck 240. For this reason, the bonding is expanded (bonding wave) a complete round shape of the upper substrate (S U) and lower substrate (S L), the upper substrate (S U) and lower substrate (S L) is suitably bonded.

그 후, 압동 부재(290)의 액추에이터부(291)를 상부 척(240)까지 상승시킨다. 또한, 진공 펌프(307a, 307b)의 작동을 정지하고, 흡인 영역(304)에 있어서의 하측 기판(SL)의 진공화를 정지하여, 하부 척(241)에 의한 하측 기판(SL)의 흡착 보유 지지를 정지한다. 이때, 하측 기판(SL)의 이면(SL2)은 복수의 핀(301)에 지지되어 있으므로, 하부 척(241)에 의한 하측 기판(SL)의 진공화를 해제했을 때, 당해 하측 기판(SL)이 하부 척(241)으로부터 박리되기 쉬워지고 있다.Thereafter, the actuator portion 291 of the pushing member 290 is raised to the upper chuck 240. The operation of the vacuum pumps 307a and 307b is stopped and the evacuation of the lower substrate S L in the suction region 304 is stopped and the evacuation of the lower substrate S L by the lower chuck 241 The adsorption holding is stopped. At this time, since the back surface S L2 of the lower substrate S L is supported by the plurality of fins 301, when the vacuum of the lower substrate S L by the lower chuck 241 is released, (S L ) is easily separated from the lower chuck 241.

상측 기판(SU)과 하측 기판(SL)이 접합된 중합 기판(ST)은, 기판 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반입출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송된다.The polymerized substrate S T to which the upper substrate S U and the lower substrate S L are bonded is transported to the transition apparatus 51 by the substrate transport apparatus 61, And is transported to the cassette (C T ) of the predetermined cassette plate (11) by the substrate transport device (22).

그 후, 중합 기판(ST)은 접합 시스템(1)으로부터 반출되어, 접합 시스템(1)의 외부의 열 처리 장치로 반송된다. 열 처리 장치에서는, 우선 가열부에 의해 중합 기판(ST)이 예를 들어 200℃까지 가열되고, 이에 의해 절연막(DU, DL)의 접합 강도가 커진다. 또한 가열 온도를 상승시켜, 중합 기판(ST)은 예를 들어 350℃까지 가열된다. 그렇게 하면, 예를 들어 상술한 바와 같이 금속부(MU, ML)가 절연막(DU, DL)에 비해 오목해져 있는 경우에도, 당해 금속부(MU, ML)가 열 팽창해서 접합되어, 금속부(MU, ML) 사이의 도통이 확보된다. 그 후, 온도 조절부에 의해, 중합 기판(ST)은, 소정의 온도, 예를 들어 상온(25℃)으로 조절된다(도 9의 공정 S14). 이렇게 해서, 일련의 기판(SU, SL)의 접합 처리가 종료된다.Thereafter, the polymerized substrate (S T ) is taken out of the bonding system (1) and transported to a heat treatment apparatus outside the bonding system (1). In the heat treatment apparatus, first, the polymerized substrate ( ST ) is heated to, for example, 200 DEG C by the heating unit, whereby the bonding strength of the insulating films ( DU , DL ) is increased. Further, the heating temperature is raised, and the polymerized substrate (S T ) is heated, for example, to 350 ° C. Then, for example, even if it becomes concave relative to the metal part (M U, M L) is an insulating film (D U, D L), as described above, the art metal part (M U, M L) is by thermal expansion So that conduction between the metal portions M U and M L is ensured. Thereafter, the polymerization substrate (S T ) is adjusted to a predetermined temperature, for example, at room temperature (25 캜) by the temperature regulating unit (step S 14 in Fig. 9). Thus, the joining process of the series of substrates S U and S L is completed.

이상의 실시 형태에 의하면, 공정 S1에 있어서, 고주파 전원(134)으로부터 하부 전극(110)에 고주파 전압을 인가함으로써, 처리 용기(100)의 내부에 공급된 처리 가스가 플라즈마화되어, 당해 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판(SU, SL)의 표면(SU1, SL1)을 적절하게 개질할 수 있다. 또한, 상부 전극(140)의 하면 면적이 하부 전극(110)의 상면 면적보다 크므로, 기판(SU, SL)에 대하여 충분한 자기 바이어스 전위 Vdc를 취할 수 있어, 플라즈마 처리를 보다 적절하게 행할 수 있다.According to the above embodiment, in step S1, by applying a high-frequency voltage from the high-frequency power source 134 to the lower electrode 110, the processing gas supplied into the processing vessel 100 is converted into plasma, The surfaces S U1 and S L1 of the substrates S U and S L can be appropriately modified by using plasma. Since the lower surface area of the upper electrode 140 is larger than the upper surface area of the lower electrode 110, a sufficient magnetic bias potential Vdc can be obtained with respect to the substrates S U and S L and plasma processing can be performed more appropriately .

이때, 상부 전극(140)은 접지되고, 접지 전위에 접속되어 있으므로, 플라즈마 처리 중, 상부 전극(140)의 하면 손상을 억제할 수 있다. 또한, 상부 전극(140)의 하면 면적이 하부 전극(110)의 상면 면적보다 크므로, 상부 전극(140)의 하면 손상을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 상부 전극(140)의 하면에는 상부 전극 커버(141)가 설치되어 있으므로, 상부 전극(140)의 하면 손상을 더욱 억제할 수 있다.At this time, since the upper electrode 140 is grounded and connected to the ground potential, damage to the bottom surface of the upper electrode 140 can be suppressed during plasma processing. Since the lower surface area of the upper electrode 140 is larger than the upper surface area of the lower electrode 110, the lower surface damage of the upper electrode 140 can be further suppressed. In addition, since the upper electrode cover 141 is provided on the lower surface of the upper electrode 140, damage to the lower surface of the upper electrode 140 can be further suppressed.

또한, 상부 전극(140)과 하부 전극(110) 사이에 있어서, 처리 용기(100)의 측벽과 배기판(131)도 접지되고, 접지 전위에 접속되어 있으므로, 처리 용기(100)의 측벽과 배기판(131)의 손상을 억제할 수 있다. 특히 배기판(131)은, 측면에서 보아 처리 용기(100)측으로부터 하부 전극(110)측을 향해 하방으로 경사져 있고, 그 표면적이 크기 때문에, 당해 배기판(131)의 손상을 더욱 억제할 수 있다.The side wall of the processing container 100 and the exhaust plate 131 are also grounded between the upper electrode 140 and the lower electrode 110 and are connected to the ground potential. 131 can be suppressed. Particularly, the exhaust plate 131 is inclined downward from the side of the processing container 100 toward the side of the lower electrode 110 as viewed from the side, and the surface area of the exhaust plate 131 is large, so that the damage of the exhaust plate 131 can be further suppressed.

또한, 하부 전극(110)의 상면 주위에는, 석영으로 이루어지는 포커스 링(121)이 설치되어 있으므로, 처리 가스의 플라즈마는 기판(SU, SL)의 표면(SU1, SL1)으로만 입사하고, 당해 플라즈마의 하부 전극(110)으로의 충돌이 억제된다. 이로 인해, 하부 전극(110)의 손상을 억제할 수 있다.Since the focus ring 121 made of quartz is provided around the upper surface of the lower electrode 110, the plasma of the processing gas is incident only on the surfaces S U1 and S L1 of the substrates S U and S L And collision of the plasma with the lower electrode 110 is suppressed. Thus, damage to the lower electrode 110 can be suppressed.

이렇게 상부 전극(140), 처리 용기(100)의 측벽, 배기판(131) 및 하부 전극(110)의 손상을 억제할 수 있으므로, 이들의 수명을 늘릴 수 있다. 또한, 이와 같이 손상을 억제함으로써, 파티클을 경감할 수 있어, 제품의 수율을 향상시킬 수도 있다.Damage to the upper electrode 140, the sidewalls of the processing vessel 100, the exhaust plate 131, and the lower electrode 110 can be suppressed, so that the lifetime can be increased. In addition, by suppressing the damage as described above, particles can be reduced and the yield of products can be improved.

또한, 본 실시 형태의 접합 시스템(1)은 표면 개질 장치(30), 표면 친수화 장치(40) 및 접합 장치(41)를 구비하고 있으므로, 하나의 시스템 내에서 기판(SU, SL)의 접합을 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 기판 접합 처리의 처리량을 보다 향상시킬 수 있다.Since the bonding system 1 of the present embodiment includes the surface modifying apparatus 30, the surface hydrophilicizing apparatus 40 and the bonding apparatus 41, the substrates S U and S L are formed in one system, Can be efficiently performed. Therefore, the throughput of the substrate bonding process can be further improved.

이어서, 이상의 실시 형태의 표면 개질 장치(30)에 있어서, 고주파 전원(134)으로부터 하부 전극(110)에 인가되는 고주파 전압의 소정 주파수의 설정 방법에 대해서 설명한다.Next, a method of setting a predetermined frequency of the high-frequency voltage applied to the lower electrode 110 from the high-frequency power supply 134 in the surface modification apparatus 30 of the above embodiment will be described.

상술한 바와 같이 기판(SU, SL)의 접합 처리에 있어서, 절연막(DU, DL)은 공정 S13의 접합 처리에 있어서 반데르발스력에 의해 접합되고, 또한 공정 S14의 열 처리에 있어서 그 접합이 견고한 것이 된다. 이러한 경우, 절연막(DU, DL)의 접합 강도는 크면 클수록 바람직하다. 한편, 금속부(MU, ML)는 공정 S14의 열 처리에 있어서 열 팽창해서 접합된다. 이러한 경우, 금속부(MU, ML)의 도통을 확보하기 위해서는, 당해 금속부(MU, ML)의 산화를 억제할 필요가 있다.In the bonding process of the substrates S U and S L as described above, the insulating films D U and D L are bonded by the van der Waals force in the bonding process of the step S13, So that the bonding is robust. In this case, the bonding strength of the insulating film (D U, D L) is preferably the greater. On the other hand, the metal parts M U and M L are thermally expanded and bonded in the heat treatment in step S14. In this case, in order to ensure continuity of the metal part (M U, M L), it is necessary to suppress the oxidation of such a metal part (M U, M L).

따라서 발명자들은, 이들 절연막(DU, DL)의 접합 강도 향상과, 금속부(MU, ML)의 산화 억제를 만족하기 위해, 우선 소정 주파수를 설정할 때에 조절해야 할 파라미터를 살피었다. Therefore, inventors, in order to satisfy the oxidation inhibition of these insulating films improve the bonding strength of (D U, D L) and a metal portion (M U, M L), were first Observe the parameters to be adjusted when setting the predetermined frequency.

구체적으로 발명자들은, 접합 시스템(1)을 사용해서 실험을 행하고, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 표면 개질 장치(30)에 있어서의 처리 조건을 변화시켜, 접합 처리 후의 중합 기판(ST)에 있어서의 절연막(DU, DL)의 접합 강도(SiCN막의 접합 강도)와, 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께(Cu2O막의 두께)를 측정하였다. 변화시킨 처리 조건은, 처리 용기(100) 내의 압력, 고주파 전원(134)의 전력, 처리 시간[고주파 전원(134)으로부터 하부 전극(110)에 고주파 전압을 인가하는 시간]이다.Specifically, inventors, bonding is performed an experiment using the system 1, by, as shown in Fig. 11 and 12 changes the processing conditions in the surface modification apparatus 30, the joining process polymerization substrate (S T after ) insulating film (U D, the bond strength (bond strength SiCN film), a metal unit (U M, the oxide film thickness of the M L) (Cu 2 O layer thickness) of D L) in was measured. The changed processing conditions are the pressure in the processing vessel 100, the power of the high frequency power supply 134, and the processing time (time for applying the high frequency voltage from the high frequency power supply 134 to the lower electrode 110).

실험을 행한 결과를 도 11 및 도 12에 도시한다. 도 11은 13MHz의 고주파 전압을 사용한 경우의 결과이며, 도 12는 100MHz의 고주파 전압을 사용한 경우의 결과이다. 도 11 및 도 12에는 각각 6개의 그래프가 포함되어 있고, 각 그래프의 횡축은 처리 용기(100) 내의 압력(Press), 고주파 전원(134)의 전력(Power), 처리 시간(Time)이며, 종축은 절연막(DU, DL)의 접합 강도(SiCN Strength), 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께(Cu2O Thickness)이다. 또한, 각 그래프에 있어서는, 각각의 파라미터의 변화 경향만을 나타내고, 그 절댓값은 나타내고 있지 않다.The results of the experiment are shown in Figs. 11 and 12. Fig. Fig. 11 shows the results when a high-frequency voltage of 13 MHz is used, and Fig. 12 shows the results when a high-frequency voltage of 100 MHz is used. 11 and 12 each include six graphs. The horizontal axis of each graph is the pressure (Press) in the processing container 100, the power of the high frequency power source 134, and the processing time (Time) It is an insulating joining strength (SiCN strength), metal part thickness (Cu 2 O thickness) of the oxide of (M U, M L) of (D U, D L). In each graph, only the change tendency of each parameter is shown, and the absolute value thereof is not shown.

도 11을 참조하면, 처리 용기(100) 내의 압력을 크게 하면, 절연막(DU, DL)의 접합 강도가 커지고, 또한 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께가 작아진다. 이에 반해, 고주파 전원(134)의 전력과 처리 시간을 크게 하면, 절연막(DU, DL)의 접합 강도와 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께가 모두 커져 버린다.Referring to Figure 11, to increase the pressure in the processing chamber 100, the larger the bonding strength of the insulating film (D U, D L), also, the smaller the thickness of the oxide film of the metal part (M U, M L). On the other hand, to increase the power and the processing time of the radio frequency generator 134, the oxide film thickness of the insulating film of the bonding strength with the metal part (M U, M L) of (D U, D L) discards all large.

도 12를 참조하면, 처리 용기(100) 내의 압력을 작게 하면, 절연막(DU, DL)의 접합 강도가 커지고, 또한 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께가 작아진다. 이에 반해, 고주파 전원(134)의 전력과 처리 시간을 크게 하면, 절연막(DU, DL)의 접합 강도와 금속부(MU, ML)의 산화막의 두께가 모두 커져 버린다.Referring to Figure 12, when reducing the pressure in the processing chamber 100, the larger the bonding strength of the insulating film (D U, D L), also, the smaller the thickness of the oxide film of the metal part (M U, M L). On the other hand, to increase the power and the processing time of the radio frequency generator 134, the oxide film thickness of the insulating film of the bonding strength with the metal part (M U, M L) of (D U, D L) discards all large.

이상에서, 절연막(DU, DL)의 접합 강도 향상과 금속부(MU, ML)의 산화 억제는, 처리 용기(100) 내의 압력을 조절하면 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.From the above, the improved joint strength of the insulating film (D U, D L) and inhibiting oxidation of the metal part (M U, M L), the adjustment of the pressure in the processing chamber 100, it is found that can be achieved.

또한 발명자들은, 하부 전극(110)에 인가되는 고주파 전압의 가장 적절한 소정 주파수를 찾기 위해, 접합 시스템(1)을 사용해서 실험을 행하였다. 이 실험에서는, 고주파 전압의 주파수(Freq)를 380kMHz, 13MHz, 100MHz로 변화시키고, 접합 후의 중합 기판(ST)의 수율(Yield)을 측정하였다. 중합 기판(ST)의 수율은, 금속부(MU, ML)끼리가 적절하게 접합되어 있는지 여부를 기준으로 하고 있다. 구체적으로는, 접합된 복수의 금속부(MU, ML)의 저항값을 측정한다. 이 금속부(MU, ML)의 저항값은, 당해 금속부(MU, ML)의 도통이 적절하게 취해져 있는지 여부를 나타낸다. 그리고 측정된 저항값이 기준 저항값(허용되는 저항값) 이하가 되는 금속부(MU, ML)의 수의, 금속부(MU, ML)의 전체수에 대한 비율이, 중합 기판(ST)의 수율로서 표현된다.The inventors also conducted experiments using the bonding system 1 to find the most appropriate predetermined frequency of the high-frequency voltage applied to the lower electrode 110. In this experiment, the yield (yield) of the polymerized substrate (S T ) after the bonding was measured by changing the frequency (Freq) of the high-frequency voltage to 380 kHz, 13 MHz, and 100 MHz. The yield of the polymerized substrate (S T ) is based on whether or not the metal portions (M U , M L ) are properly bonded together. Specifically, resistance values of a plurality of metal parts (M U , M L ) bonded together are measured. The resistance value of the metal part (M U, M L) is, indicates whether or not the taken-conductive metal portion in the art, as appropriate (M U, M L). And the ratio of the number of the metal portions M U and M L to the total number of the metal portions M U and M L where the measured resistance value is equal to or less than the reference resistance value (S T ).

실험을 행한 결과, 주파수가 380kHz인 경우, 중합 기판(ST)의 수율은 약 60%로 좋지 않았다. 한편, 주파수가 13MHz인 경우, 중합 기판(ST)의 수율은 약 90%이며, 주파수가 100MHz인 경우, 중합 기판(ST)의 수율은 약 100%였다. Performing a result, if a frequency of 380kHz, the yield of the polymeric substrate (S T) was not good at about 60%. On the other hand, when the frequency is 13MHz, the yield of the polymeric substrate (S T) is about 90%, if the frequency is 100MHz, the yield of the polymeric substrate (S T) was about 100%.

즉, 주파수가 13MHz, 100MHz인 경우, 수율은 향상되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 하부 전극(110)에 인가되는 고주파 전압의 가장 적절한 소정 주파수는, 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나가 된다.That is, when the frequency was 13 MHz and 100 MHz, the yield was improved. Therefore, the most suitable predetermined frequency of the high-frequency voltage applied to the lower electrode 110 is any one of 13 MHz to 100 MHz.

이상의 실시 형태에서는, 중합 기판(ST)을 열 처리하는 열 처리 장치는, 접합 시스템(1)의 외부에 설치되어 있었지만, 접합 시스템(1)의 내부에 설치되어도 좋다.In the above embodiment, the heat treatment apparatus for heat-treating the polymerized substrate (S T ) is provided outside the bonding system (1), but may be provided inside the bonding system (1).

이상의 실시 형태는, 웨이퍼(WU, WL) 상에 처리막(FU, FL)이 형성된 기판(SU, SL)을 접합하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명이 적용되는 기판은 이에 한정되지 않는다.Although the embodiments described above deal with the case of bonding the substrates S U and S L on which the processing films F U and F L are formed on the wafers W U and W L , But is not limited thereto.

본 발명은, 예를 들어 웨이퍼 상에 절연막이 형성된 기판과 베어 실리콘으로 이루어지는 기판을 접합하는 경우나, 웨이퍼 상에 절연막이 형성된 기판끼리를 접합하는 경우에도 적용할 수 있다. 발명자들이 예의 검토한 결과, 이 경우에도, 본 발명을 적용하면 상술한 효과가 얻어지는 것을 확인하고 있다. 또한, 이들의 경우, 상술한 열 처리 장치를 생략해도 좋다.The present invention can be applied to, for example, a case where a substrate on which an insulating film is formed on a wafer and a substrate made of bare silicon, or a case where substrates on which an insulating film is formed are bonded to each other. As a result of intensive investigation by the inventors, it has been confirmed that the above-described effects can be obtained by applying the present invention. In these cases, the above-described heat treatment apparatus may be omitted.

또한 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.The present invention can also be applied to the case where the substrate is another substrate such as a flat panel display (FPD) other than a wafer, a mask reticle for a photomask, or the like.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구 범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 본 발명은 본 예에 한정되지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The present invention is not limited to this example, but may adopt various forms.

1 : 접합 시스템
2 : 반입출 스테이션
3 : 처리 스테이션
30 : 표면 개질 장치
40 : 표면 친수화 장치
41 : 접합 장치
61 : 기판 반송 장치
70 : 제어부
100 : 처리 용기
110 : 하부 전극
134 : 고주파 전원
140 : 상부 전극
150 : 중공부
151 : 가스 공급관
152 : 가스 공급원
153 : 공급 기기군
154 : 배플판
155 : 가스 분출구
160 : 흡기구
161 : 진공 펌프
162 : 흡기관
DU, DL : 절연막
FU, FL : 처리막
MU, ML : 금속부
SU : 상측 기판
SL : 하측 기판
ST : 중합 기판
WU, WL : 웨이퍼1: bonding system
2: In / Out station
3: Processing station
30: Surface modifying device
40: Surface hydrophilization device
41:
61: substrate transfer device
70:
100: Processing vessel
110: lower electrode
134: High frequency power source
140: upper electrode
150: hollow
151: gas supply pipe
152: gas supply source
153: Supply device group
154: Baffle plate
155: gas outlet
160: Intake port
161: Vacuum pump
162:
D U, D L: insulating
FU , F L : Treatment membrane
MU , M L : metal part
SI : upper substrate
S L : Lower substrate
S T : Polymerized substrate
W U , W L : Wafer

Claims (9)

기판끼리를 접합하기 전에, 표면 개질 장치에 있어서 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 방법이며,
상기 표면 개질 장치는,
처리 용기 내에 배치되어, 기판이 적재되는 하부 전극과,
상기 처리 용기 내에서 상기 하부 전극에 대향해서 배치되는 상부 전극과,
상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
상기 처리 용기 내를 소정 압력까지 감압하는 감압 기구를 갖고,
상기 하부 전극은 전원에 접속되고, 또한 상기 상부 전극은 접지되고,
상기 표면 개질 방법에서는,
상기 가스 공급 기구로부터 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하고, 상기 감압 기구에 의해 당해 처리 용기 내를 상기 소정 압력으로 감압한 상태에서, 상기 전원으로부터 상기 하부 전극에 소정 주파수의 전압을 인가해서 상기 처리 가스를 플라즈마화하고, 당해 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면을 개질하고,
상기 소정 주파수는 상기 소정 압력을 조절해서 설정되는 것을 특징으로 하는, 표면 개질 방법.A surface modification method for modifying a surface to which a substrate is bonded in a surface modification apparatus before bonding substrates together,
The surface modification apparatus comprises:
A lower electrode disposed in the processing container and on which the substrate is mounted,
An upper electrode disposed in the processing container so as to face the lower electrode,
A gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing vessel,
And a decompression mechanism for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure,
The lower electrode is connected to a power source, and the upper electrode is grounded,
In the surface modification method,
A processing gas is supplied from the gas supply mechanism to the processing vessel and a voltage of a predetermined frequency is applied to the lower electrode from the power supply while the inside of the processing vessel is depressurized by the pressure reduction mechanism to the predetermined pressure, The gas is converted into a plasma, the surface of the substrate is modified by using the plasma of the process gas,
Wherein the predetermined frequency is set by adjusting the predetermined pressure. 제1항에 있어서, 상기 소정 주파수는, 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 표면 개질 방법.The surface modification method according to claim 1, wherein the predetermined frequency is any one of 13 MHz to 100 MHz. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 기판에는, 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막이 형성되어 있고,
기판끼리를 접합할 때에는, 상기 절연막끼리가 대응하고, 또한 상기 금속부끼리가 대응하도록, 상기 처리막끼리가 접합되고,
상기 표면 개질 장치에서는, 상기 처리막의 표면을 개질하는 것을 특징으로 하는, 표면 개질 방법.3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein each of the substrates is provided with a treatment film composed of an insulating film and a metal portion,
When the substrates are bonded to each other, the processing films are bonded to each other such that the insulating films correspond to each other and the metal portions correspond to each other,
In the surface modification apparatus, the surface of the treatment film is modified. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 용기에 기판을 반입 및 반출할 때에는, 당해 처리 용기 내를 대기압에 개방하는 것을 특징으로 하는, 표면 개질 방법.The surface modification method according to claim 1 or 2, wherein when the substrate is carried in and out of the processing vessel, the inside of the processing vessel is opened to atmospheric pressure. 제1항 또는 제2항에 기재된 표면 개질 방법을 표면 개질 장치에 의해 실행시키도록, 당해 표면 개질 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는, 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체.A computer-readable storage medium storing a program, which operates on a computer of a control unit for controlling the surface modification apparatus to carry out the surface modification method according to claim 1 or 2 by means of a surface modification apparatus. 기판끼리를 접합하기 전에, 당해 기판이 접합되는 표면을 처리 가스의 플라즈마에 의해 개질하는 표면 개질 장치이며,
처리 용기 내에 배치되어, 기판이 적재되는 하부 전극과,
상기 처리 용기 내에서 상기 하부 전극에 대향해서 배치되는 상부 전극을 갖고,
상기 하부 전극은, 플라즈마 생성용의 소정 주파수의 전압을 인가하기 위한 전원에 접속되고,
상기 상부 전극은 접지되고,
상기 소정 주파수는, 13MHz 내지 100MHz 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 표면 개질 장치.A surface modification apparatus for modifying a surface to which a substrate is bonded by a plasma of a process gas before bonding the substrates together,
A lower electrode disposed in the processing container and on which the substrate is mounted,
And an upper electrode disposed in the processing container so as to face the lower electrode,
Wherein the lower electrode is connected to a power source for applying a voltage of a predetermined frequency for plasma generation,
The upper electrode is grounded,
Wherein the predetermined frequency is any one of 13 MHz to 100 MHz. 제6항에 있어서, 각 기판에는 절연막과 금속부로 이루어지는 처리막이 형성되어 있고,
기판끼리를 접합할 때에는, 상기 절연막끼리가 대응하고, 또한 상기 금속부끼리가 대응하도록, 상기 처리막끼리가 접합되고,
상기 표면 개질 장치에서는, 상기 처리막의 표면을 개질하는 것을 특징으로 하는, 표면 개질 장치.7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a processing film composed of an insulating film and a metal portion is formed on each substrate,
When the substrates are bonded to each other, the processing films are bonded to each other such that the insulating films correspond to each other and the metal portions correspond to each other,
In the surface modifying apparatus, the surface of the treatment film is modified. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 처리 용기 내에 상기 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
상기 처리 용기 내를 소정 압력까지 감압하는 감압 기구와,
상기 처리 용기 내의 압력을 제어하는 제어부를 더 갖고,
상기 제어부는, 상기 처리 용기에 기판을 반입 및 반출할 때에는, 당해 처리 용기 내를 대기압에 개방하고, 상기 처리 용기 내를 밀폐하여 상기 처리 가스의 플라즈마를 사용해서 기판의 표면을 개질할 때에는, 당해 처리 용기 내를 상기 소정 압력까지 감압시키도록, 상기 가스 공급 기구와 상기 감압 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는, 표면 개질 장치.8. The processing apparatus according to claim 6 or 7, further comprising: a gas supply mechanism for supplying the processing gas into the processing vessel;
A decompression mechanism for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure,
Further comprising a control section for controlling a pressure in the processing container,
When the substrate is brought into and out of the processing vessel, the inside of the processing vessel is opened to atmospheric pressure, and when the inside of the processing vessel is closed to modify the surface of the substrate using the plasma of the processing gas, And controls the gas supply mechanism and the decompression mechanism to decompress the inside of the processing container to the predetermined pressure. 제6항 또는 제7항에 기재된 표면 개질 장치를 구비한 접합 시스템이며,
상기 표면 개질 장치를 구비한 처리 스테이션과,
기판 또는 기판끼리가 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하고, 또한 상기 처리 스테이션에 대하여 기판 또는 중합 기판을 반입출하는 반입출 스테이션을 구비하고,
상기 처리 스테이션은,
상기 표면 개질 장치로 개질된 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 기판끼리를 접합하는 접합 장치와,
상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여, 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 갖는 것을 특징으로 하는, 접합 시스템.A bonding system comprising the surface modifying apparatus according to claim 6 or 7,
A processing station having the surface modifying device,
And a transfer station for transferring a substrate or a polymerized substrate to and from the processing station, the transfer station including a plurality of polymerized substrates bonded to each other,
The processing station comprises:
A surface hydrophilizing device for hydrophilizing a surface of the substrate modified by the surface modifying device;
A bonding apparatus for bonding the substrates having their surfaces hydrophilized by the surface hydrophilic device to each other,
And a transporting device for transporting the substrate or the polymerized substrate to the surface modifying device, the surface hydrophilizing device, and the bonding device.
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