KR20170073519A - 접합 장치, 접합 시스템 및 접합 방법 - Google Patents
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Abstract
접합 후의 기판에 생기는 변형을 저감하는 것.
실시형태에 따른 접합 장치는, 제1 유지부와, 제2 유지부와, 푸시부와, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조를 구비한다. 제1 유지부는, 영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판 중, 제1 기판을 하면에 흡착 유지한다. 제2 유지부는, 제1 유지부의 하방에 마련되어, 상기 2개의 기판 중, 제2 기판을 상면에 흡착 유지한다. 푸시부는, 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 제2 기판에 접촉시킨다. 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조는, 푸시부 에 의한 제1 기판의 압박에 의해 생기는 제1 기판과 제2 기과의 변형량의 차 중, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앤다.
실시형태에 따른 접합 장치는, 제1 유지부와, 제2 유지부와, 푸시부와, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조를 구비한다. 제1 유지부는, 영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판 중, 제1 기판을 하면에 흡착 유지한다. 제2 유지부는, 제1 유지부의 하방에 마련되어, 상기 2개의 기판 중, 제2 기판을 상면에 흡착 유지한다. 푸시부는, 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 제2 기판에 접촉시킨다. 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조는, 푸시부 에 의한 제1 기판의 압박에 의해 생기는 제1 기판과 제2 기과의 변형량의 차 중, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앤다.
Description
개시된 실시형태는 접합 장치, 접합 시스템 및 접합 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 등의 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 분자간력에 의해 기판끼리를 접합하는 접합 장치가 알려져 있다.
이 종류의 접합 장치는, 표면을 개질 및 친수화시킨 2장의 기판을 상하에 대향 배치시키고, 상방에 배치한 기판(이하, 상측 기판이라고 기재함)의 중심부를 핀으로 밀어내려, 하방에 배치한 기판(이하, 하측 기판이라고 기재함)의 중심부에 접촉시킨다. 이에 의해, 먼저, 상측 기판의 중심부와 하측 기판의 중심부가 분자간력에 의해 접합되고, 또한, 접합 영역이 중심부로부터 외주부로 확대해 나감으로써, 상측 기판과 하측 기판의 전체면이 접합된다(특허문헌 1 참조).
그러나, 전술한 종래 기술에서는, 상측 기판의 중심부를 핀으로 밀어내리는 방식을 채용하고 있기 때문에, 상측 기판이 변형한 상태로 하측 기판과 접합되게 되기 때문에, 접합 후의 기판에 일그러짐이 생길 우려가 있다.
실시형태의 일양태는, 접합 후의 기판에 생기는 일그러짐을 저감할 수 있는 접합 장치, 접합 시스템 및 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일양태에 따른 접합 장치는, 제1 유지부와, 제2 유지부와, 푸시부와, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조를 구비한다. 제1 유지부는, 영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판 중, 제1 기판을 하면에 흡착 유지한다. 제2 유지부는, 제1 유지부의 하방에 마련되고, 상기 2개의 기판 중, 제2 기판을 상면에 흡착 유지한다. 푸시부는, 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 제2 기판에 접촉시킨다. 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조는, 푸시부에 의한 제1 기판의 압박에 의해 생기는 제1 기판과 제2 기판의 변형량의 차 중, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앤다.
실시형태의 일양태에 따르면, 접합 후의 기판에 생기는 일그러짐을 저감할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 접합 방법의 설명도이다.
도 2는 제1 기판과 제2 기판의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 5는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 모식 측면도이다.
도 6은 접합 장치의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 7은 접합 장치의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 8은 위치 조절 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 9는 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 10은 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도(그 첫번째)이다.
도 11은 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도(그 두번째)이다.
도 12는 유지 아암 및 유지 부재의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 13은 접합 장치의 내부 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 14는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 결정 방향을 나타내는 도면이다.
도 15는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 결정 방향과 영률의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 상부 척 및 하부 척의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 17은 상부 척을 하방에서 본 경우의 모식 평면도이다.
도 18은 하부 척의 상면의 형상의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 19는 하부 척의 흡착 영역의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 20은 하부 웨이퍼의 흡착 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 21은 제1 실시형태에 따른 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 제1 변형예에 따른 하부 척의 상면의 형상을 나타내는 모식 측면도이다.
도 23은 제2 변형예에 따른 하부 척의 상면의 형상을 나타내는 모식 측면도이다.
도 24는 접합 시스템이 실행하는 처리의 일부를 나타내는 흐름도이다.
도 25는 제2 실시형태에 따른 상부 척 및 하부 척의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 26은 제2 실시형태에 따른 상부 척을 하측에서 본 경우의 모식 평면도이다.
도 27은 상부 웨이퍼의 흡착 해제 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 28은 제2 실시형태에 따른 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 제3 실시형태에 따른 접합 장치가 구비하는 압박 부재의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 기판과 제2 기판의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 5는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 모식 측면도이다.
도 6은 접합 장치의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 7은 접합 장치의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 8은 위치 조절 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 9는 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 10은 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도(그 첫번째)이다.
도 11은 반전 기구의 구성을 나타내는 모식 측면도(그 두번째)이다.
도 12는 유지 아암 및 유지 부재의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 13은 접합 장치의 내부 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 14는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 결정 방향을 나타내는 도면이다.
도 15는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 결정 방향과 영률의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 상부 척 및 하부 척의 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 17은 상부 척을 하방에서 본 경우의 모식 평면도이다.
도 18은 하부 척의 상면의 형상의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 19는 하부 척의 흡착 영역의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 20은 하부 웨이퍼의 흡착 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 21은 제1 실시형태에 따른 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 제1 변형예에 따른 하부 척의 상면의 형상을 나타내는 모식 측면도이다.
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도 24는 접합 시스템이 실행하는 처리의 일부를 나타내는 흐름도이다.
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도 27은 상부 웨이퍼의 흡착 해제 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 28은 제2 실시형태에 따른 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 제3 실시형태에 따른 접합 장치가 구비하는 압박 부재의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 접합 장치, 접합 시스템 및 접합 방법의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
<1. 접합 방법>
먼저, 실시형태에 따른 접합 방법에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 접합 방법의 설명도이다. 또한, 도 2는 제1 기판과 제2 기판의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 연직 상향을 Z축의 정방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
실시형태에 따른 접합 방법은, 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 분자간력에 의해 접합한다. 구체적으로는, 제1 기판(W1) 및 제2 기판(W2)이 접합되는 표면을 친수화 및 개질한 후, 도 1의 위쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 상부 척(230)의 하면에 제1 기판(W1)을 흡착 유지하고, 하부 척(231)의 상면에 제2 기판(W2)을 흡착 유지한다.
계속해서, 푸시 핀(251)을 이용하여 제1 기판(W1)의 중심부를 밀어내려 제2 기판(W2)의 중심부에 접촉시킨다. 이에 의해, 도 1의 아래쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 먼저, 제1 기판(W1)의 중심부와 제2 기판(W2)의 중심부가 분자간력에 의해 접합된다. 그 후, 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)의 접합 영역이 중심부로부터 외주부로 확대되어 감으로써, 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)은 접합된다.
이와 같이, 실시형태에 따른 접합 방법에서는, 제1 기판(W1)의 중심부를 푸시 핀(251)으로 밀어내리는 방식을 채용하고 있다. 이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(W1)은, 전체적으로 신장한 상태로 제2 기판(W2)과 접합되게 된다. 제1 기판(W1)의 신장량은, 예컨대 직경이 300 ㎜인 경우에 있어서 1 ㎛∼2 ㎛ 정도이다.
여기서, 본원 발명자들은, 제1 기판(W1)이 진원(眞円)형이 아니라, 도 2에 나타내는 바와 같이 불균일하게 신장하는 것을 발견하였다. 그리고, 본원 발명자들은, 예의 연구를 거듭한 결과, 그 원인이, 제1 기판(W1)이 갖는 영률의 이방성에 의한 것임을 발견하였다.
즉, 제1 기판(W1)을 푸시 핀(251)으로 밀어내림으로써, 제1 기판(W1)에는 변형(신장)이 생기지만, 예컨대 제1 기판(W1)의 영률에 이방성이 있는 경우에는, 그 변형량(신장량)이, 영률이 높은 방향과 낮은 방향에서 상이한 것을 본원 발명자들은 발견하였다. 이와 같이, 제1 기판(W1)이 영률의 이방성에 의해 불균일하게 신장한 상태로 제2 기판(W2)과 접합됨으로써, 접합 후의 기판에는 일그러짐이 생기게 된다.
그래서, 실시형태에 따른 접합 방법에서는, 푸시 핀(251)에 의한 제1 기판(W1)의 압박에 의해 생기는 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)의 변형량의 차 중, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앰으로써, 접합 후의 기판에 생기는 일그러짐을 저감하는 것으로 하였다.
예컨대, 영률의 이방성에 따른 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)의 변형량의 차는, 제2 기판(W2)을 제1 기판(W1)과 동일하게 신장시킴으로써 없앨 수 있다. 이러한 점에 대해서는, 제1 실시형태에서 설명한다.
또한, 영률의 이방성에 따른 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)의 변형량의 차는, 제1 기판(W1)이 진원형으로 신장하도록 제1 기판(W1)의 신장을 제어함으로써도 없앨 수 있다. 이러한 점에 대해서는, 제2 실시형태 및 제3 실시형태에서 설명한다.
또한, 접합 후의 기판에는, 제1 기판(W1)의 영률에 이방성이 없고, 제2 기판(W2)의 영률에 이방성이 있는 경우에도 일그러짐이 생길 우려가 있다. 즉, 제1 기판(W1)은, 푸시 핀(251)에 의해 신장된 상태로 제2 기판(W2)과 접합되기 때문에, 제2 기판(W2)과 접합된 후, 원래대로 되돌아가고자 한다(수축하고자 한다). 이때, 제2 기판(W2)의 영률에 이방성이 있으면, 제1 기판(W1)의 변형(수축)에 따라 변형하는(수축하는) 과정에서, 변형량(수축량)에 차가 생기고, 이 결과, 접합 후의 기판에 일그러짐이 생기게 된다. 이 경우에서도, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앰으로써 접합 후의 기판에 생기는 일그러짐을 저감하는 것이 가능하다.
(제1 실시형태)
<2. 접합 시스템의 구성>
먼저, 제1 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성에 대해서, 도 3∼도 5를 참조하여 설명한다. 도 3은 본 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식 평면도이며, 도 4는 이러한 구성을 나타내는 모식 측면도이다. 또한, 도 5는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼의 모식 측면도이다.
도 3에 나타내는 본 실시형태에 따른 접합 시스템(1)은, 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 접합함으로써 중합 웨이퍼(T)를 형성한다(도 5 참조).
제1 기판(W1) 및 제2 기판(W2)은, 단결정 실리콘 웨이퍼이다. 제1 기판(W1) 및 제2 기판(W2)의 한쪽 또는 양쪽에는, 전자 회로가 형성된다.
이하에서는, 제1 기판(W1)을 「상부 웨이퍼(W1)」라고 기재하고, 제2 기판(W2)을 「하부 웨이퍼(W2)」라고 기재한다.
또한, 이하에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상부 웨이퍼(W1)의 판면 중, 하부 웨이퍼(W2)와 접합되는 측의 판면을 「접합면(W1j)」이라고 기재하고, 접합면(W1j)과는 반대측의 판면을 「비접합면(W1n)」이라고 기재한다. 또한, 하부 웨이퍼(W2)의 판면 중, 상부 웨이퍼(W1)와 접합되는 측의 판면을 「접합면(W2j)」이라고 기재하고, 접합면(W2j)과는 반대측의 판면을 「비접합면(W2n)」이라고 기재한다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접합 시스템(1)은, 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)은, X축 정방향을 따라, 반입출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 순서대로 배열하여 배치된다. 또한, 반입출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)은, 일체적으로 접속된다.
반입출 스테이션(2)은, 배치대(10)와, 반송 영역(20)을 구비한다. 배치대(10)는, 복수의 배치판(11)을 구비한다. 각 배치판(11)에는, 복수매(예컨대, 25장)의 기판을 수평 상태로 수용하는 카세트(C1, C2, C3)가 각각 배치된다. 예컨대, 카세트(C1)는 상부 웨이퍼(W1)를 수용하는 카세트이며, 카세트(C2)는 하부 웨이퍼(W2)를 수용하는 카세트이고, 카세트(C3)는 중합 웨이퍼(T)를 수용하는 카세트이다.
반송 영역(20)은, 배치대(10)의 X축 정방향측에 인접하여 배치된다. 이러한 반송 영역(20)에는, Y축 방향으로 연장되는 반송로(21)와, 이 반송로(21)를 따라 이동 가능한 반송 장치(22)가 마련된다. 반송 장치(22)는, Y축 방향뿐만 아니라, X축 방향으로도 이동 가능하며 또한 Z축 둘레로 선회 가능하고, 배치판(11)에 배치된 카세트(C1∼C3)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3) 사이에서, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)의 반송을 행한다.
또한, 배치판(11)에 배치되는 카세트(C1∼C3)의 개수는, 도시된 것에 한정되지 않는다. 또한, 배치판(11)에는, 카세트(C1, C2, C3) 이외에, 문제점이 생긴 기판을 회수하기 위한 카세트 등이 배치되어도 좋다.
처리 스테이션(3)에는, 각종 장치를 구비한 복수의 처리 블록, 예컨대 3개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 마련된다. 예컨대 처리 스테이션(3)의 정면측(도 3의 Y축 부방향측)에는, 제1 처리 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 3의 Y축 정방향측)에는, 제2 처리 블록(G2)이 마련된다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입출 스테이션(2)측(도 3의 X축 부방향측)에는, 제3 처리 블록(G3)이 마련된다.
제1 처리 블록(G1)에는, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W1j, W2j)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치된다. 표면 개질 장치(30)는, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W1j, W2j)에서의 SiO2의 결합을 절단하여 단결합의 SiO로 함으로써, 그 후 친수화되기 쉽게 하기 위해 그 접합면(W1j, W2j)을 개질한다.
또한, 표면 개질 장치(30)에서는, 예컨대 감압 분위기 하에 있어서 처리 가스인 산소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 그리고, 이러한 산소 이온이, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W1j, W2j)에 조사됨으로써, 접합면(W1j, W2j)이 플라즈마 처리되어 개질된다.
제2 처리 블록(G2)에는, 표면 친수화 장치(40)와, 접합 장치(41)가 배치된다. 표면 친수화 장치(40)는, 예컨대 순수에 의해 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W1j, W2j)을 친수화하며, 접합면(W1j, W2j)을 세정한다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 예컨대 스핀 척에 유지된 상부 웨이퍼(W1) 또는 하부 웨이퍼(W2)를 회전시키면서, 그 상부 웨이퍼(W1) 또는 하부 웨이퍼(W2) 상에 순수를 공급한다. 이에 의해, 상부 웨이퍼(W1) 또는 하부 웨이퍼(W2) 상에 공급된 순수가 상부 웨이퍼(W1) 또는 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W1j, W2j) 상에 확산되어, 접합면(W1j, W2j)이 친수화된다. 접합 장치(41)는, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)를 접합한다. 접합 장치(41)의 구성에 대해서는, 후술한다.
제3 처리 블록(G3)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)의 트랜지션(TRS) 장치(50, 51)가 밑에서부터 순서대로 2단으로 마련된다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3)에 둘러싸인 영역에는, 반송 영역(60)이 형성된다. 반송 영역(60)에는, 반송 장치(61)가 배치된다. 반송 장치(61)는, 예컨대 연직 방향, 수평 방향 및 수직축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖는다. 이러한 반송 장치(61)는, 반송 영역(60) 내를 이동하여, 반송 영역(60)에 인접하는 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치에 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)를 반송한다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접합 시스템(1)은, 제어 장치(70)를 구비한다. 제어 장치(70)는, 접합 시스템(1)의 동작을 제어한다. 이러한 제어 장치(70)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 갖는 마이크로 컴퓨터나 각종 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 후술하는 제어를 실현한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기록 매체로부터 제어 장치(70)의 기억부에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
<3. 접합 장치의 구성>
다음에, 접합 장치(41)의 구성에 대해서 도 6∼도 13을 참조하여 설명한다. 도 6은 접합 장치(41)의 구성을 나타내는 모식 평면도이며, 도 7은 이러한 구성을 나타내는 모식 측면도이다. 또한, 도 8은 위치 조절 기구(210)의 구성을 나타내는 모식 측면도이다. 또한, 도 9는 반전 기구(220)의 구성을 나타내는 모식 평면도이며, 도 10 및 도 11은 이러한 구성을 나타내는 모식 측면도[(그 첫번째) 및 (그 두번째]이다. 또한, 도 12는 유지 아암(221) 및 유지 부재(222)의 구성을 나타내는 모식 측면도이며, 도 13은 접합 장치(41)의 내부 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 접합 장치(41)는, 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(190)를 갖는다. 처리 용기(190)의 반송 영역(60)측의 측면에는, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)의 반입출구(191)가 형성되고, 상기 반입출구(191)에는 개폐 셔터(192)가 마련된다.
처리 용기(190)의 내부는, 내벽(193)에 의해 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획된다. 전술한 반입출구(191)는, 반송 영역(T1)에서의 처리 용기(190)의 측면에 형성된다. 또한, 내벽(193)에도, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)의 반입출구(194)가 형성된다.
반송 영역(T1)의 Y축 부방향측에는, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)를 일시적으로 배치하기 위한 트랜지션(200)이 마련된다. 트랜지션(200)은, 예컨대 2단으로 형성되고, 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T) 중 어느 2개를 동시에 배치할 수 있다.
반송 영역(T1)에는, 반송 기구(201)가 마련된다. 반송 기구(201)는, 예컨대 연직 방향, 수평 방향 및 수직축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖는다. 그리고, 반송 기구(201)는, 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이에서 상부 웨이퍼(W1), 하부 웨이퍼(W2) 및 중합 웨이퍼(T)를 반송한다.
반송 영역(T1)의 Y축 정방향측에는, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절 기구(210)가 마련된다. 위치 조절 기구(210)는, 도 8에 나타내는 바와 같이 베이스(211)와, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)를 흡착 유지하여 회전시키는 유지부(212)와, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(213)를 갖는다.
이러한 위치 조절 기구(210)에서는, 유지부(212)에 흡착 유지된 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)를 회전시키면서 검출부(213)에서 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 그 노치부의 위치를 조절하여 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 수평 방향의 방향을 조절한다. 이에 의해, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)는, 결정 방향이 서로 일치한 상태, 즉, 신장하기 쉬운 방향 및 신장하기 어려운 방향이 일치한 상태로, 상부 척(230) 및 하부 척(231)에 유지되게 된다.
또한, 반송 영역(T1)에는, 상부 웨이퍼(W1)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(220)가 마련된다. 반전 기구(220)는, 도 9∼도 12에 나타내는 바와 같이 상부 웨이퍼(W1)를 유지하는 유지 아암(221)을 갖는다.
유지 아암(221)은, 수평 방향으로 연장된다. 또한 유지 아암(221)에는, 상부 웨이퍼(W1)를 유지하는 유지 부재(222)가 예컨대 4부분에 마련된다. 유지 부재(222)는, 도 12에 나타내는 바와 같이 유지 아암(221)에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한 유지 부재(222)의 측면에는, 상부 웨이퍼(W1)의 외주부를 유지하기 위한 절결부(223)가 형성된다. 이들 유지 부재(222)는, 상부 웨이퍼(W1)를 사이에 끼워 유지할 수 있다.
유지 아암(221)은, 도 9∼도 11에 나타내는 바와 같이, 예컨대 모터 등을 구비한 제1 구동부(224)에 지지된다. 유지 아암(221)은, 이 제1 구동부(224)에 의해, 수평축 둘레로 회동 가능하다. 또한 유지 아암(221)은, 제1 구동부(224)를 중심으로 회동 가능하며, 수평 방향으로 이동 가능하다.
제1 구동부(224)의 하방에는, 예컨대 모터 등을 구비한 제2 구동부(225)가 마련된다. 제1 구동부(224)는, 이 제2 구동부(225)에 의해, 연직 방향으로 연장되는 지지 기둥(226)을 따라 연직 방향으로 이동 가능하다.
이와 같이, 유지 부재(222)에 유지된 상부 웨이퍼(W1)는, 제1 구동부(224)와 제2 구동부(225)에 의해, 수평축 둘레로 회동할 수 있으며 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 유지 부재(222)에 유지된 상부 웨이퍼(W1)는, 제1 구동부(224)를 중심으로 회동하여, 위치 조절 기구(210)로부터 후술하는 상부 척(230) 사이를 이동할 수 있다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 처리 영역(T2)에는, 상부 척(230)과 하부 척(231)이 마련된다. 상부 척(230)은, 상부 웨이퍼(W1)를 상방으로부터 흡착 유지한다. 또한, 하부 척(231)은, 상부 척(230)의 하방에 마련되어, 하부 웨이퍼(W2)를 하방으로부터 흡착 유지한다.
상부 척(230)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(190)의 천장면에 마련된 지지 부재(280)에 지지된다. 지지 부재(280)에는, 하부 척(231)에 유지된 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)을 촬상하는 상부 촬상부(281)(도 13 참조)가 마련된다. 상부 촬상부(281)는, 상부 척(230)에 인접하여 마련된다.
또한, 도 6, 도 7 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 하부 척(231)은, 그 하부 척(231)의 하방에 마련된 제1 하부 척 이동부(290)에 지지된다. 제1 하부 척 이동부(290)는, 후술하는 바와 같이 하부 척(231)을 수평 방향(Y축 방향)으로 이동시킨다. 또한, 제1 하부 척 이동부(290)는, 하부 척(231)을 연직 방향으로 이동 가능, 또한 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성된다.
제1 하부 척 이동부(290)에는, 상부 척(230)에 유지된 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)을 촬상하는 하부 촬상부(291)가 마련된다. 하부 촬상부(291)는, 하부 척(231)에 인접하여 마련된다.
또한, 도 6, 도 7 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 하부 척 이동부(290)는, 그 제1 하부 척 이동부(290)의 하면측에 마련되어, 수평 방향(Y축 방향)으로 연신하는 한쌍의 레일(295)에 부착된다. 제1 하부 척 이동부(290)는, 레일(295)을 따라 이동 가능하게 구성된다.
한쌍의 레일(295)은, 제2 하부 척 이동부(296)에 마련된다. 제2 하부 척 이동부(296)는, 그 제2 하부 척 이동부(296)의 하면측에 마련되어, 수평 방향(X축 방향)으로 연신하는 한쌍의 레일(297)에 부착된다. 그리고, 제2 하부 척 이동부(296)는, 레일(297)을 따라 이동 가능하게, 즉 하부 척(231)을 수평 방향(X축 방향)으로 이동시키도록 구성된다. 또한, 한쌍의 레일(297)은, 처리 용기(190)의 바닥면에 마련된 배치대(298) 상에 마련된다.
여기서, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)가 갖는 영률의 이방성에 대해서 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 14는 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 결정 방향을 나타내는 도면이다. 또한, 도 15는 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 결정 방향과 영률의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 15에서는, 원점(O)으로부터 멀어질수록 영률이 높은 것을 나타내고 있다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 단결정 실리콘 웨이퍼인 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)는, 예컨대, 표면의 결정 방향(Z축 정방향을 따른 방향)이 [100]이며, 면내 방향이 [110] 및 [1(상선(上線))10]이다. 여기서는, [110] 방향이 X축 정방향과 일치하고, [1(상선)10] 방향이 Y축 정방향과 일치하는 것으로 한다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 영률은, [110] 방향을 0°로 한 경우에, 90°주기의 방향(0°, 90°, 180°, 270°의 방향)에서 가장 높아지고, 45°주기의 방향(45°, 135°, 225°, 315°의 방향)에서 가장 낮아진다.
본원 발명자들은, 영률에 이방성을 갖는 기판에 대해서, 영률이 가장 높아지는 방향, 즉 90°주기의 방향에서의 변형량이, 영률이 가장 낮아지는 방향, 즉 45°주기의 방향에서의 변형량보다 커지는 것을 발견하였다.
다음에, 상부 척(230) 및 하부 척(231)의 구성에 대해서 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다. 도 16은 상부 척(230) 및 하부 척(231)의 구성을 나타내는 모식 측면도이다. 도 17은 상부 척(230)을 하방에서 본 경우의 모식 평면도이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 접합 장치(41)는, 상부 척(230)과, 하부 척(231)과, 푸시 기구(250)를 구비한다.
상부 척(230)은, 상부 웨이퍼(W1)를 하면에 흡착 유지한다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 상부 척(230)의 하면은, 복수, 예컨대 2개의 영역(230a, 230b)으로 구획된다. 이들 영역(230a, 230b)은, 상부 척(230)의 중심부로부터 주연부(외주부)를 향하여 이 순서로 마련된다. 영역(230a)은 평면에서 보아 원형상을 가지고, 영역(230b)은 평면에서 보아 환형 형상을 갖는다.
각 영역(230a, 230b)에는, 상부 웨이퍼(W1)를 흡착 유지하기 위한 흡인관(240a, 240b)이 각각 독립적으로 마련된다. 각 흡인관(240a, 240b)에는, 상이한 진공 펌프(241a, 241b)가 각각 접속된다. 이와 같이, 상부 척(230)은, 각 영역(230a, 230b)마다 상부 웨이퍼(W1)의 진공 처리를 설정 가능하게 구성되어 있다.
상부 웨이퍼(W1)는, [110] 방향이 X축 정방향과 일치하고, [1(상선)10] 방향이 Y축 정방향과 일치하도록 상부 척(230)에 흡착 유지된다.
상부 척(230)의 중심부에는, 상부 척(230)을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(243)이 형성된다. 이 상부 척(230)의 중심부는, 상부 척(230)에 흡착 유지되는 상부 웨이퍼(W1)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고, 관통 구멍(243)에는, 푸시 기구(250)의 푸시 핀(251)이 삽입 관통되게 되어 있다.
푸시 기구(250)는, 상부 척(230)에 흡착 유지된 상부 웨이퍼(W1)의 중심부를 압박한다. 푸시 기구(250)는, 예컨대 실린더 구조를 가지고 있고, 푸시 핀(251)과 푸시 핀(251)이 승강할 때의 가이드가 되는 외통(252)을 구비한다. 푸시 핀(251)은, 예컨대 모터를 내장한 구동부(도시하지 않음)에 의해, 관통 구멍(243)을 삽입 관통하여 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.
하부 척(231)은, 하부 웨이퍼(W2)를 상면(232)에 흡착 유지한다. 하부 웨이퍼(W2)는, [110] 방향이 X축 정방향과 일치하고, [1(상선)10] 방향이 Y축 정방향과 일치하도록, 또한, 중심 위치가 상부 척(W1)의 중심 위치와 Z축 방향에서 일치하도록 하부 척(231)에 흡착 유지된다.
제1 실시형태에 따른 하부 척의 상면(232)은, 평면형이 아니라 각추(角錐)형으로 형성된다. 이러한 하부 척(231)의 상면(232)의 형상에 대해서 도 18을 참조하여 설명한다. 도 18은 하부 척(231)의 상면(232)의 형상의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 하부 척(231)의 상면(232)은, 하부 웨이퍼(W2)의 영률이 가장 낮아지는 방향, 즉, [110] 방향을 0°로 한 경우에서의 45°주기의 방향을 따른 변(232a∼232d)을 갖는 각추형으로 돌출한다. 이러한 형상으로 함으로써, 하부 웨이퍼(W2)를 상면(232)에 흡착시켰을 때에, 하부 웨이퍼(W2)의 영률이 가장 높은 방향과 가장 낮은 방향에서 하부 웨이퍼(W2)의 변형량을 상이하게 할 수 있다. 따라서, 하부 웨이퍼(W2)를 불균일하게 신장시킬 수 있다.
계속해서, 하부 척(231)의 흡착 영역에 대해서 도 19를 참조하여 설명한다. 도 19는 하부 척(231)의 흡착 영역의 일례를 나타내는 모식 평면도이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 하부 웨이퍼(W2)의 상면(232)에 형성되는 흡착 영역은, 제1 흡착 영역(231a)과, 제2 흡착 영역(231b)으로 구획된다. 제1 흡착 영역(231a)은, 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 영역 중, 전술한 변(232a∼232d)을 포함하는 흡착 영역이다. 또한, 제2 흡착 영역(231b)은, 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 영역 중, 제1 흡착 영역(231a) 이외의 흡착 영역이다.
제1 흡착 영역(231a) 및 제2 흡착 영역(231b)에는, 하부 웨이퍼(W2)를 흡착 유지하기 위한 흡인관(260a, 260b)이 각각 독립적으로 마련된다. 각 흡인관(260a, 260b)에는, 상이한 진공 펌프(261a, 261b)가 각각 접속된다(도 16 참조). 이와 같이, 하부 척(231)은, 제1 흡착 영역(231a) 및 제2 흡착 영역(231b)마다 하부 웨이퍼(W2)의 진공 처리를 설정 가능하게 구성되어 있다.
제어 장치(70)는, 제1 흡착 영역(231a)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착과, 제2 흡착 영역(231b)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 상이한 타이밍에 개시시킨다. 여기서, 제어 장치(70)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 처리의 일례에 대해서 도 20 및 도 21을 참조하여 설명한다. 도 20은 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 21은 제1 실시형태에 따른 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(70)는, 먼저, 제1 흡착 영역(231a)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 개시시키고(단계 S101), 그 후, 제2 흡착 영역(231b)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 개시시킨다(단계 S102).
이와 같이, 제어 장치(70)는, 영률이 가장 낮은 45°주기의 방향을 따른 하부 웨이퍼(W2)의 부위를 먼저 하부 척(231)에 흡착 유지시킨다. 이에 의해, 45°주기의 방향을 따른 부위는, 하부 척(231)에 고정된 상태가 되어 그 신장이 억제된다. 그리고, 이 상태로, 제2 흡착 영역(231b)에 의한 45°주기의 방향을 따른 부위 이외의 부위의 흡착 유지가 개시됨으로써, 45°주기의 방향을 따른 부위 이외의 부위가 상면(232)의 형상을 따라 신장되게 된다.
이에 의해, 하부 웨이퍼(W2)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 상부 웨이퍼(W1)와 동일하게 불균일하게 신장하게 된다. 이 결과, 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차가 적어져, 접합 후의 기판인 중합 웨이퍼(T)에 생기는 변형이 저감된다.
또한, 여기서는, 하부 척(231)이, 영률이 가장 낮은 방향을 따른 변(232a∼232d)을 갖는 각추형의 상면(232)을 구비하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 하부 척(231)은, 영률이 가장 높은 방향, 즉 90°주기의 방향을 따른 변을 갖는 각추형의 상면을 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 제어 장치(70)는, 제2 흡착 영역(231b)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 개시시킨 후, 제1 흡착 영역(231a)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 개시시키면 좋다.
다음에, 하부 척(231)의 변형예에 대해서 도 22 및 도 23을 참조하여 설명한다. 도 22는 제1 변형예에 따른 하부 척(231)의 상면(232)의 형상을 나타내는 모식 측면도이다. 도 23은 제2 변형예에 따른 하부 척(231)의 상면(232)의 형상을 나타내는 모식 측면도이다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 하부 척(231)의 상면(232)은, 오목형의 각추면(233)을 가지고 있어도 좋다. 이러한 형상으로 함으로써, 상면(232)의 돌출 높이를 낮게 억제하면서, 하부 웨이퍼(W2)를 크게 변형시킬 수 있다.
또한, 도 23에 나타내는 바와 같이, 하부 척(231)의 상면(232)은, 볼록형의 각추면(234)을 가지고 있어도 좋다. 이러한 형상으로 함으로써도, 상면(232)의 돌출 높이를 낮게 억제하면서, 하부 웨이퍼(W2)를 크게 변형시킬 수 있다.
<4. 접합 시스템의 구체적 동작>
다음에, 접합 시스템(1)이 구체적인 동작에 대해서 도 24를 참조하여 설명한다. 도 24는 접합 시스템(1)이 실행하는 처리의 일부를 나타내는 흐름도이다. 도 24에 나타내는 각종 처리는, 제어 장치(70)에 의한 제어에 기초하여 실행된다.
먼저, 복수매의 상부 웨이퍼(W1)를 수용한 카세트(C1), 복수매의 하부 웨이퍼(W2)를 수용한 카세트(C2) 및 빈 카세트(C3)가, 반입출 스테이션(2)의 소정의 배치판(11)에 배치된다. 그 후, 반송 장치(22)에 의해 카세트(C1) 내의 상부 웨이퍼(W1)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다.
다음에, 상부 웨이퍼(W1)는, 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)에 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 소정의 감압 분위기 하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온이 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)에 조사되고, 그 접합면(W1j)이 플라즈마 처리된다. 이에 의해, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)이 개질된다(단계 S201).
다음에, 상부 웨이퍼(W1)는, 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)에 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 유지된 상부 웨이퍼(W1)를 회전시키면서, 그 상부 웨이퍼(W1) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 공급된 순수는 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j) 상에 확산되고, 표면 개질 장치(30)에서 개질된 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)에 수산기(실라놀기)가 부착되어 그 접합면(W1j)이 친수화된다. 또한, 상기 순수에 의해, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)이 세정된다(단계 S202).
다음에, 상부 웨이퍼(W1)는, 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 상부 웨이퍼(W1)는, 트랜지션(200)을 통해 반송 기구(201)에 의해 위치 조절 기구(210)에 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 상부 웨이퍼(W1)의 수평 방향의 방향이 조절된다(단계 S203).
그 후, 위치 조절 기구(210)로부터 반전 기구(220)의 유지 아암(221)에 상부 웨이퍼(W1)가 전달된다. 계속해서 반송 영역(T1)에서, 유지 아암(221)을 반전시킴으로써, 상부 웨이퍼(W1)의 표리면이 반전된다(단계 S204). 즉, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)이 하방을 향한다.
그 후, 반전 기구(220)의 유지 아암(221)이, 제1 구동부(224)를 중심으로 회동하여 상부 척(230)의 하방으로 이동한다. 그리고, 반전 기구(220)로부터 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(W1)가 전달된다. 상부 웨이퍼(W1)는, 상부 척(230)에 그 비접합면(W1n)이 흡착 유지된다(단계 S205).
이때, 모든 진공 펌프(241a, 241b)를 작동시켜, 상부 척(230)의 모든 영역(230a, 230b)에서, 상부 웨이퍼(W1)를 흡착 유지한다. 상부 웨이퍼(W1)는, 후술하는 하부 웨이퍼(W2)가 접합 장치(41)에 반송될 때까지 상부 척(230)에서 대기한다.
상부 웨이퍼(W1)에 전술한 단계 S201∼S205의 처리가 행해지고 있는 동안, 하부 웨이퍼(W2)의 처리가 행해진다. 먼저, 반송 장치(22)에 의해 카세트(C2) 내의 하부 웨이퍼(W2)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다.
다음에, 하부 웨이퍼(W2)는, 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)에 반송되어, 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)가 개질된다(단계 S206). 또한, 단계 S206에서의 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)의 개질은, 전술한 단계 S201과 동일하다.
그 후, 하부 웨이퍼(W2)는, 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)에 반송되어, 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)이 친수화되며 그 접합면(W2j)이 세정된다(단계 S207). 또한, 단계 S207에서의 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)의 친수화 및 세정은, 전술한 단계 S202와 동일한다.
그 후, 하부 웨이퍼(W2)는, 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 하부 웨이퍼(W2)는, 트랜지션(200)을 통해 반송 기구(201)에 의해 위치 조절 기구(210)에 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 하부 웨이퍼(W2)의 수평 방향의 방향이 조절된다(단계 S208).
그 후, 하부 웨이퍼(W2)는, 반송 기구(201)에 의해 하부 척(231)에 반송되어, 하부 척(231)에 흡착 유지된다(단계 S209). 이때, 제어 장치(70)는, 도 20을 참조하여 설명한 바와 같이, 먼저, 진공 펌프(261a)를 작동시켜 제1 흡착 영역(231a)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 유지를 개시시킨 후, 진공 펌프(261b)를 작동시켜 제2 흡착 영역(231b)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 유지를 개시시킨다. 하부 웨이퍼(W2)는, 접합면(W2j)이 상방을 향하도록, 비접합면(W2n)이 하부 척(231)에 흡착 유지된다.
다음에, 상부 척(230)에 유지된 상부 웨이퍼(W1)와 하부 척(231)에 유지된 하부 웨이퍼(W2)의 수평 방향의 위치 조절이 행해진다(단계 S210).
다음에, 상부 척(230)에 유지된 상부 웨이퍼(W1)와 하부 척(231)에 유지된 하부 웨이퍼(W2)의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(단계 S211). 이는, 예컨대, 제1 하부 척 이동부(290)에 의해 하부 척(231)을 연직 상방으로 이동시킴으로써 행해진다. 이에 의해, 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)과 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j) 사이의 간격은 소정의 거리, 예컨대 80 ㎛∼200 ㎛로 조정된다.
다음에, 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 접합 처리가 행해진다. 구체적으로는, 진공 펌프(241a)의 작동을 정지하고, 영역(230a)에서의 흡인관(240a)으로부터의 상부 웨이퍼(W1)의 진공 처리를 정지한다. 그 후, 푸시 기구(250)의 푸시 핀(251)을 하강시킴으로써, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부를 밀어내려 하부 웨이퍼(W2)에 접촉시킨다. 그리고, 푸시 기구(250)의 푸시 핀(251)에 의해, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부와 하부 웨이퍼(W2)의 중심부를 압박한다(단계 S212).
그렇게 하면, 압박된 상부 웨이퍼(W1)의 중심부와 하부 웨이퍼(W2)의 중심부 사이에서 접합이 개시된다. 즉, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)과 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)은 각각 단계 S201, S206에서 개질되어 있기 때문에, 먼저, 접합면(W1j, W2j) 사이에 반데르발스힘(분자간력)이 생겨, 상기 접합면(W1j, W2j)끼리가 접합된다. 또한, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)과 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)은 각각 단계 S202, S207에서 친수화되어 있기 때문에, 접합면(W1j, W2j) 사이의 친수기가 수소 결합하여, 접합면(W1j, W2j)끼리가 강고하게 접합된다.
그 후, 푸시 핀(251)에 의해 상부 웨이퍼(W1)의 중심부와 하부 웨이퍼(W2)의 중심부를 압박한 상태로, 진공 펌프(241b)의 작동을 정지하여, 영역(230b)에서의 흡인관(240b)으로부터의 상부 웨이퍼(W1)의 진공 처리를 정지한다.
그렇게 하면, 영역(230b)에 유지되어 있던 상부 웨이퍼(W1)가 하부 웨이퍼(W2) 상에 낙하한다. 이에 의해, 전술한 접합면(W1j, W2j) 사이의 반데르발스힘과 수소 결합에 의한 접합이 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 중심부로부터 주연부를 향하여 순차 넓어진다. 이렇게 하여, 상부 웨이퍼(W1)의 접합면(W1j)과 하부 웨이퍼(W2)의 접합면(W2j)이 전체면에서 접촉하여, 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)가 접합된다(단계 S213).
그 후, 푸시 핀(251)을 상부 척(230)까지 상승시킨다. 또한, 하부 척(231)에서 흡인관(260a, 260b)으로부터의 하부 웨이퍼(W2)의 진공 처리를 정지하여, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 유지를 해제한다. 이에 의해, 접합 장치(41)에서의 접합 처리가 종료한다.
전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 접합 장치(41)는, 상부 척(230)(제1 유지부의 일례)과, 하부 척(231)(제2 유지부의 일례)과, 푸시 핀(251)(푸시부의 일례)과, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조를 구비한다. 상부 척(230)은, 영률에 이방성을 갖는 2개의 기판 중, 상부 웨이퍼(W1)(제1 기판의 일례)를 하면에 흡착 유지한다. 하부 척(231)은, 상부 척(230)의 하방에 마련되어, 상기 2개의 기판 중, 하부 웨이퍼(W2)(제2 기판의 일례)를 상면(232)에 흡착 유지한다. 푸시 핀(251)은, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부를 상방으로부터 압박하여 하부 웨이퍼(W2)에 접촉시킨다. 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조는, 푸시 핀(251)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 압박에 의해 생기는 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차 중, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앤다.
따라서, 제1 실시형태에 따른 접합 장치(41)에 따르면, 접합 후의 기판인 중합 웨이퍼(T)에 생기는 변형을 저감할 수 있다.
또한, 하부 척(231)은, 영률이 가장 높은 방향 또는 가장 낮은 방향을 따른 변(232a∼232d)을 갖는 각추형의 상면(232)을, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조로서 구비한다.
이에 의해, 하부 척(231)의 상면(232)에 하부 웨이퍼(W2)를 흡착시킨 경우에, 하부 웨이퍼(W2)의 영률이 가장 높은 방향에서의 변형량과, 영률이 가장 낮은 방향에서의 변형량을 상이하게 할 수 있다.
또한, 접합 장치(41)는, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 동작을 제어하는 제어 장치(70)(제2 유지부 제어부의 일례)를 구비한다. 또한, 하부 척(231)은, 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 영역 중, 상기 변(232a∼232d)을 포함하는 제1 흡착 영역(231a)과, 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 영역 중, 제1 흡착 영역(231a) 이외의 영역인 제2 흡착 영역(231b)을 구비한다. 그리고, 제어 장치(70)는, 제1 흡착 영역(231a)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착과, 제2 흡착 영역(231b)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착을 상이한 타이밍에 개시시킨다.
이에 의해, 제1 흡착 영역(231a) 및 제2 흡착 영역(231b) 중, 뒤에 흡착을 개시시킨 영역에 대응하는 하부 웨이퍼(W2)의 부위를 신장시킬 수 있다. 예컨대, 하부 척(231)의 상면(232)의 변(232a∼232d)이, 영률이 가장 낮은 방향을 따라 형성되어 있는 경우에는, 제1 흡착 영역(231a)에 의한 흡착 동작을 먼저 개시시킴으로써, 제2 흡착 영역(231b)에 대응하는 하부 웨이퍼(W2)의 부위, 즉, 영률이 가장 높은 방향을 따른 부위를 신장시킬 수 있다. 이에 의해, 하부 웨이퍼(W2)를 상부 웨이퍼(W1)와 동일하게 불균일하게 신장시킬 수 있기 때문에, 영률의 이방성에 따른 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차가 없어져, 접합 후의 기판인 중합 웨이퍼(T)에 생기는 왜곡을 저감할 수 있다.
또한, 하부 척의 상면(232)은, 오목형 또는 볼록형의 각추면(233, 234)을 가지고 있어도 좋다. 이에 의해, 상면(232)의 돌출 높이를 낮게 억제하면서, 하부 웨이퍼(W2)를 크게 변형시킬 수 있다.
(제2 실시형태)
다음에, 제2 실시형태에 따른 상부 척 및 하부 척의 구성에 대해서 도 25 및 도 26을 참조하여 설명한다. 도 25는 제2 실시형태에 따른 상부 척 및 하부 척의 구성을 나타내는 모식 측면도이다. 도 26은 제2 실시형태에 따른 상부 척을 하측에서 본 경우의 모식 평면도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 이미 설명한 부분과 같은 부분에 대해서는, 이미 설명한 부분과 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 접합 장치(41A)는, 상부 척(230A)과, 하부 척(231A)과, 푸시 기구(250)를 구비한다.
하부 척(231A)은, 평탄면인 상면에 하부 웨이퍼(W2)를 흡착 유지한다. 하부 척(231A)에는, 하부 웨이퍼(W2)를 흡착 유지하기 위한 흡인관(260c)이 마련되고, 흡인관(260c)에는, 진공 펌프(261c)가 접속된다.
상부 척(230A)은, 평탄면인 하면에 상부 웨이퍼(W1)를 흡착 유지한다. 여기서, 상부 척(230A)의 하면에 형성되는 흡착 영역의 구성에 대해서 도 26을 참조하여 설명한다. 도 26은 제2 실시형태에 따른 상부 척(230A)을 하측에서 본 경우의 모식 평면도이다.
도 26에 나타내는 바와 같이, 상부 척(230A)은 복수의 제3 흡착 영역(230c, 230d)과, 복수의 제4 흡착 영역(230e, 230f)을 구비한다.
제3 흡착 영역(230c, 230d)은, 영률이 가장 높은 방향, 즉 90°주기의 방향을 따라 배치된다. 제3 흡착 영역(230c)은, 상부 척(230A)의 중심부에 가까운 위치에 배치되고, 제3 흡착 영역(230d)은, 제3 흡착 영역(230c)보다 상부 척(230A)의 중심부로부터 먼 위치에 배치된다. 제3 흡착 영역(230c)에는, 흡인관(240c)이 마련되고(도 25 참조), 흡인관(240c)에는, 진공 펌프(241c)가 접속된다. 또한, 제3 흡착 영역(230d)에는, 흡인관(240d)이 마련되고, 흡인관(240d)에는, 진공 펌프(241d)가 접속된다.
제4 흡착 영역(230e, 230f)은, 영률이 가장 낮은 방향, 즉 45°주기의 방향을 따라 배치된다. 제4 흡착 영역(230e)은, 상부 척(230A)의 중심부에 가까운 위치에 배치되고, 제4 흡착 영역(230f)은, 제4 흡착 영역(230e)보다 상부 척(230A)의 중심부로부터 먼 위치에 배치된다. 제4 흡착 영역(230e)에는, 흡인관(240e)이 마련되고(도 25 참조), 흡인관(240e)에는, 진공 펌프(241e)가 접속된다. 또한, 제4 흡착 영역(230f)에는, 흡인관(240f)이 마련되고, 흡인관(240f)에는, 진공 펌프(241f)가 접속된다.
제3 흡착 영역(230c)과 제4 흡착 영역(230e)은, 동심 원형으로 배치되고, 제3 흡착 영역(230d)과 제4 흡착 영역(230f)은, 동심 원형으로 배치된다. 또한, 제3 흡착 영역(230c, 230d) 및 제4 흡착 영역(230e, 230f)의 개수는, 도시된 것에 한정되지 않는다.
제어 장치(70)는, 푸시 핀(251)을 이용하여 상부 웨이퍼(W1)를 밀어내릴 때에, 제3 흡착 영역(230c)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 해제와, 제3 흡착 영역(230d)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 해제와, 제4 흡착 영역(230e)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 해제와, 제4 흡착 영역(230f)에 의한 하부 웨이퍼(W2)의 흡착 해제를 각각 상이한 타이밍에 개시시킨다.
여기서, 제어 장치(70)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 해제 처리의 일례에 대해서 도 27 및 도 28을 참조하여 설명한다. 도 27은 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 해제 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 28은 제2 실시형태에 따른 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 27에 나타내는 흡착 해제 처리는, 제3 흡착 영역(230c, 230d) 및 제4 흡착 영역(230e, 230f)의 모두를 이용하여 상부 웨이퍼(W1)를 흡착한 후, 푸시 핀(251)을 이용하여 상부 웨이퍼(W1)를 밀어내리는 동작 중에 실행시킨다.
도 27에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(70)는, 먼저, 제4 흡착 영역(230e)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 유지를 해제하고(단계 S301), 그 후, 제3 흡착 영역(230c)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 유지를 해제한다(단계 S302).
이와 같이, 제어 장치(70)는, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부에 가까운 위치에 동심 원형으로 배치되는 제3 흡착 영역(230c) 및 제4 흡착 영역(230e) 중, 영률이 가장 낮은 방향을 따라 배치되는 제4 흡착 영역(230e)의 흡착 동작을 먼저 해제한다. 제4 흡착 영역(230e)의 흡착 동작을 해제함으로써, 상부 웨이퍼(W1)는, 영률이 가장 낮은 방향, 즉 신장하기 어려운 방향(45°주기의 방향)으로 신장하기 시작한다. 이때, 영률이 가장 높은 방향을 따라 배치되는 제3 흡착 영역(230c)의 흡착 동작은 아직 해제되지 않았기 때문에, 영률이 가장 높은 방향, 즉 신장하기 쉬운 방향으로의 상부 웨이퍼(W1)의 신장은 제3 흡착 영역(230c)에 의해 억제되게 된다. 이 결과, 상부 웨이퍼(W1)는, 도 28에 나타내는 바와 같이, 제3 흡착 영역(230c)의 흡착 동작과 제4 흡착 영역(230e)의 흡착 동작을 동시에 해제하는 경우와 비교하여, 신장의 불균일이 저하하여, 진원에 가까운 상태로 신장하게 된다.
계속해서, 제어 장치(70)는, 동심 원형으로 배치되는 제3 흡착 영역(230d) 및 제4 흡착 영역(230f) 중, 영률이 가장 낮은 방향을 따라 배치되는 제4 흡착 영역(230f)의 흡착 동작을 해제한 후(단계 S303), 제3 흡착 영역(230d)의 흡착 동작을 해제한다(단계 S304). 이에 의해, 상부 웨이퍼(W1)는, 제4 흡착 영역(230f)의 흡착 동작의 해제 후에서, 영률이 가장 높은 방향, 즉 신장하기 쉬운 방향으로의 신장이 제3 흡착 영역(230d)에 의해 억제되고, 이 결과, 신장의 불균일성이 저하하여 진원에 가까운 상태로 신장하게 된다.
또한, 여기서는, 상부 척(230A)이, 제3 흡착 영역(230c, 230d)과 제4 흡착 영역(230e, 230f)을 구비하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 상부 척(230A)은, 제3 흡착 영역(230c, 230d)만을 구비하는 구성이어도 좋다. 이러한 경우, 제어 장치(70)는, 제3 흡착 영역(230c)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 유지를 해제한 후, 제3 흡착 영역(230d)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 유지를 해제한다. 이에 의해서도, 영률이 가장 높은 방향, 즉 신장하기 쉬운 방향으로의 신장을 억제하는 것이 가능하다.
전술해 온 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 접합 장치(41A)는, 상부 척(230A)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 동작을 제어하는 제어 장치(70)(제1 유지부 제어부의 일례)를 구비한다. 또한, 상부 척(230A)은, 영률이 가장 높은 방향을 따라 배치된 복수의 제3 흡착 영역(230c, 230d)을, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조로서 구비한다. 그리고, 제어 장치(70)는, 푸시 핀(251)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 압박 중에, 복수의 제3 흡착 영역(230c, 230d)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착을 상부 웨이퍼(W1)의 중심부로부터 순차 해제한다.
이와 같이, 상부 웨이퍼(W1)가 균등하게 신장하도록, 신장량(변형량)이 가장 큰 방향, 즉 영률이 가장 높은 방향으로의 상부 웨이퍼(W1)의 신장(변형)을 제3 흡착 영역(230c, 230d)을 이용하여 억제함으로써, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앨 수 있고, 이에 의해, 접합 후의 기판에 생기는 변형을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 상부 척(230A)은, 영률이 가장 낮은 방향을 따라 배치된 복수의 제4 흡착 영역(230e, 230f)을 구비한다. 그리고, 제어 장치(70)는, 푸시 핀(251)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 압박 중에, 복수의 제4 흡착 영역(230e, 230f) 중, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부에 가장 가까운 위치에 배치된 제4 흡착 영역(230e)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착을 해제한 후에, 복수의 제3 흡착 영역(230c, 230d) 중, 상부 웨이퍼(W1)의 중심부에 가장 가까운 위치에 배치된 제3 흡착 영역(230c)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착을 해제한다.
이와 같이, 변형하기 쉬운 방향의 흡착 해제를 변형하기 어려운 방향의 흡착 해제보다 늦춤으로써, 상부 웨이퍼(W1)를 보다 균일하게 변형시킬 수 있다.
(제3 실시형태)
다음에, 제3 실시형태에 따른 접합 장치의 구성에 대해서 도 29를 참조하여 설명한다. 도 29는 제3 실시형태에 따른 접합 장치가 구비하는 압박 부재의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 접합 장치(41B)는, 압박 부재(270)를 구비한다. 압박 부재(270)는, 영률이 가장 낮은 방향, 즉 45°주기의 방향을 따라 연장되는 평면에서 보아 대략 십자형의 부재이며, 예컨대 고무 등의 유연성을 갖는 부재로 형성된다.
압박 부재(270)는, 상부 웨이퍼(W1)의 상방에 배치되며, 도시하지 않는 승강 기구에 의해 승강 가능하게 구성된다. 또한, 상부 척에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 흡착 유지를 저해하지 않도록, 예컨대, 상부 척의 상면에 대략 십자형의 홈을 형성하고, 이러한 홈에 압박 부재(270)를 수납해 두도록 하여도 좋다. 압박 부재(270)의 중앙부에는, 푸시 핀(251)을 삽입 관통시키기 위한 관통 구멍(271)이 형성된다.
제어 장치(70)는, 예컨대, 푸시 핀(251)에 의한 상부 웨이퍼(W1)의 압박 중에, 압박 부재(270)를 강하시켜, 상부 웨이퍼(W1)를 영률이 가장 낮은 방향, 즉 45°주기의 방향을 따라 상방으로부터 압박한다. 이에 의해, 영률이 가장 낮은 방향, 즉 신장하기 어려운 방향으로의 상부 웨이퍼(W1)의 신장이 촉진되어, 상부 웨이퍼(W1)가 진원형으로 신장하게 되기 때문에, 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없앨 수 있다.
전술해 온 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 접합 장치(41B)는, 영률이 가장 낮은 방향을 따라 연장되고, 상부 웨이퍼(W1)를 상방으로부터 압박하는 압박 부재(270)를 구비한다. 이에 의해, 상부 웨이퍼(W1)에서의 변형하기 어려운 방향의 부위를 압박 부재(270)로 강제적으로 신장시킴으로써, 상부 웨이퍼(W1)를 될 수 있는 한 균일하게 변형시킬 수 있다. 따라서, 제3 실시형태에 따른 접합 장치(41B)에 따르면, 영률의 이방성에 따른 상부 웨이퍼(W1)와 하부 웨이퍼(W2)의 변형량의 차를 없앨 수 있어, 접합 후의 기판인 중합 웨이퍼(T)에 생기는 변형을 저감할 수 있다.
또한, 전술해 온 각 실시형태에서는, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2)의 양방이, 영률에 이방성을 갖는 단결정 실리콘 웨이퍼인 것으로 하였지만, 상부 웨이퍼(W1) 및 하부 웨이퍼(W2) 중 어느 한쪽만이 단결정 실리콘 웨이퍼여도 좋다. 또한, 상부 웨이퍼(W1) 및/또는 하부 웨이퍼(W2)는, 단결정 실리콘 웨이퍼에 한정되지 않고, 영률에 이방성을 갖는 다른 기판이어로도 좋다.
또한, 접합 장치는, 제1 실시형태에 따른 하부 척(231)과, 제2 실시형태에 따른 상부 척(230A)을 구비하는 구성이어도 좋다.
추가적인 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범한 양태는, 이상과 같이 나타내며 또한 기재한 특정 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일없이, 여러 가지 변경이 가능하다.
W1 상부 웨이퍼(제1 기판)
W2 하부 웨이퍼(제2 기판)
1 접합 시스템
41 접합 장치
70 제어 장치
230 상부 척(제1 유지부)
231 하부 척(제2 유지부)
232 하부 척의 상면
250 푸시 기구
251 푸시 핀(푸시 부재)
231a 제1 흡착 영역
231b 제2 흡착 영역
230c, 230d 제3 흡착 영역
230e, 230f 제4 흡착 영역
W2 하부 웨이퍼(제2 기판)
1 접합 시스템
41 접합 장치
70 제어 장치
230 상부 척(제1 유지부)
231 하부 척(제2 유지부)
232 하부 척의 상면
250 푸시 기구
251 푸시 핀(푸시 부재)
231a 제1 흡착 영역
231b 제2 흡착 영역
230c, 230d 제3 흡착 영역
230e, 230f 제4 흡착 영역
Claims (10)
- 접합 장치에 있어서,
영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판 중, 제1 기판을 하면에 흡착 유지하는 제1 유지부와,
상기 제1 유지부의 하방에 마련되어, 상기 2개의 기판 중, 제2 기판을 상면에 흡착 유지하는 제2 유지부와,
상기 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 상기 제2 기판에 접촉시키는 푸시부와,
상기 푸시부에 의한 상기 제1 기판의 압박에 의해 생기는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 변형량의 차 중, 상기 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조
를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 유지부에 의한 상기 제1 기판의 흡착 동작을 제어하는 제1 유지부 제어부를 구비하고,
상기 제1 유지부는, 상기 영률이 가장 높은 방향을 따라 배치된 복수의 제3 흡착 영역을 상기 구조로서 구비하며,
상기 제1 유지부 제어부는, 상기 푸시부에 의한 상기 제1 기판의 압박 중에, 상기 복수의 제3 흡착 영역에 의한 상기 제1 기판의 흡착을 상기 제1 기판의 중심부로부터 순차 해제하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 유지부는, 상기 영률이 가장 낮은 방향을 따라 배치된 복수의 제4 흡착 영역을 구비하고,
상기 제1 유지부 제어부는, 상기 푸시부에 의한 상기 제1 기판의 압박 중에, 상기 복수의 제4 흡착 영역 중, 상기 제1 기판의 중심부에 가장 가까운 위치에 배치된 상기 제4 흡착 영역에 의한 상기 제1 기판의 흡착을 해제한 후에, 상기 복수의 제3 흡착 영역 중, 상기 제1 기판의 중심부에 가장 가까운 위치에 배치된 상기 제3 흡착 영역에 의한 상기 제1 기판의 흡착을 해제하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유지부는, 영률이 가장 높은 방향 또는 가장 낮은 방향을 따른 변을 갖는 각추(角錐)형의 상기 상면을 상기 구조로서 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제2 유지부에 의한 상기 제2 기판의 흡착 동작을 제어하는 제2 유지부 제어부를 구비하고,
상기 제2 유지부는,
상기 제2 기판의 흡착 영역 중, 상기 변을 포함하는 제1 흡착 영역과,
상기 제2 기판의 흡착 영역 중, 상기 제1 흡착 영역 이외의 제2 흡착 영역
을 구비하며,
상기 제2 유지부 제어부는, 상기 제1 흡착 영역에 의한 상기 제2 기판의 흡착과, 상기 제2 흡착 영역에 의한 상기 제2 기판의 흡착을 상이한 타이밍에 개시시키는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제4항에 있어서,
상기 상면은, 오목형 또는 볼록형의 각추면을 갖는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영률이 가장 낮은 방향을 따라 연장되어, 상기 푸시부에 의한 압박 중인 상기 제1 기판을 상방으로부터 압박하는 압박 부재를 상기 구조로서 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영률에 이방성을 갖는 기판은, 표면의 결정 방향이 [100]인 단결정 실리콘 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 접합 장치. - 접합 시스템에 있어서,
영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판인 제1 기판 및 제2 기판의 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
개질된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
친수화된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 분자간력에 의해 접합하는 접합 장치
를 구비하고,
상기 접합 장치는,
상기 제1 기판을 하면에 흡착 유지하는 제1 유지부와,
상기 제1 유지부의 하방에 마련되어, 상기 제2 기판을 상면에 흡착 유지하는 제2 유지부와,
상기 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 상기 제2 기판에 접촉시키는 푸시부와,
상기 푸시부에 의한 상기 제1 기판의 압박에 의해 생기는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 변형량의 차 중, 상기 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 구조
를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 시스템. - 접합 방법에 있어서,
영률에 이방성을 갖는 기판을 포함하는 2개의 기판 중, 제1 기판을 하면에 흡착 유지하는 제1 유지부를 이용하여, 상기 제1 기판을 흡착 유지하는 제1 유지 공정과,
상기 제1 유지부의 하방에 마련되어, 상기 2개의 기판 중, 제2 기판을 상면에 흡착 유지하는 제2 유지부를 이용하여, 상기 제2 기판을 흡착 유지하는 제2 유지 공정과,
상기 제1 기판의 중심부를 상방으로부터 압박하여 상기 제2 기판에 접촉시키는 접촉 공정과,
상기 접촉 공정에서 생기는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 변형량의 차 중, 상기 영률의 이방성에 따른 변형량의 차를 없애는 삭제 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
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| JP2015515111A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-05-21 | コミサリア ア エナジー アトミック エ オックス エナジーズ オルタネティヴ | 多層構造体を基板に製造する方法 |
-
2015
- 2015-12-18 JP JP2015247713A patent/JP6640546B2/ja active Active
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2016
- 2016-12-16 KR KR1020160172523A patent/KR102536031B1/ko active IP Right Grant
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