KR20180062948A - 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

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KR20180062948A
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요시타카 오츠카
다카시 나카미츠
요스케 오모리
겐지 스가카와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판의 접합 처리의 상태를 검사하여, 당해 접합 처리를 적절하게 행하는 것이다. 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합하는 접합 장치는, 하면에 상부 웨이퍼(WU)를 진공화해서 흡착 유지하는 상부 척(140)과, 상부 척(140)의 하방에 설치되고, 상면에 하부 웨이퍼(WL)를 진공화해서 흡착 유지하는 하부 척(141)과, 상부 척(140)에 설치되고, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하는 압동 부재(190)와, 상부 척(140)에 설치되고, 상부 척(140)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈을 검출하는 복수의 센서(175)를 갖는다.

Description

접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체{BONDING APPARATUS, BONDING SYSTEM, BONDING METHOD AND COMPUTER STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 기판끼리를 접합하는 접합 장치, 당해 접합 장치를 구비한 접합 시스템, 당해 접합 장치를 사용한 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화한 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속해서 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대하고, 그것에 의해 배선의 저항이 커지고, 또한 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.
그래서, 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 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)의 접합이 행하여진다. 예를 들어 접합 시스템은, 웨이퍼가 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 당해 표면 개질 장치에서 개질된 웨이퍼의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 당해 표면 친수화 장치에서 표면이 친수화된 웨이퍼끼리를 접합하는 접합 장치를 갖고 있다. 이 접합 시스템에서는, 표면 개질 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 대하여 플라즈마 처리를 행하여 당해 표면을 개질하고, 또한 표면 친수화 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 순수를 공급해서 당해 표면을 친수화한 후, 접합 장치에 있어서 웨이퍼끼리를 반데르발스힘 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다.
상기 접합 장치는, 하면에 하나의 웨이퍼(이하, 「상부 웨이퍼」라고 함)를 유지하는 상부 척과, 상부 척의 하방에 설치되고, 상면에 다른 웨이퍼(이하, 「하부 웨이퍼」라고 함)를 유지하는 하부 척과, 상부 척에 설치되고, 상부 웨이퍼의 중심부를 가압하는 압동 부재를 갖고 있다. 이러한 접합 장치에서는, 상부 척에 유지된 상부 웨이퍼와 하부 척에 유지된 하부 웨이퍼를 대향 배치한 상태에서, 압동 부재에 의해 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 가압해서 맞닿게 하여, 당해 중심부끼리가 접합해서 접합 영역이 형성된다. 그 후, 웨이퍼의 중심부로부터 외주부를 향해서, 접합 영역이 확대해 가는, 소위 본딩 웨이브가 발생한다. 그리고, 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 접합된다.
일본 특허 공개 제2016-039364호 공보
접합 후의 중합 웨이퍼의 왜곡을 억제하기 위해서는, 본딩 웨이브가, 웨이퍼의 중심부로부터 외주부를 향해서 균등하게, 즉 동심원 형상으로 확대해 가는 것이 바람직하다. 그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 접합 장치에서는, 본딩 웨이브를 모니터링하는 것은 행하여지지 않아, 본딩 웨이브가 불균일하게 확대되어도 파악할 수가 없다. 따라서, 종래의 웨이퍼의 접합 처리에는 개선의 여지가 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 기판의 접합 처리의 상태를 검사하여, 당해 접합 처리를 적절하게 행하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 접합 장치는, 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 하면에 제1 기판을 진공화해서 흡착 유지하는 제1 유지부와, 상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화해서 흡착 유지하는 제2 유지부와, 상기 제1 유지부에 설치되고, 상기 제1 기판의 중심부를 가압하는 압동 부재와, 상기 제1 유지부에 설치되고, 당해 제1 유지부로부터의 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 복수의 기판 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 기판 검출부에 의해, 제1 유지부에 유지된 제1 기판이, 당해 제1 유지부로부터 이탈하는 것을 검출할 수 있다. 이 제1 기판의 이탈이 발생하면, 제1 기판은 제2 기판에 낙하해서 맞닿아, 제1 기판과 제2 기판이 분자간력에 의해 접합한다. 따라서, 제1 기판의 이탈을 검출함으로써, 본딩 웨이브를 파악할 수 있어, 기판의 접합 처리의 상태를 검사할 수 있다. 그리고, 예를 들어 본딩 웨이브가 균일한 경우(접합 처리의 상태가 정상적인 경우), 그대로의 처리 조건에서 접합 처리를 계속하면 된다. 한편, 예를 들어 본딩 웨이브가 불균일한 경우(접합 처리의 상태가 이상한 경우), 처리 조건을 보정해서 접합 처리를 행하면 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기판의 접합 처리를 적절하게 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 접합 처리의 상태를 검사하여, 당해 접합 처리를 적절하게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 3은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 4는 접합 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 5는 접합 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 6은 상부 척, 상부 척 유지부, 및 하부 척의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 7은 상부 척을 하방에서 본 평면도이다.
도 8은 종래에 있어서의 웨이퍼간의 접합 영역의 확대 모습을 도시하는 설명도이다.
도 9는 센서의 검출 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼를 대향 배치한 모습을 도시하는 설명도이다.
도 12는 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 가압해서 맞닿게 하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 13은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접합을 중심부로부터 외주부로 확산시키는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 14는 상부 웨이퍼의 표면과 하부 웨이퍼의 표면을 맞닿게 한 모습을 도시하는 설명도이다.
도 15는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 접합된 모습을 도시하는 설명도이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 센서의 배치를 나타내는 상부 척의 평면도이다.
도 17은 다른 실시 형태에 따른 센서의 배치를 나타내는 상부 척의 평면도이다.
도 18은 다른 실시 형태에 따른 상부 척, 상부 척 유지부, 및 하부 척의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<1. 접합 시스템의 구성>
우선, 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 접합 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 2는, 접합 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
접합 시스템(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어 2매의 기판으로서의 웨이퍼(WU, WL)를 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 웨이퍼를, 제1 기판으로서의 「상부 웨이퍼(WU)」라고 하고, 하측에 배치되는 웨이퍼를, 제2 기판으로서의 「하부 웨이퍼(WL)」라고 한다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)가 접합되는 접합면을 「표면(WU1)」이라고 하고, 당해 표면(WU1)과 반대측의 면을 「이면(WU2)」이라고 한다. 마찬가지로, 하부 웨이퍼(WL)가 접합되는 접합면을 「표면(WL1)」이라고 하고, 당해 표면(WL1)와 반대측의 면을 「이면(WL2)」이라고 한다. 그리고, 접합 시스템(1)에서는, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합하여, 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(WT)를 형성한다.
접합 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(WU, WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반출입되는 반출입 스테이션(2)과, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
반출입 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 중의 상하 방향)으로 일렬로 배열하여 배치되어 있다. 이들 카세트 적재판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(CU, CL, CT)를 반출입할 때 카세트(CU, CL, CT)를 적재할 수 있다. 이와 같이, 반출입 스테이션(2)은, 복수의 상부 웨이퍼(WU), 복수 하부 웨이퍼(WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 보유 가능하게 구성되어 있다. 또한, 카세트 적재판(11)의 개수는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 또한, 카세트의 하나를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 사용해도 된다. 즉, 다양한 요인으로 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)와의 접합에 이상이 발생한 웨이퍼를, 다른 정상적인 중합 웨이퍼(WT)와 분리할 수 있는 카세트이다. 본 실시 형태에서는, 복수의 카세트(CT) 중, 1개의 카세트(CT)를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 사용하고, 다른 카세트(CT)를 정상적인 중합 웨이퍼(WT)의 수용용으로서 사용하고 있다.
반출입 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)에 인접해서 웨이퍼 반송부(20)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송부(20)에는, X 방향으로 연신되는 반송로(21) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는, 연직 방향 및 연직축 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 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
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 부방향측)에는, 제1 처리 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 처리 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반출입 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 처리 블록(G3)이 설치되어 있다.
예를 들어 제1 처리 블록(G1)에는, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다. 표면 개질 장치(30)에서는, 예를 들어 감압 분위기 하에서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되어, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 표면(WU1, WL1)에 조사되어, 표면(WU1, WL1)이 플라즈마 처리되어, 개질된다.
예를 들어 제2 처리 블록(G2)에는, 예를 들어 순수에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 웨이퍼(WU, WL)를 접합하는 접합 장치(41)가, 반출입 스테이션(2)측에서부터 이 순서로 수평 방향의 Y 방향으로 배열해서 배치되어 있다. 또한, 접합 장치(41)의 구성에 대해서는 후술한다.
표면 친수화 장치(40)에서는, 예를 들어 스핀 척에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서, 당해 웨이퍼(WU, WL) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 공급된 순수는 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1) 상을 확산하여, 표면(WU1, WL1)이 친수화된다.
예를 들어 제3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래부터 순서대로 2단으로 설치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 처리 블록(G1) 내지 제3 처리 블록(G3)에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(60)에는, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(61)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(61)는, 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(61)는, 웨이퍼 반송 영역(60) 내를 이동하여, 주위의 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치에 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
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)에서의 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에서의 후술하는 웨이퍼 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 것으로서, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(70)에 인스톨된 것이어도 된다.
<2. 접합 장치의 구성>
이어서, 상술한 접합 장치(41)의 구성에 대해서 설명한다.
<2-1. 접합 장치의 전체 구성>
접합 장치(41)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(100)를 갖고 있다. 처리 용기(100)의 웨이퍼 반송 영역(60)측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반입출구(101)가 형성되고, 당해 반입출구(101)에는 개폐 셔터(102)가 설치되어 있다.
처리 용기(100)의 내부는, 내벽(103)에 의해, 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 상술한 반입출구(101)는, 반송 영역(T1)에서의 처리 용기(100)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(103)에도, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반입출구(104)가 형성되어 있다.
반송 영역(T1)의 Y 방향 정방향측에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 일시적으로 적재하기 위한 트랜지션(110)이 설치되어 있다. 트랜지션(110)은, 예를 들어 2단으로 형성되어, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT) 중 2개를 동시에 적재할 수 있다.
반송 영역(T1)에는, 웨이퍼 반송 기구(111)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(111)는, 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(X 방향, Y 방향) 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(111)는, 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)과의 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
반송 영역(T1)의 Y 방향 부방향측에는, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하는 위치 조절 기구(120)가 설치되어 있다. 위치 조절 기구(120)는, 웨이퍼(WU, WL)를 유지해서 회전시키는 유지부(도시하지 않음)를 구비한 베이스(121)와, 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(122)를 갖고 있다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에서는, 베이스(121)에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서 검출부(122)에서 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절해서 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하고 있다. 또한, 베이스(121)에 있어서 웨이퍼(WU, WL)를 유지하는 구조는 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 핀 척 구조나 스핀 척 구조 등, 다양한 구조가 사용된다.
또한, 반송 영역(T1)에는, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(130)가 설치되어 있다. 반전 기구(130)는, 상부 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 아암(131)을 갖고 있다. 유지 아암(131)은, 수평 방향(X 방향)으로 연신되어 있다. 또한 유지 아암(131)에는, 상부 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 부재(132)가, 예를 들어 4군데에 설치되어 있다.
유지 아암(131)은, 예를 들어 모터 등을 구비한 구동부(133)에 지지되어 있다. 이 구동부(133)에 의해, 유지 아암(131)은 수평축을 중심으로 회동 가능하다. 또한 유지 아암(131)은, 구동부(133)를 중심으로 회동 가능함과 함께, 수평 방향(X 방향)으로 이동 가능하다. 구동부(133)의 하방에는, 예를 들어 모터 등을 구비한 다른 구동부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 그 밖의 구동부에 의해, 구동부(133)는 연직 방향으로 연신되는 지지 기둥(134)을 따라 연직 방향으로 이동할 수 있다. 이렇게 구동부(133)에 의해, 유지 부재(132)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)는, 수평축을 중심으로 회동할 수 있음과 함께 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 유지 부재(132)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)는, 구동부(133)를 중심으로 회동하여, 위치 조절 기구(120)로부터 후술하는 상부 척(140)과의 사이를 이동할 수 있다.
처리 영역(T2)에는, 상부 웨이퍼(WU)를 하면에서 흡착 유지하는 제1 유지부로서의 상부 척(140)과, 하부 웨이퍼(WL)를 상면에서 적재해서 흡착 유지하는 제2 유지부로서의 하부 척(141)이 설치되어 있다. 하부 척(141)은, 상부 척(140)의 하방에 설치되어, 상부 척(140)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)는, 대향해서 배치 가능하게 되어 있다.
상부 척(140)은, 당해 상부 척(140)의 상방에 설치된 상부 척 유지부(150)에 유지되어 있다. 상부 척 유지부(150)는, 처리 용기(100)의 천장면에 설치되어 있다. 즉, 상부 척(140)은, 상부 척 유지부(150)를 개재해서 처리 용기(100)에 고정되어 설치되어 있다.
상부 척 유지부(150)에는, 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)을 촬상하는 상부 촬상부(151)가 설치되어 있다. 즉, 상부 촬상부(151)는 상부 척(140)에 인접해서 설치되어 있다. 상부 촬상부(151)에는, 예를 들어 CCD 카메라가 사용된다.
하부 척(141)은, 당해 하부 척(141)의 하방에 설치된 하부 척 스테이지(160)에 지지되어 있다. 하부 척 스테이지(160)에는, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)을 촬상하는 하부 촬상부(161)가 설치되어 있다. 즉, 하부 촬상부(161)는 하부 척(141)에 인접해서 설치되어 있다. 하부 촬상부(161)에는, 예를 들어 CCD 카메라가 사용된다.
하부 척 스테이지(160)는, 당해 하부 척 스테이지(160)의 하방에 설치된 제1 하부 척 이동부(162)에 지지되고, 또한 제1 하부 척 이동부(162)는, 지지대(163)에 지지되어 있다. 제1 하부 척 이동부(162)는, 후술하는 바와 같이 하부 척(141)을 수평 방향(X 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제1 하부 척 이동부(162)는, 하부 척(141)을 연직 방향으로 이동 가능하면서, 또한 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다.
지지대(163)는, 당해 지지대(163)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(X 방향)으로 연신되는 한 쌍의 레일(164, 164)에 설치되어 있다. 그리고, 지지대(163)는, 제1 하부 척 이동부(162)에 의해 레일(164)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 제1 하부 척 이동부(162)는, 예를 들어 레일(164)을 따라 설치된 리니어 모터(도시하지 않음)에 의해 이동한다.
한 쌍의 레일(164, 164)은, 제2 하부 척 이동부(165)에 배치되어 있다. 제2 하부 척 이동부(165)는, 당해 제2 하부 척 이동부(165)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(Y 방향)으로 연신되는 한 쌍의 레일(166, 166)에 설치되어 있다. 그리고, 제2 하부 척 이동부(165)는, 레일(166)을 따라 이동 가능하게 구성되어, 즉 하부 척(141)을 수평 방향(Y 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 제2 하부 척 이동부(165)는, 예를 들어 레일(166)을 따라 설치된 리니어 모터(도시하지 않음)에 의해 이동한다. 한 쌍의 레일(166, 166)은, 처리 용기(100)의 저면에 설치된 적재대(167) 상에 배치되어 있다.
<2-2. 상부 척의 구성>
이어서, 접합 장치(41)의 상부 척(140)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
상부 척(140)에는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이 핀 척 방식이 채용되어 있다. 상부 척(140)은, 평면에서 볼 때 상부 웨이퍼(WU)의 직경 이상의 직경을 갖는 본체부(170)를 갖고 있다. 본체부(170)의 하면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)에 접촉하는 복수의 핀(171)이 설치되어 있다. 또한, 도 7에서는, 핀(171)의 도시를 생략하고 있다.
또한, 본체부(170)의 하면에는, 상부 웨이퍼(WU)를 진공화해서 흡착하는 복수의 흡인부(172 내지 174)가 설치되어 있다. 흡인부(172 내지 174)는, 각각 핀(171)과 동일한 높이를 갖고, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)에 접촉한다.
제1 흡인부(172)는, 평면에서 볼 때 원호 형상을 갖고 있다. 제1 흡인부(172)는, 본체부(170)의 외주부에 있어서, 당해 본체부(170)와 동심 원주 상에 복수, 예를 들어 8개, 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.
이들 8개의 제1 흡인부(172)에는, 각각 제1 흡인 관(172a)을 통해서, 제1 진공 펌프(172b)가 접속되어 있다. 제1 진공 펌프(172b)에 의한 진공화에 의해, 8개의 제1 흡인부(172)는, 개별로 상부 웨이퍼(WU)를 흡착할 수 있다.
제2 흡인부(173)는, 제1 흡인부(172)와 마찬가지로, 평면에서 볼 때 원호 형상을 갖고 있다. 제2 흡인부(173)는, 제1 흡인부(172)보다도 본체부(170)의 내주측에 있어서, 당해 본체부(170)와 동심 원주 상에 복수, 예를 들어 8개, 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또한, 제1 흡인부(172)의 중심부와 제2 흡인부(173)의 중심부는, 본체부(170)의 중심선 상에 배치되어 있다.
이들 8개의 제2 흡인부(173)에는, 각각 제2 흡인관(173a)을 통해서, 제2 진공 펌프(173b)가 접속되어 있다. 제2 진공 펌프(173b)에 의한 진공화에 의해, 8개의 제2 흡인부(173)는 개별로 상부 웨이퍼(WU)를 흡착할 수 있다.
제3 흡인부(174)는, 평면에서 볼 때 원환 형상을 갖고 있다. 제3 흡인부(174)는, 제2 흡인부(173)보다도 본체부(170)의 내주측에 있어서, 당해 본체부(170)와 동심 원주 상에 배치되어 있다. 제3 흡인부(174)에는, 제3 흡인관(174a)을 통해서, 제3 진공 펌프(174b)가 접속되어 있다. 제3 진공 펌프(174b)에 의한 진공화에 의해, 제3 흡인부(174)는 상부 웨이퍼(WU)를 흡착할 수 있다.
본체부(170)에는, 당해 본체부(170)로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈을 검출하는 기판 검출부로서의 센서(175)가 설치되어 있다. 센서(175)는, 제1 흡인부(172)와 제2 흡인부(173)의 사이에서, 본체부(170)와 동심 원주 상에 복수, 예를 들어 8개, 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 즉, 센서(175), 제1 흡인부(172)의 중심부 및 제2 흡인부(173)의 중심부는, 본체부(170)의 동일 중심선 상에 배치되어 있다. 또한, 이들 센서(175)의 종류나 배치 등의 상세에 대해서는 후술한다.
본체부(170)의 중심부에는, 당해 본체부(170)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(176)이 형성되어 있다. 이 본체부(170)의 중심부는, 상부 척(140)에 흡착 유지되는 상부 웨이퍼(WU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통 구멍(176)에는, 후술하는 압동 부재(190)에서의 액추에이터부(191)의 선단부가 삽입 관통하도록 되어 있다.
<2-3. 상부 척의 센서의 상세>
이어서, 상술한 센서(175)의 상세, 및 당해 센서(175)의 검사 결과를 사용한 흡인부(172 내지 174)의 제어 방법에 대해서 설명한다.
후술하는 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합할 때는, 우선, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 밀어 내려서 하부 웨이퍼(WL)의 중심부에 접촉시켜, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부가 분자간력에 의해 접합됨으로써 양쪽 웨이퍼의 중심부에 접합 영역이 형성된다. 그 후, 접합 영역이 양쪽 웨이퍼(WU, WL)의 중심부로부터 외주부를 향해서 확대되는 본딩 웨이브가 발생하여, 상부 웨이퍼(WU) 및 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WU1, WL1)끼리가 전체면에서 접합된다.
센서(175)는, 이 본딩 웨이브를 파악하기 위해서, 본체부(170)에 설치되어 있다.
센서(175)로는, 다양한 센서를 사용할 수 있다. 예를 들어 센서(175)로는, 반사식의 파이버 센서를 사용해도 된다. 이러한 경우, 센서(175)로부터 상부 웨이퍼(WU)를 향해서 광을 발하고, 또한 센서(175)에 있어서 그 반사광을 수광해서 수광량을 측정한다. 그리고, 이 반사광의 수광량을 측정함으로써, 광축과 상부 웨이퍼(WU)와의 직교도를 파악할 수 있다. 즉, 반사광량이 작은 경우, 광축과 상부 웨이퍼(WU)와의 직교도가 커서(상부 웨이퍼(WU)의 기울기가 커서), 상부 웨이퍼(WU)는 상부 척(140)으로부터 이탈하고 있지만, 하부 웨이퍼(WL)와 맞닿지 않은 상태를 의미하고 있다. 한편, 반사광량이 큰 경우, 광축과 상부 웨이퍼(WU)와의 직교도가 작아(상부 웨이퍼(WU)의 기울기가 작아), 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(140)로부터 이탈하여, 하부 웨이퍼(WL)에 맞닿아 있는 상태를 의미하고 있다. 따라서, 센서(175)로 반사광량을 측정함으로써, 당해 센서(175)에서의 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 맞닿음 상태(환언하면, 상부 척(140)로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈 상태)를 검출할 수 있어, 본딩 웨이브를 파악할 수 있다.
또한, 예를 들어 센서(175)에는, 정전 용량 센서 또는 거리 측장 센서를 사용해도 된다. 정전 용량 센서를 사용하는 경우, 상부 웨이퍼(WU)와의 정전 용량을 측정함으로써, 상부 척(140)과 상부 웨이퍼(WU)와의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 거리 측장 센서를 사용하는 경우, 센서(175)로부터 상부 웨이퍼(WU)에 레이저광을 발하고, 센서(175)에서 그 반사광을 수광함으로써 상부 척(140)과 상부 웨이퍼(WU)와의 거리를 측정할 수 있다. 이렇게 상부 척(140)과 상부 웨이퍼(WU)와의 거리를 측정함으로써, 당해 센서(175)에서의 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 맞닿음 상태(환언하면, 상부 척(140)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈 상태)를 검출할 수 있어, 본딩 웨이브를 파악할 수 있다.
또한, 예를 들어 센서(175)에는, 유체 센서를 사용해도 된다. 이러한 경우, 본체부(170)에는 흡착 패드(도시하지 않음)가 설치되고, 즉 도 6 및 도 7에 도시하는 부호 「175」의 위치에는 흡착 패드가 설치되고, 센서(175)는 이 흡착 패드에 접속되는 흡인관(도시하지 않음)에 설치되어 있다. 또한, 흡착 패드는, 상부 웨이퍼(WU)를 흡착해서 유지하는 것을 목적으로 하는 것이 아니라, 본딩 웨이브에 영향을 미치지 않을 정도의 미소한 압력, 예를 들어 -10kPa 정도로 상부 웨이퍼(WU)를 진공화한다. 그리고, 센서(175)는, 각 흡인관을 흐르는 기체의 유량 또는 압력을 측정한다. 예를 들어 상부 척(140)으로부터 상부 웨이퍼(WU)가 이탈한 경우, 흡인관 내의 기체의 흐름이 바뀌고, 그 기체의 유량 및 압력이 변화한다. 센서(175)는, 이 흡인관 내의 기류의 변화를 측정하여, 상부 척(140)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈(환언하면, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 맞닿음 상태)을 검출할 수 있어, 본딩 웨이브를 파악할 수 있다. 또한, 센서(175)는, 제1 흡인부(172)의 제1 흡인관(172a) 및 제2 흡인부(173)의 제2 흡인관(173a)에 각각 설치되어 있어도 된다.
이러한 센서(175)는, 상술한 바와 같이 제1 흡인부(172)와 제2 흡인부(173)의 사이에서, 본체부(170)와 동심 원주 상에 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이어서, 이 센서(175)의 배치에 대해서 설명한다.
센서(175)의 배치는, 상부 웨이퍼(WU)의 물성, 예를 들어 영률이나 포와송비 등의 이방성에 따라서 결정된다. 도 8은, 종래에 있어서의 웨이퍼간의 접합 영역의 확대 모습을 도시하는 설명도이다. 본 발명자들은, 도 8에 도시한 바와 같이, 접합 처리를 행할 때, 접합 영역(A)이 동심원 형상이 아니라, 불균일하게 확대되는 것을 지견하였다. 또한, 도 8은, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)를 하방에서 본 평면도이다.
상부 웨이퍼(WU)는, 표면(WU1)과 수직인 방향에서의 결정 방향이 [100]인 단결정 실리콘 웨이퍼이다. 상부 웨이퍼(WU)의 노치부(N)는, 상부 웨이퍼(WU)의 [011] 결정 방향의 외연에 형성된다. 그리고, 접합 영역(A)은, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 대하여 평행인 [0-11] 결정 방향을 향하는 방향을 기준으로 하는 90° 주기의 방향(도 8에 도시하는 0°, 90°, 180°, 270°의 방향이며, 이하, 90° 방향이라고 하는 경우가 있음)과 비교하여, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 대하여 평행인 [010] 결정 방향을 향하는 방향을 기준으로 하는 45° 주기의 방향(도 8에 도시하는 45°, 135°, 225°, 315°의 방향, 이하, 45° 방향이라고 하는 경우가 있음)으로 빠르게 확대된다. 그 결과, 접합 개시 시(중심부 접합 시)에 원 형상이었던 접합 영역(A)의 형상은, 확대됨에 따라서 45° 방향을 정점으로 하는 사각형에 가까워지게 된다.
본 실시 형태에서는, 센서(175)가 본체부(170)와 동심 원주 상에 8개 설치되고, 즉 90° 방향과 45° 방향에 설치되어 있다. 따라서, 이들 센서(175)를 사용해서 상부 척(140)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 이탈을 검출하여, 도 8에 나타낸 접합 영역(A)을 검출함으로써, 본딩 웨이브를 파악할 수 있다.
이러한 센서(175)의 검출 결과는, 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 센서(175)의 검출 결과에 기초하여, 흡인부(172 내지 174)의 동작을 제어한다.
도 9는, 센서(175)의 검출 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 9의 횡축은, 접합 처리의 경과 시간을 나타내고, 종축은, 센서(175)의 검출 결과, 즉 상부 척(140)에 대한 상부 웨이퍼(WU)의 위치를 나타내고 있다. 센서(175)의 검출 결과가 P1(상부 척(140)에 대하여 상부 웨이퍼(WU)가 가까운)인 경우, 당해 센서(175)의 위치에서 상부 웨이퍼(WU)는 상부 척(140)에 맞닿아 있고, 접합 영역(A)이 도달하지 않은 것을 나타내고 있다. 센서(175)의 검출 결과가 P2(상부 척(140)에 대하여 상부 웨이퍼(WU)가 먼)인 경우, 당해 센서(175)의 위치에서 상부 웨이퍼(WU)는 상부 척(140)으로부터 이격되어, 하부 웨이퍼(WL)와 맞닿아 있고, 접합 영역(A)이 도달한 것을 나타내고 있다.
도 9의 (a)는 도 8에 도시한 바와 같이 접합 영역(A)이 불균일, 즉 대략 사각 형상으로 확대되는 경우를 나타내고 있다. 상술한 바와 같이 접합 영역(A)은, 90° 방향과 비교해서 45° 방향에서 빠르게 확대된다. 이 때문에, 45° 방향에서 접합 영역(A)이 도달하는 타이밍과, 90° 방향에서 접합 영역(A)이 도달하는 타이밍의 시간차(ΔT)는 커진다.
그래서, 제어부(70)에서는, 접합 영역(A)의 확대를 균일하게 하기 위해서, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이 시간차(ΔT)가 소정의 역치 내에 들어가도록 제어한다. 여기서, 시간차(ΔT)와 접합 후의 중합 웨이퍼(WT)의 왜곡과의 사이에는 상관이 있다. 상기 ΔT의 소정의 역치는, 이 중합 웨이퍼(WT)의 왜곡의 허용 범위로부터 설정된다.
제어부(70)에서의 제어는, 구체적으로 45° 방향에서의 제2 흡인부(173)가 상부 웨이퍼(WU)를 떼어 놓는 타이밍을 늦게 하고, 90° 방향에서의 제2 흡인부(173)가 상부 웨이퍼(WU)를 떼어 놓는 타이밍을 빠르게 한다. 이에 의해, 8개의 센서(175)의 위치에서, 접합 영역(A)이 도달하는 타이밍을 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서, 접합 영역(A)의 확대를 균일하게 해서, 본딩 웨이브를 균일하게(동심원 형상에 가까운 형상으로) 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 센서(175)의 검출 결과에 기초하여 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍을 제어하는 경우에 대해서 설명했지만, 제2 흡인부(173)의 흡착력을 더 제어해도 된다. 또한, 센서(175)의 검출 결과에 기초하여, 다른 흡인부(172, 174)를 제어해도 된다.
<2-4. 상부 척 유지부의 구성>
이어서, 접합 장치(41)의 상부 척 유지부(150)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
상부 척 유지부(150)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 상부 척(140)의 본체부(170)의 상면에 설치된 상부 척 스테이지(180)를 갖고 있다. 상부 척 스테이지(180)는, 평면에서 볼 때 적어도 본체부(170)의 상면을 덮도록 설치되고, 또한 본체부(170)에 대하여, 예를 들어 나사 고정에 의해 고정되어 있다. 상부 척 스테이지(180)는, 처리 용기(100)의 천장면에 설치된 복수의 지지 부재(181)에 지지되어 있다.
상부 척 스테이지(180)의 상면에는, 도 6에 도시하는 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하는 압동 부재(190)가 더 설치되어 있다. 압동 부재(190)는, 액추에이터부(191)와 실린더부(192)를 갖고 있다.
액추에이터부(191)는, 전공 레귤레이터(도시하지 않음)로부터 공급되는 공기에 의해 일정 방향으로 일정한 압력을 발생시키는 것으로, 압력의 작용점의 위치에 관계없이 당해 압력을 일정하게 발생시킬 수 있다. 그리고, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 액추에이터부(191)는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 맞닿아서 당해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부에 걸리는 가압 하중을 제어할 수 있다. 또한, 액추에이터부(191)의 선단부는, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 관통 구멍(176)을 삽입 관통해서 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.
액추에이터부(191)는, 실린더부(192)에 지지되어 있다. 실린더부(192)는, 예를 들어 모터를 내장한 구동부에 의해 액추에이터부(191)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.
이상과 같이 압동 부재(190)는, 액추에이터부(191)에 의해 가압 하중의 제어를 하고, 실린더부(192)에 의해 액추에이터부(191)의 이동의 제어를 하고 있다. 그리고, 압동 부재(190)는, 후술하는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 시에, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 맞닿게 해서 가압할 수 있다.
<2-5. 하부 척의 구성>
이어서, 접합 장치(41)의 하부 척(141)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
하부 척(141)에는, 도 6에 도시하는 바와 같이 상부 척(140)과 마찬가지로 핀 척 방식이 채용되어 있다. 하부 척(141)은, 평면에서 볼 때 하부 웨이퍼(WL)의 직경 이상의 직경을 갖는 본체부(200)를 갖고 있다. 본체부(200)의 상면에는, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)에 접촉하는 복수의 핀(201)이 설치되어 있다. 또한, 본체부(200)의 상면의 외주부에는, 핀(201)과 동일한 높이를 갖고, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(202)가 설치되어 있다. 외측 리브(202)는, 복수의 핀(201)의 외측에 환상으로 설치되어 있다.
또한, 본체부(200)의 상면에는, 외측 리브(202)의 내측에서, 핀(201)과 동일한 높이를 갖고, 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)을 지지하는 내측 리브(203)가 설치되어 있다. 내측 리브(203)는, 외측 리브(202)와 동심원 형상으로 환상으로 설치되어 있다. 그리고, 외측 리브(202)의 내측 영역(204)(이하, 흡인 영역(204)이라고 하는 경우가 있음)은, 내측 리브(203)의 내측의 제1 흡인 영역(204a)과, 내측 리브(203)의 외측의 제2 흡인 영역(204b)으로 구획되어 있다.
본체부(200)의 상면에는, 제1 흡인 영역(204a)에 있어서, 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하기 위한 제1 흡인구(205a)가 형성되어 있다. 제1 흡인구(205a)는, 예를 들어 제1 흡인 영역(204a)에서 1군데에 형성되어 있다. 제1 흡인구(205a)에는, 본체부(200)의 내부에 설치된 제1 흡인관(206a)이 접속되어 있다. 또한 제1 흡인 관(206a)에는, 제1 진공 펌프(207a)가 접속되어 있다.
또한, 본체부(200)의 상면에는, 제2 흡인 영역(204b)에 있어서, 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하기 위한 제2 흡인구(205b)가 형성되어 있다. 제2 흡인구(205b)는, 예를 들어 제2 흡인 영역(204b)에서 2군데에 형성되어 있다. 제2 흡인구(205b)에는, 본체부(200)의 내부에 설치된 제2 흡인관(206b)이 접속되어 있다. 또한, 제2 흡인관(206b)에는, 제2 진공 펌프(207b)가 접속되어 있다.
그리고, 하부 웨이퍼(WL), 본체부(200) 및 외측 리브(202)에 둘러싸여 형성된 흡인 영역(204a, 204b)을 각각 흡인구(205a, 205b)로부터 진공화하여, 흡인 영역(204a, 204b)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(204a, 204b)의 외부의 분위기가 대기압이기 때문에, 하부 웨이퍼(WL)는, 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(204a, 204b)측으로 눌려, 하부 척(141)에 하부 웨이퍼(WL)가 흡착 유지된다. 또한, 하부 척(141)은, 제1 흡인 영역(204a)과 제2 흡인 영역(204b)마다 하부 웨이퍼(WL)를 진공화 가능하게 구성되어 있다.
하부 척(141)에 있어서, 본체부(200)의 중심부 부근에는, 당해 본체부(200)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이, 예를 들어 3군데에 형성되어 있다. 그리고 관통 구멍에는, 제1 하부 척 이동부(162)의 하방에 설치된 승강 핀이 삽입 관통하게 되어 있다.
본체부(200)의 외주부에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)가 하부 척(141)으로부터 튀어나오거나, 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 가이드 부재(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 가이드 부재는, 본체부(200)의 외주부에 복수 개소, 예를 들어 4군데에 등간격으로 설치되어 있다.
또한, 접합 장치(41)에서의 각 부의 동작은, 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.
<3. 접합 처리 방법>
이어서, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1)을 사용해서 행하여지는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리 방법에 대해서 설명한다. 도 10은, 이러한 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정의 예를 나타내는 흐름도이다.
우선, 복수매의 상부 웨이퍼(WU)를 수용한 카세트(CU), 복수매의 하부 웨이퍼(WL)를 수용한 카세트(CL), 및 빈 카세트(CT)가, 반출입 스테이션(2)의 소정의 카세트 적재판(11)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상부 웨이퍼(WU)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다.
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)에 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 소정의 감압 분위기 하에서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되어, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사되어, 당해 표면(WU1)이 플라즈마 처리된다. 그리고, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질된다(도 10의 공정 S1).
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 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(WU)를 회전시키면서, 당해 상부 웨이퍼(WU) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 공급된 순수는 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상을 확산하여, 표면 개질 장치(30)에서 개질된 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 수산기(실라놀기)가 부착되어 당해 표면(WU1)이 친수화된다. 또한, 당해 순수에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 세정된다(도 10의 공정 S2).
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 트랜지션(110)을 통해서 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)에 반송된다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 10의 공정 S3).
그 후, 위치 조절 기구(120)로부터 반전 기구(130)의 유지 아암(131)에 상부 웨이퍼(WU)가 수수된다. 계속해서 반송 영역(T1)에서, 유지 아암(131)을 반전시킴으로써, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면이 반전된다(도 10의 공정 S4). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 하방으로 향하게 된다.
그 후, 반전 기구(130)의 유지 아암(131)이, 구동부(133)를 중심으로 회동해서 상부 척(140)의 하방으로 이동한다. 그리고, 반전 기구(130)로부터 상부 척(140)에 상부 웨이퍼(WU)가 수수된다. 상부 웨이퍼(WU)는, 상부 척(140)에 그 이면(WU2)이 흡착 유지된다(도 10의 공정 S5). 구체적으로는, 진공 펌프(172b, 173b, 174b)를 작동시켜, 흡인부(172, 173, 174)에서 상부 웨이퍼(WU)를 진공화하여, 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(140)에 흡착 유지된다.
상부 웨이퍼(WU)에 상술한 공정 S1 내지 S5의 처리가 행하여지고 있는 동안에, 당해 상부 웨이퍼(WU)에 이어서 하부 웨이퍼(WL)의 처리가 행하여진다. 우선, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하부 웨이퍼(WL)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다.
다음으로 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)에 반송되어, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 개질된다(도 10의 공정 S6). 또한, 공정 S6에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 개질은, 상술한 공정 S1과 마찬가지이다.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)에 반송되어, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 친수화됨과 함께 당해 표면(WL1)이 세정된다(도 10의 공정 S7). 또한, 공정 S7에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 친수화 및 세정은, 상술한 공정 S2와 마찬가지이다.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 하부 웨이퍼(WL)는, 트랜지션(110)을 통해서 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)에 반송된다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에 의해, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 10의 공정 S8).
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 하부 척(141)에 반송되고, 하부 척(141)에 그 이면(WL2)이 흡착 유지된다(도 10의 공정 S9). 구체적으로는, 진공 펌프(207a, 207b)를 작동시켜, 흡인 영역(204a, 204b)에서 흡인구(205a, 205b)를 통해서 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하여, 하부 웨이퍼(WL)가 하부 척(141)에 흡착 유지된다.
이어서, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)와의 수평 방향의 위치 조절을 행한다. 구체적으로는, 제1 하부 척 이동부(162)와 제2 하부 척 이동부(165)에 의해 하부 척(141)을 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)으로 이동시키고, 상부 촬상부(151)를 사용하여, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1) 상의 미리 정해진 기준점을 순차적으로 촬상한다. 동시에, 하부 촬상부(161)를 사용하여, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상의 미리 정해진 기준점을 순차적으로 촬상한다. 촬상된 화상은, 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 상부 촬상부(151)에서 촬상된 화상과 하부 촬상부(161)에서 촬상된 화상에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)의 기준점과 하부 웨이퍼(WL)의 기준점이 각각 합치하는 위치에, 제1 하부 척 이동부(162)와 제2 하부 척 이동부(165)에 의해 하부 척(141)을 이동시킨다. 이렇게 해서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향 위치가 조절된다(도 10의 공정 S10).
또한, 공정 S10에서는, 상술한 바와 같이 하부 척(141)을 수평 방향으로 이동시킴과 함께, 제1 하부 척 이동부(162)에 의해 하부 척(141)을 회전시켜, 당해 하부 척(141)의 회전 방향 위치(하부 척(141)의 방향)도 조절된다.
그 후, 제1 하부 척 이동부(162)에 의해 하부 척(141)을 연직 상방으로 이동시켜, 상부 척(140)과 하부 척(141)의 연직 방향 위치의 조절을 행하고, 당해 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)와의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(도 10의 공정 S11). 또한, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)과 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과의 간격은 소정의 거리, 예를 들어 50㎛ 내지 200㎛로 조절된다. 그리고, 도 11에 도시하는 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 소정의 위치에 대향 배치된다.
이어서, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 접합 처리가 행하여진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 본딩 웨이브가 균일해지도록, 미리 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍이 설정되어 있는 경우에 대해서 설명한다. 즉, 예를 들어 전 로트의 상부 웨이퍼(WU)에 대하여 센서(175)에 의해 접합 영역(A)의 확대를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, 금회 로트의 상부 웨이퍼(WU)에 대한, 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍이 설정되고 있다.
우선, 도 12에 도시하는 바와 같이 압동 부재(190)의 실린더부(192)에 의해 액추에이터부(191)를 하강시킨다. 그렇게 하면, 이 액추에이터부(191)의 하강에 수반하여, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부가 가압되어 하강한다. 이때, 전공 레귤레이터로부터 공급되는 공기에 의해, 액추에이터부(191)에는, 소정의 가압 하중이 걸린다. 그리고, 압동 부재(190)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 맞닿게 해서 가압한다(도 10의 공정 S12).
공정 S13에서는, 제1 진공 펌프(172b)의 동작을 정지하고, 제1 흡인부(172)로부터 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 정지함과 함께, 제2 진공 펌프(173b) 및 제3 진공 펌프(174b)는 작동시킨 채 그대로 두고, 제2 흡인부(173) 및 제3 흡인부(174)에서 상부 웨이퍼(WU)를 진공화한다.
상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 맞닿게 해서 가압하면, 당해 중심부의 사이에 접합이 개시된다. 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S1, S6에서 개질되어 있기 때문에, 우선, 표면(WU1, WL1)간에 반데르발스힘(분자간력)이 발생하여, 당해 표면(WU1, WL1)끼리가 접합된다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S2, S7에서 친수화되어 있기 때문에, 표면(WU1, WL1)간의 친수기가 수소 결합해서(분자간력), 표면(WU1, WL1)끼리가 견고하게 접합된다. 이와 같이 하여, 접합 영역(A)이 형성된다.
그 후, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)와의 사이에서는, 상부 웨이퍼(WU) 및 하부 웨이퍼(WL)의 중심부로부터 외주부를 향해서 접합 영역(A)이 확대되어 가는 본딩 웨이브가 발생한다.
도 13에 도시하는 바와 같이 압동 부재(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 가압한 상태에서 제2 진공 펌프(173b)의 작동을 정지하고, 제2 흡인부(173)로부터 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 정지한다. 이때, 상술한 바와 같이 8개의 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍을 상이하게 한다. 즉, 45° 방향에서의 제2 흡인부(173)가 상부 웨이퍼(WU)를 떼어 놓는 타이밍을 늦게 하고, 90° 방향에서의 제2 흡인부(173)가 상부 웨이퍼(WU)를 떼어 놓는 타이밍을 빠르게 한다. 이에 의해 8개의 센서(175)의 위치에서, 접합 영역(A)이 도달하는 타이밍을 거의 동일하게 할 수 있어, 본딩 웨이브를 균일하게 할 수 있다.
또한 도 14에 도시한 바와 같이, 제3 진공 펌프(174b)의 작동을 정지하고, 제3 흡인부(174)로부터 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 정지한다. 그리고, 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상에 순차적으로 낙하해서 맞닿고, 상술한 표면(WU1, WL1)간의 반데르발스힘과 수소 결합에 의한 접합이 순차적으로 넓어진다. 이렇게 해서, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 전체면에서 맞닿아, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된다(도 10의 공정 S13). 이때, 본딩 웨이브가 균일하게 되어 있으므로, 접합된 중합 웨이퍼(WT)의 왜곡(디스토션)을 억제할 수 있다.
또한, 공정 S13에서는, 8개의 센서(175)를 사용해서 접합 영역(A)을 검출하고, 본딩 웨이브를 모니터링하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 상태를 검사한다. 상술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 미리 본딩 웨이브가 균일해지도록 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍이 설정되어 있지만, 다양한 외란에 의해 본딩 웨이브가 불균일해지는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 경고를 발함으로써, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 본딩 웨이브가 불균일해지는 경우, 센서(175)의 검출 결과에 기초하여, 후속하는 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합할 때의, 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍을 보정한다.
그 후, 도 15에 도시하는 바와 같이 압동 부재(190)의 액추에이터부(191)를 상부 척(140)까지 상승시킨다. 또한, 진공 펌프(207a, 207b)의 작동을 정지하여, 흡인 영역(204)에서의 하부 웨이퍼(WL)의 진공화를 정지하여, 하부 척(141)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 흡착 유지를 정지한다.
상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)에 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)에 반송된다. 이렇게 해서, 일련의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리가 종료된다.
이상의 실시 형태에 의하면, 센서(175)에 의해, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)가, 당해 상부 척(140)으로부터 이탈하는 것을 검출할 수 있어, 본딩 웨이브를 파악할 수 있다. 그리고, 제어부(70)에서는, 센서(175)의 검출 결과에 기초하여, 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍을 제어한다. 이에 의해, 본딩 웨이브를 균일하게 할 수 있어, 중합 웨이퍼(WT)의 왜곡을 억제할 수 있다.
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 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
<4. 다른 실시 형태>
이어서, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다.
이상의 실시 형태의 상부 척(140)에 있어서, 센서(175)는 제1 흡인부(172)와 제2 흡인부(173)의 사이에서, 본체부(170)와 동심 원주 상에 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있었지만, 센서(175)의 배치는 이것에 한정되지 않는다.
도 16에 도시하는 바와 같이 센서(175)는, 제1 흡인부(172)와 제2 흡인부(173)의 사이 외에도, 또한 제2 흡인부(173)보다도 본체부(170)의 내주측에서, 본체부(170)와 동심 원주 상에 복수, 예를 들어 8개, 둘레 방향으로 배열하여 소정의 간격을 두고 배치되어 있어도 된다. 즉, 2개의 센서(175), 제1 흡인부(172)의 중심부 및 제2 흡인부(173)의 중심부는, 본체부(170)의 동일 중심선 상에 배치되어 있다. 또한, 이하에서는, 제1 흡인부(172)와 제2 흡인부(173)의 사이의 센서(175)를 센서(175a)라고 하고, 제2 흡인부(173)의 내주측의 센서(175)를 센서(175b)라고 한다.
이러한 경우, 센서(175b)의 검출 결과에 기초하여, 당해 센서(175b)와 동일 중심선 상에 있는 제2 흡인부(173)의 흡착 타이밍을 제어할 수 있다. 따라서, 제2 흡인부(173)를 실시간으로 피드 포워드 제어할 수 있어, 본딩 웨이브를 보다 확실하고 균일하게 할 수 있다.
또한, 센서(175a)를 생략하고, 센서(175b)만을 설치해도 된다. 단, 센서(175a)는, 본체부(170)의 중심부로부터 이격되어 배치되어 있기 때문에, 센서(175b)에 비해 접합 영역(A)의 불균일 확산을 현저하게 파악할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 상부 웨이퍼(WU)의 직경이 300mm인 경우, 센서(175a)는, 본체부(170)의 중심부로부터 직경 240mm보다 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 종래에 있어서의 접합 영역(A)은 대략 사각 형상으로 확대된다. 이 접합 영역(A)의 확대의 대칭성을 고려하면, 센서(175)의 수를 적게 하는 것도 가능하다.
예를 들어 도 17의 (a) 내지 (b)에 도시하는 바와 같이 2개의 센서(175)를 본체부(170)의 원주 상에 일렬로 배치해도 된다. 즉, 적어도 45° 방향과 90° 방향으로 각각 1개의 센서(175)가 배치되어 있으면 된다. 이러한 경우, 45° 방향의 센서(175)를 사용하여, 다른 45° 방향의 접합 영역(A)의 확대를 추측할 수 있고, 또한 90° 방향의 센서(175)를 사용하여, 다른 90° 방향의 접합 영역(A)의 확대를 추측할 수 있다.
단, 도 7에 도시한 바와 같이 센서(175)를 본체부(170)의 원주 상의 전체 둘레에 걸쳐서 설치한 경우, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 사이의 간격의 대소까지 파악할 수 있다. 여기서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)는 엄밀하게는 평행이 아니라, 미소한 거리, 예를 들어 수 ㎛ 기울어져 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 간격이 큰 쪽이 공기가 외부로 빠지기 더 쉽기 때문에, 접합 영역(A)이 빨리 확대된다. 이렇게 접합 영역(A)의 확대에 차가 있어도, 센서(175)가 본체부(170)의 전체 둘레에 설치되어 있으면, 본딩 웨이브를 적절하게 파악할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 센서(175)를 사용해서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 맞닿음 상태를 검출하여, 본딩 웨이브를 파악하고 있었지만, 또한 액추에이터부(191)의 변위를 측정하여, 본딩 웨이브를 파악해도 된다. 도 19에 도시하는 바와 같이 압동 부재(190)에는, 레이저 변위계(300)가 설치되어 있다. 레이저 변위계(300)는, 액추에이터부(191)에 설치된 타깃(301)의 변위를 측정하여, 당해 액추에이터부(191)의 변위를 측정한다.
이러한 경우, 상기 실시 형태의 공정 S12(도 12)에서, 압동 부재(190)의 액추에이터부(191)를 하강시킬 때, 레이저 변위계(300)에 의해 액추에이터부(191)의 변위를 측정한다. 그리고, 이 레이저 변위계(300)로 측정된 변위가 소정의 역치에 달했을 때, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부가 맞닿은 것을 검출한다.
이렇게 레이저 변위계(300)에 의한 측정 결과에 기초하여, 접합 영역(A)의 개시를 파악할 수 있으므로, 본딩 웨이브를 보다 적절하게 파악할 수 있다. 또한, 레이저 변위계(300)에 의한 측정 결과에 기초하여, 흡인부(172 내지 174)의 흡착 타이밍을 제어하는 것도 가능하게 된다.
또한, 압동 부재(190)에 설치되는 변위계는, 레이저 변위계(300)에 한정되지 않고, 액추에이터부(191)의 변위를 측정할 수 있는 것이라면 임의로 선택할 수 있다.
이상의 실시 형태의 상부 척(140)에 있어서, 8개의 제2 흡인부(173)의 각각에는 하나의 제2 진공 펌프(173b)가 접속되어 있었지만, 복수의 제2 진공 펌프(173b)가 복수의 제2 흡인부(173)의 동작을 그룹 단위로 제어해도 된다. 예를 들어 4개의 45° 방향에 있는 제1 그룹의 제2 흡인부(173)를, 1개의 제2 진공 펌프(173b)로 제어해도 된다. 또한, 4개의 90° 방향에 있는 제2 그룹의 제2 흡인부(173)를, 다른 제2 진공 펌프(173b)로 제어해도 된다.
마찬가지로, 8개의 제1 흡인부(172)에 대해서도, 복수의 제1 진공 펌프(172b)가 복수의 제1 흡인부(172)의 동작을 그룹 단위로 제어해도 된다.
또한, 흡인부(172 내지 174)의 수나 배치는, 도 7에 나타낸 예에 한정되지 않는다. 본체부(170)에 있어서 동일 원주 상의 흡인부의 수는, 8개 이외이어도 된다. 또한, 본체부(170)에 있어서, 흡인부는 3중 이상으로 설치되어 있어도 된다.
이상의 실시 형태의 접합 장치(41)에서는, 하부 척(141)이 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있었지만, 상부 척(140)을 수평 방향으로 이동 가능하게 구성해도 되고, 또는 상부 척(140)과 하부 척(141)을 모두 수평 방향으로 이동 가능하게 구성해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태의 접합 장치(41)에서는, 하부 척(141)이 연직 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있었지만, 상부 척(140)을 연직 방향으로 이동 가능하게 구성해도 되고, 또는 상부 척(140)과 하부 척(141)을 모두 연직 방향으로 이동 가능하게 구성해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태의 접합 장치(41)에서는, 하부 척(141)이 회전 가능하게 구성되어 있었지만, 상부 척(140)을 회전 가능하게 구성해도 되고, 또는 상부 척(140)과 하부 척(141)을 모두 회전 가능하게 구성해도 된다.
이상의 실시 형태의 접합 시스템(1)에 있어서, 접합 장치(41)에서 웨이퍼(WU, WL)를 접합한 후, 접합된 중합 웨이퍼(WT)를 소정의 온도에서 더 가열(어닐 처리)해도 된다. 중합 웨이퍼(WT)에 이러한 가열 처리를 행함으로써, 접합 계면을 보다 견고하게 결합시킬 수 있다.
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 있음은 명확하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은, 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
1 : 접합 시스템 2 : 반출입 스테이션
3 : 처리 스테이션 30 : 표면 개질 장치
40 : 표면 친수화 장치 41 : 접합 장치
61 : 웨이퍼 반송 장치 70 : 제어부
140 : 상부 척 141 : 하부 척
172 : 제1 흡인부 173 : 제2 흡인부
174 : 제3 흡인부 175 : 센서
190 : 압동 부재 300 : 레이저 변위계
WU : 상부 웨이퍼 WL : 하부 웨이퍼
WT : 중합 웨이퍼

Claims (18)

  1. 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서,
    하면에 제1 기판을 진공화해서 흡착 유지하는 제1 유지부와,
    상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화해서 흡착 유지하는 제2 유지부와,
    상기 제1 유지부에 설치되고, 상기 제1 기판의 중심부를 가압하는 압동 부재와,
    상기 제1 유지부에 설치되고, 당해 제1 유지부로부터의 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 복수의 기판 검출부를 포함하는, 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 기판에 광을 조사하고, 당해 제1 기판으로부터 반사된 반사광의 수광량을 측정하는, 접합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 기판과의 사이의 정전 용량을 측정하는, 접합 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 유지부와 상기 제1 기판과의 거리를 측정하는, 접합 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 유지부와 동심원 관계로 당해 제1 유지부에 설치되어 있는, 접합 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 유지부의 복수의 원주 중의 적어도 하나 상에 설치되어 있는, 접합 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 제1 유지부는, 상기 제1 기판에 접촉하여, 당해 제1 기판을 진공화해서 흡착하는 복수의 흡인부를 포함하고,
    상기 접합 장치는, 상기 복수의 기판 검출부의 검출 결과에 기초하여, 상기 복수의 흡인부를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 접합 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 기판 검출부 중의 하나가 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 타이밍과, 상기 복수의 기판 검출부 중의 다른 것이 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 타이밍과의 시간차를 산출하고, 당해 시간차가 미리 결정된 역치 내로 되도록 상기 복수의 흡인부를 제어하는, 접합 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 압동 부재의 변위를 측정하는 변위계를 더 포함하는, 접합 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 기재된 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서,
    상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과,
    상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유하고, 또한 상기 처리 스테이션에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반출입하는 반출입 스테이션을 포함하고,
    상기 처리 스테이션은,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
    상기 표면 개질 장치에서 개질된 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
    상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 상기 제1 기판, 상기 제2 기판 또는 상기 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 포함하고,
    상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치에서 표면이 친수화된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는, 접합 시스템.
  11. 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
    제1 유지부의 하면에 유지된 제1 기판과 제2 유지부의 상면에 유지된 제2 기판을 대향 배치하는 배치 공정과,
    그 후, 상기 제1 유지부에 설치되고, 상기 제1 기판의 중심부를 가압하는 압동 부재를 하강시켜, 당해 압동 부재에 의해 상기 제1 기판의 중심부와 상기 제2 기판의 중심부를 가압해서 맞닿게 하는 가압 공정과,
    그 후, 상기 제1 기판의 중심부와 상기 제2 기판의 중심부가 맞닿은 상태에서, 상기 제1 기판의 중심부로부터 외주부를 향해서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 순차적으로 접합하는 접합 공정을 포함하고,
    상기 접합 공정에서, 상기 제1 유지부에 설치된 복수의 기판 검출부에 의해, 당해 제1 유지부로부터의 상기 제1 기판의 이탈을 검출하여, 접합 처리의 상태를 검사하는, 접합 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 기판에 광을 조사하여, 당해 제1 기판으로부터 반사된 반사광의 수광량을 측정하는, 접합 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 기판과의 사이의 정전 용량을 측정하는, 접합 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부는, 상기 제1 유지부와 상기 제1 기판과의 거리를 측정하는, 접합 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 유지부는, 상기 제1 기판에 접촉하여, 당해 제1 기판을 진공화해서 흡착하는 복수의 흡인부를 포함하고,
    상기 복수의 기판 검출부의 검출 결과에 기초하여, 상기 복수의 흡인부를 제어하는, 접합 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 기판 검출부 중의 하나가 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 타이밍과, 상기 복수의 기판 검출부 중의 다른 것이 상기 제1 기판의 이탈을 검출하는 타이밍과의 시간차를 산출하고, 당해 시간차가 미리 결정된 역치 내로 되도록 상기 복수의 흡인부를 제어하는, 접합 방법.
  17. 제11항 내지 제14항 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 접합 공정에서, 변위계에 의해 상기 압동 부재의 변위를 더 측정하고, 상기 변위계에 의한 측정 결과와 상기 복수의 기판 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 접합 처리의 상태를 검사하는, 접합 방법.
  18. 제11항 내지 제14항 중의 어느 하나에 기재된 접합 방법을 접합 장치에 의해 실행시키도록, 당해 접합 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체.
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