KR20180129671A - 기판 처리 장치 및 기판 유지부의 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 유지부의 제조 방법 Download PDF

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KR20180129671A
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Abstract

자외선 처리를 수반하는 기판 처리를 효율 좋게 행한다. 기판 처리 장치(30)는, 피처리 기판(W)을 유지하는 제 1 유지부(200)와, 제 1 유지부(200)에 대향 배치되고, 지지 기판(S)을 정전 흡착하여 유지하는 제 2 유지부(300)와, 제 1 유지부(200)에 유지된 피처리 기판(W)과 제 2 유지부(300)에 유지된 지지 기판(S)의 사이에 마련된 접착제(G)에 대하여, 자외선을 조사하는 자외선 조사부(400)를 가진다. 지지 기판(S)과 제 2 유지부(300)는 각각 자외선을 투과하는 재료로 이루어진다. 제 2 유지부(300)의 내부에는 지지 기판(S)을 정전 흡착하기 위한 전극(320)이 마련되어 있다. 제 2 유지부(300)의 내부이며 전극(320)보다 지지 기판(S)측에는, 자외선의 투과 방향을 확산하는 확산층(330)이 형성되어 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 유지부의 제조 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF SUBSTRATE HOLDING UNIT}
본 발명은 피처리 기판과 지지 기판에 대하여 정해진 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판을 정전 흡착하여 유지하는 기판 유지부의 제조 방법에 관한 것이다.
근래, 예를 들면 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서, 실리콘 웨이퍼 또는 화합물 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판의 대구경화(大口徑化) 및 박화(薄化)가 진행되고 있다. 이와 같은 대구경이며 얇은 반도체 기판(이하, 피처리 기판이라고 함)은 반송 시 또는 연마 처리 시에 휨 또는 깨짐이 생길 우려가 있다. 이 때문에, 피처리 기판에 지지 기판을 맞붙임으로써, 피처리 기판을 보강하는 것이 행해지고 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는 접착 테이프를 개재하여 피처리 기판(웨이퍼)과 지지 기판(유리판)을 접합하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 이와 같이 피처리 기판과 지지 기판을 접합한 후, 지지 기판측으로부터 자외선을 조사하여 접착 테이프의 접착성을 향상시키고 있다.
일본특허공개공보 2015-149433호
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, 피처리 기판과 지지 기판의 접합 처리와 지지 기판측으로부터의 자외선 처리가 개별적으로 행해지고 있으므로, 일련의 기판 처리의 스루풋에 개선의 여지가 있다. 또한, 특허 문헌 1에는 이러한 스루풋 향상을 위한 구체적인 장치 구성은 개시되어 있지 않고, 그 시사도 없다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 자외선 처리를 수반하는 기판 처리를 효율 좋게 행하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 피처리 기판과 지지 기판에 대하여 정해진 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 상기 피처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부에 대향 배치되고, 상기 지지 기판을 정전 흡착하여 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 피처리 기판과 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 지지 기판의 사이에 마련된 자외선 경화 재료에 대하여, 자외선을 조사하는 자외선 조사부를 가지고, 상기 지지 기판과 상기 제 2 유지부는 각각 자외선을 투과하는 재료로 이루어지고, 상기 제 2 유지부의 내부에는 상기 지지 기판을 정전 흡착하기 위한 전극이 마련되고, 상기 제 2 유지부의 내부이며 상기 전극보다 상기 지지 기판측에는, 자외선의 투과 방향을 확산하는 확산층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 기판 처리 장치에서는, 제 1 유지부로 피처리 기판을 유지하고, 제 2 유지부로 지지 기판을 유지한 상태에서, 자외선 경화 재료를 개재하여 피처리 기판과 지지 기판을 접합할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치에서는, 자외선 조사부에 의해, 제 2 유지부 및 지지 기판측으로부터 자외선 경화 재료에 대하여 자외선을 조사할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 장치에서 접합 처리와 자외선 처리를 행할 수 있어, 일련의 기판 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 피처리 기판과 지지 기판의 사이에 공기가 들어가 보이드가 발생하는 것을 억제하기 위하여, 본 발명의 기판 처리는 진공 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 이와 같은 진공 분위기 하에서 지지 기판을 유지하기 위하여, 제 2 유지부의 내부에는 전극이 마련되고, 이 전극에 의해 지지 기판이 정전 흡착된다. 그러나, 자외선 처리에 있어서는 제 2 유지부의 내부를 자외선이 투과하지만, 전극이 있으면 자외선의 분포에 불균일이 생긴다. 즉, 제 2 유지부의 자외선 투과율과 전극의 자외선 투과율이 상이하기 때문에, 예를 들면 전극이 마련되어 있지 않은 곳의 자외선 투과율은 높지만, 전극이 마련되어 있는 곳의 자외선 투과율이 낮아진다. 그러면, 자외선 처리를 균일하게 행할 수 없어, 접합 후의 중합 기판의 접합 상태(접합 강도 또는 두께)가 불균일하게 된다. 또한, 자외선 경화 재료가 광학적인 애플리케이션에 이용되는 경우, 이와 같이 자외선 처리가 불균일하게 행해지면, 제품에 있어서 광의 투과 상태가 불균일하게 되는 경우도 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 유지부의 내부이며 전극보다 지지 기판측에는, 확산층이 형성되어 있다. 이 확산층에 의해 자외선의 투과 방향이 확산되어, 전극의 유무에 의해 불균일하게 된 자외선 분포를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 자외선 처리를 균일하게 행할 수 있다.
상기 확산층은 상기 전극보다 상기 지지 기판측에 있어서 복수층으로 형성되어 있어도 된다.
상기 기판 처리 장치는 상기 피처리 기판과 상기 지지 기판을 내부에 수용하는 진공 챔버를 더 가지고 있어도 된다.
상기 자외선 조사부는 상기 진공 챔버의 외부에 마련되어 있어도 된다.
상기 제 2 유지부는 상기 지지 기판의 유지면이 진공 챔버의 내부에 위치하고, 당해 유지면과 반대측의 면이 상기 진공 챔버로부터 노출되도록 마련되어 있어도 된다.
다른 관점에 따른 본 발명은, 기판을 정전 흡착하여 유지하는 기판 유지부의 제조 방법으로서, 제 1 기체(基體)의 표면에 요철을 형성하는 제 1 공정과, 상기 제 1 기체의 표면에 전극을 마련하는 제 2 공정과, 상기 제 1 기체의 표면과 제 2 기체의 표면의 사이에 충전제를 충전하고, 당해 제 1 기체와 제 2 기체를 맞붙이는 제 3 공정을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 기판 유지부의 제조 방법은, 상기 제 3 공정 후, 상기 제 1 기체의 이면에 요철을 형성하는 제 4 공정을 가지고 있어도 된다.
상기 기판은 자외선 경화 재료를 개재하여 피처리 기판을 지지하는 지지 기판이어도 된다.
본 발명에 따르면, 자외선 처리를 수반하는 기판 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 3은 피처리 기판과 지지 기판의 측면도이다.
도 4는 기판 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 5는 제 2 유지부의 일부를 확대한 설명도이다.
도 6은 제 2 유지부를 투과한 자외선의 투과율의 분포를 나타내고, (a)는 확산층을 형성하지 않을 경우의 자외선 투과율의 분포를 나타내며, (b)는 확산층을 형성한 경우의 자외선 투과율의 분포를 나타낸다.
도 7은 제 2 유지부의 제조 방법에 있어서의 주요 공정을 나타내는 설명도이다.
도 8은 다른 실시 형태에 따른 제 2 유지부의 일부를 확대한 설명도이다.
도 9는 다른 실시 형태에 따른 제 2 유지부의 일부를 확대한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 기판의 처리로서, 피처리 기판과 지지 기판을 접합하는 접합 처리 및 자외선 경화 재료인 접착제에 대한 자외선 처리에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
<1. 기판 처리 시스템의 구성>
먼저, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 도 1 ~ 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 2는 기판 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다. 도 3은 피처리 기판과 지지 기판의 측면도이다. 또한, 이하에 있어서는 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향이라 한다.
이하에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 피처리 기판(W)의 판면 중, 접착제(G)를 개재하여 지지 기판(S)과 접합되는 측의 판면을 '접합면(Wj)'이라고 하고, 접합면(Wj)과는 반대측의 판면을 '비접합면(Wn)'이라고 한다. 또한, 지지 기판(S)의 판면 중, 접착제(G)를 개재하여 피처리 기판(W)과 접합되는 측의 판면을 '접합면(Sj)'이라고 하고, 접합면(Sj)과는 반대측의 판면을 '비접합면(Sn)'이라고 한다. 그리고, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)이 접착제(G)를 개재하여 접합되어, 중합 기판(T)이 제작된다.
피처리 기판(W)은, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 또는 화합물 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판에 복수의 전자 회로(디바이스)가 형성된 기판이며, 전자 회로가 형성되는 측의 판면을 접합면(Wj)으로 하고 있다. 이러한 피처리 기판(W)은, 지지 기판(S)과의 접합 후, 비접합면(Wn)이 연마 처리됨으로써 박화된다. 또한, 피처리 기판(W)에는 유리 기판이 이용되어도 된다.
지지 기판(S)은 피처리 기판(W)과 대략 동일 직경의 기판이며, 피처리 기판(W)을 지지한다. 지지 기판(S)에는 예를 들면 유리 기판 등이 이용된다. 또한, 지지 기판(S)은, 자외선을 투과하는 재료로 이루어지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 석영판 또는 사파이어판, 아크릴판 등을 이용해도 된다.
접착제(G)로 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)을 접착하여 접합한다. 또한, 접착제(G)에는 자외선에 의해 경화되는 재료, 예를 들면 자외선 경화 수지가 이용된다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 피처리 기판(W), 복수의 지지 기판(S), 복수의 중합 기판(T)을 각각 수용 가능한 카세트(Cw, Cs, Ct)가 반입반출되는 반입반출 스테이션(2)과, 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)에 대하여 정해진 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트 배치판(11)이 마련되어 있다. 카세트 배치판(11)은 Y축 방향(도 1 중의 상하 방향)으로 일렬로 나열되어 배치되어 있다. 이러한 카세트 배치판(11)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(Cw, Cs, Ct)를 반입반출할 때에, 카세트(Cw, Cs, Ct)를 배치할 수 있다. 이와 같이 반입반출 스테이션(2)은 복수의 피처리 기판(W), 복수의 지지 기판(S), 복수의 중합 기판(T)을 보유 가능하게 구성되어 있다.
또한, 카세트 배치판(11)의 개수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다. 또한, 카세트 중 1 개를 결함 기판의 회수용으로서 이용해도 된다. 즉, 다양한 요인으로 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)의 접합에 결함이 생긴 기판을 다른 정상인 중합 기판(T)과 분리할 수 있는 카세트이다.
반입반출 스테이션(2)에는, 카세트 배치대(10)에 인접하여 제 1 기판 반송 영역(20)이 마련되어 있다. 제 1 기판 반송 영역(20)에는, Y축 방향으로 연장되는 반송로(21) 상을 이동 가능한 제 1 기판 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 제 1 기판 반송 장치(22)는 연직 방향 및 연직축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하고, 각 카세트 배치판(11) 상의 카세트(Cw, Cs, Ct)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51)의 사이에서 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)을 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는 각종 처리 장치를 구비한 복수, 예를 들면 3 개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1 중의 Y축 부방향측)에는 제 1 처리 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1 중의 Y축 정방향측)에는 제 2 처리 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입반출 스테이션(2)측(도 1 중의 X축 부방향측)에는 제 3 처리 블록(G3)이 마련되어 있다.
예를 들면 제 1 처리 블록(G1)에는, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)에 대하여 접합 처리 및 자외선 처리를 행하는 기판 처리 장치(30 ~ 33)가 반입반출 스테이션(2)측으로부터 이 순서로 X축 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(30 ~ 33)의 장치수 및 배치는 임의로 설정할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(30 ~ 33)의 구성에 대해서는 후술한다.
예를 들면 제 2 처리 블록(G2)에는, 피처리 기판(W)에 접착제(G)를 도포하는 도포 장치(40 ~ 43)가, 반입반출 스테이션(2)측으로부터 이 순서로 X축 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 또한, 도포 장치(40 ~ 43)의 장치수 및 배치는 임의로 설정할 수 있다.
상기 도포 장치(40 ~ 43)에는 공지의 스핀 도포 장치가 이용된다. 즉, 도포 장치(40 ~ 43)는 피처리 기판(W)을 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지된 피처리 기판(W) 상에 접착제(G)를 공급하는 접착제 노즐을 가지고 있다.
예를 들면 제 3 처리 블록(G3)에는, 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래로부터 이 순서로 2 단으로 마련되어 있다. 또한, 제 3 처리 블록(G3)에는 그 외에, 접합 전의 피처리 기판(W), 지지 기판(S)의 식별 번호를 판독하여 피처리 기판(W), 지지 기판(S)을 식별하는 기판 식별 장치(도시 생략), 또는 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)의 버퍼 장치(도시 생략)가 마련되어 있어도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 처리 블록(G1) ~ 제 3 처리 블록(G3)에 둘러싸인 영역에는 제 2 기판 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 제 2 기판 반송 영역(60)에는 예를 들면 제 2 기판 반송 장치(61)가 배치되어 있다.
제 2 기판 반송 장치(61)는, 예를 들면 연직 방향, 수평 방향(X축 방향, Y축 방향) 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송암을 가지고 있다. 제 2 기판 반송 장치(61)는 제 2 기판 반송 영역(60) 내를 이동하고, 주위의 제 1 처리 블록(G1), 제 2 처리 블록(G2) 및 제 3 처리 블록(G3) 내의 정해진 장치에 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)을 반송할 수 있다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 제어부(70)가 마련되어 있다. 제어부(70)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시 생략)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치 및 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 후술하는 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(70)에 인스톨된 것이어도 된다.
<2. 기판 처리 장치의 구성>
다음에, 상술한 기판 처리 장치(30 ~ 33)의 구성에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 있어서는 기판 처리 장치(30)의 구성에 대하여 설명하고, 기판 처리 장치(31 ~ 33)의 구성은 기판 처리 장치(30)의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다.
도 4에 나타내는 바와 같이 기판 처리 장치(30)는 내부를 밀폐 가능한 진공 챔버(100)를 가지고 있다. 진공 챔버(100)에는 예를 들면 진공 펌프를 구비한 감압 기구(도시 생략)가 마련되고, 당해 감압 기구에 의해 진공 챔버(100)의 내부는 정해진 진공도의 진공 분위기로 유지된다. 또한, 진공 챔버(100)에는, 진공 챔버(100) 내로 예를 들면 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 기구(도시 생략)가 마련되어 있어도 된다.
진공 챔버(100)의 제 2 기판 반송 영역(60)측의 측면에는, 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)의 반입반출구(도시 생략)가 형성되고, 당해 반입반출구에는 개폐 셔터(도시 생략)가 마련되어 있다. 그리고, 진공 챔버(100)의 내부에는 피처리 기판(W), 지지 기판(S), 중합 기판(T)이 수용된다.
진공 챔버(100)의 내부에는, 피처리 기판(W)을 하면에서 유지하는 제 1 유지부(200)와, 지지 기판(S)을 상면에서 유지하는 제 2 유지부(300)가 마련되어 있다. 제 2 유지부(300)는 제 1 유지부(200)의 하방에 마련되고, 제 1 유지부(200)와 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 제 1 유지부(200)에 유지된 피처리 기판(W)과 제 2 유지부(300)에 유지된 지지 기판(S)은 대향하여 배치된다.
제 1 유지부(200)에는 공지의 정전 척이 이용된다. 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)의 접합 처리를 적절히 행하기 위해서는, 이들 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)이 정해진 위치에 유지되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 제 1 유지부(200)에는 진공 분위기 하에서도 피처리 기판(W)을 적절하게 유지할 수 있는 정전 척이 이용된다.
또한, 제 1 유지부(200)는 승강 기구(도시 생략)에 의해 연직 방향으로 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 진공 챔버(100)를 상부 챔버와 하부 챔버로 분할하여, 상부 챔버를 연직 방향으로 승강 가능하게 구성하고, 제 1 유지부(200)는 이 상부 챔버에 연동하여 승강 가능하게 구성되어 있어도 된다.
제 2 유지부(300)에는 정전 척이 이용된다. 이 제 2 유지부(300)에 정전 척이 이용되는 이유도 상술한 제 1 유지부(200)에 정전 척이 이용되는 이유와 동일하다. 또한, 제 2 유지부(300)의 구성에 대해서는 후술한다.
또한, 제 2 유지부(300)는 그 하부(저면(底面))가 진공 챔버(100)로부터 노출되도록 마련되어 있다. 후술하는 바와 같이 제 2 유지부(300)의 하방에는 자외선 조사부(400)가 마련되고, 이 자외선 조사부(400)로부터 조사되는 자외선은 제 2 유지부(300)의 내부를 투과한다. 제 2 유지부(300)가 완전히 진공 챔버(100)의 내부에 마련되어 있으면, 진공 챔버(100)의 저면의 일부를 자외선이 투과하는 재료로 형성할 필요가 있다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 제 2 유지부(300)를 진공 챔버(100)로부터 노출시키고 있으므로, 진공 챔버(100)의 저면을 자외선 투과 재료로 형성할 필요가 없다. 따라서, 장치 구성을 간략화할 수 있어, 장치에 드는 비용을 억제할 수 있다.
진공 챔버(100)의 외부에는, 접착제(G)에 대하여 자외선을 조사하는 자외선 조사부(400)가 마련되어 있다. 자외선 조사부(400)로부터 조사되는 자외선의 파장은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 365 nm이다.
자외선 조사부(400)에는 공지의 자외선 조사 장치가 이용된다. 즉, 자외선 조사부(400)는, 예를 들면 기판 상에 복수의 LED(발광 다이오드)를 배치한 구성을 가지고 있다. 이러한 경우, LED는 자외선 조사 시의 발열량이 크고 또한 아웃 가스도 발생하기 때문에, 자외선 조사부(400)는 진공 챔버(100)의 외부에 배치된다.
또한, 기판 처리 장치(30)에는, 상기의 구성 외에, 접합 전에 피처리 기판(W) 또는 지지 기판(S)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절부(도시 생략), 또는 접합 전에 피처리 기판(W) 또는 지지 기판(S)을 반전시키는 반전부(도시 생략) 등이 마련된다.
또한, 기판 처리 장치(30 ~ 33)에 있어서의 각 부의 동작은 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.
<3. 제 2 유지부의 구성 및 그 제조 방법>
다음에, 상술한 제 2 유지부(300)의 구성 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 제 2 유지부(300)의 일부를 확대한 설명도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지부(300)는 평판 형상의 기체(310)를 가지고 있다. 기체(310)에는 예를 들면 석영 유리 등이 이용된다. 또한, 기체(310)는 자외선을 투과하는 재료로 이루어지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 다른 투명체를 이용해도 된다.
기체(310)의 내부에는 지지 기판(S)을 정전 흡착하기 위한 전극(320)이 마련되어 있다. 전극(320)에는 예를 들면 ITO(산화 인듐 주석)가 이용된다. 또한, 전극(320)은 자외선을 투과하는 재료로 이루어지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 다른 투명 전극을 이용해도 된다.
전극(320)은 측면에서 볼 때 정해진 간격 예를 들면 0.2 μm로 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 빗살 형상으로 배치되어 있다. 여기서, 제 2 유지부(300)에는, 절연체인 지지 기판(S)을 정전 흡착하기 위하여, 이른바 그라디엔트 타입의 정전 척이 이용된다. 이러한 경우, 제 2 유지부(300)에서는, 전극(320)에 인가된 전하에 대하여 지지 기판(S)이 정전 유도 혹은 유전 분극에 의해 대전하여 흡착한다. 그리고, 상술한 바와 같이 전극(320)을 작게 또한 간격을 좁게 함으로써 큰 불균일 전계를 형성하여, 그라디엔트력에 의해 절연체인 지지 기판(S)을 흡착할 수 있다.
기체(310)의 내부에는, 전극(320)의 상방에 있어서, 자외선의 투과 방향을 확산하는 확산층(330)이 형성되어 있다. 확산층(330)은 요철을 가지고, 이 요철에 의해 자외선을 난반사시켜 확산할 수 있다. 또한, 확산층(330)은 평면에서 봤을 때 기체(310)의 전면(全面)에 형성되어 있다.
여기서, 확산층(330)의 작용 효과에 대하여 설명한다. 도 6은 제 2 유지부(300)를 투과한 자외선의 투과율의 분포를 나타내고, (a)는 확산층(330)을 형성하지 않을 경우의 자외선 투과율의 분포를 나타내며, (b)는 확산층(330)을 형성한 경우의 자외선 투과율의 분포를 나타낸다.
도 6의 (a)를 참조하면, 전극(320)이 마련된 부분에서는 자외선 투과율이 40%로 낮고, 전극(320)이 마련되어 있지 않은 부분에서는 자외선 투과율이 90%로 높다. 이것은 전극(320)이 자외선을 흡수하기 쉬워, 기체(310)에 비하여 자외선을 투과하기 어렵기 때문이다. 즉, 전극(320)과 기체(310)에서는 자외선 투과율이 상이하다. 따라서, 확산층(330)을 형성하지 않을 경우, 자외선 투과율의 분포(수평 방향 분포)가 불균일하게 되고, 접착제(G)에 조사되는 자외선에는 전극(320)의 패턴에 기인하는 투영 불균일이 생긴다. 이 때문에, 접착제(G)에 대한 자외선 처리를 균일하게 행할 수 없다. 그리고 자외선 처리에 있어서, 이와 같이 접착제(G)에 있어서의 자외선 조사 강도에 불균일이 생기면, 접착제(G)의 경화에 시간차가 생기고, 이것이 경화 불균일이 된다. 경화 불균일이 발생하면, 중합 기판(T)의 접합 상태(접합 강도 또는 두께)가 불균일하게 되는 경우가 있다.
한편, 도 6의 (b)를 참조하면, 확산층(330)을 투과한 자외선의 투과율은 수평 방향으로 균일하게 된다. 이것은 전극(320) 또는 기체(310)를 투과한 자외선이 확산층(330)에 의해 확산하여, 수평 방향으로 균일하게 분포되기 때문이다. 따라서, 확산층(330)을 형성한 경우, 전극(320)의 유무에 상관없이 자외선 투과율의 분포를 균일하게 할 수 있어, 접착제(G)에 대한 자외선 처리를 균일하게 행할 수 있다.
다음에, 이상의 구성을 가지는 제 2 유지부(300)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 7은 이러한 제 2 유지부(300)의 제조 방법에 있어서의 주요 공정을 나타내는 설명도이다.
먼저, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 평판 형상의 제 1 기체(311)의 표면(311a)에 요철을 형성한다. 요철은 예를 들면 샌드 블라스트에 의해 표면(311a)의 전면에 형성된다. 그리고, 이 요철이 형성된 표면(311a)이 확산층(330)이 된다. 또한, 표면(311a)의 요철의 형성 방법은 본 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 표면(311a)에, 요철을 구비하는 수지계의 시트를 붙여도 된다.
다음에, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 제 1 기체(311)의 표면(311a)에 전극(320)을 마련한다. 전극(320)은 예를 들면 그라비어 인쇄에 의해, 정해진 패턴(라인 앤드 스페이스)으로 마련된다. 또한, 전극(320)의 마련 방법은 본 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 포토리소그래피 처리를 행하여 표면(311a)에 전극(320)을 마련해도 된다.
다음에, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이 제 1 기체(311)의 표면(311a)과 평판 형상의 제 2 기체(312)의 표면(312a)이 대향하도록, 제 1 기체(311)와 제 2 기체(312)를 배치한다. 그리고, 제 1 기체(311)의 표면(311a)과 제 2 기체(312)의 표면(312a)의 사이에 충전제(313)를 충전하고, 제 1 기체(311)와 제 2 기체(312)를 맞붙인다. 또한, 충전제(313)에는 예를 들면 유기계의 접착제가 이용된다.
다음에, 도 7의 (d)에 나타내는 바와 같이 제 1 기체(311)의 이면(311b)을 절삭하고 연마하여, 제 1 기체(311)를 박화한다. 또한, 제 1 기체(311), 제 2 기체(312) 및 충전제(313)가 기체(310)를 구성한다. 이렇게 하여 제 2 유지부(300)가 제작된다.
<4. 기판 처리 시스템의 동작>
다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)의 기판 처리 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 복수 매의 피처리 기판(W)을 수용한 카세트(Cw), 복수 매의 지지 기판(S)을 수용한 카세트(Cs) 및 빈 카세트(Ct)가 반입반출 스테이션(2)의 정해진 카세트 배치판(11)에 배치된다. 그 후, 제 1 기판 반송 장치(22)에 의해 카세트(Cs) 내의 지지 기판(S)이 취출되고, 처리 스테이션(3)의 제 3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다. 이 때, 지지 기판(S)은 그 접합면(Sj)이 상방을 향한 상태로 반송된다.
다음에, 지지 기판(S)은 제 2 기판 반송 장치(61)에 의해 도포 장치(40)에 반송된다. 도포 장치(40)에 반입된 지지 기판(S)은 제 2 기판 반송 장치(61)로부터 스핀 척에 전달되어 흡착 유지된다. 이 때, 지지 기판(S)의 비접합면(Sn)이 흡착 유지된다. 그리고, 스핀 척에 의해 지지 기판(S)을 회전시키면서, 접착제 노즐로부터 지지 기판(S)의 접합면(Sj)에 접착제(G)를 공급한다. 공급된 접착제(G)는 원심력에 의해 지지 기판(S)의 접합면(Sj)의 전면에 확산되어, 당해 지지 기판(S)의 접합면(Sj)에 접착제(G)가 도포된다.
다음에, 지지 기판(S)은, 제 2 기판 반송 장치(61)에 의해 기판 처리 장치(30)에 반송된다. 기판 처리 장치(30)에서는, 위치 조절부에 의해 지지 기판(S)의 노치부의 위치를 조절하여, 당해 지지 기판(S)의 수평 방향의 방향이 조절된다. 그리고 지지 기판(S)은 제 2 유지부(300)에 유지된다. 제 2 유지부(300)에서는, 지지 기판(S)의 접합면(Sj)이 상방을 향한 상태, 즉 접착제(G)가 상방을 향한 상태로 지지 기판(S)이 유지된다.
지지 기판(S)에 상술한 처리가 행해지고 있는 동안, 당해 지지 기판(S)에 계속해서 피처리 기판(W)의 처리가 행해진다. 피처리 기판(W)은 제 2 기판 반송 장치(61)에 의해 기판 처리 장치(30)에 반송된다. 이 때, 피처리 기판(W)은 그 접합면(Wj)이 상방을 향한 상태로 반송된다.
기판 처리 장치(30)에서는, 위치 조절부에 의해 피처리 기판(W)의 노치부의 위치를 조절하여, 당해 피처리 기판(W)의 수평 방향의 방향이 조절된 후, 반전부에 의해 피처리 기판(W)의 표리면이 반전된다. 그리고 피처리 기판(W)은 제 1 유지부(200)에 유지된다. 제 1 유지부(200)에서는, 피처리 기판(W)의 접합면(Wj)이 하방을 향한 상태로 피처리 기판(W)이 유지된다.
그 후, 기판 처리 장치(30)에서는, 제 1 유지부(200)에 유지된 피처리 기판(W)과 제 2 유지부(300)에 유지된 지지 기판(S)의 수평 방향의 상대 위치를 조절하고, 또한 진공 챔버(100)를 밀폐한다. 계속해서, 감압 기구에 의해 진공 챔버(100)의 내부의 분위기를 흡인하여, 진공 챔버(100)의 내부를 정해진 진공도, 예를 들면 100 Pa 이하까지 감압한다. 이와 같이 진공 챔버(100)의 내부가 진공 분위기로 유지되어도, 제 1 유지부(200)는 피처리 기판(W)을 정전 흡착하여 유지할 수 있고, 또한 제 2 유지부(300)도 지지 기판(S)을 정전 흡착하여 유지할 수 있다.
그리고, 이 진공 분위기 하에 있어서, 제 1 유지부(200)를 하강시켜, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)을 눌러 접합한다. 이 때, 진공 챔버(100)의 내부는 진공 분위기로 유지되어 있기 때문에, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)을 접촉시켜도, 당해 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)의 사이에 있어서의 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 이 접합 처리에 있어서, 제 1 유지부(200)를 하강시켜, 피처리 기판(W)이 지지 기판(S) 상의 접착제(G)에 접촉하면, 자외선 조사부(400)로부터 접착제(G)를 향해, 예를 들면 365 nm 파장의 자외선을 조사한다. 자외선은 제 2 유지부(300)와 지지 기판(S)을 투과하여 접착제(G)에 조사되고, 당해 접착제(G)가 경화한다. 이렇게 하여, 접착제(G)의 접착성이 향상한다. 즉, 제 1 유지부(200)에 의한 피처리 기판(W)의 누름과 접착제(G)의 자외선 경화에 의해, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)이 접합된다.
자외선 처리에 있어서, 자외선이 제 2 유지부(300)를 투과할 때, 상술한 바와 같이 확산층(330)에 의해 자외선의 분포를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 접착제(G)에 대한 자외선 처리를 균일하게 행할 수 있다.
다음에, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)이 접합된 중합 기판(T)은, 제 2 기판 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)에 반송되고, 그 후 반입반출 스테이션(2)의 제 1 기판 반송 장치(22)에 의해 정해진 카세트 배치판(11)의 카세트(Ct)에 반송된다. 이렇게 하여, 일련의 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)의 기판 처리가 종료된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 하나의 기판 처리 장치(30)에서, 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)에 대하여 접합 처리와 자외선 처리를 행할 수 있어, 일련의 기판 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 유지부(300)의 내부에는 확산층(330)이 형성되어 있으므로, 당해 제 2 유지부(300)를 투과하는 자외선의 투과 방향을 확산할 수 있다. 이 때문에, 전극(320)의 유무에 상관없이 자외선의 분포를 균일하게 할 수 있어, 접착제(G)에 대한 자외선 처리를 균일하게 행할 수 있다.
<5. 다른 실시 형태>
다음에, 본 발명의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다.
이상의 실시 형태의 제 2 유지부(300)에서는, 확산층(330)은 1 층 형성되어 있었지만, 2 층 형성되어 있어도 된다. 도 8에 나타내는 바와 같이 확산층(330)의 더 상방에 있어서, 기체(310)의 이면에 확산층(331)이 형성된다.
이 확산층(331)을 구비하는 제 2 유지부(300)를 제조할 때에는, 도 5에 나타낸 제 2 유지부(300)에 대하여, 기체(310)의 이면(제 1 기체(311)의 이면(311b))에 요철을 형성하면 된다. 즉, 상술한 도 7의 (a) ~ (d)의 공정을 행한 후, 예를 들면 제 1 기체(311)의 이면(311b)에 대하여 샌드 블라스트를 행하여 요철을 형성한다. 그리고, 확산층(331)이 형성된다. 또한, 이면(311b)의 요철의 형성 방법은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들면 이면(311b)에, 요철을 구비하는 수지계의 시트를 붙여도 된다.
이러한 경우, 자외선 처리에 있어서, 자외선 조사부(400)로부터 조사되는 자외선이 제 2 유지부(300)의 내부를 투과할 때, 자외선은 확산층(330, 331)에 있어서 확산된다. 따라서, 자외선의 분포를 보다 균일하게 할 수 있어, 접착제(G)에 대한 자외선 처리를 더 균일하게 행할 수 있다.
또한, 제 2 유지부(300)에 있어서의 확산층(330, 331)은 3층 이상 형성되어 있어도 된다.
이상의 실시 형태의 제 2 유지부(300)에서는, 확산층(330)은 전극(320)에 인접하여 마련되어 있었지만, 도 9에 나타내는 바와 같이 확산층(330)은 전극(320)으로부터 이간하여 마련되어 있어도 된다. 이러한 경우, 전극(320)과 확산층(330)의 사이의 스페이스(320a)에는, 전극(320)을 투과한 자외선(도 9 중의 직선 화살표)에 추가로, 전극(320, 320) 사이를 투과한 자외선의 일부(도 9 중의 비스듬한 화살표) 등도 진입한다. 그러면, 확산층(330)을 전극(320)으로부터 이간하여 배치함으로써, 확산층(330)을 투과하기 전의 자외선의 투과율을 수평 방향으로 고르게 할 수 있다. 그 결과, 확산층(330)을 투과한 자외선의 투과율이 높아져, 수평 방향으로 보다 균일하게 할 수 있다.
이상의 실시 형태의 기판 처리 장치(30)에서는, 피처리 기판(W)을 유지하는 제 1 유지부(200)를 상측에 배치하고, 지지 기판(S)을 유지하는 제 2 유지부(300)를 하측에 배치했지만, 이들 제 1 유지부(200)와 제 2 유지부(300)의 상하 배치를 반대로 해도 된다. 이러한 경우, 자외선 조사부(400)는 제 2 유지부(300)의 상방에 배치된다. 그리고, 상기 실시 형태에 있어서의 피처리 기판(W)과 지지 기판(S)에 대한 처리를 반대로 함으로써, 일련의 기판 처리를 행할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 지지 기판(S)의 접합면(Sj)에 접착제(G)를 도포하고 있었지만, 피처리 기판(W)의 접합면(Wj)에 접착제(G)를 도포해도 되고, 혹은 피처리 기판(W)의 접합면(Wj)과 지지 기판(S)의 접합면(Sj)의 양방에 접착제(G)를 도포해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 자외선 경화 재료로서 접착제(G)를 이용하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 다른 용도에 이용되는 자외선 경화 재료에 대해서도 적용할 수 있다. 예를 들면 템플릿(몰드)을 이용하여 기판 상에 정해진 레지스트 패턴을 형성하는, 이른바 임프린트 처리에 있어서, 기판 상에 도포되는 레지스트가 자외선 경화 재료인 경우가 있지만, 이러한 경우에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명백하며, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.
1 : 기판 처리 시스템
30 ~ 33 : 기판 처리 장치
100 : 진공 챔버
200 : 제 1 유지부
300 : 제 2 유지부
310 : 기체
311 : 제 1 기체
312 : 제 2 기체
313 : 충전제
320 : 전극
330, 331 : 확산층
400 : 자외선 조사부
G : 접착제
S : 지지 기판
T : 중합 기판
W : 피처리 기판

Claims (8)

  1. 피처리 기판과 지지 기판에 대하여 정해진 처리를 행하는 기판 처리 장치로서,
    상기 피처리 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부에 대향 배치되고, 상기 지지 기판을 정전 흡착하여 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부에 유지된 상기 피처리 기판과 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 지지 기판의 사이에 마련된 자외선 경화 재료에 대하여, 자외선을 조사하는 자외선 조사부를 가지고,
    상기 지지 기판과 상기 제 2 유지부는 각각 자외선을 투과하는 재료로 이루어지고,
    상기 제 2 유지부의 내부에는 상기 지지 기판을 정전 흡착하기 위한 전극이 마련되고,
    상기 제 2 유지부의 내부이며 상기 전극보다 상기 지지 기판측에는 자외선의 투과 방향을 확산하는 확산층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산층은 상기 전극보다 상기 지지 기판측에 있어서 복수층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피처리 기판과 상기 지지 기판을 내부에 수용하는 진공 챔버를 더 가지는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자외선 조사부는 상기 진공 챔버의 외부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는 상기 지지 기판의 유지면이 진공 챔버의 내부에 위치하고, 상기 유지면과 반대측의 면이 상기 진공 챔버로부터 노출되도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  6. 기판을 정전 흡착하여 유지하는 기판 유지부의 제조 방법으로서,
    제 1 기체의 표면에 요철을 형성하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 기체의 표면에 전극을 마련하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 기체의 표면과 제 2 기체의 표면의 사이에 충전제를 충전하고, 상기 제 1 기체와 제 2 기체를 맞붙이는 제 3 공정을 가지는 것을 특징으로 하는, 기판 유지부의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 공정 후, 상기 제 1 기체의 이면에 요철을 형성하는 제 4 공정을 가지는 것을 특징으로 하는, 기판 유지부의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 기판은 자외선 경화 재료를 개재하여 피처리 기판을 지지하는 지지 기판인 것을 특징으로 하는, 기판 유지부의 제조 방법.
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