KR20200136841A - 접합 장치 및 접합 방법 - Google Patents

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light
wafer
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bonding
unit
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토시후미 이나마스
신이치 시노즈카
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

접합에 있어서의 기판끼리의 위치 조정을 적절히 행한다. 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 접합 장치로서, 상기 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 제 2 기판을 촬상하는 제 1 촬상부와, 상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 2 기판에 광을 조사하는 제 1 광 조사부와, 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 제 1 기판의 촬상하는 제 2 촬상부와, 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 2 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 1 기판에 광을 조사하는 제 2 광 조사부를 구비하고, 상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각은, 백색광을 조사하는 제 1 광원이 접속된다.

Description

접합 장치 및 접합 방법 {BONDING APPARATUS AND BONDING METHOD}
본 개시는 접합 장치 및 접합 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는 노광 장치에 있어서의, 회로 패턴이 형성된 레티클과 웨이퍼 상에 형성된 패턴과의 위치 조정 방법이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 따르면, 웨이퍼 상에 부설된 얼라이먼트 마크의 상(像)과, 웨이퍼와 공역인 면내에 배치된 지표판 상의 지표 마크의 상을 대물 렌즈 등에 의해 촬상하여 검출한다. 당해 촬상에 있어서는, 예를 들면 정해진 파장폭을 가지는 조명광을, 광섬유를 개재하여 웨이퍼 상에 조사한다. 또는, 광섬유를 이용하지 않고 미러로 반사시킨 반사광 또는 촉접 램프로 웨이퍼를 비추는 경우도 있다.
국제공개공보 2006/025386호
본 개시에 따른 기술은 접합에 있어서의 기판끼리의 위치 조정을 적절하게 행한다.
본 개시의 일태양은, 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 접합 장치로서, 상기 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 제 2 기판을 촬상하는 제 1 촬상부와, 상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 2 기판에 광을 조사하는 제 1 광 조사부와, 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 제 1 기판의 촬상하는 제 2 촬상부와, 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 2 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 1 기판에 광을 조사하는 제 2 광 조사부를 구비하고, 상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각은, 백색광을 조사하는 제 1 광원이 접속된다.
본 개시에 따르면, 접합에 있어서의 기판끼리의 위치 조정을 적절하게 행할 수 있다.
도 1은 중합 웨이퍼의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 2는 광의 간섭에 대한 설명도이다.
도 3은 접합 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 접합 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 5는 접합 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 접합 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은 접합 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 8은 접합 처리의 주된 공정을 나타내는 순서도이다.
도 9는 접합 장치에 있어서의 얼라이먼트 처리의 주요 구성을 나타내는 설명도이다.
도 10은 얼라이먼트 마크의 촬상 결과를 나타내는 설명도이다.
도 11은 촬상 결과의 해석 방법을 나타내는 설명도이다.
도 12는 조사되는 광의 파장대를 나타내는 설명도이다.
도 13은 접합 장치의 다른 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화된 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화할 경우, 배선 길이가 증대하며, 그에 따라 배선의 저항이 커지는 것, 또한 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.
따라서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3차원 집적 기술에 있어서는, 예를 들면 2 매의 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고 함)를 접합하여, 중합 웨이퍼를 형성하는 것이 행해진다. 이 중합 웨이퍼의 형성에 있어서는, 접합하는 웨이퍼의 표면에 대하여 플라즈마 처리를 행함으로써 당해 표면을 개질하고, 또한 개질된 표면에 순수를 공급하여 당해 표면을 친수화한다. 그리고, 친수화된 웨이퍼의 표면끼리를 반데르발스력 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다.
도 1은 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)를 접합시켜 형성된 중합 웨이퍼(T)의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다. 이하, 상 웨이퍼(W)에 있어서, 하 웨이퍼(S)와 접합되는 면을 표면(Wa)이라 하고, 표면(Wa)과의 반대측의 면을 이면(Wb)이라 한다. 마찬가지로, 하 웨이퍼(S)에 있어서, 상 웨이퍼(W)와 접합되는 면을 표면(Sa)이라 하고, 표면(Sa)과 반대측의 면을 이면(Sb)이라 한다.
제 1 기판으로서의 상 웨이퍼(W)는 예를 들면 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼로서, 표면(Wa)에 복수의 전자 회로 등의 디바이스를 포함하는 디바이스층(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 디바이스층에는 또한 산화막(Fw), 예를 들면 SiO2막(TEOS막) 등의 투명막이 형성되어 있다.
또한 산화막(Fw)에는, 하 웨이퍼(S)와의 접합에 있어 당해 하 웨이퍼(S)와의 수평 방향의 위치를 조절하기 위한 복수의 얼라이먼트 마크(A)가 형성되어 있다. 또한, 얼라이먼트 마크(A)의 수 및 배치는 도시한 예에는 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
제 2 기판으로서의 하 웨이퍼(S)는, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼로서, 표면(Sa)에는 산화막(Fs), 예를 들면 SiO2막(TEOS막)이 형성되어 있다. 또한, 하 웨이퍼(S)는 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 디바이스층을 보호하는 보호재로서 기능한다. 또한, 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)에 복수의 디바이스가 형성되어 있는 경우에는, 상 웨이퍼(W)와 마찬가지로 표면(Sa)에 디바이스층(도시하지 않음)이 형성된다.
또한 산화막(Fs)에는 상 웨이퍼(W)와의 접합에 있어서 당해 상 웨이퍼(W)와의 수평 방향의 위치를 조절하기 위한 복수의 얼라이먼트 마크(B)가 형성되어 있다. 또한, 얼라이먼트 마크(B)의 수 및 배치는 도시한 예에는 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
또한, 당해 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)를 접합할 시에는, 실제로는 전술한 산화막(Fw)의 표면과 산화막(Fs)의 표면이 접합되게 되지만, 설명의 간략화를 위하여, 이하의 설명에 있어서는 '상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)'을 접합하는 것으로서 설명을 행하는 경우가 있다.
상술한 중합 웨이퍼(T)를 형성할 시에는, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)와의 수평 방향의 위치 조정(얼라이먼트)이 중요해진다. 당해 얼라이먼트는, 얼라이먼트 마크(A, B)를 촬상 수단(예를 들면 CCD 카메라)에 의해 순차 촬상하고, 촬상된 화상에 기초하여, 얼라이먼트 마크(A)와 얼라이먼트 마크(B)의 수평 방향의 위치를 합치시킴으로써 행해진다.
그런데, 이러한 얼라이먼트에 있어서 얼라이먼트 마크(A, B)를 촬상할 시에는, 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)의 표면(Wa, Sa)에 대하여 조명광이 조사된다. 이러한 조명광으로서는, 일반적으로 예를 들면 적색광이 사용된다.
그러나, 이와 같이 적색광을 표면(Wa, Sa)에 조사하여 촬상을 행한 경우, 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)의 표면(Wa, Sa)에 형성된 산화막(Fw, Fs)(투명막)에 있어서 광의 간섭이 발생하는 경우가 있다. 그리고, 이와 같이 광의 간섭이 발생하면, 촬상된 화상의 밝기 또는 콘트라스트가 크게 변화하여, 얼라이먼트 마크(A, B)를 적절히 인식할 수 없는 경우가 있다.
상 웨이퍼(W) 상에 조사된 조명광은, 도 2에 나타내는 바와 같이 각 층에서 반사, 굴절을 반복하지만, 예를 들면 상 웨이퍼(W) 상에 형성된 산화막(Fw)의 막 두께가 면내에서 균일하지 않은 경우, 상 웨이퍼(W)의 면내에 있어서 조명광의 반사율이 일정하게 되지 않는다. 이러한 경우, 산화막(Fw)에 있어서 조명광의 간섭이 발생하여 촬상되는 화상의 밝기 또는 콘트라스트가 변화하여, 상 웨이퍼(W)의 면내에 있어서 얼라이먼트 마크(A, B)의 인식색에 변화가 생긴다. 그리고, 이와 같이 얼라이먼트 마크(A, B)의 인식색이 변화하는 경우, 얼라이먼트 마크(A, B)의 위치 인식 정밀도가 저하된다. 즉, 종래의 접합 장치에 있어서의 얼라이먼트에는 개선의 여지가 있었다.
따라서 본 발명자가 예의 검토를 행한 바, 얼라이먼트 마크를 촬상할 시의 조명광으로서, 넓은 대역의 파장을 가지는 백색광을 사용함으로써 위치 인식 정밀도를 향상시킬 수 있는 것을 지견했다. 여기서 특허 문헌 1의 기재에 따르면, 노광 장치에 있어서의 상 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 조정에 있어서, 조명광으로서 백색광을 조사하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 있어서 백색광을 사용하는 것에 따른 우위성에 대한 기재는 없다. 또한 종래, 본 발명자와 같이 접합 장치에 있어서 백색광을 채용하는 것에 대해서는 지견이 없었다.
본 개시에 따른 기술은, 접합에 있어서의 기판끼리의 위치 조정을 적절히 행한다. 이하, 본 실시 형태에 따른 접합 장치에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
먼저, 본 실시 형태에 따른 접합 장치를 구비하는 접합 시스템(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3, 도 4는 각각 접합 시스템(1)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도 및 측면도이다. 또한, 이하에서는 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 3에 나타내는 바와 같이 접합 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다. 반입반출 스테이션(2)에는 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 상 웨이퍼(W), 복수의 하 웨이퍼(S), 복수의 중합 웨이퍼(T)를 각각 수용 가능한 카세트(Cw, Cs, CT)가 각각 반입반출된다. 처리 스테이션(3)은 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S)에 대하여 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비하고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트(Cw, Cs, CT)를 X축 방향으로 일렬로 배치 가능하게 되어 있다. 또한, 카세트 배치대(10)에 배치되는 카세트(Cw, Cs, CT)의 개수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송 영역(20)이 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(20)에는 X축 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)를 유지하여 반송하는 반송 암(23)을 가지고 있다. 반송 암(23)은 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 반송 암(23)의 수 및 구성은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의의 구성을 취할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 장치(22)는 카세트 배치대(10)의 카세트(C) 및 후술하는 트랜지션 장치(60, 61)에 대하여, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S) 및 중합 웨이퍼(T)를 반송 가능하게 구성되어 있다.
처리 스테이션(3)에는 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들면 3 개의 처리 블록(G1 ~ G3)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(3)의 정면측(도 3의 X 방향 부방향측)에는 제 1 처리 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 3의 X 방향 정방향측)에는 제 2 처리 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입반출 스테이션(2)측(도 3의 Y방향 부방향측)에는 제 3 처리 블록(G3)이 마련되어 있다.
제 1 처리 블록(G1)에는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다. 표면 개질 장치(30)에서는, 플라즈마 처리에 의해 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)를 개질한다. 또한, 표면 개질 장치(30)의 수 및 배치는 도시한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 표면 개질 장치(30)는 Y축 방향으로 나란히 복수 배치되어 있어도 된다. 또한 예를 들면, 표면 개질 장치(30)는 복수 적층되어 있어도 된다.
제 2 처리 블록(G2)에는 표면 친수화 장치(40) 및 접합 장치(50)가 배치되어 있다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)에 순수를 공급하여 친수화 처리를 행한다. 또한 접합 장치(50)에서는, 표면 개질 처리 및 친수화 처리가 실시된 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)를 접합한다.
표면 친수화 장치(40) 및 접합 장치(50)는 Y축 방향을 따라 반입반출 스테이션(2)측으로부터 이 순으로 배치되어 있다. 또한, 표면 친수화 장치(40), 접합 장치(50)의 수 및 배치는 도시한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이들 표면 친수화 장치(40)와 접합 장치(50)는 각각, 적층되어 있어도 된다. 또한, 접합 장치(50)의 구성에 대해서는 후술한다.
제 3 처리 블록(G3)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 트랜지션 장치(60, 61)가 배치되어 있다. 트랜지션 장치(60, 61)는 아래로부터 차례로 적층되어 배치되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 처리 블록(G1) ~ 제 3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(70)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(70)에는 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(71)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(71)는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)를 유지하여 반송하는 반송 암(72)을 가지고 있다. 반송 암(72)은 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 반송 암(72)의 수 및 구성은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의의 구성을 취할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 장치(71)는 주위의 제 1 처리 블록(G1), 제 2 처리 블록(G2) 및 제 3 처리 블록(G3) 내의 각종 처리 장치에 대하여, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S) 및 중합 웨이퍼(T)를 반송 가능하게 구성되어 있다.
이상의 접합 시스템(1)에는 제어 장치(80)가 마련되어 있다. 제어 장치(80)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는 접합 시스템(1)에 있어서의 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는 상술한 각종 처리 장치 및 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에 있어서의 후술의 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 당해 기억 매체(H)로부터 제어 장치(80)에 인스톨된 것이어도 된다.
이어서, 상술한 접합 장치(50)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5, 도 6은 각각 접합 장치(50)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도 및 측면도이다.
접합 장치(50)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(100)를 가지고 있다. 처리 용기(100)의 웨이퍼 반송 영역(70)측의 측면에는, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)의 반입반출구(101)가 형성되고, 당해 반입반출구(101)에는 개폐 셔터(102)가 마련되어 있다.
처리 용기(100)의 내부는 내벽(103)에 의해 반송 영역(R1)과 처리 영역(R2)으로 구획되어 있다. 상술한 반입반출구(101)는 반송 영역(R1)에 있어서의 처리 용기(100)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(103)에도 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)의 반입반출구(104)가 형성되어 있다.
반송 영역(R1)의 X 방향 정방향측에는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)를 일시적으로 배치하기 위한 트랜지션(110)이 마련되어 있다. 트랜지션(110)은 예를 들면 2 단으로 형성되고, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T) 중 어느 2개를 동시에 배치할 수 있다.
반송 영역(R1)에는 웨이퍼 반송 기구(111)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(111)는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S), 중합 웨이퍼(T)를 유지하여 반송하는 반송 암(112)을 가지고 있다. 반송 암(112)은 수평 방향, 연직 방향 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(111)는 반송 영역(R1) 내, 또는 반송 영역(R1)과 처리 영역(R2)과의 사이에서, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S) 및 중합 웨이퍼(T)를 반송 가능하게 구성되어 있다.
반송 영역(R1)의 X 방향 부방향측에는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절 기구(120)가 마련되어 있다. 위치 조절 기구(120)에서는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S)에 형성된 노치부의 위치를 검출하고, 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S)를 회전시킴으로써 당해 노치부의 위치를 조절하여, 수평 방향의 방향을 조절한다.
또한, 반송 영역(R1)에는 상 웨이퍼(W)의 표리면을 반전시키기 위한 반전 기구(130)가 마련되어 있다. 반전 기구(130)에는 상 웨이퍼(W)를 유지하여 반전시키는 유지 암(131)이 마련되어 있다. 유지 암(131)은 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 반전 기구(130)는 위치 조절 기구(120)와 후술하는 상 척(140)과의 사이에서 상 웨이퍼(W)를 반송 가능하게 구성되어 있다.
처리 영역(R2)에는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 상 웨이퍼(W)를 하면에서 흡착 유지하는 제 1 유지부로서의 상 척(140)과, 하 웨이퍼(S)를 상면에서 배치하여 흡착 유지하는 제 2 유지부로서의 하 척(141)이 마련되어 있다. 하 척(141)은 상 척(140)의 하방에 마련되어, 상 척(140)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(W)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(S)를 대향 배치 가능하게 구성되어 있다.
도 7은 처리 영역(R2)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상 척(140)은 상 척 지지부(150)에 지지되어 있다. 상 척 지지부(150)는 처리 용기(100)의 천장면에 마련되어 있다. 즉 상 척(140)은, 상 척 지지부(150)를 개재하여 처리 용기(100)의 천장면에 고정되어 마련되어 있다.
또한 상 척 지지부(150)에는, 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)을 촬상하는 제 1 촬상부로서의 상부 촬상부(151), 및, 상부 촬상부(151)에 의한 촬상 시에 하 웨이퍼(S)를 향해 조명광을 조사하는 제 1 광 조사부로서의 상부 조사부(152)가 마련되어 있다. 상부 촬상부(151) 및 상부 조사부(152)는 상 척(140)에 인접하여 마련되어 있다. 또한, 상부 촬상부(151), 상부 조사부(152)의 수 및 배치는 이러한 예에는 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
상부 촬상부(151)에는 예를 들면 CCD 카메라가 이용된다.
상부 조사부(152)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 광원으로서의 상부 광원(153)이 접속되어 있다. 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)에 조사되는 광으로서는, 백색광(예를 들면 백색 LED)이 선택된다.
도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 하 척(141)은 하 척 지지부(160)에 지지되어 있다. 하 척 지지부(160)는 이동 기구(170)에 접속되어, 하 척(141)을 수평 방향, 연직 방향 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 하 척 지지부(160)에는, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상하는 제 2 촬상부로서의 하부 촬상부(161), 및, 하부 촬상부(161)에 의한 촬상 시에 상 웨이퍼(W)를 향해 조명광을 조사하는 제 2 광 조사부로서의 하부 조사부(162)가 마련되어 있다. 하부 촬상부(161) 및 하부 조사부(162)는 하 척(141)에 인접하여 마련되어 있다. 또한, 하부 촬상부(161), 하부 조사부(162)의 수 및 배치는 이러한 예에는 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
하부 촬상부(161)에는, 예를 들면 CCD 카메라가 이용된다.
하부 조사부(162)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 광원으로서의 하부 광원(163)이 접속되어 있다. 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 조사되는 광으로서는, 백색광(예를 들면 백색 LED)이 선택된다.
또한, 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에는, 각각 도 7에 나타내는 바와 같이, 상부 광원(153) 및 하부 광원(163)이 독립하여 마련되어 있어도 되고, 공통의 광원이 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에 접속되어 있어도 된다.
이동 기구(170)는 하 척 지지부(160)의 하면측에 마련되어, Y축 방향으로 연신하는 한 쌍의 레일(171, 171)에 장착되어 있다. 그리고 하 척 지지부(160)는 레일(171)을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한 이동 기구(170)는, X축 방향으로 연신하는 한 쌍의 레일(172)을 가지고 있다. 그리고 하 척 지지부(160)는 레일(172)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한 처리 영역(R2)에는, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)의 수평 방향의 위치 조정을 행하기 위한 타겟(180)이 마련되어 있다. 타겟(180)은 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)의 위치 조정을 행할 시에, 당해 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)와의 사이에 배치된다.
본 실시의 형태에 따른 접합 장치(50)는 이상과 같이 구성되어 있다. 이어서, 이러한 접합 장치(50)를 구비하는 접합 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼의 접합 처리에 대하여 설명한다. 도 8은 접합 처리의 주요 공정을 나타내는 순서도이다.
먼저, 복수 매의 상 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(Cw), 복수 매의 하 웨이퍼(S)를 수용한 카세트(Cs), 및 빈 카세트(CT)가, 반입반출 스테이션(2)의 미리 결정된 카세트 배치판(11)에 배치된다. 이 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(Cw) 내의 상 웨이퍼(W)가 취출되어, 제 3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(60)로 반송된다.
이어서 상 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 제 1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 감압 분위기 하에 있어서 처리 가스인 산소 가스와 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온과 질소 이온이 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 조사되어, 당해 표면(Wa)이 플라즈마 처리된다. 그리고 이에 의해, 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 개질된다(도 8의 단계(P1)).
표면(Wa)이 개질된 상 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 제 2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 유지된 상 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 당해 상 웨이퍼(W) 상에 순수를 공급한다. 이에 의해, 공급된 순수가 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상을 확산되어, 표면 개질 장치(30)에 있어서 개질된 표면(Wa)에 수산기(실라놀기)가 부착하고, 당해 표면(Wa)이 친수화된다. 또한, 당해 순수에 의해 상 웨이퍼(W)가 세정된다(도 8의 단계(P2)).
이어서 상 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 제 2 처리 블록(G2)의 접합 장치(50)로 반송된다. 접합 장치(50)로 반송된 상 웨이퍼(W)는, 트랜지션(110)을 거쳐 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(120)에 의해, 상 웨이퍼(W)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 8의 단계(P3)).
수평 방향의 방향이 조절된 상 웨이퍼(W)는, 이어서 반전 기구(130)의 유지 암(131)으로 전달된다. 이어서 반송 영역(R1)에 있어서 유지 암(131)을 수평축 둘레로 반전시킴으로써, 상 웨이퍼(W)의 표리면이 반전된다(도 8의 단계(P4)). 즉, 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 하방을 향해진다.
이어서, 유지 암(131)이 연직축 둘레로 회동하여 처리 영역(R2)의 상 척(140)의 하방으로 이동한다. 그리고, 상 척(140)에 의해 상 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 흡착 유지된다(도 8의 단계(P5)).
상 웨이퍼(W)에 대하여 상술한 단계(P1 ~ P5)가 행해지고 있는 동안, 당해 상 웨이퍼(W)에 이어 하 웨이퍼(S)의 처리가 행해진다.
먼저, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(Cs) 내의 하 웨이퍼(S)가 취출되고, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(60)로 반송된다.
이어서 하 웨이퍼(S)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되어, 표면(Sa)이 개질된다(도 8의 단계(P6)). 또한, 단계(P6)에 있어서의 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)의 개질은, 상술한 단계(P1)와 동일한 방법으로 행해진다.
표면(Sa)이 개질된 하 웨이퍼(S)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되어, 표면(Sa)이 친수화되고 또한 세정된다(도 8의 단계(P7)). 또한, 단계(P7)에 있어서의 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)의 친수화 및 세정은, 상술한 단계(P2)와 동일한 방법으로 행해진다.
이어서 하 웨이퍼(S)는, 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 접합 장치(50)로 반송된다. 접합 장치(50)로 반송된 하 웨이퍼(S)는, 트랜지션(110)을 거쳐 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)로 반송된다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에 의해, 하 웨이퍼(S)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 8의 단계(P8)).
수평 방향의 방향이 조절된 하 웨이퍼(S)는, 이어서, 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 처리 영역(R2)의 하 척(141)의 상방으로 이동한다. 그리고, 하 척(141)에 의해 하 웨이퍼(S)의 이면(Sb)이 흡착 유지된다(도 8의 단계(P9)).
상 척(140) 및 하 척(141)에 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)가 각각 흡착 유지되면, 이어서, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 수평 방향의 얼라이먼트가 행해진다(도 8의 단계(P10)).
도 9는 접합 장치(50)에 있어서의 얼라이먼트 처리의 모습을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
접합 장치(50)에 있어서의 얼라이먼트 처리에 있어서는, 먼저, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)의 수평 방향의 위치의 조절을 행한다. 구체적으로, 하부 촬상부(161)가 상부 촬상부(151)의 하방에 배치되도록 하 척 지지부(160)를 수평 방향으로 이동시킨다. 그리고, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)에서 공통의 타겟(180)을 확인하고, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)의 수평 방향 위치가 일치하도록 하 척 지지부(160)를 이동시킨다. 이 때, 상부 촬상부(151)는 처리 용기(100)에 고정되어 있으므로, 하부 촬상부(161)만을 이동시키면 되며, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)의 수평 방향 위치를 적절히 조절할 수 있다.
이어서 도 9의 (b), 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 하 척 지지부(160)를 수평 방향으로 이동시켜, 상 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 얼라이먼트 마크(A)를 하부 촬상부(161)로 순차 촬상한다. 또한 이와 동시에, 하 웨이퍼(S)에 형성된 복수의 얼라이먼트 마크(B)를 상부 촬상부(151)로 순차 촬상한다.
또한, 이러한 상부 촬상부(151) 및 하부 촬상부(161)을 이용하여 얼라이먼트 마크(A, B)를 촬상할 시에는, 당해 얼라이먼트 마크(A, B)를 향해, 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)로부터 조명광이 조사된다. 당해 조명광으로서는, 예를 들면 백색광(Lw)이 사용된다.
상부 촬상부(151) 및 하부 촬상부(161)에 의해 촬상된 화상은, 제어 장치(80)에 출력된다. 제어 장치(80)는 상부 촬상부(151)로 촬상된 화상과 하부 촬상부(161)로 촬상된 화상에 기초하여, 도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이, 상 웨이퍼(W)의 얼라이먼트 마크(A)와 하 웨이퍼(S)의 얼라이먼트 마크(B)가 각각 합치되는 위치로, 하 척(141)을 이동시킨다.
상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 얼라이먼트가 완료되면, 하 척 지지부(160)를 연직 방향으로 이동시켜 상 척(140)과 하 척(141)의 연직 방향 위치의 조절을 행한다. 이에 의해, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(W)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(S)와의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(도 8의 단계(P11)). 이 때의 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)과 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과의 사이의 간격은, 예를 들면 50 μm ~ 200 μm로 한다.
이어서, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 접합 처리가 행해진다(도 8의 단계(P12)). 접합 처리에 있어서는, 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)가 각각 상 척(140) 및 하 척(141)에 유지된 상태에서, 상 웨이퍼(W)의 중심부를 하 웨이퍼(S)의 중심부에 접촉시켜 누름으로써 개시된다. 구체적으로, 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 및 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)은 단계(P1) 및 단계(P6)에 있어서 개질되어 있기 때문에, 반데르발스력이 생겨, 이에 의해 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)이 접합된다. 또한, 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 및 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)은 단계(P2), 단계(P7)에 있어서 친수화되어 있기 때문에, 당해 표면(Wa, Sa) 간의 친수기가 수소 결합하고, 이에 의해 더 강고하게 접합된다.
상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 중심부가 접촉하여 접합이 개시되면, 중심부로부터 외주부를 향해 순차 반데르발스력과 수소 결합에 의한 접합 범위가 확산되어 간다. 그리고, 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)이 전면(全面)에서 접촉하면, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 접합이 완료되어, 중합 웨이퍼(T)가 형성된다.
형성된 중합 웨이퍼(T)는 웨이퍼 반송 장치(71)에 의해 트랜지션 장치(61)로 반송되고, 그 후, 반입반출 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트 배치판(11)의 카세트(CT)로 반송된다. 이렇게 하여, 접합 시스템(1)에 있어서의 일련의 접합 처리가 종료된다.
상술한 실시 형태에 따른 접합 장치(50)에 의하면, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 얼라이먼트에 있어서 얼라이먼트 마크(A, B)의 촬상을 행할 시, 당해 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)를 향해 조명광으로서 백색광(Lw)이 조사된다.
여기서, 도 1에 나타낸 바와 같이 상 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 및 하 웨이퍼(S)의 표면(Sa)에 투명막, 예를 들면 산화막(Fw)으로서의 SiO2막(TEOS막)이 형성되어 있는 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 광의 간섭이 발생하여, 적절히 얼라이먼트 마크(A, B)의 위치를 인식할 수 없을 우려가 있었다.
도 10은 얼라이먼트 마크(A)를 상이한 파장폭을 가지는 조명광을 이용하여 촬상한 경우에 얻어지는 촬상 화상의 일례이다. 또한 '상이한 파장폭을 가지는 조명광'으로서는, 도 12에 나타내는 것 같은 파장폭을 가지는 (a) 적색광(Lr), (b) 청색광(Lb), (c) 백색광(Lw)을 각각 이용하여 얼라이먼트 마크(A)의 촬상을 행했다. 구체적으로, 적색광(Lr)은 약 660 nm의 파장, 청색광(Lb)은 약 465 nm의 파장, 백색광(Lw)은 약 430 nm ~ 700 nm의 파장폭을 각각 포함하고 있다.
도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 얼라이먼트 마크(A)에 적색광(Lr)을 조사하여 촬상을 행한 경우, 예를 들면 No.1에 있어서는 얼라이먼트 마크(A)가 흰색, 그 외주부가 흑색으로 인식되어 있는데 대하여, No.7에 있어서는 콘트라스트가 역전하여, 얼라이먼트 마크(A)가 흑색, 외주부가 흰색으로 인식되어 있다. 또한, 예를 들면 No.7에 있어서는 얼라이먼트 마크(A)와 외주부와의 콘트라스트비가 크고 얼라이먼트 마크(A)의 경계가 명확한데 대하여, No.5에 있어서는 콘트라스트비가 작고 경계가 명확하지 않다. 또한, 각각 인식된 얼라이먼트 마크(A)에 있어서, No.6에 나타내는 바와 같이 둘레 방향(사각형의 4변)에 있어서 콘트라스트비가 균일하게 되어 있지 않은 경우가 있다.
도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 얼라이먼트 마크(A)에 청색광(Lb)을 조사하여 촬상을 행한 경우, 적색광(Lr)에 의한 촬상 결과와 마찬가지로, 예를 들면 No.1에 있어서는 얼라이먼트 마크(A)가 흰색, 그 외주부가 흑색으로 인식되어 있는데 대하여, No.2에 있어서는 콘트라스트가 역전하여, 얼라이먼트 마크(A)가 흑색, 외주부가 흰색으로 인식되어 있다. 또한 예를 들면, No.6에 있어서는 콘트라스트비가 크고 얼라이먼트 마크(A)의 경계가 명확한데 대하여, No.7에 있어서는 콘트라스트비가 작고 얼라이먼트 마크(A)의 경계가 명확하지 않다. 또한, 각각 인식된 얼라이먼트 마크(A)에 있어서, 둘레 방향에 있어서 콘트라스트비가 균일하게 되어 있지 않은 경우가 있다.
이와 같이, 얼라이먼트에 있어서의 조명광으로서 예를 들면 적색광(Lr) 또는 청색광(Lb)을 사용한 경우, 상부 촬상부(151) 및 하부 촬상부(161)에 의한 촬상 결과가 균일하게 되지 않는다. 그리고, 이와 같이 촬상 결과에 불균일이 발생하는 경우, 얼라이먼트 마크(A)의 위치 인식 정밀도가 저하되어, 얼라이먼트 오차가 발생하는 원인이 될 수 있다.
도 11은 촬상된 화상 데이터에 기초하여 얼라이먼트 마크(A)의 위치를 인식할 시의 처리 방법의 일례를 나타내는 설명도이다. 얼라이먼트 마크(A)의 위치 인식은, 촬상된 얼라이먼트 마크(A)의 경계를 인식함으로써 행해진다. 이러한 때, 얼라이먼트 마크(A)의 경계의 인식은, 도 11에 나타내는 바와 같이 촬상된 화상 데이터의 콘트라스트를 그래프화함으로써 행해진다.
구체적으로 도 11의 그래프에 나타내는 바와 같이, 촬상된 화상 중에 있어서의 흑색도와 백색도를 각각 수치화함으로써 종축에 있어 그래프화하고, 이를 미분함으로써 극대값을 산출하고, 당해 극대값을 나타내는 위치를 얼라이먼트 마크(A)의 경계라고 판정한다.
여기서, 도 10의 (a), 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 촬상된 얼라이먼트 마크(A)의 콘트라스트가 역전되어 버린 경우, 산출되는 상기 극대값의 양음이 역전되어 버리기 때문에, 적절히 경계를 인식할 수 없을 우려가 있다. 또한, 촬상된 얼라이먼트 마크(A)의 경계에 있어서의 콘트라스트비가 작은 경우, 수치화되는 흑색도와 백색도의 차가 작아져, 적절히 경계를 인식할 수 없을 우려가 있다.
이와 같이, 얼라이먼트 마크(A)의 촬상 결과에 불균일이 발생한 경우, 당해 얼라이먼트 마크(A)의 위치 인식 정밀도에 불균일이 발생하고, 그 결과, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 얼라이먼트가 적절하게 행할 수 없다.
한편 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 얼라이먼트 마크(A)에 백색광(Lw)을 조사하여 촬상을 행한 경우, 각각 인식된 얼라이먼트 마크(A)의 밝기 및 콘트라스트가 균일, 즉 안정되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 위치 인식 정밀도가 균일하게 되는 경우, 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 위치 인식 정밀도가 전면에 있어서 안정되어, 적절히 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 얼라이먼트를 적절하게 행할 수 있다.
이는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 백색광(Lw)은 넓은 파장 대역(복수의 파장 대역)을 가지는 광인 점에서, 투명막에 있어서의 광의 간섭의 영향을 평균화할 수 있는 것에 기인하는 것이라고 상정된다. 구체적으로, 예를 들면 백색광(Lw)이 가지는 적색광(Lr) 성분의 파장 대역에 있어서 광의 간섭이 발생한 경우라도, 다른 대역(예를 들면 청색광(Lb) 성분의 파장 대역)의 광에 의해 적절히 얼라이먼트 마크(A)의 경계를 인식할 수 있어, 일부의 파장대에 있어서의 광의 간섭의 영향에 관계없이, 균일한 촬상 결과를 얻을 수 있는 것이라고 상정된다.
이와 같이 백색광(Lw)을 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)에 조사함으로써, 안정된 촬상 결과를 얻을 수 있고, 즉, 투명막에 있어서의 광의 간섭의 영향에 관계없이, 적절히 얼라이먼트를 행할 수 있다. 그리고 이에 의해, 적절히 상 웨이퍼(W)와 하 웨이퍼(S)의 접합을 행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 의하면 백색광(Lw)은, 제 1 광원으로서 백색 LED를 이용함으로써 조사되었지만, 백색광(Lw)의 조사 방법은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수 색(예를 들면 적색, 녹색, 청색)의 광을 동시 발광함으로써, 도 12에 나타낸 바와 같은 광대역의 파장 조명을 만들고, 백색광(Lw)을 합성해도 된다.
또한, 상술한 바와 같이 백색광(Lw)은 광의 간섭의 영향을 평균화하여 균일한 촬상 결과를 얻을 수 있는 반면, 적색광(Lr) 또는 청색광(Lb)을 이용하여 촬상을 행하는 경우와 비교하여, 촬상 화상의 해상도(얼라이먼트 마크(A)의 경계에 있어서의 콘트라스트비)가 저하된다. 즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 얼라이먼트 마크(A)의 경계가 균일하게 희미하게 촬상된다.
그러나, 백색광(Lw)을 조사하여 촬상을 행한 경우, 얼라이먼트 마크(A)의 전체 둘레(사각형의 4변)에 있어서 균일하게 해상도가 저하되기 때문에, 얼라이먼트 마크(A)의 둘레 방향에 있어서는 위치 인식 정밀도에는 불균일이 발생하지 않는다. 즉, 얼라이먼트 정밀도는 악화되지 않는다.
또한, 상기 실시의 형태에 있어서는 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에는 백색광(Lw)을 조사하기 위한 상부 광원(153), 하부 광원(163)에 각각 접속되었지만, 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에 접속되는 광원의 수는 이에 한정되지 않는다.
예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이 상부 광원(153) 및 하부 광원(163)에는, 각각 백색 이외의 광(예를 들면 적색광(Lr))을 조사하기 위한 제 2 광원으로서의 상부 광원(154), 제 2 광원으로서의 하부 광원(164)이 더 접속되어 있어도 된다. 이러한 경우, 이들 상부 광원(153, 154) 및 하부 광원(163, 164)은 광로 전환부(155, 165)에 의해 각각 조사하는 광을 전환 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 적색광(Lr) 또는 청색광(Lb)을 조사하여 얼라이먼트 마크(A)의 촬상을 행하는 경우, 촬상 결과(예를 들면 밝기 및 콘트라스트비)가 균일하게 되지 않는 한편, 백색광(Lw)을 이용하여 촬상을 행하는 경우와 비교하여, 촬상 화상의 해상도가 향상되는 경우가 있다. 그리고, 이와 같이 높은 해상도로 촬상 데이터를 얻을 수 있었을 경우, 얼라이먼트 마크(A)의 경계를 보다 적절히 인식할 수 있고, 즉, 얼라이먼트 정밀도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 도 13에 나타낸 바와 같이 상부 광원(153) 및 하부 광원(163)에 복수의 광원을 접속함으로써, 상 웨이퍼(W) 및 하 웨이퍼(S)의 표면 상태(예를 들면 투명막의 형성 두께 또는 그 면내 균일성)에 기초하여, 조사하는 광을 변경할 수 있다.
구체적으로, 예를 들면 통상 시에 있어서는 적색광(Lr)을 조사하여 얼라이먼트를 행하고, 원하는 위치 인식 정밀도를 얻을 수 없는 경우에, 백색광(Lw)을 조사하도록 구성해도 된다. 또한 예를 들면, 통상 시에 있어서는 백색광(Lw)을 조사하여 얼라이먼트를 행하고, 보다 높은 얼라이먼트 정밀도를 필요로 하는 경우에 적색광(Lr)을 조사하도록 해도 된다.
또한 예를 들면, 접합 장치(50)로 반입되는 상 웨이퍼(W), 하 웨이퍼(S)에 형성된 투명막의 면내 균일성을 미리 측정하고, 측정된 면내 균일성에 기초하여 적색광(Lr)과 백색광(Lw)의 조사를 전환하도록 해도 된다.
또한 예를 들면, 상 웨이퍼(W) 또는 하 웨이퍼(S)에, 광의 간섭이 발생하는 투명막이 형성되어 있는 경우에는 백색광(Lw)을 조사하고, 투명막이 형성되어 있지 않은 경우에는 적색광(Lr)을 조사하도록 해도 된다.
또한, 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에는, 각각 도 7에 나타내는 바와 같이 상부 광원(153) 및 하부 광원(163)이 독립하여 마련되어 있어도 되고, 공통의 광원이 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에 접속되어 있어도 된다.
또한, 상부 조사부(152) 및 하부 조사부(162)에 접속되는 광원의 수는 상기 설명의 예에는 한정되지 않고, 또한 다수의 광원이 각각 접속되어 있어도 된다.
또한, 상술한 바와 같이 복수 색의 광의 동시 발광에 의해 백색광(Lw)을 합성하는 경우, 백색광을 조사하는 제 1 광원으로서의 상부 광원(153)과, 백색 이외의 광을 조사하는 제 2 광원으로서의 상부 광원(154)을 병용해도 된다. 마찬가지로, 제 1 광원으로서의 하부 광원(163)과 제 2 광원으로서의 하부 광원(164)을 병용해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
예를 들면, 본 개시에 따른 기술 내용은, 상기 실시의 형태에 있어서는 접합 장치에 적용되었지만, 얼라이먼트를 필요로 하는 장치이면, 다른 장치, 예를 들면 성형 장치에 적용되어도 된다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 접합 장치로서,
상기 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
상기 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부와,
상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 제 2 기판을 촬상하는 제 1 촬상부와,
상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 2 기판에 광을 조사하는 제 1 광 조사부와,
상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 제 1 기판의 촬상하는 제 2 촬상부와,
상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 2 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 1 기판에 광을 조사하는 제 2 광 조사부를 구비하고,
상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각에는, 백색광을 조사하는 제 1 광원이 접속되는 접합 장치.
상기 (1)에 따르면, 기판 상에 백색광을 조사하여 촬상을 행함에 따라, 기판 상에 형성된 얼라이먼트 마크의 위치 인식 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(2) 상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부에는, 백색 이외의 광을 조사하는 제 2 광원이 접속되고,
상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부는, 상기 제 1 광원으로부터의 광의 조사와 상기 제 2 광원으로부터의 광의 조사를 전환 가능한, 상기 (1)에 기재된 접합 장치.
상기 (2)에 따르면, 기판 상에 형성된 투명막의 상황에 따라 조사하는 광을 전환할 수 있기 때문에, 얼라이먼트 마크의 위치 인식 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.
(3) 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
제 1 기판과 제 2 기판의 위치 조정을 행하는 것과,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 것을 포함하고,
상기 위치 조정에 있어서는,
제 1 광 조사부에 의해 광이 조사된 상기 제 2 기판을 촬상하는 것과,
제 2 광 조사부에 의해 광이 조사된 상기 제 1 기판을 촬상하는 것을 포함하고,
상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각으로부터 조사되는 광은, 제 1 광원으로부터 조사되는 백색광인, 접합 방법.
(4) 상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각은, 백색 이외의 광을 조사하는 제 2 광원이 접속되고,
상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부는, 상기 제 1 광원으로부터의 광의 조사와 상기 제 2 광원으로부터의 광의 조사를 전환 가능한, 상기 (3)에 기재된 접합 방법.
(5) 상기 제 1 광 조사부는,
상기 제 2 기판에 투명막이 형성되어 있는 경우에는 상기 제 1 광원으로부터 광을 조사하고,
상기 제 2 기판에 투명막이 형성되어 있지 않은 경우에는 상기 제 2 광원으로부터 광을 조사하는, 상기 (4)에 기재된 접합 방법.
(6) 상기 제 2 광 조사부는,
상기 제 1 기판에 투명막이 형성되어 있는 경우에는 상기 제 1 광원으로부터 광을 조사하고,
상기 제 1 기판에 투명막이 형성되어 있지 않은 경우에는 상기 제 2 광원으로부터의 광을 조사하는, 상기 (4) 또는 상기 (5)에 기재된 접합 방법.

Claims (6)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 접합 장치로서,
    상기 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 제 2 기판을 촬상하는 제 1 촬상부와,
    상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 2 기판에 광을 조사하는 제 1 광 조사부와,
    상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부에 유지된 상기 제 1 기판의 촬상하는 제 2 촬상부와,
    상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 2 촬상부에 의한 촬상 시에 상기 제 1 기판에 광을 조사하는 제 2 광 조사부를 구비하고,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각은, 백색광을 조사하는 제 1 광원이 접속되는, 접합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부에는, 백색 이외의 광을 조사하는 제 2 광원이 접속되고,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부는, 상기 제 1 광원으로부터의 광의 조사와 상기 제 2 광원으로부터의 광의 조사를 전환 가능한, 접합 장치.
  3. 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
    제 1 기판과 제 2 기판의 위치 조정을 행하는 것과,
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합하는 것을 포함하고,
    상기 위치 조정에 있어서는,
    제 1 광 조사부에 의해 광이 조사된 상기 제 2 기판을 촬상하는 것과,
    제 2 광 조사부에 의해 광이 조사된 상기 제 1 기판을 촬상하는 것을 포함하고,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각으로부터 조사되는 광은, 제 1 광원으로부터 조사되는 백색광인, 접합 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부의 각각은, 백색 이외의 광을 조사하는 제 2 광원이 접속되고,
    상기 제 1 광 조사부 및 상기 제 2 광 조사부는, 상기 제 1 광원으로부터의 광의 조사와 상기 제 2 광원으로부터의 광의 조사를 전환 가능한, 접합 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 광 조사부는,
    상기 제 2 기판에 투명막이 형성되어 있는 경우에는 상기 제 1 광원으로부터 광을 조사하고,
    상기 제 2 기판에 투명막이 형성되어 있지 않은 경우에는 상기 제 2 광원으로부터 광을 조사하는, 접합 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 광 조사부는,
    상기 제 1 기판에 투명막이 형성되어 있는 경우에는 상기 제 1 광원으로부터 광을 조사하고,
    상기 제 1 기판에 투명막이 형성되어 있지 않은 경우에는 상기 제 2 광원으로부터 광을 조사하는, 접합 방법.
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