KR20230143945A - 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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KR20230143945A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판끼리를 접합하는 접합 기술에 있어서, 기판끼리의 접합 정밀도를 향상시킨다. 접합 장치는, 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 제 1 유지부와, 제 2 유지부와, 이동부와, 하우징과, 스케일 부재와, 리드 헤드를 구비한다. 제 1 유지부는, 제 1 기판을 상방으로부터 흡착 유지한다. 제 2 유지부는, 제 2 기판을 하방으로부터 흡착 유지한다. 이동부는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향 및 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향으로 이동시킨다. 하우징은, 제 1 유지부, 제 2 유지부 및 이동부를 수용한다. 스케일 부재는, 하우징의 내부에 배치되고, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가진다. 리드 헤드는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방과 일체적으로 이동하고, 스케일 부재의 눈금을 판독하여 일방의 위치를 계측한다.

Description

접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 기억 매체 {BONDING APPARATUS, BONDING SYSTEM, BONDING METHOD, AND RECORDING MEDIUM}
본 개시는 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
종래, 반도체 디바이스의 고집적화의 요청에 응하기 위하여, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3차원 집적 기술을 이용한 시스템으로서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 기판끼리를 접합하는 접합 기술이 알려져 있다.
국제공개 제2018/088094호
본 개시는, 기판끼리를 접합하는 접합 기술에 있어서, 기판끼리의 접합 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 접합 장치는, 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 제 1 유지부와, 제 2 유지부와, 이동부와, 하우징과, 스케일 부재와, 리드 헤드를 구비한다. 제 1 유지부는, 제 1 기판을 상방으로부터 흡착 유지한다. 제 2 유지부는, 제 2 기판을 하방으로부터 흡착 유지한다. 이동부는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향 및 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향으로 이동시킨다. 하우징은, 제 1 유지부, 제 2 유지부 및 이동부를 수용한다. 스케일 부재는, 하우징의 내부에 배치되고, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가진다. 리드 헤드는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방과 일체적으로 이동하고, 스케일 부재의 눈금을 판독하여 일방의 위치를 계측한다.
본 개시에 따르면, 기판끼리를 접합하는 접합 기술에 있어서, 기판끼리의 접합 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 제 1 기판 및 제 2 기판의 접합 전의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 접합 장치의 평면도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 접합 장치의 측면도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 제 1 유지부 및 제 2 유지부의 측면도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 스케일 부재, 제 1 리드 헤드 및 제 2 리드 헤드의 구성 및 위치 관계를 나타내는 도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 접합 시스템이 실행하는 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
이하에, 본 개시에 따른 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 기억 매체를 실시하기 위한 형태(이하, '실시 형태'라 기재함)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는, 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하에 나타내는 실시 형태에서는, '일정', '직교', '수직' 혹은 '평행'과 같은 표현이 이용되는 경우가 있는데, 이들 표현은, 엄밀하게 '일정', '직교', '수직' 혹은 '평행'인 것을 요하지 않는다. 즉, 상기한 각 표현은, 예를 들면 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 오차를 허용하는 것으로 한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다. 또한, 연직축을 회전 중심으로 하는 회전 방향을 θ 방향이라 부르는 경우가 있다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화한 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대하고, 그것에 의해 배선의 저항이 커지는 것, 또 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.
따라서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3차원 집적 기술에 있어서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 접합 시스템을 이용하여, 2 매의 반도체 웨이퍼(이하, '기판'이라 함)의 접합이 행해진다.
상기 접합 장치에서는, 제 1 유지부를 이용하여 하나의 기판(이하, ‘제 1 기판'이라 함)을 유지하고, 또한 제 1 유지부의 하방에 마련된 제 2 유지부를 이용하여 다른 기판(이하, ‘제 2 기판'이라 함)을 유지한 상태로, 당해 제 1 기판과 제 2 기판을 접합한다. 그리고, 이와 같이 기판끼리를 접합하기 전에, 제 2 유지부를 수평 방향으로 이동시켜, 제 1 기판과 제 2 기판의 수평 방향 위치를 조절하고, 또한 제 2 유지부를 연직 방향으로 이동시켜, 제 1 기판과 제 2 기판의 연직 방향 위치를 조절한다.
상술한 특허 문헌 1에 기재된 접합 장치에서는, 제 2 유지부를 수평 방향으로 이동시킬 시, 레이저 간섭계를 이용하여 이동부의 수평 방향의 위치를 계측하고, 당해 계측 결과에 기초하여 이동부를 제어함으로써, 제 2 유지부의 수평 방향 위치를 조절한다.
이와 같이 기판끼리를 접합하는 기술에 있어서는, 기판끼리의 접합 정밀도를 향상시키고자 하는 요구가 있다. 예를 들면, 접합 정밀도는, 제 1 기판과 제 2 기판과의 수평 방향의 위치 어긋남을 가급적 저감시킴으로써 향상시킬 수 있다.
＜접합 시스템의 구성＞
먼저, 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 2는 실시 형태에 따른 제 1 기판 및 제 2 기판의 접합 전의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 1에 나타내는 접합 시스템(1)은, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 접합함으로써 중합 기판(T)을 형성한다(도 2 참조).
제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)은, 단결정 실리콘 웨이퍼이며, 판면에는 복수의 전자 회로가 형성된다. 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)은 대략 동일 직경이다. 또한, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2) 중 일방은, 예를 들면 전자 회로가 형성되어 있지 않은 기판이어도 된다.
이하에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판(W1)의 판면 중, 제 2 기판(W2)과 접합되는 측의 판면을 '접합면(W1j)'이라 기재하고, 접합면(W1j)과는 반대측의 판면을 '비접합면(W1n)'이라 기재한다. 또한, 제 2 기판(W2)의 판면 중, 제 1 기판(W1)과 접합되는 측의 판면을 '접합면(W2j)'이라 기재하고, 접합면(W2j)과는 반대측의 판면을 '비접합면(W2n)'이라 기재한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 접합 시스템(1)은 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)은, 처리 스테이션(3)의 Y축 정방향측에 배치되어, 처리 스테이션(3)과 일체적으로 접속된다.
반입반출 스테이션(2)은 배치대(10)와, 반송 영역(20)을 구비한다. 배치대(10)는 복수의 배치판(11)을 구비한다. 각 배치판(11)에는, 복수 매(예를 들면, 25 매)의 기판을 수평 상태로 수용하는 카세트(C1 ~ C4)가 각각 배치된다. 카세트(C1)는 복수 매의 제 1 기판(W1)을 수용 가능하며, 카세트(C2)는 복수 매의 제 2 기판(W2)을 수용 가능하며, 카세트(C3)는 복수 매의 중합 기판(T)을 수용 가능하다. 카세트(C4)는, 예를 들면, 문제가 생긴 기판을 회수하기 위한 카세트이다. 또한, 배치판(11)에 배치되는 카세트(C1 ~ C4)의 개수는, 도시한 것에 한정되지 않는다.
반송 영역(20)은, 배치대(10)의 Y축 부방향측에 인접하여 배치된다. 반송 영역(20)에는, X축 방향으로 연장되는 반송로(21)와, 반송로(21)를 따라 이동 가능한 반송 장치(22)가 마련된다. 반송 장치(22)는, Y축 방향뿐 아니라, X축 방향으로도 이동 가능하고 또한 Z축 둘레로 선회 가능하다. 반송 장치(22)는, 배치판(11)에 배치된 카세트(C1 ~ C4)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 처리 블록(G3)과의 사이에서, 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2) 및 중합 기판(T)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)에는, 예를 들면 3 개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 마련된다. 제 1 처리 블록(G1)은, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X축 정방향측)에 배치된다. 또한, 제 2 처리 블록(G2)은, 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X축 부방향측)에 배치되고, 제 3 처리 블록(G3)은, 처리 스테이션(3)의 반입반출 스테이션(2)측(도 1의 Y축 정방향측)에 배치된다.
제 1 처리 블록(G1)에는, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 접합면(W1j, W2j)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치된다. 표면 개질 장치(30)는, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 접합면(W1j, W2j)에 있어서의 SiO2의 결합을 절단하여 단결합의 SiO로 함으로써, 이 후 친수화되기 쉽게 하도록 접합면(W1j, W2j)을 개질한다.
구체적으로, 표면 개질 장치(30)에서는, 예를 들면 감압 분위기 하에 있어서 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 그리고, 이러한 산소 이온 또는 질소 이온이, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 접합면(W1j, W2j)에 조사됨으로써, 접합면(W1j, W2j)이 플라즈마 처리되어 개질된다.
또한, 제 1 처리 블록(G1)에는, 표면 친수화 장치(40)가 배치된다. 표면 친수화 장치(40)는, 예를 들면 순수에 의해 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 접합면(W1j, W2j)을 친수화하고, 또한 접합면(W1j, W2j)을 세정한다. 구체적으로, 표면 친수화 장치(40)는, 예를 들면 스핀 척에 유지된 제 1 기판(W1) 또는 제 2 기판(W2)을 회전시키면서, 당해 제 1 기판(W1) 또는 제 2 기판(W2) 상에 순수를 공급한다. 이에 의해, 제 1 기판(W1) 또는 제 2 기판(W2) 상에 공급된 순수가 제 1 기판(W1) 또는 제 2 기판(W2)의 접합면(W1j, W2j) 상을 확산되어, 접합면(W1j, W2j)이 친수화된다.
여기서는, 표면 개질 장치(30)와 표면 친수화 장치(40)가 횡 배열로 배치되는 경우의 예를 나타냈지만, 표면 친수화 장치(40)는, 표면 개질 장치(30)의 상방 또는 하방에 적층되어도 된다.
제 2 처리 블록(G2)에는, 접합 장치(41)가 배치된다. 접합 장치(41)는, 친수화된 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 분자간력에 의해 접합한다. 접합 장치(41)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
제 1 처리 블록(G1), 제 2 처리 블록(G2) 및 제 3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 반송 영역(60)이 형성된다. 반송 영역(60)에는, 반송 장치(61)가 배치된다. 반송 장치(61)는, 예를 들면 연직 방향, 수평 방향 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 암을 가진다. 이러한 반송 장치(61)는, 반송 영역(60) 내를 이동하여, 반송 영역(60)에 인접하는 제 1 처리 블록(G1), 제 2 처리 블록(G2) 및 제 3 처리 블록(G3) 내의 정해진 장치로 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2) 및 중합 기판(T)을 반송한다.
또한, 접합 시스템(1)은 제어 장치(70)를 구비한다. 제어 장치(70)는, 접합 시스템(1)의 동작을 제어한다. 이러한 제어 장치(70)는 예를 들면 컴퓨터이며, 도시하지 않는 제어부 및 기억부를 구비한다. 제어부는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 가지는 마이크로 컴퓨터 및 각종 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내 실행함으로써, 후술하는 제어를 실현한다. 또한, 기억부는, 예를 들면, RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는, 하드 디스크, 광 디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기록 매체로부터 제어 장치(70)의 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
<접합 장치의 구성>
여기서, 접합 장치(41)의 구성예에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 실시 형태에 따른 접합 장치(41)의 평면도이다. 또한, 도 4는 실시 형태에 따른 접합 장치(41)의 측면도이다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 실시 형태에 따른 접합 장치(41)는, 하우징(100)과, 제 1 유지부(110)와, 제 2 유지부(120)와, 이동부(130)와, 스케일 부재(140)와, 제 1 리드 헤드(150)과 제 2 리드 헤드(160)를 구비한다.
하우징(100)은, 예를 들면 측면이 개방된 평면에서 봤을 때 직사각형 형상의 상자체이며, 제 1 유지부(110), 제 2 유지부(120), 이동부(130), 스케일 부재(140), 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)를 수용한다.
하우징(100)은, 예를 들면 배치대(101)와, 배치대(101)의 상면에 세워 마련된 복수의 지주부(102)(支柱部)와, 복수의 지주부(102)에 지지되는 천장부(103)를 구비한다. 배치대(101)의 상면은, 하우징(100)의 저면이 되고, 천장부(103)의 하면은, 하우징(100)의 천장면이 된다.
제 1 유지부(110)는, 제 1 기판(W1)의 상면(비접합면(W1n))을 상방으로부터 흡착 유지한다. 제 1 유지부(110)의 하면은, 제 1 기판(W1)을 유지하는 기판 유지면이 된다. 제 1 유지부(110)는, 천장부(103)에 마련된 승강부(170)에 지지된다(도 4 참조). 승강부(170)는, 제 1 유지부(110)를 연직 방향(Z축 방향)을 따라 이동시킨다. 이에 의해, 승강부(170)는, 제 1 유지부(110)를 제 2 유지부(120)에 대하여 접근시킬 수 있다.
제 2 유지부(120)는, 제 1 유지부(110)보다 하방에 마련되어, 제 2 기판(W2)의 하면(비접합면(W2n))을 하방으로부터 흡착 유지한다. 제 2 유지부(120)의 상면은, 제 2 기판(W2)을 유지하는 기판 유지면이 된다.
여기서, 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)의 구성예에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 실시 형태에 따른 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)의 측면도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부(110)는 본체부(111)를 가진다. 본체부(111)는, 지지 부재(112)에 의해 지지된다. 지지 부재(112) 및 본체부(111)에는, 지지 부재(112) 및 본체부(111)를 연직 방향으로 관통하는 관통 홀(113)이 형성된다. 관통 홀(113)의 위치는, 제 1 유지부(110)에 흡착 유지되는 제 1 기판(W1)의 중심부에 대응하고 있다. 관통 홀(113)에는, 후술하는 스트라이커(210)의 누름 핀(211)이 삽입 관통된다.
스트라이커(210)는, 지지 부재(112)의 상면에 배치되고, 누름 핀(211)과, 액츄에이터부(212)와, 직동 기구(213)를 구비한다. 누름 핀(211)은, 연직 방향을 따라 연장되는 원주(圓柱) 형상의 부재이며, 액츄에이터부(212)에 의해 지지된다.
액츄에이터부(212)는, 예를 들면 전공 레귤레이터(도시하지 않음)로부터 공급되는 공기에 의해 일정 방향(여기서는 연직 하방)으로 일정한 압력을 발생시킨다. 액츄에이터부(212)는, 전공 레귤레이터로부터 공급되는 공기에 의해, 제 1 기판(W1)의 중심부와 접촉하여 당해 제 1 기판(W1)의 중심부에 걸리는 누름 하중을 제어할 수 있다. 또한, 누름 핀(211)의 선단부는, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 관통 홀(113)을 삽입 관통하여 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.
액츄에이터부(212)는, 직동 기구(213)에 지지된다. 직동 기구(213)는, 예를 들면 모터를 내장한 구동부에 의해 액츄에이터부(212)를 연직 방향을 따라 이동시킨다.
스트라이커(210)는, 직동 기구(213)에 의해 액츄에이터부(212)의 이동을 제어하고, 액츄에이터부(212)에 의해 누름 핀(211)에 의한 제 1 기판(W1)의 누름 하중을 제어한다. 이에 의해, 스트라이커(210)는, 제 1 유지부(110)에 흡착 유지된 제 1 기판(W1)의 중심부를 눌러 제 2 기판(W2)에 접촉시킨다.
본체부(111)의 하면에는, 제 1 기판(W1)의 상면(비접합면)에 접촉하는 복수의 핀(114)이 마련되어 있다. 복수의 핀(114)은, 예를 들면, 직경 치수가 0.1 mm ~ 1 mm이며, 높이가 수십 μm ~ 수백 μm이다. 복수의 핀(114)은, 예를 들면 2 mm의 간격으로 균등하게 배치된다.
제 1 유지부(110)는, 이들 복수의 핀(114)이 마련되어 있는 영역 중 일부의 영역에, 제 1 기판(W1)을 흡착하는 복수의 흡착부를 구비한다. 구체적으로, 제 1 유지부(110)에 있어서의 본체부(111)의 하면에는, 제 1 기판(W1)을 진공 배기하여 흡착하는 복수의 외측 흡착부(115) 및 복수의 내측 흡착부(116)가 마련되어 있다. 복수의 외측 흡착부(115) 및 복수의 내측 흡착부(116)는, 평면에서 봤을 때 원호 형상의 흡착 영역을 가진다. 복수의 외측 흡착부(115) 및 복수의 내측 흡착부(116)는, 핀(114)과 동일한 높이를 가진다.
복수의 외측 흡착부(115)는, 본체부(111)의 외주부에 배치된다. 복수의 외측 흡착부(115)는, 진공 펌프 등의 도시하지 않는 흡인 장치에 접속되고, 진공 배기에 의해 제 1 기판(W1)의 외주부를 흡착한다.
복수의 내측 흡착부(116)는, 복수의 외측 흡착부(115)보다 본체부(111)의 직경 방향 내방에 있어서, 둘레 방향을 따라 배열되어 배치된다. 복수의 내측 흡착부(116)는, 진공 펌프 등의 도시하지 않는 흡인 장치에 접속되고, 진공 배기에 의해 제 1 기판(W1)의 외주부와 중심부와의 사이의 영역을 흡착한다.
제 2 유지부(120)에 대하여 설명한다. 제 2 유지부(120)는, 제 2 기판(W2)과 동일 직경 혹은 제 2 기판(W2)보다 큰 직경을 가지는 본체부(121)를 가진다. 여기서는, 제 2 기판(W2)보다 큰 직경을 가지는 제 2 유지부(120)를 나타내고 있다. 본체부(121)의 상면은, 제 2 기판(W2)의 하면(비접합면(W2n))과 대향하는 대향면이다.
본체부(121)의 상면에는, 제 2 기판(W2)의 하면(비접합면(W2n))에 접촉하는 복수의 핀(122)이 마련되어 있다. 복수의 핀(122)은, 예를 들면, 직경 치수가 0.1 mm ~ 1 mm이며, 높이가 수십 μm ~ 수백 μm이다. 복수의 핀(122)은, 예를 들면 2 mm의 간격으로 균등하게 배치된다.
또한, 본체부(121)의 상면에는, 하측 리브(123)가 복수의 핀(122)의 외측에 환상(環狀)으로 마련되어 있다. 하측 리브(123)는 환상으로 형성되고, 제 2 기판(W2)의 외주부를 전둘레에 걸쳐 지지한다.
또한, 본체부(121)는, 복수의 하측 흡인구(124)를 가진다. 복수의 하측 흡인구(124)는, 하측 리브(123)에 의해 둘러싸인 흡착 영역에 복수 마련된다. 복수의 하측 흡인구(124)는, 도시하지 않는 흡인관을 개재하여 진공 펌프 등의 도시하지 않는 흡인 장치에 접속된다.
제 2 유지부(120)는, 하측 리브(123)에 의해 둘러싸인 흡착 영역을 복수의 하측 흡인구(124)로부터 진공 배기함으로써 흡착 영역을 감압한다. 이에 의해, 흡착 영역에 배치된 제 2 기판(W2)은, 제 2 유지부(120)에 흡착 유지된다.
하측 리브(123)가 제 2 기판(W2)의 하면의 외주부를 전둘레에 걸쳐 지지하기 때문에, 제 2 기판(W2)은 외주부까지 적절하게 진공 배기된다. 이에 의해, 제 2 기판(W2)의 전면을 흡착 유지할 수 있다. 또한, 제 2 기판(W2)의 하면은 복수의 핀(122)에 지지되기 때문에, 제 2 기판(W2)의 진공 배기를 해제했을 시에, 제 2 기판(W2)이 제 2 유지부(120)로부터 떼어내기 쉬워진다.
이러한 접합 장치(41)는, 제 1 유지부(110)에 제 1 기판(W1)을 흡착 유지하고, 제 2 유지부(120)에 제 2 기판(W2)을 흡착 유지한다. 이 후, 접합 장치(41)는, 복수의 내측 흡착부(116)에 의한 제 1 기판(W1)의 흡착 유지를 해제한 후, 스트라이커(210)의 누름 핀(211)을 하강시킴으로써, 제 1 기판(W1)의 중심부를 누른다. 이에 의해, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)이 접합된 중합 기판(T)이 얻어진다. 중합 기판(T)은, 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로부터 반출된다.
도 3 및 도 4로 돌아와, 이동부(130)의 구성에 대하여 설명한다. 이동부(130)는, 제 2 유지부(120)를 수평 방향으로 이동시킨다. 구체적으로, 이동부(130)는, 제 2 유지부(120)를 X축 방향(제 1 수평 방향의 일례)을 따라 이동시키는 제 1 이동부(131)와, 제 2 유지부(120)를 Y축 방향(제 2 수평 방향의 일례)을 따라 이동시키는 제 2 이동부(132)를 구비한다.
제 1 이동부(131)는, X축 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 제 1 레일(131a)에 장착되어 있고, 이러한 한 쌍의 제 1 레일(131a)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 한 쌍의 제 1 레일(131a)은, 하우징(100)의 저면(즉, 배치대(101)의 상면)에 마련된다. 제 1 이동부(131)의 Y축 방향에 있어서의 양단은, 각각 리니어 모터 등의 구동 장치에 의해, 한 쌍의 제 1 레일(131a)의 각각을 따라 독립적으로 이동하는 것이 가능하다.
제 2 이동부(132)는, Y축 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 제 2 레일(132a)에 장착되어 있고, 이러한 한 쌍의 제 2 레일(132a)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 한 쌍의 제 2 레일(132a)은, 제 1 이동부(131)의 상면에 마련된다.
제 2 유지부(120)는, 제 2 이동부(132)에 장착되어 있고, 제 2 이동부(132)와 일체적으로 이동한다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 2 이동부(132)는, 한 쌍의 제 2 레일(132a)을 개재하여 제 1 이동부(131)에 장착되어 있다. 따라서, 이동부(130)는, 제 1 이동부(131)를 이동시킴으로써, 제 2 유지부(120)를 X축 방향을 따라 이동시킬 수 있고, 제 2 이동부(132)를 이동시킴으로써, 제 2 유지부(120)를 Y축 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 여기서, 제 1 이동부(131)의 X축 방향을 따른 스트로크(이동량)는, 제 2 이동부(132)의 Y축 방향을 따른 스트로크(이동량)보다 작다. 예를 들면, 제 1 이동부(131)의 X축 방향을 따른 스트로크(이동량)는, 제 2 기판(W2)의 반경 미만이며, 제 2 이동부(132)의 Y축 방향을 따른 스트로크(이동량)는, 제 2 기판(W2)의 직경 이상이어도 된다. 이에 의해, 이동부(130)의 X축 방향을 따른 사이즈가 축소되기 때문에, 접합 장치(41)의 소형화가 실현된다.
또한, 제 2 이동부(132)는, 제 2 유지부(120)를 연직축 둘레로 회전시키는 회전부(미도시)를 포함한다.
이와 같이, 이동부(130)는, 제 2 유지부(120)를 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향으로 이동시킴으로써, 제 1 유지부(110)에 유지되어 있는 제 1 기판(W1)과, 제 2 유지부(120)에 유지되어 있는 제 2 기판(W2)과의 수평 방향에 있어서의 위치 맞춤을 행한다.
또한 이동부(130)는, 제 1 유지부(110)와 제 2 유지부(120)를 상대적으로 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향으로 이동시킬 수 있으면 된다. 예를 들면, 이동부(130)는, 제 1 유지부(110)를 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향으로 이동시켜도 된다. 또한, 이동부(130)는, 제 2 유지부(120)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키고, 또한 제 1 유지부(110)를 θ 방향으로 이동시켜도 된다. 또한, 이동부(130)는, 제 2 유지부(120)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키고, 또한 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)를 θ 방향으로 이동시켜도 된다.
스케일 부재(140)는, 하우징(100)의 내부에 배치되고, X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가진다.
제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 제 2 유지부(120)와 일체적으로 이동하고, 스케일 부재(140)의 눈금을 판독하여 제 2 유지부(120)의 위치를 계측한다.
그런데, 종래 기술과 같이 레이저 간섭계를 이용한 위치 계측에 있어서는, 계측 환경의 온도 또는 기압 등의 변화에 의해 오차가 생길 우려가 있다. 즉, 계측 환경의 온도 또는 기압 등이 변화하면, 공기의 굴절률이 변화함으로써 기준이 되는 레이저광의 파장이 항상 변화하기 때문에, 레이저 간섭계에 의한 계측 결과에는, 항상 변화하는 오차가 생기게 된다.
이에 대하여, 스케일 부재의 눈금을 판독기에 의해 판독하는 리니어 스케일을 이용하는 위치 계측에 있어서는, 스케일 부재와 판독기가 근접하기 때문에, 스케일 부재와 판독기와의 사이의 계측 환경의 온도 또는 기압 등의 변화에 의한 영향이 억제된다. 이 때문에, 판독기에 의한 계측 결과에 오차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 실시 형태에 따른 접합 장치(41)에서는, 스케일 부재(140)의 눈금을, 제 2 유지부(120)와 일체적으로 이동하는 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)에 의해 판독하여 제 2 유지부(120)의 위치를 계측하는 것으로 했다.
제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 스케일 부재(140)의 눈금을 판독 가능한 거리에서 스케일 부재(140)에 근접하고 있다. 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)와 스케일 부재(140)가 근접함으로써, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)에 있어서의 눈금의 판독이 온도 또는 기압 등의 변화에 의한 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 온도 또는 기압 등의 변화에 의해 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 계측 결과에 오차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 계측 결과의 오차가 작아짐으로써, 제 2 기판(W2)의 위치 결정 정밀도가 향상된다. 따라서, 실시 형태에 따른 접합 장치(41)에 의하면, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 접합 정밀도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 스케일 부재(140), 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 구성 및 위치 관계에 대하여 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 실시 형태에 따른 스케일 부재(140), 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 구성 및 위치 관계를 나타내는 도이다. 도 6에서는, 스케일 부재(140), 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)를 Y축 부방향에서 본 도면이 나타나 있다.
도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 스케일 부재(140)는, 연직 방향(Z축 방향)을 따라 하우징(100)의 저면(즉, 배치대(101)의 상면)보다 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)에 가까운 위치에 배치된다. 구체적으로, 스케일 부재(140)는, 배치대(101)의 상면에 마련된 증축 부재(180) 상에 고정됨으로써, 배치대(101)의 상면보다 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)에 가까운 위치에 배치된다. 예를 들면, 스케일 부재(140)는, 증축 부재(180) 상에 고정됨으로써, 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)과 동일 평면 상의 위치, 또는, 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)보다 낮고 또한 제 2 유지부(120)의 하면보다 높은 위치에 배치된다.
이와 같이, 스케일 부재(140)를 기판 유지면(120a)의 높이 위치에 근접시킴으로써, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 기판 유지면(120a)에 가급적 가까운 높이 위치에서 스케일 부재(140)의 눈금을 판독할 수 있다. 이에 의해, 스케일 부재(140)가 기판 유지면(120a)으로부터 떨어져 배치되는 경우와 비교해, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 계측 결과의 오차가 작아진다.
또한 스케일 부재(140)는, 배치대(101)의 상면보다 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)에 가까운 위치에 배치되면 되며, 스케일 부재(140)의 위치를 고정하기 위한 부재는, 증축 부재(180)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스케일 부재(140)는, 천장부(103)의 하면에 마련된 지지 부재에 지지됨으로써, 배치대(101)의 상면보다 제 2 유지부(120)의 기판 유지면(120a)에 가까운 위치에 배치되어도 된다.
또한, 스케일 부재(140)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때, X축 방향을 따른 변의 길이가 Y축 방향을 따른 변의 길이보다 짧은 장방형(長方形) 형상이다. 이에 의해, 스케일 부재(140)의 X축 방향을 따른 사이즈가 축소되기 때문에, 접합 장치(41)의 소형화가 실현된다.
제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 제 2 이동부(132)에 마련된 장착 부재(190)에 장착되어 있어, 제 2 이동부(132) 및 장착 부재(190)와 일체적으로 이동한다.
장착 부재(190)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 측면에서 봤을 때 역L자 형상의 프레임체이며, 제 2 이동부(132)의 X축 정방향측에 위치하는 측면(132b)에 마련되고, X축 정방향으로 굴곡지고 또한 연장되어 있다. 이러한 장착 부재(190)의 연장되어 있는 부분의 하면에, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)가 스케일 부재(140)와 대향하도록 장착되어 있다.
제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 장착 부재(190)에, Y축 방향을 따라 간격(d)을 두고 장착된다. 간격(d)은, 제 2 기판(W2)의 직경 이하이다.
여기서, 제 1 이동부(131)의 Y축 방향에 있어서의 양단의 이동량에 차가 생긴 경우, 제 2 이동부(132)가 수평면(XY면)에 있어서 θ 방향으로 회전하고, 이러한 제 2 이동부(132)의 회전에 수반하여, 제 2 유지부(120)가 수평면(XY면)에 있어서 θ 방향으로 의도하지 않고 회전한다. 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 장착 부재(190)에 간격(d)을 두고 장착됨으로써, 제 2 유지부(120)의 수평면(XY면)에 있어서의 회전량을 X축 방향에 관한 계측 결과의 차로서 계측할 수 있다.
제 1 이동부(131)의 Y축 방향에 있어서의 양단의 이동량은, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 X축 방향에 관한 계측 결과를 이용하여 조정된다. 구체적으로, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)는, 각각 X축 방향에 관한 계측 결과를 제어 장치(70)의 제어부에 출력한다. 그리고, 제어 장치(70)의 제어부는, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 X축 방향에 관한 계측 결과가 일치하도록, 제 1 이동부(131)를 제어하여 Y축 방향에 있어서의 양단의 이동량을 조정한다. 이에 의해, 제 1 이동부(131)의 Y축 방향에 있어서의 양단의 이동량의 차를 해소할 수 있고, 결과적으로, 수평면(XY면)에 있어서의 제 2 유지부(120)의 의도하지 않는 회전이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 여기서는 도시를 생략하지만, 접합 장치(41)는 트랜지션, 위치 조절 기구 및 반전 기구 등을 구비한다. 트랜지션은, 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2) 및 중합 기판(T)을 일시적으로 배치한다. 위치 조절 기구는, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 수평 방향의 방향을 조절한다. 반전 기구는, 제 1 기판(W1)의 표리를 반전시킨다.
<접합 시스템의 구체적 동작>
다음으로, 실시 형태에 따른 접합 시스템(1)의 구체적인 동작에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 실시 형태에 따른 접합 시스템(1)이 실행하는 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 도 7에 나타내는 각종 처리는, 제어 장치(70)에 의한 제어에 기초하여 실행된다.
먼저, 복수 매의 제 1 기판(W1)을 수용한 카세트(C1), 복수 매의 제 2 기판(W2)을 수용한 카세트(C2), 및 빈 카세트(C3)가, 반입반출 스테이션(2)의 정해진 배치판(11)에 배치된다. 이 후, 반송 장치(22)에 의해 카세트(C1) 내의 제 1 기판(W1)이 취출되어, 제 3 처리 블록(G3)에 배치된 트랜지션 장치로 반송된다.
다음으로, 제 1 기판(W1)은, 반송 장치(61)에 의해 제 1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 정해진 감압 분위기 하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온이 제 1 기판(W1)의 접합면에 조사되어, 당해 접합면이 플라즈마 처리된다. 이에 의해, 제 1 기판(W1)의 접합면이 개질된다(단계(S101)).
다음으로, 제 1 기판(W1)은, 반송 장치(61)에 의해 제 1 처리 블록(G1)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 유지된 제 1 기판(W1)을 회전시키면서, 제 1 기판(W1) 상에 순수를 공급한다. 이에 의해, 제 1 기판(W1)의 접합면이 친수화된다. 또한, 당해 순수에 의해, 제 1 기판(W1)의 접합면이 세정된다(단계(S102)).
다음으로, 제 1 기판(W1)은, 반송 장치(61)에 의해 제 2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 제 1 기판(W1)은, 트랜지션을 개재하여 위치 조절 기구로 반송되고, 위치 조절 기구에 의해 수평 방향의 방향이 조절된다(단계(S103)).
이 후, 위치 조절 기구로부터 반전 기구로 제 1 기판(W1)이 전달되고, 반전 기구에 의해 제 1 기판(W1)의 표리면이 반전된다(단계(S104)). 구체적으로, 제 1 기판(W1)의 접합면(W1j)이 하방을 향해진다. 이어서, 반전 기구로부터 제 1 유지부(110)로 제 1 기판(W1)이 전달되고, 제 1 유지부(110)에 의해 제 1 기판(W1)이 흡착 유지된다(단계(S105)).
제 1 기판(W1)에 대한 단계(S101 ~ S105)의 처리와 중복하여, 제 2 기판(W2)의 처리가 행해진다. 먼저, 반송 장치(22)에 의해 카세트(C2) 내의 제 2 기판(W2)이 취출되고, 제 3 처리 블록(G3)에 배치된 트랜지션 장치로 반송된다.
다음으로, 제 2 기판(W2)은, 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되어, 제 2 기판(W2)의 접합면(W2j)이 개질된다(단계(S106)). 이 후, 제 2 기판(W2)은, 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되어, 제 2 기판(W2)의 접합면(W2j)이 친수화되고 또한 당해 접합면이 세정된다(단계(S107)).
이 후, 제 2 기판(W2)은, 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 제 2 기판(W2)은, 트랜지션을 개재하여 위치 조절 기구로 반송된다. 그리고, 위치 조절 기구에 의해, 제 2 기판(W2)의 수평 방향의 방향이 조절된다(단계(S108)).
이 후, 제 2 기판(W2)은, 제 2 유지부(120)로 반송되어, 노치부를 미리 정해진 방향을 향하게 한 상태로 제 2 유지부(120)에 흡착 유지된다(단계(S109)).
이어서, 제 1 유지부(110)에 유지된 제 1 기판(W1)과 제 2 유지부(120)에 유지된 제 2 기판(W2)과의 수평 방향의 위치 조절이 행해진다(단계(S110)).
구체적으로, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160)의 계측 결과에 기초하여, 제 2 기판(W2)의 중심 위치(X 좌표 및 Y 좌표)를 특정한다. 그리고, 제 2 기판(W2)의 중심 위치가, 제 1 기판(W1)의 중심 위치와 일치하도록, 제 1 이동부(131) 및 제 2 이동부(132)를 이용하여 제 2 기판(W2)을 이동시킨다.
이어서, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 접합한다(단계(S111)).
먼저, 제 1 유지부(110)에 유지된 제 1 기판(W1)과 제 2 유지부(120)에 유지된 제 2 기판(W2)과의 연직 방향 위치의 조절을 행한다. 구체적으로, 승강부(170)를 이용하여 제 1 유지부(110)를 강하시킴으로써, 제 2 기판(W2)을 제 1 기판(W1)에 접근시킨다.
다음으로, 복수의 내측 흡착부(116)에 의한 제 1 기판(W1)의 흡착 유지를 해제한 후, 스트라이커(210)의 누름 핀(211)을 하강시킴으로써, 제 1 기판(W1)의 중심부를 압하한다.
제 1 기판(W1)의 중심부가 제 2 기판(W2)의 중심부에 접촉하고, 제 1 기판(W1)의 중심부와 제 2 기판(W2)의 중심부가 스트라이커(210)에 의해 정해진 힘으로 눌리면, 눌린 제 1 기판(W1)의 중심부와 제 2 기판(W2)의 중심부와의 사이에서 접합이 개시된다. 즉, 제 1 기판(W1)의 접합면(W1j)과 제 2 기판(W2)의 접합면(W2j)은 개질되어 있기 때문에, 먼저, 접합면(W1j, W2j) 간에 반데르발스력(분자간력)이 생겨, 당해 접합면(W1j, W2j)끼리가 접합된다. 또한, 제 1 기판(W1)의 접합면(W1j)과 제 2 기판(W2)의 접합면(W2j)은 친수화되어 있기 때문에, 접합면(W1j, W2j) 간의 친수기가 수소 결합하여, 접합면(W1j, W2j)끼리가 강고하게 접합된다. 이와 같이 하여, 접합 영역이 형성된다.
이 후, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)과의 사이에서는, 제 1 기판(W1) 및 제 2 기판(W2)의 중심부로부터 외주부를 향해 접합 영역이 확대되어 가는 본딩 웨이브가 발생한다. 이 후, 복수의 외측 흡착부(115)에 의한 제 1 기판(W1)의 흡착 유지가 해제된다. 이에 의해, 외측 흡착부(115)에 의해 흡착 유지되어 있던 제 1 기판(W1)의 외주부가 낙하한다. 그 결과, 제 1 기판(W1)의 접합면(W1j)과 제 2 기판(W2)의 접합면(W2j)이 전면에서 접촉하여, 중합 기판(T)이 형성된다.
이 후, 누름 핀(211)을 제 1 유지부(110)까지 상승시켜, 제 2 유지부(120)에 의한 제 2 기판(W2)의 흡착 유지를 해제한다. 이 후, 중합 기판(T)은, 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로부터 반출된다. 이렇게 하여, 일련의 접합 처리가 종료된다.
<그 외>
상술한 실시 형태에서는, 접합 장치(41)가 2 개의 리드 헤드(제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160))를 구비하는 경우의 예에 대하여 설명했다. 이에 한정되지 않고, 리드 헤드의 수는, 1 개여도 되고, 3 개 이상이어도 된다.
상술한 바와 같이, 접합 장치(예를 들면, 접합 장치(41))는, 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 제 1 유지부(예를 들면, 제 1 유지부(110))와, 제 2 유지부(예를 들면, 제 2 유지부(120))와, 이동부(예를 들면, 이동부(130))와, 하우징(예를 들면, 하우징(100))과, 스케일 부재(예를 들면, 스케일 부재(140))와, 리드 헤드(예를 들면, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160))를 구비한다. 제 1 유지부는, 제 1 기판(예를 들면, 제 1 기판(W1))을 상방으로부터 흡착 유지한다. 제 2 유지부는, 제 2 기판(예를 들면, 제 2 기판(W2))을 하방으로부터 흡착 유지한다. 이동부는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향(예를 들면, X축 방향) 및 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향(예를 들면, Y축 방향)으로 이동시킨다. 하우징은, 제 1 유지부, 제 2 유지부 및 이동부를 수용한다. 스케일 부재는, 하우징의 내부에 배치되고, 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가진다. 리드 헤드는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부의 일방과 일체적으로 이동하고, 스케일 부재의 눈금을 판독하여 상기 일방의 위치를 계측한다. 따라서, 실시 형태에 따른 접합 장치에 의하면, 기판끼리를 접합하는 접합 기술에 있어서, 기판끼리의 접합 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이동부는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방을 제 1 수평 방향을 따라 이동시키는 제 1 이동부와, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방을 제 2 수평 방향을 따라 이동시키는 제 2 이동부를 포함해도 된다. 제 1 이동부의 제 1 수평 방향을 따른 스트로크는, 제 2 이동부의 제 2 수평 방향을 따른 스트로크보다 작아도 된다. 이에 의해, 접합 장치의 소형화가 실현된다.
제 1 이동부는, 제 1 수평 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 레일에 장착되어, 한 쌍의 레일을 따라 이동 가능하며, 제 1 이동부의 제 2 수평 방향에 있어서의 양단은, 한 쌍의 레일의 각각을 따라 독립적으로 이동해도 된다. 이에 의해, 제 1 이동부의 제 2 수평 방향에 있어서의 양단의 이동량을 독립적으로 조정할 수 있다.
실시 형태에 따른 접합 장치는, 복수의 리드 헤드(예를 들면, 제 1 리드 헤드(150) 및 제 2 리드 헤드(160))를 구비해도 된다. 제 2 이동부는, 제 1 이동부보다 상방에 배치되어도 된다. 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 일방은, 제 2 이동부에 장착되어, 제 2 이동부와 일체적으로 이동해도 된다. 복수의 리드 헤드는, 제 2 이동부에 마련된 장착 부재(예를 들면, 장착 부재(190))에, 제 2 수평 방향을 따라 간격(예를 들면, 간격(d))을 두고 장착되어도 된다. 이에 의해, 복수의 리드 헤드는, 제 2 유지부의 수평면에 있어서의 회전량을 제 1 수평 방향에 관한 계측 결과의 차로서 계측할 수 있다.
상기 간격은, 제 2 기판의 직경 이하여도 된다.
실시 형태에 따른 접합 장치는, 복수의 리드 헤드의 제 1 수평 방향에 관한 계측 결과가 일치하도록, 제 1 이동부를 제어하여 상기 양단의 이동량을 조정하는 제어부(예를 들면, 제어 장치(70)의 제어부)를 더 구비해도 된다. 이에 의해, 수평면에 있어서의 제 2 유지부의 의도하지 않는 회전이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
스케일 부재는, 연직 방향(예를 들면, Z축 방향)을 따라 하우징의 저면보다 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부의 일방의 기판 유지면(예를 들면, 기판 유지면(120a))에 가까운 위치에 배치되어도 된다. 이에 의해, 스케일 부재가 기판 유지면으로부터 떨어져 배치되는 경우에 비해, 리드 헤드의 계측 결과의 오차가 작아진다.
스케일 부재는, 평면에서 봤을 때, 제 1 수평 방향을 따른 변의 길이가 제 2 수평 방향을 따른 변의 길이보다 짧은 장방형 형상이어도 된다. 이에 의해, 접합 장치의 소형화가 실현된다.
이동부는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 적어도 일방을 연직축 둘레로 회전시키는 회전부를 포함해도 된다. 이에 의해, 제 1 유지부와 제 2 유지부를 상대적으로 θ 방향으로 이동시킬 수 있다.
실시 형태에 따른 접합 장치는, 제 1 유지부 및 제 2 유지부 중 타방을 제 1 유지부 및 제 2 유지부의 일방에 대하여 접근시키는 승강부를 더 구비해도 된다. 이에 의해, 제 1 유지부에 유지된 제 1 기판과 제 2 유지부에 유지된 제 2 기판과의 연직 방향 위치의 조절을 행할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (13)

  1. 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서,
    제 1 기판을 상방으로부터 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    제 2 기판을 하방으로부터 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향 및 상기 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향으로 이동시키는 이동부와,
    상기 제 1 유지부, 상기 제 2 유지부 및 상기 이동부를 수용하는 하우징과,
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제 1 수평 방향 및 상기 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가지는 스케일 부재와,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방과 일체적으로 이동하고, 상기 스케일 부재의 눈금을 판독하여 상기 일방의 상기 위치를 계측하는 리드 헤드
    를 구비하는, 접합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방을 상기 제 1 수평 방향을 따라 이동시키는 제 1 이동부와,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방을 상기 제 2 수평 방향을 따라 이동시키는 제 2 이동부
    를 포함하고,
    상기 제 1 이동부의 상기 제 1 수평 방향을 따른 스트로크는, 상기 제 2 이동부의 상기 제 2 수평 방향을 따른 스트로크보다 작은, 접합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 이동부는,
    상기 제 1 수평 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 레일에 장착되고, 상기 한 쌍의 레일을 따라 이동 가능하며,
    상기 제 1 이동부의 상기 제 2 수평 방향에 있어서의 양단은, 상기 한 쌍의 레일의 각각을 따라 독립적으로 이동하는, 접합 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    복수의 상기 리드 헤드를 구비하고,
    상기 제 2 이동부는, 상기 제 1 이동부보다 상방에 배치되고,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방은, 상기 제 2 이동부에 장착되어, 상기 제 2 이동부와 일체적으로 이동하고,
    복수의 상기 리드 헤드는, 상기 제 2 이동부에 마련된 장착 부재에, 상기 제 2 수평 방향을 따라 간격을 두고 장착되는, 접합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 간격은, 상기 제 2 기판의 직경 이하인, 접합 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 리드 헤드의 상기 제 1 수평 방향에 관한 계측 결과가 일치하도록, 상기 제 1 이동부를 제어하여 상기 양단의 이동량을 조정하는 제어부를 더 구비하는, 접합 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 부재는, 연직 방향을 따라 상기 하우징의 저면보다 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방의 기판 유지면에 가까운 위치에 배치되는, 접합 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 부재는, 평면에서 봤을 때, 상기 제 1 수평 방향을 따른 변의 길이가 상기 제 2 수평 방향을 따른 변의 길이보다 짧은 장방형 형상인, 접합 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 적어도 일방을 연직축 둘레로 회전시키는 회전부를 포함하는, 접합 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 타방을 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방에 대하여 접근시키는 승강부를 더 구비하는, 접합 장치.
  11. 제 1 기판 및 제 2 기판의 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
    개질된 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
    친수화된 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 분자간력에 의해 접합하는 접합 장치
    를 구비하고,
    상기 접합 장치는,
    상기 제 1 기판을 상방으로부터 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 2 기판을 하방으로부터 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향 및 상기 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향으로 이동시키는 이동부와,
    상기 제 1 유지부, 상기 제 2 유지부 및 상기 이동부를 수용하는 하우징과,
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제 1 수평 방향 및 상기 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가지는 스케일 부재와,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방과 일체적으로 이동하고, 상기 스케일 부재의 눈금을 판독하여 상기 일방의 상기 위치를 계측하는 리드 헤드
    를 구비하는, 접합 시스템.
  12. 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
    제 1 기판을 상방으로부터 흡착 유지하는 제 1 유지부를 이용하여 상기 제 1 기판을 흡착 유지하는 공정과,
    제 2 기판을 하방으로부터 흡착 유지하는 제 2 유지부를 이용하여 상기 제 2 기판을 흡착 유지하는 공정과,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 일방을 타방에 대하여 제 1 수평 방향 및 상기 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 수평 방향으로 이동시키는 이동부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부의 수평 방향의 위치 결정을 행하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제 1 유지부, 상기 제 2 유지부 및 상기 이동부를 수용하는 하우징의 내부에는, 상기 제 1 수평 방향 및 상기 제 2 수평 방향에 있어서의 위치를 나타내는 눈금을 가지는 스케일 부재와, 상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 일방과 일체적으로 이동하고, 상기 스케일 부재의 눈금을 판독하여 상기 일방의 상기 위치를 계측하는 리드 헤드가 배치되어 있고,
    상기 위치 결정을 행하는 공정은,
    상기 리드 헤드에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 이동부를 이동시키는, 접합 방법.
  13. 제 12 항에 기재된 접합 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기억한 기억 매체.
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