TW201622028A - 接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

在接合基板彼此之際，適當地保持基板，而 適當地進行該基板彼此之接合處理。 接合裝置(41)，係具有：上夾盤 (140)，對上晶圓(WU)進行抽真空而吸附保持於下面；及下夾盤(141)，設置於上夾盤(140)的下方，對下晶圓(WL)進行抽真空而吸附保持於上面。下夾盤(141)，係具有：本體部(190)，對下晶圓(WL)進行抽真空；複數個支銷(191)，設置於本體部(190)上，且接觸於下晶圓WL的背面；及複數個非接觸肋板(193~196)，在本體部(190)之外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於支銷(191)。在鄰接的非接觸肋板(193~196)之間，係設置有複數個支銷(191)。

Description

接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體
本發明，係關於接合基板彼此之接合裝置、具備有該接合裝置之接合系統、使用該接合裝置之接合方法、程式及電腦記憶媒體。
近年來，半導體元件的高積體化有所進展。當將高積體化的複數個半導體元件配置在水平面內，以配線連接該些半導體元件並予以產品化時，配線長度會變長，因而會有配線的電阻變大，又配線延遲變大之虞。
因此，遂有文獻提議使用將半導體元件疊層成3維的3維積體技術。在該3維積體技術中，係例如使用記載於專利文獻1的接合系統，進行2枚半導體晶圓(以下稱為「晶圓」。)的接合。例如，接合系統，係具有：表面改質裝置，使晶圓之被接合的表面改質；表面親水化裝置，使經由該表面改質裝置所改質之晶圓的表面親水化；及接合裝置，使表面經由該表面親水化裝置親水化 的晶圓彼此接合。在該接合系統中，係在表面改質裝置中，對晶圓的表面進行電漿處理而使該表面改質之後，在表面親水化裝置中，對晶圓的表面供給純水而使該表面親水化。其後，在接合裝置中，使2枚晶圓上下對向配置(以下，將上側之晶圓稱為「上晶圓」，將下側之晶圓稱為「下晶圓」。)，藉由凡得瓦爾力及氫鍵結(分子間力)來將吸附保持於上夾盤的上晶圓與吸附保持於下夾盤的下晶圓接合。
在上述的下夾盤中，係使用所謂的銷夾盤方式。在該情況下，以使複數個支銷之高度一致的方式，可使下夾盤之上面平坦(可使上面的平面度縮小)。又，即使為在例如接合裝置內存在有微粒的情況下，亦能夠以調節相鄰之支銷之間隔的方式，來抑制在下夾盤之上面存在有微粒之情形。如此一來，使下夾盤之上面平坦，企圖抑制保持於該下夾盤之下晶圓中之垂直方向的歪斜。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本專利5538613號公報
在此，由於例如在下晶圓上形成有複數個半導體元件，因此，在拘束力未作用於該下晶圓的一般狀態下，係呈若干程度彎曲。如此一來，在以記載於上述專利 文獻1的下夾盤來僅對下晶圓進行抽真空時，係特別有無法保持下晶圓之外周部，而使得該外周部維持彎曲之虞。在該情況下，當接合下晶圓與上晶圓時，所接合之重合晶圓會產生垂直方向之歪斜。
又，如此一來，在下晶圓之外周部為非平坦的情況下，存在有所接合之上晶圓與下晶圓之間之距離小的空間。在該空間中，係當上晶圓與下晶圓抵接之際，有無法完全將該些上晶圓與下晶圓之間的空氣逐出至外部，而在所接合的重合晶圓產生孔隙之虞。因此，在晶圓之接合處理中有改善的餘地。
本發明，係有鑑於該點而進行研究者，且以下述為目的：在接合基板彼此之際，適當地保持基板，且適當地進行該基板彼此之接合處理。
為了達成前述目的，本發明，係一種接合基板彼此的接合裝置，其特徵係，具有：第1保持部，對第1基板進行抽真空而吸附保持於下面；及第2保持部，設置於前述第1保持部之下方，對第2基板進行抽真空而吸附保持於上面，前述第2保持部，係具有：本體部，對第2基板進行抽真空；複數個支銷，設置於前述本體部，且接觸於第2基板之背面；及複數個非接觸肋板，在前述本體部之外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述支銷，在鄰接的前述非接觸肋板之間，係設置有前述複 數個支銷。
根據本發明，在本體部之外周部設置有複數個非接觸肋板，且在鄰接的非接觸肋板之間設置有複數個支銷，亦即交互配置有複數個設置有非接觸肋板的區域(以下，稱為「肋板區域」。)與設置有支銷的區域(以下，稱為「支銷區域」。)。在該情況下，從本體部之中心部朝向外周部，依序進行各支銷區域(各肋板區域)中之第2基板的抽真空，藉由此，可藉由第2保持部來依序吸附保持第2基板。因此，即使第2基板彎曲，第2保持部亦可適當地保持直至該第2基板之外周部，且可抑制所接合之重合基板之垂直方向的歪斜。
而且，本發明，係在本體部之外周部設置有高度低於支銷的非接觸肋板，且採用所謂的靜壓密封方法。亦即，在第2保持部對第2基板進行抽真空之際，非接觸肋板，係不會接觸於第2基板，而支銷接觸於第2基板，在肋板區域中所抽真空之空氣的流速，係大於在支銷區域中所抽真空之空氣的流速。如此一來，由於可強力地對第2基板之外周部進行抽真空，因此，可適當地保持該外周部。又，由於非接觸肋板不會接觸於第2基板，因此，可減小第2保持部之外周部之與第2基板的接觸面積，且可抑制在該第2保持部之外周部上面殘存有微粒的情形。而且，第2保持部，係可平坦地保持直至第2基板之外周部。因此，在接合處理中，使基板彼此抵接之際，係可使該基板間的空氣流出至外部，而抑制重合基板產生 孔隙的情形。
如上述，根據本發明，可一邊抑制重合基板之垂直方向的歪斜，一邊抑制重合基板之孔隙的產生而適當地進行基板彼此之接合處理。
前述第2保持部，係亦可更具有：接觸肋板，在前述本體部中，於前述非接觸肋板之內側，同心圓狀地設置成環狀，且高度與前述支銷相同，前述第2保持部，係可在前述接觸肋板之內側之吸引區域與前述接觸肋板之外側之吸引區域，分別設定第2基板之抽真空。
在前述本體部中，係亦可在設置有前述複數個非接觸肋板的區域形成有對第2基板之外周部進行抽真空的吸引口。
前述本體部，係亦可同心圓狀地區隔成複數個支銷區域，在前述複數個支銷區域中，內側之支銷區域之前述複數個支銷的間隔，係小於外側之支銷區域之前述複數個支銷之間隔的間隔。
前述第2保持部，係亦可更具有：溫度調整機構，調節保持於該第2保持部之第2基板的溫度。又，前述溫度調整機構，係亦可具有：第1溫度調節部，對第2基板之外周部進行溫度調節；及第2溫度調節部，在第2基板中，對外周部內側之中央部進行溫度調節。
前述第1保持部，係亦可具有：其他本體部，對第1基板進行抽真空；複數個其他支銷，設置於前述其他本體部，且接觸於第1基板之背面；及複數個其他 非接觸肋板，在前述其他本體部的外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述其他支銷，在鄰接的前述其他非接觸肋板之間，係設置有前述複數個其他支銷。
另一觀點之本發明，係一種具備有前述接合裝置的接合系統，其特徵係，具備有：處理站，具備有前述接合裝置；及搬入搬出站，可分別保存複數個第1基板、第2基板或第1基板與第2基板接合而成的重合基板，且對前述處理站搬入搬出第1基板、第2基板或重合基板，前述處理站，係具有：表面改質裝置，使第1基板或第2基板之被接合的表面改質；表面親水化裝置，使經由前述表面改質裝置所改質之第1基板或第2基板的表面親水化；及搬送裝置，用以對前述表面改質裝置、前述表面親水化裝置及前述接合裝置搬送第1基板、第2基板或重合基板，在前述接合裝置中，係使表面經由前述表面親水化裝置親水化的第1基板與第2基板接合。
又，另一觀點之本發明，係一種使用接合裝置來接合基板彼此的接合方法，其特徵係，前述接合裝置，係具有：第1保持部，對第1基板進行抽真空而吸附保持於下面；及第2保持部，設置於前述第1保持部之下方，對第2基板進行抽真空而吸附保持於上面，前述第2保持部，係具有：本體部，對第2基板進行抽真空；複數個支銷，設置於前述本體部，且接觸於第2基板之背面；及複數個非接觸肋板，在前述本體部之外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述支銷，在鄰接的前述非 接觸肋板之間，係設置有前述複數個支銷，前述接合方法，係具有：第1保持工程，藉由前述第1保持部，對第1基板進行抽真空並加以保持；第2保持工程，藉由前述第2保持部，對第2基板從其中心部朝向外周部依序進行抽真空並加以保持；及接合工程，其後，使保持於前述第1保持部的第1基板與保持於前述第2保持部的第2基板相對向配置並接合。
前述第2保持部，係亦可更具有：接觸肋板，在前述本體部中，於前述非接觸肋板之內側，同心圓狀地設置成環狀，且高度與前述支銷相同，前述第2保持部，係可在前述接觸肋板之內側之吸引區域與前述接觸肋板之外側之吸引區域，分別設定第2基板之抽真空，在前述第2保持工程中，在前述內側之吸引區域吸附第2基板後，在前述外側之吸引區域吸附第2基板。
在前述第2保持工程中，係亦可在前述本體部中，從形成於設置有前述複數個非接觸肋板之區域的吸引口，對第2基板之外周部進行抽真空。
前述本體部，係亦可同心圓狀地區隔成複數個支銷區域，在前述複數個支銷區域中，內側之支銷區域之前述複數個支銷的間隔，係小於外側之支銷區域之前述複數個支銷之間隔的間隔，在前述接合工程中，在推壓第1基板之中心部與第2基板之前述內側的支銷區域並使其抵接後，停止前述第1保持部所致之第1基板的抽真空，從第1基板之中心部朝向外周部，依序接合第1基板與第 2基板。
在前述接合工程中，亦可藉由設置於前述第2保持部的溫度調整機構，一邊調節第2基板之溫度，一邊接合第1基板與第2基板。又，前述溫度調整機構，係亦可具有：第1溫度調節部，對第2基板之外周部進行溫度調節；及第2溫度調節部，在第2基板中，對外周部內側之中央部進行溫度調節，在前述接合工程中，使前述第1溫度調節部之設定溫度高於前述第2溫度調節部之設定溫度。
前述第1保持部，係亦可具有：其他本體部，對第1基板進行抽真空；複數個其他支銷，設置於前述其他本體部，且接觸於第1基板之背面；及複數個其他非接觸肋板，在前述其他本體部的外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述其他支銷，在鄰接的前述其他非接觸肋板之間，係設置有前述複數個其他支銷，在前述第1保持工程中，係藉由前述第1保持部，對第1基板從其中心部朝向外周部依序進行抽真空並加以保持。
又，根據另一觀點之本發明，係提供一種程式，該程式，係在控制該接合裝置之控制部的電腦上動作，以使得藉由接合裝置執行前述接合方法。
而且，根據另一觀點之本發明，提供一種儲存有前述程式之可讀取之電腦記憶媒體。
根據本發明，能夠以在接合基板彼此時適當地保持基板的方式，一邊抑制重合基板之垂直方向的歪斜，一邊抑制重合基板之孔隙的產生而適當地進行該基板彼此之接合處理。
1‧‧‧接合系統
2‧‧‧搬入搬出站
3‧‧‧處理站
30‧‧‧表面改質裝置
40‧‧‧表面親水化裝置
41‧‧‧接合裝置
61‧‧‧晶圓搬送裝置
70‧‧‧控制部
140‧‧‧上夾盤
141‧‧‧下夾盤
170‧‧‧本體部
171‧‧‧支銷
190‧‧‧本體部
191‧‧‧支銷
192‧‧‧接觸肋板
193~196‧‧‧非接觸肋板
197a‧‧‧第1吸引區域
197b‧‧‧第2吸引區域
197c‧‧‧第3吸引區域
197d‧‧‧第4吸引區域
197e‧‧‧第5吸引區域
300‧‧‧第1支銷區域
301‧‧‧第2支銷區域
310‧‧‧第1支銷區域
311‧‧‧第2支銷區域
312‧‧‧第3支銷區域
320‧‧‧溫度調整機構
330‧‧‧溫度調整機構
331‧‧‧第1溫度調節部
332‧‧‧第2溫度調節部
340‧‧‧第3吸引口
WU‧‧‧上晶圓
WL‧‧‧下晶圓
WT‧‧‧重合晶圓
〔圖1〕表示本實施形態之接合系統之構成之概略的平面圖。
〔圖2〕表示本實施形態之接合系統之內部構成之概略的側視圖。
〔圖3〕表示上晶圓與下晶圓之構成之概略的側視圖。
〔圖4〕表示接合裝置之構成之概略的橫剖面圖。
〔圖5〕表示接合裝置之構成之概略的縱剖面圖。
〔圖6〕表示上夾盤與下夾盤之構成之概略的縱剖面圖。
〔圖7〕從下方觀看上夾盤的平面圖。
〔圖8〕從上方觀看下夾盤的平面圖。
〔圖9〕放大下夾盤之一部分的說明圖。
〔圖10〕表示下晶圓之外周部被吸附保持之狀態的說明圖。
〔圖11〕放大比較例中下夾盤之外周部的說明圖。
〔圖12〕表示晶圓接合處理之主要工程的流程圖。
〔圖13〕表示在第1吸引區域吸附保持下晶圓後之狀態的說明圖。
〔圖14〕表示在第1吸引區域~第5吸引區域吸附保持下晶圓後之狀態的說明圖。
〔圖15〕表示推壓上晶圓之中心部與下晶圓之中心部而使其抵接之狀態的說明圖。
〔圖16〕表示使上晶圓依序抵接於下晶圓之狀態的說明圖。
〔圖17〕表示使上晶圓之表面與下晶圓之表面抵接之狀態的說明圖。
〔圖18〕表示上晶圓與下晶圓接合後之狀態的說明圖。
〔圖19〕表示其他實施形態之下夾盤之構成之概略的縱剖面圖。
〔圖20〕其他實施形態之下夾盤的平面圖。
〔圖21〕其他實施形態之下夾盤的平面圖。
〔圖22〕表示其他實施形態之下夾盤之構成之概略的縱剖面圖。
〔圖23〕表示其他實施形態之下夾盤之構成之概略的縱剖面圖。
〔圖24〕表示其他實施形態之下夾盤之構成之概略的縱剖面圖。
以下，說明本發明之實施形態。圖1，係表示本實施形態之接合系統1之構成之概略的平面圖。圖2，係表示接合裝置1之內部構成之概略的側視圖。
在接合系統1中，係如圖3所示，例如接合作為2枚基板之晶圓WU、WL。以下，將配置於上側的晶圓稱為作為第1基板的「上晶圓WU」，將配置於下側的晶圓稱為作為第2基板的「下晶圓WL」。又，將上晶圓WU被接合的接合面稱為「表面WU1」，將與該表面WU1相反之一側的面稱為「背面WU2」。同樣地，將下晶圓WL被接合的接合面稱為「表面WL1」，將與該表面WL1相反之一側的面稱為「背面WL2」。而且，在接合系統1中，係接合上晶圓WU與下晶圓WL，形成作為重合基板的重合晶圓WT。
接合系統1，係如圖1所示，具有一體連接搬入搬出站2與處理站3之構成，該搬入搬出站2，係例如在與外部之間搬入搬出可分別收容複數個晶圓WU、WL、複數個重合晶圓WT的匣盒CU、CL、CT，該處理站3，係具備有對晶圓WU、WL、重合晶圓WT施予預定處理的各種處理裝置。
在搬入搬出站2，係設置有匣盒載置台10。在匣盒載置台10，係設置有複數個例如4個匣盒載置板11。匣盒載置板11，係在水平方向之X方向(圖1中的上下方向)上並列配置成一列。在對接合系統1之外部搬入搬出匣盒CU、CL、CT之際，可將匣盒CU、CL、CT載 置於該些匣盒載置板11。如此一來，搬入搬出站2，係構成為可保存複數個上晶圓WU、複數個下晶圓WL、複數個重合晶圓WT。另外，匣盒載置板11之個數，係並不限定於本實施形態，可任意設定。又，亦可將匣盒之一使用來作為異常晶圓之回收用。亦即，可使因種種原因而造成上晶圓WU與下晶圓WL之接合產生異常的晶圓，與其他正常的重合晶圓WT分離的匣盒。在本實施態樣中，係將複數個匣盒CT中的1個匣盒CT使用來作為異常晶圓之回收用，而將其他的匣盒CT使用來作為正常之重合晶圓WT的收納用。
在搬入搬出站2，係鄰接匣盒載置台10而設置有晶圓搬送部20。在晶圓搬送部20，係設置有在往X方向延伸之搬送路徑21上移動自如的晶圓搬送裝置22。晶圓搬送裝置22，係亦可在垂直方向及繞垂直軸(θ方向)移動自如，且可在各匣盒載置板11上的匣盒CU、CL、CT與後述之處理站3之第3處理區塊G3的移轉裝置50、51之間，搬送晶圓WU、WL、重合晶圓WT。
在處理站3，係設置有具備了各種裝置之複數個例如3個處理區塊G1、G2、G3。例如在處理站3之正面側(圖1之X方向負方向側)，係設置有第1處理區塊G1，在處理站3之背面側(圖1之X方向正方向側)，係設置有第2處理區塊G2。又，在處理站3之搬入搬出站2側(圖1之Y方向負方向側)，係設置有第3處理區塊G3。
例如在第1處理區塊G1，係配置有使晶圓WU、WL之表面WU1、WL1改質的表面改質裝置30。在表面改質裝置30中，係例如在減壓環境下，作為處理氣體的氧氣或氮氣被激發而電漿化、離子化。對表面WU1、WL1照射該氧離子或氮離子，使表面WU1、WL1被電漿處理而改質。
例如在第2處理區塊G2，係從搬入搬出站2側依序在水平方向的Y方向上排列配置有：表面親水化裝置40，藉由例如純水使晶圓WU、WL的表面WU1、WL1親水化，並且洗淨該表面WU1、WL1；及接合裝置41，接合晶圓WU、WL。
在表面親水化裝置40中，係一邊使保持於例如旋轉夾盤的晶圓WU、WL旋轉，一邊對該晶圓WU、WL上供給純水。如此一來，所供給的純水會在晶圓WU、WL的表面WU1、WL1上擴散，而表面WU1、WL1被親水化。另外，關於接合裝置41之構成，係如後述。
例如在第3處理區塊G3中，係如圖2所示，晶圓WU、WL、重合晶圓WT之移轉裝置50、51，係從下方依序設置成2層。
如圖1所示，在由第1處理區塊G1~第3處理區塊G3所包圍的區域，係形成有晶圓搬送區域60。在晶圓搬送區域60，係配置有例如晶圓搬送裝置61。
晶圓搬送裝置61，係具有例如在垂直方向、水平方向(Y方向、X方向)及繞垂直軸移動自如的搬送 臂。晶圓搬送裝置61，係可在晶圓搬送區域60內移動，而將晶圓WU、WL、重合晶圓WT搬送至周圍之第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內之預定的裝置。
在上述之接合系統1，係如圖1所示設置有控制部70。控制部70，係例如為電腦，具有程式儲存部(未圖示)。在程式儲存部，係儲存有控制接合系統1之晶圓WU、WL、重合晶圓WT之處理的程式。又，在程式儲存部，係亦儲存有用以控制上述之各種處理裝置或搬送裝置等之驅動系統的動作從而實現接合系統1之後述之晶圓接合處理的程式。此外，前述程式，係亦可為記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之電腦可讀取之記憶媒體H者，且可由其記憶媒體H安裝於控制部70者。
其次，說明上述之接合裝置41的構成。接合裝置41，係如圖4所示，具有可密閉內部的處理容器100。在處理容器100之晶圓搬送區域60側的側面，係形成有晶圓WU、WL、重合晶圓WT之搬入搬出口101，在該搬入搬出口101，係設置有開關閘門102。
處理容器100之內部，係藉由內壁103區隔成搬送區域T1與處理區域T2。上述之搬入搬出口101，係形成於搬送區域T1中之處理容器100的側面。又，在內壁103，亦形成有晶圓WU、WL、重合晶圓WT的搬入搬出口104。
在搬送區域T1的X方向正方向側，係設置有用以暫時載置晶圓WU、WL、重合晶圓WT的移轉裝置110。移轉裝置110，係形成為例如2層，可同時載置晶圓WU、WL、重合晶圓WT之任2個。
在搬送區域T1，係設置有晶圓搬送機構111。晶圓搬送機構111，係如圖4及圖5所示，具有例如在垂直方向、水平方向(Y方向、X方向)及繞垂直軸移動自如的搬送臂。而且，晶圓搬送機構111，係可在搬送區域T1內、或是搬送區域T1與處理區域T2之間搬送晶圓WU、WL、重合晶圓WT。
在搬送區域T1的X方向負方向側，係設置有調節晶圓WU、WL之水平方向之朝向的位置調節機構120。位置調節機構120，係具有：基台121，具備有保持晶圓WU、WL並使其旋轉的保持部(未圖示)；及檢測部122，檢測晶圓WU、WL之槽口部的位置。而且，在位置調節機構120中，係一邊使保持於基台121的晶圓WU、WL旋轉，一邊以檢測部122檢測晶圓WU、WL之槽口部的位置，藉此，調節該槽口部之位置，並調節晶圓WU、WL之水平方向的朝向。另外，在基台121中，保持晶圓WU、WL的方式並沒有特別限定，另可使用例如銷夾盤方式或旋轉夾盤方式等各種方式。
又，在搬送區域T1，係設置有使上晶圓WU的表背面反轉的反轉機構130。反轉機構130，係具有保持上晶圓WU的保持臂131。保持臂131，係在水平方向 (Y方向)延伸。又，在保持臂131中，係例如於4處設置有保持上晶圓WU的保持構件132。
保持臂131，係被支持於具備有例如馬達等的驅動部133。藉由該驅動部133，保持臂131，係繞水平軸旋動自如。又，保持臂131，係以驅動部133為中心旋動自如，並且可在水平方向(Y方向)移動自如。在驅動部133之下方，係設置有具備例如馬達等的其他驅動部(未圖示)。藉由該其他驅動部，驅動部133，係可沿著支撐柱134(該支撐柱，係延伸於垂直方向)，在垂直方向上移動。如此一來，藉由驅動部133，被保持於保持構件132的上晶圓WU，係可繞水平軸旋動，並且可在垂直方向及水平方向移動。又，被保持於保持構件132的上晶圓WU，係以驅動部133為中心進行旋動，可從位置調節機構120在與後述之上夾盤140之間移動。
處理區域T2中，係設置有：上夾盤140，作為在下面吸附保持上晶圓WU的第1保持部；及下夾盤141，作為在上面載置下晶圓WL並吸附保持的第2保持部。下夾盤141，係構成為設置於上夾盤140的下方，可與上夾盤140對向配置。亦即，保持於上夾盤140的上晶圓WU與保持於下夾盤141的下晶圓WL，係可對向配置。
上夾盤140，係被支撐於上夾盤支撐部150(該上夾盤支撐部，係設置於該上夾盤140的上方)。上夾盤支撐部150，係設置於處理容器100的頂棚面。亦 即，上夾盤140，係經由上夾盤支撐部150，被固定設置於處理容器100。
在上夾盤支撐部150，係設置有對保持於下夾盤141之下晶圓WL之表面WL1進行拍攝的上部攝像部151。亦即，上部攝像部151，係設置為鄰接於上夾盤140。在上部攝像部151，係使用例如CCD攝像機。
下夾盤141，係被支撐於第1下夾盤移動部160(該第1下夾盤移動部，係設置於該下夾盤141的下方)。第1下夾盤移動部160，係如後述構成為使下夾盤141在水平方向(Y方向)移動。又，第1下夾盤移動部160，係構成為可使下夾盤141在垂直方向移動自如，且繞垂直軸旋轉。
在第1下夾盤移動部160，係設置有對保持於上夾盤140之上晶圓WU之表面WU1進行拍攝的下部攝像部161。亦即，下部攝像部161，係設置為鄰接於下夾盤141。在下部攝像部161，係使用例如CCD攝像機。
第1下夾盤移動部160，係安裝於一對導軌162、162(該導軌，係設置於該第1下夾盤移動部160的下面側，且延伸於水平方向(Y方向))。而且，第1下夾盤移動部160，係構成為沿著導軌162移動自如。
一對導軌162、162，係配設於第2下夾盤移動部163。第2下夾盤移動部163，係安裝於一對導軌164、164(該導軌，係設置於該第2下夾盤移動部163的下面側，且延伸於水平方向(X方向))。而且，第2下 夾盤移動部163，係構成為沿著導軌164移動自如，亦即構成為使下夾盤141在水平方向(X方向)移動。另外，一對導軌164、164，係配設於載置台165(該載置台，係設置於處理容器100的底面)上。
其次，說明接合裝置41之上夾盤140與下夾盤141的詳細構成。
在上夾盤140中，係如圖6及圖7所示，採用銷夾盤方式。上夾盤140，係具有本體部170(該本體部，係具有在俯視下至少大於上晶圓WU的直徑)。在本體部170的下面，係設置有與上晶圓WU之背面WU2接觸的複數個支銷171。又，在本體部170之下面，係在複數個支銷171的外側設置有環狀之肋板172。肋板172，係以至少支撐上晶圓WU之背面WU2之外緣部的方式，來支撐該背面WU2的外周部。
而且，在本體部170的下面，係在肋板172的內側設置有其他的肋板173。肋板173，係與肋板172同心圓狀地設置成環狀。而且，肋板172之內側的區域174(以下，有時稱為吸引區域174)，係被區隔成肋板173之內側的第1吸引區域174a與肋板173之外側的第2吸引區域174b。
在本體部170的下面，係在第1吸引區域174a形成有用以對上晶圓WU進行抽真空的第1吸引口175a。第1吸引口175a，係例如在第1吸引區域174a形成於2處。在第1吸引口175a，係連接有被設置於本體 部170之內部的第1吸引管176a。而且，在第1吸引管176a，係經由連接管而連接有第1真空泵177a。
又，在本體部170的下面，係在第2吸引區域174b形成有用以對上晶圓WU進行抽真空的第2吸引口175b。第2吸引口175b，係例如在第2吸引區域174b形成於2處。在第2吸引口175b，係連接有被設置於本體部170之內部的第2吸引管176b。而且，在第2吸引管176b，係經由連接管而連接有第2真空泵177b。
如此一來，上夾盤140，係構成為可在第1吸引區域174a與第2吸引區域174b，分別對上晶圓WU進行抽真空。另外，吸引口175a、175b之配置，係並不限定於本實施形態，可任意設定。
而且，分別從吸引口175a、175b對由上晶圓WU、本體部170及肋板172所包圍而形成的吸引區域174a、174b進行抽真空，使吸引區域174a、174b進行減壓。此時，由於吸引區域174a、174b之外部的環境為大氣壓，因此，上晶圓WU，係被大氣壓以所減壓的量向吸引區域174a、174b側推壓，上晶圓WU便被吸附保持於上夾盤140。
該情況下，由於肋板172，係支撐上晶圓WU之背面WU2外緣部，因此，上晶圓WU，係適當地被抽真空直至其外周部。因此，上晶圓WU之全面，係被吸附保持於上夾盤140，且可使該上晶圓WU之平面度縮小，從而使上晶圓WU平坦。
而且，由於複數個支銷171的高度為均等，因此，可進一步使上夾盤140之下面的平面度縮小。如此一來，可使上夾盤140的下面平坦(使下面之平面度縮小)，而抑制保持於上夾盤140之上晶圓WU之垂直方向的歪斜。
又，由於上晶圓WU之背面WU2，係被支撐於複數個支銷171，因此，當上夾盤140所致之上晶圓WU的抽真空解除時，該上晶圓WU變得容易從上夾盤140剝離。
在上夾盤140中，在本體部170的中心部，係形成有貫通孔178(該貫通孔，係在厚度方向上貫通該本體部170)。該本體部170的中心部，係與被吸附保持於上夾盤140之上晶圓WU的中心部相對應。而且，後述之推動構件180之致動器部181的前端部，係插通於貫通孔178。
在上夾盤140的上面，係設置有推壓上晶圓WU之中心部的推動構件180。推動構件180，係具有致動器部181與汽缸部182。
由於致動器部181，係藉由從電空調整器(未圖示)所供給的空氣來對一定的方向產生一定的壓力，因此，無關壓力之作用點的位置，可使該壓力固定地產生。而且，藉由來自電空調整器的空氣，致動器部181，係可控制與上晶圓WU的中心部抵接而施加於該上晶圓WU之中心部的推壓荷重。又，致動器部181的前端部，係藉由 來自電空調整器的空氣，插通貫通孔178而在垂直方向上升降自如。
致動器部181，係被支撐於汽缸部182。汽缸部182，係可藉由內建有例如馬達的驅動部，使致動器部181在垂直方向移動。
如上述，推動構件180，係藉由致動器部181進行推壓荷重之控制，藉由汽缸部182進行致動器部181之移動的控制。而且，推動構件180，係可在後述之晶圓WU、WL接合時，使上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部抵接而推壓。
在下夾盤141，係與上夾盤140相同地，如圖6、圖8及圖9所示，採用銷夾盤方式。下夾盤141，係具有本體部190(該本體部，係具有在俯視下至少大於下晶圓WL的直徑)。在本體部190的上面，係設置有接觸於下晶圓WL之背面WL2的複數個支銷191。
在本體部190之上面，係設置有環狀之肋板192~196。該些肋板192~196，係與本體部190設置成同心圓狀，且從本體部190之中心部朝向外周部依序配置。設置於本體部190之中心部的肋板192(以下，有時稱為接觸肋板192。)，係具有與支銷191相同的高度，且與下晶圓WL之背面WL2接觸。設置於本體部190之外周部的肋板193~196(以下，有時稱為非接觸肋板193~196。)，係具有低於支銷191的高度，且不會與下晶圓WL之背面WL2接觸。而且，在鄰接的肋板192~196 間，係設置有複數個支銷191。另外，非接觸肋板之個數，係並不限定於本實施形態，可任意設定。
在本體部190之上面，肋板196之內側的區域197(以下，有時稱為吸引區域197)，係被區隔成肋板192~196。亦即，吸引區域197，係區隔成：接觸肋板192之內側的第1吸引區域197a；接觸肋板192與非接觸肋板193間的第2吸引區域197b；非接觸肋板193、194間的第3吸引區域197c；非接觸肋板194、195間的第4吸引區域197d；及非接觸肋板195、196間的第5吸引區域197e。
在本體部190之上面，係在第1吸引區域197a形成有用以對下晶圓WL進行抽真空的第1吸引口198a。第1吸引口198a，係例如在第1吸引區域197a形成於2處。在第1吸引口198a，係連接有設置於本體部190之內部的第1吸引管199a。而且，在第1吸引管199a，係經由連接管而連接有第1真空泵200a。
又，在本體部190的上面，係在吸引區域197b~197e形成有用以對下晶圓WL進行抽真空的第2吸引口198b。第2吸引口198b，係例如在第2吸引區域197b形成於2處。在第2吸引口198b，係連接有設置於本體部190之內部的第2吸引管199b。而且，在第2吸引管199b，係經由連接管而連接有第2真空泵200b。
另外，吸引口198a、198b之配置，係並不限定於本實施形態，可任意設定。例如第2吸引口198b， 雖係對於吸引區域197b~197e共通地設置，但亦可使吸引口分別設置於各吸引區域197b~197e。如此一來，在吸引區域197b~197e設置吸引口的實施形態，係如後述。
而且，從吸引口198a、198b，對吸引區域197a~197e進行抽真空，進而對該吸引區域197a~197e進行減壓。此時，由於吸引區域197a~197e之外部的環境為大氣壓，因此，下晶圓WL，係被大氣壓以所減壓的量向吸引區域197a~197e側推壓，下晶圓WL便被吸附保持於下夾盤141。
在此，詳細說明吸引區域197c~197e中之下晶圓WL之外周部的保持。
由於吸引區域197c~197e，係藉由非接觸肋板193~196來區隔，因此，當開始從第2吸引口198b進行抽真空時，則從該第2吸引口198b依序，亦即以吸引區域197c~197e的順序進行抽真空。如此一來，如圖10所示，下晶圓WL，係從其內側朝向外側而被依序吸附保持。因此，例如即使在一般狀態下，下晶圓WL之外周部向垂直上方彎曲，下夾盤141，係亦可適當地保持直至下晶圓WL的外周部。
又，在吸引區域197c~197e中，係藉由所謂的靜壓密封來吸附保持下晶圓WL。在從第2吸引口198b對下晶圓WL進行抽真空之際，在設置有非接觸肋板193~196的部位(肋板區域)中，所吸引之空氣的流速，係大於未設置有該非接觸肋板193~196的部位(支銷區 域)。如此一來，可用比中心部更強的力量適當地對下晶圓WL之外周部進行抽真空。
圖11，係表示相對於本實施形態之比較例。例如在本體部190之外周的肋板R接觸於下晶圓WL之背面WL2，且配置於比其外緣部更往內側的情況下，當以下夾盤141來吸附保持下晶圓WL時，以肋板R為起點，下晶圓WL之外周部向垂直上方彎曲。
對此，在本實施形態中，係如上述，由於可在吸引區域197c~197e，適當地對下晶圓WL進行抽真空直至其外周部，因此，下晶圓WL之全面，係被吸附保持於下夾盤141，且可使該下晶圓WL之平面度縮小，從而使下晶圓WL平坦。
而且，由於複數個支銷191的高度為均等，因此，可進一步使下夾盤141之上面的平面度縮小。因此，亦可進一步使保持於該下夾盤141之下晶圓WL的平面度縮小，而可抑制下晶圓WL之垂直方向的歪斜。
另外，由於下晶圓WL之背面WL2，係被支撐於複數個支銷191，因此，當下夾盤141所致之下晶圓WL的抽真空解除之際，該下晶圓WL會變得容易從下夾盤141剝離。
如圖8所示，在下夾盤141中，在本體部190的中心部附近，係例如在3處形成有貫通孔201(該貫通孔，係在厚度方向上貫通該本體部190)。而且，設置於第1下夾盤移動部160之下方的升降銷，係插通於貫通孔 201。
在本體部190的外周部，係設置有導引構件202(該導引構件，係防止晶圓WU、WL、重合晶圓WT從下夾盤141飛出或滑落)。導引構件202，係在本體部190的外周部，以等間隔的方式設置於複數個地方，例如4處。
另外，接合裝置41之各部的動作，係藉由上述的控制部70來控制。
其次，說明使用如上述般構成之接合系統1所進行之晶圓WU、WL的接合處理方法。圖12，係表示該晶圓接合處理之主要工程之例子的流程圖。
首先，收納有複數枚上晶圓WU的匣盒CU、收納有複數枚下晶圓WL的匣盒CL及空的匣盒CT，係被載置於搬入搬出站2之預定的匣盒載置板11。其後，藉由晶圓搬送裝置22取出匣盒CU內之上晶圓WU，而搬送至處理站3之第3處理區塊G3的移轉裝置50。
其次，上晶圓WU，係藉由晶圓搬送裝置61，被搬送至第1處理區塊G1的表面改質裝置30。在表面改質裝置30中，係在預定的減壓環境下，作為處理氣體的氧氣與氮氣被激發而電漿化、離子化。該氧離子或氮離子，係被照射至上晶圓WU的表面WU1，使該表面WU1被電漿處理。而且，上晶圓WU的表面WU1被改質(圖12之工程S1)。
其次，上晶圓WU，係藉由晶圓搬送裝置61， 被搬送至第2處理區塊G2的表面親水化裝置40。在表面親水化裝置40中，係一邊使保持於旋轉夾盤的上晶圓WU旋轉，一邊對該上晶圓WU上供給純水。如此一來，所供給的純水，係在上晶圓WU的表面WU1上擴散，羥基(矽醇基)附著於在表面改質裝置30中經過改質後之上晶圓WU的表面WU1，使該表面WU1親水化。又，藉由該純水，洗淨上晶圓WU的表面WU1(圖12之工程S2)。
其次，上晶圓WU，係藉由晶圓搬送裝置61，被搬送至第2處理區塊G2的接合裝置41。被搬入至接合裝置41的上晶圓WU，係經由移轉裝置110，藉由晶圓搬送機構111被搬送至位置調節機構120。而且，藉由位置調節機構120，加以調節上晶圓WU之水平方向的朝向(圖12之工程S3)。
其後，上晶圓WU，係從位置調節機構120被收授至反轉機構130的保持臂131。接著，在搬送區域T1中，藉由使保持臂131反轉的方式，使上晶圓WU的表背面反轉(圖12之工程S4)。亦即，上晶圓WU的表面WU1，係面向下方。
其後，反轉機構130的保持臂131，係以驅動部133為中心旋動，而移動至上夾盤140的下方。而且，上晶圓WU，係從反轉機構130被收授至上夾盤140。上晶圓WU，係其背面WU2被吸附保持於上夾盤140(圖12之工程S5)。具體而言，使真空泵177a、177b作動，在吸引區域174a、174b中，經由吸引口175a、175b，對上 晶圓WU進行抽真空，上晶圓WU便吸附保持於上夾盤140。
在對上晶圓WU進行上述之工程S1~S5之處理的期間，接續於該上晶圓WU後緊接著進行下晶圓WL的處理。首先，藉由晶圓搬送裝置22取出匣盒CL內的下晶圓WL，且搬送至處理站3之移轉裝置50。
其次，下晶圓WL，係藉由晶圓搬送裝置61被搬送至表面改質裝置30，下晶圓WL的表面WL1被改質(圖12之工程S6)。另外，工程S6中之下晶圓WL之表面WL1的改質，係與上述的工程S1相同。
其後，下晶圓WL，係藉由晶圓搬送裝置61被搬送至表面親水化裝置40，下晶圓WL的表面WL1被親水化的同時洗淨該表面WL1(圖12之工程S7)。另外，工程S7中之下晶圓WL之表面WL1的親水化及洗淨，係與上述的工程S2相同。
其後，下晶圓WL，係藉由晶圓搬送裝置61被搬送至接合裝置41。被搬入至接合裝置41的下晶圓WL，係經由移轉裝置110，藉由晶圓搬送機構111被搬送至位置調節機構120。而且，藉由位置調節機構120，加以調節下晶圓WL之水平方向的朝向(圖12之工程S8)。
其後，下晶圓WL，係藉由晶圓搬送機構111被搬送至下夾盤141，其背面WL2被吸附保持於下夾盤141(圖12之工程S9)。另外，在本實施形態中，被吸 附保持於下夾盤141之前的下晶圓WL，係如圖13所示，其外周部向垂直上方彎曲。
在工程S9中，係首先，使第1真空泵200a作動，如圖13所示，在第1吸引區域197a中，從第1吸引口198a對下晶圓WL進行抽真空。如此一來，予以固定下晶圓WL之水平方向的位置。
其後，在使第1真空泵200a作動的狀態下，進一步使第2真空泵200b作動，如圖14所示，在吸引區域197a~197e中，從吸引口198a、198b對下晶圓WL進行抽真空。此時，當開始從第2吸引口198b進行抽真空時，則從該第2吸引口198b依序，亦即以吸引區域197c~197e的順序進行抽真空，如圖10所示，下晶圓WL，係從其內側朝向外側而被依序吸附保持。因此，例如即使在一般狀態下，下晶圓WL之外周部向垂直上方彎曲，下晶圓WL亦適當地被保持直至其外周部。如此一來，下晶圓WL，係全面被吸附保持於下夾盤141。
其次，進行保持於上夾盤140之上晶圓WU與保持於下夾盤141之下晶圓WL之水平方向的位置調節。具體而言，係藉由第1下夾盤移動部160與第2下夾盤移動部163，使下夾盤141在水平方向(X方向及Y方向)移動，且使用上部攝像部151，對下晶圓WL之表面WL1上之預先決定的基準點依序進行拍攝。同時地，使用下部攝像部161，對上晶圓WU之表面WU1上之預先決定的基準點依序進行拍攝。所拍攝的圖像，係被輸出至控制部 70。在控制部70中，係根據由上部攝像部151所拍攝的圖像與由下部攝像部161所拍攝的圖像，藉由第1下夾盤移動部160與第2下夾盤移動部163，使下夾盤141移動至上晶圓WU之基準點與下晶圓WL之基準點分別一致的位置。如此一來，加以調節上晶圓WU與下晶圓WL之水平方向位置(圖12之工程S10)。
其後，藉由第1下夾盤移動部160，使下夾盤141移動至垂直上方，進行上夾盤140與下夾盤141之垂直方向位置的調節，且進行保持於該上夾盤140之上晶圓WU與保持於下夾盤141之下晶圓WL之垂直方向位置的調節(圖12之工程S11)。
其次，進行保持於上夾盤140之上晶圓WU與保持於下夾盤141之下晶圓WL的接合處理。
首先，如圖15所示，藉由推動構件180之汽缸部182，使致動器部181下降。如此一來，伴隨著該致動器部181之下降，上晶圓WU之中心部被推壓而下降。此時，藉由從電空調整器所供給的空氣，對致動器部181，係施加預定之推壓荷重。而且，藉由推動構件180，使上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部抵接而進行推壓(圖12之工程S12)。此時，停止第1真空泵177a之作動，且停止來自第1吸引區域174a之第1吸引口175a之上晶圓WU的抽真空，並且使第2真空泵177b維持作動，從第2吸引口175b對第2吸引區域174b進行抽真空。而且，亦可在以推動構件180推壓上晶圓WU的 中心部之際，藉由上夾盤140來保持上晶圓WU的外周部。
如此一來，在被推壓之上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部之間，開始進行接合(圖12中之粗線部分)。亦即，由於上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1，係分別在工程S1、S6中被改質，因此，首先，在表面WU1、WL1之間會產生凡得瓦爾力(分子間力)，該表面WU1、WL1彼此接合。而且，由於上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1，係分別在工程S2、S7中被親水化，因此，表面WU1、WL1之間的親水基互相氫鍵結(分子間力)，表面WU1、WL1彼此便堅固地接合。
其後，如圖16所示，在藉由推動構件180來推壓上晶圓WU之中心部與下晶圓WL之中心部的狀態下，停止第2真空泵177b之作動，停止來自第2吸引區域174b之第2吸引管176b之上晶圓WU的抽真空。如此一來，上晶圓WU便落到下晶圓WL上。此時，由於上晶圓WU之背面WU2，係被支撐於複數個支銷171，因此，當上夾盤140所致之上晶圓WU的抽真空解除之際，該上晶圓WU變得容易從上夾盤140剝離。而且，上晶圓WU，係依序落到下晶圓WL上並進行抵接，上述之表面WU1、WL1間的凡得瓦爾力與氫鍵結所形成之接合會依序擴大。如此一來，如圖17所示，上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1全面抵接，上晶圓WU與下晶圓 WL便互相接合(圖12之工程S13)。
在該工程S13中，例如在下晶圓WL的外周部沿著垂直上方的情況下，上晶圓WU之外周部與下晶圓WL之外周部的距離變小。如此一來，在上晶圓WU落到下晶圓WL上之際，存在有下述情形：在其外周部中，係在無法完全將晶圓WU、WL之間的空氣逐出而使其流出之前，上晶圓WU會抵接於下晶圓WL。在該情況下，有所接合之重合晶圓WT產生孔隙之虞。
該觀點，在本實施形態中，係如上述的圖14所示，藉由下夾盤141來吸附保持下晶圓WL之全面，下晶圓WL係成為平坦直至其外周部。而且，在上夾盤140中亦吸附保持上晶圓WU之全面，上晶圓WU係成為平坦直至其外周部。因此，可使晶圓WU、WL之間的空氣流出至外部，而抑制重合晶圓WT產生孔隙的情形。
其後，如圖18所示，使推動構件180之致動器部181上升至上夾盤140。又，停止真空泵200a、200b的作動，且停止吸引區域197之下晶圓WL的抽真空，進而停止下夾盤141對下晶圓WL的吸附保持。此時，由於下晶圓WL的背面WL2，係被支持於複數個支銷191，因此，當下夾盤141所致之下晶圓WL的抽真空解除之際，該下晶圓WL變得容易從下夾盤141剝離。
上晶圓WU與下晶圓WL接合而成的重合晶圓WT，係藉由晶圓搬送裝置61被搬送至移轉裝置51，其後藉由搬入搬出站2的晶圓搬送裝置22被搬送至預定之匣 盒載置板11的匣盒CT。如此一來，一連串之晶圓WU、WL的接合處理便結束。
根據以上之實施形態，在本體部190之外周部，設置有複數個非接觸肋板193~195，且在鄰接的非接觸肋板193~195之間，設置有複數個支銷191。因此，在工程S9中，能夠以朝向本體部190之外周部，依序進行吸引區域197c~197e之下晶圓WL之抽真空的方式，藉由下夾盤141來依序吸附保持下晶圓WL。因此，即使下晶圓WL彎曲，下夾盤141亦可適當地保持直至該下晶圓WL之外周部，且可抑制所接合之重合基板WT之垂直方向的歪斜。
而且，在吸引區域197c~197e中，係採用所謂的靜壓密封方式。如此一來，如上述，由於下夾盤141，係可強力地對下晶圓WL之外周部進行抽真空，因此，可適當地保持該外周部。又，由於非接觸肋板193~195不會接觸於下晶圓WL之背面WL2，因此，可縮小下夾盤141之外周部之與下晶圓WL的接觸面積，且可抑制在該下夾盤141之外周部上面殘存有微粒的情形。而且，下夾盤141，係可平坦地保持直至下晶圓WL之外周部。因此，在工程S13中，使晶圓WU、WL彼此抵接之際，係可使晶圓WU、WL之間的空氣流出至外部，而抑制重合基板WT產生孔隙的情形。
如上述，根據本實施形態，可一邊抑制重合基板WT之垂直方向的歪斜，一邊抑制重合基板WT之孔 隙的產生，而適當地進行晶圓WU、WL彼此之接合處理。
又，由於下夾盤141，係藉由接觸肋板192來區隔成第1吸引區域197a與其外側之吸引區域197b~197e，因此，在工程S9中，能夠以下夾盤141來2階段地保持下晶圓WL。亦即，首先，由於是在第1吸引區域197a對下晶圓WL進行抽真空，而固定該下晶圓WL之水平方向的位置，因此，其後，在吸引區域197a~197e對下晶圓WL進行抽真空之際，不會產生該下晶圓WL之水平方向之位置的偏移。因此，可將下晶圓WL吸附保持於下夾盤141的適當位置。
另外，上晶圓WU與下晶圓WL，係亦可為元件晶圓與支撐晶圓之任一。元件晶圓，係指成為製品的半導體晶圓，例如在其表面形成有具備複數個電子電路等的元件。又，支撐晶圓，係指支撐元件晶圓的晶圓，在其表面並未形成元件。而且，本發明，係亦可應用於元件晶圓與支撐晶圓的接合處理及元件晶圓彼此的接合處理之任一。然而，在接合元件晶圓彼此時，為了使接合後之重合晶圓WT作為製品而適當地發揮功能，而必須適當地使上晶圓WU之電子電路與下晶圓WL之電子電路相對應。因此，如上述，調節上晶圓WU與下晶圓WL之水平方向的位置，係特別適合用於元件晶圓彼此之接合處理。
又，由於本實施形態的接合系統1，係除了接合裝置41外，亦具備有使晶圓WU、WL之表面WU1、WL1改質的表面改質裝置30與使表面WU1、WL1親水化並且 將該表面WU1、WL1洗淨的表面親水化裝置40，因此，可在一系統內效率良好地進行晶圓WU、WL之接合。因此，可更提升晶圓接合處理之生產率。
其次，說明上述之實施形態之接合裝置41中之下夾盤141的其他實施形態。
如圖19及圖20所示，下夾盤141之本體部190，係亦可根據支銷191之配置的疏密，區隔成第1支銷區域300與第2支銷區域301。第1支銷區域300，係在本體部190之中心部設置成圓形狀。第2支銷區域301，係在第1支銷區域300的外側，與該第1支銷區域300同心圓狀地設置成環狀。而且，設置於第1支銷區域300之支銷191的間隔，係小於設置於第2支銷區域301之支銷191的間隔。
如上述，在工程S12中，係藉由推動構件180來推壓上晶圓WU之中心部與下晶圓WL之中心部(第1支銷區域300)。如此一來，因該推壓荷重，而有下晶圓WL之中心部往垂直下方歪斜之虞。因此，如圖19所示，以縮小第1支銷區域300之支銷191之間隔的方式，可抑制該下晶圓WL之中心部之垂直方向的歪斜。
又，如圖21所示，下夾盤141之本體部190，係亦可根據支銷191之配置的疏密，區隔成第1支銷區域310、第2支銷區域311、第3支銷區域312的3個。以同心圓狀的方式，從中心部朝向外周部依序配置有第1支銷區域310、第2支銷區域311、第3支銷區域 312。而且，設置於第1支銷區域310之支銷191的間隔，係小於設置於第2支銷區域311之支銷191的間隔。而且，設置於第2支銷區域311之支銷191的間隔，係小於設置於第3支銷區域312之支銷191的間隔。如此一來，能夠以從中心部朝向外周部，階段性地增大支銷191之間隔的方式，使支撐於下夾盤141之下晶圓WL的接觸面積平穩地變動，且可抑制下晶圓WL之中心部之垂直方向的歪斜，而以下夾盤141來更適當地保持下晶圓WL。另外，支銷區域之個數，係並不限定於本實施形態，可任意設定。區隔之個數為較多者，係可更顯著地享受到上述效果。
又，如圖22所示，下夾盤141，係亦可具有調節被保持於該下夾盤141之下晶圓WL之溫度的溫度調整機構320。溫度調整機構320，係內建於例如本體部190。又，在溫度調整機構320中，係使用例如加熱器。在該情況下，藉由溫度調整機構320使下晶圓WL加熱至預定溫度例如常溫(23℃)~100℃，藉由此，在進行上述之工程S13之際，可消滅晶圓WU、WL之間的空氣。因此，可更確實地抑制重合晶圓WT之孔隙的產生。
又，如圖23所示，下夾盤141之溫度調整機構330，係亦可具有第1溫度調節部331與第2溫度調節部332。第1溫度調節部331，係進行下晶圓WL之外周部的溫度調節，且內建於例如本體部190之外周部。又，在第1溫度調節部331中，係使用例如加熱器。第2溫度調 節部332，係進行下晶圓WL之外周部內側之中央部的溫度調節，且內建於例如本體部190之中央部。又，第2溫度調節部332，係指例如使溫度調節水等之冷卻介質在內部流通的流通路徑。另外，第1溫度調節部331與第2溫度調節部332之設置場所或佈線，係亦可任意設計，且第1溫度調節部331與第2溫度調節部332，係亦可安裝於例如本體部190之外部。
在此，由於晶圓WU、WL之外周部，係曝露於外部環境，因此，溫度比中央部更易下降。因此，升高第1溫度調節部331之設定溫度、第2溫度調節部332之設定溫度。例如將第2溫度調節部332之設定溫度設成為常溫(23℃)，使第1溫度調節部331的設定溫度高於常溫。藉由此，可在面內均勻地對下晶圓WL進行溫度調節。因此，在進行上述之工程S13之際，可消滅晶圓WU、WL間的空氣，且可更確實地抑制重合晶圓WT之孔隙的產生。而且，可更確實地抑制所接合之重合晶圓WT之垂直方向的歪斜。
又，如圖24所示，在下夾盤141之本體部190的上面，係亦可進一步形成有第3吸引口340。第3吸引口340，係例如在非接觸肋板195、196間的第5吸引區域197e形成於2處。在第3吸引口340，係連接有設置於本體部190之內部的第3吸引管341。而且，在第3吸引管341，係經由連接管而連接有第3真空泵342。另外，第3吸引口340，係只要在設置有非接觸肋板 193~196的區域中形成即可，亦可形成於例如第3吸引區域197c或第4吸引區域197d。又，第3吸引口340，係亦可分別形成於吸引區域197c~197e。
在該情況下，在進行上述之工程S9之際，在第5吸引區域197e中，從第3吸引口340，對下晶圓WL之外周部進行抽真空。亦即，下晶圓WL之外周部，係藉由靜壓密封來予以吸附保持，並且從第3吸引口340亦積極地進行抽真空。而且，可增大第5吸引區域197e之真空度。因此，下夾盤141，係可用更強的力量對下晶圓WL之外周部進行抽真空而適當地進行保持，且可更確實地抑制所接合之重合晶圓WT之垂直方向的歪斜。
又，上述之下夾盤141的構成，係亦可應用於上夾盤140。例如在上夾盤140，係可應用如圖6所示之下夾盤141的構成。亦即，在上夾盤140中，係在其中心部設置有與接觸肋板192相同的接觸肋板，在外周部設置有與非接觸肋板193~196相同的非接觸肋板。在該情況下，在進行上述之工程S5之際，上夾盤140，係從其中心部朝向外周部依序進行抽真空，上晶圓WU，係從其中心部朝向外周部而被依序吸附保持。又，上夾盤140，係可藉由靜壓密封來適當地吸附保持上晶圓WU之外周部。
又，設置於上夾盤140之中心部之支銷171的前端位置，係亦可位於比設置於外周部之支銷171的前端位置更往下方，亦即，本體部170之下面，係亦可在下方具有凸形狀。在該情況下，在上夾盤140中，上晶圓 WU，係向下方凸出而保持。因此，在工程S12中，在藉由推動構件180來推壓上晶圓WU的中心部之際，可減少推壓量。
而且，在上夾盤140中，係亦可應用下夾盤141之其他構成。亦即，亦可將圖19~24所示之下夾盤141的構成應用於上夾盤140。
另外，上夾盤140，係亦可為非銷夾盤方式，可採取例如平板狀夾盤所致之真空吸盤方式或靜電夾盤方法等各種方式。
在上述之實施形態的接合裝置41中，雖係將上夾盤140固定於處理容器100，且使下夾盤141在水平方向及垂直方向移動，但亦可相反地使上夾盤140在水平方向及垂直方向移動，且將下夾盤141固定於處理容器100。但是，由於使上夾盤140移動者其移動機構較龐大，因此，如上述實施形態般，使上夾盤140固定於處理容器100者為較佳。
在上述之實施形態的接合系統1中，在以接合裝置41接合晶圓WU、WL後，亦可進一步以預定溫度加熱(退火處理)所接合的重合晶圓WT。以對重合晶圓WT進行該加熱處理的方式，可更堅固地使接合界面結合。
以上，雖參閱附加圖面說明了本發明之適當的實施形態，但本發明係不限定於該例。只要是所屬技術領域中具有通常知識者，可於申請專利範圍所記載之思想 範圍內，想到各種變形例或修正例係屬顯見，且了解到關於該等當然亦屬於本發明之技術範圍者。本發明，係不限於該例，可採用各種態樣者。本發明，係亦可應用於基板為晶圓以外的FPD(平板顯示器)、光罩用之掩模原版(Mask Reticle)等其他基板的情形。
140‧‧‧上夾盤
141‧‧‧下夾盤
170‧‧‧本體部
171‧‧‧支銷
172‧‧‧肋板
173‧‧‧肋板
174a‧‧‧第1吸引區域
174b‧‧‧第2吸引區域
175a‧‧‧第1吸引口
175b‧‧‧第2吸引口
176a‧‧‧第1吸引管
176b‧‧‧第2吸引管
177a‧‧‧第1真空泵
177b‧‧‧第2真空泵
178‧‧‧貫通孔
180‧‧‧推動構件
181‧‧‧致動器部
182‧‧‧汽缸部
190‧‧‧本體部
191‧‧‧支銷
192‧‧‧接觸肋板
193‧‧‧非接觸肋板
194‧‧‧非接觸肋板
195‧‧‧非接觸肋板
196‧‧‧非接觸肋板
197a‧‧‧第1吸引區域
197b‧‧‧吸引區域
198a‧‧‧吸引口
198b‧‧‧吸引口
199a‧‧‧第1吸引管
199b‧‧‧第2吸引管
200a‧‧‧第1真空泵
200b‧‧‧第2真空泵
WU‧‧‧上晶圓
WL‧‧‧下晶圓

Claims (16)

  1. 一種接合裝置，係接合基板彼此的接合裝置，其特徵係，具有：第1保持部，對第1基板進行抽真空而吸附保持於下面；及第2保持部，設置於前述第1保持部之下方，對第2基板進行抽真空而吸附保持於上面，前述第2保持部，係具有：本體部，對第2基板進行抽真空；複數個支銷，設置於前述本體部，且接觸於第2基板之背面；及複數個非接觸肋板，在前述本體部之外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述支銷，在鄰接的前述非接觸肋板之間，係設置有前述複數個支銷。
  2. 如申請專利範圍第1項之接合裝置，其中，前述第2保持部，係更具有：接觸肋板，在前述本體部中，於前述非接觸肋板之內側，同心圓狀地設置成環狀，且高度與前述支銷相同，前述第2保持部，係可在前述接觸肋板之內側之吸引區域與前述接觸肋板之外側之吸引區域，分別設定第2基板之抽真空。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，在前述本體部中，係在設置有前述複數個非接觸肋板 的區域形成有對第2基板之外周部進行抽真空的吸引口。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，前述本體部，係同心圓狀地區隔成複數個支銷區域，在前述複數個支銷區域中，內側之支銷區域之前述複數個支銷的間隔，係小於外側之支銷區域之前述複數個支銷之間隔的間隔。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，前述第2保持部，係更具有：溫度調整機構，調節被保持於該第2保持部之第2基板的溫度。
  6. 如申請專利範圍第5項之接合裝置，其中，前述溫度調整機構，係具有：第1溫度調節部，對第2基板之外周部進行溫度調節；及第2溫度調節部，在第2基板中，對外周部內側之中央部進行溫度調節。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，前述第1保持部，係具有：其他本體部，對第1基板進行抽真空；複數個其他支銷，設置於前述其他本體部，且接觸於第1基板之背面；及複數個其他非接觸肋板，在前述其他本體部的外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述其他支銷，在鄰接的前述其他非接觸肋板之間，係設置有前述複數個其他支銷。
  8. 一種接合系統，係具備有如申請專利範圍第1或2項之接合裝置的接合系統，其特徵係，具備有： 處理站，具備有前述接合裝置；及搬入搬出站，可分別保存複數個第1基板、第2基板或第1基板與第2基板接合而成的重合基板，且對前述處理站搬入搬出第1基板、第2基板或重合基板，前述處理站，係具有：表面改質裝置，使第1基板或第2基板之被接合的表面改質；表面親水化裝置，使經由前述表面改質裝置所改質之第1基板或第2基板的表面親水化；及搬送裝置，用以對前述表面改質裝置、前述表面親水化裝置及前述接合裝置搬送第1基板、第2基板或重合基板，在前述接合裝置中，係使表面經由前述表面親水化裝置親水化的第1基板與第2基板接合。
  9. 一種接合方法，係使用接合裝置來接合基板彼此的接合方法，其特徵係，前述接合裝置，係具有：第1保持部，對第1基板進行抽真空而吸附保持於下面；及第2保持部，設置於前述第1保持部的下方，對第2基板進行抽真空而吸附保持於上面，前述第2保持部，係具有：本體部，對第2基板進行抽真空；複數個支銷，設置於前述本體部，且接觸於第2基板 之背面；及複數個非接觸肋板，在前述本體部之外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述支銷，在鄰接的前述非接觸肋板之間，係設置有前述複數個支銷，前述接合方法，係具有：第1保持工程，藉由前述第1保持部，對第1基板進行抽真空並加以保持；第2保持工程，藉由前述第2保持部，對第2基板從其中心部朝向外周部依序進行抽真空並加以保持；及接合工程，其後，使保持於前述第1保持部的第1基板與保持於前述第2保持部的第2基板相對向配置並接合。
  10. 如申請專利範圍第9項之接合方法，其中，前述第2保持部，係更具有：接觸肋板，在前述本體部中，於前述非接觸肋板之內側，同心圓狀地設置成環狀，且高度與前述支銷相同，前述第2保持部，係可在前述接觸肋板之內側之吸引區域與前述接觸肋板之外側之吸引區域，分別設定第2基板之抽真空，在前述第2保持工程中，在前述內側之吸引區域吸附第2基板後，在前述外側之吸引區域吸附第2基板。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之接合方法，其中， 在前述第2保持工程中，係在前述本體部中，從形成於設置有前述複數個非接觸肋板之區域的吸引口，對第2基板之外周部進行抽真空。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之接合方法，其中，前述本體部，係同心圓狀地區隔成複數個支銷區域，在前述複數個支銷區域中，內側之支銷區域之前述複數個支銷的間隔，係小於外側之支銷區域之前述複數個支銷之間隔的間隔，在前述接合工程中，在推壓第1基板之中心部與第2基板之前述內側的支銷區域並使其抵接後，停止前述第1保持部所致之第1基板的抽真空，從第1基板之中心部朝向外周部，依序接合第1基板與第2基板。
  13. 如申請專利範圍第9或10項之接合方法，其中，在前述接合工程中，藉由設置於前述第2保持部的溫度調整機構，一邊調節第2基板之溫度，一邊接合第1基板與第2基板。
  14. 如申請專利範圍第13項之接合方法，其中，前述溫度調整機構，係具有：第1溫度調節部，對第2基板之外周部進行溫度調節；及第2溫度調節部，在第2基板中，對外周部內側之中央部進行溫度調節，在前述接合工程中，使前述第1溫度調節部之設定溫度高於前述第2溫度調節部之設定溫度。
  15. 如申請專利範圍第9或10項之接合方法，其中，前述第1保持部，係具有：其他本體部，對第1基板進行抽真空；複數個其他支銷，設置於前述其他本體部，且接觸於第1基板之背面；及複數個其他非接觸肋板，在前述其他本體部的外周部中，同心圓狀地設置成環狀，且高度低於前述其他支銷，在鄰接的前述其他非接觸肋板之間，係設置有前述複數個其他支銷，在前述第1保持工程中，係藉由前述第1保持部，對第1基板從其中心部朝向外周部依序進行抽真空並加以保持。
  16. 一種可讀取之電腦記憶媒體，係儲存有程式，該程式，係在控制該接合裝置之控制部的電腦上動作，以使得藉由接合裝置執行如申請專利範圍第9或10項之接合方法。
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