WO2025253901A1 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理方法

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WO2025253901A1
WO2025253901A1 PCT/JP2025/018328 JP2025018328W WO2025253901A1 WO 2025253901 A1 WO2025253901 A1 WO 2025253901A1 JP 2025018328 W JP2025018328 W JP 2025018328W WO 2025253901 A1 WO2025253901 A1 WO 2025253901A1
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WO
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substrate
processing
unit
image
curve
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Application number
PCT/JP2025/018328
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬一 齊木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
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Pending legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/50—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • This disclosure provides technology that can accurately measure the top position of a notch formed in a substrate.
  • a substrate processing apparatus comprises a holding unit, an imaging unit, and an image processing unit.
  • the holding unit holds a substrate.
  • the imaging unit images the substrate held by the holding unit.
  • the image processing unit processes the image captured by the imaging unit.
  • the image processing unit performs a first process, a second process, a third process, a fourth process, a fifth process, and a sixth process.
  • the first process calculates the center position of the substrate based on the image of the outer edge of the substrate captured by the imaging unit.
  • the second process detects a recess curve along a recess located in a notch portion of the substrate from the image of the outer edge of the substrate captured by the imaging unit.
  • the third process approximates each of the multiple recess curves rotated within a given angle range around the center position with a quadratic curve.
  • the fourth process extracts the angle within the given angle range at which the recess curve and the quadratic curve are most similar.
  • the fifth process calculates the extreme value position of the quadratic curve that most closely approximates the concave curve rotated by the angle extracted in the fourth process.
  • the sixth process rotates the extreme value position calculated in the fifth process around the center position by the angle extracted in the fourth process in the opposite direction to the fifth process, and sets the rotated extreme value position as the top position of the notch portion.
  • the top position of a notch formed in a substrate can be measured with high accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a bonding system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of a laminated substrate produced using the bonding system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of a process executed by the joint system according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the joining device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a side view showing the configuration of a main body of the joining device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of an alignment mechanism of the joining apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the imaging areas of the four lower cameras according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a bonding system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of a laminated substrate produced using the bonding system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of a process executed by the joining device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of image processing executed by the control unit according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of an edge image obtained by capturing an image of a portion of the outer periphery of the support substrate other than the notch portion according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the first process according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a notch image obtained by capturing an image of a notch portion of the outer periphery of the support substrate according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the second process according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the third process according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the fourth process according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the fifth process according to the embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the sixth process according to the embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the top position set by the image processing according to the embodiment and the top position set by the image processing according to the reference example.
  • drawings may contain parts with different dimensional relationships and ratios.
  • the X, Y, and Z directions are perpendicular to each other, the X and Y directions are horizontal, and the Z direction is vertical.
  • Fig. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the bonding system 1 according to an embodiment.
  • Fig. 2 is a schematic side view showing the configuration of a laminated substrate T produced using the bonding system 1 according to an embodiment.
  • the bonding system 1 produces a laminated substrate T by aligning the bonding surfaces of the substrate W to be processed and the support substrate S, and bonding the substrate W to the support substrate S via a bonding layer G (see Figure 2).
  • the bonding system 1 is an example of a substrate processing device.
  • the substrate to be processed W is an example of a substrate on which elements, circuits, terminals, etc. are formed.
  • the surface on which the elements, circuits, terminals, etc. are formed is the bonding surface.
  • the surface of the substrate to be processed W opposite the bonding surface (hereinafter also referred to as the non-bonding surface) is polished after bonding, and the substrate to be processed W is made thinner. After polishing, surface electrodes, through electrodes, etc. may be formed on the non-bonding surface of the substrate to be processed W.
  • the substrate to be processed W may also be made by stacking multiple substrates.
  • the support substrate S is an example of a substrate that is bonded to the substrate W to be processed and temporarily reinforces the substrate W.
  • the support substrate S is peeled off from the substrate W to be processed after the substrate W to be processed has been polished.
  • the peeled support substrate S may be cleaned and then bonded to another substrate W to be processed.
  • the laminated substrate T is composed of a substrate to be processed W, a support substrate S, and a bonding layer G.
  • the bonding layer G bonds the substrate to be processed W and the support substrate S, and includes, for example, an adhesive layer G1 and a release agent layer G2.
  • the adhesive layer G1 is formed, for example, by applying a first coating liquid containing an adhesive to the bonding surface of the substrate W to be processed, followed by heat treatment.
  • This first coating liquid also contains an organic solvent that dissolves the adhesive.
  • the adhesive may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the release agent layer G2 is intended to facilitate smooth separation between the workpiece substrate W and the support substrate S.
  • the release agent layer G2 is formed, for example, by applying a second coating liquid containing a release agent to the bonding surface of the support substrate S, followed by heat treatment. This second coating liquid also contains an organic solvent that dissolves the release agent.
  • This release agent has a lower adhesive strength than the adhesive described above. Furthermore, to increase the adhesive strength of the bonding layer G, the thickness of the release agent layer G2 may be thinner than the thickness of the adhesive layer G1.
  • the bonding system 1 has a loading/unloading station 2, a processing station 3, and a control device 5.
  • the loading/unloading station 2 loads and unloads the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T to and from the processing station 3.
  • the loading/unloading station 2 has a cassette mounting table 10 and a transport device 20.
  • the cassette mounting table 10 includes a plurality of (for example, four) mounting sections 12.
  • the mounting sections 12 are arranged at intervals in the Y direction, and cassettes CW , CS , and CT are mounted on these mounting sections 12.
  • the cassette CW accommodates a plurality of substrates to be processed W
  • the cassette CS accommodates a plurality of support substrates S
  • the cassette CT accommodates a plurality of superimposed substrates T.
  • the laminated substrates T may be distinguished into non-defective and defective products and stored separately in cassettes C 1 T for non-defective products and cassettes C 1 T for defective products.
  • the number of mounting sections 12 is not limited to four.
  • the transfer device 20 transfers the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T between the cassettes CW , Cs , and Ct on the mounting section 12 and the processing station 3.
  • the transfer device 20 has a transfer path 21 and a transfer arm 22.
  • the transfer arm 22 is movable in the Y direction along the transfer path 21.
  • the transfer arm 22 may be movable in the X direction and the Z direction, and may be rotatable about a rotation axis parallel to the Z direction.
  • Processing station 3 has a first processing block B1, a second processing block B2, a third processing block B3, and a transport block B4.
  • first processing block B1, the second processing block B2, and the third processing block B3 are detachable from the transport block B4.
  • the first processing block B1 has a coating device 30 and a heat treatment device 50.
  • the coating device 30 and the heat treatment device 50 are adjacent to the transport block B4.
  • the coating device 30 applies the material of the bonding layer G to at least one of the substrate to be processed W and the support substrate S.
  • the coating device 30 applies a first coating liquid to the substrate to be processed W.
  • the coating device 30 also applies a second coating liquid to the support substrate S.
  • the heat treatment device 50 heat-treats the substrate W to be treated, which has been coated with the first coating liquid, and volatilizes the organic solvent contained in the first coating liquid, thereby forming an adhesive layer G1 (see Figure 2).
  • the heat treatment device 50 also heat-treats the support substrate S to which the second coating liquid has been coated, and volatilizes the organic solvent contained in the second coating liquid, thereby forming a release agent layer G2 (see Figure 2).
  • the heat treatment devices 50 are arranged in two rows in the X direction, stacked in four stages in the Z direction, for example.
  • Each heat treatment device 50 has a heating section that heats at least one of the substrate to be treated W and the support substrate S.
  • Each heat treatment device 50 may also have a cooling section that cools what has been heated by the heating section. The number and positions of the heat treatment devices 50 may vary widely.
  • the second processing block B2 has a joining device 60.
  • the joining device 60 is adjacent to the transport block B4.
  • the bonding device 60 faces the bonding surface of the substrate W to be processed and the bonding surface of the support substrate S, and bonds the substrate W to the support substrate S via a bonding layer G, thereby producing a laminated substrate T.
  • the bonding device 60 bonds the substrate W to the support substrate S in a reduced pressure atmosphere to prevent air bubbles from being trapped during bonding.
  • the bonding device 60 also performs heat treatment on the substrate to be processed W and the support substrate S, for example, to soften the bonding layer G.
  • the detailed configuration of the bonding device 60 will be described later.
  • the third processing block B3 has a transition device 70.
  • the transition device 70 is, for example, stacked in two stages in the Z direction.
  • the transition device 70 temporarily stores the substrate to be processed W, the support substrate S, and the laminated substrate T, and transfers them to the transport device 20 and the process transport device 80.
  • the number and location of the transition devices 70 may vary.
  • the third processing block B3 may further include an inspection device that inspects the laminated substrate T for defects (such as air bubbles).
  • Transport block B4 has a process transport device 80.
  • the process transport device 80 has a process transport arm 81.
  • the process transport arm 81 transports the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T between devices in the processing station 3.
  • the process transport arm 81 may be movable in the X, Y, and Z directions, for example, and may be rotatable around a rotation axis parallel to the Z direction.
  • the bonding system 1 also includes a control device 5.
  • the control device 5 controls the operation of the bonding system 1.
  • the control device 5 is, for example, a computer, and includes a control unit 6 and a memory unit 7.
  • the memory unit 7 stores programs that control various processes such as the bonding process.
  • the control unit 6 is an example of an image processing unit, and controls the operation of the bonding system 1 by reading and executing the programs stored in the memory unit 7.
  • the control unit 6 may be one or more circuits, or may be provided as an integrated unit or partially separated.
  • the program read by the control unit 6 may be one that has been recorded on a computer-readable recording medium and installed from that recording medium into the memory unit 7 of the control device 5.
  • Examples of computer-readable recording media include hard disks (HDs), flexible disks (FDs), compact disks (CDs), magnetic optical disks (MOs), and memory cards.
  • Fig. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the processing executed by the bonding system 1 according to the embodiment.
  • the bonding method will be described with a focus on the substrates W to be processed.
  • the processes executed by the bonding system 1 include a carry-in process (step S101), a coating process (step S102), a heat treatment (step S103), a bonding process (step S104), and a carry-out process (step S105).
  • step S101 a carry-in process
  • step S102 a coating process
  • step S103 a heat treatment
  • step S104 a bonding process
  • step S105 a carry-out process
  • step S101 the control unit 6 controls the transport device 20 to transport the substrate W to be processed from the cassette CW on the mounting unit 12 to the transition device 70.
  • the control unit 6 controls the process transport device 80 to transport the substrate W to be processed from the transition device 70 to the coating device 30.
  • step S102 the control unit 6 controls the coating device 30 to coat the bonding surface of the workpiece substrate W with the first coating liquid. After the first coating liquid has been applied, the control unit 6 controls the process transport device 80 to transport the workpiece substrate W from the coating device 30 to the heat treatment device 50.
  • step S103 the control unit 6 heat-treats the substrate W to be treated, on which the first coating liquid has been applied, using the heat treatment device 50.
  • the organic solvent contained in the first coating liquid is volatilized, thereby forming an adhesive layer G1.
  • the control unit 6 controls the process transport device 80 to transport the substrate W to be treated from the heat treatment device 50 to the bonding device 60.
  • the substrate W to be processed is taken out of the cassette CW and transported successively to the coating device 30 and the heat treatment device 50.
  • An adhesive layer G1 is formed on the bonding surface of the substrate W to be processed. Thereafter, the substrate W to be processed is transported to the bonding device 60.
  • control unit 6 removes the support substrate S from the cassette CS and transports it sequentially to the coating device 30 and the heat treatment device 50.
  • the control unit 6 controls the coating device 30 to coat the bonding surface of the support substrate S with the second coating liquid.
  • the control unit 6 also controls the heat treatment device 50 to heat-treat the support substrate S coated with the second coating liquid. During this heat treatment, the organic solvent contained in the second coating liquid is volatilized, forming a release agent layer G2. The support substrate S is then transported to the bonding device 60 by the process transport device 80.
  • step S104 the control unit 6 controls the bonding device 60 to face the bonding surface of the substrate W to the bonding surface of the support substrate S, and bond the substrate W to the support substrate S via the bonding layer G, thereby producing a laminated substrate T. Details of this bonding process will be described later.
  • control unit 6 controls the process transport device 80 to transport the laminated substrate T from the bonding device 60 to the transition device 70.
  • the control unit 6 controls the transport device 20 to transport the laminated substrate T from the transition device 70 to the cassette C 1 T on the mounting unit 12.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the welding device 60 according to the embodiment.
  • the bonding device 60 includes a processing vessel 100 whose interior can be sealed.
  • a loading/unloading port 101 is located on the side of the processing vessel 100 facing the process transport device 80 (see Figure 1), and the loading/unloading port 101 is equipped with an opening/closing shutter (not shown).
  • the interior of the processing vessel 100 is divided into a pre-processing area D1 and a joining area D2 by a partition wall 103.
  • a loading/unloading port 104 is formed in the partition wall 103.
  • the bonding device 60 has a transfer section 110 and an inversion section 120 in the pre-processing area D1.
  • the transfer section 110 transfers the substrate to be processed W, the support substrate S, and the laminated substrate T to and from the process transport device 80 via the loading/unloading port 101.
  • the transfer section 110 has a transfer arm 111 and support pins 112.
  • the transfer arm 111 transfers the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T between the process transport device 80 and the support pins 112.
  • Multiple support pins 112 are provided to support the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T.
  • the transfer section 110 is arranged in multiple rows vertically, for example in two stages, and can transfer any two of the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T simultaneously.
  • one transfer section 110 may transfer the workpiece substrate W or the support substrate S before bonding, and another transfer section 110 may transfer the bonded laminated substrate T.
  • one transfer section 110 may transfer the workpiece substrate W before bonding, and another transfer section 110 may transfer the support substrate S before bonding.
  • the inversion unit 120 for example, inverts the substrate W to be processed upside down so that the bonding surface of the substrate W faces downward.
  • the inversion unit 120 has a holding arm unit 121 that holds the substrate W to be processed.
  • the holding arm unit 121 is rotatable around a horizontal axis and is movable in both horizontal and vertical directions.
  • the inversion unit 120 rotates the holding arm unit 121 around a horizontal axis, thereby inverting the substrate W held by the holding arm unit 121 upside down.
  • the holding arm unit 121 can also hold a support substrate S instead of the substrate W.
  • the inversion unit 120 has a detection unit 122.
  • the detection unit 122 detects the position of the notch of the substrate (substrate to be processed W or support substrate S) held by the holding arm unit 121.
  • the inversion unit 120 adjusts the rotational position of the substrate held by the holding arm unit 121 by rotating the substrate, which is held horizontally by the holding arm unit 121, in a horizontal plane and detecting the position of the notch portion of the substrate using the detection unit 122.
  • the notch portion of the substrate indicates the crystal orientation of the substrate, etc.
  • the bonding device 60 has a transport section 130 and a main body section 150 in the bonding area D2.
  • the transport section 130 transports the substrate to be processed W, the support substrate S, and the superimposed substrate T to the delivery section 110, the reversal section 120, and the main body section 150.
  • the transport unit 130 comprises two transport arms 131 and 132.
  • the transport arms 131 and 132 are arranged in two vertical tiers in this order from bottom to top, and are movable horizontally and vertically.
  • the lower transport arm 131 transports, for example, a support substrate S from the inversion unit 120 to the main body unit 150.
  • the upper transport arm 132 transports, for example, a substrate to be processed W from the inversion unit 120 to the main body unit 150.
  • the main body 150 is an example of a bonding unit, and bonds the workpiece substrate W and the support substrate S.
  • Figure 5 is a side view showing the configuration of the main body 150 of the bonding device 60 according to the embodiment.
  • the main body 150 has a chamber 151, a pressure reduction mechanism 157, a lower chuck 161, an upper chuck 162, a pressure mechanism 170, an alignment mechanism 180, a lower camera 191, and an upper camera 192.
  • Chamber 151 is a processing vessel whose interior can be sealed, and is divided into a lower chamber section 152 and an upper chamber section 153.
  • the lower chamber section 152 houses the lower chuck 161 and other components.
  • the upper chamber section 153 houses the upper chuck 162 and other components.
  • the upper chamber portion 153 is raised and lowered relative to the lower chamber portion 152 by an elevation mechanism (not shown). By bringing the upper chamber portion 153 into contact with the lower chamber portion 152, an airtight space is formed inside the chamber 151. This airtight space is depressurized by a pressure reduction mechanism 157 such as a vacuum pump.
  • the upper chamber portion 153 is raised and lowered, but the lower chamber portion 152 may also be raised and lowered, or both may be raised and lowered. It is sufficient that the upper chamber portion 153 and the lower chamber portion 152 can be raised and lowered relative to each other.
  • the lower chuck 161 is a holding unit that holds the surface of the support substrate S opposite to the bonding surface with the bonding surface of the support substrate S facing upward.
  • the lower chuck 161 has, for example, an electrostatic adsorption unit and a heating unit.
  • the electrostatic adsorption unit electrostatically adsorbs the support substrate S.
  • the heating unit heats the support substrate S to a predetermined temperature.
  • the lower chuck 161 may have a vacuum adsorption unit instead of or in addition to the electrostatic adsorption unit.
  • the upper chuck 162 is a holding unit that holds the surface of the substrate W opposite to the bonding surface, with the bonding surface of the substrate W facing downward.
  • the upper chuck 162 has, for example, an electrostatic adsorption unit and a heating unit.
  • the electrostatic adsorption unit electrostatically adsorbs the substrate W to be processed.
  • the heating unit heats the substrate W to a predetermined temperature.
  • the upper chuck 162 may have a vacuum adsorption unit instead of or in addition to the electrostatic adsorption unit.
  • the lower chuck 161 holds the support substrate S
  • the upper chuck 162 holds the substrate W to be processed
  • the lower chuck 161 may hold the substrate W to be processed
  • the upper chuck 162 may hold the support substrate S.
  • the pressure mechanism 170 lowers the upper chuck 162 within the chamber 151, thereby pressing the substrate W to be processed onto the support substrate S via the bonding layer G.
  • the pressure mechanism 170 includes, for example, a pressure vessel 171 and a gas supply source 172.
  • the pressure vessel 171 is expandable and contractible in the vertical direction.
  • the gas supply source 172 supplies gas to the pressure vessel 171.
  • the pressure vessel 171 is composed of, for example, a stainless steel bellows.
  • the lower end of the pressure vessel 171 is fixed to the upper chuck 162, and the upper end of the pressure vessel 171 is fixed to the chamber upper part 153.
  • the pressurizing mechanism 170 adjusts the amount of gas inside the pressure vessel 171, thereby expanding and contracting the pressure vessel 171 and raising and lowering the upper chamber portion 153.
  • the pressurizing mechanism 170 also adjusts the pressure inside the pressure vessel 171 to adjust the pressure between the substrate to be processed W and the support substrate S.
  • the alignment mechanism 180 aligns the support substrate S held by the lower chuck 161 with the substrate to be processed W held by the upper chuck 162. This alignment aligns the horizontal position (position in the X and Y directions) and the rotational position around the vertical axis (position in the ⁇ direction).
  • the alignment mechanism 180 moves the upper chamber part 153 horizontally, thereby moving the upper chuck 162 horizontally.
  • the alignment mechanism 180 also rotates the upper chamber part 153 around a vertical axis, thereby rotating the upper chuck 162 around a vertical axis.
  • the alignment mechanism 180 has multiple (e.g., five) mechanism groups, each consisting of a cam 181, a shaft 182, and a rotary motor 183.
  • the rotary motor 183 rotates the cam 181 via the shaft 182.
  • the center of the cam 181 is offset from the center of rotation.
  • Figure 6 is a plan view showing the configuration of the alignment mechanism 180 of the bonding device 60 according to the embodiment.
  • two cams 181 sandwich the upper chamber 153 from both sides in the X direction and rotate simultaneously to move the upper chamber 153 in the X direction.
  • another two cams 181 sandwich the upper chamber 153 from both sides in the Y direction and rotate simultaneously to move the upper chamber 153 in the Y direction.
  • the remaining cam 181 is in contact with a blade portion 154 protruding from the outer peripheral surface of the upper chamber portion 153, and as it rotates, it causes the upper chamber portion 153 to rotate around the vertical axis.
  • the blade portion 154 is pressed against the cam 181 by the elastic restoring force of the spring portion 155.
  • the lower camera 191 is an example of an imaging unit, and captures a partial image of the outer periphery of the support substrate S held by the lower chuck 161.
  • the upper camera 192 is an example of an imaging unit, and captures a partial image of the outer periphery of the substrate to be processed W held by the upper chuck 162.
  • the arrangement of the support substrate S and the substrate to be processed W may be reversed, with the lower camera 191 capturing an image of the substrate to be processed W held by the lower chuck 161 and the upper camera 192 capturing an image of the support substrate S held by the upper chuck 162.
  • the lower camera 191 and upper camera 192 are, for example, integrated and moved horizontally together by a horizontal movement mechanism (not shown).
  • the lower camera 191 and upper camera 192 are freely movable between an imaging position where they image the support substrate S and the substrate to be processed W, and a retracted position where they are retracted from the movement path of the chamber upper part 153.
  • the lower camera 191 and the upper camera 192 may be moved horizontally independently. In this case, the lower camera 191 and the upper camera 192 are caused to capture an image of a common target, and the relative position information between the lower camera 191 and the upper camera 192 is corrected.
  • Figure 7 is a plan view showing the imaging areas 191A of the four lower cameras 191 according to the embodiment. Note that the imaging areas of the four upper cameras 192 (see Figure 5) are similar to the imaging areas 191A of the four lower cameras 191 shown in Figure 7, and therefore will not be illustrated or described here.
  • the four lower cameras 191 capture images of four portions of the outer peripheral edge S1 of the support substrate S.
  • the four lower cameras 191 are positioned so that, in a plan view, the center lines 191L of the imaging areas 191A of the four lower cameras 191 intersect at one point.
  • notch image NP (see Figure 12) that captures the area where the notch portion S3 is formed
  • edge images EP (see Figure 10) that capture the other areas.
  • the control unit 6 processes the three edge images EP to calculate the center position SC (see Figure 11) of the support substrate S.
  • the control unit 6 also processes one notch image NP to calculate the position of the top position S7 (see Figure 17) of the notch portion S3, and calculates the position in the rotational direction on the support substrate S. Details of how these positions are calculated will be described later.
  • control unit 6 functions as an image processing unit that calculates the center position SC of the support substrate S and the top position S7 of the notch portion S3, but an image processing unit may be provided separately from the control unit 6.
  • the number of lower cameras 191 is not limited to four.
  • the number of lower cameras 191 may be, for example, one, in which case the lower camera 191 is moved sequentially to the four imaging positions shown in FIG. 7.
  • the number of lower cameras 191 may be five or more.
  • ⁇ Processing performed by the bonding device> 8 is a flowchart showing the processing procedure of the processing executed by the joining device 60 according to the embodiment.
  • the joining processing executed by the joining device 60 includes a setting process (step S201), an imaging process (step S202), an image processing (step S203), an alignment process (step S204), and a superposition process (step S205).
  • control unit 6 controls the inversion unit 120 to adjust the orientation of the substrate W to be processed in the horizontal plane and invert the substrate W upside down so that the bonding surface of the substrate W faces downward.
  • the control unit 6 then controls the transport unit 130 to transport the substrate W to be processed from the inversion unit 120 to the upper chuck 162, where it holds the substrate W to be processed.
  • control unit 6 controls the inversion unit 120 to adjust the orientation of the support substrate S in the horizontal plane, and then controls the transport unit 130 to transport the support substrate S from the inversion unit 120 to the lower chuck 161, where the support substrate S is held.
  • the control unit 6 controls the four lower cameras 191 to cause the lower cameras 191 to capture images of four portions of the outer peripheral edge S1 of the support substrate S.
  • the lower cameras 191 Of the four images captured by the lower cameras 191, one is a notch image NP (see Figure 12) and the remaining three are edge images EP (see Figure 10).
  • control unit 6 controls the four upper cameras 192 to cause the upper cameras 192 to capture images of four portions of the outer periphery of the substrate W to be processed. Of the four images captured by the upper cameras 192, one is a notch image and the remaining three are edge images.
  • step S203 the control unit 6 processes the image captured in the imaging process (step S202) to calculate the center position SC (see FIG. 11) and rotational position of the support substrate S, as well as the center position and rotational position of the substrate to be processed W. This allows the relative positions of the support substrate S and the substrate to be processed W to be determined. Details of the processing in step S203 will be described later.
  • step S204 the control unit 6 aligns the substrate to be processed W and the support substrate S using the alignment mechanism 180 based on the processing results of step S203. This alignment aligns the horizontal position (position in the X and Y directions) and the rotational position around the vertical axis (position in the ⁇ direction).
  • control unit 6 moves the lower camera 191 and the upper camera 192 from the imaging position to a retracted position, and lowers the upper chamber part 153 so that it abuts against the lower chamber part 152, forming an airtight space inside the chamber 151.
  • control unit 6 controls the decompression mechanism 157 to reduce the pressure in the sealed space inside the chamber 151, and the pressure mechanism 170 lowers the upper chuck 162 inside the chamber 151, thereby pressing the substrate W to be processed onto the support substrate S via the bonding layer G. This results in a laminated substrate T.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the processing steps of image processing (step S203) executed by the control unit 6 according to the embodiment. As shown in FIG. 9, in the image processing according to the embodiment, the control unit 6 first performs a first process of calculating the center position of the support substrate S (step S301).
  • FIG. 10 shows an edge image EP obtained by capturing an image of the outer peripheral edge S1 of the support substrate S according to the embodiment, excluding the notch portion S3. Note that in FIG. 10, the support substrate S is hatched to exaggerate the irregularities of the outer peripheral edge S1 of the support substrate S, in order to make the drawing easier to see.
  • control unit 6 detects the outer peripheral edge S1 captured in the edge image EP, as shown in FIG. 10. Next, the control unit 6 calculates an approximation curve EP1 that approximates the outer peripheral edge S1 to a circular arc shape.
  • control unit 6 calculates the position of the intersection S2 between the arc-shaped approximation curve EP1 and the image center line EP2.
  • image center line EP2 of the edge image EP corresponds to the center line 191L (see Figure 7) of the imaging area of the lower camera 191 (see Figure 7).
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the first processing according to the embodiment.
  • the means for calculating the center position SC of the support substrate S is not limited to the above example, and various conventionally known methods may be used.
  • control unit 6 performs a second process of detecting a curve that follows the recess located in the notch portion S3 of the support substrate S (hereinafter also referred to as the "recess curve") (step S302).
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a notch image NP obtained by capturing an image of the notch portion S3 of the outer peripheral edge S1 of the support substrate S according to the embodiment. Note that in FIG. 12, the support substrate S is hatched to make the drawing easier to see.
  • the control unit 6 performs various image processing operations on the notch image NP as shown in FIG. 12, and detects a recess curve S4 that follows the recess located in the notch portion S3 of the support substrate S, as shown in FIG. 13.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the second processing according to the embodiment.
  • the concave curve S4 located in the notch portion S3 is detected by detecting areas in the notch image NP where the difference in contrast between light and dark changes suddenly.
  • control unit 6 performs a third process in which the control unit 6 approximates each of the multiple concave curves S4, each rotated at a different angle around the center position SC, with a quadratic curve (step S303).
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the third process according to the embodiment. As shown in FIG. 14, in the process of step S303, the control unit 6 rotates the concave curve S4 detected in the process of step S302 within a given angle range R, centered on the center position SC calculated in the process of step S301.
  • the various processes in the image processing of the present disclosure are performed in a given XY coordinate system, as shown in Figure 14.
  • the X-axis and Y-axis directions in this XY coordinate system correspond to the row and column directions of multiple pixels arranged in a matrix in the lower camera 191 (see Figure 7) that captures the notch image NP (see Figure 12), for example.
  • Figure 14 shows concave curves S4a and S4b obtained by rotating the concave curve S4 detected in step S302 by angles +a and +2a, respectively. Note that in the example of Figure 14, the direction opposite to the clockwise direction is considered to be the positive rotation direction.
  • Figure 14 also shows, as an example, concave curves S4c and S4d, which are obtained by rotating the concave curve S4 detected in step S302 by angles -a and -2a, respectively.
  • the given angle range R is the range from angle -2a to angle +2a.
  • step S303 the degree of approximation between multiple concave curves S4 rotated at different angles in the XY coordinate system shown in Figure 14 and a quadratic curve S5 (see Figure 16) that approximates the concave curve S4 is evaluated.
  • the mean squared error (MSE) between the concave curve S4 and the quadratic curve S5 that approximates the concave curve S4 is calculated to evaluate the degree of approximation between the concave curve S4 and the quadratic curve S5.
  • the error function used to evaluate the degree of approximation between the concave curve S4 and the quadratic curve S5 is not limited to mean square error, and a wide variety of error functions may be used.
  • step S304 the control unit 6 performs a fourth process (step S304) in which the angle at which the concave curve S4 and the quadratic curve S5 are most similar is extracted in the processing of step S303.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the fourth process according to the embodiment, showing an example of the relationship between the rotation angle of the concave curve S4 (see FIG. 14) rotated in the process of step S303 and the MSE calculated in the process of step S303.
  • the MSE between the concave curve S4c (see Figure 14) obtained by rotating the concave curve S4 by angle -a and the quadratic curve S5 that approximates this concave curve S4c is smaller than the MSE of the concave curve S4 rotated by other angles.
  • angle -a is extracted as the angle at which multiple concave curves S4 and the quadratic curve S5 that approximates the concave curve S4 are most similar.
  • the angle -a with the smallest MSE is extracted from five angles including 0 degrees, but the present disclosure is not limited to this example.
  • the angle at which the smallest value of the approximation curve that most closely approximates all of the data may be extracted as the angle at which the multiple concave curves S4 and the quadratic curve S5 that approximates the concave curves S4 most closely approximate each other.
  • control unit 6 performs a fifth processing step (step S305) in which it calculates the position of the extremum of the quadratic curve S5 that most closely approximates the concave curve S4 rotated by the angle extracted in the processing of step S304.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the fifth process according to the embodiment.
  • the fifth process according to the embodiment first calculates a quadratic curve S5c that most closely resembles the concave curve S4c rotated by an angle -a.
  • the fifth process according to the embodiment calculates a position S6 at the extreme value of the quadratic curve S5c (hereinafter also referred to as the "extreme value position").
  • control unit 6 performs a sixth process in which the calculated extreme value position S6 is rotated in the opposite direction and the rotated extreme value position S6 is set as the top position S7 of the notch portion S3 (step S306).
  • control unit 6 rotates the extreme value position S6 around the center position SC by the angle extracted in the processing of step S304 in the opposite direction to the processing of step S305.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the sixth process according to the embodiment.
  • the control unit 6 rotates the extreme value position S6 around the center position SC in the opposite direction to the angle -a extracted in the process of step S304, i.e., by an angle +a, and sets the rotated extreme value position S6 as the top position S7 of the notch portion S3.
  • FIG. 18 shows the relationship between the top position S7 set by the image processing according to the embodiment and the top position S7a set by the image processing according to the reference example.
  • the extreme position of a quadratic curve (not shown) that approximates the concave curve S4 of the notch portion S3 in the notch image NP is set to the top position S7a.
  • the control unit 6 reduces the slope of the concave curve S4 of the notch portion S3, which has been imaged at an angle, using various image processing techniques, and then calculates the extreme value position S6 of a quadratic curve S5 that approximates the reduced slope concave curve S4. The control unit 6 then restores the slope of the calculated extreme value position S6 and sets the restored extreme value position S6 as the top position S7.
  • the top position S7 of the notch portion S3 can be measured with high accuracy even if the entire notch portion S3, including the bottom portion, is not captured. Therefore, according to the embodiment, the magnification of the lower camera 191 can be increased, allowing the top position S7 of the notch portion S3 to be measured more precisely.
  • a given angle range R for rotating the recess curve S4 may be set based on the transport accuracy of the transport unit 130 that transports the support substrate S, etc. to the main body unit 150.
  • the support substrate S and the workpiece substrate W when bonding the support substrate S and the workpiece substrate W, the support substrate S and the workpiece substrate W may be bonded so that the top position S7 set on the support substrate S and the top position set on the workpiece substrate W are aligned.
  • control unit 6 may determine that the tilt of the notch image NP is excessive and may notify an external error to that effect. This allows an operator or the like to know that there is an abnormality in the support state of the support substrate S.
  • the technology disclosed herein may be applied to the positioning process when producing a laminated substrate in which a pair of substrates are directly bonded together using van der Waals forces or the like. This also allows the pair of substrates to be bonded together with high precision.
  • the technology disclosed herein may be applied when measuring the top position of a notch portion of a substrate during various manufacturing processes in semiconductor manufacturing. This allows for accurate positioning of the substrate during various semiconductor manufacturing processes.
  • the substrate processing apparatus (bonding system 1) comprises a holding unit (lower chuck 161), an imaging unit (lower camera 191), and an image processing unit (control unit 6).
  • the holding unit (lower chuck 161) holds a substrate (support substrate S).
  • the imaging unit (lower camera 191) images the substrate (support substrate S) held by the holding unit (lower chuck 161).
  • the image processing unit (control unit 6) processes the image captured by the imaging unit (lower camera 191).
  • the image processing unit (control unit 6) performs a first process (step S301), a second process (step S302), a third process (step S303), a fourth process (step S304), a fifth process (step S305), and a sixth process (step S306).
  • the first process calculates the center position SC of the substrate (support substrate S) based on an image of the outer periphery S1 of the substrate (support substrate S) captured by the imaging unit (lower camera 191).
  • the second process detects a recess curve S4 along a recess located in the notch portion S3 of the substrate (support substrate S) from the image of the outer periphery S1 of the substrate (support substrate S) captured by the imaging unit (lower camera 191).
  • the third process (step S303) approximates each of the multiple recess curves S4 rotated within a given angle range R around the center position SC with a quadratic curve.
  • the fourth process extracts the angle within the given angle range R at which the recess curve S4 and the quadratic curve are most similar.
  • the fifth process calculates an extremum position S6, which is the extremum of the most approximate quadratic curve S5c, for the recess curve S4c rotated by the angle extracted in the fourth process (step S304).
  • the extreme value position S6 calculated in the fifth process is rotated around the center position SC by the angle extracted in the fourth process in the opposite direction to that in the fifth process, and the rotated extreme value position S6 is set as the top position S7 of the notch portion S3. This allows the top position S7 of the notch portion S3 to be measured with high accuracy.
  • the substrate processing apparatus (bonding system 1) further includes a transport unit 130 that transports the substrate (support substrate S) to the holder (lower chuck 161).
  • the given angle range R is set based on the transport accuracy of the transport unit 130. This allows the processing time for the bonding process in the bonding apparatus 60 to be shortened.
  • the substrate processing apparatus (bonding system 1) further includes a bonding unit (main body 150) that bonds a pair of substrates (support substrate S, workpiece substrate W) together.
  • the bonding unit (main body 150) bonds the pair of substrates (support substrate S, workpiece substrate W) together so that the top position S7 set on one substrate (support substrate S) is aligned with the top position set on the other substrate (workpiece substrate W). This allows the support substrate S and workpiece substrate W to be bonded with high precision.
  • the substrate processing method includes a first process (step S301), a second process (step S302), a third process (step S303), a fourth process (step S304), a fifth process (step S305), and a sixth process (step S306).
  • the first process (step S301) calculates the center position SC of the substrate (support substrate S) based on an image of the outer peripheral edge S1 of the substrate (support substrate S).
  • the second process (step S302) detects a recess curve S4 along the recess located in the notch portion S3 of the substrate (support substrate S) from the image of the outer peripheral edge S1 of the substrate (support substrate S).
  • the third process (step S303) approximates each of the multiple recess curves S4 rotated within a given angle range R around the center position SC with a quadratic curve.
  • the fourth step (step S304) extracts the angle within a given angle range R at which the concave curve S4 and the quadratic curve are most similar.
  • the fifth step (step S305) calculates an extreme value position S6, which is the extreme value of the quadratic curve S5c that most closely resembles the concave curve S4c rotated by the angle extracted in the fourth step (step S304).
  • step S306 rotates the extreme value position S6 calculated in the fifth step around the center position SC by the angle extracted in the fourth step in the opposite direction to the fifth step, and sets the rotated extreme value position S6 as the top position S7 of the notch portion S3. This allows the top position S7 of the notch portion S3 to be measured with high accuracy.
  • Bonding system (an example of a substrate processing apparatus) 6.
  • Control unit (an example of an image processing unit) 130
  • Conveying section 150 Main body section (an example of a joining section) 161
  • Lower chuck (an example of a holding part) 162
  • Upper chuck (an example of a holding portion) 191
  • Lower camera (an example of an imaging unit) 192
  • Upper camera (an example of an imaging unit)
  • S Support substrate (an example of a substrate)
  • SC Center position
  • S1 Outer periphery
  • S3 Notch portion
  • S4c Concave curve S5
  • S5c Quadratic curve
  • S6 Extreme value position
  • S7 Top position
  • Substrate to be processed (an example of a substrate)

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

基板処理装置は、保持部と、撮像部と、画像処理部とを備える。画像処理部は、基板の外周縁の画像に基づいて基板の中心位置を算出する第１処理と、基板の外周縁の画像から基板のノッチ部に位置する凹部に沿った凹部曲線を検出する第２処理と、中心位置を中心として、所与の角度範囲内で回転させた複数の凹部曲線をそれぞれ２次曲線で近似する第３処理と、所与の角度範囲のうち凹部曲線と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する第４処理と、抽出された角度で回転させた凹部曲線に対して、最も近似する２次曲線の極値となる極値位置を算出する第５処理と、算出された極値位置を、中心位置を中心として第４処理で抽出された角度で第５処理とは逆方向に回転させて、回転させた極値位置をノッチ部のトップ位置に設定する第６処理と、を行う。

Description

基板処理装置および基板処理方法
　本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
　従来、半導体ウェハなどの基板の回転方向の位置合わせなどを行うため、基板に形成されているノッチ部の先端部の位置（以下、「トップ位置」とも呼称する。）を測定する技術が知られている（特許文献１参照）。
特許第６２１０５２５号公報
　本開示は、基板に形成されているノッチ部のトップ位置を精度よく測定することができる技術を提供する。
　本開示の一態様による基板処理装置は、保持部と、撮像部と、画像処理部と、を備える。保持部は、基板を保持する。撮像部は、前記保持部に保持された前記基板を撮像する。画像処理部は、前記撮像部で撮像された画像を処理する。前記画像処理部は、第１処理と、第２処理と、第３処理と、第４処理と、第５処理と、第６処理と、を行う。第１処理は、前記撮像部によって撮像された前記基板の外周縁の画像に基づいて、前記基板の中心位置を算出する。第２処理は、前記撮像部によって撮像された前記基板の外周縁の画像から、前記基板のノッチ部に位置する凹部に沿った凹部曲線を検出する。第３処理は、前記中心位置を中心として、所与の角度範囲内で回転させた複数の前記凹部曲線を、それぞれ２次曲線で近似する。第４処理は、前記所与の角度範囲のうち、前記凹部曲線と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する。第５処理は、前記第４処理で抽出された角度で回転させた前記凹部曲線に対して、最も近似する２次曲線の極値となる極値位置を算出する。第６処理は、前記第５処理で算出された前記極値位置を、前記中心位置を中心として前記第４処理で抽出された角度で前記第５処理とは逆方向に回転させて、回転させた前記極値位置を前記ノッチ部のトップ位置に設定する。
　本開示によれば、基板に形成されているノッチ部のトップ位置を精度よく測定することができる。
図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。 図２は、実施形態に係る接合システムを用いて作製される重合基板の構成を示す模式側面図である。 図３は、実施形態に係る接合システムが実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式平面図である。 図５は、実施形態に係る接合装置の本体部の構成を示す側面図である。 図６は、実施形態に係る接合装置の位置合わせ機構の構成を示す平面図である。 図７は、実施形態に係る４つの下カメラの撮像領域を示す平面図である。 図８は、実施形態に係る接合装置が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係る制御部が実行する画像処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態に係る支持基板の外周縁のうちのノッチ部以外の部分を撮像したエッジ画像の一例を示す図である。 図１１は、実施形態に係る第１処理を説明するための図である。 図１２は、実施形態に係る支持基板の外周縁のうちのノッチ部の部分を撮像したノッチ画像の一例を示す図である。 図１３は、実施形態に係る第２処理を説明するための図である。 図１４は、実施形態に係る第３処理を説明するための図である。 図１５は、実施形態に係る第４処理を説明するための図である。 図１６は、実施形態に係る第５処理を説明するための図である。 図１７は、実施形態に係る第６処理を説明するための図である。 図１８は、実施形態に係る画像処理で設定されたトップ位置と、参考例の画像処理で設定されたトップ位置との関係を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。
　さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、以下の説明において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに垂直な方向であり、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。
　従来、半導体ウェハなどの基板の回転方向の位置合わせなどを行うため、基板に形成されているノッチ部のトップ位置を測定する技術が知られている。
　一方で、従来技術では、基板のノッチ部を撮像した画像においてノッチ部が傾いて撮像されている場合、トップ位置が正しく認識できない恐れがあった。
　そこで、上述の問題点を克服し、基板のノッチ部が傾いて撮像されている場合でも、ノッチ部のトップ位置を精度よく測定することができる技術の実現が期待されている。
＜接合システムの構成＞
　まず、実施形態に係る接合システム１の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る接合システム１の構成を示す模式平面図である。また、図２は、実施形態に係る接合システム１を用いて作製される重合基板Ｔの構成を示す模式側面図である。
　接合システム１は、被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇ（図２参照）を介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。接合システム１は、基板処理装置の一例である。
　被処理基板Ｗは、基板の一例であり、素子、回路および端子などが形成されたものである。素子、回路および端子などが形成される面が接合面である。被処理基板Ｗの接合面とは反対側の面（以下、非接合面ともいう）は接合後に研磨され、被処理基板Ｗは薄板化される。研磨の後、被処理基板Ｗの非接合面には、表面電極、貫通電極などが形成されてもよい。なお、被処理基板Ｗは、複数の基板を積層したものでもよい。
　支持基板Ｓは、基板の一例であり、被処理基板Ｗと接合され、被処理基板Ｗを一時的に補強する。支持基板Ｓは、被処理基板Ｗの研磨後に、被処理基板Ｗから剥離される。剥離された支持基板Ｓは、洗浄された後、別の被処理基板Ｗと接合されてもよい。
　図２に示すように、重合基板Ｔは、被処理基板Ｗと、支持基板Ｓと、接合層Ｇとで構成される。接合層Ｇは、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合し、たとえば接着剤層Ｇ１と、剥離剤層Ｇ２とを有する。
　接着剤層Ｇ１は、たとえば、接着剤を含有する第１コート液を被処理基板Ｗの接合面に塗布した後、熱処理することによって形成される。この第１コート液には、接着剤を溶かす有機溶剤も含まれる。接着剤は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のいずれでもよい。
　剥離剤層Ｇ２は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの剥離を円滑に行うためのものである。剥離剤層Ｇ２は、たとえば、剥離剤を含有する第２コート液を支持基板Ｓの接合面に塗布した後、熱処理することによって形成される。この第２コート液には、剥離剤を溶かす有機溶剤も含まれる。
　この剥離剤は、上述の接着剤よりも接着力の低いものである。また、接合層Ｇの接着力を高めるため、剥離剤層Ｇ２の厚さは接着剤層Ｇ１の厚さよりも薄くてもよい。
　図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３と、制御装置５とを有する。
　搬入出ステーション２は、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを処理ステーション３に対し搬入出する。搬入出ステーション２は、カセット載置台１０および搬送装置２０を有する。
　カセット載置台１０は、複数（たとえば４つ）の載置部１２を含む。複数の載置部１２はＹ方向に間隔をおいて並び、これらの載置部１２にカセットＣＷ、ＣＳ、ＣＴが載置される。カセットＣＷは複数の被処理基板Ｗを収容し、カセットＣＳは複数の支持基板Ｓを収容し、カセットＣＴは複数の重合基板Ｔを収容する。
　重合基板Ｔは、良品と不良品とに識別され、良品用のカセットＣＴと、不良品用のカセットＣＴとに分けて収容されてもよい。なお、載置部１２の個数は、４つに限定されない。
　搬送装置２０は、載置部１２上のカセットＣＷ、ＣＳ、ＣＴと処理ステーション３との間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを搬送する。搬送装置２０は、搬送路２１と、搬送アーム２２とを有する。搬送アーム２２は、搬送路２１に沿ってＹ方向に移動自在である。搬送アーム２２は、Ｘ方向およびＺ方向に移動自在であってもよく、Ｚ方向に平行な回転軸を中心に回転自在であってもよい。
　処理ステーション３は、第１処理ブロックＢ１と、第２処理ブロックＢ２と、第３処理ブロックＢ３と、搬送ブロックＢ４とを有する。たとえば、第１処理ブロックＢ１、第２処理ブロックＢ２および第３処理ブロックＢ３は、搬送ブロックＢ４に対して着脱自在である。
　第１処理ブロックＢ１は、塗布装置３０および熱処理装置５０を有する。塗布装置３０および熱処理装置５０は、搬送ブロックＢ４に隣接する。
　塗布装置３０は、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの少なくとも一方に、接合層Ｇの材料を塗布する。たとえば、塗布装置３０は、被処理基板Ｗに第１コート液を塗布する。また、塗布装置３０は、支持基板Ｓに第２コート液を塗布する。
　熱処理装置５０は、第１コート液が塗布された被処理基板Ｗを熱処理し、第１コート液に含まれる有機溶剤を揮発させることで、接着剤層Ｇ１（図２参照）を形成する。また、熱処理装置５０は、第２コート液が塗布された支持基板Ｓを熱処理し、第２コート液に含まれる有機溶剤を揮発させることで、剥離剤層Ｇ２（図２参照）を形成する。
　熱処理装置５０は、たとえば、Ｚ方向に４段に積層された状態で、Ｘ方向に２列に配置される。各熱処理装置５０は、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓの少なくとも一方を加熱する加熱部を有する。また、各熱処理装置５０は、加熱部によって加熱したものを冷却する冷却部をさらに有してもよい。なお、熱処理装置５０の数や位置は多種多様であってもよい。
　第２処理ブロックＢ２は、接合装置６０を有する。接合装置６０は、搬送ブロックＢ４に隣接する。
　接合装置６０は、被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。たとえば、接合装置６０は、接合時の気泡の閉じ込めを抑制するため、減圧雰囲気下で被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させる。
　また、接合装置６０は、たとえば、接合層Ｇを軟化させるため、被処理基板Ｗおよび支持基板Ｓを熱処理する。接合装置６０の詳細な構成については後述する。
　第３処理ブロックＢ３は、トランジション装置７０を有する。トランジション装置７０は、たとえば、Ｚ方向に２段に積層される。トランジション装置７０は、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを一時的に保管し、搬送装置２０およびプロセス搬送装置８０に対して受け渡す。
　なお、トランジション装置７０の数や位置は多種多様であってもよい。また、第３処理ブロックＢ３は、重合基板Ｔの欠陥（たとえば気泡など）の有無を検査する検査装置をさらに有してもよい。
　搬送ブロックＢ４は、プロセス搬送装置８０を有する。プロセス搬送装置８０は、プロセス搬送アーム８１を有する。プロセス搬送アーム８１は、処理ステーション３内の装置の間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを搬送する。プロセス搬送アーム８１は、たとえばＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動自在であってもよく、Ｚ方向に平行な回転軸を中心に回転自在であってもよい。
　また、接合システム１は、制御装置５を備える。制御装置５は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置５は、たとえばコンピュータであり、制御部６および記憶部７を備える。記憶部７には、接合処理などの各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部６は、画像処理部の一例であり、記憶部７に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって接合システム１の動作を制御する。制御部６は、１つまたは複数の回路（Circuitry）であってもよいし、一体的にまとまって、あるいは部分的に分けられて設けられてもよい。
　なお、制御部６に読み出されるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置５の記憶部７にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
＜接合システムが実行する処理＞
　つづいて、図３を参照しながら、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の詳細について説明する。図３は、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。ここでは、被処理基板Ｗに着目して接合方法を説明する。
　図３に示すように、実施形態に係る接合システム１が実行する処理は、搬入処理（ステップＳ１０１）と、塗布処理（ステップＳ１０２）と、熱処理（ステップＳ１０３）と、接合処理（ステップＳ１０４）と、搬出処理（ステップＳ１０５）とを含む。なお、図３に示す各種の処理は、制御部６による制御に基づいて実行される。
　搬入処理（ステップＳ１０１）では、制御部６が、搬送装置２０を制御して、被処理基板Ｗを載置部１２上のカセットＣＷからトランジション装置７０に搬送する。次に、制御部６は、プロセス搬送装置８０を制御して、被処理基板Ｗをトランジション装置７０から塗布装置３０に搬送する。
　塗布処理（ステップＳ１０２）では、制御部６が、塗布装置３０を制御して、被処理基板Ｗの接合面に第１コート液を塗布する。制御部６は、第１コート液の塗布後、プロセス搬送装置８０を制御して、被処理基板Ｗを塗布装置３０から熱処理装置５０に搬送する。
　熱処理（ステップＳ１０３）では、制御部６が、第１コート液が塗布された被処理基板Ｗを熱処理装置５０によって熱処理する。この熱処理では、第１コート液に含まれる有機溶剤を揮発させることで、接着剤層Ｇ１が形成される。この熱処理の後、制御部６は、プロセス搬送装置８０を制御して、被処理基板Ｗを熱処理装置５０から接合装置６０に搬送する。
　このようにして、被処理基板Ｗは、カセットＣＷから取り出され、塗布装置３０、熱処理装置５０に順次搬送される。また、被処理基板Ｗの接合面に接着剤層Ｇ１が形成される。その後、被処理基板Ｗは、接合装置６０に搬送される。
　この間、同様にして、制御部６は、支持基板ＳをカセットＣＳから取り出し、塗布装置３０および熱処理装置５０に順次搬送する。制御部６は、塗布装置３０を制御して、支持基板Ｓの接合面に第２コート液を塗布する。
　また、制御部６は、熱処理装置５０を制御して、第２コート液が塗布された支持基板Ｓを熱処理する。この熱処理では、第２コート液に含まれる有機溶剤を揮発させることで、剥離剤層Ｇ２が形成される。その後、支持基板Ｓは、プロセス搬送装置８０によって接合装置６０に搬送される。
　接合処理（ステップＳ１０４）では、制御部６が、接合装置６０を制御して、被処理基板Ｗの接合面と支持基板Ｓの接合面とを向かい合わせ、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合させることで、重合基板Ｔを作製する。この接合処理の詳細については後述する。
　搬出処理（ステップＳ１０５）では、制御部６が、プロセス搬送装置８０を制御して、重合基板Ｔを接合装置６０からトランジション装置７０に搬送する。次に、制御部６は、搬送装置２０を制御して、重合基板Ｔをトランジション装置７０から載置部１２上のカセットＣＴに搬送する。
＜接合装置の構成＞
　次に、実施形態に係る接合装置６０の構成について、図４～図７を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る接合装置６０の構成を示す模式平面図である。
　図４に示すように、接合装置６０は、内部を密閉可能な処理容器１００を備える。処理容器１００のプロセス搬送装置８０（図１参照）側の側面には搬入出口１０１が位置し、搬入出口１０１には開閉シャッタ（図示せず）が設けられる。
　処理容器１００の内部は、仕切壁１０３によって前処理領域Ｄ１と接合領域Ｄ２とに区画される。仕切壁１０３には、搬入出口１０４が形成される。
　接合装置６０は、前処理領域Ｄ１に、受渡部１１０および反転部１２０を有する。受渡部１１０は、搬入出口１０１を介して、プロセス搬送装置８０との間で被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔの受け渡しを行う。
　受渡部１１０は、受渡アーム１１１および支持ピン１１２を有する。受渡アーム１１１は、プロセス搬送装置８０と支持ピン１１２との間で、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを受け渡す。支持ピン１１２は、複数（たとえば３つ）設けられ、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを支持する。
　受渡部１１０は、鉛直方向に複数、たとえば２段に配置され、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔのいずれか２つを同時に受け渡すことができる。
　たとえば、１つの受渡部１１０で接合前の被処理基板Ｗまたは支持基板Ｓを受け渡し、その他の受渡部１１０で接合後の重合基板Ｔを受け渡してもよい。あるいは、１つの受渡部１１０で接合前の被処理基板Ｗを受け渡し、その他の受渡部１１０で接合前の支持基板Ｓを受け渡してもよい。
　反転部１２０は、たとえば被処理基板Ｗの上下を反転させて、被処理基板Ｗの接合面を下に向ける。反転部１２０は、被処理基板Ｗを保持する保持アーム部１２１を有する。保持アーム部１２１は、水平軸の周りに回転自在であり、水平方向および鉛直方向に移動自在である。
　反転部１２０は、保持アーム部１２１を水平軸の周りに回転させることで、保持アーム部１２１に保持された被処理基板Ｗを上下反転させる。保持アーム部１２１は、被処理基板Ｗの代わりに、支持基板Ｓを保持することもできる。
　反転部１２０は、検出部１２２を有する。検出部１２２は、保持アーム部１２１に保持される基板（被処理基板Ｗまたは支持基板Ｓ）のノッチ部の位置を検出する。
　反転部１２０は、保持アーム部１２１に水平に保持された基板を水平面内で回転させながら、その基板のノッチ部の位置を検出部１２２によって検出することで、保持アーム部１２１に保持される基板の回転方向の位置を調節する。基板のノッチ部は、基板の結晶方位などを表す。
　接合装置６０は、接合領域Ｄ２に、搬送部１３０および本体部１５０を有する。搬送部１３０は、受渡部１１０、反転部１２０および本体部１５０に対して、被処理基板Ｗ、支持基板Ｓおよび重合基板Ｔを搬送する。
　搬送部１３０は、２本の搬送アーム１３１、１３２を備える。搬送アーム１３１、１３２は、鉛直方向に下からこの順で２段に配置され、水平方向および鉛直方向に移動自在である。下側の搬送アーム１３１は、たとえば支持基板Ｓを反転部１２０から本体部１５０に搬送する。上側の搬送アーム１３２は、たとえば被処理基板Ｗを反転部１２０から本体部１５０に搬送する。
　本体部１５０は、接合部の一例であり、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとを接合する。図５は、実施形態に係る接合装置６０の本体部１５０の構成を示す側面図である。
　図５に示すように、本体部１５０は、チャンバ１５１と、減圧機構１５７と、下チャック１６１と、上チャック１６２と、加圧機構１７０と、位置合わせ機構１８０と、下カメラ１９１と、上カメラ１９２とを有する。
　チャンバ１５１は、内部を密閉可能な処理容器であり、チャンバ下部１５２と、チャンバ上部１５３とに分割される。チャンバ下部１５２は、下チャック１６１などを収容する。チャンバ上部１５３は、上チャック１６２などを収容する。
　チャンバ上部１５３は、不図示の昇降機構によってチャンバ下部１５２に対して昇降される。チャンバ上部１５３をチャンバ下部１５２に当接させることで、チャンバ１５１の内部に密閉空間が形成される。この密閉空間は、真空ポンプなどの減圧機構１５７によって減圧される。
　なお、本開示では、チャンバ上部１５３が昇降されるが、チャンバ下部１５２が昇降されてもよく、両方が昇降されてもよい。チャンバ上部１５３と、チャンバ下部１５２とは、相対的に昇降できればよい。
　下チャック１６１は、支持基板Ｓの接合面を上に向けて、支持基板Ｓの接合面とは反対側の面を保持する保持部である。下チャック１６１は、たとえば、静電吸着部と、加熱部とを有する。静電吸着部は、支持基板Ｓを静電吸着する。加熱部は、支持基板Ｓを所定の温度に加熱する。なお、下チャック１６１は、静電吸着部に代えて、もしくは静電吸着部に加えて真空吸着部を有してもよい。
　上チャック１６２は、被処理基板Ｗの接合面を下に向けて、被処理基板Ｗの接合面とは反対側の面を保持する保持部である。上チャック１６２は、たとえば、静電吸着部と、加熱部とを有する。静電吸着部は、被処理基板Ｗを静電吸着する。加熱部は、被処理基板Ｗを所定の温度に加熱する。なお、上チャック１６２は、静電吸着部に代えて、もしくは静電吸着部に加えて真空吸着部を有してもよい。
　なお、実施形態では、下チャック１６１が支持基板Ｓを、上チャック１６２が被処理基板Ｗをそれぞれ保持するが、下チャック１６１が被処理基板Ｗを、上チャック１６２が支持基板Ｓをそれぞれ保持してもよい。
　加圧機構１７０は、チャンバ１５１内において上チャック１６２を下降させることで、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗを支持基板Ｓに圧着させる。加圧機構１７０は、たとえば、圧力容器１７１および気体供給源１７２を有する。圧力容器１７１は、鉛直方向に伸縮自在である。気体供給源１７２は、圧力容器１７１に気体を供給する。
　圧力容器１７１は、たとえばステンレス製のベローズなどで構成される。圧力容器１７１の下端部は上チャック１６２に固定され、圧力容器１７１の上端部はチャンバ上部１５３に固定される。
　加圧機構１７０は、圧力容器１７１内の気体の量を調整することで圧力容器１７１を伸縮させ、チャンバ上部１５３を昇降させる。また、加圧機構１７０は、圧力容器１７１内の気圧を調節することで、被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの圧着力を調節する。
　位置合わせ機構１８０は、下チャック１６１に保持される支持基板Ｓと、上チャック１６２に保持される被処理基板Ｗとの位置合わせを行う。この位置合わせでは、水平方向における位置（Ｘ方向およびＹ方向の位置）、および鉛直軸周りの回転方向の位置（θ方向の位置）が合わせられる。
　位置合わせ機構１８０は、チャンバ上部１５３を水平方向に移動させることで、上チャック１６２を水平方向に移動させる。また、位置合わせ機構１８０は、チャンバ上部１５３を鉛直軸周りに回転させることで、上チャック１６２を鉛直軸周りに回転させる。
　位置合わせ機構１８０は、たとえば、カム１８１と、シャフト１８２と、回転モータ１８３とで構成される機構群を複数（たとえば５つ）有する。回転モータ１８３は、シャフト１８２を介して、カム１８１を回転させる。カム１８１の中心は、回転中心に対してずれている。
　図６は、実施形態に係る接合装置６０の位置合わせ機構１８０の構成を示す平面図である。複数のカム１８１のうち、２つのカム１８１は、チャンバ上部１５３をＸ方向両側から挟み、同時に回転することでチャンバ上部１５３をＸ方向に移動させる。複数のカム１８１のうち、別の２つのカム１８１は、チャンバ上部１５３をＹ方向両側から挟み、同時に回転することでチャンバ上部１５３をＹ方向に移動させる。
　複数のカム１８１のうち、残りの１つのカム１８１は、チャンバ上部１５３の外周面から突出する羽根部１５４に当接させられており、回転することでチャンバ上部１５３を鉛直軸の周りに回転させる。羽根部１５４は、バネ部１５５の弾性復元力によってカム１８１に押し付けられる。
　図５の説明に戻る。下カメラ１９１は、撮像部の一例であり、下チャック１６１に保持された支持基板Ｓの外周縁を部分的に撮像する。上カメラ１９２は、撮像部の一例であり、上チャック１６２に保持された被処理基板Ｗの外周縁を部分的に撮像する。
　なお、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとの配置は逆でもよく、下カメラ１９１が下チャック１６１に保持された被処理基板Ｗを、上カメラ１９２が上チャック１６２に保持された支持基板Ｓをそれぞれ撮像してもよい。
　下カメラ１９１および上カメラ１９２は、たとえば一体化されており、不図示の水平移動機構によって一体的に水平移動される。下カメラ１９１および上カメラ１９２は、支持基板Ｓおよび被処理基板Ｗを撮像する撮像位置と、チャンバ上部１５３の移動経路から退避した退避位置との間で移動自在である。
　なお、本開示では、下カメラ１９１および上カメラ１９２が、独立に水平移動されてもよい。この場合、下カメラ１９１および上カメラ１９２に共通のターゲットを撮像させ、下カメラ１９１と上カメラ１９２との相対的な位置情報を補正することが行われる。
　図７は、実施形態に係る４つの下カメラ１９１の撮像領域１９１Ａを示す平面図である。なお、４つの上カメラ１９２（図５参照）の撮像領域は、図７に示す４つの下カメラ１９１の撮像領域１９１Ａと同様であるので、図示および説明を省略する。
　図７に示すように、４つの下カメラ１９１は、支持基板Ｓの外周縁Ｓ１のうちの４つの部分を撮像する。たとえば、実施形態では、平面視において、４つの下カメラ１９１における撮像領域１９１Ａの中心線１９１Ｌが１点で交わるように、４つの下カメラ１９１が位置する。
　４つの下カメラ１９１によって撮像される４枚の画像のうち、１枚はノッチ部Ｓ３が形成される部分を撮像したノッチ画像ＮＰ（図１２参照）であり、残りの３枚はその他の部分を撮像したエッジ画像ＥＰ（図１０参照）である。
　制御部６は、３枚のエッジ画像ＥＰを画像処理して、支持基板Ｓの中心位置ＳＣ（図１１参照）を算出する。また、制御部６は、１枚のノッチ画像ＮＰを画像処理して、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７（図１７参照）の位置を算出し、支持基板Ｓにおける回転方向の位置を算出する。これらの位置の算出方法の詳細については後述する。
　なお、実施形態では、制御部６が支持基板Ｓの中心位置ＳＣおよびノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を算出する画像処理部として機能するが、制御部６とは別に画像処理部が設けられてもよい。
　また、本開示において、下カメラ１９１の数は４つに限定されない。下カメラ１９１の数はたとえば１つでもよく、この場合、下カメラ１９１は図７に示す４つの撮像位置に順次移動させられる。また、下カメラ１９１の数は５つ以上でもよい。
＜接合装置が実行する処理＞
　図８は、実施形態に係る接合装置６０が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、接合装置６０が実行する接合処理は、セット処理（ステップＳ２０１）と、撮像処理（ステップＳ２０２）と、画像処理（ステップＳ２０３）と、位置合わせ処理（ステップＳ２０４）と、重合処理（ステップＳ２０５）とを含む。
　セット処理（ステップＳ２０１）では、制御部６が、反転部１２０を制御して、被処理基板Ｗの水平面内の向きを調節するとともに、被処理基板Ｗを上下反転させて被処理基板Ｗの接合面を下に向ける。その後、制御部６は、搬送部１３０を制御して、反転部１２０から上チャック１６２に被処理基板Ｗを搬送し、上チャック１６２で被処理基板Ｗを保持する。
　また、ステップＳ２０１の処理では、制御部６が、反転部１２０を制御して、支持基板Ｓの水平面内の向きを調節した後、搬送部１３０を制御して、反転部１２０から下チャック１６１に支持基板Ｓを搬送し、下チャック１６１で支持基板Ｓを保持する。
　撮像処理（ステップＳ２０２）では、制御部６が、４つの下カメラ１９１を制御して、支持基板Ｓの外周縁Ｓ１のうちの４つの部分を下カメラ１９１に撮像させる。下カメラ１９１によって撮像される４枚の画像のうち、１枚はノッチ画像ＮＰ（図１２参照）であり、残りの３枚はエッジ画像ＥＰ（図１０参照）である。
　また、ステップＳ２０２の処理では、制御部６が、４つの上カメラ１９２を制御して、被処理基板Ｗの外周縁のうちの４つの部分を上カメラ１９２に撮像させる。上カメラ１９２によって撮像される４枚の画像のうちの、１枚はノッチ画像であり、残りの３枚はエッジ画像である。
　画像処理（ステップＳ２０３）では、制御部６が、撮像処理（ステップＳ２０２）で撮像した画像を画像処理して、支持基板Ｓの中心位置ＳＣ（図１１参照）および回転方向の位置、ならびに被処理基板Ｗの中心位置および回転方向の位置を算出する。これにより、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとの相対的な位置が求められる。このステップＳ２０３の処理の詳細については後述する。
　位置合わせ処理（ステップＳ２０４）では、制御部６が、ステップＳ２０３の処理結果に基づいて、位置合わせ機構１８０によって被処理基板Ｗと支持基板Ｓとの位置合わせを行う。この位置合わせでは、水平方向における位置（Ｘ方向およびＹ方向の位置）と、鉛直軸周りの回転方向の位置（θ方向の位置）とが合わせられる。
　重合処理（ステップＳ２０５）では、制御部６が、下カメラ１９１および上カメラ１９２を撮像位置から退避位置に移動させ、チャンバ上部１５３を下降させてチャンバ下部１５２に当接させ、チャンバ１５１の内部に密閉空間を形成させる。
　その後、制御部６は、減圧機構１５７を制御して、チャンバ１５１の内部の密閉空間を減圧し、加圧機構１７０がチャンバ１５１内において上チャック１６２を下降させることにより、接合層Ｇを介して被処理基板Ｗを支持基板Ｓに圧着させる。これにより、重合基板Ｔが得られる。
＜画像処理の詳細＞
　次に、上述した画像処理（ステップＳ２０３）において、支持基板Ｓの中心位置ＳＣ（図１１参照）および回転方向の位置を算出する処理の詳細について、図９～図１８を参照しながら説明する。なお、被処理基板Ｗの中心位置および回転方向の位置を算出する処理は、以下に説明する支持基板Ｓでの処理と同様であるので、説明を省略する。
　図９は、実施形態に係る制御部６が実行する画像処理（ステップＳ２０３）の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、実施形態に係る画像処理では、まず、制御部６が、支持基板Ｓの中心位置を算出する第１処理を行う（ステップＳ３０１）。
　図１０は、実施形態に係る支持基板Ｓの外周縁Ｓ１のうちのノッチ部Ｓ３以外の部分を撮像したエッジ画像ＥＰを示す図である。なお、図１０では、図面を見やすくするため、支持基板Ｓにハッチングを施し、支持基板Ｓの外周縁Ｓ１の凹凸を誇張してある。
　たとえば、ステップＳ３０１の処理では、制御部６が、図１０に示すように、エッジ画像ＥＰに撮像された外周縁Ｓ１を検出する。次に、制御部６は、外周縁Ｓ１を円弧形状に近似した近似曲線ＥＰ１を算出する。
　次に、制御部６は、円弧形状の近似曲線ＥＰ１と、画像中心線ＥＰ２との交点Ｓ２の位置を算出する。なお、エッジ画像ＥＰの画像中心線ＥＰ２は、下カメラ１９１（図７参照）の撮像領域の中心線１９１Ｌ（図７参照）に対応する。
　最後に、制御部６は、図１１に示すように、３枚の各エッジ画像ＥＰ（図１０参照）でそれぞれ検出された交点Ｓ２を通る円Ｓ１ａの中心の位置を、支持基板Ｓ（図１０参照）の中心位置ＳＣとして算出する。これにより、ステップＳ３０１の処理が終了する。図１１は、実施形態に係る第１処理を説明するための図である。
　なお、本開示において、支持基板Ｓの中心位置ＳＣの位置を算出する手段は、上記の例に限られず、従来公知のさまざまな手法が用いられてもよい。
　図９の説明に戻る。ここまで説明したステップＳ３０１の処理につづいて、実施形態に係る画像処理では、制御部６が、支持基板Ｓのノッチ部Ｓ３に位置する凹部に沿った曲線（以下、「凹部曲線」とも呼称する。）を検出する第２処理を行う（ステップＳ３０２）。
　図１２は、実施形態に係る支持基板Ｓの外周縁Ｓ１のうちのノッチ部Ｓ３の部分を撮像したノッチ画像ＮＰの一例を示す図である。なお、図１２では、図面を見やすくするため、支持基板Ｓにハッチングを施している。
　制御部６は、図１２に示すようなノッチ画像ＮＰから、各種の画像処理を行って、図１３に示すように、支持基板Ｓのノッチ部Ｓ３に位置する凹部に沿った凹部曲線Ｓ４を検出する。図１３は、実施形態に係る第２処理を説明するための図である。
　実施形態では、たとえば、ノッチ画像ＮＰにおいて、明暗のコントラスト差が急激に変化している箇所を検出することで、ノッチ部Ｓ３に位置する凹部曲線Ｓ４を検出する。
　図９の説明に戻る。ここまで説明したステップＳ３０２の処理につづいて、実施形態に係る画像処理では、制御部６が、中心位置ＳＣを中心として異なる角度にそれぞれ回転させた複数の凹部曲線Ｓ４を、それぞれ２次曲線で近似する第３処理を行う（ステップＳ３０３）。
　図１４は、実施形態に係る第３処理を説明するための図である。図１４に示すように、ステップＳ３０３の処理では、制御部６が、ステップＳ３０１の処理で算出された中心位置ＳＣを中心として、ステップＳ３０２の処理で検出された凹部曲線Ｓ４を、所与の角度範囲Ｒ内で回転させる。
　なお、本開示の画像処理における各種処理は、図１４に示すように、所与のＸＹ座標系において行われる。このＸＹ座標系におけるＸ軸方向およびＹ軸方向は、たとえば、ノッチ画像ＮＰ（図１２参照）を撮像する下カメラ１９１（図７参照）において、行列状に並んだ複数の画素における行方向および列方向に対応する。
　たとえば、図１４には、一例として、ステップＳ３０２の処理で検出された凹部曲線Ｓ４を、角度＋ａ、＋２ａでそれぞれ回転させた凹部曲線Ｓ４ａ、Ｓ４ｂを示している。なお、図１４の例では、時計回り方向とは逆方向を正の回転方向とみなす。
　また、図１４には、一例として、ステップＳ３０２の処理で検出された凹部曲線Ｓ４を、角度－ａ、－２ａでそれぞれ回転させた凹部曲線Ｓ４ｃ、Ｓ４ｄも示している。このように、図１４の例では、所与の角度範囲Ｒが、角度－２ａ～角度＋２ａの範囲である。
　そして、ステップＳ３０３の処理では、図１４に示したＸＹ座標系において、それぞれ異なる角度で回転させた複数の凹部曲線Ｓ４と、当該凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線Ｓ５（図１６参照）とがどの程度近似しているのかをそれぞれ評価する。
　たとえば、実施形態では、凹部曲線Ｓ４と、当該凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線Ｓ５との間の平均二乗誤差（Mean　Squared　Error：ＭＳＥ）を算出することで、凹部曲線Ｓ４と２次曲線Ｓ５とがどの程度近似しているのかを評価する。
　なお、本開示において、凹部曲線Ｓ４と２次曲線Ｓ５とがどの程度近似しているのかを評価する誤差関数は平均二乗誤差に限られず、多種多様な誤差関数が用いられてもよい。
　図９の説明に戻る。ここまで説明したステップＳ３０３の処理につづいて、実施形態に係る画像処理では、制御部６が、ステップＳ３０３の処理において、凹部曲線Ｓ４と２次曲線Ｓ５とがもっとも近似する角度を抽出する第４処理を行う（ステップＳ３０４）。
　図１５は、実施形態に係る第４処理を説明するための図であり、ステップＳ３０３の処理で回転させた凹部曲線Ｓ４（図１４参照）の回転角度と、ステップＳ３０３の処理で算出されたＭＳＥとの関係の一例を示す図である。
　図１５の例では、凹部曲線Ｓ４を角度－ａで回転させた凹部曲線Ｓ４ｃ（図１４参照）と、この凹部曲線Ｓ４ｃに近似する２次曲線Ｓ５とのＭＳＥが、その他の角度で回転させた凹部曲線Ｓ４のＭＳＥよりも値が小さくなっている。これにより、図１５の例では、複数の凹部曲線Ｓ４と、当該凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線Ｓ５とがもっとも近似する角度として、角度－ａが抽出される。
　なお、上記の例では、０度を含めた５つの角度のうち、もっともＭＳＥの小さい角度－ａを抽出する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。たとえば、図１５に示した結果において、すべてのデータに対してもっとも近似する近似曲線の最小値となる角度を、複数の凹部曲線Ｓ４と、当該凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線Ｓ５とがもっとも近似する角度として抽出してもよい。
　図９の説明に戻る。上述したステップＳ３０４の処理につづいて、実施形態に係る画像処理では、制御部６が、ステップＳ３０４の処理で抽出された角度で回転させた凹部曲線Ｓ４に対して、最も近似する２次曲線Ｓ５の極値となる位置を算出する第５処理を行う（ステップＳ３０５）。
　図１６は、実施形態に係る第５処理を説明するための図である。図１６の（ａ）に示すように、実施形態に係る第５処理では、まず、角度－ａで回転した凹部曲線Ｓ４ｃにもっとも近似する２次曲線Ｓ５ｃを算出する。そして、実施形態に係る第５処理では、図１６の（ｂ）に示すように、２次曲線Ｓ５ｃの極値となる位置（以下、「極値位置」とも呼称する。）Ｓ６を算出する。
　なお、図１６の例では、第５処理において、２次曲線Ｓ５の極大値を極値として求める例について示したが、本開示はかかる例に限られず、２次曲線Ｓ５の極小値を極値として求めてもよい。
　図９の説明に戻る。上述したステップＳ３０５の処理に続いて、実施形態に係る画像処理では、制御部６が、算出された極値位置Ｓ６を逆方向に回転させて、回転させた極値位置Ｓ６をノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７に設定する第６処理を行う（ステップＳ３０６）。
　具体的には、ステップＳ３０６の処理では、制御部６が、中心位置ＳＣを中心として、ステップＳ３０４の処理で抽出された角度で、ステップＳ３０５の処理とは逆方向に極値位置Ｓ６を回転させる。
　図１７は、実施形態に係る第６処理を説明するための図である。たとえば、図１７に示すように、制御部６（図１参照）は、中心位置ＳＣを中心として、ステップＳ３０４の処理で抽出された角度－ａの逆方向、すなわち角度＋ａで極値位置Ｓ６を回転させ、回転させた極値位置Ｓ６をノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７に設定する。
　図１８は、実施形態に係る画像処理で設定されたトップ位置Ｓ７と、参考例の画像処理で設定されたトップ位置Ｓ７ａとの関係を示す図である。
　図１８に示すように、参考例の画像処理では、ノッチ画像ＮＰにおいて、ノッチ部Ｓ３の凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線（図示せず）の極値位置そのものが、トップ位置Ｓ７ａに設定される。
　しかしながら、図１８に示すように、ノッチ画像ＮＰにおいて、ノッチ部Ｓ３の凹部曲線Ｓ４が傾いて撮像された場合、凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線の極値位置は、実際のノッチ部Ｓ３のトップ位置とはズレてしまう。
　一方で、実施形態に係る画像処理では、ここまで説明したように、制御部６が、傾いて撮像されたノッチ部Ｓ３の凹部曲線Ｓ４を各種画像処理によって傾きを小さくした後に、傾きを小さくした凹部曲線Ｓ４に近似する２次曲線Ｓ５の極値位置Ｓ６を算出する。その後、制御部６は、算出された極値位置Ｓ６の傾きを元に戻して、傾きが戻された極値位置Ｓ６をトップ位置Ｓ７に設定する。
　これにより、支持基板Ｓのノッチ部Ｓ３が傾いて撮像されている場合でも、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を精度よく測定することができる。
　また、実施形態では、図１８等に示すように、裾の部位を含めたノッチ部Ｓ３の全体が撮像されなくても、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を精度よく測定することができる。したがって、実施形態によれば、下カメラ１９１の倍率を高くできるため、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７をより精密に測定することができる。
　また、実施形態では、ステップＳ３０３の処理において、凹部曲線Ｓ４を回転させる所与の角度範囲Ｒが、支持基板Ｓ等を本体部１５０に搬送する搬送部１３０の搬送精度に基づいて設定されてもよい。
　これにより、所与の角度範囲Ｒを必要以上に大きくすることなく、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を測定できるため、接合装置６０における接合処理の処理時間を短くすることができる。
　また、実施形態では、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとを接合する際に、支持基板Ｓにおいて設定されたトップ位置Ｓ７と、被処理基板Ｗにおいて設定されたトップ位置とが揃うように、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとを接合してもよい。
　これにより、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとを精度よく接合することができる。
　なお、上記の実施形態では、ステップ３０３の処理において、ＭＳＥがもっとも小さくなる角度を抽出して次のステップＳ３０４の処理に進む例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
　たとえば、ステップＳ３０３の処理において、すべての回転角度でＭＳＥが所与のしきい値以上である場合、制御部６は、ノッチ画像ＮＰの傾きが過大であるとみなして、外部にその旨のエラーを通知してもよい。これにより、支持基板Ｓの支持状態に異常があることを作業者等が把握することができる。
　また、上記の実施形態では、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとが接合層Ｇを介して接合した重合基板Ｔを作製する際の位置決め工程において、本開示の技術を適用する場合について示したが、本開示はかかる例に限られない。
　たとえば、一対の基板同士がファンデルワールス力などで直接接合して接合した重合基板を作製する際の位置決め工程において、本開示の技術が適用されてもよい。これによっても、一対の基板同士を精度よく接合することができる。
　また、上記の実施形態では、一対の基板同士の接合処理において、基板のノッチ部のトップ位置を測定する場合に本開示の技術が適用される例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
　たとえば、半導体を製造する際の各種の製造工程において、基板のノッチ部のトップ位置を測定する場合に本開示の技術が適用されてもよい。これにより、各種の半導体製造工程において、基板の位置決めを精度よく行うことができる。
　実施形態に係る基板処理装置（接合システム１）は、保持部（下チャック１６１）と、撮像部（下カメラ１９１）と、画像処理部（制御部６）とを備える。保持部（下チャック１６１）は、基板（支持基板Ｓ）を保持する。撮像部（下カメラ１９１）は、保持部（下チャック１６１）に保持された基板（支持基板Ｓ）を撮像する。画像処理部（制御部６）は、撮像部（下カメラ１９１）で撮像された画像を処理する。画像処理部（制御部６）は、第１処理（ステップＳ３０１）と、第２処理（ステップＳ３０２）と、第３処理（ステップＳ３０３）と、第４処理（ステップＳ３０４）と、第５処理（ステップＳ３０５）と、第６処理（ステップＳ３０６）と、を行う。第１処理（ステップＳ３０１）は、撮像部（下カメラ１９１）によって撮像された基板（支持基板Ｓ）の外周縁Ｓ１の画像に基づいて、基板（支持基板Ｓ）の中心位置ＳＣを算出する。第２処理（ステップＳ３０２）は、撮像部（下カメラ１９１）によって撮像された基板（支持基板Ｓ）の外周縁Ｓ１の画像から、基板（支持基板Ｓ）のノッチ部Ｓ３に位置する凹部に沿った凹部曲線Ｓ４を検出する。第３処理（ステップＳ３０３）は、中心位置ＳＣを中心として、所与の角度範囲Ｒ内で回転させた複数の凹部曲線Ｓ４を、それぞれ２次曲線で近似する。第４処理（ステップＳ３０４）は、所与の角度範囲Ｒのうち、凹部曲線Ｓ４と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する。第５処理（ステップＳ３０５）は、第４処理（ステップＳ３０４）で抽出された角度で回転させた凹部曲線Ｓ４ｃに対して、最も近似する２次曲線Ｓ５ｃの極値となる極値位置Ｓ６を算出する。第６処理（ステップＳ３０６）は、第５処理で算出された極値位置Ｓ６を、中心位置ＳＣを中心として第４処理で抽出された角度で第５処理とは逆方向に回転させて、回転させた極値位置Ｓ６をノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７に設定する。これにより、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を精度よく測定することができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（接合システム１）は、基板（支持基板Ｓ）を保持部（下チャック１６１）に搬送する搬送部１３０、をさらに備える。所与の角度範囲Ｒは、搬送部１３０の搬送精度に基づいて設定される。これにより、接合装置６０における接合処理の処理時間を短くすることができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（接合システム１）は、一対の基板（支持基板Ｓ、被処理基板Ｗ）同士を接合する接合部（本体部１５０）、をさらに備える。接合部（本体部１５０）は、一方の基板（支持基板Ｓ）において設定されたトップ位置Ｓ７と、他方の基板（被処理基板Ｗ）において設定されたトップ位置とが揃うように、一対の基板（支持基板Ｓ、被処理基板Ｗ）同士を接合する。これにより、支持基板Ｓと被処理基板Ｗとを精度よく接合することができる。
　また、実施形態に係る基板処理方法は、第１工程（ステップＳ３０１）と、第２工程（ステップＳ３０２）と、第３工程（ステップＳ３０３）と、第４工程（ステップＳ３０４）と、第５工程（ステップＳ３０５）と、第６工程（ステップＳ３０６）と、を含む。第１工程（ステップＳ３０１）は、基板（支持基板Ｓ）の外周縁Ｓ１の撮像画像に基づいて、基板（支持基板Ｓ）の中心位置ＳＣを算出する。第２工程（ステップＳ３０２）は、基板（支持基板Ｓ）の外周縁Ｓ１の撮像画像から、基板（支持基板Ｓ）のノッチ部Ｓ３に位置する凹部に沿った凹部曲線Ｓ４を検出する。第３工程（ステップＳ３０３）は、中心位置ＳＣを中心として、所与の角度範囲Ｒ内で回転させた複数の凹部曲線Ｓ４を、それぞれ２次曲線で近似する。第４工程（ステップＳ３０４）は、所与の角度範囲Ｒのうち、凹部曲線Ｓ４と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する。第５工程（ステップＳ３０５）は、第４工程（ステップＳ３０４）で抽出された角度で回転させた凹部曲線Ｓ４ｃに対して、最も近似する２次曲線Ｓ５ｃの極値となる極値位置Ｓ６を算出する。第６工程（ステップＳ３０６）は、第５工程で算出された極値位置Ｓ６を、中心位置ＳＣを中心として第４工程で抽出された角度で第５工程とは逆方向に回転させて、回転させた極値位置Ｓ６をノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７に設定する。これにより、ノッチ部Ｓ３のトップ位置Ｓ７を精度よく測定することができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。各実施形態は、内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
　１　　　接合システム（基板処理装置の一例）
　６　　　制御部（画像処理部の一例）
　１３０　搬送部
　１５０　本体部（接合部の一例）
　１６１　下チャック（保持部の一例）
　１６２　上チャック（保持部の一例）
　１９１　下カメラ（撮像部の一例）
　１９２　上カメラ（撮像部の一例）
　Ｓ　　　支持基板（基板の一例）
　ＳＣ　　中心位置
　Ｓ１　　外周縁
　Ｓ３　　ノッチ部
　Ｓ４、Ｓ４ｃ　凹部曲線
　Ｓ５、Ｓ５ｃ　２次曲線
　Ｓ６　　極値位置
　Ｓ７　　トップ位置
　Ｗ　　　被処理基板（基板の一例）

Claims (4)

  1. 　基板を保持する保持部と、
    　前記保持部に保持された前記基板を撮像する撮像部と、
    　前記撮像部で撮像された画像を処理する画像処理部と、
    　を備え、
    　前記画像処理部は、
    　前記撮像部によって撮像された前記基板の外周縁の画像に基づいて、前記基板の中心位置を算出する第１処理と、
    　前記撮像部によって撮像された前記基板の外周縁の画像から、前記基板のノッチ部に位置する凹部に沿った凹部曲線を検出する第２処理と、
    　前記中心位置を中心として、所与の角度範囲内で回転させた複数の前記凹部曲線を、それぞれ２次曲線で近似する第３処理と、
    　前記所与の角度範囲のうち、前記凹部曲線と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する第４処理と、
    　前記第４処理で抽出された角度で回転させた前記凹部曲線に対して、最も近似する２次曲線の極値となる極値位置を算出する第５処理と、
    　前記第５処理で算出された前記極値位置を、前記中心位置を中心として前記第４処理で抽出された角度で前記第５処理とは逆方向に回転させて、回転させた前記極値位置を前記ノッチ部のトップ位置に設定する第６処理と、を行う
    　基板処理装置。
  2. 　前記基板を前記保持部に搬送する搬送部、をさらに備え、
    　前記所与の角度範囲は、前記搬送部の搬送精度に基づいて設定される
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　一対の前記基板同士を接合する接合部、をさらに備え、
    　前記接合部は、一方の前記基板において設定された前記トップ位置と、他方の前記基板において設定された前記トップ位置とが揃うように、一対の前記基板同士を接合する
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 　基板の外周縁の撮像画像に基づいて、前記基板の中心位置を算出する第１工程と、
    　前記基板の外周縁の撮像画像から、前記基板のノッチ部に位置する凹部に沿った凹部曲線を検出する第２工程と、
    　前記中心位置を中心として、所与の角度範囲内で回転させた複数の前記凹部曲線を、それぞれ２次曲線で近似する第３工程と、
    　前記所与の角度範囲のうち、前記凹部曲線と２次曲線とがもっとも近似する角度を抽出する第４工程と、
    　前記第４工程で抽出された角度で回転させた前記凹部曲線に対して、最も近似する２次曲線の極値となる極値位置を算出する第５工程と、
    　前記第５工程で算出された前記極値位置を、前記中心位置を中心として前記第４工程で抽出された角度で前記第５工程とは逆方向に回転させて、回転させた前記極値位置を前記ノッチ部のトップ位置に設定する第６工程と、
    　を含む基板処理方法。
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