説明

接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

【課題】支持基板と接合されたウェハに反りや歪みが生じることを抑制する。
【解決手段】被処理ウェハWと支持ウェハSを接合する接合装置30は、内部を密閉可能な処理容器100と、接着剤を介して、被処理ウェハWと支持ウェハSとを押圧して接合する接合部113と、接合部113で接合された重合ウェハTを温度調節する重合基板温調部としての受渡アーム120とを有する。接合部113及び受渡アーム120は、処理容器100内に配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被処理基板と支持基板を接合する接合装置、当該接合装置を備えた接合システム、前記の接合装置を用いた接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」とする)の大口径化が進んでいる。また、実装などの特定の工程において、ウェハの薄型化が求められている。例えば大口径で薄いウェハを、そのまま搬送したり、研磨処理すると、ウェハに反りや割れが生じる恐れがある。このため、例えばウェハを補強するために、例えば支持基板であるウェハやガラス基板にウェハを貼り付けることが行われている。
【0003】
かかるウェハと支持基板の貼り合わせは、例えば貼り合わせ装置を用いて、ウェハと支持基板との間に接着剤を介在させることにより行われている。貼り合わせ装置は、例えばウェハを保持する第一保持部材と、支持基板を保持する第二保持部材と、ウェハと支持基板との間に配置される接着剤を加熱する加熱機構と、少なくとも第一保持部材又は第二保持部材を上下方向に移動させる移動機構とを有している。そして、この貼り合わせ装置では、ウェハと支持基板との間に接着剤を供給して、当該接着剤を加熱した後、ウェハと支持基板を押圧して接合している(特許文献1)。
【0004】
支持基板と接合されたウェハは、その後、上述の貼り合わせ装置から、例えば貼り合わせ装置の外部に設けられた研磨処理装置に搬送され、研磨処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−182016号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、研磨処理後のウェハの厚みがウェハ面内で均一とならず、部分的に厚くなったり薄くなったりしていることがあった。
【0007】
この点について本発明者らが鋭意調査したところ、研磨処理前の段階でウェハに反りや歪みが生じており、この状態で研磨処理することにより研磨後のウェハの厚みにばらつきが生じていることがわかった。
【0008】
そこで、この反りや歪みについてさらに調査したところ、接合後にウェハを搬送する過程で生じていることがわかった。通常、ウェハを搬送するウェハ搬送装置は、ウェハ搬送装置に付着したパーティクル等により搬送の過程でウェハを汚すことがないように、ウェハを保持する際の接触面積を極力小さくするように構成される。その一方、接合後のウェハは、接着剤を加熱する際の熱により温度が高い状態となっている。そのため、接合後のウェハであってウェハ搬送装置で保持されていない部分が、反ったり歪んだりしまうのである。
【0009】
したがって、接合後のウェハに反りや歪みが生じるのを防ぐためには、接合後のウェハを搬送する前に、当該ウェハを反りや歪みが生じない温度まで冷却することが好ましい。
【0010】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、支持基板と接合されたウェハに反りや歪みが生じることを抑制すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記の目的を達成するため、本発明は、被処理基板と支持基板を接合する接合装置であって、内部を密閉可能な処理容器と、接着剤を介して、被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合部と、前記接合部で接合された重合基板を温度調節する重合基板温調部と、を有し、前記接合部及び前記重合基板温調部は、前記処理容器内に配置されていることを特徴としている。
【0012】
本発明の接合装置によれば、接合部と、当該接合部で接合された重合基板を温度調節する重合基板温調部が処理容器内に配置されているので、処理容器の外部で重合基板を搬送する前に、当該重合基板を反りや歪みが生じない温度まで冷却することができる。これにより、支持基板と接合された被処理基板に反りや歪みが生じることを抑制できる。
【0013】
前記処理容器内には、当該処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部を有し、前記重合基板温調部は、前記受渡部に設けられていてもよい。
【0014】
前記受渡部は、略円板形状の受渡アームを備え、前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記受渡アームであってもよい。
【0015】
前記処理容器内には、前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、前記受渡部、前記反転部及び前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部と、がさらに設けられていてもよい。
【0016】
前記受渡部は、鉛直方向に複数配置されていてもよい。
【0017】
前記処理容器内には、前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部が設けられ、前記重合基板温調部は、前記搬送部に設けられていてもよい。
【0018】
前記搬送部は、略円板形状の搬送アームを備え、前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記搬送アームであってもよい。
【0019】
前記処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部と、前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、を有し、前記搬送部は、前記反転部に対しても、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送してもよい。
【0020】
前記受渡部は、鉛直方向に複数配置されていてもよい。
【0021】
別な観点による本発明は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置と、被処理基板又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された被処理基板又は支持基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する接合処理ステーションと、被処理基板、支持基板、又は被処理基板と支持基板が接合された重合基板を、前記接合処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴としている。
【0022】
別な観点による本発明は、接合装置を用いて被処理基板と支持基板を接合する接合方法であって、前記接合装置は、内部を密閉可能な処理容器と、接着剤を介して、被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合部と、前記接合部で接合された重合基板を温度調節する重合基板温調部と、を有し、前記接合部及び前記重合基板温調部は、前記処理容器内に配置され、前記接合方法は、前記接合部において、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合工程と、接合工程後、重合基板を前記重合基板温調部で温度調節する温度調節工程を有することを特徴としている。
【0023】
前記処理容器内には、当該処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板を受け渡すための受渡部が設けられ、前記重合基板温調部は、前記受渡部に設けられ、前記温度調節工程は、前記受渡部において行われることを特徴としている。
【0024】
前記受渡部は、略円板形状の受渡アームを備え、前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記受渡アームであり、前記温度調節工程は、重合基板を前記受渡アームにより前記接合装置の外部に受け渡す間に行われてもよい。
【0025】
前記処理容器内には、前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、前記受渡部、前記反転部及び前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部と、がさらに設けられ、前記接合方法は、前記搬送部によって前記受渡部から前記反転部に、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板又は接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板を前記反転部に搬送し、当該反転部において支持基板又は被処理基板の表裏面を反転する反転工程を有し、前記接合工程において、前記搬送部によって前記反転部から前記接合部に被処理基板又は支持基板が搬送され、当該接合部において被処理基板と支持基板を接合してもよい。
【0026】
前記処理容器内には、前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部が設けられ、前記重合基板温調部は、前記搬送部に設けられ、前記温度調節工程は、前記搬送部において行われてもよい。
【0027】
前記搬送部は、略円板形状の搬送アームを備え、前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記搬送アームであり、前記温度調節工程は、重合基板を前記受渡アームにより前記接合装置の外部に受け渡す間に行われてもよい。
【0028】
前記処理容器内には、外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部と、前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、がさらに設けられ、前記搬送部は、前記反転部に対しても、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送でき、前記接合方法は、前記搬送部によって前記受渡部から前記反転部に、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板又は接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板を前記反転部に搬送し、当該反転部において支持基板又は被処理基板の表裏面を反転する反転工程を有し、前記接合工程において、前記搬送部によって前記反転部から前記接合部に被処理基板又は支持基板が搬送され、当該接合部において被処理基板と支持基板を接合してもよい。
【0029】
また別な観点による本発明によれば、前記接合方法を接合装置によって実行させるために、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【0030】
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【0031】
本発明によれば、支持基板と接合されたウェハに反りや歪みが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。
【図2】本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図3】被処理ウェハと支持ウェハの側面図である。
【図4】接合装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図5】受渡部の構成の概略を示す平面図である。
【図6】受渡アームの構成の概略を示す平面図である。
【図7】受渡アームの構成の概略を示す側面図である。
【図8】反転部の構成の概略を示す平面図である。
【図9】反転部の構成の概略を示す側面図である。
【図10】反転部の構成の概略を示す側面図である。
【図11】保持アームと保持部材の構成の概略を示す側面図である。
【図12】受渡部と反転部の位置関係を示す説明図である。
【図13】搬送部の構成の概略を示す側面図である。
【図14】搬送部が接合装置内に配置された様子を示す説明図である。
【図15】第1の搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図16】第1の搬送アームの構成の概略を示す側面図である。
【図17】第2の搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図18】第2の搬送アームの構成の概略を示す側面図である。
【図19】第2の保持部に切り欠きが形成された様子を示す説明図である。
【図20】接合部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図21】接合部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図22】塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図23】塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図24】熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図25】熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図26】接合処理の主な工程を示すフローチャートである。
【図27】第1の保持部を上昇させた様子を示す説明図である。
【図28】第2の保持部の中心部が撓んだ様子を示す説明図である。
【図29】支持ウェハの接合面全面が被処理ウェハの接合面全面に当接した様子を示す説明図である。
【図30】被処理ウェハと支持ウェハを接合した様子を示す説明図である。
【図31】他の実施の形態にかかる接合装置の構成の概略を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる接合装置を備えた接合システム1の構成の概略を示す平面図である。図2は、接合システム1の内部構成の概略を示す側面図である。
【0034】
接合システム1では、図3に示すように例えば接着剤Gを介して、被処理基板としての被処理ウェハWと支持基板としての支持ウェハSとを接合する。以下、被処理ウェハWにおいて、接着剤Gを介して支持ウェハSと接合される面を表面としての「接合面W」といい、当該接合面Wと反対側の面を裏面としての「非接合面W」という。同様に、支持ウェハSにおいて、接着剤Gを介して被処理ウェハWと接合される面を表面としての「接合面S」といい、接合面Sと反対側の面を裏面としての「非接合面S」という。そして、接合システム1では、被処理ウェハWと支持ウェハSを接合して、重合基板としての重合ウェハTを形成する。なお、被処理ウェハWは、製品となるウェハであって、例えば接合面Wに複数の電子回路が形成されており、非接合面Wが研磨処理される。また、支持ウェハSは、被処理ウェハWの径と同じ径を有し、当該被処理ウェハWを支持するウェハである。なお、本実施の形態では、支持基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。
【0035】
接合システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数の被処理ウェハW、複数の支持ウェハS、複数の重合ウェハTをそれぞれ収容可能なカセットC、C、Cが搬入出される搬入出ステーション2と、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション3とを一体に接続した構成を有している。
【0036】
搬入出ステーション2には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、X方向(図1中の上下方向)に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板11には、接合システム1の外部に対してカセットC、C、Cを搬入出する際に、カセットC、C、Cを載置することができる。このように搬入出ステーション2は、複数の被処理ウェハW、複数の支持ウェハS、複数の重合ウェハTを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板11の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。また、カセットの1つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で被処理ウェハWと支持ウェハSとの接合に不具合が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハTと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットCのうち、1つのカセットCを不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットCを正常な重合ウェハTの収容用として用いている。
【0037】
搬入出ステーション2には、カセット載置台10に隣接してウェハ搬送部20が設けられている。ウェハ搬送部20には、X方向に延伸する搬送路21上を移動自在なウェハ搬送装置22が設けられている。ウェハ搬送装置22は、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板11上のカセットC、C、Cと、後述する処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50、51との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送できる。
【0038】
処理ステーション3には、各種処理装置を備えた複数例えば3つの処理ブロックG1、G2、G3が設けられている。例えば処理ステーション3の正面側(図1中のX方向負方向側)には、第1の処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1中のX方向正方向側)には、第2の処理ブロックG2が設けられている。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1中のY方向負方向側)には、第3の処理ブロックG3が設けられている。
【0039】
例えば第1の処理ブロックG1には、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持ウェハSとを押圧して接合する接合装置30〜33が、搬入出ステーション2側からこの順でY方向に並べて配置されている。
【0040】
例えば第2の処理ブロックG2には、図2に示すように被処理ウェハWに接着剤Gを塗布する塗布装置40と、接着剤Gが塗布された被処理ウェハWを所定の温度に加熱する熱処理装置41〜43と、同様の熱処理装置44〜46とが、搬入出ステーション2側に向かう方向(図1中のY方向負方向)にこの順で並べて配置されている。熱処理装置41〜43と熱処理装置44〜46は、それぞれ下からこの順で3段に設けられている。なお、熱処理装置41〜46の装置数や鉛直方向及び水平方向の配置は任意に設定することができる。
【0041】
例えば第3の処理ブロックG3には、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのトランジション装置50、51が下からこの順で2段に設けられている。
【0042】
図1に示すように第1の処理ブロックG1〜第3の処理ブロックG3に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域60が形成されている。ウェハ搬送領域60には、例えばウェハ搬送装置61が配置されている。なお、ウェハ搬送領域60内の圧力は大気圧以上であり、当該ウェハ搬送領域60において、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのいわゆる大気系の搬送が行われる。
【0043】
ウェハ搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置61は、ウェハ搬送領域60内を移動し、周囲の第1の処理ブロックG1、第2の処理ブロックG2及び第3の処理ブロックG3内の所定の装置に被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送できる。
【0044】
次に、上述した接合装置30〜33の構成について説明する。接合装置30は、図4に示すように内部を密閉可能な処理容器100を有している。処理容器100のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの搬入出口101が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
【0045】
処理容器100の内部は、内壁102によって、前処理領域D1と接合領域D2に区画されている。上述した搬入出口101は、前処理領域D1における処理容器100の側面に形成されている。また、内壁102にも、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの搬入出口103が形成されている。
【0046】
前処理領域D1には、接合装置30の外部との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを受け渡すための受渡部110が設けられている。受渡部110は、搬入出口101に隣接して配置されている。また受渡部110は、後述するように鉛直方向に複数、例えば2段配置され、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのいずれか2つを同時に受け渡すことができる。例えば一の受渡部110で接合前の被処理ウェハW又は支持ウェハSを受け渡し、他の受渡部110で接合後の重合ウェハTを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部110で接合前の被処理ウェハWを受け渡し、他の受渡部110で接合前の支持ウェハSを受け渡してもよい。
【0047】
前処理領域D1のY方向負方向側、すなわち搬入出口103側において、受渡部110の鉛直上方には、例えば支持ウェハSの表裏面を反転させる反転部111が設けられている。なお、反転部111は、後述するように支持ウェハSの水平方向の向きを調節することもでき、また被処理ウェハWの水平方向の向きを調節することもできる。
【0048】
接合領域D2のY方向正方向側には、受渡部110、反転部111及び後述する接合部113に対して、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送する搬送部112が設けられている。搬送部112は、搬入出口103に取り付けられている。
【0049】
接合領域D2のY方向負方向側には、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持ウェハSとを押圧して接合する接合部113が設けられている。
【0050】
次に、上述した受渡部110の構成について説明する。受渡部110は、図5に示すように受渡アーム120とウェハ支持ピン121とを有している。受渡アーム120は、接合装置30の外部、すなわちウェハ搬送装置61とウェハ支持ピン121との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを受け渡すことができる。ウェハ支持ピン121は、複数、例えば3箇所に設けられ、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを支持することができる。
【0051】
受渡アーム120は、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを保持するアーム部130と、例えばモータなどを備えたアーム駆動部131とを有している。アーム部130は、略円板形状を有している。アーム駆動部131は、アーム部130をX方向(図5中の上下方向)に移動させることができる。またアーム駆動部131は、Y方向(図5中の左右方向)に延伸するレール132に取り付けられ、当該レール132上を移動可能に構成されている。かかる構成により、受渡アーム120は、水平方向(X方向及びY方向)に移動可能となっており、ウェハ搬送装置61及びウェハ支持ピン121との間で、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを円滑に受け渡すことができる。
【0052】
また、アーム部130には、例えばペルチェ素子などの温度調節部材(図示せず)が内蔵されている。アーム部130の冷却温度は例えば後述する制御部360により制御される。したがって、受渡アーム120は、当該受渡アーム120に載置された重合ウェハTを所定の温度に調節する、重合基板温調部としての機能も有している。
【0053】
アーム部130上には、図6及び図7に示すように被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを支持するウェハ支持ピン140が複数、例えば4箇所に設けられている。またアーム部130上には、ウェハ支持ピン140に支持された被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの位置決めを行うガイド141が設けられている。ガイド141は、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの側面をガイドするように複数、例えば4箇所に設けられている。
【0054】
アーム部130の外周には、図5及び図6に示すように切り欠き142が例えば4箇所に形成されている。この切り欠き142により、ウェハ搬送装置61の搬送アームから受渡アーム120に被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを受け渡す際に、当該ウェハ搬送装置61の搬送アームがアーム部130と干渉するのを防止できる。
【0055】
アーム部130には、X方向に沿った2本のスリット143が形成されている。スリット143は、アーム部130のウェハ支持ピン121側の端面からアーム部130の中央部付近まで形成されている。このスリット143により、アーム部130がウェハ支持ピン121と干渉するのを防止できる。
【0056】
次に、上述した反転部111の構成について説明する。反転部111は、図8〜図10に示すように支持ウェハS、被処理ウェハWを保持する保持アーム150を有している。保持アーム150は、水平方向(図8及び図9中のX方向)に延伸している。また保持アーム150には、支持ウェハS、被処理ウェハWを保持する保持部材151が例えば4箇所に設けられている。保持部材151は、図11に示すように保持アーム150に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材151の側面には、支持ウェハS、被処理ウェハWの外周部を保持するための切り欠き152が形成されている。そして、これら保持部材151は、支持ウェハS、被処理ウェハWを挟み込んで保持することができる。
【0057】
保持アーム150は、図8〜図10に示すように例えばモータなどを備えた第1の駆動部153に支持されている。この第1の駆動部153によって、保持アーム150は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向(図8及び図9中のX方向、図8及び図10のY方向)に移動できる。なお、第1の駆動部153は、保持アーム150を鉛直軸周りに回動させて、当該保持アーム150を水平方向に移動させてもよい。第1の駆動部153の下方には、例えばモータなどを備えた第2の駆動部154が設けられている。この第2の駆動部154によって、第1の駆動部153は鉛直方向に延伸する支持柱155に沿って鉛直方向に移動できる。このように第1の駆動部153と第2の駆動部154によって、保持部材151に保持された支持ウェハS、被処理ウェハWは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。
【0058】
支持柱155には、保持部材151に保持された支持ウェハS、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節する位置調節機構160が支持板161を介して支持されている。位置調節機構160は、保持アーム150に隣接して設けられている。
【0059】
位置調節機構160は、基台162と、支持ウェハS、被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出する検出部163とを有している。そして、位置調節機構160では、保持部材151に保持された支持ウェハS、被処理ウェハWを水平方向に移動させながら、検出部163で支持ウェハS、被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節して支持ウェハS、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節している。
【0060】
なお、図12に示すように、以上のように構成された受渡部110は鉛直方向に2段に配置され、またこれら受渡部110の鉛直上方に反転部111が配置される。すなわち、受渡部110の受渡アーム120は、反転部111の保持アーム150と位置調節機構160の下方において水平方向に移動する。また、受渡部110のウェハ支持ピン121は、反転部111の保持アーム150の下方に配置されている。
【0061】
次に、上述した搬送部112の構成について説明する。搬送部112は、図13に示すように複数、例えば2本の搬送アーム170、171を有している。第1の搬送アーム170と第2の搬送アーム171は、鉛直方向に下からこの順で2段に配置されている。なお、第1の搬送アーム170と第2の搬送アーム171は、後述するように異なる形状を有している。
【0062】
搬送アーム170、171の基端部には、例えばモータなどを備えたアーム駆動部172が設けられている。このアーム駆動部172によって、各搬送アーム170、171は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム170、171とアーム駆動部172は、基台173に支持されている。
【0063】
搬送部112は、図4及び図14に示すように処理容器100の内壁102に形成された搬入出口103に設けられている。そして、搬送部112は、例えばモータなどを備えた駆動部(図示せず)によって搬入出口103に沿って鉛直方向に移動できる。
【0064】
第1の搬送アーム170は、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの裏面(被処理ウェハW、支持ウェハSにおいては非接合面W、S)を保持して搬送する。第1の搬送アーム170は、図15に示すように先端が2本の先端部180a、180aに分岐したアーム部180と、このアーム部180と一体に形成され、且つアーム部180を支持する支持部181とを有している。
【0065】
アーム部180上には、図15及び図16に示すように樹脂製のOリング182が複数、例えば4箇所に設けられている。このOリング182が被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの裏面と接触する際の摩擦力によって、Oリング182は被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの裏面を保持する。これにより、第1の搬送アーム170は、Oリング182上に被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを水平に保持することができる。
【0066】
またアーム部180上には、Oリング182に保持された被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの外側に設けられたガイド部材183、184が設けられている。第1のガイド部材183は、アーム部180の先端部180aの先端に設けられている。第2のガイド部材184は、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの外周に沿った円弧状に形成され、支持部181側に設けられている。これらガイド部材183、184によって、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTが第1の搬送アーム170から飛び出したり、滑落するのを防止することができる。なお、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTがOリング182に適切な位置で保持されている場合、当該被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTはガイド部材183、184と接触しない。
【0067】
第2の搬送アーム171は、例えば支持ウェハSの表面、すなわち接合面Sの外周部を保持して搬送する。すなわち、第2の搬送アーム171は、反転部111で表裏面が反転された支持ウェハSの接合面Sの外周部を保持して搬送する。第2の搬送アーム171は、図17に示すように先端が2本の先端部190a、190aに分岐したアーム部190と、このアーム部190と一体に形成され、且つアーム部190を支持する支持部191とを有している。
【0068】
アーム部190上には、図17及び図18に示すように第2の保持部材192が複数、例えば4箇所に設けられている。第2の保持部材192は、支持ウェハSの接合面Sの外周部を載置する載置部193と、当該載置部193から上方に延伸し、内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているテーパ部194とを有している。載置部193は、支持ウェハSの周縁から例えば1mm以内の外周部を保持する。また、テーパ部194の内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているため、例えば第2の保持部材192に受け渡される支持ウェハSが水平方向に所定の位置からずれていても、支持ウェハSはテーパ部194に円滑にガイドされて位置決めされ、載置部193に保持される。そして、第2の搬送アーム171は、第2の保持部材192上に支持ウェハSを水平に保持することができる。
【0069】
なお、図19に示すように、後述する接合部113の第2の保持部201には切り欠き201aが例えば4箇所に形成されている。この切り欠き201aにより、第2の搬送アーム171から第2の保持部201に支持ウェハSを受け渡す際に、第2の搬送アーム171の第2の保持部材192が第2の保持部201に干渉するのを防止することができる。
【0070】
次に、上述した接合部113の構成について説明する。接合部113は、図20に示すように被処理ウェハWを上面で載置して保持する第1の保持部200と、支持ウェハSを下面で吸着保持する第2の保持部201とを有している。第1の保持部200は、第2の保持部201の下方に設けられ、第2の保持部201と対向するように配置されている。すなわち、第1の保持部200に保持された被処理ウェハWと第2の保持部201に保持された支持ウェハSは対向して配置されている。
【0071】
第1の保持部200の内部には、被処理ウェハWを吸着保持するための吸引管210が設けられている。吸引管210は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。なお、第1の保持部200には、後述する加圧機構260により荷重がかけられても変形しない強度を有する材料、例えば炭化ケイ素セラミックや窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。
【0072】
また、第1の保持部200の内部には、被処理ウェハWを加熱する加熱機構211が設けられている。加熱機構211には、例えばヒータが用いられる。
【0073】
第1の保持部200の下方には、第1の保持部200及び被処理ウェハWを鉛直方向及び水平方向に移動させる移動機構220が設けられている。移動機構220は、第1の保持部200を例えば±1μmの精度で3次元移動させることができる。移動機構220は、第1の保持部200を鉛直方向に移動させる鉛直移動部221と、第1の保持部200を水平方向に移動させる水平移動部222とを有している。鉛直移動部221と水平移動部222は、例えばボールネジ(図示せず)と当該ボールネジを回動させるモータ(図示せず)とをそれぞれ有している。
【0074】
水平移動部222上には、鉛直方向に伸縮自在の支持部材223が設けられている。支持部材223は、第1の保持部200の外側に例えば3箇所に設けられている。そして、支持部材223は、図21に示すように第2の保持部201の外周下面から下方に突出して設けられた突出部230を支持することができる。
【0075】
以上の移動機構220では、第1の保持部200上の被処理ウェハWの水平方向の位置合わせを行うことができると共に、図21に示すように第1の保持部200を上昇させて、被処理ウェハWと支持ウェハSを接合するための接合空間Rを形成することができる。この接合空間Rは、第1の保持部200、第2の保持部201及び突出部230に囲まれた空間である。また、接合空間Rを形成する際、支持部材223の高さを調整することにより、接合空間Rにおける被処理ウェハWと支持ウェハS間の鉛直方向の距離を調整することができる。
【0076】
なお、第1の保持部200の下方には、被処理ウェハW又は重合ウェハTを下方から支持し昇降させるための昇降ピン(図示せず)が設けられている。昇降ピンは第1の保持部200に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、第1の保持部200の上面から突出可能になっている。
【0077】
第2の保持部201には、弾性体である例えばアルミニウムが用いられる。そして、第2の保持部201は、後述するように第2の保持部201の全面に所定の圧力、例えば0.7気圧(=0.07MPa)がかかると、その一箇所、例えば中心部が撓むように構成されている。
【0078】
第2の保持部201の外周下面には、図20に示すように当該外周下面から下方に突出する上述の突出部230が形成されている。突出部230は、第2の保持部201の外周に沿って形成されている。なお、突出部230は、第2の保持部201と一体に形成されていてもよい。
【0079】
突出部230の下面には、接合空間Rの気密性を保持するためのシール材231が設けられている。シール材231は、突出部230の下面に形成された溝に環状に設けられ、例えばOリングが用いられる。また、シール材231は弾性を有している。なお、シール材231は、シール機能を有する部品であればよく、本実施の形態に限定されるものではない。
【0080】
第2の保持部201の内部には、支持ウェハSを吸着保持するための吸引管240が設けられている。吸引管240は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
【0081】
また、第2の保持部201の内部には、接合空間Rの雰囲気を吸気するための吸気管241が設けられている。吸気管241の一端は、第2の保持部201の下面における支持ウェハSが保持されない場所において開口している。また、吸気管241の他端は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
【0082】
さらに、第2の保持部201の内部には、支持ウェハSを加熱する加熱機構242を有している。加熱機構242には、例えばヒータが用いられる。
【0083】
第2の保持部201の上面には、当該第2の保持部201を支持する支持部材250と第2の保持部201を鉛直下方に押圧する加圧機構260が設けられている。加圧機構260は、被処理ウェハWと支持ウェハSを覆うように設けられた圧力容器261と、圧力容器261の内部に流体、例えば圧縮空気を供給する流体供給管262と、を有している。また、支持部材250は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、圧力容器261の外側に例えば3箇所に設けられている。
【0084】
圧力容器261は、例えば鉛直方向に伸縮自在の例えばステンレス製のベローズにより構成されている。圧力容器261は、その下面が第2の保持部201の上面に当接すると共に、上面が第2の保持部201の上方に設けられた支持板263の下面に当接している。流体供給管262は、その一端が圧力容器261に接続され、他端が流体供給源(図示せず)に接続されている。そして、圧力容器261に流体供給管262から流体を供給することで、圧力容器261が伸長する。この際、圧力容器261の上面と支持板263の下面とが当接しているので、圧力容器261は下方向にのみ伸長し、圧力容器261の下面に設けられた第2の保持部201を下方に押圧することができる。またこの際、圧力容器261の内部は流体により加圧されているので、圧力容器261は第2の保持部201を面内均一に押圧することができる。第2の保持部201を押圧する際の荷重の調節は、圧力容器261に供給する圧縮空気の圧力を調整することで行われる。なお、支持板263は、加圧機構260により第2の保持部201にかかる荷重の反力を受けても変形しない強度を有する部材により構成されているのが好ましい。なお、本実施の形態の支持板263を省略し、圧力容器261の上面を処理容器100の天井面に当接させてもよい。
【0085】
なお、接合装置31〜33の構成は、上述した接合装置30の構成と同様であるので説明を省略する。
【0086】
次に、上述した塗布装置40の構成について説明する。塗布装置40は、図22に示すように内部を密閉可能な処理容器270を有している。処理容器270のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
【0087】
処理容器270内の中央部には、被処理ウェハWを保持して回転させるスピンチャック280が設けられている。スピンチャック280は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば被処理ウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、被処理ウェハWをスピンチャック280上に吸着保持できる。
【0088】
スピンチャック280の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部281が設けられている。スピンチャック280は、チャック駆動部281により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部281には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック280は昇降自在になっている。
【0089】
スピンチャック280の周囲には、被処理ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ282が設けられている。カップ282の下面には、回収した液体を排出する排出管283と、カップ282内の雰囲気を真空引きして排気する排気管284が接続されている。
【0090】
図23に示すようにカップ282のX方向負方向(図23中の下方向)側には、Y方向(図23中の左右方向)に沿って延伸するレール290が形成されている。レール290は、例えばカップ282のY方向負方向(図23中の左方向)側の外方からY方向正方向(図23中の右方向)側の外方まで形成されている。レール290には、アーム291が取り付けられている。
【0091】
アーム291には、図22及び図23に示すように被処理ウェハWに液体状の接着剤Gを供給する接着剤ノズル293が支持されている。アーム291は、図23に示すノズル駆動部294により、レール290上を移動自在である。これにより、接着剤ノズル293は、カップ282のY方向正方向側の外方に設置された待機部295からカップ282内の被処理ウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハW上を被処理ウェハWの径方向に移動できる。また、アーム291は、ノズル駆動部294によって昇降自在であり、接着剤ノズル293の高さを調節できる。
【0092】
接着剤ノズル293には、図22に示すように当該接着剤ノズル293に接着剤Gを供給する供給管296が接続されている。供給管296は、内部に接着剤Gを貯留する接着剤供給源297に連通している。また、供給管296には、接着剤Gの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群298が設けられている。
【0093】
なお、スピンチャック280の下方には、被処理ウェハWの裏面、すなわち非接合面Wに向けて洗浄液を噴射するバックリンスノズル(図示せず)が設けられていてもよい。このバックリンスノズルから噴射される洗浄液によって、被処理ウェハWの非接合面Wと被処理ウェハWの外周部が洗浄される。
【0094】
次に、上述した熱処理装置41〜46の構成について説明する。熱処理装置41は、図24に示すように内部を閉鎖可能な処理容器300を有している。処理容器300のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
【0095】
処理容器300の天井面には、当該処理容器300の内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給するガス供給口301が形成されている。ガス供給口301には、ガス供給源302に連通するガス供給管303が接続されている。ガス供給管303には、不活性ガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群304が設けられている。
【0096】
処理容器300の底面には、当該処理容器300の内部の雰囲気を吸引する吸気口305が形成されている。吸気口305には、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置306に連通する吸気管307が接続されている。
【0097】
処理容器300の内部には、被処理ウェハWを加熱処理する加熱部310と、被処理ウェハWを温度調節する温度調節部311が設けられている。加熱部310と温度調節部311はY方向に並べて配置されている。
【0098】
加熱部310は、熱板320を収容して熱板320の外周部を保持する環状の保持部材321と、その保持部材321の外周を囲む略筒状のサポートリング322を備えている。熱板320は、厚みのある略円盤形状を有し、被処理ウェハWを載置して加熱することができる。また、熱板320には、例えばヒータ323が内蔵されている。熱板320の加熱温度は例えば制御部360により制御され、熱板320上に載置された被処理ウェハWが所定の温度に加熱される。
【0099】
熱板320の下方には、被処理ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン330が例えば3本設けられている。昇降ピン330は、昇降駆動部331により上下動できる。熱板320の中央部付近には、当該熱板320を厚み方向に貫通する貫通孔332が例えば3箇所に形成されている。そして、昇降ピン330は貫通孔332を挿通し、熱板320の上面から突出可能になっている。
【0100】
温度調節部311は、温度調節板340を有している。温度調節板340は、図25に示すように略方形の平板形状を有し、熱板320側の端面が円弧状に湾曲している。温度調節板340には、Y方向に沿った2本のスリット341が形成されている。スリット341は、温度調節板340の熱板320側の端面から温度調節板340の中央部付近まで形成されている。このスリット341により、温度調節板340が、加熱部310の昇降ピン330及び後述する温度調節部311の昇降ピン350と干渉するのを防止できる。また、温度調節板340には、例えばペルチェ素子などの温度調節部材(図示せず)が内蔵されている。温度調節板340の冷却温度は例えば制御部360により制御され、温度調節板340上に載置された被処理ウェハWが所定の温度に冷却される。
【0101】
温度調節板340は、図24に示すように支持アーム342に支持されている。支持アーム342には、駆動部343が取り付けられている。駆動部343は、Y方向に延伸するレール344に取り付けられている。レール344は、温度調節部311から加熱部310まで延伸している。この駆動部343により、温度調節板340は、レール344に沿って加熱部310と温度調節部311との間を移動可能になっている。
【0102】
温度調節板340の下方には、被処理ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン350が例えば3本設けられている。昇降ピン350は、昇降駆動部351により上下動できる。そして、昇降ピン350はスリット341を挿通し、温度調節板340の上面から突出可能になっている。
【0103】
なお、熱処理装置42〜46の構成は、上述した熱処理装置41の構成と同様であるので説明を省略する。
【0104】
以上の接合システム1には、図1に示すように制御部360が設けられている。制御部360は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、接合システム1における被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム1における後述の接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(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スク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部360にインストールされたものであってもよい。
【0105】
次に、以上のように構成された接合システム1を用いて行われる被処理ウェハWと支持ウェハSの接合処理方法について説明する。図26は、かかる接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
【0106】
先ず、複数枚の被処理ウェハWを収容したカセットC、複数枚の支持ウェハSを収容したカセットC、及び空のカセットCが、搬入出ステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。その後、ウェハ搬送装置22によりカセットC内の被処理ウェハWが取り出され、処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50に搬送される。このとき、被処理ウェハWは、その非接合面Wが下方を向いた状態で搬送される。
【0107】
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって塗布装置40に搬送される。塗布装置40に搬入された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61からスピンチャック280に受け渡され吸着保持される。このとき、被処理ウェハWの非接合面Wが吸着保持される。
【0108】
続いて、アーム291によって待機部295の接着剤ノズル293を被処理ウェハWの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック280によって被処理ウェハWを回転させながら、接着剤ノズル293から被処理ウェハWの接合面Wに接着剤Gを供給する。供給された接着剤Gは遠心力により被処理ウェハWの接合面Wの全面に拡散されて、当該被処理ウェハWの接合面Wに接着剤Gが塗布される(図26の工程A1)。
【0109】
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって熱処理装置41に搬送される。このとき熱処理装置41の内部は、不活性ガスの雰囲気に維持されている。熱処理装置41に被処理ウェハWが搬入されると、重合ウェハTはウェハ搬送装置61から予め上昇して待機していた昇降ピン350に受け渡される。続いて昇降ピン350を下降させ、被処理ウェハWを温度調節板340に載置する。
【0110】
その後、駆動部343により温度調節板340をレール344に沿って熱板320の上方まで移動させ、被処理ウェハWは予め上昇して待機していた昇降ピン330に受け渡される。その後、昇降ピン330が下降して、被処理ウェハWが熱板320上に載置される。そして、熱板320上の被処理ウェハWは、所定の温度、例えば100℃〜300℃に加熱される(図26の工程A2)。かかる熱板320による加熱を行うことで被処理ウェハW上の接着剤Gが加熱され、当該接着剤Gが硬化する。
【0111】
その後、昇降ピン330が上昇すると共に、温度調節板340が熱板320の上方に移動する。続いて被処理ウェハWが昇降ピン330から温度調節板340に受け渡され、温度調節板340がウェハ搬送領域60側に移動する。この温度調節板340の移動中に、被処理ウェハWは所定の温度に温度調節される。
【0112】
熱処理装置41で熱処理された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。接合装置30に搬送された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム120に受け渡された後、さらに受渡アーム120からウェハ支持ピン121に受け渡される。その後、被処理ウェハWは、搬送部112の第1の搬送アーム170によってウェハ支持ピン121から反転部111に搬送される。
【0113】
反転部111に搬送された被処理ウェハWは、保持部材151に保持され、位置調節機構160に移動される。そして、位置調節機構160において、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調節して、当該被処理ウェハWの水平方向の向きが調節される(図26の工程A3)。
【0114】
その後、被処理ウェハWは、搬送部112の第1の搬送アーム170によって反転部111から接合部113に搬送される。接合部113に搬送された被処理ウェハWは、第1の保持部200に載置される(図26の工程A4)。第1の保持部200上では、被処理ウェハWの接合面Wが上方を向いた状態、すなわち接着剤Gが上方を向いた状態で被処理ウェハWが載置される。
【0115】
被処理ウェハWに上述した工程A1〜A4の処理が行われている間、当該被処理ウェハWに続いて支持ウェハSの処理が行われる。支持ウェハSは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。なお、支持ウェハSが接合装置30に搬送される工程については、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0116】
接合装置30に搬送された支持ウェハSは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム120に受け渡された後、さらに受渡アーム120からウェハ支持ピン121に受け渡される。その後、支持ウェハSは、搬送部112の第1の搬送アーム170によってウェハ支持ピン121から反転部111に搬送される。また、受渡アーム120のアーム部130は、支持ウェハSが受渡アーム120からウェハ支持ピン121に受け渡された後に、内蔵された温度調節部材により処理所定の温度、例えば常温(23℃)に温度調節される。
【0117】
反転部111に搬送された支持ウェハSは、保持部材151に保持され、位置調節機構160に移動される。そして、位置調節機構160において、支持ウェハSのノッチ部の位置を調節して、当該支持ウェハSの水平方向の向きが調節される(図26の工程A5)。水平方向の向きが調節された支持ウェハSは、位置調節機構160から水平方向に移動され、且つ鉛直方向上方に移動された後、その表裏面が反転される(図26の工程A6)。すなわち、支持ウェハSの接合面Sが下方に向けられる。
【0118】
その後、支持ウェハSは、鉛直方向下方に移動された後、搬送部112の第2の搬送アーム171によって反転部111から接合部113に搬送される。このとき、第2の搬送アーム171は、支持ウェハSの接合面Sの外周部のみを保持しているので、例えば第2の搬送アーム171に付着したパーティクル等によって接合面Sが汚れることはない。接合部113に搬送された支持ウェハSは、第2の保持部201に吸着保持される(図26の工程A7)。第2の保持部201では、支持ウェハSの接合面Sが下方を向いた状態で支持ウェハSが保持される。
【0119】
接合装置30において、被処理ウェハWと支持ウェハSがそれぞれ第1の保持部200と第2の保持部201に保持されると、被処理ウェハWが支持ウェハSに対向するように、移動機構220により第1の保持部200の水平方向の位置が調整される(図26の工程A8)。なお、このとき、第2の保持部201と支持ウェハSとの間の圧力は例えば0.1気圧(=0.01MPa)である。また、第2の保持部201の上面にかかる圧力は大気圧である1.0気圧(=0.1MPa)である。この第2の保持部201の上面にかかる大気圧を維持するため、加圧機構260の圧力容器261内の圧力を大気圧にしてもよいし、第2の保持部201の上面と圧力容器261との間に隙間を形成してもよい。
【0120】
次に、図27に示すように移動機構220によって第1の保持部200を上昇させると共に、支持部材223を伸長させて第2の保持部201が支持部材223に支持される。この際、支持部材223の高さを調整することにより、被処理ウェハWと支持ウェハSとの鉛直方向の距離が所定の距離になるように調整される(図26の工程A9)。なお、この所定の距離は、シール材231が第1の保持部200に接触し、且つ後述するように第2の保持部201及び支持ウェハSの中心部が撓んだ際に、支持ウェハSの中心部が被処理ウェハWに接触する高さである。このようにして、第1の保持部200と第2の保持部201との間に密閉された接合空間Rが形成される。
【0121】
その後、吸気管241から接合空間Rの雰囲気を吸気する。そして、接合空間R内の圧力が例えば0.3気圧(=0.03MPa)に減圧されると、第2の保持部201には、第2の保持部201の上面にかかる圧力と接合空間R内の圧力との圧力差、すなわち0.7気圧(=0.07MPa)がかかる。そうすると、図28に示すように第2の保持部201の中心部が撓み、第2の保持部201に保持された支持ウェハSの中心部も撓む。なお、このように接合空間R内の圧力を0.3気圧(=0.03MPa)まで減圧しても、第2の保持部201と支持ウェハSとの間の圧力は0.1気圧(=0.01MPa)であるため、支持ウェハSは第2の保持部201に保持された状態を保っている。
【0122】
その後、さらに接合空間Rの雰囲気を吸気し、接合空間R内を減圧する。そして、接合空間R内の圧力が0.1気圧(=0.01MPa)以下になると、第2の保持部201が支持ウェハSを保持することができず、図29に示すように支持ウェハSは下方に落下して、支持ウェハSの接合面S全面が被処理ウェハWの接合面W全面に当接する。この際、支持ウェハSは、被処理ウェハWに当接した中心部から径方向外側に向かって順次当接する。すなわち、例えば接合空間R内にボイドとなりうる空気が存在している場合でも、空気は支持ウェハSが被処理ウェハWと当接している箇所より常に外側に存在することになり、当該空気を被処理ウェハWと支持ウェハSとの間から逃がすことができる。こうしてボイドの発生を抑制しつつ、被処理ウェハWと支持ウェハSは接着剤Gにより接着される(図26の工程A10)。
【0123】
その後、図30に示すように、支持部材223の高さを調整し、第2の保持部201の下面を支持ウェハSの非接合面Sに接触させる。このとき、シール材231が弾性変形し、第1の保持部200と第2の保持部201が密着する。そして、加熱機構211、242により被処理ウェハWと支持ウェハSを所定の温度、例えば200℃で加熱しながら、加圧機構260により第2の保持部201を所定の圧力、例えば0.5MPaで下方に押圧する。そうすると、被処理ウェハWと支持ウェハSがより強固に接着され、接合される(図26の工程A11)。
【0124】
被処理ウェハWと支持ウェハSが接合された重合ウェハTは、搬送部112の第1の搬送アーム170によって接合部110から受渡部110に搬送される。受渡部110に搬送された重合ウェハTは、ウェハ支持ピン121を介して、予め常温に温度調節された受渡アーム120に受け渡される。この際、重合ウェハTは受渡アーム120により所定の時間保持され、常温まで冷却される(図26の工程A12)。その後、重合ウェハTは、受渡アーム120からウェハ搬送装置61に受け渡される。なお、受渡アーム120による重合ウェハTの温度調節にあたっては、必ずしも重合ウェハTを常温まで冷却する必要はなく、当該重合ウェハTの搬送時に反りや歪みが生じない程度の温度、例えば50℃以下に温度調節すればよい。
【0125】
次に重合ウェハTは、ウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCに搬送される。こうして、一連の被処理ウェハWと支持ウェハSの接合処理が終了する。
【0126】
以上の実施の形態によれば、接合装置30の処理容器100内に、接合部113と、当該接合部113で接合された重合ウェハTを温度調節する、重合基板温調部としての受渡アーム120が設けられているので、接合部113で接合された重合ウェハTを処理容器100外部の、例えば外部のウェハ搬送装置61で搬送する前に、当該重合ウェハTを反りや歪みが生じない温度まで冷却することができる。これにより、例えばウェハ搬送装置61による重合ウェハTの搬送の際に、支持基板Sと接合された被処理ウェハWに反りや歪みが生じることを抑制できる。
【0127】
また、受渡アーム120が温度調節部として機能するので、重合ウェハTを接合装置30の外部のウェハ搬送装置61に受け渡す一連の動作の過程で重合ウェハTの温度調節を行うことができる。そのため、重合ウェハWの温度調節に要する時間を最小限に抑えることができる。
【0128】
また、上述した特許文献1の貼り合わせ装置を用いた場合、当該貼り合わせ装置の外部でウェハの表裏面を反転させる必要がある。かかる場合、ウェハの表裏面を反転させた後、当該ウェハを貼り合わせ装置に搬送する必要があるため、接合処理全体のスループットに改善の余地があった。また、ウェハの表裏面を反転させると、ウェハの接合面が下方を向く。かかる場合に、通常のウェハの裏面を保持する搬送装置を用いた場合、ウェハの接合面が搬送装置に保持されることになり、例えば搬送装置にパーティクル等が付着している場合、当該パーティクルがウェハの接合面に付着するおそれがあった。さらに、特許文献1の貼り合わせ装置は、ウェハと支持基板の水平方向の向きを調節する機能を備えておらず、ウェハと支持基板がずれて接合されるおそれがあった。
【0129】
この点、本実施の形態によれば、接合装置30内に反転部111と接合部113の両方が設けられているので、支持ウェハSを反転させた後、搬送部112によって当該支持ウェハSを直ちに接合部113に搬送することができる。このように一の接合装置30内で、支持ウェハSの反転と、被処理ウェハWと支持ウェハSの接合とを共に行っているので、被処理ウェハWと支持ウェハSの接合を効率よく行うことができる。したがって、接合処理のスループットをより向上させることができる。
【0130】
また、搬送部112の第2の搬送アーム171は、支持ウェハSの接合面Sの外周部を保持するので、例えば第2の搬送アーム171に付着したパーティクル等によって接合面Sが汚れることはない。また、搬送部112の第1の搬送アーム170は、被処理ウェハWの非接合面W、支持ウェハSの接合面S、重合ウェハTの裏面を保持して搬送する。このように搬送部112は、2種類の搬送アーム170、171を備えているので、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを効率よく搬送することができる。
【0131】
また、第2の搬送アーム171において、第2の保持部材192のテーパ部194は内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているので、例えば第2の保持部材192に受け渡される支持ウェハSが水平方向に所定の位置からずれていても、テーパ部194によって支持ウェハSを円滑にガイドして位置決めすることができる。
【0132】
また、第1の搬送アーム170において、アーム部180上にはガイド部材183、184が設けられているので、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTが第1の搬送アーム170から飛び出したり、滑落するのを防止することができる。
【0133】
また、反転部720は、第1の駆動部153によって支持ウェハSの表裏面を反転させると共に、位置調節機構160によって支持ウェハSと被処理ウェハWの水平方向の向きを調節することができる。したがって、接合部113において支持ウェハSと被処理ウェハWを適切に接合することができる。また、接合部113において、一の反転部111において、支持ウェハSの反転と、支持ウェハSと被処理ウェハWの水平方向の向きの調節とを共に行っているので、被処理ウェハWと支持ウェハSの接合を効率よく行うことができる。したがって、接合処理のスループットをより向上させることができる。
【0134】
また、受渡部110は、鉛直方向に2段に配置されているので、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTのいずれか2つを同時に受け渡すことができる。したがって、接合装置30の外部との間で、これら被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを効率よく受け渡すことができ、接合処理のスループットをより向上させることができる。
【0135】
また、熱処理装置41の内部は、不活性ガス雰囲気に維持可能であるので、被処理ウェハW上に酸化膜が形成されるのを抑制することができる。このため、被処理ウェハWの熱処理を適切に行うことができる。
【0136】
以上の実施の形態では、被処理ウェハWを下側に配置し、且つ支持ウェハSを上側に配置した状態で、これら被処理ウェハWと支持ウェハSを接合していたが、被処理ウェハWと支持ウェハSの上下配置を反対にしてもよい。かかる場合、上述した工程A1〜A4を支持ウェハSに対して行い、当該支持ウェハSの接合面Sに接着剤Gを塗布する。また、上述した工程A5〜A7を被処理ウェハWに対して行い、当該被処理ウェハWの表裏面を反転させる。そして、上述した工程A8〜A11を行い、支持ウェハSと被処理ウェハWを接合する。但し、被処理ウェハW上の電子回路等を保護する観点から、被処理ウェハW上に接着剤Gを塗布するのが好ましい。
【0137】
また、以上の実施の形態では、塗布装置40において被処理ウェハWと支持ウェハSのいずれか一方に接着剤Gを塗布していたが、被処理ウェハWと支持ウェハSの両方に接着剤Gを塗布してもよい。
【0138】
以上の実施の形態では、工程A3において被処理ウェハWを所定の温度100℃〜300℃に加熱していたが、被処理ウェハWの熱処理を2段階で行ってもよい。例えば熱処理装置41において、第1の熱処理温度、例えば100℃〜150℃に加熱した後、熱処理装置44において第2の熱処理温度、例えば150℃〜300℃に加熱する。かかる場合、熱処理装置41と熱処理装置44における加熱機構自体の温度を一定にできる。したがって、当該加熱機構の温度調節をする必要がなく、被処理ウェハWと支持ウェハSの接合処理のスループットをさらに向上させることができる。
【0139】
以上の実施の形態では、受渡アーム120により重合ウェハTの温度調節を行ったが、重合ウェハTの温度調節は、当該重合ウェハTが処理容器100の外部に搬出される前、換言すれば重合ウェハTが接合装置30の外部のウェハ搬送装置61に受け渡される前に行えば、必ずしも受渡アーム120で行う必要はなく、例えば搬送アーム170で温度調節を行ってもよい。かかる場合、搬送アーム170としては、受渡アーム120と同様に、その内部ペルチェ素子等の温度調節部材を内蔵した略円板形状のアーム部を備えたものが用いられる。なお、この場合、接合部113の第2の保持部201の切り欠き201aは、受渡アーム120のガイド141の位置と大きさに対応して形成される。
【0140】
このような、受渡アーム120と同じ構成の搬送アーム170を用いて重合ウェハTを温度調節すると、支持基板Sと接合された被処理ウェハWに反りや歪みが生じることをさらに抑制できる。つまり、例えば温度調節前の重合ウェハTを受渡部110のウェハ支持ピン121に受け渡した場合、高温のままの状態でウェハ支持ピン121に支持されることになるため、ウェハ支持ピン121に支持されている間に重合ウェハTに反りや歪みが生じるおそれがある。この点、略円板形状の搬送アーム170で重合ウェハTを温度調節すれば、ウェハ支持ピン121で重合ウェハTが反ったり歪んだりすることがなくなる。
【0141】
また、受渡アーム120や搬送アーム170以外で重合ウェハTを温度調節するにあたっては、例えば図31に示すように、接合装置30の接合領域D2に重合基板温調部としての重合ウェハ温調部400を別途設け、この重合ウェハ温調部400により重合ウェハTの温度調節を行ってもよい。
【0142】
かかる場合、例えば図31に示すように、搬送部112がX方向に延伸するレール401に対して移動自在に設けられる。そして、接合部113で接合された重合ウェハTは、搬送アーム170によりX方向正方向側に配置された温度調節部400まで搬送される。その後、重合ウェハTは温度調節部400で常温まで冷却され、ウェハ支持ピン121及び受渡アーム120を介して、ウェハ搬送装置61に受け渡される。なお、重合ウェハ温調部400としては、例えば熱処理装置41と同様の構成を有し、熱板320に代えて、加熱部310に内蔵されたヒータ323を、例えばペルチェ素子などの温度調節部材に変更した温度調節板402が用いられる。
【0143】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、被処理基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。また、本発明は、支持基板がウェハ以外のガラス基板など他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【0144】
1 接合システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
30〜33 接合装置
40 塗布装置
41〜46 熱処理装置
60 ウェハ搬送領域
110 受渡部
111 反転部
112 搬送部
113 接合部
150 保持アーム
151 保持部材
152 切り欠き
153 第1の駆動部
154 第2の駆動部
160 位置調節機構
170 第1の搬送アーム
171 第2の搬送アーム
182 Oリング
183 第1のガイド部材
184 第2のガイド部材
192 第2の保持部材
193 載置部
194 テーパ部
301 ガス供給口
305 吸気口
360 制御部
G 接着剤
S 支持ウェハ
T 重合ウェハ
W 被処理ウェハ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理基板と支持基板を接合する接合装置であって、
内部を密閉可能な処理容器と、
接着剤を介して、被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合部と、
前記接合部で接合された重合基板を温度調節する重合基板温調部と、を有し、
前記接合部及び前記重合基板温調部は、前記処理容器内に配置されていることを特徴とする、接合装置。
【請求項2】
前記処理容器内には、当該処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部を有し、
前記重合基板温調部は、前記受渡部に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の接合装置。
【請求項3】
前記受渡部は、略円板形状の受渡アームを備え、
前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記受渡アームであることを特徴とする、請求項2に記載の接合装置。
【請求項4】
前記処理容器内には、
前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、
前記受渡部、前記反転部及び前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部と、がさらに設けられていることを特徴とする、請求項2または3のいずれかに記載の接合装置。
【請求項5】
前記受渡部は、鉛直方向に複数配置されていることを特徴とする、請求項2〜4のいずれかに記載の接合装置。
【請求項6】
前記処理容器内には、前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部が設けられ、前記重合基板温調部は、前記搬送部に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の接合装置。
【請求項7】
前記搬送部は、略円板形状の搬送アームを備え、
前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記搬送アームであることを特徴とする、請求項6に記載の接合装置。
【請求項8】
前記処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部と、
前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、を有し、
前記搬送部は、前記反転部に対しても、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送することを特徴とする、請求項6または7のいずれかに記載の接合装置。
【請求項9】
前記受渡部は、鉛直方向に複数配置されていることを特徴とする、請求項8に記載の接合装置。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれかに記載の接合装置を備えた接合システムであって、
前記接合装置と、被処理基板又は支持基板に接着剤を塗布する塗布装置と、前記接着剤が塗布された被処理基板又は支持基板を所定の温度に加熱する熱処理装置と、前記塗布装置、前記熱処理装置及び前記接合装置に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送するための搬送領域と、を有する接合処理ステーションと、
被処理基板、支持基板、又は被処理基板と支持基板が接合された重合基板を、前記接合処理ステーションに対して搬入出する搬入出ステーションと、を有していることを特徴とする、接合システム。
【請求項11】
接合装置を用いて被処理基板と支持基板を接合する接合方法であって、
前記接合装置は、内部を密閉可能な処理容器と、接着剤を介して、被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合部と、前記接合部で接合された重合基板を温度調節する重合基板温調部と、を有し、
前記接合部及び前記重合基板温調部は、前記処理容器内に配置され、
前記接合方法は、
前記接合部において、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と支持基板とを押圧して接合する接合工程と、
接合工程後、重合基板を前記重合基板温調部で温度調節する温度調節工程を有することを特徴とする、接合方法。
【請求項12】
前記処理容器内には、当該処理容器の外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板を受け渡すための受渡部が設けられ、
前記重合基板温調部は、前記受渡部に設けられ、
前記温度調節工程は、前記受渡部において行われることを特徴とする、請求項
11に記載の接合方法。
【請求項13】
前記受渡部は、略円板形状の受渡アームを備え、
前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記受渡アームであり、
前記温度調節工程は、重合基板を前記受渡アームにより前記接合装置の外部に受け渡す間に行われることを特徴とする、請求項12に記載の接合方法。
【請求項14】
前記処理容器内には、
前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、
前記受渡部、前記反転部及び前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部と、がさらに設けられ、
前記接合方法は、
前記搬送部によって前記受渡部から前記反転部に、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板又は接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板を前記反転部に搬送し、当該反転部において支持基板又は被処理基板の表裏面を反転する反転工程を有し、
前記接合工程において、前記搬送部によって前記反転部から前記接合部に被処理基板又は支持基板が搬送され、当該接合部において被処理基板と支持基板を接合することを特徴とする、請求項12または13のいずれかに記載の接合方法。
【請求項15】
前記処理容器内には、前記接合部に対して、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送する搬送部が設けられ、
前記重合基板温調部は、前記搬送部に設けられ、
前記温度調節工程は、前記搬送部において行われることを特徴とする、請求項
11に記載の接合方法。
【請求項16】
前記搬送部は、略円板形状の搬送アームを備え、
前記重合基板温調部は温度調節部材が内蔵された前記搬送アームであり、
前記温度調節工程は、重合基板を前記受渡アームにより前記接合装置の外部に受け渡す間に行われることを特徴とする、請求項15に記載の接合方法。
【請求項17】
前記処理容器内には、
外部との間で、被処理基板、支持基板又は重合基板の受け渡しを行うための受渡部と、
前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板と接合される支持基板、又は前記接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板と接合される被処理基板の表裏面を反転させる反転部と、がさらに設けられ、
前記搬送部は、前記反転部に対しても、被処理基板、支持基板又は重合基板を搬送でき、
前記接合方法は、
前記搬送部によって前記受渡部から前記反転部に、接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された支持基板又は接着剤が塗布されて所定の温度に加熱された被処理基板を前記反転部に搬送し、当該反転部において支持基板又は被処理基板の表裏面を反転する反転工程を有し、
前記接合工程において、前記搬送部によって前記反転部から前記接合部に被処理基板又は支持基板が搬送され、当該接合部において被処理基板と支持基板を接合することを特徴とする、請求項15または16のいずれかに記載の接合方法。
【請求項18】
請求項11〜17のいずかに記載の接合方法を接合装置によって実行させるために、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項19】
請求項18に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【図30】
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【図31】
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【公開番号】特開2013−62352(P2013−62352A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−199509(P2011−199509)
【出願日】平成23年9月13日(2011.9.13)
【出願人】(000219967)東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Fターム(参考)】