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KR101907709B1 - 접합 방법, 접합 장치 및 접합 시스템 - Google Patents

접합 방법, 접합 장치 및 접합 시스템 Download PDF

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KR101907709B1
KR101907709B1 KR1020137022788A KR20137022788A KR101907709B1 KR 101907709 B1 KR101907709 B1 KR 101907709B1 KR 1020137022788 A KR1020137022788 A KR 1020137022788A KR 20137022788 A KR20137022788 A KR 20137022788A KR 101907709 B1 KR101907709 B1 KR 101907709B1
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시게노리 기타하라
게이조 히로세
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합한다. 그 후, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치 양부를 판정한다. 이 판정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정한다.

Description

접합 방법, 접합 장치 및 접합 시스템{JOINING METHOD, JOINING DEVICE AND JOINING SYSTEM}
본 발명은 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 방법, 접합 장치 및 접합 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화한 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대하고, 이로 인해 배선의 저항이 커지는 점, 또한 배선 지연이 커지는 점이 우려된다.
따라서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3차원 집적 기술에서는, 예를 들어 접합 장치를 이용하여, 2매의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함)의 접합이 행해진다. 예를 들어 접합 장치는, 2매의 웨이퍼를 상하로 배치한 상태(이하, 상측의 웨이퍼를 「상부 웨이퍼」라 하고, 하측의 웨이퍼를 「하부 웨이퍼」라 함)에서 수용하는 챔버와, 챔버 내에 설치되고, 상부 웨이퍼의 중심 부분을 가압하는 압동 핀과, 상부 웨이퍼의 외주를 지지함과 함께, 당해 상부 웨이퍼의 외주로부터 후퇴 가능한 스페이서를 갖는다. 이러한 접합 장치를 이용한 경우, 웨이퍼 간의 보이드의 발생을 억제하기 위해서, 챔버 내를 진공 분위기로 하여 웨이퍼끼리의 접합이 행해진다. 구체적으로는, 우선, 상부 웨이퍼를 스페이서로 지지한 상태에서, 압동 핀에 의해 상부 웨이퍼의 중심 부분을 가압하고, 당해 중심 부분을 하부 웨이퍼에 접촉시킨다. 그 후, 상부 웨이퍼를 지지하고 있는 스페이서를 후퇴시켜서, 상부 웨이퍼의 전체면을 하부 웨이퍼의 전체면에 접촉시켜서 접합한다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2004-207436호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 접합 장치를 이용한 경우, 압동 핀에 의해 상부 웨이퍼의 중심 부분을 가압할 때, 당해 상부 웨이퍼는 스페이서로 지지되어 있을 뿐이므로, 하부 웨이퍼에 대한 상부 웨이퍼의 위치가 어긋날 우려가 있었다.
또한, 그 밖의 접합 장치의 상태가 좋지 않음에 따라, 웨이퍼끼리가 적절히 접합되지 않는 경우도 있었다.
이와 같이 웨이퍼끼리가 적절히 접합되지 않은 상태에서, 이들 웨이퍼를 접합 장치의 외부로 반송하려고 하면, 반송 불량을 발생시키는 경우가 있었다. 그렇게 하면, 다음에 접합되는 웨이퍼에 대한 처리를 적절히 행할 수 없다. 또한, 접합 장치의 내부에서 이들 웨이퍼를 반송할 수 없는 경우도 있어, 이러한 경우, 다음에 접합되는 웨이퍼가 접합 장치로 반송되어, 당해 웨이퍼가 파손될 우려가 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 기판끼리의 접합 양부를 검사하고, 기판 접합 후의 처리를 원활하게 행하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서, 제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치된 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과, 그 후, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치의 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정을 포함하고, 상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정한다.
본 발명에 의하면, 접합 위치 판정 공정에 있어서, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치의 양부를 판정하고 있다. 즉, 제1 기판과 제2 기판의 접합 양부를 판정하고 있다. 그리고, 예를 들어 접합이 정상인 경우에는, 당해 접합된 중합 기판에 대하여 후속 처리를 적절히 행할 수 있다. 한편, 예를 들어 접합이 이상인 경우에는, 당해 접합된 중합 기판에 대한 후속 처리를 정지하여 회수한다. 이와 같이 하면, 종래와 같이 반송 불량이나 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있어, 후속 기판에 대한 처리를 원활하게 행할 수 있다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 하면에 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재와, 상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 보유 지지 부재와, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하는 측정부와, 제1 기판과 제2 기판의 접합 양부를 판정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과, 그 후, 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치의 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재 및 상기 측정부의 동작을 제어하고, 상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정한다.
또 다른 관점에 의한 본 발명은, 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서, 상기 접합 장치는, 하면에 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재와, 상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 보유 지지 부재와, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하는 측정부와, 제1 기판과 제2 기판의 접합 양부를 판정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과, 그 후, 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치의 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재 및 상기 측정부의 동작을 제어하고, 상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정하고, 상기 접합 시스템은, 상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과, 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하면서, 상기 처리 스테이션에 대하여 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반출입하는 반출입 스테이션을 구비하고, 상기 처리 스테이션은, 제1 기판 또는 제2 기판의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 상기 표면 개질 장치로 개질된 제1 기판 또는 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 영역을 포함하고, 상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 제1 기판과 제2 기판을 접합한다.
본 발명에 의하면, 기판끼리의 접합 양부를 검사하고, 기판 접합 후의 처리를 원활하게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 접합 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 표면 개질 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 5는 하부 전극의 평면도이다.
도 6은 표면 친수화 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 7은 표면 친수화 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 8은 접합 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 9는 접합 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 10은 위치 조절 기구의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 11은 반전 기구의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 12는 상부 척과 하부 척의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 13은 상부 척을 하방에서 본 평면도이다.
도 14는 하부 척을 상방에서 본 평면도이다.
도 15는 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 수평 방향의 위치를 조절하는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 17은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 연직 방향의 위치를 조절하는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 18은 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 접촉시켜서 가압하는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 19는 상부 웨이퍼를 하부 웨이퍼에 순차 접촉시키는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 20은 상부 웨이퍼의 표면과 하부 웨이퍼의 표면을 접촉시킨 모습을 나타낸 설명도이다.
도 21은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 접합된 모습을 나타낸 설명도이다.
도 22는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접착이 정상인 모습을 나타낸 설명도이다.
도 23은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접착이 이상인 모습을 나타낸 설명도이다.
도 24는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접합 강도의 양부를 판정할 때에, 하부 척을 상승시켜서 소정의 위치에 배치하는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 25는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접합 강도가 정상인 모습을 나타낸 설명도이다.
도 26은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접합 강도가 이상인 모습을 나타낸 설명도이다.
도 27은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 접합 위치의 양부를 판정할 때에, 하부 척을 하강시켜서 소정의 위치에 배치하는 모습을 나타낸 설명도이다.
도 28은 중합 웨이퍼의 외주부를 촬상하는 모습을 나타낸 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 접합 시스템(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는, 접합 시스템(1)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
접합 시스템(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 예를 들어 2매의 기판으로서의 웨이퍼(WU, WL)를 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 웨이퍼를, 제1 기판으로서의 「상부 웨이퍼 (WU)」라 하고, 하측에 배치되는 웨이퍼를, 제2 기판으로서의 「하부 웨이퍼 (WL)」라 한다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)가 접합되는 접합면을 「표면(WU1)」이라 하고, 당해 표면(WU1)과 반대측 면을 「이면(WU2)」이라 한다. 마찬가지로, 하부 웨이퍼 (WL)가 접합되는 접합면을 「표면(WL1)」이라 하고, 당해 표면(WL1)과 반대측 면을 「이면(WL2)」이라 한다. 그리고, 접합 시스템(1)에서는, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합하여, 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(WT)를 형성한다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)는 평면에서 보아 동일한 원 형상을 갖고, 예를 들어 상부 웨이퍼(WU)의 외경과 하부 웨이퍼(WL)의 외경은 각각 300㎜이다.
접합 시스템(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들어 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(WU, WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반출입되는 반출입 스테이션(2)과, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 갖는다.
반출입 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(10)에는, 복수, 예를 들어 4개의 카세트 적재판(11)이 설치되어 있다. 카세트 적재판(11)은 수평 방향의 X 방향(도 1에서의 상하 방향)으로 일렬로 나란히 배치되어 있다. 이들 카세트 적재판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(CU, CL, CT)를 반출입할 때에 카세트(CU, CL, CT)를 적재할 수 있다. 이와 같이, 반출입 스테이션(2)은 복수의 상부 웨이퍼(WU), 복수의 하부 웨이퍼(WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 보유 가능하게 구성되어 있다. 또한, 카세트 적재판(11)의 개수는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다. 또한, 카세트의 하나를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하여도 된다. 즉, 다양한 요인으로 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합에 이상이 생긴 웨이퍼를, 다른 정상인 중합 웨이퍼(WT)와 분리할 수 있는 카세트이다. 본 실시 형태에서는, 복수의 카세트(CT) 중, 하나의 카세트(CT)를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하고, 다른 카세트(CT)를 정상인 중합 웨이퍼(WT)의 수용용으로서 이용하고 있다.
반출입 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송부(20)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송부(20)에는, X 방향으로 연신하는 반송로(21) 위를 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는 연직 방향 및 연직축 주위(θ 방향)에도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(11) 상의 카세트(CU, CL, CT)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼 (WT)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는, 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들어 3개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 설치되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제1 처리 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 처리 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반출입 스테이션(2) 측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 처리 블록(G3)이 설치되어 있다.
예를 들어 제1 처리 블록(G1)에는, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다.
예를 들어 제2 처리 블록(G2)에는, 예를 들어 순수에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 웨이퍼(WU, WL)를 접합하는 접합 장치(41)가, 반출입 스테이션(2) 측으로부터 이 순서로 수평 방향의 Y 방향으로 나란히 배치되어 있다.
예를 들어 제3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래부터 순서대로 2단으로 설치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 처리 블록(G1) 내지 제3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(60)에는, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(61)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(61)는, 예를 들어 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직축 주위로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(61)는 웨이퍼 반송 영역(60) 내를 이동하고, 주위의 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치에 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
이어서, 전술한 표면 개질 장치(30)의 구성에 대하여 설명한다. 표면 개질 장치(30)는 도 4에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(70)를 갖고 있다. 처리 용기(70)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL)의 반출입구(71)가 형성되고, 당해 반출입구(71)에는 게이트 밸브(72)가 설치되어 있다.
처리 용기(70)의 내부에는, 웨이퍼(WU, WL)를 적재시키기 위한 하부 전극(80)이 설치되어 있다. 하부 전극(80)은, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성된다. 하부 전극(80)의 하방에는, 예를 들어 모터 등을 구비한 구동부(81)가 설치되어 있다. 이 구동부(81)에 의해, 하부 전극(80)은 승강 가능하게 되어 있다.
하부 전극(80)의 내부에는, 열매체 순환 유로(82)가 설치되어 있다. 열매체 순환 유로(82)에는, 온도 조절 수단(도시생략)에 의해 적당한 온도로 온도 조절된 열매체가 열매체 도입관(83)을 통해 도입된다. 열매체 도입관(83)으로부터 도입된 열매체는 열매체 순환 유로(82) 내를 순환하고, 이에 의해, 하부 전극(80)이 원하는 온도로 조절된다. 그리고, 하부 전극(80)의 열이, 하부 전극(80)의 상면에 적재된 웨이퍼(WU, WL)로 전달되어서, 웨이퍼(WU, WL)가 원하는 온도로 조절된다.
또한, 하부 전극(80)의 온도를 조절하는 온도 조절 기구는, 열매체 순환 유로(82)에 한정되지 않고, 냉각 재킷, 히터 등, 그 밖의 기구를 이용할 수도 있다.
하부 전극(80)의 상부는, 웨이퍼(WU, WL)를 정전 흡착하기 위한 정전 척(90)으로 구성되어 있다. 정전 척(90)은, 예를 들어 폴리이미드 수지 등의 고분자 절연 재료로 이루어지는 2매의 필름(91, 92) 사이에, 예를 들어 구리박 등의 도전막(93)을 배치한 구조를 갖는다. 도전막(93)은 배선(94), 코일 등의 필터(95)를 통해 고압 전원(96)에 접속되어 있다. 플라즈마 처리 시에는, 고압 전원(96)으로부터, 임의의 직류 전압으로 설정된 고전압이, 필터(95)로 고주파가 커트되어, 도전막(93)에 인가된다. 이와 같이 하여 도전막(93)에 인가된 고전압에 의해 발생된 쿨롬력에 의해, 하부 전극(80)의 상면(정전 척(90)의 상면)에 웨이퍼(WU, WL)가 정전 흡착된다.
하부 전극(80)의 상면에는, 웨이퍼(WU, WL)의 이면을 향해 전열 가스를 공급하는 복수의 전열 가스 공급 구멍(100)이 형성되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이 복수의 전열 가스 공급 구멍(100)은 하부 전극(80)의 상면에서, 복수의 동심원상으로 균일하게 배치되어 있다.
각 전열 가스 공급 구멍(100)에는, 도 4에 도시한 바와 같이 전열 가스 공급관(101)이 접속되어 있다. 전열 가스 공급관(101)은 가스 공급원(도시생략)에 연통하고, 당해 가스 공급원으로부터 헬륨 등의 전열 가스가, 하부 전극(80)의 상면과 웨이퍼(WU, WL)의 이면(WU2, WL2) 사이에 형성되는 미소 공간에 공급된다. 이에 의해, 하부 전극(80)의 상면으로부터 웨이퍼(WU, WL)에 효율 좋게 열이 전달된다.
또한, 웨이퍼(WU, WL)에 충분히 효율 좋게 열이 전달되는 경우에는, 전열 가스 공급 구멍(100)과 전열 가스 공급관(101)을 생략해도 된다.
하부 전극(80)의 상면 주위에는, 하부 전극(80)의 상면에 적재된 웨이퍼(WU, WL)의 외주를 둘러싸듯이, 환상의 포커스 링(102)이 배치되어 있다. 포커스 링(102)은 반응성 이온을 끌어당기지 않는 절연성 또는 도전성의 재료로 이루어지고, 반응성 이온을, 내측의 웨이퍼(WU, WL)에만 효과적으로 입사하도록 작용한다.
하부 전극(80)과 처리 용기(70)의 내벽 사이에는, 복수의 배플 구멍이 형성된 배기 링(103)이 배치되어 있다. 이 배기 링(103)에 의해, 처리 용기(70) 내의 분위기가 처리 용기(70) 내로부터 균일하게 배기된다.
하부 전극(80)의 하면에는, 중공으로 성형된 도체로 이루어지는 급전 막대(104)가 접속되어 있다. 급전 막대(104)에는, 예를 들어 블로킹 콘덴서 등으로 이루어지는 정합기(105)를 통해, 제1 고주파 전원(106)이 접속되어 있다. 플라즈마 처리 시에는, 제1 고주파 전원(106)으로부터, 예를 들어 13.56㎒의 고주파 전압이, 하부 전극(80)에 인가된다.
하부 전극(80)의 상방에는, 상부 전극(110)이 배치되어 있다. 하부 전극(80)의 상면과 상부 전극(110)의 하면은, 서로 평행하게, 소정의 간격을 두고 대향하여 배치되어 있다. 하부 전극(80)의 상면과 상부 전극(110)의 하면의 간격은, 구동부(81)에 의해 조절된다.
상부 전극(110)에는, 예를 들어 블로킹 콘덴서 등으로 이루어지는 정합기(111)를 통해 제2 고주파 전원(112)이 접속되어 있다. 플라즈마 처리 시에는, 제2 고주파 전원(112)으로부터, 예를 들어 100㎒의 고주파 전압이, 상부 전극(110)에 인가된다. 이와 같이, 제1 고주파 전원(106)과 제2 고주파 전원(112)으로부터 하부 전극(80)과 상부 전극(110)에 고주파 전압이 인가됨으로써, 처리 용기(70)의 내부에 플라즈마가 생성된다.
또한, 정전 척(90)의 도전막(93)에 고전압을 인가하는 고압 전원(96), 하부 전극(80)에 고주파 전압을 인가하는 제1 고주파 전원(106), 상부 전극(110)에 고주파 전압을 인가하는 제2 고주파 전원(112)은 후술하는 제어부(300)에 의해 제어된다.
상부 전극(110)의 내부에는 중공부(120)가 형성되어 있다. 중공부(120)에는, 가스 공급관(121)이 접속되어 있다. 가스 공급관(121)은 내부에 처리 가스를 저류하는 가스 공급원(122)에 연통하고 있다. 또한, 가스 공급관(121)에는, 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(123)이 설치되어 있다. 그리고, 가스 공급원(122)으로부터 공급된 처리 가스는, 공급 기기군(123)으로 유량 제어되고, 가스 공급관(121)을 통해, 상부 전극(110)의 중공부(120)에 도입된다. 또한, 처리 가스로는, 예를 들어 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스 등이 이용된다.
중공부(120)의 내부에는, 처리 가스의 균일 확산을 촉진하기 위한 배플판(124)이 설치되어 있다. 배플판(124)에는, 다수의 작은 구멍이 형성되어 있다. 상부 전극(110)의 하면에는, 중공부(120)로부터 처리 용기(70)의 내부에 처리 가스를 분출시키는 다수의 가스 분출구(125)가 형성되어 있다.
처리 용기(70)의 하방에는, 흡기구(130)가 형성되어 있다. 흡기구(130)에는, 처리 용기(70)의 내부 분위기를 소정의 진공도까지 감압하는 진공 펌프(131)에 연통하는 흡기관(132)이 접속되어 있다.
또한, 하부 전극(80)의 하방에는, 웨이퍼(WU, WL)를 하방으로부터 지지하여 승강시키기 위한 승강 핀(도시생략)이 설치되어 있다. 승강 핀은, 하부 전극(80)에 형성된 관통 구멍(도시생략)을 삽입 관통하고, 하부 전극(80)의 상면으로부터 돌출 가능하게 되어 있다.
이어서, 전술한 표면 친수화 장치(40)의 구성에 대하여 설명한다. 표면 친수화 장치(40)는 도 6에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(150)를 갖고 있다. 처리 용기(150)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 도 7에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)의 반출입구(151)가 형성되고, 당해 반출입구(151)에는 개폐 셔터(152)가 설치되어 있다.
처리 용기(150) 내의 중앙부에는, 도 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)를 보유 지지하여 회전시키는 스핀 척(160)이 설치되어 있다. 스핀 척(160)은 수평한 상면을 갖고, 당해 상면에는, 예를 들어 웨이퍼(WU, WL)를 흡인하는 흡인구(도시생략)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(WU, WL)를 스핀 척(160) 상에 흡착 보유 지지할 수 있다.
스핀 척(160)은 예를 들어 모터 등을 구비한 척 구동부(161)를 갖고, 그 척 구동부(161)에 의해 소정의 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척 구동부(161)에는, 예를 들어 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있으며, 스핀 척(160)은 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 후술하는 컵(162)이 승강 가능하게 되어 있어도 된다.
스핀 척(160)의 주위에는, 웨이퍼(WU, WL)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아, 회수하는 컵(162)이 설치되어 있다. 컵(162)의 하면에는, 회수한 액체를 배출하는 배출관(163)과, 컵(162) 내의 분위기를 진공 흡인하여 배기하는 배기관(164)이 접속되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이 컵(162)의 X 방향 부방향(도 7의 하측 방향) 측에는, Y 방향(도 7의 좌우 방향)을 따라서 연신하는 레일(170)이 형성되어 있다. 레일(170)은, 예를 들어 컵(162)의 Y 방향 부방향(도 7의 좌측 방향) 측의 외방으로부터 Y 방향 정방향(도 7의 우측 방향) 측의 외방까지 형성되어 있다. 레일(170)에는, 예를 들어 노즐 아암(171)과 스크럽 아암(172)이 부착되어 있다.
노즐 아암(171)에는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 웨이퍼(WU, WL)에 순수를 공급하는 순수 노즐(173)이 지지되어 있다. 노즐 아암(171)은 도 7에 도시한 노즐 구동부(174)에 의해, 레일(170) 위를 이동 가능하다. 이에 의해, 순수 노즐(173)은 컵(162)의 Y 방향 정방향 측의 외방에 설치된 대기부(175)로부터 컵(162) 내의 웨이퍼(WU, WL)의 중심부 상방까지 이동할 수 있고, 또한 당해 웨이퍼(WU, WL) 위를 웨이퍼(WU, WL)의 직경 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 노즐 아암(171)은 노즐 구동부(174)에 의해 승강 가능하며, 순수 노즐(173)의 높이를 조절할 수 있다.
순수 노즐(173)에는, 도 6에 도시한 바와 같이 당해 순수 노즐(173)에 순수를 공급하는 공급관(176)이 접속되어 있다. 공급관(176)은 내부에 순수를 저류하는 순수 공급원(177)에 연통하고 있다. 또한, 공급관(176)에는, 순수의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(178)이 설치되어 있다.
스크럽 아암(172)에는, 스크럽 세정구(180)가 지지되어 있다. 스크럽 세정구(180)의 선단부에는, 예를 들어 복수의 실 형상이나 스펀지 형상의 브러시(180a)가 설치되어 있다. 스크럽 아암(172)은 도 7에 도시한 세정구 구동부(181)에 의해 레일(170) 위를 이동 가능하며, 스크럽 세정구(180)를, 컵(162)의 Y 방향 부방향 측의 외방으로부터 컵(162) 내의 웨이퍼(WU, WL)의 중심부 상방까지 이동시킬 수 있다. 또한, 세정구 구동부(181)에 의해, 스크럽 아암(172)은 승강 가능하며, 스크럽 세정구(180)의 높이를 조절할 수 있다. 또한, 스크럽 세정구(180)는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 2 유체 스프레이 노즐이나 메가소닉 세정을 행하는 지그이어도 된다.
또한, 이상의 구성에서는, 순수 노즐(173)과 스크럽 세정구(180)가 별도의 아암에 지지되어 있지만, 동일한 아암에 지지되어 있어도 된다. 또한, 순수 노즐(173)을 생략하여, 스크럽 세정구(180)로부터 순수를 공급하도록 해도 된다. 또한, 컵(162)을 생략하여, 처리 용기(150)의 저면에 액체를 배출하는 배출관과, 처리 용기(150) 내의 분위기를 배기하는 배기관을 접속해도 된다. 또한, 이상의 구성의 표면 친수화 장치(40)에서, 대전 방지용의 이오나이저(도시생략)를 설치해도 된다.
이어서, 전술한 접합 장치(41)의 구성에 대하여 설명한다. 접합 장치(41)는 도 8에 도시한 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(190)를 갖고 있다. 처리 용기(190)의 웨이퍼 반송 영역(60) 측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반출입구(191)가 형성되고, 당해 반출입구(191)에는 개폐 셔터(192)가 설치되어 있다.
처리 용기(190)의 내부는, 내벽(193)에 의해, 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 전술한 반출입구(191)는 반송 영역(T1)에서의 처리 용기(190)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(193)에도, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반출입구(194)가 형성되어 있다.
반송 영역(T1)의 X 방향 정방향 측에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 일시적으로 적재하기 위한 트랜지션(200)이 설치되어 있다. 트랜지션(200)은, 예를 들어 2단으로 형성되고, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT) 중 어느 것이나 2개를 동시에 적재할 수 있다.
반송 영역(T1)에는, X 방향으로 연신하는 반송로(201) 위를 이동 가능한 웨이퍼 반송체(202)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송체(202)는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 연직 방향 및 연직축 주위에도 이동 가능하며, 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 반송로(201) 및 웨이퍼 반송체(202)가 반송 기구를 구성하고 있다.
반송 영역(T1)의 X 방향 부방향 측에는, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하는 위치 조절 기구(210)가 설치되어 있다. 위치 조절 기구(210)는 도 10에 도시한 바와 같이 베이스(211)와, 웨이퍼(WU, WL)를 흡착 보유 지지하여 회전시키는 보유 지지부(212)와, 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(213)를 갖고 있다. 그리고, 위치 조절 기구(210)에서는, 보유 지지부(212)에 흡착 보유 지지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서 검출부(213)에서 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절하여 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하고 있다.
또한, 반송 영역(T1)에는, 당해 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이를 이동하면서, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(220)가 설치되어 있다. 반전 기구(220)는 도 11에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 보유 지지하는 보유 지지 아암(221)을 갖고 있다. 보유 지지 아암(221) 상에는, 상부 웨이퍼(WU)를 흡착하여 수평으로 보유 지지하는 흡착 패드(222)가 설치되어 있다. 보유 지지 아암(221)은 제1 구동부(223)에 지지되어 있다. 이 제1 구동부(223)에 의해, 보유 지지 아암(221)은 수평축 주위로 회동 가능하면서, 수평 방향으로 신축할 수 있다. 제1 구동부(223)의 하방에는, 제2 구동부(224)가 설치되어 있다. 이 제2 구동부(224)에 의해, 제1 구동부(223)는 연직축 주위로 회전 가능하면서, 연직 방향으로 승강할 수 있다. 또한, 제2 구동부(224)는 도 8 및 도 9에 도시한 Y 방향으로 연신하는 레일(225)에 부착되어 있다. 레일(225)은 처리 영역(T2)으로부터 반송 영역(T1)까지 연신하고 있다. 이 제2 구동부(224)에 의해, 반전 기구(220)는 레일(225)을 따라서 위치 조절 기구(210)와 후술하는 상부 척(230) 사이를 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 반전 기구(220)는 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송하는 반송 기구로서의 기능도 갖는다. 또한, 반전 기구(220)의 구성은, 상기 실시 형태의 구성에 한정되지 않고, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시킬 수 있으면 된다. 또한, 반전 기구(220)는 처리 영역(T2)에 설치되어 있어도 된다. 또한, 웨이퍼 반송체(202)에 반전 기구를 부여하고, 반전 기구(220)의 위치에 별도의 반송 수단을 설치해도 된다. 또한, 위치 조절 기구(210)에 반전 기구를 부여하고, 반전 기구(220)의 위치에 별도의 반송 수단을 설치해도 된다.
처리 영역(T2)에는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 하면에서 흡착 보유 지지하는 제1 지지 부재로서의 상부 척(230)과, 하부 웨이퍼(WL)를 상면에서 적재하여 흡착 보유 지지하는 제2 지지 부재로서의 하부 척(231)이 설치되어 있다. 하부 척(231)은 상부 척(230)의 하방에 설치되고, 상부 척(230)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)는 대향하여 배치 가능하게 되어 있다.
상부 척(230)은 도 9에 도시한 바와 같이 처리 용기(190)의 천장면에 설치된 지지 부재(232)에 지지되어 있다. 지지 부재(232)는 상부 척(230)의 상면 외주부를 지지하고 있다. 하부 척(231)의 하방에는, 샤프트(233)를 통해 척 구동부(234)가 설치되어 있다. 이 척 구동부(234)에 의해, 하부 척(231)은 연직 방향으로 승강 가능하면서, 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 척 구동부(234)에 의해, 하부 척(231)은 연직축 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 하부 척(231)의 하방에는, 하부 웨이퍼(WL)를 하방으로부터 지지하여 승강시키기 위한 승강 핀(도시생략)이 설치되어 있다. 승강 핀은, 하부 척(231)에 형성된 관통 구멍(도시생략)을 삽입 관통하고, 하부 척(231)의 상면으로부터 돌출 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 샤프트(233) 및 척 구동부(234)가 승강 기구를 구성하고 있다.
상부 척(230)은 도 12에 도시한 바와 같이 복수, 예를 들어 3개의 영역(230a, 230b, 230c)으로 구획되어 있다. 이들 영역(230a, 230b, 230c)은, 도 13에 도시한 바와 같이 상부 척(230)의 중심부로부터 외주부를 향해 이 순서로 설치되어 있다. 그리고, 영역(230a)은 평면에서 보아 원 형상을 갖고, 영역(230b, 230c)은 평면에서 보아 환상 형상을 갖는다. 각 영역(230a, 230b, 230c)에는, 도 12에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)를 흡착 보유 지지하기 위한 흡인관(240a, 240b, 240c)이 각각 독립하여 설치되어 있다. 각 흡인관(240a, 240b, 240c)에는, 흡인 기구로서의 서로 다른 진공 펌프(241a, 241b, 241c)가 각각 접속되어 있다. 또한, 각 흡인관(240a, 240b, 240c)에는, 당해 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력을 측정하는 압력 측정부(242a, 242b, 242c)가 각각 설치되어 있다. 따라서, 상부 척(230)은 각 영역(230a, 230b, 230c)마다 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 설정 가능하게 구성되어 있다.
또한, 이하에서, 전술한 3개의 영역(230a, 230b, 230c)을, 각각 제1 영역(230a), 제2 영역(230b), 제3 영역(230c)이라 하는 경우가 있다. 또한, 흡인관(240a, 240b, 240c)을, 각각 제1 흡인관(240a), 제2 흡인관(240b), 제3 흡인관(240c)이라 하는 경우가 있다. 또한, 진공 펌프(241a, 241b, 241c)를, 각각 제1 진공 펌프(241a), 제2 진공 펌프(241b), 제3 진공 펌프(241c)라 하는 경우가 있다. 또한, 압력 측정부(242a, 242b, 242c)를, 각각 제1 압력 측정부(242a), 제2 압력 측정부(242b), 제3 압력 측정부(242c)라 하는 경우가 있다.
상부 척(230)의 중심부에는, 당해 상부 척(230)을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(243)이 형성되어 있다. 이 상부 척(230)의 중심부는, 당해 상부 척(230)에 흡착 보유 지지되는 상부 웨이퍼(WU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고, 관통 구멍(243)에는, 후술하는 압동 부재(250)의 압동 핀(251)이 삽입 관통하도록 되어 있다.
상부 척(230)의 상면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하는 압동 부재(250)가 설치되어 있다. 압동 부재(250)는 실린더 구조를 갖고, 압동 핀(251)과 당해 압동 핀(251)이 승강할 때의 가이드로 되는 외통(252)을 갖고 있다. 압동 핀(251)은, 예를 들어 모터를 내장한 구동부(도시생략)에 의해, 관통 구멍(243)을 삽입 관통하여 연직 방향이 승강 가능하게 되어 있다. 그리고, 압동 부재(250)는 후술하는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 시에, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 가압할 수 있다.
상부 척(230)에는, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)을 촬상하는 상부 촬상 부재(253)가 설치되어 있다. 상부 촬상 부재(253)에는, 예를 들어 광각형 CCD 카메라가 이용된다. 또한, 상부 촬상 부재(253)는 하부 척(231) 상에 설치되어 있어도 된다.
하부 척(231)은 도 14에 도시한 바와 같이 복수, 예를 들어 2개의 영역(231a, 231b)으로 구획되어 있다. 이들 영역(231a, 231b)은, 하부 척(231)의 중심부로부터 외주부를 향해서 이 순서로 설치되어 있다. 그리고, 영역(231a)은 평면에서 보아 원 형상을 갖고, 영역(231b)은 평면에서 보아 환상 형상을 갖고 있다. 각 영역(231a, 231b)에는, 도 12에 도시한 바와 같이 하부 웨이퍼(WL)를 흡착 보유 지지하기 위한 흡인관(260a, 260b)이 각각 독립하여 설치되어 있다. 각 흡인관(260a, 260b)에는, 서로 다른 진공 펌프(261a, 261b)가 각각 접속되어 있다. 따라서, 하부 척(231)은 각 영역(231a, 231b)마다 하부 웨이퍼(WL)의 진공 흡인을 설정 가능하게 구성되어 있다.
하부 척(231)의 외주부에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)가 당해 하부 척(231)으로부터 튀어나오거나, 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 스토퍼 부재(262)가 설치되어 있다. 스토퍼 부재(262)는 그 정상부가 적어도 하부 척(231) 상의 중합 웨이퍼(WT)보다도 상방에 위치하도록 연직 방향으로 연신하고 있다. 또한, 스토퍼 부재(262)는 도 14에 도시한 바와 같이 하부 척(231)의 외주부에 복수 개소, 예를 들어 5개소에 설치되어 있다.
하부 척(231)에는, 도 12에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)을 촬상하는 하부 촬상 부재(263)가 설치되어 있다. 하부 촬상 부재(263)에는, 예를 들어 광각형 CCD 카메라가 이용된다. 또한, 하부 촬상 부재(263)는 하부 척(231) 상에 설치되어 있어도 된다.
또한, 처리 영역(T2)에는, 도 9에 도시한 바와 같이 하부 척(231) 상에 보유 지지된 중합 웨이퍼(WT)의 외경을 측정하는 측정부(270)가 설치되어 있다. 측정부(270)는 중합 웨이퍼(WT)의 외주부를 촬상하는 촬상 부재(271)를 갖고 있다. 촬상 부재(271)에는, 예를 들어 마이크로 카메라가 이용된다. 촬상 부재(271)는 이동 기구(도시생략)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
이상의 접합 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어부(300)가 설치되어 있다. 제어부(300)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시생략)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 접합 시스템(1)에서의 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 전술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에서의 후술하는 웨이퍼 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 접합 장치(41)에서의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 양부를 판정하는 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있는 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(300)에 인스톨된 것이어도 된다.
이어서, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 15는, 이러한 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정의 예를 나타내는 흐름도이다.
우선, 복수매의 상부 웨이퍼(WU)를 수용한 카세트(CU), 복수매의 하부 웨이퍼(WL)를 수용한 카세트(CL) 및 빈 카세트(CT)가, 반출입 스테이션(2)의 소정의 카세트 적재판(11)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상부 웨이퍼(WU)가 취출되고, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 표면 개질 장치(30)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)로부터 하부 전극(80)의 상면에 전달되어 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(61)가 표면 개질 장치(30)로부터 퇴출되고, 게이트 밸브(72)가 닫힌다.
그 후, 진공 펌프(131)를 작동시켜서, 흡기구(130)를 통해 처리 용기(70)의 내부 분위기가 소정의 진공도, 예를 들어 6.7Pa 내지 66.7Pa(50mTorr 내지 500mTorr)까지 감압된다. 그리고, 후술하는 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 처리 중, 처리 용기(70) 내의 분위기는 상기 소정의 진공도로 유지된다.
또한, 고압 전원(96)으로부터 정전 척(90)의 도전막(93)에, 예를 들어 2500V의 직류 전압으로 설정된 고전압이 인가된다. 이렇게 하여 정전 척(90)에 인가된 고전압에 의해 발생된 쿨롬력에 의해, 하부 전극(80)의 상면에 상부 웨이퍼(WU)가 정전 흡착된다. 또한, 하부 전극(80)에 정전 흡착된 상부 웨이퍼(WU)는, 열매체 순환 유로(82)의 열매체에 의해 소정의 온도, 예를 들어 20℃ 내지 30℃로 유지된다.
그 후, 가스 공급원(122)으로부터 공급된 처리 가스가, 상부 전극(110)의 하면의 가스 분출구(125)로부터, 처리 용기(70)의 내부에 균일하게 공급된다. 그리고, 제1 고주파 전원(106)으로부터 하부 전극(80)에, 예를 들어 13.56㎒의 고주파 전압이 인가되고, 제2 고주파 전원(112)으로부터 상부 전극(110)에, 예를 들어 100㎒의 고주파 전압이 인가된다. 그렇게 하면, 상부 전극(110)과 하부 전극(80) 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 처리 용기(70)의 내부에 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다.
이 처리 가스의 플라즈마(이하, 「처리용 플라즈마」라 하는 경우가 있음)에 의해, 하부 전극(80) 상의 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질됨과 함께, 당해 표면(WU1) 상의 유기물이 제거된다. 이때, 주로 처리용 플라즈마 중의 산소 가스의 플라즈마가 표면(WU1) 상의 유기물 제거에 기여한다. 또한, 산소 가스의 플라즈마는, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)의 산화, 즉 친수화를 촉진시킬 수도 있다. 또한, 처리용 플라즈마 중의 산소 가스의 플라즈마는 어느 정도의 고에너지를 갖고 있으며, 이 산소 가스의 플라즈마에 의해 표면(WU1) 상의 유기물이 적극적(물리적)으로 제거된다. 또한, 산소 가스의 플라즈마는, 처리 용기(70) 내의 분위기 중에 포함되는 잔류 수분을 제거한다는 효과도 있다. 이렇게 하여 처리용 플라즈마에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질된다(도 15의 공정 S1).
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)로부터 스핀 척(160)으로 전달되어 흡착 보유 지지된다.
계속해서, 노즐 아암(171)에 의해 대기부(175)의 순수 노즐(173)을 상부 웨이퍼(WU)의 중심부의 상방까지 이동시킴과 함께, 스크럽 아암(172)에 의해 스크럽 세정구(180)를 상부 웨이퍼(WU) 상으로 이동시킨다. 그 후, 스핀 척(160)에 의해 상부 웨이퍼(WU)를 회전시키면서, 순수 노즐(173)로부터 상부 웨이퍼(WU) 상에 순수를 공급한다. 그렇게 하면, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 수산기가 부착되어 당해 표면(WU1)이 친수화된다. 또한, 순수 노즐(173)로부터의 순수와 스크럽 세정구(180)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 세정된다(도 15의 공정 S2).
다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 트랜지션(200)을 통해 웨이퍼 반송체(202)에 의해 위치 조절 기구(210)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 15의 공정 S3).
그 후, 위치 조절 기구(210)로부터 반전 기구(220)의 보유 지지 아암(221)으로 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 계속해서 반송 영역(T1)에서, 보유 지지 아암(221)을 반전시킴으로써, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면이 반전된다(도 15의 공정 S4). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 하방으로 향해진다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면의 반전은, 후술하는 반전 기구(220)의 이동 중에 행해져도 된다.
그 후, 반전 기구(220)가 상부 척(230) 측으로 이동하고, 반전 기구(220)로부터 상부 척(230)으로 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 상부 웨이퍼(WU)는, 상부 척(230)에 그 이면(WU2)이 흡착 보유 지지된다(도 15의 공정 S5). 이때, 모든 진공 펌프(241a, 241b, 241c)를 작동시켜, 상부 척(230)의 모든 영역(230a, 230b, 230c)에서, 상부 웨이퍼(WU)를 진공 흡인하고 있다. 상부 웨이퍼(WU)는, 후술하는 하부 웨이퍼(WL)가 접합 장치(41)로 반송될 때까지 상부 척(230)에서 대기한다.
상부 웨이퍼(WU)에 전술한 공정 S1 내지 S5의 처리가 행해지고 있는 동안, 당해 상부 웨이퍼(WU)에 이어서 하부 웨이퍼(WL)의 처리가 행해진다. 우선, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하부 웨이퍼(WL)가 취출되고, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.
다음으로 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되고, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 개질된다(도 15의 공정 S6). 또한, 공정 S6에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 개질은, 전술한 공정 S1과 마찬가지이다.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되고, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 친수화됨과 함께 당해 표면(WL1)이 세정된다(도 15의 공정 S7). 또한, 공정 S7에 있어서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 친수화 및 세정은, 전술한 공정 S2와 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 하부 웨이퍼(WL)는, 트랜지션(200)을 통해 웨이퍼 반송체(202)에 의해 위치 조절 기구(210)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(210)에 의해, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 배향이 조절된다(도 15의 공정 S8).
그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송체(202)에 의해 하부 척(231)으로 반송되고, 하부 척(231)에 흡착 보유 지지된다(도 15의 공정 S9). 이때, 모든 진공 펌프(261a, 261b)를 작동시켜서, 하부 척(231)의 모든 영역(231a, 231b)에서, 하부 웨이퍼(WL)를 진공 흡인하고 있다. 그리고, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 상방을 향하도록, 당해 하부 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)이 하부 척(231)에 흡착 보유 지지된다.
이어서, 상부 척(230)에 보유 지지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(231)에 보유 지지된 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치 조절을 행한다. 도 16에 도시한 바와 같이 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)에는 미리 정해진 복수, 예를 들어 4점 이상의 기준점(A)이 형성되고, 마찬가지로 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에는 미리 정해진 복수, 예를 들어 4점 이상의 기준점(B)이 형성되어 있다. 이들 기준점(A, B)으로서는, 예를 들어 웨이퍼(WL, WU) 상에 형성된 소정의 패턴이 각각 이용된다. 그리고, 상부 촬상 부재(253)를 수평 방향으로 이동시켜서, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 촬상된다. 또한, 하부 촬상 부재(263)를 수평 방향으로 이동시켜서, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 촬상된다. 그 후, 상부 촬상 부재(253)가 촬상한 화상에 표시되는 하부 웨이퍼(WL)의 기준점(A)의 위치와, 하부 촬상 부재(263)가 촬상한 화상에 표시되는 상부 웨이퍼(WU)의 기준점(B)의 위치가 합치하도록, 하부 척(231)에 의해 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치(수평 방향의 배향을 포함함)가 조절된다. 즉, 척 구동부(234)에 의해, 하부 척(231)을 수평 방향으로 이동시켜서, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치가 조절된다. 이와 같이 하여 상부 웨이퍼 WU와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치가 조절된다(도 15의 공정 S10).
또한, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향은, 공정 S3, S8에서 위치 조절 기구(210)에 의해 조절되어 있지만, 공정 S10에서 미세 조절이 행해진다. 또한, 본 실시 형태의 공정 S10에서는, 기준점(A, B)으로서, 웨이퍼(WL, WU) 상에 형성된 소정의 패턴을 이용하고 있지만, 그 밖의 기준점을 이용할 수도 있다. 예를 들어 웨이퍼(WL, WU)의 외주부와 노치부를 기준점으로서 이용할 수 있다.
그 후, 척 구동부(234)에 의해, 도 17에 도시한 바와 같이 하부 척(231)을 상승시켜서, 하부 웨이퍼(WL)를 소정의 위치에 배치한다. 이때, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)과 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 사이의 간격(D1)이 소정의 거리, 예를 들어 50㎛가 되도록 하부 웨이퍼(WL)를 배치한다. 이렇게 하여 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 위치가 조절된다(도 15의 공정 S11). 또한, 공정 S5 내지 공정 S11에 있어서, 상부 척(230)의 모든 영역(230a, 230b, 230c)에서, 상부 웨이퍼(WU)를 진공 흡인하고 있다. 마찬가지로 공정 S9 내지 공정 S11에 있어서, 하부 척(231)의 모든 영역(231a, 231b)에서, 하부 웨이퍼(WL)를 진공 흡인하고 있다.
그 후, 제1 진공 펌프(241a)의 작동을 정지하여, 도 18에 도시한 바와 같이 제1 영역(230a)에서의 제1 흡인관(240a)으로부터의 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지한다. 이때, 제2 영역(230b)과 제3 영역(230c)에서는, 상부 웨이퍼(WU)가 진공 흡인되어 흡착 보유 지지되어 있다. 그 후, 압동 부재(250)의 압동 핀(251)을 하강시킴으로써 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 가압하면서 당해 상부 웨이퍼(WU)를 하강시킨다. 이때, 압동 핀(251)에는, 상부 웨이퍼(WU)가 없는 상태에서 당해 압동 핀(251)이 70㎛ 이동하는 하중, 예를 들어 200g이 가해진다. 그리고, 압동 부재(250)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 가압한다(도 15의 공정 S12).
그렇게 하면, 가압된 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부 사이에서 접합이 개시된다(도 18에서의 굵은 선부). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S1, S6에서 개질되어 있기 때문에, 우선, 표면(WU1, WL1) 사이에 반데발스력이 생겨서, 당해 표면(WU1, WL1)끼리가 접합된다. 그 후, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S2, S7에서 친수화되어 있기 때문에, 표면(WU1, WL1) 사이의 친수기가 수소 결합하여, 표면(WU1, WL1)끼리가 견고하게 접합된다.
그 후, 도 19에 도시한 바와 같이 압동 부재(250)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 가압한 상태에서, 제2 진공 펌프(241b)의 작동을 정지하여, 제2 영역(230b)에서의 제2 흡인관(240b)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지한다. 그렇게 하면, 제2 영역(230b)에 보유 지지되어 있는 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상으로 낙하한다. 또한 그 후, 제3 진공 펌프(241c)의 작동을 정지하여, 제3 영역(230c)에서의 제3 흡인관(240c)으로부터 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지한다. 이와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 외주부를 향해서, 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지하고, 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상으로 순차 낙하하여 접촉한다. 그리고, 전술한 표면(WU1, WL1) 사이의 반데발스력과 수소 결합에 의한 접합이, 전술한 결합이 순차 넓혀진다. 이렇게 해서, 도 20에 도시한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 전체면에서 접촉하고, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된다(도 15의 공정 S13).
그 후, 도 21에 도시한 바와 같이 압동 부재(250)를 상부 척(230)까지 상승시킨다. 또한, 하부 척(231)에서 흡인관(260a, 260b)으로부터의 하부 웨이퍼(WL)의 진공 흡인을 정지하여, 하부 척(231)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 흡착 보유 지지를 정지한다.
이어서, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 잔존하고 있는지 여부를 판정하고, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착 양부를 판정한다. 구체적으로는, 도 22 및 도 23에 도시한 바와 같이 하부 척(231)을 하강시켜서 소정의 위치에 배치한다. 이때, 상부 척(230)의 하면과 하부 척(231)의 상면 사이의 간격(D2)이 소정의 거리, 예를 들어 50㎛ 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 100㎛가 되도록 하부 웨이퍼(WL)를 배치한다. 그 후, 진공 펌프(241a, 241b, 241c)를 작동시켜서, 흡인관(240a, 240b, 240c)을 통해, 상부 척(230)의 모든 영역(230a, 230b, 230c)에서 상부 웨이퍼(WU)에 대한 진공 흡인을 행한다. 이 진공 흡인을 행하고 있는 동안, 압력 측정부(242a, 242b, 242c)에서, 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력을 측정한다. 그리고, 압력 측정부(242a, 242b, 242c)에서의 측정 결과에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착 양부를 판정한다(도 15의 공정 S14).
구체적으로는, 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값, 예를 들어 -60Pa(-450mTorr)보다 큰, 예를 들어 10mTorr 내지 -450mTorr인 경우, 도 22에 도시한 바와 같이 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 잔존하지 않아, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착이 정상이라고 판정한다. 또한, 모든 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착이 정상이라고 판정된다. 구체적으로는, 예를 들어 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 -53Pa(-400mTorr)로 측정된 경우, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 잔존하고 있지 않다.
한편, 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값, 예를 들어 -60Pa(-450mTorr) 이하, 예를 들어 -760mTorr 내지 -450mTorr인 경우, 도 23에 도시한 바와 같이 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 잔존하고 있어, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착이 이상인 것으로 판정한다. 또한, 이들 흡인관(240a, 240b, 240c) 중, 하나의 흡인관(240a, 240b, 240c)의 압력이 소정의 임계값 이하인 경우에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착이 이상인 것으로 판정된다. 구체적으로는, 예를 들어 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 -100Pa(-750mTorr)로 측정된 경우, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 잔존하고 있다.
또한, 공정 S14에서 접착이 이상인 것으로 판정된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)는, 각각 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송되어 회수된다.
이어서, 공정 S14에서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착이 정상인 것으로 판정된 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도 양부를 판정한다. 구체적으로는, 우선, 도 24에 도시한 바와 같이 하부 척(231)을 상승시켜서 소정의 위치에 배치한다. 이때, 상부 척(230)의 하면과 하부 척(231)의 상면 사이의 간격(D3)이 소정의 거리, 예를 들어 50㎛ 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 100㎛가 되도록 하부 웨이퍼(WL)를 배치한다. 그 후, 진공 펌프(241a, 241b, 241c)를 작동시켜서, 흡인관(240a, 240b, 240c)을 통해, 상부 척(230)의 모든 영역(230a, 230b, 230c)에서 상부 웨이퍼(WU)에 대한 진공 흡인을 행한다. 또한, 하부 척(231)의 모든 영역(231a, 231b)에서 하부 웨이퍼(WL)에 대한 진공 흡인을 행한다. 그 후, 도 25 및 도 26에 도시한 바와 같이 상부 척(230)의 영역(230a, 230b, 230c)에서 진공 흡인을 행하면서, 하부 척(231)을 하강시킨다. 그리고, 압력 측정부(242a, 242b, 242c)에서, 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력을 측정한다. 그리고, 압력 측정부(242a, 242b, 242c)에서의 측정 결과에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도 양부를 판정한다(도 15의 공정 S15).
구체적으로는, 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값, 예를 들어 -60Pa(-450mTorr)보다 큰, 예를 들어 10mTorr 내지 -450mTorr인 경우, 도 25에 도시한 바와 같이 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡인 보유 지지되지 않아, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도가 정상인 것으로 판정한다. 또한, 모든 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도가 정상인 것으로 판정된다. 구체적으로는, 예를 들어 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 -53Pa(-400mTorr)로 측정된 경우, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡인 보유 지지되어 있지 않다.
한편, 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 소정의 임계값, 예를 들어 -60Pa(-450mTorr) 이하, 예를 들어 -760mTorr 내지 -450mTorr인 경우, 도 26에 도시한 바와 같이 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡인 보유 지지되어 있어, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도가 이상인 것으로 판정한다. 또한, 이들 흡인관(240a, 240b, 240c) 중, 하나의 흡인관(240a, 240b, 240c)의 압력이 소정의 임계값 이하인 경우에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도가 이상인 것으로 판정된다. 구체적으로는, 예를 들어 각 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력이 -100Pa(-750mTorr)로 측정된 경우, 상부 척(230)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡인 보유 지지되어 있다.
또한, 공정 S15에서 접합 강도가 이상인 것으로 판정된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)는, 각각 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송되어 회수된다.
이어서, 공정 S15에서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도가 정상인 것으로 판정된 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치 양부를 판정한다. 구체적으로는, 우선, 도 27에 도시한 바와 같이 하부 척(231)을 하강시켜서 소정의 위치에 배치한다. 이때, 상부 척(230)의 하면과 하부 척(231)의 상면 사이의 간격(D4)이 소정의 거리, 예를 들어 50㎛ 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 100㎛가 되도록 하부 웨이퍼(WL)를 배치한다. 그 후, 도 28에 도시한 바와 같이 촬상 부재(271)에 의해, 하부 척(230) 상의 중합 웨이퍼(WT)의 외주부를, 예를 들어 3점 촬상한다. 그리고, 측정부(270)에서 당해 중합 웨이퍼(WT)의 외경을 측정한다. 그리고, 중합 웨이퍼(WT)의 외경의 측정 결과에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치 양부를 판정한다(도 15의 공정 S16).
구체적으로는, 측정부(270)에서 측정된 중합 웨이퍼(WT)의 외경이 소정의 임계값, 예를 들어 300.2㎜(300㎜+200㎛) 미만인 경우, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치가 정상인 것으로 판정한다. 이 소정의 임계값은, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 외경 300㎜에 대하여 허용값 200㎛를 더한 값이다. 즉, 본 실시 형태에서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 위치 어긋남의 허용값은 200㎛이다.
한편, 측정부(270)에서 측정된 중합 웨이퍼(WT)의 외경이 소정의 임계값, 예를 들어 300.2㎜(300㎜+200㎛) 이상인 경우, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치가 이상인 것으로 판정한다. 또한, 이 소정의 임계값은, 전술한 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 위치 어긋남의 허용값이 200㎛로 되는 값이다.
또한, 공정 S16에서 접합 강도가 이상인 것으로 판단된 중합 웨이퍼(WT)는, 접합 시스템(1)으로부터 회수된다. 이때, 측정부(270)에서 측정된 중합 웨이퍼(WT)의 외경이 소정의 값, 예를 들어 301㎜(300㎜+1㎜) 미만인 경우, 즉, 중합 웨이퍼(WT)의 외경이 300.2㎜ 이상 301㎜ 미만인 경우, 중합 웨이퍼(WT)는 접합 시스템(1)의 반송계를 이용하여 회수된다. 즉, 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송되어 회수된다. 또한, 이 소정의 값은, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 외경 300㎜에 대하여 허용값 1㎜를 더한 값이다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 웨이퍼 반송 장치(22, 61)의 반송 아암을 반송할 수 있는 크기가 301㎜이다.
한편, 측정부(270)에서 측정된 중합 웨이퍼(WT)의 외경이 소정의 값, 예를 들어 301㎜(300㎜+1㎜) 이상인 경우, 접합 시스템(1)은 경고 장치(도시생략)에 의해 경고를 발한다. 그리고, 이 경고에 기초하여, 중합 웨이퍼(WT)는 접합 시스템(1)의 외부 기구에 의해 당해 접합 시스템(1)으로부터 회수된다. 이 외부 기구는, 예를 들어 반송 아암을 구비한 반송 장치이어도 되고, 수동이어도 된다. 또한, 전술한 경고 장치는 제어부(300)이어도 된다.
이렇게 하여 공정 S14에서 접착이 정상이고, 공정 S15에서 접합 강도가 정상이며, 공정 S16에서 접합 위치가 정상이라고 판정된 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 그 후 반출입 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 적재판(11)의 카세트(CT)로 반송된다. 이렇게 해서, 일련의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리가 종료한다.
이상의 실시 형태에 의하면, 공정 S16에서, 중합 웨이퍼(WT)의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치 양부를 판정하고 있다. 그리고, 예를 들어 접합 위치가 정상인 경우에는, 당해 접합된 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 후속 처리를 적절히 행할 수 있다. 한편, 예를 들어 접합 위치가 이상인 경우에는, 당해 접합된 중합 웨이퍼(WT)에 대한 후속 처리를 정지하여 회수한다. 그렇게 하면, 종래와 같이 반송 불량이나 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있어, 후속 웨이퍼(W)에 대한 처리를 원활하게 행할 수 있다.
또한, 공정 S16에서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 위치가 이상인 것으로 판정된 경우에서, 중합 웨이퍼(WT)의 외경의 측정 결과가 소정의 값 미만인 경우, 당해 중합 웨이퍼(WT)가 웨이퍼 반송 장치(22, 61)에 의해 반출입 스테이션(2)의 소정의 카세트(CT)로 반송되어 회수된다. 한편, 중합 웨이퍼(WT)의 외경의 측정 결과가 소정의 값보다 큰 경우, 접합 시스템(1)으로부터 경고가 발해지고, 중합 웨이퍼(WT)는 외부 기구에 의해 접합 시스템(1)으로부터 회수된다. 이와 같이 웨이퍼 반송 장치(22, 61)의 반송 아암이 반송할 수 있는 중합 웨이퍼(WT)는 접합 시스템(1)의 반송계를 이용하여 회수되고, 당해 반송 아암이 반송할 수 없는 중합 웨이퍼(WT)는 외부 기구를 이용하여 회수된다. 따라서, 반송 불량이나 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있어, 후속 웨이퍼(W)에 대한 처리를 보다 원활하게 행할 수 있다.
또한, 공정 S14에서, 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착 양부를 판정하고 있다. 또한, 공정 S15에서, 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 강도 양부를 판정하고 있다. 이와 같이 공정 S14, S15, S16에서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 양부를 판정하고 있으므로, 당해 접합 양부를 보다 적절히 판정할 수 있다. 따라서, 후속 웨이퍼(W)에 대한 처리를 더 원활하게 행할 수 있다.
또한, 공정 S14와 공정 S15에서, 흡인관(240a, 240b, 240c) 중, 어느 하나의 흡인관(240a, 240b, 240c)의 압력이 소정의 임계값 이하인 경우에, 접합이 이상인 것으로 판정된다. 따라서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합을 보다 엄밀하게 검사할 수 있어, 후속 웨이퍼(W)에 대한 처리를 원활하게 행할 수 있다.
게다가, 본 실시 형태의 공정 S14와 공정 S15는, 웨이퍼(WU, WL)끼리를 접합하기 위해 필요한 장치를 이용하여 행해지므로, 공정 S14와 공정 S15를 행하기 위한 새로운 장치가 불필요하다. 따라서, 접합 양부 판정을 효율 좋게 행할 수 있다.
또한, 공정 S13에서, 압동 부재(250)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜서 가압한 상태에서, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 외주부를 향해서, 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지하고, 상부 웨이퍼(WU)를 하부 웨이퍼(WL)에 순차 접촉시켜서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합할 수 있다. 그렇게 하면, 영역(230b, 230c)에서의 상부 웨이퍼(WU)의 진공 흡인을 정지할 때에는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부가 접촉하여 가압되어 있으므로, 예를 들어 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL) 사이에 공기가 있는 경우에도, 하부 웨이퍼(WL)에 대한 상부 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 위치가 어긋나는 경우가 없다. 따라서, 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 적절히 행할 수 있다.
또한, 공정 S13에 있어서, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부로부터 외주부를 향해 상부 웨이퍼(WU)를 하부 웨이퍼(WL)에 순차 접촉시키고 있으므로, 예를 들어 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL) 사이에 보이드로 될 수 있는 공기가 존재하고 있는 경우에도, 공기는 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL)와 접촉하고 있는 개소보다 항상 외주부 측에 존재하게 된다. 그렇게 하면, 당해 공기를 웨이퍼(WU, WL) 사이에서 중심부로부터 외주부로 빼낼 수 있다. 따라서, 웨이퍼(WU, WL) 사이의 보이드 발생을 억제할 수 있어, 웨이퍼(WU, WL)끼리를 더 적절히 접합할 수 있다.
게다가, 본 실시 형태에 의하면, 종래와 같이 웨이퍼(WU, WL)를 접합할 때의 분위기를 진공 분위기로 할 필요가 없으므로, 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 단시간에 효율 좋게 행할 수 있어, 웨이퍼 접합 처리의 처리량을 향상시킬 수 있다.
또한, 하부 척(231)의 외주부에는 스토퍼 부재(262)가 설치되어 있으므로, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)가 하부 척(231)으로부터 튀어나오거나, 미끄러져 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 접합 장치(41)는 웨이퍼(WU, WL)를 접합하기 위한 상부 척(230)과 하부 척(231)에 더하여, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 배향을 조절하는 위치 조절 기구(210)와, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(220)도 구비하고 있으므로, 하나의 장치 내에서 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율 좋게 행할 수 있다. 또한, 접합 시스템(1)은 접합 장치(41)에 더하여, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)와, 표면(WU1, WL1)을 친수화함과 함께 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40)도 구비하고 있으므로, 하나의 시스템 내에서 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율 좋게 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 처리량을 보다 향상시킬 수 있다.
이상의 실시 형태에서는, 하부 웨이퍼(WL)를 촬상하는 상부 촬상 부재(253)와, 중합 웨이퍼(WT)를 촬상하는 측정부(270)의 촬상 부재(271)는 별로로 설치되어 있지만, 어느 한쪽만을 설치하여도 된다. 즉, 상부 촬상 부재(253)에 의해 하부 웨이퍼(WL)와 중합 웨이퍼(WT) 양쪽을 촬상하도록 해도 되고, 촬상 부재(271)에 의해 하부 웨이퍼(WL)와 중합 웨이퍼(WT) 양쪽을 촬상하도록 해도 된다. 이러한 경우, 상부 촬상 부재(253) 또는 촬상 부재(271) 중 어느 한쪽을 생략할 수 있으므로, 장치 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 공정 S14와 공정 S15에서, 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부 압력에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접착과 접합 강도 양부를 판정하고 있지만, 이들 양부 판정은 다른 파라미터를 이용하여 행할 수도 있다. 예를 들어 흡인관(240a, 240b, 240c)의 내부를 흐르는 공기의 유량이나, 또는 진공 펌프(241a, 241b, 241c)로부터 배출되는 공기의 압력이나 유량, 진공 펌프(241a, 241b, 241c)를 작동시키는 모터의 전류값 등에 기초하여, 상기 양부 판정을 행해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 척 구동부(234)에 의해 하부 척(231)이 연직 방향으로 승강 가능하면서 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있지만, 상부 척(230)을 연직 방향으로 승강 가능하게 하거나, 또는 수평 방향으로 이동 가능하게 구성해도 된다. 또한, 상부 척(230)과 하부 척(231) 양쪽이, 연직 방향으로 승강 가능하면서 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 자명하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
1: 접합 시스템
2: 반출입 스테이션
3: 처리 스테이션
30: 표면 개질 장치
40: 표면 친수화 장치
41: 접합 장치
60: 웨이퍼 반송 영역
201: 반송로
202: 웨이퍼 반송체
210: 위치 조절 기구
220: 반전 기구
230: 상부 척
230a, 230b, 230c: 영역
231: 하부 척
233: 샤프트
234: 척 구동부
240a, 240b, 240c: 흡인관
241a, 241b, 241c: 진공 펌프
242a, 242b, 242c: 압력 측정부
250: 압동 부재
262: 스토퍼 부재
270: 측정부
271: 촬상 부재
300: 제어부
WU: 상부 웨이퍼
WU1: 표면
WL: 하부 웨이퍼
WL1: 표면
WT: 중합 웨이퍼

Claims (16)

  1. 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
    제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치된 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과,
    그 후, 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정
    을 포함하고,
    상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정하는, 접합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접합 위치 판정 공정에서는, 중합 기판의 외주부를 촬상하여, 당해 중합 기판의 외경을 측정하는, 접합 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접합 공정 후이며 상기 접합 위치 판정 공정 전에, 상기 제1 보유 지지 부재 또는 상기 제2 보유 지지 부재를 상대적으로 연직 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 보유 지지 부재와 상기 제2 보유 지지 부재를 소정의 위치에 배치한 후, 흡인관을 통해 상기 제1 보유 지지 부재에 설치된 흡인 기구에 의해 제1 기판에 대한 진공 흡인을 행하고, 상기 흡인관의 내부 압력에 기초하여, 상기 제1 보유 지지 부재에 제1 기판이 잔존하고 있는지 여부를 판정하여, 제1 기판과 제2 기판의 접착 양부를 판정하는 접착 판정 공정을 포함하고,
    상기 접착 판정 공정에서는, 상기 흡인관의 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접착이 정상인 것으로 판정하고, 상기 흡인관의 내부 압력이 소정의 임계값 이하인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접착이 이상인 것으로 판정하는, 접합 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착 판정 공정에서, 제1 기판이 상기 제1 보유 지지 부재에 흡착 보유 지지되어 있지 않아 정상인 것으로 판정된 경우, 상기 접착 판정 공정 후이며 상기 접합 위치 판정 공정 전에, 상기 제1 보유 지지 부재 또는 상기 제2 보유 지지 부재를 상대적으로 연직 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 보유 지지 부재와 상기 제2 보유 지지 부재를 소정의 위치에 배치한 후, 상기 흡인 기구에 의한 진공 흡인을 행하면서, 상기 제2 보유 지지 부재에 의해 제2 기판을 흡착 보유 지지하고, 상기 흡인관의 내부 압력에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도 양부를 판정하는 접합 강도 판정 공정을 포함하고,
    상기 접합 강도 판정 공정에서는, 상기 흡인관의 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도가 정상인 것으로 판정하고, 상기 흡인관의 내부 압력이 소정의 임계값 이하인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도가 이상인 것으로 판정하는 접합 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 보유 지지 부재는, 중심부로부터 외주부를 향해 복수의 영역으로 구획되고, 당해 영역마다 제1 기판의 진공 흡인을 설정 가능한, 접합 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접합 공정에서,
    상기 제1 보유 지지 부재에 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제2 보유 지지 부재에 보유 지지된 제2 기판을 소정의 간격으로 대향 배치하고,
    그 후, 상기 제1 보유 지지 부재에 설치된 압동 부재에 의해 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부를 접촉시켜서 가압하고,
    그 후, 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부가 가압된 상태에서, 제1 기판의 중심부로부터 외주부를 향해, 제1 기판과 제2 기판을 순차 접합하는, 접합 방법.
  7. 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서,
    하면에 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재와,
    상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 보유 지지 부재와,
    제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하는 측정부와,
    제1 기판과 제2 기판의 접합 후의 접합 위치의 양부를 판정하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과,
    상기 접합 공정 후, 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재 및 상기 측정부의 동작을 제어하고,
    상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정하는, 접합 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정부는, 중합 기판의 외주부를 촬상하는 촬상 부재를 포함하는 접합 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 보유 지지 부재에 설치되고, 제1 기판을 진공 흡인하는 흡인 기구와,
    상기 제1 보유 지지 부재와 상기 흡인 기구를 접속하는 흡인관과,
    상기 제1 보유 지지 부재 또는 제2 보유 지지 부재를 상대적으로 연직 방향으로 승강시키는 승강 기구
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 접합 공정 후이며 상기 접합 위치 판정 공정 전에, 상기 제1 보유 지지 부재 또는 상기 제2 보유 지지 부재를 상대적으로 연직 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 보유 지지 부재와 상기 제2 보유 지지 부재를 소정의 위치에 배치한 후, 상기 흡인 기구에 의해 제1 기판에 대한 진공 흡인을 행하고, 상기 흡인관의 내부 압력에 기초하여, 상기 제1 보유 지지 부재에 제1 기판이 잔존하고 있는지 여부를 판정하여, 제1 기판과 제2 기판의 접착의 양부를 판정하는 접착 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재, 상기 흡인 기구 및 상기 승강 기구의 동작을 제어하고,
    상기 접착 판정 공정에서는, 상기 흡인관의 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접착이 정상인 것으로 판정하고, 상기 흡인관 내부 압력이 소정의 임계값 이하인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접착이 이상인 것으로 판정하는, 접합 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 접착 판정 공정에서, 제1 기판이 상기 제1 보유 지지 부재에 흡착 보유 지지되어 있지 않아 정상인 것으로 판정된 경우, 상기 접착 판정 공정 후이며 상기 접합 위치 판정 공정 전에, 상기 제1 보유 지지 부재 또는 상기 제2 보유 지지 부재를 상대적으로 연직 방향으로 이동시켜서, 상기 제1 보유 지지 부재와 상기 제2 보유 지지 부재를 소정의 위치에 배치한 후, 상기 흡인 기구에 의한 진공 흡인을 행하면서, 상기 제2 보유 지지 부재에 의해 제2 기판을 흡착 보유 지지하고, 상기 흡인관의 내부 압력에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도 양부를 판정하는 접합 강도 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재, 상기 흡인 기구 및 상기 승강 기구의 동작을 제어하고,
    상기 접합 강도 판정 공정에서는, 상기 흡인관 내부 압력이 소정의 임계값보다 큰 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도가 정상인 것으로 판정하고, 상기 흡인관 내부 압력이 소정의 임계값 이하인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 강도가 이상인 것으로 판정하는 접합 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 보유 지지 부재는, 중심부로부터 외주부를 향해 복수의 영역으로 구획되고, 당해 영역마다 제1 기판의 진공 흡인을 설정 가능한, 접합 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 보유 지지 부재에 설치되고, 제1 기판의 중심부를 가압하는 압동 부재
    를 포함하는 접합 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제2 보유 지지 부재의 외주부에는, 제1 기판, 제2 기판, 또는 중합 기판에 대한 스토퍼 부재가 설치되어 있는, 접합 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    제1 기판 또는 제2 기판의 수평 방향의 배향을 조절하는 위치 조절 기구와,
    제1 기판의 표리면을 반전시키는 반전 기구와,
    상기 접합 장치 내에서 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반송하는 반송 기구
    를 포함하는 접합 장치.
  15. 평면 형상이 동일한 기판끼리를 접합하는 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서,
    상기 접합 장치는,
    하면에 제1 기판을 흡착 보유 지지하는 제1 보유 지지 부재와,
    상기 제1 보유 지지 부재의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 흡착 보유 지지하는 제2 보유 지지 부재와,
    제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판의 외경을 측정하는 측정부와,
    제1 기판과 제2 기판의 접합 양부를 판정하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 보유 지지 부재의 하면에 흡착 보유 지지된 제1 기판과, 상기 제2 보유 지지 부재의 상면에서 흡착 보유 지지된 제2 기판을 접합하는 접합 공정과, 그 후, 중합 기판의 외경을 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치 양부를 판정하는 접합 위치 판정 공정을 실행하도록, 상기 제1 보유 지지 부재, 상기 제2 보유 지지 부재 및 상기 측정부의 동작을 제어하고,
    상기 접합 위치 판정 공정에서는, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 미만인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 정상인 것으로 판정하고, 상기 측정 결과가 소정의 임계값 이상인 경우, 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정하고,
    상기 접합 시스템은,
    상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과,
    제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하면서, 상기 처리 스테이션에 대하여 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반출입하는 반출입 스테이션
    을 구비하고,
    상기 처리 스테이션은,
    제1 기판 또는 제2 기판이 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
    상기 표면 개질 장치로 개질된 제1 기판 또는 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
    상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 영역
    을 포함하고,
    상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 제1 기판과 제2 기판을 접합하는, 접합 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접합 위치 판정 공정에서 제1 기판과 제2 기판의 접합 위치가 이상인 것으로 판정된 경우에,
    상기 중합 기판의 외경 측정 결과가 소정의 값 미만인 경우, 당해 중합 기판이 상기 반송 영역을 통해 상기 반출입 스테이션으로 반송되어 회수되고,
    상기 중합 기판의 외경 측정 결과가 소정의 값 이상인 경우, 당해 중합 기판이 상기 접합 시스템의 외부 기구에 의해 당해 접합 시스템으로부터 회수되도록 경고를 발하는, 접합 시스템.
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