專利名稱：接合系統(tǒng)、接合方法、程序及計算機存儲介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將基板彼此接合的接合系統(tǒng)、接合方法、程序及計算機存儲介質。
背景技術：
近年來，半導體器件的高集成化不斷發(fā)展。在水平面內(nèi)配置高集成化的多個半導體器件并用布線連接上述半導體器件而進行產(chǎn)品化時，會擔心由于布線長度增加而導致布線的電阻變大還有布線延遲變大的情況。因此，提出有使用對半導體器件進行三維層疊的三維集成技術的方案。在該三維集成技術中，例如，使用接合裝置來進行兩張半導體晶圓(以下，稱為“晶圓”)的接合。例如，接合裝置包括射束照射部件，其用于向晶圓的表面照射非活性氣體離子束或非活性氣體中性原子束；一組工作輥，其在使兩張晶圓重疊的狀態(tài)下對該兩張晶圓進行按壓。并且，在該接合裝置中，利用射束照射部件來使晶圓的表面(接合面)活化，在使兩張晶圓重疊的狀 態(tài)下，使該兩張晶圓的表面之間產(chǎn)生范德華力而臨時接合。之后，通過按壓兩張晶圓來使晶圓彼此接合(專利文獻I)。先行技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2004 - 337928號公報

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問題但是，在使用專利文獻I所述的接合裝置的情況下，利用一組工作輥來按壓兩張晶圓時的負載有可能導致晶圓破損。并且，由于利用在表面活化后的兩張晶圓的表面之間產(chǎn)生范德華力來進行的臨時接合的接合強度不充分，因此，在從鉛垂方向錯開地按壓兩張晶圓的情況下，有可能產(chǎn)生晶圓的錯位。并且，為了將晶圓彼此適當?shù)亟雍?，對兩張晶圓的按壓需要很多時間，因此會導致晶圓接合處理的生產(chǎn)率降低。本發(fā)明是考慮到上述這點而做成的，其目的在于將基板彼此適當?shù)亟雍喜⑻岣呋褰雍咸幚淼纳a(chǎn)率。用于解決問題的手段為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種接合系統(tǒng)，其用于將基板彼此接合，其中，該接合系統(tǒng)包括處理站，其對基板進行規(guī)定的處理并將基板彼此接合；輸入輸出站，其能夠分別保有多個基板或多個由基板彼此接合而成的層疊基板并相對于上述處理站輸入或輸出基板或層疊基板，上述處理站包括表面活化裝置，其用于使基板的將被接合的表面活化；表面親水化裝置，其用于使基板的利用上述表面活化裝置活化后的表面親水化；接合裝置，其用于將利用上述表面親水化裝置進行了表面親水化的基板彼此接合；輸送區(qū)域，其用于相對于上述表面活化裝置、上述表面親水化裝置和上述接合裝置輸送基板或層疊基板。另外，基板的表面是指基板的將被接合的接合面。采用本發(fā)明的接合系統(tǒng)，在表面活化裝置中使基板的表面活化之后，在表面親水化裝置中使基板的表面親水化，從而能夠在該表面形成羥基。然后，在接合裝置中，利用范德華力將活化后的基板的表面彼此接合，之后，使親水化后的基板的表面的羥基發(fā)生氫鍵結合，從而能夠將基板彼此牢固地接合。因此，不必如以往那樣在使基板重疊的狀態(tài)下來進行按壓。因而，基板不會如以往那樣破損，并且，也不用擔心產(chǎn)生基板的錯位。而且，由于基板彼此是僅利用范德華力和氫鍵而接合的，因此，能夠使接合所需要的時間縮短。因而，采用本發(fā)明，能夠將基板彼此適當?shù)亟雍喜⑻岣呋褰雍咸幚淼纳a(chǎn)率。并且，由于輸入輸出站能夠保有多個基板或多個層疊基板，因此，能夠從輸入輸出站向處理站連續(xù)地輸送基板并利用該處理站來連續(xù)地處理基板，因此，能夠進一步提高基板接合處理的生產(chǎn)率。本發(fā)明的另一技術方案提供一種接合方法，其用于將基板彼此接合，其中，該接合方法包括以下工序表面活化工序，在表面活化裝置中使基板的將被接合的表面活化；表面親水化工序，其在表面活化工序之后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化；接合工序，其在表面親水化工序之后，經(jīng)由輸送區(qū) 域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合，該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工序。而且，從另外的觀點來看，本發(fā)明是一種程序，其為了利用接合系統(tǒng)來執(zhí)行將基板彼此接合的接合方法而在控制該接合系統(tǒng)的控制裝置的計算機上運行，其中，上述接合方法包括表面活化工序，在表面活化裝置中使基板的將被接合的表面活化；表面親水化工序，其在表面活化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化；接合工序，其在表面親水化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵結合來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合，該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工序。并且，從另外的觀點來看，本發(fā)明是一種計算機存儲介質，其是可讀取的，存儲有為了利用接合系統(tǒng)來執(zhí)行將基板彼此接合的接合方法而在控制該接合系統(tǒng)的控制裝置的計算機上運行的程序，其中，上述接合方法包括表面活化工序，其在表面活化裝置中使基板的將被接合的表面活化；表面親水化工序，其在表面活化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化；接合工序，其在表面親水化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵結合來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合，該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工序。發(fā)明的效果采用本發(fā)明，能夠將基板彼此適當?shù)亟雍喜⑻岣呋褰雍咸幚淼纳a(chǎn)率。


圖I是表示本實施方式的接合系統(tǒng)的概略結構的俯視圖。
圖2是表示本實施方式的接合系統(tǒng)的概略內(nèi)部結構的側視圖。圖3是上晶圓與下晶圓的側視圖。圖4是表示表面活化裝置的概略結構的俯視圖。圖5是表示表面活化裝置的概略內(nèi)部結構的側視圖。圖6是表示處理部的概略結構的縱剖視圖。圖7是熱處理板的俯視圖。圖8是表示表面親水化裝置的概略結構的縱剖視圖。圖9是表示表面親水化裝置的概略結構的橫剖視圖。
圖10是表示接合裝置的概略結構的橫剖視圖。圖11是表示接合裝置的概略結構的縱剖視圖。圖12是位置調(diào)節(jié)機構的側視圖。圖13是上部吸盤的俯視圖。圖14是上部吸盤的縱剖視圖。圖15是翻轉機構的側視圖。圖16是在接合系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的氣流的說明圖。圖17是表示晶圓接合處理的主要工序的流程圖。圖18是表示對上晶圓與下晶圓的水平方向的位置進行調(diào)節(jié)的情形的說明圖。圖19是表示對上晶圓與下晶圓的鉛垂方向的位置進行調(diào)節(jié)的情形的說明圖。圖20是表示利用推動構件來按壓上晶圓的一端部與下晶圓的一端部的情形的說明圖。圖21是表示在每個區(qū)域停止上部吸盤的抽真空的情形的說明圖。圖22是表示上晶圓與下晶圓被接合后的情形的說明圖。圖23是表示另一實施方式的接合系統(tǒng)的概略內(nèi)部結構的側視圖。圖24是表示檢查裝置的概略結構的縱剖視圖。圖25是表示檢查裝置的概略結構的橫剖視圖。圖26是表示另一實施方式的接合系統(tǒng)的概略結構的俯視圖。圖27是表示熱處理裝置的概略結構的縱剖視圖。圖28是表示熱處理裝置的概略結構的橫剖視圖。
具體實施例方式以下，說明本發(fā)明的實施方式。圖I是表示本實施方式的接合系統(tǒng)I的概略結構的俯視圖。圖2是表示接合系統(tǒng)I的概略內(nèi)部結構的側視圖。在接合系統(tǒng)I中，如圖3所示那樣例如將兩張作為基板的晶圓Wu' Wl接合。下面，將配置于上側的晶圓稱為“上晶圓W/，將配置于下側的晶圓稱為“下晶圓WJ。并且，將上晶圓Wu的將被接合的接合面稱為“表面Wui ”，將與該表面Wui相反的那一側的面稱為“背面Wu2”。同樣，將下晶圓\的將被接合的接合面稱為“表面Wu”，將與該表面Wu相反的那一側的面稱為“背面”。并且，在接合系統(tǒng)I中，將上晶圓1與下晶圓I接合，從而形成作為層疊基板的層疊晶圓WT。如圖I所示，接合系統(tǒng)I例如具有將輸入輸出站2與處理站3連接成一體而成的結構，該輸入輸出站2供在其與外部之間輸入或輸出晶圓盒Q、Q、Ct，該晶圓盒Cu,CL,Ct分別能夠容納多張晶圓Wu、多張晶圓Wp多張層疊晶圓Wt，該處理站3包括用于對晶圓%、\、層疊晶圓Wt實施規(guī)定的處理的各種處理裝置。在輸入輸出站2中設有晶圓盒載置臺10。在晶圓盒載置臺10上設有多個、例如4個晶圓盒載置板11。晶圓盒載置板11以在水平方向的X方向(圖I中的上下方向)上排列成一列的方式配置。在接合系統(tǒng)I相對于外部輸入或輸出晶圓盒Cu、Cl> Ct時,能夠將晶圓盒CuXpCt載置在上述的晶圓盒載置板11上。如此，輸入輸出站2能夠保有多個上晶圓Wu、多個下晶圓I、多個層疊晶圓WT。另外，晶圓盒載置板11的個數(shù)不限定于本實施方式，而是能夠任意地決定。另外，也可以將其中的一個晶圓盒用于回收不良晶圓。即，能夠是各種原因所導致的、在上晶圓％與下晶圓I接合中產(chǎn)生不良的晶圓與其他的正常的層疊晶圓Wt相分離的晶圓盒。在本實施方式中，將多個晶圓盒(^之中的I個晶圓盒( ^用于回收不良晶圓，將其他的晶圓盒Ct用于容納正常的層疊晶圓Wt。在輸入輸出站2中，與晶圓盒載置臺10相鄰地設有晶圓輸送部20。在晶圓輸送部20中設有在沿X方向延伸的輸送路徑21上自由移動的晶圓輸送裝置22。晶圓輸送裝置22在鉛垂方向和繞鉛垂軸線的方向(Θ方向)上也自由移動，能夠在各晶圓盒載置板11上的晶圓盒CuXpCt與后述的處理站3的第3處理區(qū)G3的傳送裝置50、51之間輸送晶圓％、Wp層疊晶圓WT。在晶圓輸送部20的內(nèi)部產(chǎn)生有被稱為下降流(down flow)的朝向鉛垂下方向的氣流。于是，將晶圓輸送部20的內(nèi)部的氣氛氣體從排氣口(未圖不)排出。在處理站3中設有具有各種裝置的多個、例如3個處理區(qū)Gl、G2、G3。例如，在處理站3的正面?zhèn)?圖I的X方向的負方向側)設有第I處理區(qū)Gl，在處理站3的背面?zhèn)?圖I的X方向的正方向側)設有第2處理區(qū)G2。并且,在處理站3的靠輸入輸出站2那一側(圖I的Y方向的負方向側)設有第3處理區(qū)G3。例如，在第I處理區(qū)Gl中配置有用于使晶圓Wu的表面Wui、晶圓\的表面Wu活化的表面活化裝置30。例如，在第2處理區(qū)G2中從輸入輸出站2側起沿水平方向的Y方向按照表面親水化裝置40、接合裝置41的順序排列而配置有親水化裝置40、接合裝置41，該親水化裝置40利用例如純水來使晶圓Wu的表面Wm、晶圓I的表面Wu親水化并對該表面Wm、Wu進行清洗，該接合裝置41用于將晶圓％、接合。例如，如圖2所示，在第3處理區(qū)G3中從下方分兩層依次設有晶圓％、Wp層疊晶圓Wt的傳送裝置50、51。如圖I所示，在由第I處理區(qū)Gl 第3處理區(qū)G3圍成的區(qū)域中形成有晶圓輸送區(qū)域60。在晶圓輸送區(qū)域60中例如配置有晶圓輸送裝置61。另外，在晶圓輸送區(qū)域60的內(nèi)部產(chǎn)生有被稱為下降流的朝向鉛垂下方向的氣流。于是，將晶圓輸送區(qū)域60的內(nèi)部的氣氛氣體從排氣口(未圖示)排出。因而，晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)的壓力為大氣壓以上，在該晶圓輸送區(qū)域60中，對晶圓WpWp層疊晶圓Wt進行所謂的大氣系統(tǒng)的輸送(在大氣壓以上的壓力下輸送)。晶圓輸送裝置61例如具有在鉛垂方向上、水平方向(Y方向、X方向)上和在繞鉛垂軸線的方向上自由移動的輸送臂。晶圓輸送裝置61在晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)移動，能夠將晶圓WuJp層疊晶圓Wt輸送到周圍的第I處理區(qū)Gl、第2處理區(qū)G2和第3處理區(qū)G3內(nèi)的規(guī)定的裝置中。接著，說明上述表面活化裝置30的結構。如圖4所示，表面活化裝置30包括處理部70，其進行用于使晶圓Wu的表面Wui、晶圓\的表面Wu活化的處理；輸入輸出部71，其用于在其與晶圓輸送區(qū)域60之間輸入或輸出晶圓;輸送部72，其用于在處理部70與輸入輸出部71之間輸送晶圓H處理部70與輸送部72在水平方向的Y方向上排列并借助閘閥73連接起來。并且，輸入輸出部71與輸送部72以在水平方向的X方向上排列的方式配置。如圖5所示，在輸入輸出部71中從下方分三層依次設有用于暫時載置晶圓Wu' Wl的傳送單元80、用于調(diào)節(jié)晶圓WuJl的溫度的調(diào)溫單元81、82。如圖4所示，在傳送單元80、調(diào)溫單元81、82的靠晶圓輸送區(qū)域60那一側的側面，在晶圓Wu' Wl的輸入輸出口(未圖示)上分別設有開閉器83。并且，在傳送單元80、調(diào)溫單元81、82的靠輸送部72那一側的側面，也在晶圓的輸入輸出口(未圖示)上分別設有開閉器84。如圖4所示，在輸送部72中設有在鉛垂方向上、水平方向上和繞鉛垂軸線的方向上自由移動的晶圓輸送體90。晶圓輸送體90能夠在處理部70和輸入輸出部71之間輸送晶圓％、I。并且，在輸送部72形成有吸氣口(未圖示)，該吸氣口與用于對該輸送部72的內(nèi)部的氣氛進行抽真空的真空泵(未圖示)連通。如圖6所示，處理部70包括自由基生成單元100，其對處理氣體進行等離子體激勵而生成自由基；處理單元101，其使用由自由基生成單元100生成的自由基來使晶圓Wu的表面Wui、晶圓\的表面Wu活化。自由基生成單元100配置在處理單元101之上。自由基生成單元100與向該自由基生成單元100供給處理氣體的供給管102連接。供給管102與處理氣體供給源103連通。并且，在供給管102上設有包括用于控制處理氣體的氣流的閥、流量調(diào)節(jié)部等在內(nèi)的供給設備組104。另外，作為處理氣體，可以使用例如氧氣、氮氣和氬氣。處理單元101具有能夠使內(nèi)部密閉的處理容器110。在處理容器110的靠輸送部72側的側面上形成有晶圓％、的輸入輸出口 111，在該輸入輸出口 111上設有上述閘閥73。并且，在處理容器111的另一側面上形成有吸氣口 112。吸氣口與吸氣管114連接，該吸氣管114與用于將該處理容器110的內(nèi)部的氣氛減壓至規(guī)定的真空度的真空泵113連通。在處理容器110的頂板IlOa上形成有自由基供給口 121，該自由基供給口 121用于將由自由基生成單元100生成的自由基經(jīng)由供給管120供給到處理容器110內(nèi)。供給管120的下部從上方朝向下方去以錐形狀擴大，該供給管120的下端面開口而形成了自由基供給口 121。在處理容器110的內(nèi)部且位于自由基供給口 121的下方的位置設有用于載置晶圓Wu^ Wl并對晶圓Wu、Wl進行加熱處理的熱處理板130。熱處理板130由支承構件131支承。在熱處理板130中內(nèi)置有例如利用供電而發(fā)熱的加熱器132。例如利用后述的控制裝置300來控制熱處理板130的加熱溫度，從而將載置在熱處理板130上的晶圓維持成規(guī)定的溫度。
在熱處理板130的下方設有例如3根升降銷133，該升降銷133用于從下方支承晶圓Wu' Wl而使晶圓Wu' Wl升降。能夠利用升降驅動部134來使升降銷133上下移動。在熱處理板130的中央部附近，在例如3個部位形成有沿該熱處理板130的寬度方向貫穿該熱處理板130的通孔135。于是，升降銷133貫穿在通孔135中并能夠從熱處理板130的上表
面突出。在自由基供給口 121與熱處理板130之間，設有自由基導入板140，該自由基導入板140用于將處理容器110內(nèi)劃分為自由基供給口 121側的自由基供給區(qū)域R I和熱處理板130側的處理區(qū)域R2。如圖7所示，在自由基導入板140上，在水平面內(nèi)均勻地形成有供自由基穿過的多個通孔141。并且，如圖6所示，從自由基供給口 121向自由基供給區(qū)域Rl供給的自由基在穿過自由基導入板140時，被在水平面內(nèi)均勻地擴散，被導入到自由基供給區(qū)域R I中。此外，自由基導入板140使用例如石英。接著，說明上述表面親水化裝置40的結構。如圖8所示，表面親水化裝置40具有能夠使內(nèi)部密閉的處理容器150。如圖9所示，在處理容器150的靠晶圓輸送區(qū)域60側的側面形成有晶圓的輸入輸出口 151，在該輸入輸出口 151上設有開閉器152。如圖8所示，在處理容器150內(nèi)的中央部，設有用于保持晶圓并使晶圓
旋轉的旋轉吸盤160。旋轉吸盤160具有水平的上表面，在該上表面例如設有用于吸引晶圓H的吸引口(未圖示)。利用來自該吸引口的吸引，能夠將晶圓W吸附保持在旋轉吸盤 160 上。旋轉吸盤160具有包括例如電動機等的吸盤驅動部161，該吸盤驅動部161能夠使旋轉吸盤160以規(guī)定的速度旋轉。并且，在吸盤驅動部161設有例如氣缸等升降驅動源，使旋轉吸盤160自由升降。在旋轉吸盤160的周圍設有用于接住并回收從晶圓Wu' Wl飛散或落下的液體的杯狀件162。在杯狀件162的下表面連接有用于將回收的液體排出的排出管163、對杯狀件162內(nèi)的氣氛進行抽真空而將杯狀件162內(nèi)的氣氛氣體排出的排氣管164。另外，在處理容器150的內(nèi)部產(chǎn)生有被稱為下降流的朝向鉛垂下方向的氣流。于是，排氣管164還將處理容器150的內(nèi)部的氣氛氣體排出。如圖9所示，在杯狀件162的X方向的負方向(圖9的下方向)側形成有沿Y方向(圖9的左右方向)延伸的導軌170。導軌170例如從杯狀件162的Y方向的負方向(圖9的左方向)側的外側到杯狀件162的Y方向的正方向(圖9的右方向)側的外側地形成。在導軌170上例如安裝有噴嘴臂171與刷洗臂172。如圖8和圖9所示，在噴嘴臂171上支承有用于向晶圓Wu' Wj共給純水的純水噴嘴173。噴嘴臂171利用圖9所示的噴嘴驅動部174而在導軌170上自由移動。由此，純水噴嘴173能夠從設置于杯狀件162的Y方向的正方向側的外側的待機部175移動到杯狀件162內(nèi)的晶圓Wu' Wl的中心部上方，并且，純水噴嘴173能夠沿晶圓Wu' Wl的徑向在該晶圓Wu' Wl上移動。并且，噴嘴臂171利用噴嘴驅動部174自由升降，能夠調(diào)節(jié)純水噴嘴173的高度。如圖8所示，純水噴嘴173與向該純水噴嘴173供給純水的供給管176連接。供給管176與在內(nèi)部存儲純水的純水供給源177連通。并且，在供給管176上設置有包括用于控制純水的水流的閥、流量調(diào)節(jié)部等在內(nèi)的供給設備組178。在刷洗臂172上支承有刷洗清洗器具180。在刷洗清洗器具180的頂端部設有例如多個絲狀、海綿狀的刷180a。刷洗臂172利用圖9所示的清洗器具驅動部181在導軌170上自由移動，能夠使刷洗清洗器具180從杯狀件162的Y方向的負方向側的外側移動到杯狀件162內(nèi)的晶圓WuU勺中心部上方。并且，刷洗臂172利用清洗器具驅動部181自由升降，能夠調(diào)節(jié)刷洗清洗器具180的高度。另外，在以上結構中，純水噴嘴173與刷洗清洗器具180由各不相同的臂支承，但是，純水噴嘴173與刷洗清洗器具180也可以由相同的臂支承。并且，也可以省略純水噴嘴173而從刷洗清洗器具180供給純水。并且，也可以省略杯狀件162而在處理容器150的底面連接用于排出液體的排出管和用于排出處理容器150內(nèi)的氣氛氣體的排氣管。并且，也可以在以上的結構的表面親水化裝置40中設置防止帶電用的電離器(未圖示)。接下來，說明上述接合裝置41的結構。如圖10所示，接合裝置41具有能夠使內(nèi)部密閉的處理容器190。在處理容器190的靠晶圓輸送區(qū)域60側的側面上形成有晶圓％、Wp層疊晶圓Wt的輸入輸出口 191，在該輸入輸出口 191上設有開閉器192。另外，在處理容器190的內(nèi)部產(chǎn)生有被稱為下降流的朝向鉛垂下方向的氣流。于是，將處理容器190的內(nèi)部的氣氛氣體從排氣口(未圖示)排出。處理容器190的內(nèi)部被內(nèi)壁193劃分成輸送區(qū)域Tl與處理區(qū)域T2。上述輸入輸·出口 191形成于處理容器190的輸送區(qū)域Tl處的側面。并且，在內(nèi)壁193上也形成有晶圓WpWp層疊晶圓Wt的輸出輸出口 194。在輸送區(qū)域Tl的X方向的正方向側設有用于對晶圓Wu^進行暫時載置的傳送裝置200。傳送裝置200例如形成為兩層并能夠同時載置晶圓WuJp層疊晶圓Wt中的任意兩個晶圓。在輸送區(qū)域Tl中設有在沿X方向延伸的輸送路徑201上自由移動的晶圓輸送體202。如圖10和圖11所示，晶圓輸送體202在鉛垂方向和繞鉛垂軸線方向上也自由移動，能夠在輸送區(qū)域Tl內(nèi)或在輸送區(qū)域Tl與處理區(qū)域T2之間輸送晶圓WpWp層疊晶圓WT。在輸送區(qū)域Tl的X方向的負方向側設有用于對晶圓Wu^的水平方向的朝向進行調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機構210。如圖12所示，位置調(diào)節(jié)機構210包括基座211 ;保持部212，其吸附保持晶圓并使晶圓旋轉；檢測部213，其用于檢測晶圓的凹口部的位置。并且，在位置調(diào)節(jié)機構210中，通過一邊使由保持部212吸附保持的晶圓旋轉一邊利用檢測部213來檢測晶圓的凹口部的位置，調(diào)節(jié)該凹口部的位置而調(diào)節(jié)晶圓％、Wl的水平方向的朝向。如圖10和圖11所示，在處理區(qū)域T2中設有利用上表面載置和保持下晶圓\的下部吸盤220與利用下表面吸附保持上晶圓Wu的上部吸盤221。上部吸盤221設在下部吸盤220的上方并能夠與下部吸盤220相對配置。即，能夠相對地配置由下部吸盤220保持的下晶圓與由上部吸盤221保持的上晶圓％。在下部吸盤220的內(nèi)部設有與真空泵(未圖示)連通的吸引管(未圖示)。利用來自該吸引管的吸引，能夠將下晶圓\吸附保持在下部吸盤220的上表面。如圖11所示，在下部吸盤220的下方，經(jīng)由軸222設有吸盤驅動部223。下部吸盤220利用該吸盤驅動部223自由升降。并且，下部吸盤220也可以利用吸盤驅動部223而在水平方向上自由移動，下部吸盤220還可以利用吸盤驅動部223繞鉛垂軸線自由旋轉。如圖13所示，在上部吸盤221中形成有兩個缺口部230、231。第I缺口部230以不與后述的翻轉機構250的保持臂251干涉的方式形成。并且，第2缺口部231以不與后述的推動構件240干涉的方式形成。如圖14所示，上部吸盤221的內(nèi)部被劃分為多個、例如3個區(qū)域221a、221b、221c。在各區(qū)域221a、221b、221c中分別獨立地設有用于吸附保持上晶圓Wu的吸引管232a、232b、232c。各吸引管232a、232b、232c分別與不同的真空泵233a、233b、233c連接。因此，上部吸盤221能夠針對各區(qū)域221a、221b、221c中的每一個區(qū)域設定上晶圓Wu的抽真空。如圖11所示，在上部吸盤221的上方設有沿Y方向延伸的導軌234。上部吸盤221利用吸盤驅動部235在導軌234上自由移動。并且,上部吸盤221也可以利用吸盤驅動部235在鉛垂方向上自由移動,還可以利用吸盤驅動部235繞鉛垂軸自由旋轉。如圖10和圖11所示，在處理區(qū)域T2中設有推動構件240。推動構件240例如利用氣缸等驅動部241自由升降。并且，在后述的接合晶圓時，推動構件240能夠使下晶圓Wlj的一端部和上晶圓Wu的與該下晶圓Wlj的一端部相對的一端部相抵接，并對下晶圓 Wu的一端部和上晶圓Wu的與該下晶圓\的一端部相對的一端部進行按壓。在輸送區(qū)域Tl中設有翻轉機構250，該翻轉機構250在該輸送區(qū)域Tl與處理區(qū)域T2之間移動且使上晶圓Wu的表面和背面翻轉。如圖15所示，翻轉機構250具有用于保持上晶圓Wu的保持臂251。在保持臂251上設有對上晶圓Wu進行吸附和水平保持的吸附盤252。保持臂251由第I驅動部253支承。保持臂251能夠利用該第I驅動部253繞水平軸線自由轉動并在水平方向上伸縮。在第I驅動部253的下方設有第2驅動部254。第I驅動部253能夠利用該第2驅動部254繞鉛垂軸線自由旋轉并在鉛垂方向上升降。并且，第2驅動部254安裝于圖10和圖11所示的、在Y方向上延伸的導軌255。導軌255從處理區(qū)域T2延伸到輸送區(qū)域Tl。翻轉機構250能夠利用該第2驅動部254沿導軌255在位置調(diào)節(jié)機構210與上部吸盤221之間移動。另外，翻轉機構250的結構并不限定于上述實施方式的結構，只要翻轉機構250能夠使上晶圓Wu的表面和背面翻轉即可。并且，也可以將翻轉機構250設于處理區(qū)域T2。并且，也可以將翻轉機構設于晶圓輸送體202，并在翻轉機構250的位置設置其他的輸送部件。 另外，如后述那樣，為了對由下部吸盤220保持的下晶圓I與由上部吸盤221保持的上晶圓Wu的水平方向的位置進行調(diào)節(jié)，在處理區(qū)域T2中設有后述的用于對下晶圓I的表面Wu進行拍攝的下部拍攝構件和用于對上晶圓Wu的表面Wui進行拍攝的上部拍攝構件。下部拍攝構件和上部拍攝構件使用例如廣角型的CCD照相機。如圖I所示，在以上的接合系統(tǒng)I中設有控制裝置300?？刂蒲b置300例如是計算機，其具有程序存儲部(未圖示)。在程序存儲部中存儲有程序，該程序用于對接合系統(tǒng)I中的晶圓WpWp層疊晶圓Wt的處理進行控制。并且，在程序存儲部中還存儲有用于對上述各種處理裝置、輸送裝置等的驅動系統(tǒng)的動作進行控制以實現(xiàn)在接合系統(tǒng)I中進行的后述的接合處理的程序。另外，上述程序存儲于例如計算機可讀取的硬盤(HD)、軟盤(FD)、光盤(⑶)、光磁盤(MO)、存儲卡等計算機可讀取的存儲介質H中，并且上述程序也可以從該存儲介質H安裝到控制裝置300中。接著，根據(jù)圖16來說明在以上那樣構成的接合系統(tǒng)I中進行晶圓的接合處理在該接合系統(tǒng)I內(nèi)產(chǎn)生的氣流。另外，圖16中的箭頭表示氣流的方向。在接合系統(tǒng)I中，接合裝置41內(nèi)的壓力是最高壓。因此，相對于晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)的壓力，接合裝置41內(nèi)的壓力為正壓，當打開接合裝置41的開閉器192時，產(chǎn)生從接合裝置41朝向晶圓輸送區(qū)域60的氣流。并且，相對于表面活化裝置30內(nèi)的壓力、表面親水化裝置40內(nèi)的壓力、第3處理區(qū)G3內(nèi)的壓力和輸入輸出站2內(nèi)的壓力，晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)的壓力為正壓。因而，當打開開閉器83、152等時，產(chǎn)生從晶圓輸送區(qū)域60朝向表面活化裝置30、表面親水化裝置40、第3處理區(qū)G3和輸入輸出站2的氣流。另外，相對于輸入輸出站2內(nèi)的壓力，第3處理區(qū)G3內(nèi)的壓力為正壓。并且，在表面活化裝置30內(nèi)，相對于輸送部72內(nèi)的壓力，處理部70內(nèi)的壓力和輸入輸出部71內(nèi)的壓力為正壓。即，當打開閘閥73時，來自吸氣口(未圖示)的吸氣導致產(chǎn)生從處理部70朝向輸送部72的氣流。另外，也可以在打開閘閥73的期間例如主動使氮氣從處理部70內(nèi)朝向輸送部72流動而產(chǎn)生氣流。而且，當打開開閉器84時，還產(chǎn)生從輸入輸出部71朝向輸送部72的氣流。接著，說明使用以上那樣構成的接合系統(tǒng)I進行的晶圓WuJl的接合處理方法。圖17是表示該晶圓接合處理的主要工序的例子的流程圖。 首先，將容納了多張上晶圓Wu的晶圓盒Cu、容納了多張下晶圓\的晶圓盒Q及空的晶圓盒Ct載置于輸入輸出站2的規(guī)定的晶圓盒載置板11。之后，利用晶圓輸送裝置22將晶圓盒Cu內(nèi)的上晶圓Wu取出，并將上晶圓Wu輸送到處理站3的第3處理區(qū)G3的傳送裝置50。其次，利用晶圓輸送裝置61將上晶圓Wu輸送到第I處理區(qū)G I的表面活化裝置30。輸入到表面活化裝置30的上晶圓Wu經(jīng)由傳送單元80而被晶圓輸送體90輸送到處理單元101。在處理單元101中，首先，打開閘閥73，利用晶圓輸送體90將上晶圓％輸入到熱處理板130的上方。接著，使升降銷133上升，在將上晶圓Wu從晶圓輸送體90交接到升降銷133之后，使升降銷133下降，將上晶圓Wu載置到熱處理板130。然后，使熱處理板130上的上晶圓Wu維持成規(guī)定的溫度、例如25°C 300°C。此時，關閉閘閥73，利用真空泵113將處理容器110內(nèi)的氣氛減壓至規(guī)定的真空度、例如67Pa 333Pa(0. 5Torr 2. 5Torr)。在自由基生成單元100中，對例如氧氣、氮氣和氬氣等處理氣體進行等離子體激勵而生成自由基。之后，由自由基生成單元100生成的自由基經(jīng)由供給管120、供給口 121而供給到處理單元101的處理容器110內(nèi)的自由基供給區(qū)域Rl。被供給的自由基穿過自由基導入板140并在水平面內(nèi)均勻地擴散，從而被導入到處理區(qū)域Rl中。利用該自由基來去除熱處理板130上的上晶圓Wu的表面Wui上的有機物。此時，主要依靠氧氣的自由基來去除表面Wm上的有機物。并且，氧氣的自由基還能夠促進上晶圓Wu的表面Wm的氧化、即親水化。并且，由于氬氣的等離子體具有一定程度的高能量，因此，可以利用該氬氣的自由基來積極地(物理方法)去除表面Wui上的有機物。并且，氬氣的自由基還具有將在處理容器110內(nèi)的氣氛氣體中含有的殘留水分去除這樣的效果。如此，使上晶圓Wu的表面Wm活化(圖17的工序SI)。之后，打開閘閥73，使升降銷133上升，將上晶圓％從升降銷133交接到晶圓輸送體90。然后，利用晶圓輸送體90將上晶圓Wu輸送到調(diào)溫單元81，將溫度調(diào)節(jié)至規(guī)定的溫度、例如25°C。另外，當從處理單元101輸出上晶圓Wu時，例如利用氮氣對處理容器110內(nèi)進行吹掃。
接著，利用晶圓輸送裝置61將上晶圓Wu輸送到第2處理區(qū)G2的表面親水化裝置40。輸入到表面親水化裝置40的上晶圓Wu從晶圓輸送裝置61交接到旋轉吸盤160并由旋轉吸盤160吸附保持。接著，利用噴嘴臂171使待機部175的純水噴嘴173移動到上晶圓Wu的中心部的上方，并且，利用刷洗臂172使刷洗清洗器具180移動到上晶圓Wu之上。之后，一邊利用旋轉吸盤160使上晶圓Wu旋轉，一邊從純水噴嘴173向上晶圓％上供給純水。于是，羥基附著于上晶圓Wu的表面Wui而使該表面Wm親水化。并且，利用來自純水噴嘴173的純水與刷洗清洗器具180來清洗上晶圓Wu的表面Wui (圖17的工序S2)。接著，利用晶圓輸送裝置61將上晶圓Wu輸送到第2處理區(qū)G2的接合裝置41。輸入到接合裝置41的上晶圓Wu經(jīng)由傳送裝置200而被晶圓輸送體202輸送到位置調(diào)節(jié)機構210。然后，利用位置調(diào)節(jié)機構210來調(diào)節(jié)上晶圓Wu的水平方向的朝向(圖17的工序S3)。 之后，將上晶圓Wu從位置調(diào)節(jié)機構210交接到翻轉機構250的保持臂251。接著，在輸送區(qū)域Tl中，通過使保持臂251翻轉來使上晶圓Wu的表面和背面翻轉(圖17的工序S4)。SP，使上晶圓Wu的表面Wui朝向下方。之后，翻轉機構250移動到上部吸盤221側，將上晶圓Wu從翻轉機構250交接到上部吸盤221。由上部吸盤221吸附保持上晶圓Wu的背面WU2。然后，利用吸盤驅動部235使上部吸盤221移動到下部吸盤220的上方且與該下部吸盤220相對的位置。并且，上晶圓Wu在上部吸盤221處待機，直到后述的下晶圓\被輸送到接合裝置41。另外，也可以在翻轉機構250的移動過程中進行上晶圓Wu的表面和背面的翻轉。在對上晶圓Wu進行上述的工序SI 工序S4的處理的期間，接著該上晶圓Wu進行下晶圓I的處理。首先，利用晶圓輸送裝置22將晶圓盒Q內(nèi)的下晶圓I取出，并將下晶圓\輸送到處理站3的傳送裝置50。接著，利用晶圓輸送裝置61將下晶圓輸送到表面活化裝置30，使下晶圓\的表面Wu活化(圖17的工序S5)。另外，由于在工序S5中進行的下晶圓\的表面Wu的活化與上述工序SI相同，因此省略詳細的說明。之后，利用晶圓輸送裝置61將下晶圓I輸送到表面親水化裝置40，使下晶圓I的表面Wu親水化并清洗該表面Wu (圖17的工序S6)。另外，由于在工序S6中進行的下晶圓Wl的表面Wu的親水化和清洗與上述工序S2相同，因此省略詳細的說明。之后，利用晶圓輸送裝置61將下晶圓\輸送到接合裝置41。輸入到接合裝置41的下晶圓I經(jīng)由傳送裝置200而被晶圓輸送體202輸送到位置調(diào)節(jié)機構210。然后，利用位置調(diào)節(jié)機構210來調(diào)節(jié)下晶圓\的水平方向的朝向(圖17的工序S7)。之后，利用晶圓輸送體202將下晶圓I輸送到下部吸盤220，由下部吸盤220吸附保持下晶圓此時，以使下晶圓\的表面Wu朝向上方的方式將該下晶圓\的背面\2保持于下部吸盤220。另外，也可以在下部吸盤220的上表面形成與晶圓輸送體202的形狀相適應的槽(未圖示)，從而在進行下晶圓\的交接時避免晶圓輸送體202與下部吸盤220干涉。接著，對由下部吸盤220保持的下晶圓I與由上部吸盤221保持的上晶圓Wu的水平方向的位置進行調(diào)節(jié)。如圖18所示，在下晶圓I的表面Wu形成有預先確定的多個基準點A，同樣，在上晶圓Wu的表面Wm形成有預先確定的多個基準點B。并且，使下部拍攝構件260在水平方向上移動，對下晶圓I的表面Wu進行拍攝。并且，使上部拍攝構件261在水平方向上移動，對上晶圓Wu的表面Wm進行拍攝。之后，利用上部吸盤221來調(diào)節(jié)上晶圓Wu的水平方向的位置，使得顯示在下部拍攝構件260拍攝的圖像中的下晶圓\的基準點A的位置與顯示在上部拍攝構件261拍攝的圖像中的上晶圓Wu的基準點B的位置一致。如此，對上晶圓Wu與下晶圓I之間的水平方向的位置進行調(diào)節(jié)(圖17的工序S8)。另外，在下部吸盤220利用吸盤驅動部223在水平方向自由移動的情況下，也可以利用該下部吸盤220來調(diào)節(jié)下晶圓\的水平方向的位置，并且，也可以利用下部吸盤220和上部吸盤221這兩者來對上晶圓Wu與下晶圓\的水平方向的相對位置進行調(diào)節(jié)。然后，如圖19所示，利用吸盤驅動部223使下部吸盤220上升并將下晶圓\配置在規(guī)定的位置。此時，以使下晶圓I的表面Wu與上晶圓Wu的表面Wui之間的間隔D為規(guī)定的距離、例如0. 5mm的方式配置下晶圓Wp如此對上晶圓Wu與下晶圓W^之間的鉛垂方向上的位置進行調(diào)節(jié)(圖17的工序S9)。 之后，如圖20所示，使推動構件240下降，使下晶圓\的一端部與上晶圓Wu的一端部相抵接并對下晶圓\的一端部與上晶圓Wu的一端部進行按壓(圖17的工序S10)。此時，在上部吸盤221的全部的區(qū)域221a、221b、221c中對上晶圓Wu進行抽真空。之后，如圖21所示，在利用推動構件240按壓下晶圓\的一端部與上晶圓Wu的一端部的狀態(tài)下，停止在上部吸盤221的區(qū)域221a處對上晶圓Wu進行的抽真空。于是，保持于區(qū)域221a的上晶圓Wu下落到下晶圓\上。并且，從上晶圓Wu的一端側朝向另一端側按區(qū)域221a、221b、221c的順序來停止對上晶圓Wu進行的抽真空。如此，如圖22所示，使上晶圓Wu的表面Wm與下晶圓\的表面Wu在整個面上抵接。由于抵接著的上晶圓Wu的表面Wm與下晶圓\的表面Wu分別已經(jīng)在工序S1、S5中被活化，因此，首先，在表面Wm、Wu之間產(chǎn)生范德華力而將該表面Wui、Wu彼此接合。之后，由于上晶圓Wu的表面Wui與下晶圓\的表面Wu分別已經(jīng)在工序S2、S6中被親水化，因此，在表面Wm、Wu之間的親水基產(chǎn)生氫鍵結合，將表面Wui、Wu彼此牢固地接合。如此，將上晶圓Wu與下晶圓I接合(圖17的工序S11)。另外，在本實施方式中，按區(qū)域221a、221b、221c的順序來停止對上晶圓Wu進行的抽真空,但是,抽真空的停止方法并不限定于此。例如，也可以在區(qū)域221a、221b中同時停止抽真空,然后在區(qū)域221c中停止抽真空。并且，也可以在各區(qū)域221a、221b、221c之間改變停止抽真空的時間間隔。例如,也可以在停止區(qū)域221a中的抽真空I秒鐘后在停止區(qū)域221b中的抽真空，并在停止該區(qū)域221b中的抽真空2秒鐘后停止在區(qū)域221c中的抽真空。利用晶圓輸送裝置61將由上晶圓Wu與下晶圓\接合而成的層疊晶圓Wt輸送到傳送裝置51，然后利用輸入輸出站2的晶圓輸送裝置22將層疊晶圓Wt輸送到規(guī)定的晶圓盒載置板11的晶圓盒CT。如此，完成一系列的晶圓WpWl的接合處理。采用以上的實施方式，在表面活化裝置30中使晶圓Wu的表面Wm、晶圓\的表面Wli活化后，在表面親水化裝置40中使晶圓Wu的表面Wui、晶圓\的表面Wu親水化，從而能夠在該表面Wm、Wu形成羥基。然后，在接合裝置41中，利用范德華力將活化后的晶圓Wu的表面Wui、晶圓\的表面Wu彼此接合，之后，使親水化后的晶圓Wu表面Wui的羥基、W[的表面Wu的羥基發(fā)生氫鍵結合，從而能夠將晶圓WuU皮此牢固地接合。因此，不必如以往那樣在使晶圓重疊的狀態(tài)下進行按壓。因而，晶圓不用擔心如以往那樣破損，并且，晶圓WpWl也不用擔心產(chǎn)生錯位。并且，由于晶圓WpWJ皮此是僅利用范德華力和氫鍵而接合的，因此，能夠使接合所需要的時間縮短。因而，采用本實施方式，能夠將晶圓WuU皮此適當?shù)亟雍喜⑻岣呔A接合處理的生產(chǎn)率。并且，由于輸入輸出站2能夠保有多個晶圓WpWl或多個層疊晶圓WT，因此，能夠從輸入輸出站2向處理站3連續(xù)地輸送基板并在處理站3中連續(xù)地處理晶圓WpWy因此，能夠進一步提高晶圓接合處理的生產(chǎn)率。并且，在表面親水化裝置40中，由于向晶圓Wu的表面Wm、晶圓\的表面Wu供給純水來使該表面Wm、Wu親水化并清洗該表面Wm、Wli,因此，可以適當?shù)厝コ砻鎃m、Wu上的氧化膜、微粒。因而，之后，能夠在接合裝置41中將晶圓WpWJ皮此適當?shù)亟雍?。并且，在接合系統(tǒng)I中，由于接合裝置41內(nèi)的壓力是最高壓，因此產(chǎn)生從接合裝置41朝向晶圓輸送區(qū)域60的氣流。即，來自外部的氣氛氣體不會流入接合裝置41內(nèi)。因而，微粒等不會從外部流入接合裝置41內(nèi)，能夠適當?shù)剡M行晶圓的接合。此外，由于相對于表面活化裝置30內(nèi)的壓力、表面親水化裝置40內(nèi)的壓力、第3處理區(qū)G3內(nèi)的壓力和輸入輸出站2內(nèi)的壓力，晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)的壓力為正壓，因此，產(chǎn) 生從晶圓輸送區(qū)域60朝向表面活化裝置30、表面親水化裝置40、第3處理區(qū)G3和輸入輸出站2的氣流。因而，能夠在輸送過程中抑制微粒附著于晶圓Ul和層疊晶圓WT。此外,在表面活化裝置30中，相對于輸送部72內(nèi)的壓力，處理部70內(nèi)的壓力和輸入輸出部71內(nèi)的壓力為正壓，當打開閘閥73時，來自吸氣口(未圖示)的吸氣會導致產(chǎn)生從處理部70朝向輸送部72的氣流。即，氣氛氣體不會從外部流入處理部70內(nèi)。因而，微粒等不會從外部流入處理部70內(nèi)，能夠適當?shù)剡M行晶圓Wu表面Wui、晶圓\的表面Wu的活化。并且，由于將表面活化裝置30、表面親水化裝置40和輸入輸出站2內(nèi)的氣氛氣體排出到外部，因此，使接合系統(tǒng)I內(nèi)的全部氣氛氣體排出到外部。因而，能夠抑制微粒存在于接合系統(tǒng)I內(nèi)的氣氛氣體中。如圖23所示，在以上實施方式的接合系統(tǒng)I中，還可以設置用于對用接合裝置41接合的層疊晶圓Wt進行檢查的檢查裝置310。檢查裝置310例如配置于第3處理區(qū)G3的最上層。如圖24所示，檢查裝置310具有處理容器320。如圖25所示，在處理容器320的靠晶圓輸送區(qū)域60側的側面形成有用于對層疊晶圓Wt進行輸入輸出的輸入輸出口 321，在該輸入輸出口 321上設有開閉器322。另外，相對于晶圓輸送區(qū)域60內(nèi)的壓力，處理容器320內(nèi)的壓力為負壓，當打開開閉器322時，產(chǎn)生從晶圓輸送區(qū)域60朝向檢查裝置310的氣流。如圖24所示，在處理容器320內(nèi)設有用于對層疊晶圓^進行吸附保持的吸盤330。該吸盤330例如利用具有電動機等的吸盤驅動部331而自由旋轉、自由停止并具有調(diào)節(jié)層疊晶圓Wt的位置的對準功能。在處理容器320的底面設有從處理容器320內(nèi)的一端側(圖24中的Y方向的負方向偵彳)延伸到另一端側(圖24中的Y方向的正方向偵彳)的導軌332。吸盤驅動部331安裝在導軌332上。吸盤330能夠利用該吸盤驅動部331沿導軌332移動并自由升降。在處理容器320內(nèi)的另一端側(圖24的Y方向的正方向側)的側面設有拍攝部340。拍攝部340使用例廣角型的C⑶照相機。在處理容器320的上部中央附近設有半透半反鏡341。半透半反鏡341設在與拍攝部340相對的位置，并以相對于鉛垂方向傾斜45度的方式設置。在半透半反鏡341的上方設有對層疊晶圓Wt進行紅外線照射的紅外線照射部342，半透半反鏡341與紅外線照射部342固定于處理容器320的上表面。并且，如圖25所示，紅外線照射部342在X方向上延伸。在該情況下，利用晶圓輸送裝置61將利用在上述接合裝置41中進行的工序Sll接合起來的層疊晶圓Wt輸送到檢查裝置310。輸入到檢查裝置310的層疊晶圓Wt從晶圓輸送裝置61交接到吸盤330。然后，利用吸盤驅動部331使吸盤330沿導軌332移動，從紅外線照射部342對移動中的層疊晶圓Wt照射紅外線。并且，利用拍攝部340并借助半透半反鏡341來對層疊晶圓Wt的進行全面拍攝。將拍攝的層疊晶圓Wt的圖像輸出到控制裝置300，對在該控制裝置300中是否正在適當?shù)剡M行層疊晶圓Wt的接合、例如層疊晶圓Wt中有無空隙等進行檢查。之后，利用晶圓輸送裝置61將層疊晶圓Wt輸送到傳送裝置51，然后，利用輸入輸出站2的晶圓輸送裝置22將層疊晶圓Wt輸送到規(guī)定的晶圓盒載置板11的晶圓盒CT。采用以上實施方式，由于能夠在檢查裝置310中檢查層疊晶圓WT，因此，能夠根據(jù) 檢查結果來修正接合系統(tǒng)I中的處理條件。因而，能夠進一步將晶圓w 、WJ皮此適當?shù)亟?br> 口 O如圖26所示，在以上的實施方式的接合系統(tǒng)I中，還可以設置用于對用接合裝置41接合起來的層疊晶圓Wt進行加熱處理的熱處理裝置350。熱處理裝置350例如配置于第I處理區(qū)Gl中的表面活化裝置30的、靠輸入輸出站2的那一側。如圖27所示，熱處理裝置350具有能夠將其內(nèi)部封閉的處理容器360。如圖28所示，在處理容器360的靠晶圓輸送區(qū)域60側的側面形成有層疊晶圓Wt的輸入輸出口 361，在該輸入輸出口 361上設有開閉器362。另外,相對于晶圓輸送區(qū)域60的壓力，處理容器360內(nèi)的壓力為負壓，當打開開閉器362時，產(chǎn)生從晶圓輸送區(qū)域60朝向熱處理裝置350的氣流。在處理容器360的內(nèi)部設有用于對層疊晶圓Wt進行加熱處理的加熱部370和用于對層疊晶圓Wt進行冷卻處理的冷卻部371。加熱部370與冷卻部371在Y方向上并列配置，冷卻部371配置于輸入輸出口 361側。如圖27所示，加熱部370包括蓋體380，其位于上側并且上下自由移動；熱板容納部381，其位于下側并與蓋體380成為一體而形成處理室K。蓋體380具有下表面開口的大致圓筒形狀。在蓋體380的上表面中央部設有排氣部380a。從排氣部380a均勻地排出處理室K內(nèi)的氣氛氣體。熱板容納部381包括環(huán)狀的保持構件391，其用于容納熱板390并保持熱板390的外圓周；大致筒狀的支承環(huán)392，其包圍該保持構件391的外周。熱板390呈具有厚度的大致圓盤形狀，其能夠載置和加熱層疊晶圓WT。并且，在熱板390中內(nèi)置有例如利用供電而進行發(fā)熱的加熱器393。例如利用控制裝置300來控制熱板390的加熱溫度，從而將載置在熱板390上的層疊晶圓Wt加熱至規(guī)定的溫度。在熱板390的下方設有例如3根升降銷400，該升降銷400用于從下方支承層疊晶圓Wt而使層疊晶圓Wt升降。能夠利用升降驅動部401使升降銷400上下移動。在熱板390的中央部附近，在例如3個部位形成有沿該熱板390的寬度方向貫穿該熱板390的通孔402。于是，升降銷400能夠貫穿通孔402并從熱板390的上表面突出。
如圖28所示，冷卻板410具有大致方形的平板形狀，冷卻板410的靠熱板390側的端面彎曲為圓弧狀。在冷卻板410中形成有沿Y方向的兩個狹縫411。狹縫411從冷卻板410的靠熱板390側的端面形成到冷卻板410的中央部附近。能夠利用該狹縫411來防止冷卻板410與加熱部370的升降銷400及后述的冷卻部371的升降銷420干涉。此外，在冷卻板410中內(nèi)置有例如冷卻水、帕爾貼(peltier)元件等冷卻構件(未圖示)。利用例如控制裝置300來控制冷卻板410的冷卻溫度，將載置在冷卻板410上的層疊晶圓Wt冷卻至規(guī)定的溫度。如圖27所示，冷卻板410由支承臂412支承。在支承臂412上安裝有驅動部413。驅動部413安裝于沿Y方向上延伸的導軌414。導軌414從冷卻部371延伸到加熱部370。冷卻板410能夠利用該驅動部413沿導軌414在加熱部370與冷卻部371之間移動。在冷卻板410的下方設有例如3根升降銷420，該升降銷420用于從下方支承層疊晶圓Wt而使層疊晶圓Wt升降。升降銷420能夠利用升降驅動部421上下移動。于是，升降銷420貫穿狹縫411并能夠從冷卻板410的上表面突出。 在該情況下，利用晶圓輸送裝置61將利用在上述接合裝置41中進行的工序Sll接合起來的層疊晶圓Wt輸送到熱處理裝置350。當層疊晶圓Wt輸入到熱處理裝置350時，層疊晶圓Wt從晶圓輸送裝置61交接到預先上升并正在待機的升降銷420。接著，使升降銷420下降，將層疊晶圓Wt載置到冷卻板410。然后，利用驅動部413來使冷卻板410沿導軌414移動到熱板390的上方，將層疊晶圓Wt交接到預先上升并正在待機的升降銷400。之后，在關閉蓋體380后，升降銷400下降，將晶圓W載置到熱板390上。然后，將熱板390上的層疊晶圓Wt加熱到規(guī)定的溫度、例如100°C 200°C。通過利用該熱板390進行加熱，將層疊晶圓Wt加熱，使晶圓Wu的表面Wm、晶圓\的表面Wu之間的氫鍵發(fā)生脫水縮合，使該晶圓WpWl更牢固地接合。接著，在打開蓋體380后，升降銷400上升，并且，冷卻板410向熱板390的上方移動。接著，層疊晶圓Wt從升降銷400交接到冷卻板410，冷卻板410向輸入輸出口 361側移動。在該冷卻板410的移動過程中，將層疊晶圓Wt冷卻到規(guī)定的溫度、例如常溫(23°C)。之后，利用晶圓輸送裝置61將層疊晶圓^輸送到傳送裝置51，然后利用輸入輸出站2的晶圓輸送裝置22將層疊晶圓Wt輸送到規(guī)定的晶圓盒載置板11上的晶圓盒CT。此夕卜，在本實施方式中，在上述檢查裝置310設于第3處理區(qū)G3中的情況下，在將層疊晶圓Wt輸送到輸入輸出站2之前，在檢查裝置310中進行層疊晶圓Wt的檢查。采用以上的實施方式，由于能夠在熱處理裝置350中對層疊晶圓Wt進行加熱處理，因此，使晶圓Wu的表面Wm、晶圓\的表面Wu之間的氫鍵發(fā)生脫水縮合，能夠使該晶圓
更牢固地接合。此處，在設置于接合系統(tǒng)I的外部的爐中對從接合系統(tǒng)I輸出的層疊晶圓Wt進行燒制，但是，該層疊晶圓Wt的燒制需要大量的時間。采用本實施方式，能夠縮短該燒制時間。另外，在上述實施方式中，在接合裝置41中，利用推動構件240來對保持于上部吸盤221上晶圓Wu的一端部進行按壓。但是，也可以在上部吸盤221的中央部設置供推動構件240貫穿的缺口并利用推動構件240來按壓上晶圓Wu的中央部，而不是按壓上晶圓Wu的一端部。另外，在該情況下，推動構件240配置在能夠貫穿被設于上部吸盤221的中央部的缺口的位置。下面，說明該情況下的動作。首先，停止上部吸盤221的與上晶圓Wu的中央部相對應的區(qū)域221b的抽真空。然后，利用推動構件240來按壓上晶圓Wu的中央部。在上晶圓Wu的中央部與下晶圓\的中央部相抵接之后，停止上部吸盤221的區(qū)域221a和區(qū)域221c的抽真空。通過如此進行操作，能夠不引起上晶圓Wu與下晶圓\的偏移就使上晶圓Wu與下晶圓I接合。以上，參照附圖來說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但是，本發(fā)明并不限定于該例子。只要是本領域的技術人員，顯然就能夠在權利要求書所述的構思的范圍內(nèi)想到各種變更例或修改例，上述變更例或修改例當然也被認為屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明不限于該例子，而是能夠采用各種實施方式。本發(fā)明還能夠應用于基板為晶圓之外的FPD(平板顯示器)、光掩模用的光掩模板(mask reticle)等其他的基板的情況。產(chǎn)業(yè)h的可利用件本發(fā)明例如在將半導體晶圓等的基板彼此接合時有用。附圖標記說明 I、接合系統(tǒng)；2、輸入輸出站；3、處理站；30、表面活化裝置；40、表面親水化裝置；41、接合裝置；60、晶圓輸送區(qū)域；70、處理部；71、輸入輸出部；72、輸送部；300、控制裝置；310、檢查裝置；350、熱處理裝置^、上晶圓；Wm、表面％、下晶圓；WU、表面；WT、層疊晶圓。
權利要求
1.一種接合系統(tǒng)，其用于將基板彼此接合，其中， 該接合系統(tǒng)包括 處理站，其用于對基板進行規(guī)定的處理并將基板彼此接合； 輸入輸出站，其能夠分別保有多個基板或多個由基板彼此接合而成的層疊基板并相對于上述處理站輸入或輸出基板或層疊基板， 上述處理站包括 表面活化裝置，其用于使基板的將被接合的表面活化； 表面親水化裝置，其用于使基板的利用上述表面活化裝置活化后的表面親水化； 接合裝置，其用于將利用上述表面親水化裝置進行了表面親水化的基板彼此接合； 輸送區(qū)域，其用于相對于上述表面活化裝置、上述表面親水化裝置和上述接合裝置輸送基板或層疊基板。
2.根據(jù)權利要求I所述的接合系統(tǒng)，其中， 上述表面親水化裝置向基板的表面供給純水，使該表面親水化并對該表面進行清洗。
3.根據(jù)權利要求I所述的接合系統(tǒng)，其中， 上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力為大氣壓以上。
4.根據(jù)權利要求3所述的接合系統(tǒng)，其中， 相對于上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力，上述接合裝置內(nèi)的壓力為正壓， 相對于上述表面活化裝置內(nèi)的壓力、上述表面親水化裝置內(nèi)的壓力和上述輸入輸出站內(nèi)的壓力，上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力為正壓。
5.根據(jù)權利要求4所述的接合系統(tǒng)，其中， 上述表面活化裝置包括處理部，其進行用于使基板的表面活化的處理；輸入輸出部，其用于在其與上述輸送區(qū)域之間進行基板的輸入輸出；輸送部，其用于在上述處理部與上述輸入輸出部之間輸送基板， 相對于上述輸送部內(nèi)的壓力，上述處理部內(nèi)的壓力及上述輸入輸出部內(nèi)的壓力為正壓。
6.根據(jù)權利要求I所述的接合系統(tǒng)，其中， 該接合系統(tǒng)具有檢查裝置，該檢查裝置用于對利用上述接合裝置接合起來的層疊基板進行檢查。
7.根據(jù)權利要求I所述的接合系統(tǒng)，其中， 該接合系統(tǒng)具有熱處理裝置，該熱處理裝置用于對利用接合裝置接合起來的層疊基板進行熱處理。
8.一種接合方法，其用于將基板彼此接合，其中， 該接合方法包括以下工序 表面活化工序，在表面活化裝置中使基板的將被接合的表面活化； 表面親水化工序，其在表面活化工序之后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化； 接合工序，其在表面親水化工序之后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合，該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工序。
9.根據(jù)權利要求8所述的接合方法，其中， 在上述表面親水化工序中，向基板的表面供給純水，使該表面親水化并對該表面進行清洗。
10.根據(jù)權利要求8所述的接合方法，其中， 上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力為大氣壓以上。
11.根據(jù)權利要求10所述的接合方法，其中， 相對于上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力，上述接合裝置內(nèi)的壓力為正壓， 相對于上述表面活化裝置內(nèi)的壓力和上述表面親水化裝置內(nèi)的壓力，上述輸送區(qū)域內(nèi)的壓力為正壓。
12.根據(jù)權利要求11所述的接合系統(tǒng)，其中， 上述表面活化裝置包括處理部，其進行用于使基板的表面活化的處理；輸入輸出部，其用于在其與上述輸送區(qū)域之間進行基板的輸入輸出；輸送部，其用于在上述處理部與上述輸入輸出部之間輸送基板， 相對于上述輸送部內(nèi)的壓力，上述處理部內(nèi)的壓力和上述輸入輸出部內(nèi)的壓力為正壓。
13.根據(jù)權利要求8所述的接合方法，其中， 該接合方法具有在上述接合工序后對層疊基板進行檢查的檢查工序。
14.根據(jù)權利要求8所述的接合方法，其中， 該接合方法具有在上述接合工序后對層疊基板進行熱處理的熱處理工序。
15.一種程序，其為了利用接合系統(tǒng)來執(zhí)行將基板彼此接合的接合方法而在控制該接合系統(tǒng)的控制裝置的計算機上運行，其中， 上述接合方法包括 表面活化工序，在表面活化裝置中使基板的欲接合的表面活化； 表面親水化工序，其在表面活化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化； 接合工序，其在表面親水化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵結合來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合， 該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工序。
16.一種計算機存儲介質，其是可讀取的，存儲有為了利用接合系統(tǒng)來執(zhí)行將基板彼此接合的接合方法而在控制該接合系統(tǒng)的控制裝置的計算機上運行的程序，其中， 上述接合方法包括 表面活化工序，在表面活化裝置中使基板的欲接合的表面活化； 表面親水化工序，其在表面活化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到表面親水化裝置，在該表面親水化裝置中使基板的表面親水化； 接合工序，其在表面親水化工序后，經(jīng)由輸送區(qū)域將基板輸送到接合裝置，在該接合裝置中利用范德華力和氫鍵結合來將進行了上述表面活化工序和上述表面親水化工序的基板彼此接合，該接合方法對多個基板連續(xù)地進行上述表面活化工序、表面親水化工序和接合工 序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接合系統(tǒng)、接合方法、程序及計算機存儲介質。接合系統(tǒng)包括輸入輸出站，其能夠保有多個基板或多個層疊基板并相對于處理站進行基板或層疊基板的輸入輸出；處理站，其用于對基板進行規(guī)定的處理，并將基板彼此接合。處理站包括表面活化裝置，其用于使基板的表面活化；表面親水化裝置，其用于使基板的表面親水化并對基板的表面進行清洗；接合裝置，其用于將基板彼此接合；輸送區(qū)域，其用于相對于表面活化裝置、表面親水化裝置和接合裝置輸送基板或層疊基板。
文檔編號H01L21/02GK102714139SQ201180006442
公開日2012年10月3日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2010年3月9日
發(fā)明者北山殖也, 巖下泰治, 田村武, 西林孝浩 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社