(57)【要約】【課題】基板処理装置において、基板を円滑且つ適切に処理する。【解決手段】接合装置１の処理容器１０は、上側に位置する上部容器１１と下側に位置する下部容器１２がシールドベローズ１３によって接続された構成を有している。上部容器１１と下部容器１２との間にはウェハＷの接合処理を行うための処理空間Ｋが形成されている。下部容器１２内には熱処理板２０が設けられ、熱処理板２０の外周部には受渡部材４２を収容可能な切欠き溝２１が形成されている。上部容器１１には、上部容器１１の下面から鉛直下方に延伸する支持部材４１と、ウェハＷの外周部を保持すると共に熱処理板２０との間でウェハＷの受け渡しを行う受渡部材４２と、支持部材４１と受渡部材４２を連結する連結部と備えた受渡アーム４０が設けられている。受渡アーム４０は上部容器１１と共に鉛直方向に移動自在になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理装置であって、
鉛直方向に移動自在の上部容器と、
前記上部容器の下方に対向して設けられ、当該上部容器と一体となって内部に基板の処理空間を形成する下部容器と、
前記下部容器内に設けられ、基板を載置して保持する基板保持部と、
前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支持部材と、当該支持部材に支持され、基板の外周部を保持すると共に前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う受渡部材と備えた受渡アームと、を有し、
前記受渡アームは前記上部容器と共に鉛直方向に移動自在であって、
前記基板保持部の外周部には、前記受渡部材に対応する位置に当該受渡部材を収容可能な切欠き溝が形成されていることを特徴とする、基板処理装置。
【請求項２】
前記受渡部材は、基板の外周部下面を載置する載置部と、当該載置部から上方に延伸し、基板の外周部側面をガイドするガイド部と、当該ガイド部から上方に延伸し、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と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
少なくとも前記ガイド部の一部は、前記受渡部材が前記切欠き溝に収容された状態で当該切欠き溝から突出していることを特徴とする、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記受渡部材は円筒形状を有し、
前記載置部、前記ガイド部及び前記テーパ部は、前記受渡部材の上部を切り欠いて形成され、
前記切欠き溝は前記基板保持部の上下面間に形成され、
前記基板保持部の上面には、前記受渡部材に対応する位置に当該受渡部材を挿通させるための貫通孔が形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支柱と、支柱の下端から前記基板保持部の外周部に沿って水平方向に延伸する支持梁と、を有し、
前記受渡部材は、前記支持梁に複数設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記受渡アームは、基板処理装置の外部の搬送アームとの間で基板の受け渡しを行い、
前記搬送アームは、基板を保持し、且つ前記基板の外周部に沿って基板の径よりも大きい径で延伸するアーム部を備え、
前記支持部材と前記受渡部材との間には、水平方向に延伸する連結部材が設けられ、
前記支持部材、前記受渡部材及び前記連結部材に囲まれて形成される通路空間は、前記アーム部が通り抜け可能に構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記受渡アームは、基板処理装置の外部の搬送アームとの間で基板の受け渡しを行い、
前記搬送アームは、基板を保持し、且つ基板の径よりも小さい間隔で直線状に延伸する２本のアーム部を備え、
前記受渡部材は、前記アーム部の外側に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持部は、当該基板保持部上の基板を熱処理する熱処理機構を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板処理装置は、基板を重ねた重合基板の接合処理を行うことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記基板処理装置は、基板表面の疎水化処理を行うことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１１】
基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記基板処理装置は、
鉛直方向に移動自在の上部容器と、
前記上部容器の下方に対向して設けられ、当該上部容器と一体となって内部に基板の処理空間を形成する下部容器と、
前記下部容器内に設けられ、基板を載置して保持する基板保持部と、
前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支持部材と、当該支持部材に支持され、基板の外周部を保持すると共に前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う受渡部材と備えた受渡アームと、を有し、
前記基板処理方法は、
前記上部容器を前記基板保持部側に下降させると共に、基板を保持する前記受渡アームを前記基板保持部側に下降させ、
前記受渡部材を前記基板保持部に形成された切欠き溝に収容して、基板を前記受渡アームから前記基板保持部上に受け渡し、
前記受渡部材が前記切欠き溝に収容された状態で、基板に所定の処理を行うことを特徴とする、基板処理方法。
【請求項１２】
前記基板保持部に設けられた熱処理機構によって、当該基板保持部上の基板を熱処理することを特徴とする、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記所定の処理は、基板を重ねた重合基板の接合処理であることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記所定の処理は、基板表面の疎水化処理であることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずかに記載の基板処理方法を基板処理装置によって実行させるために、当該基板処理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１６】
請求項１５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法、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、半導体デバイスの高集積化が進んでいる。高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置し、これら半導体デバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、また配線遅延が大きくなることが懸念される。
【０００３】
そこで、半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術を用いることが提案されている。この３次元集積技術においては、例えば貼り合わせ装置を用いて、２枚の基板の貼り合わせが行われる。貼り合わせ装置は、内部に基板保持部が配置された下チャンバと、内部にステージが配置された上チャンバとを有している。そして、基板保持部に第１基板と第２基板が保持された状態で、上チャンバが下チャンバ側に下降し、当該上チャンバと下チャンバが一体になって真空チャンバが形成される。その後、真空チャンバ内の雰囲気を真空引きして所定の真空度にした後、基板保持部が上昇して第１基板と第２基板が基板保持部とステージとの間に挟まれて押圧され、当該第１基板と第２基板の貼り合わせが行われる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４０８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、基板保持部に第１基板を載置する際には、例えば第１基板の裏面を保持する搬送アームが用いられる。この場合、搬送アームから基板保持部に第１基板を受け渡す際、搬送アームと基板保持部が干渉してしまう。
【０００６】
そこで、かかる干渉を回避するため、例えば第１基板を支持し昇降させるための昇降ピンを用いることが考えられる。この昇降ピンは、例えば昇降ピンの支持部材を介して下チャンバの外部に設けられた昇降駆動部によって上下動できる。支持部材には、真空チャンバ内を密閉空間にして所定の真空度に維持するため、例えばＯリングなどのシール材が設けられている。また、基板保持部には当該基板保持部を厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、昇降ピンは貫通孔を挿通し、基板保持部の上面から突出可能になっている。そして、基板保持部の上方において搬送アームから昇降ピンに第１基板が受け渡された後、昇降ピンが下降することで、第１基板が基板保持部に保持される。
【０００７】
しかしながら、昇降ピンを用いて第１基板を基板保持部に載置する場合、基板保持部の下方の雰囲気がパーティクルと共に基板保持部の貫通孔から上方に流出するおそれがある。かかる場合、基板保持部の上方に流出したパーティクルによって基板の貼り合わせが適切に行われない。
【０００８】
また、真空チャンバ内に昇降ピンが設けられるため、当該真空チャンバの体積が大きくなり、真空チャンバ内を所定の真空度に真空引きする時間が長くなる。このため、基板の貼り合わせ処理のスループットが長くなる。
【０００９】
しかも、支持部材に設けられたシール材の信頼性が低く、真空チャンバ内を完全な密閉空間にできない場合がある。この場合、真空チャンバ内の雰囲気を所定の真空度に維持するのは困難である。そして、真空チャンバ内の雰囲気の実際の気圧と所定の真空度との圧力差に比例して、基板を押圧する際の荷重が小さくなる。そうすると、基板を適切に貼り合わせることができない。
【００１０】
また、複数の基板の貼り合わせを行う場合、昇降ピンが下降してから上チャンバが下降するまでの時間に変動が生じる可能性があり、基板の貼り合わせ処理にバラツキが発生する。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、鉛直方向に移動自在の上部容器と当該上部容器の下方に対向して設けられた下部容器とを有する基板処理装置において、基板を円滑且つ適切に処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板の処理装置であって、鉛直方向に移動自在の上部容器と、前記上部容器の下方に対向して設けられ、当該上部容器と一体となって内部に基板の処理空間を形成する下部容器と、前記下部容器内に設けられ、基板を載置して保持する基板保持部と、前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支持部材と、当該支持部材に支持され、基板の外周部を保持すると共に前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う受渡部材と備えた受渡アームと、を有し、前記受渡アームは前記上部容器と共に鉛直方向に移動自在であって、前記基板保持部の外周部には、前記受渡部材に対応する位置に当該受渡部材を収容可能な切欠き溝が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、受渡アームが鉛直方向に移動自在に構成され、基板保持部の外周部に切欠き溝が形成されているので、受渡アームと基板保持部とが干渉することなく、受渡アームから基板保持部に基板を受け渡すことができる。また、従来の昇降ピンが不要となるので、基板保持部に昇降ピン用の貫通孔を形成する必要がなく、基板保持部の下方のパーティクルが処理空間に流出することがない。したがって、基板の処理を適切に行うことができる。また、処理空間を従来より小さくすることができるので、例えば処理空間内を所定の真空度の真空雰囲気とする場合、当該処理空間内を真空引きする時間を短くすることができる。しかも、受渡アームは上部容器の下面に設けられているので、従来の昇降ピン用の昇降駆動部が不要となり、処理空間を密閉空間とすることができる。これによって、処理空間内を所定の真空度にすることができる。さらに、受渡アームは上部容器と共に鉛直方向に移動自在であるので、例えば基板処理装置で複数の基板の処理を連続して行う場合でも、基板処理のバラツキを抑制することができ、基板処理の安定性を向上させることができる。以上のように、本発明によれば基板を円滑且つ適切に処理することができる。
【００１４】
前記受渡部材は、基板の外周部下面を載置する載置部と、当該載置部から上方に延伸し、基板の外周部側面をガイドするガイド部と、当該ガイド部から上方に延伸し、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と、を有していてもよい。
【００１５】
少なくとも前記ガイド部の一部は、前記受渡部材が前記切欠き溝に収容された状態で当該切欠き溝から突出していてもよい。
【００１６】
前記受渡部材は円筒形状を有し、前記載置部、前記ガイド部及び前記テーパ部は、前記受渡部材の上部を切り欠いて形成され、前記切欠き溝は前記基板保持部の上下面間に形成され、前記基板保持部の上面には、前記受渡部材に対応する位置に当該受渡部材を挿通させるための貫通孔が形成されていてもよい。
【００１７】
前記支持部材は、前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支柱と、支柱の下端から前記基板保持部の外周部に沿って水平方向に延伸する支持梁と、を有し、前記受渡部材は、前記支持梁に複数設けられていてもよい。
【００１８】
前記受渡アームは、基板処理装置の外部の搬送アームとの間で基板の受け渡しを行い、前記搬送アームは、基板を保持し、且つ前記基板の外周部に沿って基板の径よりも大きい径で延伸するアーム部を備え、前記支持部材と前記受渡部材との間には、水平方向に延伸する連結部材が設けられ、前記支持部材、前記受渡部材及び前記連結部材に囲まれて形成される通路空間は、前記アーム部が通り抜け可能に構成されていてもよい。
【００１９】
前記受渡アームは、基板処理装置の外部の搬送アームとの間で基板の受け渡しを行い、前記搬送アームは、基板を保持し、且つ基板の径よりも小さい間隔で直線状に延伸する２本のアーム部を備え、前記受渡部材は、前記アーム部の外側に設けられていてもよい。
【００２０】
前記基板保持部は、当該基板保持部上の基板を熱処理する熱処理機構を有していてもよい。
【００２１】
前記基板処理装置は、基板を重ねた重合基板の接合処理を行ってもよい。
【００２２】
前記基板処理装置は、基板表面の疎水化処理を行ってもよい。
【００２３】
別な観点による本発明は、基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記基板処理装置は、鉛直方向に移動自在の上部容器と、前記上部容器の下方に対向して設けられ、当該上部容器と一体となって内部に基板の処理空間を形成する下部容器と、前記下部容器内に設けられ、基板を載置して保持する基板保持部と、前記上部容器の下面から鉛直下方に延伸する支持部材と、当該支持部材に支持され、基板の外周部を保持すると共に前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う受渡部材と備えた受渡アームと、を有し、前記基板処理方法は、前記上部容器を前記基板保持部側に下降させると共に、基板を保持する前記受渡アームを前記基板保持部側に下降させ、前記受渡部材を前記基板保持部に形成された切欠き溝に収容して、基板を前記受渡アームから前記基板保持部上に受け渡し、前記受渡部材が前記切欠き溝に収容された状態で、基板に所定の処理を行うことを特徴としている。
【００２４】
前記基板保持部に設けられた熱処理機構によって、当該基板保持部上の基板を熱処理してもよい。
【００２５】
前記所定の処理は、基板を重ねた重合基板の接合処理であってもよい。
【００２６】
前記所定の処理は、基板表面の疎水化処理であってもよい。
【００２７】
また別な観点による本発明によれば、前記基板処理方法を基板処理装置によって実行させるために、当該基板処理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。
【００２８】
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】
【００２９】
本発明によれば、鉛直方向に移動自在の上部容器と当該上部容器の下方に対向して設けられた下部容器とを有する基板処理装置において、基板を円滑且つ適切に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態にかかる接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】本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。
【図３】受渡アームの構成の概略を示す斜視図である。
【図４】搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図５】搬送アームと受渡アームとの間でウェハが受け渡される様子を示す説明図である。
【図６】搬送アームによってウェハが接合装置に搬送される様子を示す説明図である。
【図７】搬送アームから受渡アームへウェハが受け渡される様子を示す説明図である。
【図８】搬送アームから受渡アームへウェハが受け渡される様子を示す、受渡部材近傍の説明図である。
【図９】搬送アームが移動する様子を示す、受渡部材近傍の説明図である。
【図１０】受渡アームから熱処理板にウェハが載置される様子を示す説明図である。
【図１１】受渡アームから熱処理板にウェハが載置される様子を示す、受渡部材近傍の説明図である。
【図１２】熱処理板上のウェハが押圧され接合される様子を示す説明図である。
【図１３】受渡アームを上昇させると共に、搬送アームを接合装置内に移動させる様子を示す説明図である。
【図１４】受渡アームから搬送アームへウェハが受け渡される様子を示す説明図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる受渡部材の構成の概略を示す斜視図である。
【図１６】他の実施の形態にかかる受渡アーム及び熱処理板の構成の概略を示す側面図である。
【図１７】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。
【図１８】他の実施の形態にかかる搬送アームの構成の概略を示す平面図である。
【図１９】搬送アームと受渡アームとの間でウェハが受け渡される様子を示す説明図である。
【図２０】他の実施の形態にかかる疎水化処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２１】他の実施の形態にかかる疎水化処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図２２】上部容器と下部容器とが一体となって処理空間を形成する様子を示す説明図である。
【図２３】他の実施の形態にかかる受渡アームの構成の概略を示す斜視図である。
【図２４】搬送アームと受渡アームとの関係を示す説明図である。
【図２５】搬送アームと受渡アームとの間でウェハが受け渡される様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本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基板処理装置としての接合装置１の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、接合装置１の構成の概略を示す横断面図である。なお、本実施の形態の接合装置１では、２枚のウェハを重ね合わせた重合基板としての重合ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）を接合する。
【００３２】
接合装置１は、図１に示すように内部を密閉することができる処理容器１０を有している。処理容器１０は、上側に位置する上部容器１１と下側に位置する下部容器１２がシールドベローズ１３によって接続された構成を有している。上部容器１１と下部容器１２は対向して設けられ、当該上部容器１１と下部容器１２との間にはウェハＷの接合処理を行うための処理空間Ｋが形成されている。また、シールドベローズ１３は鉛直方向に伸縮自在に構成されている。このシールドベローズ１３によって上部容器１１は鉛直方向に移動自在になっている。なお、本実施の形態では、処理容器１０は中空の直方体形状を有しているが、処理容器１０の形状はこれに限定されず、例えば中空の円筒形状を有していてもよい。
【００３３】
下部容器１２の側面にはウェハＷの搬入出口１４が形成され、当該搬入出口１４にはゲートバルブ（図示せず）が設けられている。
【００３４】
下部容器１２の側面には、図２に示すように吸気口１５が形成されている。吸気口１５には、処理容器１０内の処理空間Ｋの雰囲気を所定の真空度まで減圧する真空ポンプ１６に連通する吸気管１７が接続されている。
【００３５】
下部容器１２の内部には、図１に示すようにウェハＷを載置して保持する基板保持部としての熱処理板２０が設けられている。熱処理板２０には例えば給電により発熱する、熱処理機構としてのヒータ（図示せず）が内蔵され、当該熱処理板２０上のウェハＷを熱処理することができる。熱処理板２０の加熱温度は、例えば後述する制御部１００により制御される。また、熱処理板２０の外周部には、図２に示すように後述する受渡アーム４０から熱処理板２０にウェハＷを受け渡した状態で、当該受渡アーム４０の受渡部材４２を収容するための切欠き溝２１が形成されている。切欠き溝２１は、熱処理板２０の外周部において、受渡部材４２に対応する位置に例えば４箇所に形成されている。
【００３６】
図１に示すように熱処理板２０の下面側には、ウェハＷを冷却する冷却板２２が設けられている。冷却板２２には、例えばペルチェ素子や水冷ジャケットなどの冷却部材（図示せず）が内蔵されている。冷却板２２の冷却温度は、例えば後述する制御部１００により制御される。なお、冷却板２２は、ウェハＷの接合処理のプロセスによっては省略してもよい。
【００３７】
処理容器１０の内部であって上部容器１１には、後述する熱処理板２０上のウェハＷを熱処理板２０側に押圧する加圧機構３０が設けられている。加圧機構３０は、ウェハＷに当接して押圧する押圧部材３１と、上部容器１１に環状に取り付けられ、押圧部材３１を支持する環状部材３２と、押圧部材３１と環状部材３２を接続し、鉛直方向に伸縮自在の加圧ベローズ３３とを有している。押圧部材３１の内部には、例えば給電により発熱するヒータ（図示せず）が内蔵されている。そして、加圧機構３０の内部、すなわち押圧部材３１、加圧ベローズ３３、環状部材３２及び上部容器１１で囲まれた内部空間に例えば圧縮空気を給気又は吸気することで、加圧ベローズ３３が伸縮し押圧部材３１が鉛直方向に移動自在になっている。なお、加圧機構３０の内部には圧縮空気が封入されるため、この圧縮空気による内圧に耐えるように、加圧機構３０の加圧ベローズ３３の剛性は、処理容器１０のシールドベローズ１３の剛性より大きくなっている。
【００３８】
処理容器１０の内部であって上部容器１１には、後述する搬送アーム１１０と熱処理板２０との間でウェハＷを受け渡すための受渡アーム４０が設けられている。受渡アーム４０は、例えば図２に示すように熱処理板２０の外側に２つ設けられている。２つの受渡アーム４０、４０は、熱処理板２０を挟んで対向して設けられている。
【００３９】
受渡アーム４０は、図１に示すように上部容器１１の下面から鉛直下方に延伸する支持部材４１と、当該支持部材４１に支持され、ウェハＷの外周部を保持すると共に搬送アーム１１０と熱処理板２０との間でウェハＷの受け渡しを行う受渡部材４２と、支持部材４１と受渡部材４２とを連結し、水平方向に延伸する連結部材４３とを有している。かかる構成により、受渡アーム４０は上部容器１１の移動に伴って鉛直方向に移動自在になっている。
【００４０】
図３に示すように支持部材４１は、上部容器１１の下面から鉛直下方に延伸する支柱５０と、支柱５０の下端から熱処理板２０の外周部に沿って水平方向に延伸する支持梁５１とを有している。支持梁５１の両端部には、受渡部材４２及び連結部材４３がそれぞれ設けられている。かかる構成により、図２に示すように４つの受渡部材４２によってウェハＷの外周部が４箇所で保持されるようになっている。なお、支持梁５１に設けられる受渡部材４２及び連結部材４３の数は本実施の形態に限定されず、１つであってもよいし、あるいは３つ以上であってもよい。
【００４１】
図３に示すように受渡部材４２は、ウェハＷの外周部下面を載置する載置部６０と、当該載置部６０から上方に延伸し、ウェハＷの外周部側面をガイドするガイド部６１と、当該ガイド部６１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６２とを有している。受渡部材４２は、略直方体形状を有している。
【００４２】
以上の接合装置１には、図２に示すように制御部１００が設けられている。制御部１００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、接合装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。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１００にインストールされたものであってもよい。
【００４３】
次に、接合装置１の外部に設けられた搬送アームについて説明する。図４に示すように搬送アーム１１０は、ウェハＷの外周部に沿ってウェハＷの径よりも大きい径で延伸し、略３／４円環状に構成されたアーム部１１１と、このアーム部１１１と一体に形成され、且つアーム部１１１を支持する支持部１１２とを有している。アーム部１１１は、内側に向かって突出し、ウェハＷの外周部を保持する保持部１１３を有している。保持部１１３は、例えば３箇所に設けられている。搬送アーム１１０は、この保持部１１３上にウェハＷを水平に保持することができる。また、支持部１１２には、図５に示すようにウェハＷを受渡アーム４０に受け渡す際に、支持部１１２と受渡部材４２との干渉を避けるため、切欠き１１４が２箇所に形成されている。
【００４４】
次に、以上のように構成された接合装置１を用いて行われるウェハＷの接合処理方法について説明する。
【００４５】
先ず、接合装置１に設けられたゲートバルブを開き、図６に示すように搬入出口１４を介して搬送アーム１１０によってウェハＷが熱処理板２０の上方に搬入される。このとき、受渡アーム４０は、搬送アーム１１０の下方に待機している。
【００４６】
その後、図７に示すように搬送アーム１１０を下降させ、搬送アーム１１０から受渡アーム４０の受渡部材４２にウェハＷが受け渡される。このとき、図８に示すように受渡部材４２上端のテーパ部６２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、例えば搬送アーム１１０上のウェハＷがガイド部６１の内側面からずれて配置されていても、ウェハＷはガイド部６１に円滑に案内され、載置部６０に保持される。また、図５に示したように支持部材４１の支柱５０は搬送アーム１１０の外側に位置し、且つ搬送アーム１１０の支持部１１２には切欠き１１４が形成されているので、ウェハＷの受け渡しの際、搬送アーム１１０と受渡アーム４０が干渉することはない。なお、搬送アーム１１０から受渡アーム４０へのウェハＷの受け渡しは、上部容器１１を上昇させて受渡アーム４０を上昇させることによって行ってもよい。
【００４７】
その後、搬入出口１４を介して搬送アーム１１０を接合装置１の外部に移動させ、ゲートバルブを閉じる。このとき、図９に示すように搬送アーム１１０のアーム部１１１は、受渡アーム４０の支持部材４１、受渡部材４２及び連結部材４３に囲まれて形成される通路空間１２０を通り抜ける。このため、搬送アーム１１０が移動する際、当該搬送アーム１１０と受渡アーム４０が干渉することはない。
【００４８】
その後、図１０に示すように上部容器１１を下降させて受渡アーム４０を下降させ、ウェハＷを熱処理板２０に載置する。受渡アーム４０の受渡部材４２は、熱処理板２０の切欠き溝２１に収容される。このとき、図１１に示すように受渡部材４２の載置部６０は、ウェハＷの下面から僅かに離れて切欠き溝２１に収容される。また、テーパ部６２及びガイド部６１の一部は切欠き溝２１から突出している。そして、ガイド部６１によって、熱処理板２０上のウェハＷが動かないように位置決めされる。
【００４９】
その後、熱処理板２０によってウェハＷが所定の温度、例えば４３０℃まで加熱される。このとき、処理容器１０内の処理空間Ｋの雰囲気は、真空ポンプ１６によって吸気口１５から真空引きされ、所定の真空度、例えば０．１Ｐａの真空度に維持される。
【００５０】
その後、ウェハＷの温度を所定の温度に維持しながら、図１２に示すように加圧機構３０に圧縮空気を供給し、押圧部材３１を下降させる。そして、押圧部材３１をウェハＷに当接させ、当該ウェハＷを所定の荷重、例えば５０ｋＮで熱処理板２０側に押圧する。そして、ウェハＷが所定の時間、例えば１０分間押圧され、ウェハＷが接合される。なお、ウェハＷの温度は、例えば押圧部材３１内のヒータや冷却板２２を用いて維持してもよい。
【００５１】
その後、熱処理板２０によってウェハＷが所定の温度、例えば２００℃まで冷却される。なお、ウェハＷの冷却は、例えば押圧部材３１内のヒータや冷却板２２を用いてもよい。
【００５２】
ウェハＷが接合されると、図１３に示すように上部容器１１を上昇させて受渡アーム４０を上昇させ、熱処理板２０から受渡アーム４０にウェハＷが受け渡される。このとき、ウェハＷの外周部はガイド部６１に位置決めされているため、受渡アーム４０上でウェハＷが位置ずれすることはない。その後、ゲートバルブを開き、搬入出口１４を介して搬送アーム１１０を処理容器１０内に移動させる。搬送アーム１１０は、受渡アーム４０の下方であって、熱処理板２０の上方に配置される。
【００５３】
その後、図１４に示すように搬送アーム１１０を上昇させ、受渡アーム４０から搬送アーム１１０にウェハＷが受け渡される。このとき、図５に示したように支持部材４１の支柱５０は搬送アーム１１０の外側に位置し、且つ搬送アーム１１０の支持部１１２には切欠き１１４が形成されているので、ウェハＷの受け渡しの際、搬送アーム１１０と受渡アーム４０が干渉することはない。なお、受渡アーム４０から搬送アーム１１０へのウェハＷの受け渡しは、上部容器１１を下降させて受渡アーム４０を下降させることによって行ってもよい。
【００５４】
その後、搬入出口１４を介して搬送アーム１１０によってウェハＷが接合装置１から搬出される。こうして、一連のウェハＷの接合処理が終了する。
【００５５】
以上の実施の形態によれば、受渡アーム４０が鉛直方向に移動自在に構成され、熱処理板２０の外周部に切欠き溝２１が形成されているので、受渡アーム４０と熱処理板２０とが干渉することなく、受渡アーム４０から熱処理板２０にウェハを受け渡すことができる。また、従来の昇降ピンが不要となるので、熱処理板２０に昇降ピン用の貫通孔を形成する必要がなく、熱処理板２０の下方のパーティクルが処理空間に流出することがない。したがって、基板の処理を適切に行うことができる。
【００５６】
また、従来の昇降ピンが不要になるので、処理容器１０内の処理空間Ｋを従来より小さくすることができ、処理空間Ｋ内の雰囲気を所定の真空度まで真空引きする時間を短くすることができる。しかも、受渡アーム４０は上部容器１１の下面に設けられているので、従来の昇降ピン用の昇降駆動部が不要となり、処理空間Ｋを密閉空間とすることができる。これによって、処理空間Ｋ内を所定の真空度にすることができる。
【００５７】
また、受渡アーム４０は上部容器１１の鉛直方向の移動に連動して昇降するので、従来の昇降ピンや昇降駆動部が不要となる。このため、接合装置１の製造コストが低廉化できる。また、受渡アーム４０を独立して移動させる必要がないので、受渡アーム４０の移動の信頼性が向上する。
【００５８】
また、受渡アーム４０は上部容器１１と共に鉛直方向に移動自在であるので、例えば接合装置１で複数のウェハＷの接合処理を連続して行う場合でも、ウェハＷの加熱開始時間と減圧開始時間の再現性が取れる。したがって、ウェハＷの接合処理のバラツキを抑制することができ、接合処理の安定性を向上させることができる。
【００５９】
また、受渡部材４２のガイド部６１はウェハＷの外周部側面をガイドすることができるので、受渡部材４２上のウェハＷの位置ずれを防止することができる。これによって、受渡アーム４０から搬送アーム１１０にウェハＷを適切に受け渡すことができる。特に、従来の昇降ピンを用いて搬送アームと熱処理板との間でウェハＷの受け渡しを行う場合、昇降ピン上でウェハの位置ずれが生じるおそれがあるが、本実施の形態ではかかる従来の問題を解決することができる。
【００６０】
さらに、受渡部材４２が熱処理板２０の切欠き溝２１に収容された際、ガイド部６１の一部が切欠き溝２１から突出しているので、熱処理板２０上のウェハＷを適切な位置に位置決めすることができる。これによって、ウェハＷの接合処理を適切に行うことができる。
【００６１】
また、受渡部材４２のテーパ部６２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、搬送アーム１１０から受渡アーム４０にウェハＷが受け渡される際、例えば搬送アーム１１０上のウェハＷがガイド部６１の内側面からずれて配置されていても、ウェハＷはガイド部６１に円滑に案内され、適切に受渡アーム４０に受け渡される。
【００６２】
また、受渡アーム４０には支持部材４１、受渡部材４２及び連結部材４３に囲まれる通路空間１２０が形成されるので、搬送アーム１１０が接合装置１の外部に移動する際に、搬送アーム１１０と受渡アーム４０の干渉を回避することができる。
【００６３】
また、支持部材４１の支持梁５１は２つの受渡部材４２を支持しているので、支持部材毎に受渡部材を設ける場合に比べて、処理容器１０内に設けられる受渡アーム４０の構成を簡略化できる。
【００６４】
以上の実施の形態では、受渡アーム４０の受渡部材４２は略直方体形状を有していたが、受渡部材４２の形状はこれに限定されず、種々の形状を取り得ることができる。例えば受渡部材４２に代えて、図１５に示すように略円筒形状の受渡部材１３０を用いてもよい。なお、受渡アーム４０の他の構成については、図３に示した受渡アーム４０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
受渡部材１３０は、ウェハＷの外周部下面を載置する載置部１３１と、当該載置部１３１から上方に延伸し、ウェハＷの外周部側面をガイドするガイド部１３２と、当該ガイド部１３２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１３３とを有している。なお、これら載置部１３１、ガイド部１３２及びテーパ部１３３は、円筒形状の受渡部材１３０の上部を切り欠いて形成される。
【００６６】
かかる場合、例えば図１６に示すように熱処理板２０の外周部には、当該熱処理板２０の上下面の間に中空に切欠き溝１４０が形成される。切欠き溝１４０内には、受渡部材１３０が配置される。また、熱処理板２０の上面には、受渡部材１３０に対応する位置に当該受渡部材１３０を挿通させるための貫通孔１４１が形成されている。貫通孔１４１は、受渡部材１３０より僅かに大きい径の平面視円形状を有している。かかる構成により、受渡部材１３０は切欠き溝１４０内で鉛直方向に移動自在に構成され、連結部材４３が切欠き溝１４０の上方に移動することはない。また、熱処理板２０上にウェハＷを載置した際、すなわち受渡アーム４０が最も下側に移動した際、テーパ部１３３及びガイド部１３２の一部が貫通孔１４１から突出し、このガイド部１３２によってウェハＷが位置決めされる。なお、貫通孔１４１（切欠き溝１４０）は、図１７に示すように受渡部材１３０の数に併せて４箇所に形成されている。
【００６７】
以上の実施の形態によれば、熱処理板２０の上面には貫通孔１４１が４箇所のみに形成されているだけなので、熱処理板２０の強度を向上させることができる。これによって、加圧機構３０によってウェハＷを押圧する際の荷重を大きくすることができる。また、ウェハＷの外周部が貫通孔１４１以外の熱処理板２０で支持されるので、ウェハＷを押圧してもウェハＷにかかる荷重分布をウェハ面内でほぼ均一にすることができる。したがって、ウェハＷをより適切に接合することができる。しかも、本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
【００６８】
以上の実施の形態の搬送アーム１１０は、略３／４円環状に構成されたアーム部１１１を有していたが、搬送アーム１１０の形状はこれに限定されず、種々の形状を取り得ることができる。例えば図１８に示すように、搬送アーム１５０は、水平方向に直線状に延伸する２本のアーム部１５１、１５１と、このアーム部１５１と一体に形成され、且つアーム部１５１を支持する支持部１５２とを有している。２本のアーム部１５１、１５１は、その間隔がウェハＷの径よりも小さくなるように配置されている。搬送アーム１５０は、内側に向かって突出し、ウェハＷの外周部を保持する保持部１５３を有している。保持部１５３は、例えば３箇所に設けられている。搬送アーム１５０は、この保持部１５３上にウェハＷを水平に保持することができる。なお、保持部１５３に代えて、アーム部１５１上に吸着パッドを設けてウェハＷの下面を保持してもよい。
【００６９】
受渡アーム４０の受渡部材１３０は、アーム部１５１の外側に設けられる。また、熱処理板２０の貫通孔１４１と切欠き溝１４０も、受渡部材１３０に対応する位置に形成される。かかる場合、図１９に示すように搬送アーム１５０と受渡アーム４０との間でウェハＷを受け渡す際、搬送アーム１５０と受渡アーム４０の干渉を回避することができる。また、本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。なお、本実施の形態において、受渡部材１３０の代わりに受渡部材４２を用いてもよい。
【００７０】
以上の実施の形態では、基板処理装置としてウェハＷを接合処理する接合装置１について説明したが、受渡アーム４０はウェハＷの表面を疎水化処理する疎水化処理装置にも適用できる。なお、以下で説明する実施の形態においては、受渡アーム４０と異なる構造の受渡アームを用いた場合について説明する。
【００７１】
図２０及び図２１に示すように疎水化処理装置２００は、内部を密閉することができる処理容器２１０を有している。なお、疎水化処理装置２００は処理容器２１０の他にウェハＷを載置して冷却する冷却板などを筐体内に配置した構成を有しているが、ここでは処理容器２１０及びその内部についての構成、作用、効果について説明する。また、本実施の形態では、疎水化処理装置２００との間でウェハＷを搬送する搬送アームとして、図１８及び図１９に示した水平方向に直線状に延伸する２本のアーム部１５１、１５１を有する搬送アーム１５０を用いた場合について説明する。
【００７２】
処理容器２１０は、上側に位置する上部容器２１１と下側に位置する下部容器２１２とが対向して配置された構成を有している。上部容器２１１は、例えば昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に移動自在に構成されている。また、上部容器２１１は下面が開口した略円筒形状を有し、下部容器２１２は上面が開口した略円筒形状を有している。かかる構成により、図２２に示すように上部容器２１１を下部容器２１２側に下降させ、当該上部容器２１１と下部容器２１２とが一体となって、当該上部容器２１１と下部容器２１２の内部にウェハＷに疎水化処理を行うための処理空間Ｋが形成される。なお、処理空間Ｋを密閉空間とするため、下部容器２１２の側壁上面には、環状のシール材、例えば樹脂製のＯリング２１３が設けられている。
【００７３】
下部容器２２１の底面には、図２０に示すように排気口２１４が形成されている。排気口２１４には、処理容器２１０内の処理空間Ｋの雰囲気を排気する例えばエジェクターやポンプなどの真空手段２１５に連通する排気管２１６が接続されている。
【００７４】
下部容器２１１の内部には、ウェハＷを載置して保持する基板保持部としての熱処理板２２０が設けられている。熱処理板２２０は、支持部材（図示せず）を介して下部容器２１１に支持されている。熱処理板２２０には例えば給電により発熱する、熱処理機構としてのヒータ（図示せず）が内蔵され、当該熱処理板２２０上のウェハＷを熱処理することができる。熱処理板２２０の加熱温度は、例えば上述した制御部１００により制御される。また、熱処理板２２０の外周部には、図２１に示すように後述する受渡アーム２４０から熱処理板２２０にウェハＷを受け渡した状態で、当該受渡アーム２４０の受渡部材２４２を収容するための切欠き溝２２１が形成されている。切欠き溝２２１は、熱処理板２２０の外周部において、受渡部材２４２に対応する位置に例えば３箇所に形成されている。
【００７５】
上部容器２１１の上部には、図２０に示すように疎水化処理ガス、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスを処理空間Ｋ内に供給するためのガス供給管２３０が設けられている。ガス供給管２３０は、その一端部が上部容器２１１の下面中央において開口して配置されている。また、ガス供給管２３０の他端部は、ＨＭＤＳガスを生成し、当該ＨＭＤＳガスをガス供給管２３０に供給するためのガス供給源２３１に接続されている。
【００７６】
処理容器１０の内部であって上部容器１１には、上述した搬送アーム１５０と熱処理板２２０との間でウェハＷを受け渡すための受渡アーム２４０が設けられている。受渡アーム２４０は、例えば図２１に示すように熱処理板２２０と同一円周上に等間隔に３箇所に設けられている。
【００７７】
受渡アーム２４０は、図２３に示すように上部容器２１１の下面から鉛直下方に延伸する支持部材２４１と、当該支持部材２４１に支持され、ウェハＷの外周部を保持すると共に搬送アーム１５０と熱処理板２２０との間でウェハＷの受け渡しを行う受渡部材２４２とを有している。かかる構成により、受渡アーム２４０は上部容器１１の移動に伴って鉛直方向に移動自在になっている。
【００７８】
受渡部材２４２は、ウェハＷの外周部下面を載置する載置部２５０と、当該載置部２５０から上方に延伸し、ウェハＷの外周部側面をガイドするガイド部２５１と、当該ガイド部２５１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２５２とを有している。
【００７９】
受渡部材２４２は、図２４に示すように搬送アーム１５０のアーム部１５１の外側に設けられる。かかる場合、図２５に示すように搬送アーム１５０と受渡アーム２４０との間でウェハＷを受け渡す際、搬送アーム１５０と受渡アーム２４０の干渉を回避することができる。
【００８０】
本実施の形態によれば、受渡アーム２４０の支持部材２４１に支持梁を設ける必要がなく、支持部材２４１が直接受渡部材２４２を支持することができる。したがって、受渡アーム２４０の構成を簡略化することができる。しかも、本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
【００８１】
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、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。
【符号の説明】
【００８２】
１    接合装置
１０  処理容器
１１  上部容器
１２  下部容器
２０  熱処理板
２１  切欠き溝
４０  受渡アーム
４１  支持部材
４２  受渡部材
４３  連結部材
５０  支柱
５１  支持梁
６０  載置部
６１  ガイド部
６２  テーパ部
１００  制御部
１１０  搬送アーム
１１１  アーム部
１２０  通路空間
１３０  受渡部材
１３１  載置部
１３２  ガイド部
１３３  テーパ部
１４０  切欠き溝
１４１  貫通孔
１５０  搬送アーム
１５１  アーム部
２００  疎水化処理装置
２１０  処理容器
２１１  上部容器
２１２  下部容器
２２０  熱処理板
２２１  切欠き溝
２４０  受渡アーム
２４１  支持部材
２４２  受渡部材
Ｋ    処理空間
Ｗ    ウェハ
【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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