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检查装置的自我诊断方法和检查装置与流程

2022-03-31 11:30:16 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种检查装置的自我诊断方法和检查装置。


背景技术:

2.已知一种接合系统,其具备通过将半导体晶圆等基板相互接合来形成重合基板的接合装置以及对通过该接合装置形成的重合基板进行检查的检查装置(参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2011-187716号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.本公开提供一种能够容易维持检查装置的测定精度的技术。
8.用于解决问题的方案
9.本公开的一个方式的检查装置的自我诊断方法是用于对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行检查的检查装置的自我诊断方法,所述检查装置的自我诊断方法包括进行配置的工序、进行照射的工序、接受光的工序以及判定光量的异常的工序。进行配置的工序通过使保持重合基板的外周部且设置有具有使光衰减的衰减构件的诊断部的保持部移动,来将衰减构件配置于照明部与摄像部之间,所述照明部配置于保持部的上方和下方中的一方,用于向保持于保持部的重合基板照射光,所述摄像部配置在保持部的上方和下方中的另一方的与照明部相向的位置,用于拍摄保持于保持部的重合基板。进行照射的工序在进行配置的工序之后从照明部以设定光量照射光。接受光的工序在进行照射的工序之后,使用摄像部接受从照明部照射出并透过了衰减构件后的光。判定光量的异常的工序在接受光的工序之后,基于通过摄像部接受到的光的受光量来判定从照明部照射出的光的光量的异常。
10.发明的效果
11.根据本公开,能够容易维持检查装置的测定精度。
附图说明
12.图1是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意图。
13.图2是表示实施方式所涉及的第一基板和第二基板的接合前的状态的示意图。
14.图3是表示实施方式所涉及的接合装置的结构的示意图。
15.图4是表示实施方式所涉及的检查装置的结构的示意图。
16.图5是表示实施方式所涉及的检查装置的保持部的结构的示意图。
17.图6是表示测定标记的摄像方法的一例的图。
18.图7是表示测定标记的一例的图。
19.图8是表示实施方式所涉及的衰减构件的结构的图。
20.图9是表示形成于衰减构件的校准标记的一例的图。
21.图10是表示实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
22.图11是表示接合系统执行的处理中的、通过接合装置形成重合基板之前的处理的过程的一例的流程图。
23.图12是表示光量检查处理的过程的一例的流程图。
24.图13是表示光轴检查处理的过程的一例的流程图。
具体实施方式
25.下面,参照附图来详细地说明用于实施本公开的检查装置的自我诊断方法和检查装置的方式(下面记载为“实施方式”)。此外,并不通过该实施方式来限定本公开的检查装置的自我诊断方法和检查装置。另外,各实施方式能够在不使处理内容矛盾的范围中适当地进行组合。另外,在以下的各实施方式中对相同的部位标注相同的附图标记,并且省略重复的说明。
26.另外,在以下所示的实施方式中,有时使用“固定”、“正交”、“垂直”或者“平行”之类的表现,但这些表现并不需要严密地为“固定”、“正交”、“垂直”或者“平行”。即,上述的各表现设为例如容许制造精度、设置精度等的偏差。
27.另外,在下面进行参照的各附图中,为了容易理解说明,有时表示出规定彼此正交的x轴方向、y轴方向以及z轴方向并且将z轴正方向设为铅垂向上方向的正交坐标系。另外,有时将以铅垂轴为旋转中心的旋转方向称作θ方向。
28.《接合系统的结构》
29.首先,参照图1和图2来说明实施方式所涉及的接合系统的结构。图1是表示实施方式所涉及的接合系统的结构的示意图。另外,图2是表示实施方式所涉及的第一基板和第二基板的接合前的状态的示意图。
30.图1所示的接合系统1通过将第一基板w1和第二基板w2接合来形成重合基板t(参照图2)。
31.第一基板w1和第二基板w2为例如在硅晶圆、化合物半导体晶圆等半导体基板上形成有多个电子电路的基板。第一基板w1和第二基板w2的直径大致相同。此外,第一基板w1和第二基板w2中的一方可以为例如未形成有电子电路的基板。
32.下面,如图2所示,将第一基板w1的板面中的与第二基板w2接合的一侧的板面记载为“接合面w1j”,将与接合面w1j相反的一侧的板面记载为“非接合面w1n”。另外,将第二基板w2的板面中的与第一基板w1接合的一侧的板面记载为“接合面w2j”,将与接合面w2j相反的一侧的板面记载为“非接合面w2n”。
33.如图1所示,接合系统1具备搬入搬出站2、处理站3以及检查站4。搬入搬出站2配置于处理站3的x轴负方向侧,并与处理站3连接为一体。另外,检查站4配置于处理站3的x轴正方向侧,并与处理站3连接为一体。
34.搬入搬出站2具备载置台10和搬送区域20。载置台10具备多个载置板11。在各载置板11分别载置将多张(例如25张)基板以水平状态收容的盒c1~c4。盒c1能够收容多张第一基板w1,盒c2能够收容多张第二基板w2,盒c3能够收容多张重合基板t。盒c4例如为用于回
收产生了不良的基板的盒。此外,载置于载置板11的盒c1~c4的个数不限定于图示的那样。
35.搬送区域20在载置台10的x轴正方向侧相邻地配置。在该搬送区域20中设置沿y轴方向延伸的搬送路径21以及能够沿该搬送路径21移动的搬送装置22。搬送装置22不仅能够沿y轴方向移动,还能够沿x轴方向移动,并且能够绕z轴转动。搬送装置22在载置于载置板11的盒c1~c4与后述的处理站3的第三处理块g3之间进行第一基板w1、第二基板w2以及重合基板t的搬送。
36.在处理站3中例如设置三个处理块g1、g2、g3。第一处理块g1配置于处理站3的背面侧(图1的y轴正方向侧)。另外,第二处理块g2配置于处理站3的正面侧(图1的y轴负方向侧),第三处理块g3配置于处理站3的靠搬入搬出站2侧(图1的x轴负方向侧)。
37.在第一处理块g1中配置用于对第一基板w1和第二基板w2的接合面w1j、w2j进行改性的表面改性装置30。表面改性装置30通过将第一基板w1和第二基板w2的接合面w1j、w2j中的sio2的键切断而设为单键的sio,来将接合面w1j、w2j改性使得之后容易亲水化。
38.具体地说,在表面改性装置30中,例如在减压气氛下激励作为处理气体的氧气或氮气使其等离子体化,从而离子化。然后,通过将该氧离子或氮离子照射于第一基板w1和第二基板w2的接合面w1j、w2j,来对接合面w1j、w2j进行等离子体处理使其改性。
39.另外,在第一处理块g1中配置表面亲水化装置40。表面亲水化装置40例如通过纯水来使第一基板w1和第二基板w2的接合面w1j、w2j亲水化,并且清洗接合面w1j、w2j。具体地说,表面亲水化装置40例如一边使保持于旋转吸盘保持的第一基板w1或第二基板w2旋转一边向该第一基板w1或第二基板w2上供给纯水。由此,被供给到第一基板w1或第二基板w2上的纯水在第一基板w1或第二基板w2的接合面w1j、w2j上扩散,来使接合面w1j、w2j亲水化。
40.在此,示出了表面改性装置30和表面亲水化装置40以横向排列的方式进行配置的情况的例子,但表面亲水化装置40也可以层叠于表面改性装置30的上方。
41.在第二处理块g2配置接合装置41。接合装置41通过分子间力将亲水化后的第一基板w1和第二基板w2进行接合。在后文中叙述该接合装置41的结构。
42.在由第一处理块g1、第二处理块g2以及第三处理块g3围成的区域中形成搬送区域60。在搬送区域60配置搬送装置61。搬送装置61具有例如沿铅垂方向、水平方向移动自如,并且绕铅垂轴移动自如的搬送臂。该搬送装置61在搬送区域60内移动,以向与搬送区域60相邻的第一处理块g1、第二处理块g2以及第三处理块g3内的规定的装置搬送第一基板w1、第二基板w2以及重合基板t。
43.在检查站4设置检查装置80。检查装置80对通过接合装置41形成的重合基板t进行检查。
44.另外,接合系统1具备控制装置70。控制装置70控制接合系统1的动作。在后文中叙述控制装置70的结构。
45.《接合装置的结构》
46.接着,参照图3来说明接合装置41的结构。图3是表示实施方式所涉及的接合装置41的结构的示意图。
47.如图3所示,接合装置41具备第一保持部140、第二保持部141以及撞击器190。
48.第一保持部140具有主体部170。主体部170由支承构件180支承。在支承构件180和
主体部170中形成沿铅垂方向贯通支承构件180和主体部170的贯通孔176。贯通孔176的位置与吸附保持于第一保持部140的第一基板w1的中心部对应。在贯通孔176中贯穿有撞击器190的按压销191。
49.撞击器190配置于支承构件180的上表面,并且具备按压销191、致动器部192以及直线运动机构193。按压销191为沿铅垂方向延伸的圆柱状的构件,并且由致动器部192支承。
50.致动器部192例如通过从电动气动调节器(未图示)供给的空气在固定方向(在此为铅垂下方)产生固定的压力。致动器部192能够通过从电动气动调节器供给的空气来控制与第一基板w1的中心部抵接并施加于该第一基板w1的中心部的按压负荷。另外,致动器部192的前端部通过来自电动气动调节器的空气而贯穿贯通孔176并且沿铅垂方向升降自如。
51.致动器部192被直线运动机构193支承。直线运动机构193通过例如内置有马达的驱动部来使致动器部192沿铅垂方向移动。
52.撞击器190通过直线运动机构193控制致动器部192的移动,从而通过致动器部192来控制按压销191对第一基板w1的按压负荷。由此,撞击器190按压吸附保持于第一保持部140的第一基板w1的中心部来使第一基板w1与第二基板w2接触。
53.在主体部170的下表面设置有与第一基板w1的上表面(非接合面w1n)接触的多个销171。关于多个销171,例如直径尺寸为0.1mm~1mm,高度为数十μm~数百μm。多个销171例如以2mm的间隔均等地配置。
54.第一保持部140在设置有这些多个销171的区域中的一部分区域中具备用于吸附第一基板w1的多个吸附部。具体地说,在第一保持部140中的主体部170的下表面设置有对第一基板w1进行抽真空来吸附该第一基板w1的多个外侧吸附部301和多个内侧吸附部302。多个外侧吸附部301和多个内侧吸附部302在俯视观察时具有圆弧形状的吸附区域。多个外侧吸附部301和多个内侧吸附部302具有与销171相同的高度。
55.多个外侧吸附部301配置于主体部170的外周部。多个外侧吸附部301与真空泵等未图示的吸引装置连接,通过抽真空来对第一基板w1的外周部进行吸附。
56.多个内侧吸附部302在比多个外侧吸附部301靠主体部170的径向内侧沿周向排列地配置。多个内侧吸附部302与真空泵等未图示的吸引装置连接,通过抽真空来对第一基板w1的外周部与中心部之间的区域进行吸附。
57.对第二保持部141进行说明。第二保持部141具有主体部200,所述主体部200具有与第二基板w2相同或者比第二基板w2大的直径。在此,示出具有比第二基板w2大的直径的第二保持部141。主体部200的上表面是与第二基板w2的下表面(非接合面w2n)相向的相向面。
58.在主体部200的上表面设置有与第二基板w2的下表面(非接合面wn2)接触的多个销201。关于多个销201,例如直径尺寸为0.1mm~1mm,高度为数十μm~数百μm。多个销201例如以2mm的间隔均等地配置。
59.另外,在主体部200的上表面,下侧肋202呈环状地设置于多个销201的外侧。下侧肋202形成为环状,遍及整周地支承第二基板w2的外周部。
60.另外,主体部200具有多个下侧吸引口203。在由下侧肋202围成的吸附区域中设置有多个下侧吸引口203。多个下侧吸引口203经由未图示的吸引管来与真空泵等未图示的吸
引装置连接。
61.第二保持部141通过从多个下侧吸引口203对由下侧肋202围成的吸附区域抽真空来使吸附区域减压。由此,载置于吸附区域的第二基板w2被第二保持部141吸附保持。
62.由于下侧肋202遍及整周地支承第二基板w2的下表面的外周部,因此能够到第二基板w2的外周部为止适当地抽真空。由此,能够吸附保持第二基板w2的整面。另外,由于第二基板w2的下表面被多个销201支承,因此在解除了第二基板w2的抽真空时,第二基板w2容易从第二保持部141剥离。
63.此外,虽然在此省略图示,但是接合装置41在图3所示的第一保持部140、第二保持部141等的前段具备传送部、翻转机构以及位置调节机构等。传送部暂时载置第一基板w1、第二基板w2以及重合基板t。位置调节机构调节第一基板w1和第二基板w2的水平方向的朝向。翻转机构使第一基板w1的表面和背面翻转。
64.《检查装置的结构》
65.接着,参照图4和图5来说明检查装置的结构。图4是表示实施方式所涉及的检查装置的结构的示意图。另外,图5是表示实施方式所涉及的检查装置的保持部的结构的示意图。此外,图4是从侧方观察检查装置时的示意图,图5是从上方观察检查装置的保持部时的示意图。
66.如图4所示,检查装置80具备保持部400、摄像单元500以及照明单元600。另外,如图5所示,检查装置80具备诊断部700。
67.如图4和图5所示,保持部400将重合基板t保持为水平。保持部400具备主体部410和多个支承构件420。
68.主体部410是具有直径比重合基板t的直径大的开口411的平板框状的构件。主体部410与移动机构440连接,能够通过移动机构440沿水平方向(x轴方向和y轴方向)移动并且以铅垂轴为中心旋转。
69.多个支承构件420以朝向开口411的中心延伸的方式设置于主体部410。重合基板t的外周部被多个支承构件420的前端部支承。多个支承构件420的前端部经由吸引管460来与真空泵等吸引装置480连接,通过抽真空来吸附重合基板t的下表面外周部。
70.摄像单元500具备微距摄像部510、显微摄像部520、固定部530以及升降机构540。
71.微距摄像部510和显微摄像部520配置于保持部400的上方。微距摄像部510具备微距摄像用的摄像机镜头511、以及ccd图像传感器、cmos图像传感器等摄像元件512。显微摄像部520具备显微摄像用的摄像机镜头521、以及ccd图像传感器、cmos图像传感器等摄像元件522。微距摄像部510具备的摄像机镜头511的倍率例如为10倍。另外,显微摄像部520具备的摄像机镜头521的倍率例如为50倍。
72.微距摄像部510和显微摄像部520以使摄像机镜头511、521朝向铅垂下方的状态固定于固定部530。固定部530与升降机构540连接,并且通过升降机构540沿着铅垂方向移动(升降)。摄像单元500能够通过使用升降机构540使固定部530升降,来调整微距摄像部510及显微摄像部520与重合基板t之间的距离。
73.照明单元600具备微距照明部610、显微照明部620、固定部630以及升降机构640。
74.微距照明部610和显微照明部620配置于保持部400的下方。具体地说,微距照明部610配置于隔着保持于保持部400的重合基板t且与微距摄像部510相向的位置。另外,显微
照明部620配置于隔着保持于保持部400的重合基板t且与显微摄像部520相向的位置。
75.微距照明部610具备光源611和聚光部612。光源611例如照射1000~1200nm的近红外光。聚光部612例如为聚光透镜,用于使从光源611发出的光收敛于一点。显微照明部620具有与微距照明部610同样的结构。即,显微照明部620具备光源621和聚光部622,这些结构与微距照明部610具备的光源611及聚光部612相同。
76.此外,光源611、621也可以配置于微距照明部610和显微照明部620的外部。在该情况下,光源611、621也可以经由光纤等来向微距照明部610和显微照明部620的内部供给光。
77.微距照明部610和显微照明部620以使光轴朝向铅垂方向的状态固定于固定部630。固定部630与升降机构640连接,并且通过升降机构640沿着铅垂方向移动(升降)。照明单元600能够通过使用升降机构640使固定部630升降,来调整微距照明部610及显微照明部620与重合基板t之间的距离。
78.检查装置80使用显微摄像部520和显微照明部620来拍摄分别形成于第一基板w1和第二基板w2的测定标记。图6是表示测定标记的摄像方法的一例的图。另外,图7是表示测定标记的一例的图。此外,微距摄像部510和微距照明部610用于确定测定标记的部位的处理中,但在后文叙述该点。
79.如图6所示,显微照明部620以使得从光源621发出的光的光轴ax朝向铅垂方向的方式固定于固定部630(参照图4)。另外,显微摄像部520以光轴ax通过摄像机镜头521的中心且光轴ax与摄像机镜头521和摄像元件522垂直地相交的方式固定于固定部530(参照图4)。此外,在此,例示出在重合基板t的上方配置摄像单元500且在重合基板t的下方配置照明单元600的情况,但可以在重合基板t的上方配置照明单元600,在重合基板t的下方配置摄像单元500。
80.显微摄像部520与显微照明部620之间的距离例如通过利用手动事先进行的调整作业等来设定为摄像机镜头521的焦点与聚光部622的焦点一致的距离。检查装置80通过使升降机构540和升降机构640连动,以确保摄像机镜头521的焦点与聚光部622的焦点一致的距离的状态来使显微摄像部520和显微照明部620升降。
81.检查装置80通过使用固定部530和升降机构540使显微摄像部520和显微照明部620一体地升降,来使摄像机镜头521和聚光部622的焦点位于形成于重合基板t的测定标记m1、m2。而且,检查装置80拍摄测定标记m1、m2。具体地说,从显微照明部620向铅垂上方照射出的光经由第二基板w2和第一基板w1到达显微摄像部520的摄像元件522。即,显微摄像部520通过透过重合基板t的透过光来拍摄测定标记m1、m2。将通过显微摄像部520拍摄到的图像数据输出至控制装置70。
82.如图7所示,图像数据包含形成于第一基板w1的测定标记m1和形成于第二基板w2的测定标记m2的图像。控制装置70通过对图像数据进行边缘检测等图像识别处理,来获取测定标记m1、m2的重心点g1、g2的坐标、重心点g1、g2的偏移量等测定结果,并且基于获取到的测定结果检查重合基板t的接合状态。
83.另外,当从显微照明部620的光源621发出的光的光量变化时,图像数据中包含的测定标记m1、测定标记m2的轮廓的粗度有可能发生变化,并且通过边缘检测检测出的边缘的位置有可能发生变化。在该情况下,重心点g1、g2的坐标、重心点g1、g2的偏移量等测定结果有可能产生偏差。因此,为了维持检查装置80的测定精度,期望从显微照明部620的光源
621发出的光的光量始终是固定的。
84.然而,显微照明部620具备的光源621随着使用而逐渐劣化,与此相伴,实际得到的光量比所设定的光量低。即,显微照明部620具备的光源621的光量伴随使用而变化(下降)。
85.另外,即使在显微照明部620的光轴偏离铅垂方向的情况下,检查装置80的测定结果也有可能产生偏差。
86.因此,在接合系统1中,在检查装置80中设置诊断部700,使用该诊断部700进行显微照明部620的光量检查和光轴检查。
87.如图5所示,诊断部700具备设置于保持部400的主体部410并朝向开口411的中心延伸的安装部710、以及安装于安装部710的前端部的衰减构件720。安装部710配置于相邻的两个支承构件420之间。安装部710比支承构件420短,衰减构件720配置于在俯视观察时从被多个支承构件420支承的重合基板t露出的位置。由此,检查装置80即使在将重合基板t保持于保持部400的状态下,也能够使用诊断部700进行光量检查、光轴检查。
88.图8是表示实施方式所涉及的衰减构件720的结构的图。另外,图9是表示形成于衰减构件720的校准标记的一例的图。
89.如图8所示,衰减构件720具备玻璃板721和多个(在此为两个)硅板722。玻璃板721和两个硅板722按照从下方起层叠硅板722、玻璃板721以及硅板722的顺序层叠。
90.通过利用显微摄像部520接受从光源621照射出并透过了衰减构件720的光检查接受到的光的光量来进行光量检查。光源621的光量设定为比较高的值,以透过重合基板t。因此,在光量检查时,在通过显微摄像部520直接拍摄从光源621发出的光的情况下,光量过强有可能无法得到适当的图像。因此,在检查装置80中,设为使用硅板722来以与重合基板t相同的方式使从光源621发出的光衰减。由此,能够适当地进行光量检查。此外,衰减构件720具备至少一个硅板722即可。
91.检查装置80也可以每当预先决定的时刻(例如每日24点)到来时进行光量检查。另外,检查装置80也可以每当重合基板t的处理张数或处理批量数达到预先决定的数量时进行光量检查。另外,检查装置80也可以按照预先决定的时间间隔(例如每隔12小时)进行光量检查。如上述的那样,检查装置80即使在重合基板t被保持于保持部400的状态下也能够进行光量检查,因此无论有无重合基板t,都能够容易地定期进行光量检查。
92.在玻璃板721形成校准标记m3。校准标记m3例如通过蒸镀形成于玻璃板721。像这样,通过在玻璃板721形成校准标记m3,相比于例如在硅板722形成校准标记m3的情况,能够以低价格形成衰减构件720。此外,衰减构件720无需一定具备玻璃板721,也可以在硅板722形成校准标记m3。
93.如图9所示,校准标记m3例如包括第一四边形m3a和第二四边形m3b。第一四边形m3a和第二四边形m3b具有均匀的厚度且呈四边形的框形状。第二四边形m3b比第一四边形m3a小,并且配置于第一四边形m3a的内部。另外,第一四边形m3a的重心g3a的位置与第二四边形m3b的重心g3b的位置一致。
94.通过检查基于由显微摄像部520拍摄到的图像数据计算出的、第一四边形m3a的重心g3a的坐标与第二四边形m3b的重心g3b的坐标的偏移程度来进行光轴检查。即,假设在显微照明部620的光轴倾斜的情况下,由于图像数据中包含的第一四边形m3a和第二四边形m3b的框的粗度不均匀,而使重心g3a、g3b的坐标不一致。检查装置80能够通过检查该重心
g3a、g3b的坐标的偏移来判定光轴有无倾斜。
95.相对于由光源621的劣化引起的光量的下降是经时地发生的,光轴的偏离大多是突然发生的,例如在维护时人接触了光源等情况。因此,检查装置80可以相比于光量检查的执行频率而减少光轴检查的执行频率。例如,检查装置80也可以每当进行多次光量检查时进行一次光轴检查。另外,检查装置80也可以在电源接通时进行光轴检查。
96.《控制装置的结构》
97.接着,参照图10来说明控制装置70的结构。图10是表示实施方式所涉及的控制装置70的结构的框图。此外,在图10中示出了控制装置70具备的结构中的与检查装置80有关的结构。
98.如图10所示,控制装置70具备控制部71和存储部72。控制部71具备测定控制部71a和诊断控制部71b。另外,存储部72存储光量初始信息72a。
99.此外,控制装置70例如包括具有cpu(central processing unit:中央处理单元)、rom(read only memory:只读存储器)、ram(random access memory:随机存取存储器)、hdd(hard disk drive:硬盘驱动器)、输入输出端口等的计算机或各种电路。
100.计算机的cpu例如通过读出并执行rom中存储的程序来作为控制部71的测定控制部71a和诊断控制部71b发挥功能。此外,测定控制部71a和诊断控制部71b中的至少一个或全部由asic(application specific integrated circuit:专用集成电路)、gpu(graphics processing unit:图形处理单元)、fpga(field programmable gate array:现场可编程门阵列)等硬件构成。
101.另外,存储部72例如与ram、hdd对应。ram、hdd能够存储光量初始信息72a。此外,控制装置70可以经由通过有线、无线的网络来连接的其它计算机或便携型记录介质获取上述的程序或各种信息。
102.(关于测定控制部)
103.测定控制部71a在重合基板t的板面上设定多个(例如5~13个)测定点,使检查装置80在各测定点处进行重合基板t的测定。
104.具体地说,在检查装置80中,首先,进行重合基板t的搬入处理。重合基板t由搬送装置61(参照图1)搬送至检查装置80的内部。检查装置80使用未图示的升降机从搬送装置61接受重合基板t,并使升降机移动来将重合基板t载置于多个支承构件420上。之后,通过吸引装置480经由吸引管460对重合基板t进行抽真空,来使重合基板t吸附保持于保持部400。
105.接下来,在检查装置80中进行θ对准处理。θ对准处理为调整重合基板t的旋转方向上的位置的处理。具体地说,检查装置80通过微距摄像部510拍摄存在于重合基板t上的多个基准点(例如位于重合基板t的中心部的基准点和位于其附近的基准点)。然后,检查装置80根据得到的图像来计算重合基板t的旋转角度,并使用移动机构440使重合基板t旋转,以使该旋转角度为0度。该基准点例如在通过曝光处理在第一基板w1或第二基板w2上形成图案时,在每一个曝光区域(shot)中与图案一同形成于第一基板w1或第二基板w2上。即,检查装置80使重合基板t旋转,以使每一个曝光区域中的图案的排列方向始终为相同方向。
106.接下来,在检查装置80中进行测定处理。具体地说,检查装置80通过使用移动机构440使保持部400水平地移动,来使显微摄像部520和显微照明部620位于第一个测定点的铅
垂线上。之后,检查装置80在进行了显微摄像部520的调焦、保持部400的位置校正等的基础上,使用显微摄像部520和显微照明部620进行位于第一个测定点的测定标记m1、m2的摄像。
107.检查装置80对剩余的测定点也进行同样的处理。即,检查装置80按照测定点数量重复地进行上述的处理。
108.测定控制部71a从检查装置80获取作为测定结果的图像数据。然后,测定控制部71a基于获取到的图像数据来导出包括重合基板t中的第一基板w1与第二基板w2的偏移量的检查结果。具体地说,测定控制部71a通过分析图像数据来计算各测定点处的、测定标记m1的x坐标(x1)以及y坐标(y1)、测定标记m2的x坐标(x2)以及y坐标(y2)。另外,测定控制部71a计算测定标记m1、m2的x坐标的偏移量(δx)以及测定标记m1、m2的y坐标的偏移量(δy)。然后,测定控制部71a将第一测定点数量(在此为5个)计算结果(x1、y1、x2、y2、δx、δy)代入预先准备的计算模型中。
109.计算模型例如将第一基板w1相对于第二基板w2的偏移量分解为x轴方向的偏移(x位移)、y轴方向的偏移(y位移)、以铅垂轴为中心的旋转方向上的偏移(转动)、由于伸缩引起的偏移(缩放)的各成分。测定控制部71a使用该计算模型获取上述每个成分的检查结果,并将获取到的检查结果存储于存储部72。
110.(关于诊断控制部)
111.诊断控制部71b控制由检查装置80进行的光量检查和光轴检查的动作。
112.存储部72中存储的光量初始信息72a用于光量检查中。光量初始信息72a是表示显微照明部620具备的光源621的设定光量与显微摄像部520经由衰减构件720接受到以该设定光量从光源621发出的光的情况下的受光量的关系的信息。设定光量是对光源621输出的光量的指令值。例如,设为在光量初始信息72a中使光源621的设定光量“100”与显微摄像部520的受光量“80”相关联。
113.光量初始信息72a是表示发生光源621的劣化之前的、光源621的设定光量与显微摄像部520的受光量的初始的关系的信息,该光量初始信息72a例如在接合系统1的启动时或初次使用时生成。在光源621由于使用而劣化的情况下,即使对光源621发出指令使其以设定光量“100”发光,实际得到的光量、即显微摄像部520的受光量也低于“80”。
114.此外,使用图12和图13在后文中叙述光量检查处理和光轴检查处理的具体的过程。
115.《接合系统的具体动作》
116.接着,说明接合系统1的具体动作。首先,参照图11来说明通过接合装置41形成重合基板t之前的处理过程。图11是表示接合系统1执行的处理中的、通过接合装置41形成重合基板t之前的处理的过程的一例的流程图。图11所示的各种处理基于由控制装置70进行的控制来执行。
117.首先,将收容有多张第一基板w1的盒c1、收容有多张第二基板w2的盒c2以及空的盒c3载置于搬入搬出站2的规定的载置板11。之后,通过搬送装置22取出盒c1内的第一基板w1并搬送至配置于第三处理块g3中的传送装置。
118.接着,通过搬送装置61将第一基板w1搬送至第一处理块g1的表面改性装置30。在表面改性装置30中,在规定的减压气氛下激励作为处理气体的氧气使其等离子体化,从而离子化。向第一基板w1的接合面照射该氧离子,来对该接合面进行等离子体处理。由此,将
第一基板w1的接合面改性(步骤s101)。
119.接着,通过搬送装置61将第一基板w1搬送至第二处理块g1的表面亲水化装置40。在表面亲水化装置40中,一边使保持于旋转吸盘的第一基板w1旋转一边向第一基板w1上供给纯水。由此,使第一基板w1的接合面亲水化。另外,通过该纯水来清洗第一基板w1的接合面(步骤s102)。
120.接着,通过搬送装置61将第一基板w1搬送至第二处理块g2的接合装置41。经由传送部将被搬入到接合装置41的第一基板w1搬送至位置调节机构,并通过位置调节机构调节水平方向的朝向(步骤s103)。
121.之后,将第一基板w1从位置调节机构交接至翻转机构,通过翻转机构将第一基板w1的表面和背面翻转(步骤s104)。具体地说,将第一基板w1的接合面w1j朝向下方。
122.之后,将第一基板w1从翻转机构交接至第一保持部140。第一基板w1以其凹槽部朝向预先决定的方向的状态被吸附保持于第一保持部140(步骤s105)。
123.与对第一基板w1的步骤s101~s105的处理重复地进行第二基板w2的处理。首先,通过搬送装置22取出盒c2内的第二基板w2,并搬送至配置于第三处理块g3的传送装置。
124.接着,通过搬送装置61将第二基板w2搬送至表面改性装置30,来对第二基板w2的接合面w2j进行改性(步骤s106)。之后,通过搬送装置61将第二基板w2搬送至表面亲水化装置40,来使第二基板w2的接合面w2j亲水化并且清洗该接合面(步骤s107)。
125.之后,通过搬送装置61将第二基板w2搬送至接合装置41。经由传送部将被搬入到接合装置41的第二基板w2搬送至位置调节机构。然后,通过位置调节机构来调节第二基板w2的水平方向的朝向(步骤s108)。
126.之后,将第二基板w2搬送至第二保持部141,并且以使第二基板w2的凹槽部朝向预先决定的方向的状态将该第二基板w2吸附保持于第二保持部141(步骤s109)。
127.接下来,进行保持于第一保持部140的第一基板w1与保持于第二保持部141的第二基板w2的水平方向的位置调节(步骤s110)。
128.接着,进行保持于第一保持部140的第一基板w1与保持于第二保持部141的第二基板w2的铅垂方向位置的调节(步骤s111)。具体地说,通过第一移动部160使第二保持部141向铅垂上方移动,来使第二基板w2靠近第一基板w1。
129.接着,在解除由多个内侧吸附部302进行的对第一基板w1的吸附保持后(步骤s112),通过使撞击器190的按压销191下降来将第一基板w1的中心部向下按(步骤s113)。
130.当第一基板w1的中心部与第二基板w2的中心部接触并且第一基板w1的中心部与第二基板w2的中心部被撞击器190以规定的力按压时,在被按压的第一基板w1的中心部与第二基板w2的中心部之间开始接合。即,由于第一基板w1的接合面w1j和第二基板w2的接合面w2j分别在步骤s101、s109中被改性,因此,首先在接合面w1j、w2j之间产生范德华力(分子间力),该接合面w1j、w2j彼此接合。并且,由于第一基板w1的接合面w1j和第二基板w2的接合面w2j分别在步骤s102、s110中被亲水化,因此接合面w1j、w2j间的亲水基以氢键结合,接合面w1j、w2j之间被牢固地接合。像这样,形成接合区域。
131.之后,在第一基板w1与第二基板w2之间产生接合区域从第一基板w1和第二基板w2的中心部朝向外周部扩大的键合波(bonding wave)。之后,解除由多个外侧吸附部301进行的对第一基板w1的吸附保持(步骤s114)。由此,通过外侧吸附部301吸附保持的第一基板w1
的外周部落下。其结果是,第一基板w1的接合面w1j与第二基板w2的接合面w2j整面地抵接,形成重合基板t。
132.之后,使按压销191上升至第一保持部140,并解除由第二保持部141进行的对第二基板w2的吸附保持。之后,通过搬送装置61将重合基板t从接合装置41搬出。像这样,一系列的接合处理结束。
133.接着,参照图12来说明检查装置80的光量检查处理的过程。图12是表示光量检查处理的过程的一例的流程图。此外,在此,作为一例示出进行显微照明部620的光量检查的情况下的处理过程,但也可以按照同样的处理过程进行微距照明部610的光量检查。光量检查处理能够按照诊断控制部71b的控制来进行。
134.如图12所示,在检查装置80中,首先,通过移动机构440(参照图4)使诊断部700移动,来使诊断部700的衰减构件720配置于显微照明部620的上方(显微摄像部520的下方)(步骤s201)。
135.接下来,在检查装置80中,在进行显微摄像部520的调焦等的基础上使显微照明部620的光源621以设定光量发光(步骤s202)。从光源621发出的光在透过了衰减构件720后由显微摄像部520的摄像元件522接受。
136.接下来,诊断控制部71b基于由显微摄像部520拍摄到的图像数据来计算显微摄像部520的受光量(下面记载为“测定受光量”)(步骤s203)。另外,诊断控制部71b计算所计算出的测定受光量与光量初始信息72a中包含的受光量(下面记载为“初始受光量”)的差(步骤s204)。然后,诊断控制部71b判定测定受光量与初始受光量的差是否小于阈值(下面记载为“光量阈值”)(步骤s205)。
137.在步骤s205中,在测定受光量与初始受光量的差为光量阈值以上的情况下(步骤s205,“否”)、即光源621的光量不正常的情况下,诊断控制部71b判定当前的模式是否为自动调整模式(步骤s206)。在步骤s206中,在判定为处于自动调整模式的情况下(步骤s206,“是”),诊断控制部71b变更光源621的设定光量(步骤s207)。具体地说,诊断控制部71b提高光源621的设定光量。例如,诊断控制部71b也可以使设定光量仅提高测定受光量与初始受光量的差。另外,诊断控制部71b也可以使设定光量仅提高预先决定的量。当结束步骤s206的处理时,诊断控制部71b返回步骤s202,使光源621以变更后的设定光量发光。
138.另一方面,在步骤s206中,在不处于自动调整模式的情况下(步骤s206,“否”),诊断控制部71b进行通知处理(步骤s208)。例如,诊断控制部71b也可以对经由网络来与接合系统1连接的上位装置发送光源621的光量下降了这个意思的信息来作为通知处理。另外,诊断控制部71b也可以使设置于接合系统1的未图示的警报装置(报警器、灯等)动作来作为通知处理。
139.在结束了步骤s208的处理的情况下、或者在步骤s205中的测定受光量与初始受光量的差小于光量阈值的情况下(步骤s205,“是”)即光源621的光量为正常的情况下,诊断控制部71b结束光量检查处理。
140.接着,参照图13来说明检查装置80中的光轴检查处理的过程。图13是表示光轴检查处理的过程的一例的流程图。
141.如图13所示,在检查装置80中,首先,通过移动机构440(参照图4)使诊断部700移动,来使诊断部700的衰减构件720配置于显微照明部620的上方(显微摄像部520的下方)
(步骤s301)。
142.接下来,在检查装置80中,在进行显微摄像部520的调焦等的基础上,使显微照明部620的光源621以设定光量发光(步骤s302)。然后,在检查装置80中,显微摄像部520拍摄形成于衰减构件720的校准标记m3(步骤s303)。
143.接下来,诊断控制部71b基于由显微摄像部520拍摄到的图像数据来计算第一四边形m3a的重心g3a与第二四边形m3b的重心g3b之间的距离作为标记测定值(步骤s304)。另外,诊断控制部71b计算所计算出的标记测定值与重心g3a、g3b之间的距离的正常值(下面记载为“ref值”)的差(步骤s305)。此外,在本实施方式中,举出ref值为0的情况、即重心g3a与重心g3b一致的情况为例进行了说明,但ref值无需一定为0。
144.接下来,诊断控制部71b判定标记测定值与ref值的差是否小于阈值(下面记载为“光轴阈值”)(步骤s306)。在该处理中,在标记测定值与ref值的差大于光轴阈值的情况下(步骤s306,“否”),则诊断控制部71b进行通知处理(步骤s307)。例如,诊断控制部71b也可以对经由网络来与接合系统1连接的上位装置发送光源621的光轴倾斜了这个意思的信息来作为通知处理。另外,诊断控制部71b也可以使设置于接合系统1的未图示的警报装置(报警器、灯等)动作来作为通知处理。
145.在结束了步骤s307的处理的情况下、或者在步骤s306中的标记测定值与ref值的差小于光轴阈值的情况下(步骤s306,“是”)、诊断控制部71b结束光轴检查处理。
146.如上述的那样,实施方式所涉及的检查装置(例如检查装置80)的自我诊断方法是用于对将第一基板(例如第一基板w1)与第二基板(例如第二基板w2)接合而成的重合基板(例如重合基板t)进行检查的检查装置的自我诊断方法,所述检查装置的自我诊断方法包括进行配置的工序、进行照射的工序、接受光的工序以及判定光量的异常的工序。进行配置的工序通过使保持重合基板的外周部且设置有具有使光衰减的衰减构件(例如衰减构件720)的诊断部(例如诊断部700)的保持部(例如保持部400)移动,来将衰减构件配置于照明部(例如微距照明部610或显微照明部620)与摄像部(例如微距摄像部510或显微摄像部520)之间,所述照明部配置于保持部的上方和下方中的一方,用于向保持于保持部的重合基板照射光,所述摄像部配置于保持部的上方和下方中的另一方的与照明部相向的位置,用于拍摄保持于保持部的重合基板。进行照射的工序在进行配置的工序之后,从照明部以设定光量照射光。接受光的工序在进行照射的工序之后,使用摄像部接受从照明部照射出并透过了衰减构件的光。判定光量的异常的工序在接受光的工序之后,基于由摄像部接受到的光的受光量来判定从照明部照射出的光的光量的异常。
147.根据实施方式所涉及的检查装置的自我诊断方法,能够使用内置于检查装置的诊断部容易地进行照明部的光量检查。因而,能够容易地维持检查装置的测定精度。
148.也可以是,在判定光量的异常的工序中,计算初始受光量(例如光量初始信息72a中包含的初始受光量)与在进行拍摄工序中由摄像部接受到的光的受光量(例如测定受光量)的差,在差为光量阈值以上的情况下,判定为从照明部照射出的光的光量为异常,其中,所述初始受光量是作为从照明部以设定光量照射出并透过了衰减构件后由摄像部接受到的光的受光量而预先存储的受光量。由此,能够容易地发现由于照明部的光源的使用而引起的劣化。
149.关于实施方式所涉及的检查装置的自我诊断方法,也可以是,在判定光量的异常
的工序中,还包括在判定为从照明部照射出的光的光量为异常的情况下变更设定光量的工序。由此,能够容易地维持从照明部发出的光的光量始终固定的状态。
150.衰减构件也可以具有校准标记。在该情况下,实施方式所涉及的检查装置的自我诊断方法也可以还包括进行摄像的工序和判定光轴的倾斜的工序。进行摄像的工序在进行照射的工序之后,使用摄像部拍摄校准标记。判定光轴的倾斜的工序在进行摄像的工序之后,基于由摄像部拍摄到的校准标记来判定照明部的光轴的倾斜。由此,能够使用用于进行光量检查的诊断部还进行光轴的倾斜的检查。
151.另外,实施方式所涉及的检查装置(例如检查装置80)用于对将第一基板(例如第一基板w1)与第二基板(例如第二基板w2)接合而成的重合基板(例如重合基板t)进行检查,所述检查装置具备保持部(例如保持部400)、照明部(例如微距照明部610或显微照明部620)、摄像部(例如微距摄像部510或显微摄像部520)、移动机构(例如移动机构440)以及诊断部(例如诊断部700)。保持部保持重合基板的外周部。照明部配置于保持部的上方和下方中的一方,用于向保持于保持部的重合基板照射光。摄像部配置于保持部的上方和下方中的另一方的与照明部相向的位置,用于拍摄保持于保持部的重合基板。移动机构使保持部移动。诊断部设置于保持部,具有使从照明部照射出的光衰减的衰减构件(例如衰减构件720)。
152.根据实施方式所涉及的检查装置,能够使用内置于检查装置的诊断部来容易地进行照明部的光量检查。因而,能够容易地维持检查装置的测定精度。
153.衰减构件也可以包括硅(例如硅板722)。能够通过使用硅以与重合基板同样的方式使从照明部发出的光衰减,来适当地进行光量检查。
154.衰减构件也可以包含硅、层叠于硅的玻璃(例如玻璃板721)、形成于玻璃的校准标记(例如校准标记m3)。通过在玻璃形成校准标记,相比于例如在硅形成校准标记的情况,能够以低价格形成衰减构件。
155.保持部也可以具备主体部(例如主体部410)和多个支承构件(例如支承构件420)。主体部具有直径比重合基板的直径大的开口(例如开口411)。多个支承构件设置于主体部并朝向开口的中心延伸,在多个支承构件的前端部支承重合基板的外周部。在该情况下,诊断部也可以配置于相邻的两个支承构件之间。由此,能够抑制检查装置80的大型化。
156.诊断部也可以具备安装部(例如安装部710)和衰减构件(例如衰减构件720)。安装部设置于保持部,朝向开口的中心延伸。衰减构件安装于安装部的前端部。在该情况下,衰减构件配置于在从与重合基板的板面垂直的方向观察检查装置的俯视观察时(例如图5)从重合基板露出的位置。由此,即使在重合基板保持于保持部的状态下,也能够使用诊断部进行自我诊断。
157.此外,在上述的实施方式中,举出通过撞击器按压第一基板的中心部来使其与第二基板接触,使用在表面被改性后的第一基板与第二基板的接合面之间产生的分子间力来将第一基板与第二基板接合的接合装置为例进行了说明。但不限于此,接合装置例如也可以为经由粘接剂将第一基板和第二基板接合的类型的接合装置。
158.应当认为,本次公开的实施方式在所有方面均是例示,而不是限制性的。实际上,能够以多种方式来具体实现上述的实施方式。另外,上述的实施方式也可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
159.附图标记说明
160.w1:第一基板;w2:第二基板;t:重合基板;1:接合系统;2:搬入搬出站;3:处理站;4:检查站;41:接合装置;70:控制装置;71:控制部;71a:测定控制部;71b:诊断控制部;72:存储部;72a:光量初始信息;80:检查装置;400:保持部;410:主体部;420:支承构件;460:吸引管;500:摄像单元;510:微距摄像部;520:显微摄像部;600:照明单元;610:微距照明部;620:显微照明部;700:诊断部;710:安装部;720:衰减构件。
再多了解一些

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