JP2011216832A5

JP2011216832A5 - 基板接合装置、基板ホルダ、基板接合方法、デバイスの製造方法および位置合わせ装置

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Publication number: JP2011216832A5
Application number: JP2010094183A
Authority: JP
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2030-04-15

Claims

互いに重ね合された第１半導体基板および第２半導体基板を互いに接合する基板接合装置であって、
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の間のずれを補正すべく、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせることにより、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を変形させる温度制御部と、
前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに接合する接合部と、
を備える基板接合装置。
前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との相対位置を計測する計測部を備え、
前記温度制御部は、前記計測部で計測された前記相対位置に基づいて前記温度差を設定する請求項１に記載の基板接合装置。
前記計測部により計測された前記相対位置に基づいて前記第１半導体基板と前記第２半導体基板とのずれ量を算出する算出部を備え、
前記温度制御部は、前記算出部で算出された前記ずれ量に基づいて前記温度差を設定する請求項２に記載の基板接合装置。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方に加熱および冷却の少なくとも一方を施す温調部を備え、
前記温度制御部は、前記温調部を制御することにより前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に温度差を生じさせる請求項１から３のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、前記第１半導体基板の一部の領域と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせる請求項１に記載の基板接合装置。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板にそれぞれ設けられた複数の位置合わせ指標の位置ずれが統計的に最小になる目標温度差を算出する算出部を備え、
前記温度制御部は、前記算出部による算出結果に基づいて前記一部の領域を決定する請求項５に記載の基板接合装置。
前記算出部は、前記複数の位置合わせ指標のうち前記一部の領域に含まれる位置合わせ指標、および、それに対応する前記第２半導体基板の位置合わせ指標を除いて前記目標温度を算出する請求項６に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、前記複数の位置合わせ指標のうち前記一部の領域に含まれる位置合わせ指標の、対応する前記第２半導体基板の位置合わせ指標に対する位置ずれ量に基づいて、前記温度差を決定する請求項６または請求項７に記載の基板接合装置。
前記第１半導体基板の前記一部の領域を加熱または冷却することにより前記温度差を生じさせる温調部を備え、
前記温度制御部は、前記温調部を制御することにより前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に温度差を生じさせる請求項５から請求項８までのいずれか１項に記載の基板接合装置。
前記温調部は、温風または冷風を前記第１半導体基板の前記一部の領域に吹き付ける請求項９に記載の基板接合装置。
前記温調部は、熱線を前記第１半導体基板の前記一部の領域に照射することにより、前記一部の領域を加熱する請求項９に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、前記第２半導体基板の全体も加熱する請求項１から１１のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに位置合わせして重ね合わせる位置合わせ部を備え、
前記位置合わせ部は、前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の位置合わせおよび重ね合わせを行う請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、前記位置合わせ部による位置合わせ結果に基づいて前記温度差を設定し、前記位置合わせ部により前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が互いに重ね合される前に前記温度差を生じさせる請求項１３に記載の基板接合装置。
前記位置合わせ部は、前記第１半導体基板を保持する第１ステージと、前記第２半導体基板を保持する第２ステージとを備え、
前記第１ステージは、その保持力により前記第１半導体基板の前記変形を維持する請求項１３または１４に記載の基板接合装置。
前記第１ステージは、少なくとも前記温度制御部により前記温度差を生じさせているときは、前記第１半導体基板の前記変形が生じる領域に対応する保持領域による保持を解除する請求項１５に記載の基板接合装置。
互いに重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を前記接合部に搬送する搬送部と、
前記搬送部による搬送過程で前記変形を維持するための維持部と、
を備える請求項１３から１６のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記維持部は、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の前記温度差を保つ保温部を有する請求項１７に記載の基板接合装置。
互いに重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を保持する保持部を有し、前記搬送部により前記第１半導体基板および前記第２半導体基板と共に前記接合部に搬送される基板ホルダを備え、
前記維持部は、前記保持部であり、前記保持部の保持力により前記変形を維持する請求項１７または１８に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、少なくとも前記第１半導体基板を保持する第１基板ホルダに設けられた温調部を制御することにより、前記温度差を生じさせる請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の基板接合装置。
少なくとも前記第１基板ホルダによる前記第１半導体基板の保持力により前記変形を維持させる請求項２０に記載の基板接合装置。
前記温度制御部により前記温度差を生じさせているときは、前記変形が生じる領域に対応する前記第１基板ホルダの保持面による保持を解除する請求項２１に記載の基板接合装置。
前記第１基板ホルダは、複数の領域を有する保持面を有し、
前記温調部は、前記複数の領域のそれぞれに対応して設けられ、
前記温度制御部は、複数の前記温調部をそれぞれ個別に制御する請求項２０から２２のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記接合部は、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する加圧部と、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱部とを有し、
前記加熱部は、前記温度差を有する前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を前記加圧部が加圧した後、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する請求項１から２３のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記接合部は、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱部を有し、
前記加熱部は、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が少なくとも接合されるまで前記温度差を維持するように加熱する請求項１から２３のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに位置合わせして重ね合わせる位置合わせ部と、
重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を前記接合部に搬送する搬送部と、を備え、
前記温度制御部は、前記接合部に搬送された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に前記温度差を生じさせる請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板接合装置。
前記温度制御部は、前記位置合わせ部による位置合わせ結果に基づいて前記温度差を設定し、前記接合部により前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が互いに接合される前に前記温度差を生じさせる請求項２６に記載の基板接合装置。
前記接合部は、重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する加圧部と、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を加熱または冷却することにより前記温度差を生じさせる温調部とを有し、
前記加圧部は、前記温調部により前記温度差が生じた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する請求項２７に記載の基板接合装置。
前記温調部は、重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板において熱膨張または熱収縮の中心となる位置を固定した状態で前記温度差を生じさせる請求項２８に記載の基板接合装置。
前記温調部は、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板をそれぞれ保持する一対の基板ホルダに前記温度差を生じさせる請求項２８または２９に記載の基板接合装置。
前記一対の基板ホルダは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を吸着することにより前記変形を維持する請求項３０に記載の基板接合装置。
前記一対の基板ホルダの少なくとも一方は、前記温度制御部により前記変形を生じさせているときは、前記第１半導体基板または前記第２半導体基板の吸着を解除する請求項３１に記載の基板接合装置。
前記接合部は、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱部を有し、
前記加熱部は、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が少なくとも接合されるまで前記温度差を維持するように加熱する請求項２６から３２のいずれか一項に記載の基板接合装置。
基板を保持し、複数の領域を有する保持面と、
前記複数の領域のそれぞれに対応して設けられ、前記基板を吸着する複数の吸着部と、
前記複数の領域のそれぞれに対応して設けられ、前記基板に加熱および冷却の少なくとも一方を施す複数の温調部と、
を備える基板ホルダ。
前記複数の吸着部による前記基板の吸着力は、前記複数の温調部の少なくとも一つにより加熱または冷却された前記基板の変形を維持する請求項３４に記載の基板ホルダ。
互いに重ね合された第１半導体基板および第２半導体基板を互いに接合する基板接合方法であって、
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の間のずれを補正すべく、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせることにより、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を変形させる温度差発生ステップと、
前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに接合する接合ステップと、
を含む基板接合方法。
前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との相対位置を計測する計測ステップを備え、
前記温度差発生ステップは、前記計測ステップで計測された前記相対位置に基づいて前記温度差を設定する請求項３６に記載の基板接合方法。
前記計測ステップにより計測された前記相対位置に基づいて前記第１半導体基板と前記第２半導体基板とのずれ量を算出する算出ステップを備え、
前記温度差発生ステップは、前記算出ステップで算出された前記ずれ量に基づいて前記温度差を設定する請求項３７に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方に加熱および冷却の少なくとも一方を施すことにより前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に温度差を生じさせる請求項３６から３８のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第１半導体基板の一部の領域と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせる請求項３６に記載の基板接合方法。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板にそれぞれ設けられた複数の位置合わせ指標の位置ずれが統計的に最小になる目標温度差を算出する算出ステップを備え、
前記温度差発生ステップは、前記算出ステップによる算出結果に基づいて前記一部の領域を決定する請求項４０に記載の基板接合方法。
前記算出ステップは、前記複数の位置合わせ指標のうち前記一部の領域に含まれる位置合わせ指標、および、それに対応する前記第２半導体基板の位置合わせ指標を除いて前記目標温度を算出する請求項４１に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記複数の位置合わせ指標のうち前記一部の領域に含まれる位置合わせ指標の、対応する前記第２半導体基板の位置合わせ指標に対する位置ずれ量に基づいて、前記温度差を決定する請求項４１または請求項４２に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第１半導体基板の前記一部の領域を加熱または冷却することにより前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に温度差を生じさせる請求項４０から請求項４３までのいずれか１項に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、温風または冷風を前記第１半導体基板の前記一部の領域に吹き付ける請求項４４に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、熱線を前記第１半導体基板の前記一部の領域に照射することにより、前記一部の領域を加熱する請求項４４に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第２半導体基板の全体も加熱する請求項４１から４６のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに位置合わせして重ね合わせる位置合わせステップを含み、
前記位置合わせステップは、前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の位置合わせおよび重ね合わせを行う請求項３６から４７のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記位置合わせステップによる位置合わせ結果に基づいて前記温度差を設定し、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が互いに重ね合される前に前記温度差を生じさせる請求項４８に記載の基板接合方法。
前記位置合わせステップは、前記第１半導体基板を保持する第１ステージの保持力により前記第１半導体基板の前記変形を維持する請求項４８または４９に記載の基板接合方法。
少なくとも前記温度差発生ステップにより前記温度差を生じさせているときは、前記第１半導体基板の前記変形が生じる領域に対応する保持領域による保持を解除する請求項５０に記載の基板接合方法。
互いに重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を接合ステップを実施する接合部に搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップによる搬送過程で前記変形を維持するための維持ステップと、
を含む請求項４８から５１のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記維持ステップは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の前記温度差を保つ保温ステップを含む請求項５２に記載の基板接合方法。
前記搬送ステップは、互いに重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を保持部で保持する基板ホルダを、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板と共に前記接合部に搬送し、
前記維持ステップは、前記保持部の保持力により前記変形を維持する請求項５２または５３に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、少なくとも前記第１半導体基板を保持する第１基板ホルダに設けられた温調部を制御することにより、前記温度差を生じさせる請求項３６から請求項３９までのいずれか１項に記載の基板接合方法。
少なくとも前記第１基板ホルダによる前記第１半導体基板の保持力により前記変形を維持させる請求項５５に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップにより前記温度差を生じさせているときは、前記変形が生じる領域に対応する前記第１基板ホルダの保持面による保持を解除する請求項５６に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、複数の領域を有する前記第１基板ホルダの保持面の前記複数の領域のそれぞれに対応して設けられた複数の温調部をそれぞれ個別に制御する請求項５５から５７のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記接合ステップは、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する加圧ステップと、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱ステップとを含み、
前記加熱ステップは、前記加圧ステップの後に行われる請求項３６から５８のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記接合ステップは、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱ステップを含み、
前記加熱ステップは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が少なくとも接合されるまで前記温度差を維持するように加熱する請求項３６から５８のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに位置合わせして重ね合わせる位置合わせステップと、
重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を前記接合ステップを行う接合部に搬送する搬送ステップと、を含み、
前記温度差発生ステップは、前記接合ステップに搬送された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板に前記温度差を生じさせる請求項３６から５７のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記位置合わせステップによる位置合わせ結果に基づいて前記温度差を設定し、前記接合ステップにより前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が互いに接合される前に前記温度差を生じさせる請求項６１に記載の基板接合方法。
前記接合ステップは、重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する加圧ステップと、前記加圧ステップは、前記温度差発生ステップにより前記温度差が生じた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加圧する請求項６２に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、重ね合された前記第１半導体基板および前記第２半導体基板において熱膨張または熱収縮の中心となる位置を固定した状態で前記温度差を生じさせる請求項６３に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板をそれぞれ保持する一対の基板ホルダに前記温度差を生じさせる請求項６３または６４に記載の基板接合方法。
前記一対の基板ホルダは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を吸着することにより前記変形を維持する請求項６５に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップにより前記変形を生じさせているときは、前記一対の基板ホルダの少なくとも一方は、前記第１半導体基板または前記第２半導体基板の吸着を解除する請求項６６に記載の基板接合方法。
前記接合ステップは、重ね合わされた前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を加熱する加熱ステップを含み、
前記加熱ステップは、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板が少なくとも接合されるまで前記温度差を維持するように加熱する請求項６１から６７のいずれか一項に記載の基板接合方法。
前記温度差発生ステップは、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板が単層基板と積層基板であるときに、前記単層基板を加熱または冷却することにより前記温度差を生じさせる請求項３６から６８のいずれか一項に記載の基板接合方法。
第１半導体基板と第２半導体基板を重ね合わせて接合することにより製造されるデバイスの製造方法であって、
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の間のずれを補正すべく、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせることにより、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を変形させる温度差発生ステップと、
前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板を互いに接合する接合ステップと、
を含むデバイスの製造方法。
第１半導体基板および第２半導体基板を互いに位置合わせする位置合わせ装置であって、
前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の間のずれを補正すべく、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に温度差を生じさせることにより、前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の少なくとも一方を変形させる温度制御部と、
前記温度差により生じた変形が維持された状態で前記第１半導体基板および前記第２半導体基板の位置合わせを行う位置合わせ部と、
を備える位置合わせ装置。