KR20110139149A - 반도체 소자의 제조 장치 - Google Patents

반도체 소자의 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110139149A
KR20110139149A KR20110060332A KR20110060332A KR20110139149A KR 20110139149 A KR20110139149 A KR 20110139149A KR 20110060332 A KR20110060332 A KR 20110060332A KR 20110060332 A KR20110060332 A KR 20110060332A KR 20110139149 A KR20110139149 A KR 20110139149A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
coupling
module
chuck
load lock
Prior art date
Application number
KR20110060332A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101234001B1 (ko
Inventor
마르셀 브로에카르
요누츠 라두
Original Assignee
에스오아이테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스오아이테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 filed Critical 에스오아이테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스
Publication of KR20110139149A publication Critical patent/KR20110139149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101234001B1 publication Critical patent/KR101234001B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1858—Handling of layers or the laminate using vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836—Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/60—In a particular environment
    • B32B2309/64—Sterile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/60—In a particular environment
    • B32B2309/65—Dust free, e.g. clean room
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/60—In a particular environment
    • B32B2309/68—Vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자들의 제조를 위한 장치에 관련되며, 대기압 미만의 압력 하에서 웨이퍼들의 결합을 제공하기 위한 진공 챔버를 포함하는 결합 모듈(1); 및 결합 모듈(1)에 연결되고 결합 모듈(1)로 웨이퍼들을 전송하기 위해 구성되는 로드 락 모듈(2)로서, 로드 락 모듈(2) 내의 압력을 대기압 미만으로 감소시키도록 구성된 제1 진공 펌핑 장치(5)에 연결된 로드 락 모듈(2)을 포함한다.

Description

반도체 소자의 제조 장치{Apparatus for manufacturing semiconductor devices}
본 발명은 반도체 소자들의 제조를 위한 장치에 관련되며, 웨이퍼들의 분자 결합을 위한 결합 모듈을 포함하는 장치에 관련된다.
예컨대, 실리콘-온-절연체(silicon-on-insulator, SOI) 기판들과 같은 기판들 상에 형성된 회로 구조물들이 함께 결합되고 고밀도-수직 연결부들과 3-D 회로로 집적되는, 3-차원(3-D) 집적 회로 기술은 현대 반도체 기술에서 중요성이 증가되고 있다(예를 들어, A Wafer-Scale 3-D Circuit Integration Technology라는 명칭의 Burns 외, IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 53, NO. 10, OCTOBER 2006, pages 2507 - 2516 참조). 3-D 회로 집적 기술의 구성 요소들(building blocks)은 정밀 웨이퍼-웨이퍼 정렬, 저온 웨이퍼-웨이퍼 결합(분자 결합 또는 산소 융합 결합), 및 회로 구조물들의 고밀도 수직 연결부들과의 전기적 연결이다. 통상의 범프 결합 기술에 비하여, 웨이퍼-스케일 3-D 기술은 더 높은 밀도의 수직 연결부들 및 감소된 시스템 전력을 제공한다.
웨이퍼들의 분자 결합은 그 표면들이 충분히 부드럽고, 입자들 또는 오염으로부터 자유로울 것을 요구하며, 접촉이 시작될 수 있도록, 통상적으로 시작점에서 수 나노미터보다 작은 거리로, 서로 충분히 가까울 것을 요구한다. 이 경우, 두 개의 표면들 사이의 인력들은 "결합파(bonding wave)"의 위치로부터 전달 및 분자 결합(결합될 웨이퍼들의 두 개의 표면들의 원자들 또는 분자들 사이의 전기적 인력의 - 반 데르 발스(Van Der Waals) 힘들 - 모든 인력들에 의해 유도되는 결합)을 유도하도록 충분히 크다. "결합파"라는 용어에 의해, 시작점으로부터 퍼지고, 두 개의 웨이퍼들(결합 계면) 사이에서 가까이 접촉하는 전체 표면에 대한 시작점으로부터의 인력들(반 데르 발스 힘들)의 보급(dissemination)에 대응하는 결합 또는 분자 접합의 선두(front)가 지칭된다.
그러나, 분자 결합은, 수용 기판과 조립되는 중에 전송 층에 나타나는 에지 보이드들(edge voids), 웨이퍼 오정렬 및 웨이퍼 뒤틀림(distortion) 결합들과 같은 결합 계면 결함들의 심각한 문제들에 직면한다.
상기 뒤틀림들은 기판들의 부정확한 조립(오정렬)으로 유발될 수 있는 원소의 변형들(평행 이동(translation), 회전 또는 그 조합들)의 결과가 아니다. 상기 뒤틀림들은 최종 기판과 조립되는 동안 상기 층에 나타나는 불-균질(non-homogeneous) 변형들에 기인한다. 사실상, 상기 뒤틀림들은 대략 수백 나노미터 또는 심지어 마이크로미터일 수 있는 상기 층 상에 또는 상기 층 내에 형성되는 마이크로 구성 요소들의 위치에 변동들을 가져올 수 있다. 상기 뒤틀림이 균질이 아니므로, 후속으로 수행되는 포토 리소그래피 단계들 중에 국부적인 오정렬 에러들을 완전하게 교정하는 것이 불가능하다. 따라서, 성능 장애가 있는 반도체 소자들이 발생될 수 있다.
이러한 점에서 최근 기술 진보에도 불구하고 충분한 정확성, 특히 정렬, 감소된 층 뒤틀림 및 결합 계면 결함들의 억제와, 고수율의 3D 집적 회로 기술을 위해 분자 결합을 제공하는 반도체 소자의 제조를 위한 장치가 요구된다.
본 발명은 고수율의 3D 집적 회로 기술을 위해 분자 결합을 제공하는 반도체 소자의 제조를 위한 장치를 제공한다.
본 발명은 앞서 언급한 필요성에 대응하며 따라서, 청구항 1에 따른 반도체 소자들의 제조를 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는 대기압 미만의 압력 하에서 웨이퍼들의 결합을 제공하기 위한 진공 챔버를 포함하는 결합 모듈(bonding module); 및 상기 결합 모듈에 연결되고 상기 결합 모듈로 웨이퍼들을 전송하기 위해 구성되는 로드 락 모듈(load lock module)로서, 상기 로드 락 모듈 내의 압력을 대기압 미만으로 감소시키도록 구성된 제1 진공 펌핑 장치(vacuum pumping device)에 연결된 로드 락 모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면 웨이퍼들의 분자 결합은 결합 모듈의 배기된 진공 챔버 내에서 수행된다. 결합이 (부분) 진공 하에서 수행되므로, 에지 보이드들과 같은 결합 계면 결함들이 결합 강도에 영향을 주지 않고 상당히 억제될 수 있음이 관찰되었다. 또한, 웨이퍼들이 배기된 로드 락 모듈로부터 결합 모듈의 진공 챔버로 전송되어서 종래의 진공 결합 모듈에 비하여 수율이 상당하게 증가한다. 상기 로드 락 모듈은 웨이퍼들을 상기 결합 모듈의 배기된 진공 챔버의 저-압력에 가까운 진공 압력에서 상기 결합 모듈로 제공하므로, 두 개의 결합 단계들(결합 단계 및 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈로의 적어도 하나의 웨이퍼의 전송 단계) 사이에서 상기 결합 모듈의 진공 압력으로부터 대기압으로의 스위칭 및 이의 반대의 경우가 방지된다.
상기 로드 락 모듈은 제1 펌핑 장치에 의해, 예를 들어 약 1 mbar 내지 대기압(1 bar 미만의) 미만으로, 특히 1 mbar 내지 10 mbar 또는 100 mbar의 범위의 압력으로 배기된다. 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버는 예를 들어, 제2 펌핑 장치에 의해 0.01 mbar 내지 10 mbar 또는 10 mbar 내지 100 mbar, 특히, 0.1 mbar 내지 5 mbar의 범위의 압력으로 배기된다. 또한, 상기 진공 챔버의 온도는 웨이퍼 반도체 물질의 열적 팽창으로 인한 웨이퍼들의 변형을 방지하기 위해 실온으로 유지되는 것에 유의한다. 제1 및/또는 제2 펌핑 장치들은 목적하는 진공의 정도를 제어하기 위해 제공되는 각각의 제어 밸브들에 의해, 상기 로드 락 모듈 및 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버에 각각 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 펌핑 장치 모두에 대해 예를 들어 다중단계 로터리 베인 펌프(multistage rotary vane pump)가 제공될 수 있다.
상기 결합 모듈은 진공 하에서, 따라서 환경으로부터 밀폐된 상황에서의 정렬된 웨이퍼 결합 공정을 위해 필요한 모두 수단들을 포함함을 유의한다. 상기 로드 락 모듈은 동시에 하나의 웨이퍼를 수용하고 상기 결합 모듈에 전송하도록 구성되거나 상기 로드 락 모듈 내에 제공되는 복수의 웨이퍼 저장 시스템(multi wafer storage system) 내에 저장될 수 있는 복수의 웨이퍼들을 수용하도록 구성될 수 있다. 전자의 경우, 상기 로드 락 모듈의 크기는 최소화될 수 있어서, 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버의 진공은 웨이퍼의 전송 중에 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈을 분리하는 게이트의 개방에 의해 중대하게 영향받지 않는다. 후자의 경우, 수율이 증가될 수 있다.
특히, 상기 로드 락 모듈은 웨이퍼의 수용을 위해 개폐될 수 있는 제1 게이트, 및 웨이퍼를 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈로 전송하기 위해 개폐될 수 있는 제2 게이트를 포함할 수 있다. 웨이퍼가 개방된 제1 게이트를 통해 상기 로드 락 모듈에 수용되고 상기 제1 게이트가 다시 닫힌 후, 상기 제1 펌핑 장치는 상기 로드 락 모듈을 배기시키기 시작할 수 있다.
본 발명의 장치의 일 실시예에 따르면 상기 결합 모듈에 연결되고 상기 결합 모듈 내에서 이미 결합된 하나 이상의 웨이퍼들(웨이퍼 스택들)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 추가적 로드 락 모듈이 수율을 더욱 증가시키기 위해 제공된다.
상기 결합 모듈은 적어도 제1 웨이퍼를 홀딩(holding)하도록 구성된 제1 이동가능 결합 척(moveable bonding chuck) 및 상기 제1 결합 척과 다르고 상기 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 제2 이동가능 결합 척을 포함할 수 있다. 상기 로드 락 시스템으로부터 웨이퍼들을 그립핑(gripping)하고 상기 결합 척 상에 위치시키도록 구성된 로봇 수단이 상기 결합 모듈 내에 제공될 수 있다. 그립핑은 기계적 수단, 정전기적 수단 또는 진공(만약 클램핑 진공이 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버의 구동 진공 레벨 아래인 경우)에 의해 이루어질 수 있다.
웨이퍼들을 지지하고 클램핑하기 위해 마주보고 배치된 두 개의 이동가능 결합 척들은 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버 내에 제공될 수 있다. 상기 척들은 서로 앞면으로 두 개의 웨이퍼들을 위치시키고 정렬할 수 있도록 하기 위하여 평행 이동 및 회전 이동가능하다. 각각의 결합 척들은 가능한한 평면으로 제공될 것이며, 이는 척 보우(bow)가 뒤틀림 결함들의 요인들 중 하나임이 밝혀졌기 때문이다. 일 실시예에 따르면 상기 척들은 금속 또는 세라믹으로 형성되며, 이는 쉽게 변형되지 않을 수 있고 웨이퍼의 평면성을 유지한다. 상기 척들의 보우(정중면(median plane)으로부터의 최대 편향)는 바람직하게는 1 마이크로미터 또는 0.1 마이크로미터 이하이어야 한다.
상기 제1 및 제2 결합 척들은 상기 제1 및 제2 웨이퍼를 수직면에 대하여 10°보다 작은 수직 상태로, 더욱 구체적으로, 많아도 약 1°의 각도로 각각 홀딩하거나 클램핑하도록 구성/적응될 수 있다. 각각의 웨이퍼는 두 개의 주면(main surface)들을 갖는다. 일 예에 따르면, 웨이퍼들의 주면들은 상기 결합 모듈이 위치하는 수평면에 대하여 (거의) 수직하게 배향(orienting)된다. 특히, 웨이퍼들의 주면들은 수직면에 대하여 약 10°보다 작은 각도로, 더욱 구체적으로 많아도 약 1°의 각도로 기울어지게 배향된다. 상기 방향에 의해, 자신의 무게에 의한 웨이퍼들의 변형(튀틀림 결함들을 가져오는)이 방지될 수 있으며 심지어 지름이 300 mm보다 큰 대형 웨이퍼들도 신뢰성 있게 처리될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 결합 척들은 수직면에 대하여 10°보다 작은 범위에서 수직으로 배치된다.
상기 장치는 장치의 다른 모듈들의 동작을 제어하고, 로봇 수단에 의하여 하나의 모듈로부터 다른 모듈로의 웨이퍼들의 전송을 제어하기 위한 제어 유닛도 포함할 수 있다.
응용에 의해 요구되는 경우, 웨이퍼들 상에 정렬 마크들의 정확한 위치를 인식하도록 동작하는 광학 위치 시스템이 상기 결합 모듈 내에 제공될 수 있으며, 다음으로 상기 두 개의 척들은 인식된 정렬 마크들에 따라 웨이퍼들을 정렬하기 위해 평행 이동 및 회전 이동된다.
실제 분자 결합 공정은, 예를 들어 US20100122762에 개시된 것과 같이, 다른 대안들에 따라 위에서 언급한 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다. 첫 번째 방법에 따르면, 클램핑은 두 개의 웨이퍼들을 척으로부터 자유롭게 되도록 릴리스(release)되고, 추가적인 힘은 웨이퍼들의 접촉(작용 분자력(acting molecular force)들에 관해서)이 시작되고 결합파의 전달이 시작되도록 국부적으로 가해진다. 상기 추가적인 힘은 웨이퍼의 변형이 일어나지 않도록 최소화되어야 한다(예컨대 5 N 미만 또는 1 N). 따라서, 본 발명의 장치는 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 소정 거리에 위치하도록 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척이 서로에 대하여 이동되고 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 상기 소정 거리에서 릴리스(release)하기 위해 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척을 제어하며, 상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 국부적으로 가까워져서 결합이 시작되도록 상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼 중 적어도 하나에 적절한 힘 인가 수단에 의해 힘의 국부적 인가를 개시하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 이하에서 결합은 서로에 대하여 가까이 접근되고 결합될 웨이퍼들의 주면들 사이에 작용하는 분자력들에 의해 시작된다는 것이 이해될 것이다.
두 번째 방법에 따르면, 밀접한 접촉(intimate contact)이 먼저 발생되고, 다음으로 웨이퍼의 클램핑 해제가 점진적으로 수행된다. 밀접한 접촉(작용 분자력들의 면에서)은 두 개의 웨이퍼들이 서로 접촉하는 동안 웨이퍼들 중 적어도 하나에서 국부적으로 미세하게 변형됨으로써 이루어질 수 있다. 변형은 상기 척에 웨이퍼를 보존시키는 클램핑 힘을 국부적으로 감소시킴으로써 실현될 수 있다. 일단 밀접한 접촉이 이루어지면, 결합파의 전달 속도를 제거하기 위해 클램핑 해제가 점진적으로 수행된다. 세 번째 방법에 따르면, 클램핑 해제는 결합파 전달의 제어없이 점진적이기보다는 비-점진적으로 수행된다. 후자의 방법은 구현이 더 용이하다.
따라서, 본 발명에 따른 장치는 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 소정 거리에 위치하도록 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척이 서로에 대하여 이동되고, 뒤이어, 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 각각 홀딩하기 위해 상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척에 의해 가해지는 클램핑 힘을 국부적으로 감소시킴으로써 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 국부적으로 서로에 대하여 가까워지져서 결합이 시작되도록, 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은 결합이 시작되도록 서로 국부적으로 가까워진 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼에 대하여 상기 제1 웨이퍼 및/또는 상기 제2 웨이퍼의 점진적 또는 비-점진적인 릴리스를 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 예들 중 하나의 장치를 포함하는 제조 시스템(아래의 상세한 기술도 참조)을 제공하며,
상기 제조 시스템 내에 웨이퍼를 도입하도록(외부 환경으로부터) 구성된 로드 포트 모듈(load port module);
상기 제조 시스템 내에 도입된 상기 웨이퍼의 표면의 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 플라즈마 모듈;
상기 웨이퍼의 상기 표면을 세정하도록 구성된 세정 모듈; 및
상기 로드 포트 모듈, 상기 플라즈마 모듈, 상기 세정 모듈, 및 상기 로드 락 모듈 중 하나로부터 상기 모듈들 중 다른 하나로 상기 웨이퍼를 전송하도록 구성된 이동가능 로봇 수단을 더 포함한다.
하나 이상의 플라즈마 모듈들은 웨이퍼들의 주면들의 하나 또는 모두를 활성화하기 위해 제공될 수 있다. 상기 세정 모듈은 상기 결합 모듈 내에서 서로 결합될 웨이퍼들의 표면들을 세정 및/또는 브러싱(brushing)한다. 상기 로봇 수단은 웨이퍼들을 상기 로드 포트로부터 임의의 개개의 모듈로, 또한 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 전송하고 조작하도록 구성된다. 상기 로봇은 웨이퍼를 하나의 장소에서 다른 장소로 전송할 수 있도록 특히 로봇 이동 구역(점선으로 표시)을 따라 이동한다. 또한, 상기 시스템은 개개의 모듈들의 구동 및 상기 로봇 수단에 의한 웨이퍼들의 전송을 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 반도체 웨이퍼들의 결합 방법을 제공함으로써 앞서 언급한 필요성에 대응한다. 상기 방법은,
결합 모듈의 진공 챔버를 배기(evacuating)하는 단계;
적어도 제1 웨이퍼를 상기 결합 모듈에 연결되는 로드 락 모듈로 전송하는 단계;
적어도 상기 제1 웨이퍼를 전송한 후 상기 로드 락 모듈을 배기하는 단계;
적어도 상기 제1 웨이퍼를 배기된 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈의 배기된 상기 진공 챔버로 전송하는 단계;
적어도 상기 제1 웨이퍼의 전송 후에 상기 진공 챔버의 진공을 선택적으로 조정하는 단계;
상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 각각 제1 결합 척 및 제2 결합 척 상에 위치시키는 단계; 및
상기 제1 웨이퍼의 주면 및 상기 제2 웨이퍼의 주면이 국부적으로 서로 가까워져서 결합이 시작되도록, 상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척의 이동에 의해 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 서로에 대하여 이동시키는 단계를 포함한다.
특히, 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼는 각각 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척 상에 수직면에 대하여 10°보다 작은 범위의 수직 상태로 위치되고, 상기 수직 상태로 서로 가까워지도록 이동되어 결합이 시작될 수 있다.
본 발명은, 제1 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 적어도 하나의 제1 이동가능 결합 척(moveable bonding chuck); 및
상기 제1 결합 척과 다르고 상기 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 제2 이동가능 결합 척을 포함하고,
상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척은 각각 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 수직면에 대하여 10°보다 작은 수직 상태로 홀딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 결합 모듈을 더 제공한다. 상기 결합 척들은 기계적 수단, 정전기적 수단 또는 진공에 의해 제1 및 제2 웨이퍼들을 홀딩하도록 구성될 수 있다.
상기 결합 모듈의 제1 및 제2 결합 척들은 수직면에 대하여 10°보다 작은 범위에서 수직으로 배치된다.
또한, 상기 결합 모듈은 진공 챔버를 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 결합 척들은 상기 진공 챔버 내에 제공된다. 상기 결합 모듈은 반도체 소자들의 제조 장치에 관해서 상술한 로드 락 모듈과 결합될 수 있다.
결국 반도체 웨이퍼가 수직면에 대하여 10°보다 작은 범위로 수직 상태로 홀딩되도록, 다른 반도체 웨이퍼와 결합될 반도체 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 결합 척이 제공된다. 특히 상기 웨이퍼의 주면들은 수직면에 대하여 약 10°보다 작은 각도로, 더욱 구체적으로 많아도 약 1°의 각도로 기울어지게 배향된다. 특히, 웨이퍼의 주면과 접촉하는 상기 척의 주면은 수직면에 대하여 10° 이내로 수직하게 배향될 수 있다. 상기 결합 척은 기계적 수단, 정전기적 수단 또는 진공에 의해 상기 웨이퍼를 홀딩할 수 있다.
본 발명의 반도체 소자의 제조를 위한 장치에 따르면 고수율의 3D 집적 회로 기술을 위해 분자 결합이 가능하다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들이 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다. 이러한 실시예들은 본 발명의 모든 범위를 나타내지 않는 것으로 고려된다.
도 1은 결합 모듈 및 결합 모듈에 연결된 로드 락 모듈을 포함하는 반도체 소자의 제조를 위한 본 발명의 장치의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 결합 모듈의 일 예를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 장치를 포함하는 제조 시스템의 일 예를 도시한다.
도 1에 도시된 것과 같이 특정 예에 따른 본 발명의 장치는 결합 모듈(1) 및 로드 락 모듈(2)을 포함한다. 결합은 결합 모듈(1)의 진공 챔버 내에서 수행된다. 결합 모듈(1)의 진공 챔버 내의 진공은 제어 밸브(4)에 의해 결합 모듈(1)의 진공 챔버에 연결되는 진공 펌핑 수단(3)에 의해 이루어진다. 유사하게 진공은 다른 제어 밸브(6)에 의해 로드 락 모듈(2)에 연결되는 다른 진공 펌핑 수단(5)에 의해 로드 락 모듈(2) 내에 제공될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 단일 진공 펌핑 수단이 별개의 제어 밸브들에 의해 상기 로드 락 모듈 및 상기 결합 모듈 모두에 연결된다. 또한, 로드 락 모듈(2)은 웨이퍼가 로드 락 모듈(2)로부터 결합 모듈(1)로 전송될 때 개방되는 제1 게이트(7), 및 웨이퍼가 로봇에 의해 로드 락 모듈(2)에 전송될 때 개방되는 제2 게이트(8)를 포함한다.
로드 락 모듈(2)은 동시에 하나의 단일 웨이퍼를 결합 모듈(1)에 제공하는 일-웨이퍼 전송 모듈로 구성될 수 있으며, 또는 제2 게이트(8)에 의해 복수의 웨이퍼들을 수용하고 이를 저장하며, 후에 상기 복수의 웨이퍼들을 동시에 결합 모듈(1)에 제공하기 위한 복수의 웨이퍼 저장 시스템들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 하나 이상의 웨이퍼들이 로드 락 모듈(2) 내로 로딩된 후에 제2 게이트(8)가 닫히고(제1 게이트(7)는 로딩 과정 중에 닫힌 채로), 로드 락 모듈(2)은 소정 압력까지 배기된다. 배기(evacuation)는 펌핑 장치(5)에 의해 2.5 내지 1,000 m3/h의 범위의 속도, 특히 500 m3/h보다 큰 속도로 제공될 수 있다. 로드 락 모듈(2)은 예를 들어, 약 1 mbar 내지 수백 mbar의 압력 또는 대기압 이하까지 배기된다. 결합 모듈(1)의 상기 진공 챔버는 예를 들어, 0.01 mbar 내지 10 mbar 또는 10 mbar 내지 100 mbar, 특히, 0.1 mbar 내지 5 mbar의 범위의 압력까지 배기된다.
배기 후 하나 이상의 웨이퍼들이 제1 게이트(7)의 개구에서 제1 펌핑 수단(3)에 의해 이미 배기된 결합 모듈(1)의 상기 진공 챔버로 전송된다. 로드 락 모듈(2)로부터 결합 모듈(1)로의 하나 이상의 웨이퍼들의 상기 전송 중에, 로드 락 모듈(2)은 대기압에 노출되지 않기 때문에, 상기 웨이퍼 전송의 완료 및 제1 게이트(7)의 폐쇄 후, 결합 모듈(1)의 상기 진공 챔버의 압력의 상대적으로 적은 조정만이(하는 경우에도) 필요하다. 따라서, 수율은 상당히 증가될 수 있다.
예를 들어 도 1의 결합 모듈(1)의 좌측에 다른 로드 락 모듈이 제공되고 이미 결합된 웨이퍼들을 수용하기 위해 결합 모듈(1)에 연결되는 경우, 수율은 더욱 증가될 수 있음을 유의하여야 한다. 이 경우, 상기 다른 로드 락 모듈은 결합 모듈(1)로부터 결합된 웨이퍼들의 전송 전에 배기될 수도 있을 것이다. 대안적으로, 로드 락 모듈은 결합 모듈(1)로부터 외부 환경으로 결합된 웨이퍼들을 배출하기 위해 이용될 수 있다.
도 2에서 본 발명에 따른 결합 모듈(1)의 일 예가 도시된다. 상기 결합 모듈은 진공 챔버를 포함하며 도 1을 참조하여 설명한 것과 같은 펌핑 장치에 연결된다. 또한, 상기 결합 모듈은 결합 모듈(1) 내에서 결합될 웨이퍼들의 표면들 상에 정렬 마크들의 정확한 위치를 결정하도록 하는 광학 시스템(9)을 포함한다.
광학 시스템(9)은 두 개의 웨이퍼들이 마이크로미터 정밀도로 완벽하게 정렬될 필요가 있는 경우에만 요구된다. 이는 두 개의 웨이퍼들이 마이크로 구성 요소(micro component)들을 가지는 경우이다. 마이크로 구성 요소들에 의해, 정확하게 배치되어야하는 층들 상 또는 층들 내에 수행되는 기술적 단계들로부터 형성되는 성분들이 표기(designating)된다. 따라서, 상기 마이크로 구성 요소들은 능동 또는 수동 구성 요소들, 단순한 접촉점, 또는 표면 구리 콘택 및 연결부와 같은 연결부들일 수 있다. 하나의 웨이퍼를 새로운(virgin) 지지 웨이퍼 상에서 마이크로 구성 요소들과 결합하는 단계만으로 이루어진 공정의 경우, 정렬 단계는 광학 시스템(9)의 설비가 필요하지 않을 수 있다.
또한, 결합 모듈(1)은 각각 제1 웨이퍼(12) 및 제2 웨이퍼(13)를 클램핑하는 제1 결합 척(chuck)(10) 및 제2 결합 척(11)을 제공한다. 결합 척들(10, 11)은 웨이퍼들(12, 13)의 평면성을 유지하기 위해 금속 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 도 2에서 결합 척들(10, 11)은 웨이퍼들(12, 13)을 수평하게 홀딩하는 것으로 도시되었지만, 결합 척들(10, 11)은 바람직하게는 웨이퍼들(12, 13) 수직으로 홀딩하도록 배열될 수 있다. 이 경우, 자체의 무게에 의한 웨이퍼들의 변형을 방지할 수 있다.
도시된 예에서, 광학 시스템(9)은 두 개의 웨이퍼들(12, 13)을 완전하게 정렬하기 위해 결합 척들(10, 11)의 변위(면 내 및 회전)를 계산하는 제어 유닛(14)에 전기적으로 접속된다. 또한, 제어 유닛(14)은 웨이퍼들(12, 13)이 분자 결합을 위해 접촉될 때까지 결합 척들(10, 11)의 서로에 대한 움직임을 제어한다.
도 3은 도 1에 도시된 장치를 포함하는 제조 시스템(20)의 일 예를 도시한다. 특히, 제조 시스템(20)은 결합 모듈(1), 예를 들어 도 2에 도시된 결합 모듈(1), 및 두 개의 로드 락 모듈들(2, 2')을 포함한다. 제조 시스템(20)은 제조 시스템(20) 내로 웨이퍼들을 도입하기 위한 적어도 하나의 로드 포트(load port)(21)를 포함한다. 로봇(22)은 웨이퍼들을 로드 포트(21)로부터 제조 시스템(20)의 임의의 개개의 모듈로, 또한 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 전송하고 조작하도록 구성된다. 상기 로봇은 웨이퍼를 하나의 장소에서 다른 장소로 전송할 수 있도록 로봇 이동 구역(점선으로 표시)을 따라 이동한다.
또한, 제조 시스템(20)은 제조 시스템(20) 내로 도입된 웨이퍼들의 하나 이상의 주면들을 활성화하기 위해 플라즈마 스테이션(23)을 포함한다. 웨이퍼 공정이 결합될 양 웨이퍼들의 주면이 활성화될 것을 요구하는 경우, 표면 준비 시간을 최소화하기 위해, 제2 플라즈마 스테이션이 추가될 수 있다. 대안적으로, 동일한 플라즈마 스테이션(23)이 결합될 각각의 웨이퍼의 표면들을 처리하는 데 이용될 수 있다. 제1 세정 스테이션(24)이 제1 웨이퍼의 결합 주면을 세정하도록 제공되고, 제2 세정 스테이션(25)이 제2 웨이퍼의 결합 주면을 세정하도록 제공된다.
제조 시스템(20)은 제조 시스템(20) 내에서 웨이퍼들을 전송하기 위한 로봇 수단(22)을 제어하기 위한 제어 유닛(도 3에 미도시)을 더 포함한다. 예를 들어, 상기 제어 유닛은 로봇 수단(22)이,
로드 포트(21)로부터 제1 웨이퍼를 뽑아서(picking) 플라즈마 스테이션(23)으로 전송하고;
로드 포트(21)로부터 제2 웨이퍼를 뽑아서 세정 스테이션(25)으로 전송하고;
플라즈마 스테이션(23)으로부터 제1 웨이퍼를 뽑아서 세정 스테이션(24)으로 전송하고;
세정 스테이션(25)으로부터 제2 웨이퍼를 뽑아서 로드 락 모듈(2')로 전송하고;
세정 스테이션(24)으로부터 제1 웨이퍼를 뽑아서 로드 락 모듈(2)로 전송하고;
결합 모듈(1)에서 처리된 후, 로드 락 모듈(2)로부터 결합된 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 뽑아서 로드 포트(21)로 전송하도록 제어할 수 있다.
모든 전술한 실시예들은 한정하는 것으로 의도되지 않으며 본 발명의 특징들 및 이점들을 설명하는 예들로서 제공된다. 특히, 본 발명이 반도체 산업에서의 사용을 위한 웨이퍼들의 관점에서 설명되었지만, 반도체 산업에서 사용되는 웨이퍼의 전형적인 특징과 다른 특징(예컨대 성질(nature), 크기 또는 형상의 면에서)을 가질 수 있는, 다른 종류의 웨이퍼들 또는 기판들에도 적용가능하다. 또한, 상술한 특징들의 일부 또는 전부는 다른 방식으로 결합될 수도 있음이 이해될 것이다.

Claims (13)

  1. 대기압 미만의 압력 하에서 웨이퍼들의 결합을 제공하기 위해 진공 챔버를 포함하는 결합 모듈(bonding module); 및
    상기 결합 모듈에 연결되고 상기 결합 모듈로 상기 웨이퍼들을 전송하도록 구성되는 로드 락 모듈(load lock module)로서, 상기 로드 락 모듈 내의 압력을 대기압 미만으로 감소시키도록 구성된 제1 진공 펌핑 장치에 연결된 로드 락 모듈을 포함하고,
    제어 밸브를 통해 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버에 연결되고, 상기 결합 모듈의 상기 진공 챔버 내의 압력을 대기압 미만으로 감소시키도록 구성된 제2 진공 펌핑 장치를 더 포함하고,
    상기 로드 락 모듈은 상기 웨이퍼의 수용을 위해 개폐될 수 있는 제1 게이트, 및 상기 웨이퍼를 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈로 전송하기 위해 개폐될 수 있는 제2 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 로드 락 모듈은 상기 결합 모듈에 전송될 복수의 웨이퍼(multi wafer)들을 저장하기 위한 복수의 웨이퍼 저장 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 결합 모듈에 연결되고 상기 결합 모듈 내에서 결합된 하나 이상의 상기 웨이퍼들을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 추가적 로드 락 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 모듈은 적어도 제1 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 제1 이동가능 결합 척(moveable bonding chuck) 및 상기 제1 결합 척과 다르고 상기 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼를 홀딩하도록 구성된 제2 이동가능 결합 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척은 각각 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 수직면에 대하여 10°보다 작은 수직 상태로 홀딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척은 1 마이크로미터 미만의 또는 0.1 마이크로미터 미만의 보우(bow)를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척은 금속 또는 세라믹으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  8. 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 소정 거리에 위치하도록 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척이 서로에 대하여 이동되고 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 상기 소정 거리에서 릴리스(release)하기 위해 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척을 제어하며, 상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 국부적으로 가까워져서 결합이 시작되도록 상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼 중 적어도 하나에 힘의 국부적 인가를 개시하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  9. 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 서로에 대하여 소정 거리에 위치하도록 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척이 서로에 대하여 이동되고, 뒤이어, 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 각각 홀딩하기 위해 상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척에 의해 가해지는 클램핑 힘을 국부적으로 감소시킴으로써 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼가 국부적으로 서로에 대하여 가까워지져서 결합이 시작되도록, 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 결합이 시작되도록 서로에 대하여 국부적으로 가까워진 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼에 대하여 상기 제1 웨이퍼 및/또는 상기 제2 웨이퍼의 점진적(gradual) 또는 비-점진적인 릴리스를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자들의 제조 장치.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 제조 시스템으로서,
    상기 제조 시스템 내에 웨이퍼를 도입하도록 구성된 로드 포트 모듈(load port module);
    상기 제조 시스템 내에 도입된 상기 웨이퍼의 표면의 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 플라즈마 모듈;
    상기 웨이퍼의 상기 표면을 세정하도록 구성된 세정 모듈; 및
    상기 로드 포트 모듈, 상기 플라즈마 모듈, 상기 세정 모듈, 및 상기 로드 락 모듈 중 하나로부터 상기 모듈들 중 다른 하나로 상기 웨이퍼를 전송하도록 구성된 이동가능 로봇 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
  12. 결합 모듈의 진공 챔버를 배기(evacuating)하는 단계;
    적어도 제1 웨이퍼를 상기 결합 모듈에 연결되는 로드 락 모듈로 전송하는 단계;
    적어도 상기 제1 웨이퍼를 전송한 후 상기 로드 락 모듈을 배기하는 단계;
    적어도 상기 제1 웨이퍼를 배기된 상기 로드 락 모듈로부터 상기 결합 모듈의 배기된 상기 진공 챔버로 전송하는 단계;
    적어도 상기 제1 웨이퍼의 전송 후에 상기 진공 챔버의 진공을 선택적으로 조정하는 단계;
    상기 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 각각 제1 결합 척 및 제2 결합 척 상에 위치시키는 단계; 및
    상기 제1 웨이퍼의 주면 및 상기 제2 웨이퍼의 주면이 국부적으로 서로에 대하여 가까워져서 결합이 시작되도록, 상기 제1 결합 척 및/또는 상기 제2 결합 척의 이동에 의해 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 서로에 대하여 이동시키는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼들의 결합 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼는 각각 상기 제1 결합 척 및 상기 제2 결합 척 상에 수직면에 대하여 10°보다 작은 범위의 수직 상태로 위치되고, 상기 수직 상태로 서로 가까워지도록 이동되어 결합이 시작되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼들의 결합 방법.
KR20110060332A 2010-06-22 2011-06-21 반도체 소자의 제조 장치 KR101234001B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR10/02618 2010-06-22
FR1002618A FR2961630B1 (fr) 2010-06-22 2010-06-22 Appareil de fabrication de dispositifs semi-conducteurs

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120001471A Division KR101363351B1 (ko) 2010-06-22 2012-01-05 반도체 소자의 제조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110139149A true KR20110139149A (ko) 2011-12-28
KR101234001B1 KR101234001B1 (ko) 2013-02-18

Family

ID=42699871

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110060332A KR101234001B1 (ko) 2010-06-22 2011-06-21 반도체 소자의 제조 장치
KR1020120001471A KR101363351B1 (ko) 2010-06-22 2012-01-05 반도체 소자의 제조 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120001471A KR101363351B1 (ko) 2010-06-22 2012-01-05 반도체 소자의 제조 장치

Country Status (8)

Country Link
US (4) US20110308721A1 (ko)
EP (2) EP2432007A3 (ko)
JP (2) JP5943408B2 (ko)
KR (2) KR101234001B1 (ko)
CN (3) CN102437073B (ko)
FR (1) FR2961630B1 (ko)
SG (1) SG177106A1 (ko)
TW (2) TWI443769B (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2935536B1 (fr) * 2008-09-02 2010-09-24 Soitec Silicon On Insulator Procede de detourage progressif
FR2961630B1 (fr) 2010-06-22 2013-03-29 Soitec Silicon On Insulator Technologies Appareil de fabrication de dispositifs semi-conducteurs
US8338266B2 (en) 2010-08-11 2012-12-25 Soitec Method for molecular adhesion bonding at low pressure
FR2964193A1 (fr) 2010-08-24 2012-03-02 Soitec Silicon On Insulator Procede de mesure d'une energie d'adhesion, et substrats associes
DE102010048043A1 (de) 2010-10-15 2012-04-19 Ev Group Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Prozessierung von Wafern
US8844793B2 (en) * 2010-11-05 2014-09-30 Raytheon Company Reducing formation of oxide on solder
JP6011034B2 (ja) * 2012-06-04 2016-10-19 株式会社村田製作所 ウエハ接合装置
CN103489805A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 苏州美图半导体技术有限公司 晶圆键合系统
JP5977592B2 (ja) 2012-06-20 2016-08-24 東京応化工業株式会社 貼付装置
CN103626122B (zh) * 2013-04-28 2016-05-11 苏州迪纳精密设备有限公司 一种阳极键合批量化生产设备
US20170207191A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Bonding system and associated apparatus and method
KR102365284B1 (ko) 2016-02-16 2022-02-18 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판 결합 방법
CN105904824B (zh) * 2016-04-22 2017-09-29 哈尔滨工业大学 一种利用水蒸气辅助及紫外光活化的被键合物键合装置及方法
CN110120181A (zh) * 2019-04-16 2019-08-13 武汉华星光电技术有限公司 加压脱泡装置及加压脱泡方法

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10012A (en) * 1853-09-13 Safety-valve foe
IT1230026B (it) 1988-10-28 1991-09-24 Sgs Thomson Microelectronics Processo di saldatura di fette di silicio fra loro, per la fabbricazione di dispositivi a semiconduttore
JPH0389519A (ja) 1989-08-31 1991-04-15 Sony Corp 半導体基板の製法
JPH0719737B2 (ja) 1990-02-28 1995-03-06 信越半導体株式会社 Ｓ０１基板の製造方法
JPH0636413B2 (ja) 1990-03-29 1994-05-11 信越半導体株式会社 半導体素子形成用基板の製造方法
JPH04263425A (ja) 1991-02-18 1992-09-18 Toshiba Corp 半導体基板の研削装置及び研削方法
JP3132029B2 (ja) * 1991-03-18 2001-02-05 ソニー株式会社 ウエハ貼り合わせ装置
US5223001A (en) * 1991-11-21 1993-06-29 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Vacuum processing apparatus
KR0126455B1 (ko) 1992-05-18 1997-12-24 가나이 쯔또무 수지재료의 접착강도 측정방법
JP2701709B2 (ja) * 1993-02-16 1998-01-21 株式会社デンソー ２つの材料の直接接合方法及び材料直接接合装置
JP3321882B2 (ja) 1993-02-28 2002-09-09 ソニー株式会社 基板はり合わせ方法
JPH0799295A (ja) 1993-06-07 1995-04-11 Canon Inc 半導体基体の作成方法及び半導体基体
JP2662495B2 (ja) 1993-06-28 1997-10-15 住友シチックス株式会社 接着半導体基板の製造方法
US5696327A (en) 1994-11-23 1997-12-09 Regents Of The University Of Minnesota Method and apparatus for separating a thin film from a substrate
US5668045A (en) 1994-11-30 1997-09-16 Sibond, L.L.C. Process for stripping outer edge of BESOI wafers
US6113721A (en) 1995-01-03 2000-09-05 Motorola, Inc. Method of bonding a semiconductor wafer
US5937312A (en) 1995-03-23 1999-08-10 Sibond L.L.C. Single-etch stop process for the manufacture of silicon-on-insulator wafers
JPH0917984A (ja) 1995-06-29 1997-01-17 Sumitomo Sitix Corp 貼り合わせｓｏｉ基板の製造方法
JP3352896B2 (ja) 1997-01-17 2002-12-03 信越半導体株式会社 貼り合わせ基板の作製方法
JP3352902B2 (ja) 1997-02-21 2002-12-03 信越半導体株式会社 貼り合わせ基板の作製方法
JP3720515B2 (ja) 1997-03-13 2005-11-30 キヤノン株式会社 基板処理装置及びその方法並びに基板の製造方法
JP3132425B2 (ja) 1997-06-20 2001-02-05 日本電気株式会社 衛星イントラネットサービスにおける通信時間短縮方式
US6321134B1 (en) * 1997-07-29 2001-11-20 Silicon Genesis Corporation Clustertool system software using plasma immersion ion implantation
JP3216583B2 (ja) 1997-08-22 2001-10-09 住友金属工業株式会社 貼り合わせｓｏｉ基板の製造方法
US6180496B1 (en) 1997-08-29 2001-01-30 Silicon Genesis Corporation In situ plasma wafer bonding method
DE69917819T2 (de) 1998-02-04 2005-06-23 Canon K.K. SOI Substrat
US6221774B1 (en) 1998-04-10 2001-04-24 Silicon Genesis Corporation Method for surface treatment of substrates
US6117695A (en) 1998-05-08 2000-09-12 Lsi Logic Corporation Apparatus and method for testing a flip chip integrated circuit package adhesive layer
US6008113A (en) 1998-05-19 1999-12-28 Kavlico Corporation Process for wafer bonding in a vacuum
JP3635200B2 (ja) 1998-06-04 2005-04-06 信越半導体株式会社 Ｓｏｉウェーハの製造方法
JPH11354761A (ja) 1998-06-09 1999-12-24 Sumitomo Metal Ind Ltd Ｓｏｉ基板及びその製造方法
JP3321455B2 (ja) 1999-04-02 2002-09-03 株式会社アークテック 電極引張試験方法、その装置及び電極引張試験用の基板／プローブ支持装置並びに電極プローブ接合装置
US20020187595A1 (en) 1999-08-04 2002-12-12 Silicon Evolution, Inc. Methods for silicon-on-insulator (SOI) manufacturing with improved control and site thickness variations and improved bonding interface quality
JP3632531B2 (ja) 1999-11-17 2005-03-23 株式会社デンソー 半導体基板の製造方法
US6616332B1 (en) 1999-11-18 2003-09-09 Sensarray Corporation Optical techniques for measuring parameters such as temperature across a surface
EP1189266B1 (en) 2000-03-29 2017-04-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Production method for silicon wafer and soi wafer, and soi wafer
JP4822577B2 (ja) * 2000-08-18 2011-11-24 東レエンジニアリング株式会社 実装方法および装置
CN1315615C (zh) * 2000-09-27 2007-05-16 斯特拉斯保 用于设置弹性带的工具及相关方法
WO2003008938A2 (de) 2001-07-16 2003-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum bestimmen der haftfestigkeit einer beschichtung auf einem bauteil
US6736017B2 (en) 2001-08-24 2004-05-18 Symyx Technologies, Inc. High throughput mechanical rapid serial property testing of materials libraries
JP2003115519A (ja) * 2001-10-04 2003-04-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法、半導体製造装置、ロードロック室、基板収納ケース、ストッカ
JP4093793B2 (ja) 2002-04-30 2008-06-04 信越半導体株式会社 半導体ウエーハの製造方法及びウエーハ
FR2874455B1 (fr) 2004-08-19 2008-02-08 Soitec Silicon On Insulator Traitement thermique avant collage de deux plaquettes
US6846380B2 (en) * 2002-06-13 2005-01-25 The Boc Group, Inc. Substrate processing apparatus and related systems and methods
US6958255B2 (en) 2002-08-08 2005-10-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Micromachined ultrasonic transducers and method of fabrication
JP4556158B2 (ja) 2002-10-22 2010-10-06 株式会社Ｓｕｍｃｏ 貼り合わせｓｏｉ基板の製造方法および半導体装置
US6790748B2 (en) 2002-12-19 2004-09-14 Intel Corporation Thinning techniques for wafer-to-wafer vertical stacks
US7399681B2 (en) 2003-02-18 2008-07-15 Corning Incorporated Glass-based SOI structures
US7176528B2 (en) 2003-02-18 2007-02-13 Corning Incorporated Glass-based SOI structures
JP4066889B2 (ja) 2003-06-09 2008-03-26 株式会社Ｓｕｍｃｏ 貼り合わせ基板およびその製造方法
EP1662549B1 (en) 2003-09-01 2015-07-29 SUMCO Corporation Method for manufacturing bonded wafer
WO2005034233A1 (en) 2003-10-09 2005-04-14 Snt Co., Ltd Electro-static chuck with non-sintered aln and a method of preparing the same
FR2860842B1 (fr) 2003-10-14 2007-11-02 Tracit Technologies Procede de preparation et d'assemblage de substrats
JP4744855B2 (ja) * 2003-12-26 2011-08-10 日本碍子株式会社 静電チャック
KR101026956B1 (ko) 2004-03-05 2011-04-11 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 극박 필름의 분리를 위한 유리-변형 응력파 및나노일렉트로닉스 장치 제작
JP4821091B2 (ja) * 2004-04-08 2011-11-24 株式会社ニコン ウェハの接合装置
US7442992B2 (en) 2004-05-19 2008-10-28 Sumco Corporation Bonded SOI substrate, and method for manufacturing the same
WO2006038030A2 (en) * 2004-10-09 2006-04-13 Applied Microengineering Limited Equipment for wafer bonding
JP2006303087A (ja) 2005-04-19 2006-11-02 Sumco Corp シリコンウェーハの貼り合わせ方法および貼り合わせ装置
JP4918229B2 (ja) 2005-05-31 2012-04-18 信越半導体株式会社 貼り合わせウエーハの製造方法
JP5122731B2 (ja) 2005-06-01 2013-01-16 信越半導体株式会社 貼り合わせウェーハの製造方法
JP4107316B2 (ja) * 2005-09-02 2008-06-25 株式会社日立プラントテクノロジー 基板貼合装置
US7705342B2 (en) 2005-09-16 2010-04-27 University Of Cincinnati Porous semiconductor-based evaporator having porous and non-porous regions, the porous regions having through-holes
KR100755368B1 (ko) 2006-01-10 2007-09-04 삼성전자주식회사 3차원 구조를 갖는 반도체 소자의 제조 방법들 및 그에의해 제조된 반도체 소자들
JP4721435B2 (ja) 2006-04-06 2011-07-13 本田技研工業株式会社 接着部の剥離検査方法
US7921895B2 (en) * 2006-05-26 2011-04-12 Advanced Display Process Engineering Co., Ltd Adhesive chuck, and apparatus and method for assembling substrates using the same
CN101090082A (zh) * 2006-06-15 2007-12-19 中国科学院半导体研究所 多功能半导体晶片键合装置
US20080044984A1 (en) 2006-08-16 2008-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Methods of avoiding wafer breakage during manufacture of backside illuminated image sensors
US7473909B2 (en) 2006-12-04 2009-01-06 Axcelis Technologies, Inc. Use of ion induced luminescence (IIL) as feedback control for ion implantation
WO2008069259A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film formation apparatus, film formation method, manufacturing apparatus, and method for manufacturing light-emitting device
FR2912839B1 (fr) 2007-02-16 2009-05-15 Soitec Silicon On Insulator Amelioration de la qualite de l'interface de collage par nettoyage froid et collage a chaud
JP5143477B2 (ja) 2007-05-31 2013-02-13 信越化学工業株式会社 Ｓｏｉウエーハの製造方法
US8245751B2 (en) * 2007-11-07 2012-08-21 Advanced Display Process Engineering Co., Ltd. Substrate bonding apparatus
JP5320736B2 (ja) * 2007-12-28 2013-10-23 株式会社ニコン 半導体ウエハ貼り合わせ装置
JP4209457B1 (ja) 2008-02-29 2009-01-14 三菱重工業株式会社 常温接合装置
FR2935537B1 (fr) 2008-08-28 2010-10-22 Soitec Silicon On Insulator Procede d'initiation d'adhesion moleculaire
FR2935535B1 (fr) 2008-09-02 2010-12-10 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Procede de detourage mixte.
FR2935536B1 (fr) 2008-09-02 2010-09-24 Soitec Silicon On Insulator Procede de detourage progressif
US8147630B2 (en) 2008-11-16 2012-04-03 Suss Microtec Lithography, Gmbh Method and apparatus for wafer bonding with enhanced wafer mating
EP2200077B1 (en) 2008-12-22 2012-12-05 Soitec Method for bonding two substrates
FR2961630B1 (fr) 2010-06-22 2013-03-29 Soitec Silicon On Insulator Technologies Appareil de fabrication de dispositifs semi-conducteurs
US8338266B2 (en) 2010-08-11 2012-12-25 Soitec Method for molecular adhesion bonding at low pressure
FR2964193A1 (fr) 2010-08-24 2012-03-02 Soitec Silicon On Insulator Procede de mesure d'une energie d'adhesion, et substrats associes

Also Published As

Publication number Publication date
US20130032272A1 (en) 2013-02-07
TWI449118B (zh) 2014-08-11
TWI443769B (zh) 2014-07-01
JP5943408B2 (ja) 2016-07-05
CN105428285A (zh) 2016-03-23
EP2432007A2 (en) 2012-03-21
US20120067524A1 (en) 2012-03-22
TW201203438A (en) 2012-01-16
US9138980B2 (en) 2015-09-22
SG177106A1 (en) 2012-01-30
EP2432007A3 (en) 2017-03-22
US20110308721A1 (en) 2011-12-22
CN102437073B (zh) 2015-07-22
US20150279830A1 (en) 2015-10-01
FR2961630B1 (fr) 2013-03-29
JP5776538B2 (ja) 2015-09-09
CN102437073A (zh) 2012-05-02
TW201225203A (en) 2012-06-16
KR20120016299A (ko) 2012-02-23
CN102299048A (zh) 2011-12-28
KR101363351B1 (ko) 2014-02-14
EP2400526A2 (en) 2011-12-28
EP2400526A3 (en) 2013-01-16
JP2012039089A (ja) 2012-02-23
JP2012099839A (ja) 2012-05-24
KR101234001B1 (ko) 2013-02-18
FR2961630A1 (fr) 2011-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101363351B1 (ko) 반도체 소자의 제조 장치
JP4695014B2 (ja) 接合方法及びこの方法により作成されるデバイス並びに接合装置
JP6051523B2 (ja) 基板ホルダ対、基板接合装置およびデバイスの製造方法
US8819923B2 (en) Joint apparatus
TWI730511B (zh) 用於預固定基板之方法及裝置
TW202013452A (zh) 共價接合之半導體界面
JP6014302B2 (ja) 貼り合わせ装置および貼り合わせ方法
JPH11150071A (ja) 処理装置及びこれを用いた処理システム
JP2015015269A (ja) 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
KR20170016291A (ko) 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체
JP3820409B2 (ja) 接合方法及びこの方法により作成されるデバイス並びに接合装置
JP2017168474A (ja) 接合装置、接合システムおよび接合方法
JP6412804B2 (ja) 接合方法および接合システム
JP6244188B2 (ja) 接合装置、接合方法および接合システム
JP2006073780A (ja) 常温接合方法と装置及びデバイス
WO2023182255A1 (ja) 接合システムおよび接合方法
TW201941341A (zh) 具有真空腔體之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160201

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee