TW201642984A

TW201642984A - 接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體

Info

Publication number: TW201642984A
Application number: TW104144256A
Authority: TW
Inventors: Isao Ozasa
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR102459563B1; KR20160086271A; TWI630048B

Abstract

將配置在基板上之複數晶片與該基板適當接合。接合裝置(30)具有：具備上部腔室(101)和下部腔室(102)之處理腔室；被環狀地設置在上部腔室(101)和下部腔室(102)間的密封材(103)；被設置在處理腔室之內部，載置晶圓之載置台；被設置在載置台，加熱晶圓之加熱機構；和對處理腔室之內部供給加壓氣體的氣體供給機構。密封材(103)係被設置成密封材(103)與上部腔室(101)及下部腔室(102)接觸，並且上部腔室(101)和下部腔室(102)彼此不接觸。

Description

接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體

本發明係關於將被配置在基板上之複數晶片與該基板接合之接合裝置、具備有該接合裝置之接合系統、使用該接合裝置之接合方法、程式及電腦記憶媒體

近年來，在半導體裝置中，朝向半導體晶片(以下，稱為「晶片」)之高積體化發展。在水平面內配置高積體化之複數晶片，以配線連接該些晶片而予以製品化之時，配線長增大，依此有配線之電阻變大，還有配線延遲變大之虞。

於是，提案有使用三次元疊層晶片之三次元積體技術，而製造半導體裝置。在該三次元積體技術中，被疊層之晶片之凸塊彼此被接合，電性連接該被疊層之晶片。

作為三次元積體方法，使用例如在半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)上接合複數晶片而予以疊層之方法。在該方法中，使用專利文獻1所示之接合裝置，一面加熱晶圓和晶片一面推壓而予以接合。即是，在晶圓上配置複數晶片，使板狀體接觸於該複數之晶片上之後，一面加熱晶圓和晶片，一面推壓晶圓和板狀體，接合晶圓和複數晶片。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-122216號公報

但是，在晶圓上配置複數晶片之時，有複數晶片之高度不均之情形。此時，如專利文獻1般，當使用板狀體時，無法均勻地推壓晶圓和複數之晶片。例如，當推壓晶圓和晶片之時的壓力過小時，該晶圓和晶片之接合強度不充分。另外，例如當推壓晶圓和晶片之時的壓力過大時，有凸塊變形之虞，甚至也有半導體裝置受到損傷之虞。

於是，可想像在例如處理腔室之內部，一面對載置台上之晶圓加熱，一面對該處理腔室之內部供給加壓氣體，而推壓晶圓和複數晶片。此時，即使例如晶圓上之複數之晶片之高度不均，因該複數晶片藉由被填充於處理腔室之內部之加壓氣體而被推壓，故可以以均勻且適當之壓力推壓晶圓和複數晶片。

在此，例如處理腔室被分割成第1腔室和第2 腔室，以該第1腔室和第2腔室形成密閉空間。如上述般當加熱晶圓時，該些第1腔室和第2腔室被加熱而熱膨脹。此時，有無法適當密閉處理腔室之內部，且無法適當接合晶圓和複數晶片之情形。

當如上述般加熱晶圓時，處理腔室被加熱，並且熱也傳達至支撐處理腔室之腔室基座。如此一來，因腔室基座熱膨脹，故無法適當地支撐處理腔室，有無法適當密閉該處理腔室之內部之虞。此時，無法適當地接合晶圓和複數之晶片。

再者，於例如處理腔室在垂直方向被分割成上部腔室和下部腔室之時，有設置用以使上部腔室升降之升降機構。升降機構具有例如被設置在支撐上部腔室之腔室基座之外周部的複數傳動軸，藉由使該些傳動軸升降，使上部腔室升降。在如此之構成中，當如上述般腔室基座熱膨脹時，有傳動軸移動至徑向外側而軸偏移之情形。再者，有腔室基座之熱也進一步傳達至傳動軸，例如被塗佈在傳動軸之潤滑脂剝落，有產生動作不良之情形。如此一來，無法適當地接合晶圓和複數晶片。

本發明係鑒於如此之點而創作出，其目的係將被配置在基板上之複數之晶片與該基板適當地接合。

為了達成上述目的，本發明係將被配置在基板上之複數晶片與該基板接合的接合裝置，其特徵在於具有：處理腔室，其具備第1腔室和第2腔室，且以該第1腔室和第2腔室形成密閉空間；密封材，其係被環狀地設置在上述第1腔室和上述第2腔室之間；載置台，其係被設置在上述處理腔室之內部，載置基板；加熱機構，其係被設置在上述載置台，加熱基板；及氣體供給機構，其係對上述處理腔室之內部供給加壓氣體，上述密封材被設置成該密封材與上述第1腔室及上述第2腔室接觸，並且上述第1腔室和上述第2腔室彼此不接觸。

若藉由本發明時，將基板搬入至處理腔室之內部，關閉第1腔室和第2腔室而封閉處理腔室之內部之後(將該工程稱為「第1工程」)，將基板載置在藉由加熱機構被加熱成特定溫度之載置台(將該工程稱為「第2工程」)。之後，從氣體供給機構對處理腔室之內部供給加壓氣體，且將該處理腔室之內部加壓至特定之壓力(將該工程稱為「第3工程」)。因此，藉由一面將基板和複數晶片加熱至特定溫度，一面以特定壓力進行推壓，可以適當地接合基板和複數晶片。

而且，被設置在第1腔室和第2腔室之間的密封材被設置成該密封材與第1腔室及第2腔室接觸，並且第1腔室和第2腔室彼此不接觸。即是，即使如第1工程般第1腔室和第2腔室之溫度比較低，且該些第1腔室和第2腔室之熱膨脹小之時，即使如第2工程和第3工程般第1腔室和第2腔室之溫度比較高，且該些第1腔室和第2腔室之熱膨脹大之時，處理腔室之內部亦可以藉由密封材適當地密閉。因此，可以適當地接合基板和複數之晶片。

即使上述第1腔室被設置在上述第2腔室之上方，上述密封材被設置在上述第1腔室之下面和上述第2腔室之上面之間亦可。

即使上述密封材具有內部中空之構造，並且上述處理腔室之內部側之側面開口亦可。

即使上述第2腔室被設置在上述第1腔室之下方，並且上述第2腔室之下面開口，藉由被設置在該第2腔室之下方的腔室基座被支撐，上述接合裝置插通被形成在上述腔室基座之貫通孔而被設置，更具有對上述載置台支撐基板並使升降的複數升降銷，在上述升降銷之外周面和上述貫通孔之間設置環狀之其他密封材亦可。

即使上述其他密封材具有內部中空之構造，並且上述腔室基座之上面側之側面開口亦可。

即使上述第2腔室被設置在上述第1腔室之下方，並且上述第2腔室之下面開口，藉由被設置在該第2腔室之下方的腔室基座而被支撐，上述載置台被設置在該載置台之下方之載置台基座支撐，上述載置台基座以不固定在上述腔室基座之方式被載置亦可。

即使在上述腔室基座上設置有複數定位銷，在上述載置台基座，於與上述定位銷對應之位置，形成複數直徑大於該定位銷的大定位孔亦可。

藉由另外的觀點之本發明係一種具備上述接合裝置的接合系統，其特徵在於具有：處理站，其具備上述接合裝置，和調節以上述接合裝置接合複數晶片之基板之溫度的溫度調節裝置；和搬入搬出站，其係能夠保有複數基板，並且將基板對上述處理站予以搬入搬出。

藉由又另外觀點之本發明係一種將配置在基板上之複數晶片與該基板接合之接合方法，其特徵在於具有：第1工程，其係將基板搬入至具備第1腔室和第2腔室之處理腔室之內部，關閉上述第1腔室和上述第2腔室而封閉上述處理腔室之內部；第2工程，其係將基板載置在藉由加熱機構被加熱成特定溫度之載置台；及第3工程，其係從氣體供給機構對上述處理腔室之內部供給加壓氣體，將該處理腔室之內部加壓至特定之壓力，接合基板和複數晶片，在上述第1腔室和上述第2腔室之間設置有環狀之密封材，在上述第1工程、上述第2工程及上述第3工程中，上述密封材與上述第1腔室及上述第2腔室接觸，並且以上述第1腔室和上述第2腔室彼此接觸之方式，封閉上述處理腔室之內部。

即使上述密封材具有內部中空之構造，並且上述處理腔室之內部側之側面開口，上述第3工程中，在上述密封構件之內部填充加壓氣體亦可。

即使上述第2腔室被設置在上述第1腔室之下方，並且上述第2腔室之下面開口，藉由被設置在該第2腔室之下方的腔室基座支撐，對上述載置台支撐基板並使升降的複數升降銷，插通被形成在上述腔室基座之貫通孔而被設置，在上述升降銷之外周面和上述貫通孔之間設置環狀之其他密封材亦可。

即使上述其他密封材具有內部中空之構造，並且上述腔室基座之上面側之側面開口，上述第3工程中，在上述密封構件之內部填充加壓氣體亦可。

即使上述第2腔室被設置在上述第1腔室之下方，並且上述第2腔室之下面開口，藉由被設置在該第2腔室之下方的腔室基座而被支撐，上述載置台被設置在該載置台之下方之載置台基座支撐，上述載置台基座被載置成不固定在上述腔室基座亦可。

再者，為了達成上述目的，本發明係將被配置在基板上之複數晶片與該基板接合的接合裝置，其特徵在於具有：處理腔室，其具備第1腔室和第2腔室，且以該第1腔室和第2腔室形成密閉空間；載置台，其係被設置在上述處理腔室之內部，載置基板；加熱機構，其係被設置在上述載置台，加熱基板；氣體供給機構，其係對上述處理腔室之內部供給加壓氣體，第1腔室基座，其係支撐上述第1腔室；第2腔室基座，其係支撐上述第2腔室；第1冷卻機構，其係冷卻上述第1腔室基座；及第2冷卻機構，其係冷卻上述第2腔室基座。

若藉由本發明時，將基板搬入至處理腔室之內部，關閉第1腔室和第2腔室而封閉處理腔室之內部之後，將基板載置於藉由加熱機構被加熱至特定溫度之載置台。之後，從氣體供給機構對處理腔室之內部供給加壓氣體，且將該處理腔室之內部加壓至特定之壓力。如此一來，藉由一面將基板和複數晶片加熱至特定溫度，一面以特定壓力進行推壓，可以適當地接合基板和複數晶片。

而且，於如此地進行接合處理之時，因第1腔室基座藉由第1冷卻機構被冷卻，並且第2腔室基座藉由第2冷卻機構被冷卻，故可以抑制該些第1腔室基座和第2腔室基座熱膨脹。因此，可以適當地封閉接合處理中之處理腔室之內部，再者即使如上述般，在例如第1腔室基座之外周部，設置用以使第1腔室升降之升降機構之傳動軸，亦可以抑制該傳動軸之軸偏移或動作不良。因此，可以更適當地接合基板和複數之晶片。

藉由又另外觀點之本發明係一種將配置在基板上之複數晶片與該基板接合之接合方法，其特徵在於具有：第1工程，其係將基板搬入至具備第1腔室和第2腔室之處理腔室之內部，關閉上述第1腔室和上述第2腔室而封閉上述處理腔室之內部之後，將基板載置在藉由加熱機構被加熱至特定溫度的載置台；及第2工程，其係從氣體供給機構對上述處理腔室之內部供給加壓氣體，將該處理腔室之內部加壓至特定之壓力，接合基板和複數晶片，在上述第1工程和上述第2工程中，支撐上述第1腔室之第1腔室基座藉由第1冷卻機構被冷卻，並且支撐上述第2腔室之第2腔室基座藉由第2冷卻機構被冷卻。

若藉由又另外觀點之本發明時，提供一種程式，其係以藉由接合裝置實行上述接合方法之方式，在控制該接合裝置之控制部之電腦上動作。

若藉由更另外的觀點之本發明時，提供儲存上述程式之電腦能讀取之記憶媒體。

若藉由本發明時，可以將配置在基板上之複數晶片與該基板適當接合。

1‧‧‧接合系統

2‧‧‧搬入搬出站

3‧‧‧處理站

30‧‧‧接合裝置

31‧‧‧溫度調節裝置

32‧‧‧位置調節裝置

33‧‧‧移轉裝置

41‧‧‧晶圓搬運裝置

50‧‧‧控制部

100‧‧‧處理腔室

101‧‧‧上部腔室

102‧‧‧下部腔室

103‧‧‧密封材

105‧‧‧基端部

106‧‧‧壁部

107‧‧‧中空部

108‧‧‧開口部

110‧‧‧上部腔室基座

120‧‧‧下部腔室基座

121a~121c‧‧‧定位銷

123‧‧‧貫通孔

150‧‧‧載置台

151‧‧‧加熱機構

154‧‧‧載置台基座

156a~156c‧‧‧定位孔

160‧‧‧升降銷

164‧‧‧密封材

165‧‧‧基端部

166‧‧‧壁部

167‧‧‧中空部

168‧‧‧開口部

170‧‧‧氣體供給機構

C‧‧‧晶片

F‧‧‧薄膜

W‧‧‧晶圓

圖1係表示與本實施型態有關之接合系統之構成之概略的俯視圖。

圖2係表示與本實施型態有關之接合系統之內部構成之概略的側面圖。

圖3係晶圓和複數晶片之斜視圖。

圖4係晶圓和複數晶片之側面圖。

圖5係表示接合裝置之構成之概略的縱剖面圖。

圖6係表示接合裝置之構成之概略的俯視圖。

圖7係表示處理腔室之內部構成之概略的縱剖面圖。

圖8係表示密封材之構成之概略的說明圖。

圖9係說明密封材之配置的說明圖。

圖10係說明密封材之配置的說明圖。

圖11係表示載置台基座和下部腔室基座之構成之概略的俯視圖。

圖12係表示升降銷之構成之概略的說明圖。

圖13係表示升降銷之密封材周邊之構成之概略的說明圖。

圖14係表示接合處理之主要工程的流程圖。

圖15係表示接合處理之各工程中的加熱機構之溫度、晶圓之溫度及處理腔室之內部壓力的說明圖。

圖16係藉由接合裝置之接合動作之說明圖。

圖17係藉由接合裝置之接合動作之說明圖。

圖18係藉由接合裝置之接合動作之說明圖。

圖19係藉由接合裝置之接合動作之說明圖。

圖20係表示與其他實施型態有關之處理腔室之內部構成之概略的縱剖面圖。

圖21係說明與其他實施型態有關之密封材之配置的說明圖。

圖22係從下方觀看接合裝置之內部構成的俯視圖。

圖23係表示上部冷卻機構(下部冷卻機構)之構成之概略的說明圖。

以下，參照附件圖面，針對本發明之實施型態予以說明。並且，並非藉由以下所示之實施形態來限定該發明。

[1.接合系統之構成]

首先，針對與本實施型態有關之接合系統之構成進行說明。圖1係表示接合裝置1之構成之概略的俯視圖。圖2係表示接合裝置1之內部構成之概略的側面圖。並且，在下述中，為了使位置關係明確，規定互相正交之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，將Z軸正方向設為垂直向上方向。

在接合系統1中，如圖3及圖4所示般，接合當作基板之晶圓W和複數晶片C。晶圓W係例如裝置被形成在矽晶圓或化合物半導體晶圓等之半導體晶圓(裝置晶圓)。在晶圓W之表面形成有複數之凸塊。再者，在晶片C之表面也形成複數凸塊，以形成該複數凸塊之表面朝向晶圓W側之方式，晶片C被反轉配置。即是，在晶圓W中形成有複數凸塊之表面，和在晶片C中形成有複數凸塊之表面相向配置。晶圓W之凸塊和晶片C之凸塊分別被形成在對應之位置，藉由該些凸塊被接合，晶圓W和複數之晶片C被接合。並且，凸塊係由例如銅所構成，此時晶圓W和複數晶片C之接合成為銅和銅之接合。

在被搬入至接合系統1之晶圓W之表面，事先在特定位置配置有複數晶片C。而且，從複數之晶片C上貼黏薄膜F，複數晶片C之位置相對於晶圓W被固定。而且，將複數晶片C對晶圓W固定之手段，並不限定於薄膜F，可以使用例如塗佈等之任意手段。

如圖1所示般，接合系統1具有將在例如與外部之間能收容複數晶圓W之卡匣Cs被搬入搬出之搬入搬出站2，和具備對搭載複數晶片C之晶圓W施予特定處理之各種處理裝置的處理站3連接成一體的構成。

在搬入搬出站2設置有卡匣載置台10。在卡匣載置台10設置有複數例如兩個卡匣載置板11。卡匣載置板11係被配置成在Y軸方向(圖1中之上下方向)排列成一列。於對接合系統1之外部搬入搬出卡匣Cs之時，在該些卡匣載置板11可以載置卡匣Cs。如此一來，搬入搬出站2構成能夠保有複數晶圓W。並且，卡匣載置板11之個數並不限定於本實施型態，可以任意決定。

在搬入搬出站2，與卡匣載置台10鄰接設置有晶圓搬運部20。在晶圓搬運部20設置有在延伸於Y軸方向之搬運路21上移動自如之晶圓搬運裝置22。晶圓搬運裝置22也在垂直方向及繞垂直軸(θ方向)移動自如，可以在各卡匣載置板11上之卡匣Cs，和後述之處理站3之位置調節裝置32及移轉裝置33之間搬送晶圓W。

在處理站3設置有接合裝置30、溫度調節裝置31、位置調節裝置32、移轉裝置33。例如，在處理站3之正面側(圖1中之Y軸方向負方向側)設置接合裝置30，在處理站3之背面側(圖1中之Y軸方向正方向側)設置有溫度調節裝置31。再者，在處理站3之搬入搬出站2側(圖1中之X軸方向正方向側)設置有位置調節裝置32和移轉裝置33。位置調節裝置32和移轉裝置33如圖2所示般，從上依照該順序設置兩層。並且，接合裝置30、溫度調節裝置31、位置調節裝置32、移轉裝置33之裝置數量或配置可以任意設定。

接合裝置30係接合晶圓W和複數晶片C之裝置。針對該接合裝置30之構成於後述。

溫度調節裝置31係進行在接合裝置30中被加熱之晶圓W之溫度調節的裝置。溫度調節裝置31具備內置例如帕耳帖元件等之冷卻構件，具備能夠調節溫度之溫度調節板(無圖示)。

位置調節裝置32係調節晶圓W之圓周方向之取向的裝置。位置調節裝置32具有旋轉保持晶圓W之夾具(無圖示)，和檢測出晶圓W之槽口部之位置的檢測部(無圖示)。而且，位置調節裝置32係藉由一面使被保持於夾具之晶圓W旋轉，一面藉由檢測部檢測出晶圓W之溝口部之位置，調節該溝口部之位置而調節晶圓W之圓周方向之取向。

移轉裝置33係用以暫時性地載置晶圓W之裝置。

如圖1所示般，被接合裝置30、溫度調節裝置31、位置調節裝置32、移轉裝置33包圍之區域，形成晶圓搬運區域40。在晶圓搬運區域40配置有例如晶圓搬運裝置41。

晶圓搬運裝置41具有例如在垂直方向、水平方向(X軸方向、Y軸方向)及繞垂直軸(θ方向)移動自如之搬運臂。晶圓搬運裝置41在晶圓搬運區域40內移動，可以將晶圓W搬運至周圍之接合裝置30、溫度調節裝置31、位置調節裝置32、移轉裝置33。

在以上之接合系統1中設置有控制部50。控制部50係例如電腦，具有程式儲存部(無圖示)。在程式儲存部儲存有在接合系統1中控制晶圓W和複數晶片C之接合處理的程式。再者，程式儲存部也儲存有用以控制上述各種處理裝置或搬運裝置等之驅動系統之動作，而實現接合系統1中之後述接合處理的程式。並且，上述程式即使為被記憶於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之電腦可讀取之記憶媒體H者，從其記憶媒體H安裝於控制裝置50者亦可。

[2.接合裝置之構成]

接著，針對上述接合裝置30之構成進行說明。圖5係表示接合裝置30之構成之概略的縱剖面圖。圖6係表示接合裝置30之構成之概略的剖面圖。

如圖5所示般，接合裝置30具有能夠將內部密閉之處理腔室100。處理腔室100具有當作第1腔室之上部腔室101，和當作第2腔室之下部腔室102。上部腔室101被設置在下部腔室102之上方。並且，在上部腔室101和下部腔室102使用例如不銹鋼。

如圖7所示般，上部腔室101具有下面內側開口之中空構造。如圖8所示般，在上部腔室101之下面，分別環狀地設置保持處理腔室100之內部之氣密性的密封材103，和樹脂製之平板104。密封材103係從上部腔室101之下面和平板104之下面突出而被設置。平板104被設置在密封材103之外側，支撐該密封材103。再者，如圖7所示般，下部腔室102具有上面之內側和下面之內側分別開口之中空構造。上部腔室101之下面和下部腔室102之上面被相向配置。而且，藉由使密封材103和下部腔室102之上面抵接，處理腔室100之內部被形成密閉空間。

如圖8所示般，密封材103具有略U字形狀。即是，密封材103具有從基端部105分歧成兩個之一對壁部106、106。在壁部106、106間，於密封材103之內部形成中空部107，在處理腔室100之內部側之側面，即是水平方向內側之側面形成開口部108。而且，當如後述般加壓氣體被供給至處理腔室100之內部時，該加壓氣體也被填充至中空部107，壁部106、106擴開成互相間隔開，密封材103之密封性提升。並且，密封材103(基端部105、壁部106)使用樹脂，例如PTFE。

再者，在中空部107設置有金屬彈簧(無圖示)。藉由該金屬彈簧，壁部106、106被推彈成互相間隔開。因此，如後述般，即使非在處理腔室100之內部被供給加壓氣體之時，密封材103亦可以維持其密封性。

在此，針對密封材103之配置更詳細說明。在接合處理中，因處理腔室100之內部藉由後述加熱機構151被加熱，故上部腔室101和下部腔室102分別熱膨脹。再者，藉由上部腔室101和下部腔室102熱膨脹而接觸時，會有產生微粒或產生熱應力之虞。於是，以在上部腔室101和下部腔室102之熱膨脹前和熱膨脹後之雙方，上部腔室101之下面和下部腔室102之上面不接觸，並且密封材103和下部腔室102之上面接觸之方式，配置密封材103。

具體而言，在關閉上部腔室101和下部腔室102之狀態下，於該些上部腔室101和下部腔室102熱膨脹之前，如圖9所示般，上部腔室101之下面和下部腔室102之上面之間的距離H1大約0.3mm。此時，也以密封材103之壁部106和下部腔室102之上面接觸之方式，配置密封材103。並且，在後述下部腔室基座120上設置有機械止動器(無圖示)，藉由該機械止動器限制上部腔室101移動至下方。

另外，如圖10所示般，當上部腔室101朝下方熱膨脹，下部腔室102朝上方熱膨脹時，上部腔室101之下面和下部腔室102之上面之間的距離H2成為大約0.1mm。此時，也以上部腔室101之下面和下部腔室102之上面不接觸之方式，配置密封材103。並且，如此一來，當上部腔室101和下部腔室102熱膨脹時，密封材103縮小，密封性提升。再者，此時，上部腔室101和下部腔室102分別也朝水平方向熱膨脹，但是因該些上部腔室101和下部腔室102使用相同材料，故水平方向之熱膨脹量相同，上部腔室101和下部腔室102不會滑動。

如圖5所示般，上部腔室101被設置在上部腔室101之上面之上部腔室基座110支撐。上部腔室基座110具有較上部腔室101之上面大的直徑。

再者，上部腔室101具有從上方朝向下方直徑擴大成同心圓狀之推拔形狀，並且在側面視具有推拔部分向內側凸的形狀。在上部腔室101之外周部在上部腔室基座110之間，於例如4處設置有肋部111。即是，在上部腔室基座110固定支撐上部腔室101和肋部111。

在此，上部腔室101因在上部腔室基座110之中央部被支撐，故於例如處理腔室100之內部被加壓之時，當無肋部111時，應力集中於上部腔室基座110之中心部。此點，在本實施型態中，處理腔室100之內部壓力係經上部腔室101和肋部111，而分散傳達至上部腔室基座110之中央部和外周部。因此，可以抑制應力集中於上部腔室基座110之特定處。

在上部腔室基座110之上面之中央部設置有冷卻上部腔室基座110之上部冷卻機構112。更詳細而言，在上部腔室基座110之上面之中央部，為了謀求上部腔室基座110之輕量化，形成凹陷部，上部冷卻機構112被設置在該凹陷部。在上部冷卻機構112之內部形成有使例如冷卻水等之冷卻媒體流通之冷媒流路(無圖示)。並且，上部冷卻機構112並不限定於本實施型態，若可以冷卻上部腔室基座110，可採用各種構成。例如，上部冷卻機構112內置帕耳帖元件等之冷卻構件。

如圖23所示般，上部冷卻機構112具有在例如俯視觀看下呈略四角形狀。在上部冷卻機構112之內部形成有使例如冷卻水等之冷卻媒體流通之冷媒流路113。冷卻媒體之溫度為常溫，例如25℃。冷媒流路113係在例如圖面之左右方向延伸一條，在上下方向延伸兩條而形成，分別在側面開口。在一側面開口之冷媒流路113、113分別連接有冷媒供給裝置114和冷媒排出裝置115。冷媒供給裝置114係在內部貯留冷卻媒體，將該冷卻媒體供給至冷媒流路113。冷媒排出裝置115使用例如真空泵等。再者，在另外之三個側面開口的冷媒流路113設置有止水栓116。而且，在上部冷卻機構112中，藉由在冷媒供給裝置114和冷媒排出裝置115之間，冷媒流路13之內部流通冷卻媒體，使得上部腔室基座110被冷卻。

下部腔室102係被設置在下部腔室102之下面的下部腔室基座102支撐。下部腔室基座120具有較下部腔室102之下面大的直徑。

如圖11所示般，在下部腔室基座120之上面設置有複數例如3條之定位銷121a~121c。定位銷121a~121c係在下部腔室基座120之徑向配置成直線狀。即是，一個定位銷121a被配置在下部腔室基座120之中央部，另外的兩條定位銷121b、121c分別被配置在下部腔室基座120之外周部。

如圖22所示般，在下部腔室基座120之下面之中央部，設置有冷卻下部腔室基座120之下部冷卻機構122。下部冷卻機構122之構成與圖23所示之上部冷卻機構112之構成相同，在下部冷卻機構122之內部形成有流通例如冷卻水等之冷卻媒體的冷媒流路113。並且，下部冷卻機構122並不限定於本實施型態，若可以冷卻下部腔室基座120，可採用各種構成。例如，下部冷卻機構122內置帕耳帖元件等之冷卻構件。

在上部腔室基座110設置有上部腔室基座110即是使上部腔室101在垂直方向移動之移動機構130。移動機構130具有傳動軸131、支撐板132及垂直移動部133。傳動軸131係在上部腔室基座110之外周部設置例如4處。再者，各傳動軸131在垂直方向延伸，貫通下部腔室基座120，被設置在該下部腔室基座120之下方的支撐板132支撐。支撐板132被設置在例如汽缸等之垂直移動部133。藉由該垂直移動部133，支撐板132和傳動軸131在垂直方向移動，並且上部腔室基座110和上部腔室 101被構成在垂直方向移動自如。

在傳動軸131設置有限制傳動軸131之移動的鎖定機構140。如圖6所示般，鎖定機構140係與傳動軸131對應而設置在例如4處。再者，鎖定機構140被設置在下部腔室基座120。

如圖5及圖6所示般，鎖定機構140具有鎖定銷141、水平移動部142及殼體143。鎖定銷141被插入至形成在傳動軸131之貫通孔。在鎖定銷141之基端部設置有使鎖定銷141在水平方向移動之例如汽缸等之水平移動部142。在傳動軸131之外周面設置有支撐被插入傳動軸131之貫通孔之鎖定銷141之殼體143。

如圖7所示般，在處理腔室100之內部設置有載置晶圓W之載置台150。在載置台150上設置有複數之間隙銷(無圖示)，該複數之間隙銷支撐晶圓W。再者，在載置台150上設置複數之導引銷(無圖示)，藉由該複數之導引銷固定晶圓W之水平方向之位置。在載置台150之內部設置有加熱晶圓W之加熱機構151。作為加熱機構151，使用例如加熱器。並且，即使載置台150被區劃成複數區域，以與該區劃之區域對應之方式，加熱機構151被分割成複數亦可。此時，載置台150被區劃之複數區域可在該每個區域進行溫度調節。

在載置台50形成例如3處貫通厚度方向的貫通孔152。貫通孔152具有較後述升降銷160大的直徑，在貫通孔152插通升降銷160。

並且，即使在載置台150之下方設置有隔熱板(無圖示)亦可。藉由該隔熱板，可以抑制藉由加熱機構151加熱晶圓W之時的熱被傳達至後述載置台基座154或下部腔室基座120。

載置台150係經複數桿部153被支撐在設置於載置台150之下方的載置台基座154。載置台基座154被載置在下部腔室基座120上。而且，如此地在載置台150和載置台基座154之間設置空氣層，可以抑制藉由加熱機構151加熱晶圓W之時的熱被傳達置載置台基座154或下部腔室基座120。

如圖11所示般，在載置台基座154形成例如3處貫通厚度方向的貫通孔155。貫通孔155具有較後述升降銷160大的直徑，在貫通孔155插通升降銷160。

再者，在載置台基座154形成複數例如3處貫通厚度方向之定位孔156a~156c。定位孔156a~156c被形成在分別與被設置在下部腔室基座120上之定位銷121a~121c對應之位置上。被形成在載置台基座154之中央部的定位孔156a具有較定位銷121a大的直徑。再者，被形成在載置台基座154之外周部的定位孔156b、156c在俯視觀看下具有在下部腔室基座120之徑向延伸之長孔形狀。而且，定位孔156b、156c之長邊方向和短邊方向之長度皆較定位銷121b、121c之直徑長。

載置台基座154不被固定在下部腔室基座120上。在此，假設載置台基座154被固定在下部腔室基座 120時，例如在接合處理中處理腔室100之內部被加熱時，載置台基座154產生熱膨脹。如此一來，在載置台基座154和下部腔室基座120之間產生熱應力，有載置台基座154或下部腔室基座120彎曲之虞。此點，在本實施型態中，載置台基座154無被固定在下部腔室基座120，而且定位孔156a~156c具有大於定位銷120a~121c之直徑。因此，可以吸收載置台基座154之熱膨脹分，可以抑制熱應力之產生或彎曲。

如圖5所示般，在載置台150之下方，設置例如3處用以從下方支撐晶圓W並使升降之升降銷160。升降銷160插通載置台150、載置台基座154、下部腔室基座120、下部冷卻機構122，被設置在下部冷卻機構122之下方的支撐板161支撐。在支撐板161設置有內置例如馬達等之升降驅動部162。藉由該升降驅動部162，支撐板161和升降銷160升降，升降銷160成為能夠從載置台150之上面突出。

如圖12及圖13所示般，在升降銷160形成直徑大於其他部分之軸粗部163。在軸粗部163之外周面，與形成在下部腔室基座120之貫通孔123之間環狀地形成有密封材164。並且，密封材164即使為升降銷160上升之狀態和下降之狀態中之任一者，也總是被配置在貫通孔123之內部。

密封材164係與密封材103相同之構成，具有略U字形狀。即是，密封材164具有從基端部165分歧成兩個之一對壁部166、166。在壁部166、166間，於密封材164之內部形成中空部167，在下部腔室基座120之上面側之側面形成開口部168。而且，當如後述般加壓氣體被供給至處理腔室100之內部時，該加壓氣體也被填充至中空部167，壁部166、166擴開成互相間隔開，密封材164之密封性提升。並且，密封材164(基端部165、壁部166)使用例如樹脂、例如PTFE。

再者，在中空部167設置有金屬彈簧(無圖示)。藉由該金屬彈簧，壁部166、166被推彈成互相間隔開。因此，如後述般，即使非在處理腔室100之內部被供給加壓氣體之時，密封材164亦可以維持其密封性。

在升降銷160之軸粗部163之外周面，在密封材164之下方環狀地設置有滑動環169。滑動環169與貫通孔123接觸而維持升降銷160之豎直狀態。

如圖5所示般，在處理腔室100設置有對處理腔室100之內部供給加壓氣體之氣體供給機構170。氣體供給機構170具有氣體供給部171、氣體供給管線172及氣體供給裝置173。氣體供給部171被設置在載置台150之上方，對處理腔室100之內部供給加壓氣體。氣體供給部171經氣體供給管線172與氣體供給裝置173連通。氣體供給管線172貫通上部腔室101、上部腔室基座110、上部冷卻機構112而被設置。氣體供給裝置173係在內部貯留加壓氣體，對氣體供給部171供給該加壓氣體。

在處理腔室100設置有使處理腔室之內部排氣之排氣機構180。排氣機構180具有排氣管線181和排氣裝置182。排氣管線181係在下部腔室基座120之上面被連接於形成例如2處的排氣口，貫通下部腔室基座120和下部冷卻機構122而被設置。再者，排氣管線181被連接於例如真空泵等之排氣裝置182。

並且，接合裝置30中之各部之動作藉由上述控制部50被控制。

[3.接合系統之動作]

接著，針對使用構成上述般之接合系統1而進行的晶圓W和複數晶片C之接合處理方法進行說明。圖14係表示如此之接合處理之主要工程之例的流程圖。圖15係表示接合處理之各工程中之加熱機構151(載置台150)之溫度、晶圓W之溫度及處理腔室100之內部之壓力的說明圖。

並且，在本實施型態中，在被搬入至接合系統1之晶圓W之表面，如圖3及圖4所示般，複數晶片C事先被配置在特定位置上，並且藉由薄膜F固定複數晶片C之位置。

首先，收容複數片之晶圓W之卡匣Cs被載置在搬入搬出站2之特定之卡匣載置板11。之後，藉由晶圓搬運裝置22取出卡匣Cs內之晶圓W，被搬運至處理站3之位置調節裝置32。在位置調節裝置32中，調節晶圓W之溝口部之位置，調節該晶圓W之圓周方向之取向(圖14之工程S1)。如此一來，藉由在工程S1調節晶圓W之圓周方向之取向，例如在後述之工程S2~S8之接合處理產生不良之時，容易追蹤晶圓履歷特定不良之原因，可以改善接合處理之條件。

在工程S1中，如圖15所示般，在接合裝置30中，加熱機構151之溫度被維持在特定溫度，例如300℃。該加熱機構151之溫度係通過接合處理(後述工程S2~S8)，被維持在特定溫度。並且，通過接合處理，上部冷卻機構112之溫度和下部冷卻機構122之溫度也被維持在常溫，例如25℃，上部腔室基座110和下部腔室基座120分別被冷卻。再者，晶圓W之溫度為常溫，例如25℃。並且，處理腔室100雖然被封閉，但是其內部之壓力成為例如0.1MPa(大氣壓)。

之後，在接合裝置30中，如圖16所示般，藉由移動機構130使上部腔室101朝上方移動，處理腔室100被打開。而且，晶圓W藉由晶圓搬運裝置41被搬入至處理腔室100之內部，被收授於事先上升待機的升降銷160。

接著，如圖17所示般，藉由移動機構130使上部腔室101移動至下方，處理腔室100被關閉。此時，使密封材103和下部腔室102之上面抵接，處理腔室100之內部被密閉(圖14之工程S2)。

如此一來，緊接著處理腔室100被關閉之後，處理腔室100之內部之溫度不上升，上部腔室101和下部腔室102不會熱膨脹。即使在如此之情形下，亦如圖9所示般，上部腔室101和下部腔室102彼此不會接觸，並且密封材103和下部腔室102之上面接觸。

之後，如圖17所示般，一面藉由升降驅動部162使升降銷160下降，一面調節晶圓W之溫度，進行所謂的晶圓W之溫度平衡(圖14之工程S3)。在工程S3中，因處理腔室100之內部之氛圍藉由加熱機構151被加熱，故晶圓W也被加熱。而且，於即將被載置於載置台150之前，晶圓W被調節至大約300℃。並且，晶圓W之溫度調節即使藉由調節升降銷160之下降速度進行控制亦可，或是藉由使升降銷160階段性地下降而進行調節亦可。

在此，在工程S3中，當不使晶圓W之溫度平衡，將晶圓W載置於被加熱之載置台150時，晶圓W之溫度急速上升，該晶圓W翹曲。此點，藉由進行晶圓W之溫度平衡，可以抑制該晶圓W之翹曲。而且，從抑制晶圓W之翹曲的觀點來看，若晶圓W加熱至300℃左右即可，無須嚴格地調節至300℃。

之後，如圖18所示般，在載置台150載置晶圓W。如此一來，晶圓W被加熱至300℃。

當晶圓W被加熱至300℃時，藉由鎖定機構140之水平移動部142將鎖定銷141插入至傳動軸131之貫通孔。如此一來，傳動軸131被固定在垂直方向(圖 14之工程S4)。

並且，藉由該鎖定機構140之傳動軸131之固定係在後述工程S5中，即將從氣體供給部171供給加壓氣體至處理腔室100之內部之前被進行。上部腔室101係藉由來自加熱機構151之熱而熱膨脹。於是，在上部腔室101之熱膨脹安定之狀態下，藉由固定傳動軸131，可以適當地固定該上部腔室101之位置。

再者，如此一來，即使在上部腔室101和下部腔室102分別徹底地熱膨脹之時，亦如圖10所示般，上部腔室101和下部腔室102彼此不接觸，並且密封材103和下部腔室102之上面接觸。

之後，如圖19所示般，從氣體供給部171對處理腔室100之內部供給加壓氣體，並將該處理腔室100之內部加壓至特定壓力，例如0.9MPa(圖14之工程S5)。該加壓例如以一定之加壓速度進行亦可，重覆進行特定時間之壓力維持和壓力上升，階段性地進行亦可。再者，該加壓之控制例如藉由調節被設置在氣體供給管線172之閥(無圖示)之開度而進行亦可，或是藉由控制被設置在氣體供給管172之電動空氣調節器(無圖示)而進行亦可。

並且，在工程S5中，當加壓氣體被供給至處理腔室100之內部時，密封材103之壁部106、106擴開成互相間隔開，密封材103之密封性提升。同樣，密封材164之壁部166、166擴開成互相間隔開，密封材164之密封性也提升。因此，處理腔室100之內部確實地被封閉。

再者，在工程S5中，在上部腔室101朝垂直上方施加壓力。並且在上部腔室基座110也作用垂直上方之力。此點，如上述般，因鎖定銷141被插入至貫通孔，故該鎖定銷141之下面與貫通孔之下面抵接，傳動軸131不朝垂直上方移動。因此，上部腔室基座110和上部腔室101也不朝垂直上方移動，可以適當地封閉處理腔室100之內部，可以將內部壓力維持在特定壓力。

而且，將處理腔室100之內部在例如30分鐘維持於0.9MPa。如此一來，即使例如晶圓W上之複數之晶片C之高度不均，因該複數晶片C藉由被填充於處理腔室100之內部之加壓氣體而被推壓，故可以以均勻且適當之壓力推壓晶圓W和複數晶片C。因此，可以一面將晶圓W和複數晶片C加熱至特定溫度，一面適當地推壓，適當地接合該晶圓W和複數晶片C(圖14之工程S6)。

之後，停止從氣體供給機構170供給加壓氣體，且藉由排氣機構180將處理腔室100之內部予以排氣(圖14之工程S7)。而且，處理腔室100之內部被減壓至0.1MPa。並且，該減壓即使以例如一定之減壓速度亦可，即使重覆進行特定時間之壓力維持和壓力下降，階段性地進行亦可。再者，該減壓之控制即使例如藉由調節被設置在氣體供給管線172之閥(無圖示)之開度而進行亦可，或是藉由控制被設置在氣體供給管172之電動空氣調節器(無圖示)亦可。

並且，工程S7中藉由使升降銷160使晶圓W上升。此時，晶圓W被冷卻。

而且，當處理腔室100之內部被減壓至0.1MPa時，解除藉由鎖定機構140所致的傳動軸131之固定，並且藉由移動機構130使上部腔室101移動至上方，處理腔室100被打開。之後，晶圓W藉由晶圓搬運裝置41被搬出至處理腔室100之外部。並且，當晶圓W從處理腔室100搬出時，再次處理腔室100被關閉。

之後，晶圓W藉由晶圓搬運裝置41被搬運至溫度調節裝置31。在溫度調節裝置31中，晶圓W被溫度調節至常溫例如25℃(圖14之工程S8)。

之後，晶圓W係藉由晶圓搬運裝置41被搬運至移轉裝置33，並且藉由搬入搬出站2之晶圓搬運裝置22被搬運至特定卡匣載置板11之卡匣Cs。如此一來，一連串之晶圓W和複數晶片C之接合處理結束。

若藉由上述實施型態時，在工程S5中，一面藉由加熱機構151將晶圓W和複數晶片C加熱至特定溫度，一面藉由從氣體供給機構170被供給之加壓氣體以特定壓力推壓，可以適當地接合該晶圓W和複數晶片C。

再者，被設置在上部腔室101之下面的密封材103如圖9所示般，被配置成即使在上部腔室101和下部腔室102熱膨脹之前，和如圖10所示般徹底地熱膨脹之後中之任一者時，上部腔室101和下部腔室102彼此不接觸，並且密封材103和下部腔室102之上面接觸。因此，可以回避因上部腔室101和下部腔室102彼此接觸所引起的微粒或熱應力產生，並且處理腔室100之內部適當地被封閉。因此，可以適當地接合晶圓W和複數之晶片C。

而且，因在密封材103也形成中空部107，故當在工程S5中，處理腔室100之內部被供給加壓氣體時，中空部107也被填充該加壓氣體，壁部106、106被擴開成互相間隔開，密封材103之密封性提升。

並且，作為密封材103亦可以使用例如O型環。但是，使用O型環之時，無法享受如上述般處理腔室100之內部之加壓時提升密封材103之密封性的效果。再者，在上部腔室101之下面和下部腔室102之上面，需要形成用以設置O型環之溝部，但是藉由上部腔室101和下部腔室102之熱膨脹，該溝部之尺寸也變化。因此，處理腔室100之設計也成為複雜。由上述觀點，以使用本實施型態之密封材103為有效。

再者，因在升降銷160之周圍設置有密封材164，故可以適當地封閉處理腔室100之內部。而且，因在密封材164也與密封材103相同，當在工程S5中，處理腔室100之內部被供給加壓氣體時，中空部167也被填充該加壓氣體，壁部166、166被擴開成互相間隔開，密封材164之密封性提升。

再者，載置台基座154無被固定在下部腔室基座120，而且定位孔156a~156c具有大於定位銷120a~121c之直徑。因此，在晶圓W和複數晶片C的接合處理中，即使處理腔室100之內部藉由加熱機構151被加熱，亦可以吸收載置台基座54之熱膨脹分，並可以抑制載置台基座154中之熱應力的產生或彎曲。

再者，在接合系統1中，搬入搬出站2係可以保有複數晶圓W，可以將晶圓W從該搬入搬出站2連續搬運至處理站3。而且，因接合系統1具有接合裝置30和溫度調節裝置31，故依序進行上述工程S1~S8，可以連續接合晶圓W和複數晶片C。再者，在一個接合裝置30中進行特定處理之期間，也在其他溫度調節裝置31進行另外的處理亦可。即是，可以在接合系統1內同時處理複數之晶圓W。因此，可以有效地進行晶圓W和複數晶片C之接合，可以提升接合處理之處理量。

[4.其他之實施型態]

在以上之實施型態中，在接合裝置30中，雖然密封材103被設置在上部腔室101之下面，但是即使被設置在下部腔室102之上面亦可。

再者，密封材103雖然被設置在上部腔室101之下面和下部腔室102之上面之間，但是即使如圖20所示般，被設置在上部腔室101之內側面和下部腔室102之外側面之間亦可。此時，上部腔室101之內徑較下部腔室 102之外徑大，即是上部腔室101之內側面位於較下部腔室102之外側面更外側。

如圖21所示般密封材103之開口部108被形成在處理腔室100之內部之側面，即是垂直方向上方之側面。密封材103係與上述實施型態相同，在上部腔室101和下部腔室102之熱膨脹前(圖9)和熱膨脹後(圖10)中之任一者中，仍是上部腔室101之內側面和下部腔室102之外側面不接觸，並且密封材103和下部腔室102之外側面接觸之方式，配置密封材103。

即使在本實施型態中，亦可以享受與上述實施型態相同之效果，即是可以適當地封閉處理腔室100之內徑，而適當地接合晶圓W和複數晶片C。

但是，因處理腔室100之水平方向長度大於垂直方向長度，故上部腔室101和下部腔室102之水平方向之熱膨脹量也較垂直方向之熱膨脹量大。如此一來，如本實施型態般，比起在上部腔室101之內側面和下部腔室102之外側面之間設置密封材103之時，如上述實施型態般，在上部腔室101之下面和下部腔室102之上面之間設置密封材103之時，比較容易確保密封材103之密封性。

在以上之實施型態中，在接合裝置30中，雖然移動機構130使上部腔室101移動，但是若使上部腔室101和下部腔室101相對性移動即可。例如，移動機構130使下部腔室102移動亦可，或是使上部腔室101和下部腔室102雙方移動亦可。

再者，雖然載置台15僅載置晶圓W，但例如真空吸附晶圓W，或是靜電吸附晶圓W亦可。

並且，在以上之實施型態之接合處理中，分別例示加熱晶圓W之特定溫度(300℃)、處理腔室100之內部之加壓壓力(0.9MPa)、處理腔室100之內部之加壓時間(30分鐘)，根據各種條件任意設定。

以上，雖然針對本發明之最佳型態予以予說明，但是本發明並不限定於如此之例。若為該領域技術者顯然可以在申請專利範圍中所記載之技術性思想之範疇內，想到各種變更例或修正例，即使針對該些當然也屬於本發明之技術範圍內。