TW202044334A - 疊層體形成裝置及疊層體形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係接合二個基板而形成疊層體之疊層體形成裝置,且具備:使基板變形之變形部、及接合經變形部變形後之基板與其他基板的接合部,變形部使用絕對值比以第一變形量將基板變形時二個基板間之位置偏差量的絕對值小之值修正了第一變形量之值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。

Description

疊層體形成裝置及疊層體形成方法
本發明係關於一種疊層體形成裝置及疊層體形成方法。
習知有疊層基板而形成疊層半導體裝置的技術(例如,參照專利文獻1)。 [專利文獻1]日本特開2013-098186號公報
(發明所欲解決之問題)
即使在進行對位後接合基板,仍會有位置偏差。 (解決問題之手段)
本發明第一樣態中提供一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備:變形部,其係使基板變形;及接合部,其係接合經變形部變形後之基板與其他基板;變形部使用絕對值比以第一變形量將基板變形時二個基板間之位置偏差量的絕對值小之值修正了第一變形量之值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
本發明第二樣態中提供一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備:變形部,其係使基板變形;及接合部,其係接合經變形部變形後之基板與其他基板;變形部使用在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生之變形量,與在以修正了第一變形量之第二變形量變形後的基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生的變形量之差分的絕對值,比在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時的位置偏差量之絕對值小的值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
本發明第三樣態中提供一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備:變形部,其係使二個基板之一方基板變形;及接合部,其係接合一方基板與另一方基板;一方基板藉由變形部之變形量係與在前述接合階段在前述另一方基板上產生的變形量之差比指定之臨限值小的值,在另一方基板上產生之變形包含藉由模仿一方基板之形狀而產生的變形。
本發明第四樣態中提供一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體,且包含:變形階段,其係使基板變形;及接合階段,其係接合在變形階段所變形之基板與其他基板;變形階段使用絕對值比以第一變形量將基板變形時二個基板間之位置偏差量的絕對值小之值修正了第一變形量之值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
本發明第五樣態中提供一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體,且包含:變形階段,其係使基板變形;及接合階段,其係接合在變形階段所變形之基板與其他基板;變形階段使用在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生之變形量,與在以修正了第一變形量之第二變形量變形後的基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生的變形量之差分的絕對值,比在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時的位置偏差量之絕對值小的值之相同值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
本發明第六樣態中提供一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體,且包含:變形階段,其係使二個基板之一方基板變形;及接合階段,其係接合一方基板與另一方基板;一方基板在變形階段之變形量,係與在接合階段另一方基板上產生之變形量的差比指定之臨限值小的值,另一方基板上產生之變形包含藉由模仿一方基板之形狀而產生的變形。
上述發明內容並非列舉了本發明之全部特徵。此等特徵群之子結合亦可成為發明。
以下,透過發明之實施形態來說明本發明。下述之實施形態並非限定關於申請專利範圍的發明者。實施形態中說明之全部特徵的組合在發明之解決手段中未必是必須。
圖1係疊層體形成裝置100之示意俯視圖。疊層體形成裝置100具備:框體110;配置於框體110之外側的基板匣盒120、130及控制部150;與配置於框體110之內部的搬送部140、接合部300、固持器暫存盒400、及預對位器500。
基板匣盒120收容包含後續要接合之二個基板211、213的複數個基板211、213。另一方基板匣盒130收容接合基板211、213而製作之疊層體230。基板匣盒120、130對框體110可個別地裝卸。
此處,所謂基板211、213,例如可為單晶矽晶圓、化合物半導體晶圓等之半導體晶圓,再者,亦可為半導體晶圓以外之玻璃基板、藍寶石基板等。接合此種基板時,亦可接合相同種類之基板,亦可接合不同種類之基板。
此外,基板211、213之接合係指將複數個基板211、213之主面彼此平行地重疊,並以氫鍵、凡得瓦力 鍵、及共價鍵等來固定彼此之相對位置。在接合基板211、213之過程,有時將形成僅使基板之主面接觸而未固定的狀態記載為重疊基板211、213。
搬送部140發揮在框體110之內部搬送基板211、213及基板固持器221、223的功能。搬送部140搬送單獨之基板211、213;基板固持器221、223;保持了基板211、213之基板固持器221、223;和接合基板211、213而製造之疊層體230等。
控制部150分別控制疊層體形成裝置100之各部的動作,並且統籌地控制各部相互的配合。此外,控制部150亦有時受理使用者來自外部之指示,而將基板211、213等接合時之程序等指示接合部300。再者,控制部150亦可具備將疊層體形成裝置100之動作狀態對外部顯示的顯示部等之使用者介面。
再者,圖示之疊層體形成裝置100亦可具有設於控制部150之決定部151。決定部151如後述,其決定在使基板211、213變形之變形部(參照圖16、圖18、圖19、圖20等)中使基板211、213變形時之變形量。另外,在控制部150中設置決定部151之構成僅為一例,決定部151亦可設於控制部150之外,再者,亦可為將決定部151配置於疊層體形成裝置100之外部,疊層體形成裝置100從外部取得決定部151所決定之變化量,來執行基板之變形的構成。
此外,圖示之構成中,疊層體形成裝置100之控制部150亦可進一步具有取得部152。取得部152亦可從疊層體形成裝置100之外部或內部取得修正接合之基板211、213的倍率等時關於基板之變形量的資訊。藉此,決定部151可依據資訊預測基板211、213之至少一方產生的應變,來決定抵銷預測之應變的至少一部分之變形量。此外,決定部151可決定抵銷因基板211、213之至少一方產生的倍率應變造成基板211、213之位置偏差的至少一部分之變形量。
再者,藉由以如此決定之變形量使基板變形,變形部601、602可使基板211、213之一方產生抵銷因基板211、213之至少一方產生的倍率變化造成基板211、213位置偏差之變形。因而,藉由適切地決定位置偏差量,可使基板211、213之間產生的位置偏差比預定之臨限值小。
從疊層體形成裝置100之外部取得的資訊,例如係基板211、213之批號、以之前工序處理基板211、213時使用的設備之ID、接合前對基板211、213進行之處理的履歷、基板211、213之規格等。此外,從疊層體形成裝置100之內部取得的資訊,例如係之前製造之疊層體230中保留的基板211、213之位置偏差量的記錄等。疊層體230之位置偏差量亦可以設於疊層體形成裝置100外部之檢查裝置來量測。此時,量測結果從檢查裝置傳送至疊層體形成裝置100。
接合部300將彼此相對之一組基板211、213相互對位後,使彼此接觸、接合而形成疊層體230。此外,接合部300如後述,有時亦負責接合前之基板211、213的變形之一部分。
預對位器500與搬送部140配合使用於將搬入之基板211、213保持在基板固持器221、223。此外,預對位器500亦使用於從基板固持器221、223分離從接合部300所搬出的疊層體230。
另外,在疊層體形成裝置100之內部,基板211、213亦可在保持於基板固持器221、223之狀態下處理。基板固持器221、223藉由氧化鋁陶瓷等硬質材料形成,並藉由靜電吸盤、真空吸盤等吸附基板211、213而保持。
從疊層體形成裝置100搬出製造出之疊層體230時,基板固持器221、223從疊層體230分離而滯留在疊層體形成裝置100內部,反覆使用於接合基板211、213。此外,未使用之基板固持器221、223收容於固持器暫存盒400,而保管於疊層體形成裝置100內部。因而,基板固持器221、223亦可視為疊層體形成裝置100之一部分。
圖2係在疊層體形成裝置100中接合之基板211、213的示意俯視圖。基板211、213具有:缺口214、複數個電路區域216及複數個標記218。
缺口214形成於整體概略為圓形之基板211、213的周緣,成為顯示在基板211、213中之結晶方位的指標。此外,處理基板211、213時,藉由檢測缺口214之位置,亦可瞭解電路區域216在基板211、213之排列方向等。再者1片基板211、213上形成彼此包含不同電路之電路區域216時,可將缺口214作為基準來區別電路區域216。
電路區域216在基板211、213表面週期性配置於基板211、213的面方向。電路區域216分別設置藉由光微影技術等所形成的半導體裝置、配線、保護膜等。電路區域216中亦配置將基板211、213電性連接於其他基板211、213、導線架等時成為連接端子的焊墊、凸塊等。
標記218係形成於基板211、213表面之構造物的一例,例如重疊配置於在電路區域216相互之間所配置的劃線212。將一片基板211與接合對象之其他基板213對位時,利用標記218作為指標。標記218除了專用形成者之外,亦可利用可從基板211、213表面觀察之配線等其他構造物。
圖3係顯示使基板213保持於基板固持器223之狀態的示意剖面。一個例子係顯示基板213及基板固持器223,另一方之基板211及基板固持器221亦可以同樣之樣態一體化。
基板固持器223具有:具有與基板213之面積概略相同寬度的保持面225、及配置於保持面225外側之緣部。在疊層體形成裝置100中準備複數個基板固持器221、223,來逐片保持搬入之基板211、213。
圖4係顯示在疊層體形成裝置100中接合基板211、213來製造疊層體230之程序的一例之流程圖。在疊層體形成裝置100中,控制部150首先藉由搬送部140從基板匣盒120取出接合之基板211、213,並在預對位器500中保持於基板固持器221、223(步驟S101)。
其次,控制部150藉由搬送部140使分別保持基板211、213之基板固持器221、223依序搬入接合部300(步驟S102)。接著,控制部150使X方向驅動部331及Y方向驅動部333動作,並以顯微鏡324、334檢測分別設於基板211、213之標記218的位置(步驟S103)。
其次,控制部150依據顯微鏡324、334檢測出之標記218的位置檢測基板211、213的相對位置(步驟S104)。繼續,控制部150為了抑制因接合所形成之疊層體230上留下的位置偏差,而修正基板211、213之至少一方(步驟S105)。基板211、213可藉由使基板211、213之至少一方變形作修正,參照其他圖後述。
其次,控制部150在記錄了一對基板211、213之相對位置的情況下,活化一對基板211、213之各個接合面後(步驟S106),使基板211、213相互對位(步驟S107)。接著,將基板211、213相互靠近,藉由使基板211、213之一部分接觸而開始接合基板211、213(步驟S108),整個基板211、213接合時即形成疊層體230(步驟S109)。
其次,控制部150將所形成的疊層體230從接合部300搬出後,與基板固持器221、223分離並收容於基板匣盒130(步驟S110)。如此,製造接合了基板211、213之疊層體230。
圖5係顯示執行基板211、213之接合的接合部300之構造的示意剖面圖。此外,圖5亦係顯示在圖4所示之步驟S102中,將保持於基板固持器221、223之基板211、213搬入接合部300的狀態圖。接合部300具備:框體310、上載台322及下載台332。
框體310具有:對水平之地板平行的底板312及頂板316;與對地板垂直之複數根支柱314。底板312、支柱314及頂板316形成收容接合部300之其他構件的立方體之框體310。
上載台322對圖中下面面向下地固定於頂板316之下面。上載台322具有真空吸盤、靜電吸盤等基板保持功能,成為保持基板211、213之一方的保持部。圖示之狀態係將保持了基板213之基板固持器223面向下地保持。在上載台322之側方,顯微鏡324及活化裝置326固定於頂板316。因而上載台322及顯微鏡324之相對位置固定。
下載台332經由在圖中以箭頭Z顯示之方向升降的Z方向驅動部338而搭載於Y方向驅動部333。下載台332具有真空吸盤、靜電吸盤等之基板保持功能,成為保持基板211、213之另一方的保持部。圖示之狀態係將保持了基板211之基板固持器221面向上地保持。
此外,顯微鏡334及活化裝置336直接固定於Y方向驅動部333上,並搭載於下載台332之側方。因此,下載台332及顯微鏡334在圖中水平方向之相對位置固定。
Y方向驅動部333在框體310之底板312上,搭載於可在圖中箭頭X方向上移動之X方向驅動部331。Y方向驅動部333對X方向驅動部331在圖中以箭頭X顯示之方向上移動。
藉由組合此等X方向驅動部331及Y方向驅動部333之動作,下載台332係與底板312平行地平面(二次元)移動。此外,下載台332移動時,顯微鏡334及活化裝置336亦隨著下載台332而移動。上述之接合部300中,例如將顯微鏡324、334之焦點相互一致的位置作為初期位置,藉由使用干涉儀等管理下載台332之移動量,可使下載台332對上載台322以高精度相對移動。
另外,接合部300亦可進一步具備:使下載台332在對底板312垂直之旋轉軸周圍旋轉的旋轉驅動部、及使下載台332搖動之搖動驅動部。藉此,可使下載台332對上載台322保持平行,並且使保持於下載台332之基板211旋轉,並使基板211、213之對位精度提高。
此外,X方向驅動部331及Y方向驅動部333亦可形成粗動部與微動部之兩階構成。藉此,可兼顧高精度對位與高處理量,控制精度不致降低,可高速地接合搭載於下載台332之基板211的移動。
圖6係說明在圖4所示之步驟S103中接合部300的動作圖。控制部150藉由使下載台332移動,而使下側之顯微鏡334的視野對位基板213的標記218,來檢測保持於上載台322之基板213的標記218之位置。此外,控制部150藉由使下載台332移動,使上側之顯微鏡324的視野對位基板211之標記218,來檢測保持於下載台332之基板211的標記218之位置。
如此,藉由以已知相對位置之顯微鏡324、334檢測基板211、213的標記218之位置,可計算基板211、213之相對位置(圖4,步驟S104)。因此,為了消除算出的相對位置之差來使下載台332移動,即可對位基板211、213。
圖7係說明在圖4所示之步驟S106中接合部300的動作圖。圖示之狀態,控制部150在保持為了對位基板211、213而算出之相對位置的資訊情況下,化學性活化基板211、213之各個接合面。亦即,控制部150藉由使上側之活化裝置326產生電漿P,而且使下載台332移動,以電漿掃描保持於下載台332之基板211的表面,並活化基板213之表面。
此外,控制部150藉由使下側之活化裝置336產生電漿P而且使下載台332移動,以電漿掃描保持於上載台322之基板213的表面,並活化基板211之表面。藉此,基板211、213變成只須彼此接近即自律性吸附而接合的狀態。
另外,此處所謂活化,係包含當基板211、213之接合面與其他的基板211、213之接合面接觸時,產生氫鍵、凡得瓦力 鍵、及共價鍵等,不致溶解而形成以固態接合的狀態,來處理至少一方基板之接合面時。亦即,所謂活化是包含藉由使基板211、213之表面產生懸空鍵(未鍵結鍵(Uncombined Hand))而容易形成鍵結。
更具體而言,活化裝置326及活化裝置336例如係在減壓環境氣體下,激發處理氣體之氧氣而電漿化,並將氧離子照射於二個基板之各個成為接合面的表面。例如,基板係在矽上形成了一氧化矽(SiO)膜之基板情況下,藉由照射該氧離子,切斷疊層時成為接合面之基板表面上的一氧化矽之鍵結,而形成矽(Si)及氧(O)之懸空鍵。有時將在基板211、213表面形成此種懸空鍵者稱為活化。
將形成了懸空鍵之狀態的基板例如暴露於大氣時,空氣中之水分與懸空鍵鍵結,基板表面被氫氧基(OH基)覆蓋。基板表面成為容易與水分子鍵結的狀態,亦即成為親水化之狀態。換言之,基板表面藉由活化結果形成容易親水化之狀態。此外,固態接合時,在接合界面存在氧化物等雜質,接合介面的瑕疵等影響接合強度。因而,亦可將接合面之淨化看作活化的一部分。
活化基板211、213之方法,除了藉由DC電漿、RF電漿、MW激發電漿照射自由基之外,亦可例示使用不活潑氣體之濺鍍蝕刻、離子束、高速原子束等之照射。此外,亦可例示藉由紫外線照射、臭氧灰化機等活化。再者,亦可例示使用液體或氣體之蝕刻劑的化學性淨化處理。
再者,即使使用無圖示之親水化裝置,藉由在基板211、213之成為接合面的表面塗布純水等,來將基板211、213之表面親水化,仍可活化基板211、213。基板211、213之表面藉由該親水化成為OH基附著之狀態,亦即成為以OH基為終端的狀態。
另外,在圖示之接合部300中,活化裝置326、336在從遠離顯微鏡324、334之方向放射電漿P。藉此,防止從照射電漿後之基板211、213產生的破片污染顯微鏡324。
此外,圖示之接合部300係具備活化基板211、213之活化裝置326、336,不過,亦可形成藉由將使用與接合部300另外設置之活化裝置326、336而預先活化之基板211、213搬入接合部300,省略接合部300之活化裝置336的構造。
圖8係說明在圖4所示之步驟S107中接合部300的動作圖。保持於下載台332之基板211與保持於上載台322之基板213相對。繼續圖7所示之狀態,控制部150依據在步驟S104算出基板211、213之相對位置的相關資訊而使基板211、213相互對位。
亦即,控制部150藉由使下載台332移動,而使保持於上載台322之基板213的標記218之水平位置、與保持於下載台332之基板211的標記218之水平位置一致來對位基板211、213。此時,下載台332藉由X方向驅動部331及Y方向驅動部333之移動量藉由使用干涉儀等量測,可使對位精度提高。
圖9係說明在圖4所示之步驟S108中接合部300的動作圖。控制部150使Z方向驅動部338動作,而使下載台332上升,並使基板211、213之一部分相互接觸。藉此,基板211、213之一部分接觸而開始接合。
由於基板211、213之表面以之前說明的步驟S106活化,因此,基板211、213之一部分接觸時,藉由基板211、213彼此分子間的力,而在鄰接於起初接觸之區域的區域作用吸附力。因而,在保持了基板211、213之一方的情況下,藉由放開另一方基板,例如放開保持於上載台322之基板213,接合基板211、213之區域從起初接觸的部分開始依序擴大到鄰接的區域。
藉此,產生接觸之區域依序擴大的接合波,進行基板211、213之接合。隨之基板211、213全面接合,並藉由接合之基板211、213形成疊層體230。
另外,在繼續保持接合過程放開之基板213的一部分區域情況下,亦可放開該一部分區域以外的區域。藉此,防止因放開導致基板213在接合中移動。此外,如上述,在基板211、213之接觸區域擴大的過程,控制部150亦可依序解除基板固持器223對基板213之保持。此外,亦可解除上載台322對基板固持器223之保持。
再者,藉由在上載台322不放開基板213,而在下載台332放開基板211,亦可進行基板211、213之接合。再者,亦可在上載台322及下載台332兩者保持基板211、213之情況下,藉由將上載台322及下載台332進一步靠近來接合基板211、213。如此形成之疊層體230藉由搬送部140從接合部300搬出(圖4,步驟S110),並收納於基板匣盒130。
另外,在從接合部300搬出疊層體230之階段,有時保持於下載台332之基板固持器221會依然保持基板211。因而此種情況下,亦可與疊層體230一起搬出基板固持器221,在預對位器500中分離疊層體230與基板固持器221後,將疊層體230搬送至基板匣盒130。
如上述,接合基板211、213來製造疊層體230時,可依據標記218以高精度進行對位來製造疊層體230。但是,製造之疊層體230中,有時基板211、213依然存在位置偏差。此外,即使實際上不進行接合,藉由分析、模擬等仍可預測疊層體230中存在位置偏差。此種存在於疊層體230之位置偏差,在接合基板211、213的階段(圖4,步驟S108)之前,如以下所例示,可藉由設置修正接合條件之階段(圖4,步驟S105)來抑制。
圖10係顯示在對位基板211、213而接合之疊層體230中,保留於基板211、213相互之間的位置偏差所含的一種成分之圖。該偏差成分就疊層體230之主面而言,係在特定方向以相同大小產生的偏差成分,此處記載為移位偏差成分。
修正移位偏差成分時,只需在基板211、213之對位階段(圖4,步驟S107)使下載台332之目標位置偏移至抵銷移位偏差成分的方向即可。因而,在修正階段(圖4,步驟S105),控制部150之決定部151依應修正之移位偏差成分的方向與大小,計算挪動下載台332之目標位置的方向與量,來修正X方向驅動部331及Y方向驅動部333之方向及移動量。藉此,可減少基板211、213在疊層體230中之位置偏差的移位偏差成分。
圖11係顯示在對位基板211、213而接合之疊層體230中,保留於基板211、213相互之間的位置偏差所含的其他成分之圖。該偏差成分係在將疊層體230之主面上的一點做為中心的圓之周方向,隨著離開中心愈遠產生愈大偏差量的成分,此處記載為旋轉偏差成分。
修正旋轉偏差成分時,只需在基板211、213之對位階段(圖4,步驟S107)將下載台332旋轉至抵銷旋轉偏差成分的方向即可。因而,在修正階段(圖4,步驟S105),控制部150之決定部151係依取得部152取得之應修正的旋轉偏差成分計算下載台332之旋轉量,並以算出之旋轉量使下載台332旋轉。藉此,可減少基板211、213在疊層體230中之旋轉偏差成分。
圖12係顯示在對位基板211、213而接合之疊層體230中,保留於基板211、213相互之間的位置偏差所含的其他成分之圖。該偏差成分係具有從疊層體230上之某一點在面方向放射狀漸增的偏差量之成分,此處記載為倍率偏差成分。
倍率偏差成分包含在接合部300中,於接合基板211、213之前的階段已經產生者;與在接合部300中因接合而產生者。接合前產生之倍率偏差成分係在基板211、213之製造過程產生,由於在搬入疊層體形成裝置100時已經產生,因此記載為初期倍率偏差成分。在接合過程產生之倍率偏差成分如以下說明,由於在接合前之階段不明顯,而是在基板211、213之接合過程產生,因此記載為接合過程倍率偏差成分。
圖13至圖15係說明在基板211、213之接合過程產生的倍率偏差之發生的圖。圖13至圖17分別局部放大顯示在接合部300中進行接合之過程,在基板211、213中已經接合之區域與尚未接合的區域之邊界附近的區域Q。
如前述之說明,在接合部300中,基板211、213從開始接合(圖4,步驟S108)至接合完成(圖4,步驟S109)為止,如圖13所示,基板211、213相互接合之區域、與基板211、213尚在分離而後續要接合的區域之邊界K成為接合波的前端,並從基板211、213之中央側朝向外周側進行。
此處,維持被基板固持器221吸附之基板211通過邊界K之前後(圖中之左右)不產生新的變形。但是,從基板固持器223之保持而放開的上側基板213上,於邊界K之前後不可避免地產生變形。更具體而言,在邊界K,對於基板213之厚度方向的中央之面,基板213在基板213之圖中下面側拉伸,且基板213在圖中上面側收縮。
圖14係從與圖13相同觀點顯示邊界K從圖13所示之狀態朝向基板211、213的外周側移動的狀態。對基板211接觸之基板213從起初接觸之中央部朝向起初與下側之基板211分離的外周部逐漸擴大接觸面積。
此處,著眼於基板211、213之接合面時,藉由在接合過程產生之上述變形,導致在上側基板213之接合面的倍率比接合前之起初的倍率擴大。因而,圖中如各基板之虛線所示的偏差,在保持於基板固持器221情況下之下側的基板211、與從基板固持器223放開之上側的基板213之間產生於接合前不存在的倍率差異。
圖15顯示從圖14所示之狀態進一步進行基板213對基板211的接合,且基板211、213之接合接近完成的狀態。基板211、213活化之面彼此接觸時,兩者接合而一體化。因而,在接合之界面,因為基板211與基板213之間產生的倍率差異造成的位置偏差藉由接合而固定。
上述之接合過程倍率偏差成分在開始接合之前的階段,於基板211、213之間不明顯。但是,由於接合過程倍率偏差成分可依據基板211、213之厚度、剛性等機械性特性、接合基板211、213時之環境氣體溫度、氣壓、濕度等之環境條件來預測,因此在圖4所示之步驟S105,可對接合過程倍率偏差成分作修正。並可通過取得部152預先取得從接合前產生之初期倍率偏差成分,作為對基板211、213之設計規格的製品精度。
藉此,決定部151可決定抵銷因基板211、213之至少一方產生的接合過程倍率造成基板211、213之位置偏差的至少一部分之變形量。因此,取得決定部151所決定之變化量的變形部601、602可使基板211、213之一方產生抵銷因基板211、213之至少一方產生的倍率變化造成基板211、213之位置偏差的變形。因而接合部300可以比預定之指定臨限值小的方式修正在疊層體230中,於基板211、213接觸之前已經產生的應變造成的偏差、與基板211、213接觸後產生之應變造成的偏差。
不過,倍率偏差成分如圖12所示,沿著基板211、213之徑方向觀看時,每個區域產生之位置偏差量不同。此種倍率偏差成分不容易如之前說明之移位偏差成分及旋轉偏差成分藉由基板211之變位或旋轉作修正。但是,此種倍率偏差成分如以下之說明,可以在使基板211、213之至少一方變形的狀態下接合之方法作修正。
圖16係顯示基於抑制接合過程倍率偏差成分之目的,將接合前之基板211以決定部151所決定之變形量變形時可使用的變形部601之一例圖。此處使用之變形部601係具有曲面狀之保持面225的基板固持器221。
亦即,圖16所示之基板固持器221具有厚度從周緣部朝向中央部逐漸增加的剖面形狀。藉此,基板固持器221具有彎曲之保持面225。此外,基板固持器221內置靜電吸盤、真空吸盤等吸附基板211之構件。
吸附於基板固持器221而保持之基板211藉由與保持面225密合,模仿保持面225之形狀而彎曲。因而,保持面之表面形成曲面,例如形成圓筒面、球面、拋物面等時,被吸附之基板213亦以形成此種曲面之方式變形。
在吸附於保持面225而彎曲之基板211中,與圖中一點鏈線顯示之基板213厚度方向之中心A比較,基板211在圖中上面之表面中基板211之表面從中心朝向周緣部而在面方向擴大變形。此外,在基板211之圖中下面的背面,基板211之表面係從中心朝向周緣部在面方向縮小變形。
因此,藉由使基板211保持於基板固持器221,基板211在圖中上側之表面比基板211在平坦狀態時擴大,可修正倍率偏差成分。另外,準備彎曲之保持面225的曲率不同之複數個基板固持器221時,可調節修正倍率偏差成分時之變形量。
再者,上述之例係基板固持器221之保持面225在中央具有隆起之形狀。但是,藉由準備保持面225之中央部對周緣部凹陷的基板固持器223來保持基板211,可縮小在基板211表面之倍率偏差成分,亦可調整對電路區域216之設計規格的位置偏差。
圖17係說明使用如上述之基板固持器221的基板211之變形的修正、與基板211、213接觸後產生之接合過程倍率偏差成分的關係圖。如前述之說明,基板211、213接觸後,圖中上側之基板213藉由從基板固持器223之保持而放開時,基板211、213逐漸擴大接觸面積,在此過程基板213上產生新的接合過程倍率偏差成分。
但是,如上述,圖中下側之基板211係保持於中央突出之基板固持器221,並在圖中上面之倍率擴大的方式而修正的狀態。因而,減低因基板211、213之倍率差異造成的倍率偏差成分,可抑制基板211、213之位置偏差。
因此,亦可使用基板固持器221作為變形部,從彼此具有不同形狀之複數個保持面選擇出的一個保持面上吸附基板211,而使基板211變形。再者,使用如上述之基板固持器221形狀之變形部601來製造疊層體230時,亦可準備除了保持面225的曲率之外,曲面形狀也不同之複數個基板固持器221,選擇具有可在基板211中獲得決定部151所決定之變形量的保持面225之基板固持器221來保持基板211。藉此,亦可對應於修正具有倍率偏差成分以外之偏差成分的基板211。
圖18係其他變形部602之示意剖面圖。變形部602可組裝於接合部300之下載台332,使用於為了進行圖4所示之步驟S105的修正而使基板211變形的情況。
變形部602包含:基部411、複數個致動器412、及吸附部413。基部411經由致動器412而支撐吸附部413。
吸附部413具有真空吸盤、靜電吸盤等吸附機構,且形成下載台332之上面。吸附部413藉由吸附搬入之基板固持器221並保持,而將基板211、基板固持器221、及吸附部413一體化。
致動器412配置於基部411與吸附部413之間。此外,複數個致動器412在控制部150之控制下,藉由從外部通過泵浦415及閥門416供給工作流體而個別地伸縮。此外,致動器412係以保持於吸附部413之基板211以決定部151所決定之變形量伸縮的方式,依變形量而伸縮。藉此,複數個致動器412在下載台332之厚度方向,以各個不同之伸縮量伸縮,使結合吸附部413之區域上升或下降。
此外,複數個致動器412分別經由鏈接而與吸附部413結合。此外,吸附部413之中央部藉由支柱414而與基部411結合。在變形部602中,當致動器412動作時,每個結合了致動器412之區域,吸附部413之表面在高度方向變位。藉此,變形部602使基板211之一部分對其他一部分變位,來將吸附基板211而保持之保持面變形,並使吸附於該保持面之基板211與基板213接合之面在該面的方向伸縮而變形。
圖19係變形部602之示意俯視圖,且係顯示致動器412在變形部601中之佈局圖。在變形部602中,致動器412將支柱414做為中心而放射狀配置。此外,致動器412之排列係沿著將支柱414做為中心之同心圓M而配置。不過,致動器412之配置不限於圖示者,例如亦可配置成格柵狀、螺旋狀等。藉此,亦可使基板211變形成同心圓狀、放射狀、螺旋狀等。
圖20係說明變形部602之動作的圖。圖示之狀態係離支柱414愈遠致動器412之縮短量愈大,吸附部413被支柱414支撐之中央部最高,並隨著向周緣部而降低的方式整體形成凸狀。藉此,保持於吸附部413上之基板211亦變形成中央隆起的形狀。
如圖示變形之基板211中,基板211之圖中上面,基板211之表面係在面方向擴大變形。此外,上述之例係吸附部413具有在中央隆起的形狀。但是,在吸附部413之周緣部使致動器412之動作量增加,使基板211變形成中央部對周緣部凹陷的形狀,亦可縮小在基板211表面之倍率作修正。
此處,變形部602係直接使基板固持器221變形。因而,基板211之變形量成為基板固持器221之變形量乘上依基板固持器221厚度的係數之量。因而,基板211藉由變形部602之變形的效率比使基板211直接變形時佳。
接合部300中,可同時使用變形部601及變形部602兩者。亦即,使基板211保持於作為圖16所示之變形部601的基板固持器221後,藉由使具有變形部602之下載台332保持其保持了基板211之基板固持器221,可同時產生藉由吸附於變形之保持面225造成基板211的變形、及藉由使保持了基板211之平面變形造成基板211的變形。
此外,亦可採用藉由吸附於變形的保持面225而使基板211、213之一方變形,藉由使保持了基板211、213之另一方的基板固持器變形,使該基板固持器之保持面變形而使基板變形,整個接合部300使用變形部601、602兩者之構造。再者,亦可使變形部602之致動器412如後述以修正目的不同之作用量X1 、X2 及X3 的至少一個量動作。
此外,在變形之基板211中,中央最高時,在步驟S108中使下載台332上升而開始接合時,係在中央形成接合之起點。如前述之說明,基板211、213之接合從開始接合之區域起擴展,不過藉由使接合之區域從基板211、213之中央擴展,可有效排出被基板211、213夾著的環境氣體,防止發生空隙。
因此,從防止發生空隙之觀點,使基板211變形時,宜留意將基板211、213間之環境氣體在接合過程順利排出的間隙形成於基板211、213之間來使基板211變形。此外,亦可藉由個別控制複數個致動器412之作用量,使基板211變形成除了球面及圓筒面等的對稱形之外,還形成包含複數個凹凸部之非線形形狀。藉此,決定部151亦可決定抵銷因基板211、213之至少一方產生的非線形應變造成基板211、213位置偏差之至少一部分的變形量,並藉由變形來修正非線形分布之位置偏差。
另外,基板211上,一般而言會產生平面性變形與立體性變形。平面性變形係基板211之一部分對另一部分在面方向變位的變形。平面性變形進一步包含線形變形與非線形變形。線形變形係可藉由線形變換來表示藉由變形所變位之構造物在基板211上之位置的變形,非線形變形係無法藉由線形變換表示變位的變形。非線形應變藉由基板211之結晶各向異性及基板211在製造過程之加工等而產生。
另外,變形部601、602可分別對基板211、213刻意產生非線形變形。變形部601之情況,係在基板固持器221中設置非線形變形之保持面225,藉由將基板211吸附於該保持面225可使基板211非線形變形。
例如,亦可使用在保持面225之一部分形成高度位置與其他部分不同的基板211。此外,變形部602之情況,控制複數個致動器412之作用量的分布為非線形,可使基板固持器221及基板211非線形變形。因此,接合部300亦可使用變形部601、602之任何一方或是變形部601、602兩者,抑制因基板211、213之非線形應變而產生於疊層體230的位置偏差。
圖21至圖25係在具備變形部601、602之接合部300中,將一組基板211、213修正因倍率差造成的偏差,並逐階段顯示接合之程序圖。如圖21所示,將基板211及基板固持器221搬入接合部300起初,變形部602之致動器412在初始狀態,吸附部413之上面係平坦。因而,基板211被基板固持器221之保持面225吸附。
變形部601也是基板固持器221之保持面225具有中央部比周緣部上升高低差為X1 程度的凸狀保持面225。因而,使基板211吸附於基板固持器221之保持面225的時刻,基板211沿著基板固持器221之保持面225的彎曲而變形。此時,基板固持器221之高低差X1 成為作為使基板211變形之變形部的基板固持器221之作用量X1
基板固持器221在下載台332上吸附於平坦之吸附部413,而使整個平坦之下面密合。藉此,基板固持器221與吸附部413變成可一體變形之狀態。
圖22顯示在控制部150控制下,使變形部602之致動器412動作的狀態。圖示之狀態係在吸附部413之中央附近致動器412的收縮量小,在吸附部413之周緣部致動器412的收縮量大。藉此,吸附部413在其表面形成高低差產生的曲面。
圖23係顯示使用變形部601、602之基板211修正的下一個階段之圖。控制部150在將吸附部413維持在藉由致動器412而彎曲狀態的情況下,暫時解除基板固持器221對基板211之保持。亦即,停止藉由靜電吸盤等將基板211吸附至基板固持器221。
藉此,基板211藉由其本身之彈性,除了以一點鏈線C包圍而顯示之中央附近的一部分,基板211從基板固持器221浮起。另外,即使解除吸附,基板211仍不易從基板固持器浮起時,亦可在基板固持器221中形成孔,通過該孔吹送氣體至基板211。此時,宜調整氣體之壓力與流量,留意避免使基板211變位。再者,亦可藉由對基板211之至少一部分吹送氣體而使基板211變形。
因此,變形部602亦可在預先變形之保持面上吸附了基板211的狀態下,解除該保持面之變形而使基板211變形。另外,以一點鏈線C包圍而顯示之基板211的中央附近亦可局部繼續藉由基板固持器221保持基板211。藉此,不使基板211對基板固持器221之相對位置變化,保持關於基板211之對位資訊的有效性。
圖24係顯示使用變形部601、602修正基板211之下一個階段的圖。在圖示之階段中,控制部150藉由使基板固持器221之靜電吸盤等動作,使藉由基板固持器221之吸附而暫時放開的基板211再度吸附於基板固持器221的保持面225。
此處,變形部601之基板固持器221的保持面225,其本身具有彎曲之形狀。再者,吸附部413維持依致動器412之作用量X2 產生高低差X2 前彎曲的狀態。因而,在使基板211再度吸附的階段,基板固持器221之保持面225與當初的形狀比較係以不同的曲率彎曲。
藉由使基板211吸附於該狀態之基板固持器221,而使基板211產生不同的變形,可修正基板211上之電路區域216的倍率。因此,變形部602亦可將基板211吸附於保持面,藉由模仿保持面之形狀而使基板211變形。
另外,基板211在從基板固持器221離開之狀態下,接受基板固持器221之吸附力,與基板固持器221接觸後不再變位。因而,上述再吸附之過程,摩擦力不至於從基板固持器221作用於基板211。以上述之程序修正基板211的倍率時,對應於作用量X1 之電路區域216的變形量Y1 可藉由下述公式1來表示。 Y1 =0.0375‧(X1 +X2 ) [ppm]‧‧‧(公式1)
此處,上述公式1中之係數「0.0375」係在將基板固持器221吸附於吸附部413的狀態下,使基板固持器221及吸附部413一起藉由致動器412彎曲後,藉由使基板211吸附於基板固持器221,與基板固持器221之間無摩擦力下使基板211變形時,規定基板211之倍率的變形量Y1 、與變形部601之基板固持器221的保持面225之高低差X1 及藉由變形部602而彎曲之吸附部413的高低差X2 之關係的係數α之一例。變形量Y1 之單位係[ppm] (百萬分之一(parts per million))。
圖25係顯是藉由變形部601、602修正基板211之下一個階段的圖。圖示之階段中,控制部150在維持藉由吸附部413吸附基板固持器221與藉由基板固持器221吸附基板211之情況下使致動器412動作,而使基板211、基板固持器221、及吸附部413一體地變形。藉此,吸附部413之表面彎曲至產生作用量的高低差X3
此時,由於基板211仍然吸附於基板固持器221,因此,在基板固持器221及基板211之間繼續作用摩擦力,將基板211有效變形。藉由此種變形部602之動作,藉由對應於作用量X2 之保持面的變形,基板211中產生之倍率的變化量Y2 可藉由下述公式2來表示。 Y2 =0.29‧{(X1 +X3 )-(X1 +X2 )} [ppm]‧‧‧(公式2)
此處,上述公式2中之係數[0.29]係在將保持了基板211之基板固持器221吸附於吸附部413的狀態下,藉由致動器412使基板211、基板固持器221及吸附部413彎曲,而藉由與基板固持器221間之摩擦力使基板211變形時,規定基板211中之倍率的變化量Y2 、基板固持器221之保持面225的高低差X1 及藉由變形部602彎曲之吸附部413的高低差X2 、X3 之關係的係數β之一例。變化量Y2 之單位係[ppm]。
因此,計算使藉由基板固持器221之吸附而暫時放開的基板211再度吸附於藉由致動器412強力彎曲的基板固持器221,而使基板211之倍率變化時的變形量Y2 之係數β,具有與顯示與使基板211吸附於基板固持器221之保持面225的情況下彎曲時之變形量Y1 的關係之係數α不同的值。
圖26至圖29顯示對基板211修正倍率之程序的一部分,並且也是每個階段顯示將保持於下載台332之基板211與保持於上載台322之基板213接合的過程圖。如圖26所示,在下載台332保持於吸附部413之基板211係在與保持於上載台322之基板213對位的狀態下相對。
此處,下載台332中之基板211係藉由變形部601之基板固持器221的保持面225之彎曲、與變形部602之吸附部413的變形來修正倍率的狀態,且在至少基板211之中央附近比周緣附近隆起的變形狀態。另一方面,保持於上載台322之基板213係經由平坦之基板固持器223而以平坦之狀態保持於平坦的上載台322。
其次,如圖27所示,藉由下載台332上升而靠近上載台322,保持於下載台332之基板211與保持於上載台322的基板213在彼此最接近之區域接觸,開始基板211、213之接合。下載台332之上升在此時停止。
下載台332之基板211係維持在中央附近比周緣附近隆起的狀態。因而,基板211、213之接觸係在以一點鏈線C顯示之中央附近的一點開始。藉此,被基板211、213夾著的環境氣體,例如大氣在基板211、213之接觸面積擴展的過程從內側朝向外側順利推出,在藉由基板211、213之接合所形成的疊層體230中,防止在基板211、213之間發生殘留氣泡等的空隙。
換言之,在接合基板211、213之過程,為了從基板211、213之間順利抽出氣泡,在開始接觸時,應在基板211、213之周緣側保留不妨礙氣泡移動之寬度的間隙,或是避免基板211、213彼此在兩處以上接觸,而保留在一處接觸之大小的間隔。因而,基板211藉由變形部601之變形,在步驟S108(圖4),且接觸於基板213之階段,宜選擇保留一定彎曲之變形程序。此外,在接合過程基板211之彎曲變小,無法確保上述之間隙時,亦可使用保持面225具有彎曲之基板固持器221,作為保持於上載台322之保持基板213的基板固持器223,亦可使基板固持器223本身彎曲。
因此,藉由使基板211、213之至少一方,在就基板211、213之面方向為內側突出之方式變形的狀態下接合,得使基板211、213之接合就基板211、213之面方向係從內側朝向外側進行。藉此,防止在藉由接合所形成之疊層體230內部殘留氣泡(空隙)等。
另外,上述之例係使變形之一方基板211隆起的一部分接觸於另一方的基板213,而開始接合基板211、213。但是,除了基於減少位置偏差之目的而使基板211、213變形的功能之外,亦可在接合部300中另外設置基板211、213開始接合時使基板211、213之一部分接觸的功能。
圖38係使基板211、213之一部分接觸而開始接合的推動部701之示意剖面圖。推動部701具有:推動構件710及致動器720。
圖示之例係推動構件710具有:軸桿711及按壓部712。軸桿711將上載台322及保持於上載台322之基板固持器223貫穿於上載台322之厚度方向,對上載台322延伸至與基板固持器223之相反側。按壓部712配置於軸桿711的前端,並對軸桿711固定。因而,當軸桿711在上載台322之厚度方向移動時,按壓部712亦隨著軸桿711移動。
致動器720對上載台322配置於與基板固持器223相反側,使軸桿711在上載台322之厚度方向移動。因而,藉由致動器720使軸桿711在圖中下方移動,按壓部712將在上載台322保持於基板固持器223之基板213對接合面從背面推動,可對另一方基板211局部靠近。
另外,按壓部712例如亦可以彈性體等具有彈性之構件形成。此外,在按壓部712中抵接於基板213而擠壓基板213之部分亦可為依基板213之楊氏模量的分布,具有沿著楊氏模量低之方向抵接的形狀。藉此,促進基板213朝向彈性變形困難的方向變形,將基板213對基板211之接觸區域的形狀接近正圓,就基板211、213之周方向可均勻地進行接合。圖示之例係顯示保持基板211之基板固持器221具有平坦保持面之例,不過,除此之外,亦可使用如圖16所示之例如具有形成圓筒面、球面、拋物面等曲面之保持面的基板固持器。
其次,如圖28所示,在步驟S109(圖4)中,放開藉由保持於上載台322之基板固持器223保持的基板213。藉此,上側之基板213對下側的基板211之接觸面積,從基板211、213之中央側依序擴展至周緣側,隨之全面接合基板211、213。
如上述,保持於下載台332側之基板211具有中央隆起之形狀。因而,在圖中下側對基板211接合之上側的基板213在接合過程變形,其電路區域216中之倍率亦變化。在此種接合過程中,產生於基板211之倍率的變化,且對應於作用量X3 之變形量Y3 可藉由下述之公式3來表示。 Y3 =0.0375‧(X1 +X3 ) [ppm]‧‧‧(公式3)
此處,上述公式3中之係數「0.0375」,於基板211與基板固持器221之間不產生摩擦時,亦即,在基板固持器221之保持面225彎曲的形狀吸附放開之基板211時,規定基板表面之倍率產生的變形量Y3 、與高低差X1 、X3 之關係的係數γ之一例。Y3 之單位係[ppm]。因此,藉由決定部151決定變形量Y3 ,變形部602等可使基板211、213之另一方產生抵銷因為基板211、213在接合過程產生之變形造成位置偏差之至少一部分的變形。
因此,變形部601組合藉由基板固持器221對基板211之吸附或放開、與藉由致動器412使吸附部413變形或放開的程序,可修正基板211之倍率。因而,成為貼合對象之在保持於接合部300之上載台322的基板213表面之電路區域216的倍率,與基板211之電路區域216的倍率不同時,藉由將基板211之電路區域216的倍率擴大變形或縮小變形進行修正,可使基板211、213之對位精度提高。
另外,以比參照圖21至圖28而說明之上述程序簡潔的程序亦可抑制位置偏差。例如,省略接觸於基板213之前基板211因高低差X2 造成的變形[X2 =0],僅藉由基板211、213接觸後之高低差X3 使基板211變形來接合基板211、213,可省略解除以高低差X2 變形之基板211的吸附之程序。
此外,亦可使基板固持器221在並未保持基板211之狀態下藉由高低差X2 變形,接著,在維持該變形之狀態下,保持基板211並執行後續之接合程序。此時,亦可省略暫時解除基板之吸附的程序。不過,藉由導入因高低差X2 之變形後暫時解除基板211之保持的程序,不受使用之基板固持器221本身的高低差X1 、各個基板之倍率相關修正量所左右,可自由地決定基板固持器221接合時之高低差(X3 +X1 )。
如上述,在接合經過複數個階段修正了倍率之基板211、213的疊層體230中,將倍率之變化量Y1 、Y2 、Y3 重疊。因而,可如下述表示在圖示之階段基板211綜合性倍率變化之變形量Y(Y=Y1 +Y2 +Y3 )。 Y1 +Y2 +Y3 =0.0375‧(X1 +X3 )+0.29‧{(X1 +X3 )-(X1 +X2 )}+0.0375‧(X1 +X3 ) =0.0375‧(2X1 +X2 +X3 )+0.29‧(X3 -X2 ) ‧‧‧(公式4)
如上述公式4所示,變形量Y(Y=Y1 +Y2 +Y3 )可作為將各個修正量X(X=X1 、X2 、X3 )乘上係數之值來計算。因而,進行使保留於疊層體230之基板211、213的位置偏差減少或消除之修正時,係按照上述公式4,求出對應於位置偏差為零或是比指定值小之變形量Y的修正量X,並藉由變形部601、602使基板211、213之至少一方變形。
另外,即使執行理想之修正,亦即以在疊層體230中基板211、213之位置偏差為零的變形量Y執行修正,作用於基板211之變形量Y對理想修正之變形量仍會產生差分。但是,以該差分在預定之容許範圍內的方式來決定變形量Y時,可將其以後形成之疊層體230中的基板211、213之位置偏差精度進入容許範圍內。
如此,接合部300藉由變形部601、602使接合之基板211、213的至少一方以決定部151所決定之變形量Y變形,可修正殘留於疊層體230之基板211、213的位置偏差。(步驟S105:圖4)再者,接合部300以將基板211、213之至少一方變形的狀態保持,使基板211、213之另一方與一方接觸後解除保持,而形成包含接合後之基板211、213的疊層體230。
此時,基板211、213中為了修正而變形之基板,亦可是產生成為偏差原因之變形的基板,亦可是其本身不具成為偏差原因之變形的基板。不論哪一種情況,藉由至少使基板211、213之至少一方變形並結合,可抑制製造之疊層體230中的偏差。
此外,接合基板211、213時,繼續保持基板211、213之一方,並放開另一方情況下,宜保持以基板211、213之單體來預測之拉伸量不均勻更大者、更複雜者、構造之各向異性更高的一方,並放開另一方來進行接合。藉此,電路區域216之位置偏差的修正容易藉由疊層體230作反映。
再者,接合基板211、213時,在基板211、213之接合完成前,亦可藉由接合部300繼續保持基板211、213。此時,在藉由保持基板211、213之基板固持器221、223或是載台維持基板211、213之定位的情況下,全面按壓基板211、213。如此,接合之基板211、213成為疊層體230。另外,基於使基板211、213之接合強固的目的,亦可對接合之基板211、213進一步實施加熱、加壓等處理。
接合部300中,變形部601在基板211、213接合之前,以決定部151所決定之變形量使基板211變形。接合部300例如藉由使基板213與變形狀態之基板211接合而形成疊層體230。此處,決定部151為了形成疊層體230,在接合基板211、213之過程,藉由模仿變形後之基板211的形狀,加進產生於基板213之變形的變形量,來決定接合時基板211之變形量。此處,決定部151亦可以基板211、213之其中一個因接合前產生的變形造成基板211、213在疊層體230中之位置偏差量,比預定之指定臨限值小的方式來決定變形量。如此藉由接合基板211、213,可抑制基板211、213在藉由接合而獲得之疊層體230中的位置偏差。
因此,具備變形部601之接合部300在將基板211與其他基板213接合時,可在接合過程修正因為對於在基板211、213之各個表面設計電路區域216的規格變倍或變形產生的偏差。再者,變形部601可藉由在基板211、213接觸之前作修正來抑制在圖3的步驟S107之前的接合前之階段不發生但在基板211、213接觸後發生的位置偏差。因而,可補償因為接合之基板211、213在製造過程的變動、公差等產生的倍率差異,來製造精確對位之疊層體230。
再者,製造複數個疊層體230時,例如接合以相同規格所製造的一群基板211、213,來製造一批疊層體230情況下,亦可測量殘留於已經製造出之疊層體230的位置偏差量之殘留偏差D,以殘留偏差D更小之方式求出基板211在步驟S105中所修正之變形量的值,以後,將該值作為變形量使基板211變形來製造疊層體230。藉此,可隨著疊層體230之製造量增加而提高品質。
此外,反覆進行基板211、213之接合中,因某種原因導致殘留偏差D增加情況下,亦可以殘留偏差D不超過預定之臨限值Dth的方式,修正基板213在步驟S105中的變形量。藉此,可防止該批中之疊層體230的合格率降低。
另外,疊層體230中產生之位置偏差,係在形成疊層體230的基板211、213之間對應的各標記218,或是彼此對應之各連接部對於預定之指定的相對位置之偏差。位置偏差量比臨限值大時,例如會發生對應之接點等各連接部不接觸,基板211、213彼此無法電性導通。此外,藉由與預定之組合不同的連接部之接觸或短路,而無法按照設計傳達信號。
關於位置偏差容許之位置偏差量的臨限值Dth,例如亦可係在藉由基板211、213所形成之疊層體230中,一方基板211之電路與另一方基板213的電路之間可維持電性連接的範圍之位置偏差量的最大值。此外,容許之位置偏差的臨限值,例如亦可係在藉由基板211、213所形成之疊層體230中,一方基板211之接合部,在另一方基板213中,不與本來連接之接合部不同的接合部接觸之範圍的位置偏差量之最大值。因而,容許之位置偏差量的臨限值例如係依形成於基板211、213之連接端子的大小來決定。
如上述,在步驟S105中修正基板213之變形量時,控制部150之決定部151決定基板211、213在疊層體230中之位置偏差的殘留偏差D係更小的變形量。更具體而言,宜如下決定對變形量之修正量。再者,在藉由變形作修正而接合之第一組的基板211、213形成之疊層體230中,基板211、213之位置偏差依然存在時,可依據殘留偏差D如以下之說明,藉由以修正量α修正變形量,將後續接合之第二組的基板211、213形成之疊層體230的殘留偏差D更接近理想作修正,亦即使殘留偏差D接近零。
如圖27所示,對保持於基板固持器221而固定之下側的基板211,接合放開被基板固持器221保持之上側的基板213時,在基板213中產生合併了:參照圖13至圖15所說明之接合過程的變形成分A、藉由沿著固定之基板211的形狀而接合所產生的變形成分B、從搬入疊層體形成裝置100之前即產生的變形成分IU之變形。另外,由於基板211經過接合過程始終固定,因此產生合併了:藉由模仿基板固持器221所產生的變形成分C1 、從搬入疊層體形成裝置100之前即產生的變形成分IL之變形。
此處,下側之基板211係以中央隆起之凸狀的形狀而固定。因而,在基板213中,變形成分B係作為基板213之接合面的縮小來呈現。此外,變形成分A如上述,係作為基板213之接合面的拉伸來呈現。此外,基板211中,變形成分C係作為基板211之接合面的拉伸來呈現。
接合上述之基板211、213時,殘留於疊層體230之位置偏差的殘留偏差D,可藉由上述各變形之變形量以下述的(公式5)來表示。 D=A+B+IU-(C+IL)‧‧‧(公式5)
此處,在上述公式5中,變形量B依下側之基板211接合時的形狀而變化。此外,變形量C可依變形部601、602等之作用量而變化。另外,上述公式5中之變形量A、IU、IL在接合基板211、213的階段係固定值不變化。因此,公式5可將變形量A、IU、IL合併為常數K,並以下述的公式6來表示。 D= (A+IU-IL)+B-C = K+B-C‧‧‧(公式6)
此處,由於藉由變形部601、602將基板211變形之目的為縮小殘留偏差D,因此,理想上要將D變成零。但是,實際上有殘留偏差D殘留,因此,反覆進行基板211、213之接合時,並非在接合第一組之基板211、213而首先形成的疊層體230,而係在比第一組之後接合第二組的基板211、213所形成的疊層體230中,以殘留偏差D更小之方式以修正量α修正變形量C。此種修正量α可藉由如後述修正首先形成之疊層體230中殘留的基板211、213之位置偏差量D,或是就後續形成之疊層體230藉由分析、模擬等而算出的位置偏差量D來決定。
成為修正對象之變形量C亦可係接合比後續接合之基板211、213先接合的基板211、213時,決定部151所決定的變形量。此外,即使在成為修正對象之修正值不存在的初次接合中,例如,亦可將依據關於後續接合之基板211、213在接合前預先執行的分析、模擬等之結果獲得的預測值或估計值,作為修正對象的初始值。
此外,接合許多基板211、213時,亦可首先完全不變形地接合1組基板211、213作為第一組,決定降低該接合所發生之殘留偏差D1 的修正量α。進一步,接合新批次的基板211、213時,依據關於過去接合之具有與基板211、213類似特性的批次記錄,計算成為修正對象之初始值。
此時,將修正前之變形量表示為B1 、C1 ,將修正後之變形量表示為B2 、C2 ,並將修正量表示為ΔB、ΔC時,在以修正後之變形量變形的基板211上接合基板213所製作的疊層體230中的殘留偏差D變成零時,則下述公式7成立。 0=K+B2 -C2 ‧‧‧(公式7)
因此,變形量B、C之修正量ΔB(=B2 -B1 )、ΔC(=C2 -C1 )可從公式6及公式7表示成下述的公式8。 D = -(B2 -C2 )+B1 -C1 = -(B2 -B1 )+C2 -C1 = -ΔB+ΔC‧‧‧(公式8)
上述公式8是表示藉由將以修正步驟S105(圖4)用於修正的變形量之前的變形量C執行時產生的殘留偏差D1 分配成修正量ΔB、ΔC,可將殘留偏差D形成零。再者,藉由吸附於具有凸狀保持面225之基板固持器221而使基板211變形時的變形量C,與接合於該基板211之基板213上產生模仿變形的變形量B係絕對值相等而符號相反。
因而,在疊層體形成裝置100中,決定部151計算修正量ΔC時,藉由滿足下述公式9,可降低殘留偏差D。藉由將獲得理想變形量之修正量ΔB及修正量ΔC分別為殘留偏差D的一半,可將殘留偏差D形成零。此外,修正量ΔB、ΔC分別不滿足下述公式9所示的條件時,結果成為修正過度,因修正導致殘留偏差D增加。 |D1 |>|ΔC|‧‧‧(公式9)
因此,決定部151並非以某個變形量C1 而變形之基板211、213的一方,放開基板211、213之另一方的保持而接合所形成的疊層體230中產生之基板211、213的位置偏差量D1 的絕對值|D1 |,而係以絕對值|α|小之修正量α修正變形量C1 ,亦即,藉由在變形量C1 中加上或減去|α|,決定後續接合之基板211、213的變形量,可使疊層體230中之基板211、213的位置偏差更小。
另外,在吸附於基板固持器221之狀態下,使基板211及基板固持器221一起變形來接合基板211、213時,與基板固持器221一起變形之基板211的變形量C之絕對值、與基板213之變形量B的絕對值,以依基板固持器221之厚度的比率而不同。特別是,基板固持器221之保持面225在凹狀變形的狀態下保持基板211後,使保持面225在凸方向減少凹形狀之曲率而變形,接合時之保持面225形成凹狀而降低殘留偏差時,因為以變形量B抵銷變形量C之過度修正,所以儘管滿足公式9之條件,有時仍無法獲得使位置偏差之殘留偏差D減少的修正量。
此時,藉由依據上述公式8來決定滿足下述公式10之修正量ΔB,可減少殘留偏差D。 |D1 |>|ΔB|‧‧‧(公式10)
亦即,在以變形量C1 變形之一方基板211上接合另一方基板213,而形成具有基板211、213之位置偏差的殘留偏差D1 之疊層體230時,藉由模仿以變形量C1 所變形之一方基板211而變形,另一方基板213上產生變形量BC1 。然後,以修正量α修正變形量C1 ,並接合其他基板211、213時,藉由模仿以修正後之變形量C2 (=C1 +α)所變形之一方基板211而變形,在另一方基板213上產生變形量BC2
此處,藉由以變形量BC1 、BC2 之差分的絕對值ΔB(=|BC1 -BC2 |比之前形成的疊層體230之殘留偏差D1 的絕對值|D1 |小的方式決定修正量α,可使疊層體230中之基板211、213的位置偏差更小。因而,決定部151以絕對值比在接合過程產生之位置偏差量的絕對值小之修正量來修正變形量。藉此,可防止過度修正變形量,導致獲得之疊層體230中的基板211、213之位置偏差量反而增加。
另外,如以上說明,在基板211、213之接合過程產生變形量A的現象,取決於接合基板211、213時環境氣體的溫度、氣壓、濕度等環境條件而產生。因而,預測殘留偏差D時、及決定變形量C或修正量ΔC時,亦宜考慮接合之環境條件。此外,反覆進行基板211、213之接合時,依據殘留偏差D之變形量Y的修正量α亦可依對疊層體230之要求精度而每次或定期反覆進行。
再者,決定部151關於構成後續形成之疊層體230的基板211、213之至少一方,亦可反映從接合前在各個基板211、213上產生之變形的個體差、及在變形之一方基板211上接合另一方基板213的過程,在另一方基板213上產生的變形之各體差之至少一方個體差,來修正接合時之變形量。
圖29係顯示在接合部300中,修正疊層體230中之基板211、213的位置偏差之倍率偏差成分後接合之基板211、213的下一個階段之圖。如圖示,彼此接合之基板211、213在被基板固持器221、223夾著的狀態下,進一步藉由夾子227機械性結合基板固持器221、223。藉此,確保基板211、213對位之狀態,容易從接合部300搬出。
另外,夾子227亦可係藉由彈簧、螺絲等而結合基板固持器221、223者。此外,夾子227亦可係藉由磁力、靜電力等結合基板固持器221、223者。此外,在接合部300中確實結合了基板211、213時,亦可不使用夾子227而從接合部300搬出疊層體230。
此外,上述之例係在平坦的狀態下放開保持於上載台之基板213的保持,並在以變形部601、602變形而修正後的狀態下與保持於下載台332之基板211結合。但是,將基板211、213的哪一個變形而修正,或是將基板211、213的哪一個放開而接合並無特別限制。再者,亦可將基板211、213兩者變形,亦可在接合過程解除基板211、213兩者之保持。
圖30係示意顯示可使用變形部601、602修正之其他位置偏差成分的圖。圖示之疊層體230中的位置偏差成分如圖中虛線R所示,在疊層體230中位置偏差分布之區域係形成複數條平行之列的各向異性位置偏差成分。
圖示之位置偏差成分係因基板211、213接合時拉伸量不均勻分布而造成者,例如因為基板211、213之結晶方位、形成於基板211、213之劃線212的存在等造成物性不均勻而產生。此種位置偏差成分如之前所說明的移位偏差成分及旋轉偏差成分,不易藉由基板211之變位或旋轉作修正。此種各向異性位置偏差成分可藉由在使用變形部602等使基板211、213之至少一方變形狀態下藉由接合的修正方法而減少。
圖31係示意顯示有效修正上述各向異性位置偏差成分之藉由變形部602使基板211變形的圖。如圖示,以步驟S105(圖4)修正分布於特定方向之位置偏差成分時,如圖19中以虛線N包圍所示,係使排成一列之致動器412伸長,使變形部602之吸附部413圓筒狀變形。
此外,保持與圓筒狀變形之吸附部413接合的基板211時,吸附部413形成之圓筒形的中心線在與顯示基板211中之各向異性位置偏差成分的分布方向之虛線R正交的方向,在使基板211保持於吸附部413的狀態下接合基板211、213。圖31係判斷沿著圓筒變形之基板211的缺口在沿著圓筒面降低的位置。對此種變形之基板211,藉由將另一方基板213從保持而放開並吸附,可減少疊層體230中之各向異性位置偏差成分。
另外,使用變形部602時,可依供給至致動器412的工作流體量使變形量連續地變化。但是,接合修正方法及變形量同等多數之基板211時,亦可製作具有形成反映變形量之曲面的保持面225之基板固持器221用作變形部601。
圖32係示意顯示可使用變形部601、602修正之其他位置偏差成分的圖。圖示之疊層體230中的位置偏差成分係在疊層體230之面方向的一端與另一端之間位置偏差的方向反轉之正交位置偏差成分。預測疊層體230中殘留如上述之正交位置成分時,可使用變形部602藉由使設於下載台332的吸附面之一端與另一端個別地變形作修正。
另外,上述之例係就在下載台332中設置變形部601時作說明。但是,亦可將變形部601設於上載台322來修正圖中上側之基板213。再者,亦可在下載台332及上載台322兩者皆設置變形部601,並以基板211、213兩者執行修正。此外還有,亦可併用已經說明之其他修正方法與上述的修正方法。
上述之例係使接合之基板211、213的中央首先接觸,不過,為了避免基板211、213在複數部位同時接觸而包住氣泡,亦可從基板211、213之緣部等的其他部位使基板211、213開始接觸。此時,宜使放開對載台或基板固持器之保持的基板之結晶方向及應力應變的方向沿著接合波的進行方向。例如,在單晶矽基板中藉由使結晶定向之0°方向沿著接合波的進行方向,接合波中產生之單晶矽基板的拉伸量均勻。藉此,可縮小因剛性分布造成在單晶矽基板內的變形量差異。
此外,亦可將從起初之接觸部位隨著接合進行而擴展的邊界K之面方向形狀形成線狀、橢圓狀等其他形狀。此外,上述之例係以修正現有之基板211、213的方式作說明,不過亦可在設計及製造基板211、213之階段,考慮到避免彎曲剛性等之機械性規格產生不均勻。
再者,上述之例係在接合部300之下載台332中安裝變形部601,不過亦可藉由在上載台322中安裝變形部602、603,而在上載台322中修正基板213。此外還有,亦可在上載台322及下載台332兩者安裝變形部602、603。
此外,亦可在上載台322進行關於倍率之修正,而下載台332係修正在接合過程產生的偏差等,由上載台322及下載台332來分擔修正內容。再者,關於倍率,亦可由變形部601使基板211變形作修正,而在接合過程產生之偏差由變形部602、603等依修正內容改變修正方法。此外還有,除了上述例子之外,亦可藉由溫度調節使基板211、213之至少一部分的溫度變化,藉由熱膨脹或熱收縮使基板211變形等,進一步導入其他修正方法。
此外還有,上述之例主要記載主要藉由機械性操作來修正應變之例。但是,例如亦可藉由埋入載台或基板固持器之加熱器、佩爾蒂埃(Peltier)效應元件等控制溫度來修正基板211、213。
此外還有,亦可將已經說明之其他修正方法或是以後說明之其他修正方法與上述的修正方法併用。此外,亦可藉由將變形部602、603安裝於接合部300來使用,例如以變形部601修正第一應變造成之偏差,並以變形部602修正第二應變造成的偏差。
圖33係接合部300可使用之其他變形部603的示意剖面圖。變形部603具有:開關434、靜電吸盤436、及電壓源432,可安裝於變形接合部300使用之基板固持器221、223。
變形部603中,靜電吸盤436埋設於基板固持器221、223。各個靜電吸盤436經由個別的開關434而與共用之電壓源432結合。藉此,各個靜電吸盤436於決定部151之控制下個別地開閉之開關434關閉時,在基板固持器221、223之表面產生吸附力來吸附基板211、213。
此外,在基板固持器221、223中,靜電吸盤436與圖19所示之變形部602的致動器412同樣地在保持基板213的整個保持面同心圓狀且放射狀配置。藉此,基板固持器221、223可在各個區域個別地斷續吸附力。關閉全部開關434時,全部靜電吸盤436產生吸附力,整個基板211、213吸附於基板固持器221、223而固定。
圖34係說明變形部603之修正動作的圖。圖34中,係以與圖17同樣之觀點顯示在接合過程之基板211、213的一部分。
接合過程中,對基板211接合之基板213如參照圖22~24之前述說明,在已經接合於基板211之區域、與基板211分離而在後續接合的區域之邊界K,產生接合於基板211之圖中下面拉伸的變形。另一方面,具備變形部603之基板固持器221係在邊界K附近局部遮斷對靜電吸盤436施加電壓。
藉此,基板211之保持亦在邊界K附近局部放開。從藉由基板固持器221之保持放開的基板211之一部分藉由上側之基板213的吸附力而從基板固持器221剝離,並與基板213同樣地產生接合面側伸長的變形。藉此,可抑制在接合過程產生之倍率偏差成分。
另外,局部解除基板211之保持時,並非使吸附力完全消失,即使藉由使保持力變化,仍可使在接合過程產生之變形的變形量變化。因此,藉由調整基板固持器221對基板211之保持力,來調整因為從保持而放開導致基板211中產生之變形量,可提高位置偏差修正之精度。
因此,藉由變形部603動作,可促進或抑制基板211、213中之拉伸變形。此外,配置於整個基板固持器221、223之靜電吸盤436可個別地產生或遮斷吸附力。因而,即使基板211、213中之拉伸量的不均勻係複雜地分布時,仍可藉由變形部603作修正。
另外,上述之例係對下載台332保持之基板211,藉由同時放開上載台322對基板213之保持,並藉由基板213之自律性接合而接合基板211、213。但是,亦可藉由將靜電吸盤436之吸附力,就上載台322之面方向,從基板的中心部朝向外側依序消除,抑制基板213之自律性接合,來控制接合基板211、213之區域擴展亦即接觸的進行程度。藉此,可抑制愈靠近外周位置偏差愈累積,造成位置偏差之分布不均勻。
再者,藉由繼續以上載台322保持基板213,而放開下載台332對基板211之保持來接合基板211、213時,亦與上述同樣地可使用變形部603修正基板211、213的拉伸量。
因此,即使藉由個別地修正基板211、213,或是在接合基板211、213之階段作修正,仍可抑制或防止因基板211、213中之拉伸量不均勻造成電路區域216的位置偏差。藉此,可合格率良好地製造疊層體230。
此外還有,變形部603亦可與變形部601、602併用。再者,亦可將變形部603兼用為基板固持器221吸附基板211時使用的靜電吸盤。
圖35係接合部300可使用之又其他變形部604的示意剖面圖。變形部604可安裝於接合部300之上載台322使用的基板固持器223。
變形部604具有例如設於基板固持器223,並朝向保持於基板固持器223之基板213開口的複數個開口部426。開口部426之各個一端通過上載台322,並經由閥門424而連通於壓力源422。壓力源422例如係壓縮之乾燥空氣等的加壓流體。閥門424依從決定部151指示之作用量個別地開閉閥門424。閥門424打開時,從對應之開口部426噴射加壓流體。
圖36係顯示變形部604中之開口部426的佈局圖。開口部426在基板固持器223中放射狀且同心圓狀配置於保持基板213之整個保持面。因而,變形部604藉由打開任何一個閥門424,而在基板固持器223之保持面的任意位置朝向基板213噴射加壓流體。
基板固持器223例如藉由靜電吸盤保持基板213。靜電吸盤可藉由遮斷供給電壓而消除吸附力,不過,因為殘留電荷等,會產生時滯直至放開保持之基板213為止。變形部604在遮斷對靜電吸盤的饋電之後,從整個基板固持器223之開口部426噴射加壓流體,可使基板213從基板固持器223立即放開。
圖37係顯示變形部604之修正動作的示意圖。該圖中,係與圖17同樣之觀點,顯示在接合過程之基板211、213的一部分。
接合部300中之接合過程中,對基板211接合之基板213如參照圖13至圖15所說明,在接合於基板211之區域、與基板211分離而後續接合之區域的邊界K,接合於基板211之圖中下面產生拉伸變形。此處,在基板213中產生變形之邊界K附近的區域,藉由變形部604從圖中上方噴射加壓流體427時,基板213朝向另一方之基板211推動而變形量減少。藉此,在吹送加壓流體之部位可更縮小基板213之拉伸量作修正。
因此,由於藉由變形部604動作,可抑制基板213中之拉伸變形,因此在基板211、213相互之間可修正因為拉伸量不均勻造成電路區域216的位置偏差。另外,變形部604中,開口部426可個別地噴射加壓流體。因而,即使需修正之基板213的拉伸量的分布不均勻時,仍可藉由以基板213每個區域不同之變形量變形作修正。
因而,在具備變形部604之接合部300中,依據基板213之結晶方位、構造物的配置、厚度分布等之資訊預先調查剛性不均勻,例如在基板213中,彎曲剛性低之區域及彎曲剛性高的區域中,對偏差量大之一方的區域,從開口部426吹送加壓流體,可修正基板213之拉伸量。藉此,可抑制接合基板211、213所製作之疊層體230中的電路區域216之位置偏差。
例如,基板213之彎曲剛性高的區域其偏差量大時,變形部604之凸量或曲率係為了修正基板213之彎曲剛性低的區域之偏差量而決定情況下,藉由在高剛性區域中吹送加壓流體,可使高剛性區域中之偏差量亦縮小。
另外,上述之例係說明在上載台322設置變形部604的情況。但是,保持於下載台332之基板211變形的構造之接合部300亦可將變形部604設於下載台332,來修正圖中下側之基板211的拉伸量。再者,亦可在下載台332及上載台322兩者設置變形部602,並以基板211、213兩者執行修正。
如上述,基板211、213可以各種方法變形,不過,使基板211、213變形之方法不限於上述方法。例如,即使藉由變更接合之基板211、213的活化程度,使基板211、213相互之吸附力變化,仍可使在接合過程之基板211、213的變形量變化。此外,即使藉由活化裝置326、336之活化程度一定,藉由變更活化後接合前的時間間隔,亦可使活化之吸附力變化。
此外,上述之例係顯示疊層體形成裝置100具備決定部151之例,不過,決定部151亦可設於疊層體形成裝置100以外之裝置。此時,疊層體形成裝置100通過取得部152從外部裝置取得配置於外部之決定部151所決定的變形量,控制部150依據該取得之信號控制變形部601~604。
以上,使用實施形態說明本發明,不過本發明之技術性範圍不限定於上述實施形態中記載的範圍。熟悉本技術之業者明瞭上述實施形態中可施加多種變更或改良。從申請專利範圍可明瞭施加此種變更或改良之形態仍可包含於本發明之技術性範圍。
須注意,在申請專利範圍、說明書、及圖示中所示的裝置、系統、程式、及方法中的動作、程序、步驟、及階段等各處理的執行順序,只要未特別明示為「之前」、「提前」等,此外只要並非後面之處理是使用前面處理的輸出,則可以任意順序實現。關於申請專利範圍、說明書、及圖示中的動作流程,即使權宜上使用「首先」、「其次」等作說明,並無必須按照該順序實施的意思。
100:疊層體形成裝置 110:框體 120,130:基板匣盒 140:搬送部 150:控制部 151:決定部 152:取得部 211,213:基板 212:劃線 214:缺口 216:電路區域 218:標記 221、223:基板固持器 225:保持面 227:夾子 230:疊層體 300:接合部 301:地板 310:框體 312:底板 314:支柱 316:頂板 322:上載台 324,334:顯微鏡 326,336:活化裝置 331:X方向驅動部 332:下載台 333:Y方向驅動部 338:Z方向驅動部 400:固持器暫存盒 411:基部 412,720:致動器 413:吸附部 414:支柱 415:泵浦 416,424:閥門 422:壓力源 427:加壓流體 432:電壓源 434:開關 436:靜電吸盤 500:預對位器 601~604:變形部 701:推動部 710:推動構件 711:軸桿 712:按壓部
圖1係疊層體形成裝置100之示意圖。 圖2係基板211、213之示意俯視圖。 圖3係保持基板211之基板固持器221的示意剖面圖。 圖4係顯示基板211、213之接合程序的流程圖。 圖5係接合部300之示意剖面圖。 圖6係接合部300之示意剖面圖。 圖7係接合部300之示意剖面圖。 圖8係接合部300之示意剖面圖。 圖9係接合部300之示意剖面圖。 圖10係顯示基板211中之偏差成分的示意圖。 圖11係顯示基板211中之偏差成分的示意圖。 圖12係顯示基板211中之偏差成分的示意圖。 圖13係顯示基板211、213之接合過程的部分放大圖。 圖14係顯示基板211、213之接合過程的部分放大圖。 圖15係顯示基板211、213之接合過程的部分放大圖。 圖16係變形部601之示意剖面圖。 圖17係顯示基板211、213之接合過程的部分放大圖。 圖18係變形部602之示意剖面圖。 圖19係顯示致動器412之佈局的示意圖。 圖20係顯示變形部602之動作的示意圖。 圖21係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖22係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖23係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖24係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖25係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖26係顯示基板211之變形過程的示意圖。 圖27係顯示基板211、213之接合過程的示意圖。 圖28係顯示基板211、213之接合過程的示意圖。 圖29係顯示基板211、213之接合過程的示意圖。 圖30係顯示基板211中之偏差分布的示意圖。 圖31係說明變形部602之動作的示意圖。 圖32係顯示基板211中之偏差成分的示意圖。 圖33係變形部603之示意剖面圖。 圖34係說明變形部603之動作的示意圖。 圖35係變形部604之示意剖面圖。 圖36係變形部604之示意俯視圖。 圖37係說明變形部604之動作的示意圖。 圖38係推動部701之示意剖面圖。
100:疊層體形成裝置
110:框體
120,130:基板匣盒
140:搬送部
150:控制部
151:決定部
152:取得部
211,213:基板
221,223:基板固持器
230:疊層體
300:接合部
400:固持器暫存盒
500:預對位器

Claims (19)

  1. 一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備: 變形部,其係使基板變形;及 接合部,其係接合經前述變形部變形後之基板與其他基板; 前述變形部使用絕對值比以第一變形量將基板變形時二個基板間之位置偏差量的絕對值小之值修正了前述第一變形量之值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
  2. 一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備: 變形部,其係使基板變形;及 接合部,其係接合經前述變形部變形後之基板與其他基板; 前述變形部使用在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生之變形量,與在以修正了前述第一變形量之第二變形量變形後的基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生的變形量之差分的絕對值,比在以前述第一變形量變形後之基板上接合其他基板時的位置偏差量之絕對值小的值作為前述第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
  3. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述第一變形量係接合在後續接合之二個基板前先接合的二個基板時之變形量。
  4. 一種疊層體形成裝置,係接合二個基板而形成疊層體,且具備: 變形部,其係使二個基板之一方基板變形;及 接合部,其係接合前述一方基板與另一方基板; 前述一方基板藉由前述變形部之變形量係與在前述接合階段在前述另一方基板上產生的變形量之差比指定之臨限值小的值, 在前述另一方基板上產生之變形包含藉由模仿前述一方基板之形狀而產生的變形。
  5. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述變形部關於從接合前產生於接合之二個基板的變形、與該二個基板中在接合於變形之一方基板的過程產生於另一方基板之變形的至少一方,係以反映該二個基板之至少一方的個體差所決定之前述第二變形量,將該二個基板之至少一方變形。
  6. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中進一步具備:第一保持部,其係保持二個基板之一方;及第二保持部,其係保持與保持於前述第一保持部之基板相對的其他基板; 在前述第一保持部保持基板之狀態下,藉由釋放前述第二保持部所保持之其他基板,來接合二個基板。
  7. 如請求項6之疊層體形成裝置,其中前述第二保持部在繼續保持基板之一部分區域的情況下,放開前述一部分區域以外之區域。
  8. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述變形部將接合之二個基板兩者變形。
  9. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述變形部使變形之基板的一部分對其他一部分,以依前述第二變形量之作用量變形。
  10. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述第二變形量包含抵銷因接合之二個基板的至少一方產生之倍率應變造成的位置偏差之至少一部分的成分。
  11. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述第二變形量包含使基板產生抵銷因二個基板之至少一方在面方向的非線形應變造成的位置偏差之至少一部分的變形之成分。
  12. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述第二變形量包含使基板產生抵銷前述二個基板在接合過程產生之位置偏差的至少一部分之變形的成分。
  13. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述第二變形量包含使基板產生抵銷依據關於前述二個基板之資訊所預測的位置偏差之至少一部分的變形之成分。
  14. 如請求項1之疊層體形成裝置,其中前述變形部具有: 第一變形部,其係使前述二個基板之一方產生抵銷因二個基板之至少一方產生的倍率變化造成之位置偏差的變形;及 第二變形部,其係使前述二個基板之另一方產生抵銷前述二個基板在接合過程產生的位置偏差之至少一部分的變形。
  15. 如請求項14之疊層體形成裝置,其中前述變形部藉由使對基板之保持力變化,而使在接合過程產生之變形的變形量變化。
  16. 一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體, 且包含: 變形階段,其係使基板變形;及 接合階段,其係接合在前述變形階段所變形之基板與其他基板; 前述變形階段使用絕對值比以第一變形量將基板變形時二個基板間之位置偏差量的絕對值小之值修正了前述第一變形量之值作為第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
  17. 一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體, 且包含: 變形階段,其係使基板變形;及 接合階段,其係接合在前述變形階段所變形之基板與其他基板; 前述變形階段使用在以第一變形量變形後之基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生之變形量,與在以修正了前述第一變形量之第二變形量變形後的基板上接合其他基板時,藉由模仿變形後之基板形狀而在該其他基板上產生的變形量之差分的絕對值,比在以前述第一變形量變形後之基板上接合其他基板時的位置偏差量之絕對值小的值之相同值作為前述第二變形量,來將二個基板之至少一方變形。
  18. 如請求項16之疊層體形成方法,其中進一步包含決定階段,其係以接合之二個基板的位置偏差量比指定之臨限值小的方式來決定前述第一變形量。
  19. 一種疊層體形成方法,係接合二個基板而形成疊層體, 且包含: 變形階段,其係使前述二個基板之一方基板變形;及 接合階段,其係接合前述一方基板與另一方基板; 前述一方基板在前述變形階段之變形量,係與在前述接合階段前述另一方基板上產生之變形量的差比指定之臨限值小的值, 前述另一方基板上產生之變形包含藉由模仿前述一方基板之形狀而產生的變形。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI837732B (zh) * 2021-12-16 2024-04-01 日商鎧俠股份有限公司 半導體製造裝置及其製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI564982B (zh) * 2011-04-26 2017-01-01 尼康股份有限公司 A substrate holding device, a substrate bonding device, a substrate holding method, a substrate bonding method, a laminated semiconductor device, and a laminated substrate
KR20230009995A (ko) * 2014-12-10 2023-01-17 가부시키가이샤 니콘 기판 겹침 장치 및 기판 겹침 방법
TW201909235A (zh) * 2017-05-29 2019-03-01 日商尼康股份有限公司 基板貼合方法、積層基板製造裝置及積層基板製造系統

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI837732B (zh) * 2021-12-16 2024-04-01 日商鎧俠股份有限公司 半導體製造裝置及其製造方法

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