TW202329263A - 接合裝置和接合方法 - Google Patents

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Abstract

用於將第二物體接合到第一物體的接合裝置包括：第一保持部，其被構造為保持所述第一物體；第二保持部，其被構造為保持所述第二物體；定位機構，其被構造為，就第一方向和第二方向改變所述第一保持部與所述第二保持部之間的相對位置；第一相機，其被構造為拍攝所述第一物體；第二相機，其被構造為拍攝所述第二物體；支撐件，其被構造為支撐所述第二保持部和所述第一相機；以及控制器，其被構造為，基於所述第一相機的輸出和所述第二相機的輸出，就所述第一方向和所述第二方向，控制所述定位機構，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的接合目標部分。

Description

接合裝置和接合方法
本發明涉及接合裝置和接合方法。
日本特許第6787612號公報描述了一種用於相對於第二物體定位第一物體的裝置。該裝置包括相對於第二物體線性移動的移動體。被構造為保持第一物體的保持部和用於指定第二物體的位置的位置指定部沿移動體的移動方向以預定間隔附接到移動體。該裝置還包括沿移動體的移動方向佈置的尺規。被構造為基於尺規的刻度來檢測保持部的位置的第一位置檢測單元和被構造為檢測尺規的與第二物體的位置相對應的刻度位置的第二位置檢測單元沿移動體的移動方向以預定間隔附接到移動體。該裝置還包括控制器，該控制器被構造為將移動體移動到藉由第一位置檢測單元檢測刻度位置的位置，並相對於第二物體定位第一物體。根據該裝置，即使尺規熱膨脹，也能夠相對於第二物體精確地定位第一物體。然而，在該裝置中，移動體的移動方向是一個方向。因此，該裝置只能在該一個方向，以高精度相對於第二物體定位第一物體。
本發明提供了如下技術，該技術有利於就第一方向和第二方向以高精度實現在將第二物體接合到第一物體的預定部分時的定位。
本發明的第一方面提供用於將第二物體接合到第一物體的接合裝置，所述接合裝置包括：第一保持部，其被構造為保持所述第一物體；第二保持部，其被構造為保持所述第二物體；定位機構，其被構造為，就第一方向和第二方向改變所述第一保持部與所述第二保持部之間的相對位置；第一相機，其被構造為拍攝所述第一物體；第二相機，其被構造為拍攝所述第二物體；支撐件，其被構造為支撐所述第二保持部和所述第一相機；以及控制器，其被構造為，基於所述第一相機的輸出和所述第二相機的輸出，就所述第一方向和所述第二方向，控制所述定位機構，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的接合目標部分。
本發明的第二方面提供用於將第二物體接合到第一物體的接合方法，所述接合方法包括：藉由第一保持部保持所述第一物體；藉由第二保持部保持所述第二物體；拍攝由所述第一保持部保持的所述第一物體的影像；拍攝由所述第二保持部保持的所述第二物體的影像；基於在拍攝所述第一物體的影像時拍攝的影像以及在拍攝所述第二物體的影像時拍攝的影像，就第一方向和第二方向定位所述第二物體，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的接合目標部分，並且接合所述第二物體。
本發明的第三方面提供用於將第二物體接合到第一物體的接合方法，所述接合方法包括：藉由第一保持部保持所述第一物體；藉由第二保持部保持所述第二物體；基於藉由拍攝由所述第一保持部保持的所述第一物體而獲得的影像，來決定所述第一物體的多個接合目標部分的位置；基於藉由拍攝由所述第二保持部保持的所述第二物體而獲得的影像，來決定所述第二物體的位置；以及基於在決定所述第二物體的位置時決定的所述第二物體的位置，將所述第二物體定位並接合到在決定所述多個接合目標部分的位置時決定的所述多個接合目標部分中的一個，其中，針對所有的所述多個接合目標部分，執行對所述第二物體的位置的決定以及對所述第二物體的定位和接合。
本發明的第四方面提供物品製造方法，其包括：準備第一物體；準備第二物體；藉由本發明的第二方面或第三方面所限定的接合方法將所述第二物體接合到所述第一物體，來形成接合物體；以及處理所述接合物體，以獲得物品。
藉由以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得清楚。
下文中將參照附圖詳細描述實施例。注意，以下實施例並不意圖限制本發明的範圍。在實施例中描述了多個特徵，但並不限於需要所有這些特徵的發明，而是可以適當組合這些特徵。此外，在附圖中，對相同或相似的部件賦予相同的附圖標記，並且省略其冗餘描述。
在下面的說明中，第一物體將被描述為在其上形成半導體器件的晶圓，而第二物體將被描述為包括半導體器件的單獨晶粒。然而，第一物體和第二物體不限於此，並且在本發明的範圍內可以做出各種改變和變型。
例如，第一物體可以是矽晶圓、在其上形成佈線的矽晶圓、玻璃晶圓、在其上形成佈線的玻璃面板、在其上形成佈線的有機面板(PCB)或者金屬面板。另選地，第一物體可以是藉由將在其上形成半導體器件的晶粒接合到在其上形成半導體器件的晶圓而獲得的基板。
例如，第二物體可以是藉由堆疊幾個單獨晶粒而製成的結構或者諸如小塊材料、光學元件或MEMS的結構。
接合方法不限於特定的接合方法。例如，接合方法可以是使用黏合劑的接合、使用臨時黏合劑的臨時接合、藉由混合接合的接合、原子擴散接合、真空接合、凸點接合等，並且可以使用各種臨時接合或永久接合方法。
這裡將描述產業應用示例。第一應用示例是堆疊記憶體的製造。在應用於堆疊記憶體的製造時，第一物體可以是在其上形成記憶體的晶圓，並且第二物體可以是用作單獨晶粒的記憶體。通常，堆疊有八層。因此，在接合第八層時，第一物體可以是其中六層記憶體已經被接合到晶圓上的基板。注意，最後一層可以是被構造為驅動記憶體的驅動器。
第二應用示例是處理器的異質積體化(integration)。傳統處理器的主流是藉由將邏輯電路和SRAM併入一個半導體晶片而形成的SoC。另一方面，藉由應用最佳處理在單獨晶圓上形成元件，並接合元件以製造處理器。這可以實現處理器的成本降低和產量提高。在應用於異質積體化時，第一物體可以是在其上形成作為半導體器件的邏輯器件的晶圓，並且第二物體可以是在探測後分離的SRAM、天線、或驅動器的晶粒。通常，依次接合不同的晶粒。因此，在第一物體中，接合的物體依次增加。例如，在從SRAM開始接合的情況下，當接合緊鄰SRAM的元件時，藉由將SRAM接合到邏輯晶圓而製成的結構是第一物體。注意，當接合多個晶粒時，對於接合順序，較佳從薄的晶粒開始接合，使得接合頭不會干擾接合的晶粒。
第三應用示例是使用矽中介層的2.5D接合。矽中介層是在其上形成佈線的矽晶圓。2.5D接合是使用矽中介層接合單獨晶粒從而將晶粒電接合的方法。在應用於對矽中介層的晶粒接合時，第一物體可以是在其上形成佈線的矽晶圓，而第二物體可以是單獨晶粒。通常，多種類型的晶粒被接合到矽中介層。因此，第一物體也包括已經接合了幾個晶粒的矽中介層。注意，當接合多個晶粒時，對於接合順序，較佳從薄的晶粒開始接合，使得接合頭不會干擾接合的晶粒。
第四應用示例是使用有機中介層或玻璃中介層的2.1D接合。有機中介層是用作封裝基板的在其上形成佈線的有機面板(PCB基板或CCL基板)，而玻璃中介層是在其上形成佈線的玻璃面板。2.1D接合是將單獨晶粒接合到有機中介層或玻璃中介層從而藉由中介層上的佈線將晶粒電接合的方法。在應用於對有機中介層的晶粒接合時，第一物體可以是在其上形成佈線的有機面板。在應用於對玻璃中介層的晶粒接合時，第一物體可以是在其上形成佈線的玻璃面板。第二物體可以是單獨晶粒。通常，多種類型的晶粒被接合到有機中介層或玻璃中介層。因此，第一物體也包括已經接合了幾個晶粒的有機中介層或玻璃中介層。注意，當接合多個晶粒時，對於接合順序，較佳從薄的晶粒開始接合，使得接合頭不會干擾接合的晶粒。
第五應用示例是扇出型封裝製造處理中的臨時接合。存在已知的扇出型晶圓級封裝，其使用模具樹脂將單獨晶粒重構為晶圓形狀來進行封裝。還存在已知的扇出型面板級封裝，其將單獨晶粒重構為面板形狀來進行封裝。在封裝時，形成從晶粒到凸點的重新佈線，或在成型的重構基板上形成接合不同類型晶粒的重新佈線。此時，如果晶粒陣列精度低，則當使用步進重複式曝光裝置轉印重新佈線圖案時，重新佈線圖案不能精確地對準晶粒。為此，需要以較高的陣列精度佈置晶粒。在應用於扇出型封裝製造處理時，第一物體可以是基板(諸如要臨時接合的金屬面板)，而第二物體可以是單獨晶粒。單獨晶粒可以藉由臨時黏合劑臨時接合到諸如金屬面板的基板上。之後，單獨晶粒藉由成型裝置被塑造成晶圓形狀或面板形狀，並在成型後從諸如金屬面板的基板剝離，從而製造重構晶圓或重構面板。在應用於該接合時，較佳調整接合裝置的接合位置，以校正由成型處理引起的陣列變形。
第六應用示例是異質基板接合。例如，在紅外線影像感測器領域，已知InGaAs作為高靈敏度材料。如果InGaAs用於被構造為接收光的感測器單元，並且能夠實現高速處理的矽用於被構造為提取資料的邏輯電路，則可以製造高靈敏度的高速紅外線影像感測器。然而，從InGaAs晶體來看，只有直徑小到4英寸的晶圓可以批量生產，這比尺寸為300毫米的主流矽晶圓要小。因此，提出了一種將單獨的InGaAs基板接合到在其上形成邏輯電路的300毫米的矽晶圓的方法。接合裝置也可應用於異質基板接合，用於接合由不同材料製成且具有不同尺寸的基板。在應用於異質基板接合時，第一物體可以是諸如具有大直徑的矽晶圓的基板，而第二物體可以是諸如InGaAs的小塊材料。注意，小塊材料是晶體的切片。較佳將該塊切割成矩形形狀。
＜第一實施例＞ 圖1是示意性地示出根據第一實施例的接合裝置BD的構造的圖。在圖1中，由XYZ坐標系指示方向。通常，XY平面是與水平面平行的平面，而Z軸是與垂直方向平行的軸。X軸、Y軸和Z軸是相互正交或相互交叉的方向的示例。這也適用於其他附圖。
如圖1所示，接合裝置BD可以包括拾取單元3和接合單元4，它們佈置在藉由底座2減振的基座1上。圖1示出了拾取單元3和接合單元4安裝在一個基座1上的示例。然而，拾取單元3和接合單元4可以單獨安裝在不同的基座上。接合裝置BD可以被構造為，將作為第二物體的晶粒51定位並接合到作為第一物體的晶圓6上的接合目標部分。晶粒51可以在被放在切割架5上的切割帶保持的同時被提供。接合裝置BD還可以包括控制拾取單元3和接合單元4的控制器CNT。控制器CNT例如可以由諸如FPGA(現場可程式設計閘陣列的簡稱)的PLD(可程式設計邏輯器件的簡稱)、ASIC(特定應用積體電路的簡稱)、或者安裝有程式的通用電腦或專用電腦、或者上述所有或部分設備的組合形成。
拾取單元3可以包括拾取頭31和釋放頭32。拾取單元3可以藉由釋放頭32從切割帶上剝離要接合到晶圓6的晶粒51，並藉由拾取頭31抽吸來保持晶粒51。例如，拾取頭31可以將晶粒51旋轉180度，並將其傳送到接合單元4的接合頭423。拾取頭31可以接觸晶粒51的接合面。因此，在對藉由使表面活性化進行接合的接合方法的應用示例中，如混合接合，較佳形成具有類金剛石碳(DLC)塗層或氟塗層的高度穩定的表面作為與接合面接觸的表面，或藉由形成具有高密度和小接觸面積的針形狀來減小接觸面積。另選地，可以使用如伯努利卡盤的非接觸處理方法或藉由保持側面或邊緣部分來防止與接合面接觸的方法。
接合單元4可以包括載台基座41和上基座42。用作第一保持部的晶圓載台43可以安裝在載台基座41上。晶圓載台43可以關於X軸方向(第一方向)和Y軸方向(第二方向)被諸如線性馬達的驅動機構436驅動。驅動機構436可以被構造為進一步驅動晶圓載台43繞平行於Z軸方向(第三方向)的軸旋轉。代替藉由驅動機構436驅動晶圓載台43繞平行於Z軸方向的軸旋轉，接合頭423可以驅動晶粒51繞平行於Z軸方向的軸旋轉。驅動機構436可以形成定位機構，該定位機構改變用作第一保持部的晶圓卡盤433(或晶圓6)與用作第二保持部的接合頭423(或晶粒51)之間的相對位置。
用作第二相機的晶粒觀察相機431可以安裝在晶圓載台43上。晶粒觀察相機431是第二檢測器，其被構造為檢測由接合頭423保持的作為第二物體的晶粒51的特徵部分的位置。在晶圓載台43上設置了條形鏡432。條形鏡432可以用作干涉儀422的目標。用作第一保持部的晶圓卡盤433可以安裝在晶圓載台43上。晶圓卡盤433保持作為第一物體的晶圓6。
在圖1所示的示例中，晶圓載台43用作支撐結構，其支撐用作第一保持部的晶圓卡盤433和用作第二相機的晶粒觀察相機431。用作支撐結構的晶圓載台43可以包括，位於將作為第二物體的晶粒51輸送到作為第二保持部的接合頭423的路徑側上的第一端面(圖1中的左端面)以及位於第一端面的相對側的第二端面(圖1中的右端面)。作為第二相機的晶粒觀察相機431可以佈置在第一端面與虛擬平面之間，該虛擬平面穿過支撐結構的中心並與第一端面平行。另選地，從另一視角，作為第二相機的晶粒觀察相機431可以佈置在用於將作為第二物體的晶粒51輸送到作為第二保持部的接合頭423的路徑中的預定位置與作為第一保持部的晶圓卡盤433之間。這種構造有利於減少為了藉由晶粒觀察相機431觀察由接合頭423保持的晶粒51而對晶圓載台43的驅動量，從而提高產量。
用作第一相機的晶圓觀察相機421可以安裝在上基座42上。晶圓觀察相機421是第一檢測器，其被構造為檢測由晶圓卡盤433保持的作為第一物體的晶圓6的特徵部分的位置。控制器CNT可以被構造為基於使用晶圓觀察相機421檢測到的晶圓6的特徵部分的位置來指定或計算晶圓6上的多個接合目標部分的位置。被構造為使用條形鏡432測量晶圓載台43的位置的干涉儀422也可以安裝在上基座42上。另外，接收和保持從拾取頭31傳送的作為第二物體的晶粒51並將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分的接合頭423可以安裝在上基座42上。接合頭423也具有保持作為第二物體的晶粒51的第二保持部的功能。
在圖1所示的示例中，上基座42是支撐件，並且該支撐件被構造為支撐用作第二保持部的接合頭423和用作第一相機的晶圓觀察相機421。用作支撐件的上基座42可以包括，位於將作為第二物體的晶粒51輸送到作為第二保持部的接合頭423的路徑側上的第三端面(圖1中的左端面)、以及位於第三端面的相對側的第四端面(圖1中的右端面)。作為第一相機的晶圓觀察相機421可以佈置在第三端面與第二虛擬平面之間，該第二虛擬平面穿過支撐件的中心並與第三端面平行。這種構造有利於減少為了藉由晶圓觀察相機421觀察由晶圓卡盤433保持的晶圓6而對晶圓載台43的驅動量，從而提高產量。
當將作為第二物體的晶粒51接合到作為第一物體的晶圓6的接合目標部分時，接合頭423沿Z軸的負方向(向下)驅動晶粒51，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。另選地，驅動機構436沿Z軸的正方向(向上)驅動晶圓載台43，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。另選地，驅動機構(未示出)沿Z軸的正方向(向上)驅動晶圓卡盤433，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。
在以上描述中，拾取頭31將晶粒51旋轉180度，並將其傳送到接合頭423。然而，可以設置第一晶粒保持部和第二晶粒保持部，可以在中途將晶粒51從第一晶粒保持部傳送到第二晶粒保持部，然後可以將晶粒51從第二晶粒保持部傳送到接合頭423。另選地，可以設置驅動接合頭423的驅動機構，並且可以驅動接合頭423，使得接合頭423接收晶粒51。另外，為了提高生產率，可以設置多個拾取單元、多個拾取頭、多個釋放頭和多個接合頭。
圖2是示出從Z軸的正方向觀看的晶圓載台43的圖。晶圓6由晶圓卡盤433保持。晶圓6或晶圓載台43可以關於相互正交或相互交叉的X軸方向(第一方向)和Y軸方向(第二方向)定位，並且可以定位成繞與Z軸方向(第三方向)平行的軸旋轉，Z軸方向與X軸方向和Y軸方向正交。為此，晶圓載台43可以設置有條形鏡432，更具體地為條形鏡432a和432b。條形鏡432a可以用作干涉儀422a和422c的目標。控制器CNT可以基於干涉儀422a的輸出檢測晶圓載台43在X軸方向的位置，也可以基於干涉儀422a和422c的輸出檢測晶圓載台43繞平行於Z軸方向的軸的旋轉。條形鏡432b可以用作干涉儀422b的目標。控制器CNT可以基於干涉儀422b的輸出來檢測晶圓載台43在Y軸方向的位置。控制器CNT可以被構造為，基於干涉儀422a、422b和422c的輸出，關於X軸方向、Y軸方向、以及繞平行於與X軸方向和Y軸方向正交的Z軸方向的軸的旋轉，對晶圓6或晶圓載台43進行回饋控制。干涉儀422和控制器CNT可以被理解為上述定位機構的組成元件。
在晶圓載台43的上表面可以設置基準板434。多個標記434a、434b和434c可以佈置在基準板434上。基準板434由具有低熱膨脹係數的材料製成，並且可以以高的位置精度繪製標記。在示例中，可以藉由使用半導體微影工藝的繪製方法在石英基板上繪製標記，來形成基準板434。基準板434具有與晶圓6的表面幾乎相同高度的表面，並且可以由晶圓觀察相機421觀察。用於觀察基準板434的相機可以單獨設置。晶圓載台43可以具有如下構造，其將在大範圍內驅動的粗動載台與在小範圍內精確驅動的微動載台組合。在這種構造中，晶粒觀察相機431、條形鏡432a和432b、晶圓卡盤433和基準板434可以設置在微動載臺上以實現精確定位。
這裡將描述一種利用基準板434來確保晶圓載台43的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性的方法。標記434a由晶圓觀察相機421觀察，並且當標記434a位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值被定義為晶圓載台43的原點。接下來，由晶圓觀察相機421觀察標記434b，並基於當標記434b位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值，來決定晶圓載台43的Y軸的方向(旋轉)和Y軸方向的倍率。接下來，由晶圓觀察相機421觀察標記434c，並基於當標記434c位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值，來決定晶圓載台43的X軸的方向(旋轉)和X軸方向的倍率。
即，將從基準板434的標記434b到標記434a的方向定義為接合裝置BD的Y軸，並將從標記434c到標記434a的方向定義為接合裝置BD的X軸，可以對軸的方向和正交性進行校準。另外，將標記434b與標記434a之間的間隔定義為接合裝置BD的Y軸的尺規基準，並將標記434c與標記434a之間的間隔定義為接合裝置BD的X軸的尺規基準，可以進行校準。由於干涉儀的光路的折射率因大氣壓力和溫度的變化而變化，並且這使得測量值變化，因此較佳在任意定時進行校準，並確保晶圓載台43的原點位置、倍率、旋轉和正交性。為了減少干涉儀的測量值的變化，較佳利用溫度控制室覆蓋晶圓載台43所佈置於的空間並控制溫度控制室中的溫度。
注意，在本實施例中，已經描述了晶圓載臺上的基準板由晶圓觀察相機觀察的形式。即使基準板附接到上基座並由晶粒觀察相機觀察，也可以確保晶圓載台的原點位置、倍率、旋轉和正交性。
以上說明涉及藉由觀察基準板進行校準的示例。相反，例如，可以藉由對基準面的抵接操作來進行校準，或者可以使用諸如確保絕對值的白色干涉儀的位置測量設備來進行精確定位。
下面將參照圖3的流程圖描述根據第一實施例的接合方法。該接合方法由控制器CNT控制。在步驟1001中，作為第一物體的晶圓6被裝載到接合裝置BD中並由晶圓卡盤433保持(第一保持步驟)。由於異物黏附在接合面上會導致接合失敗，因此接合裝置BD中的空間可以保持高清潔度，例如，1級。為了保持高清潔度，晶圓6可以儲存在具有高氣密性和維持高清潔度的容器(諸如FOUP)中，並從該容器裝載到接合裝置BD中。另外，為了提高清潔度，可以在裝載後在接合裝置BD中清洗晶圓6。也可以執行接合的預處理。例如，在使用黏合劑的接合中，可以執行將黏合劑黏附到晶圓6上的處理。在混合接合中，可以執行使晶圓6表面活性化的處理。晶圓6由預對準器(未示出)基於缺口或定向平面和晶圓外部形狀位置進行粗略定位，被輸送到晶圓載台43上的用作第一保持部的晶圓卡盤433，並由晶圓卡盤433保持。
在步驟1002中，使用晶圓觀察相機421測量晶圓6的特徵部分(測量目標部分)的位置，並基於該位置決定接合目標部分的位置。這裡，晶圓6的特徵部分(測量目標部分)與接合目標部分之間的位置關係(相對位置)是已知的。可以藉由在晶圓觀察相機421中設置焦點調整機構來提供為藉由晶圓觀察相機421拍攝晶圓6的特徵部分而進行的焦點調整。另選地，可以藉由在晶圓載台43中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶圓6來提供焦點調整。在許多情況下，在晶圓6上形成用於對準的對準標記。如果沒有形成對準標記，則可以測量其位置可以被指定的特徵部分。控制器CNT可以使晶圓觀察相機421拍攝晶圓6的特徵部分(第一攝像步驟)，並檢測特徵部分的影像相對於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心的相對位置，作為特徵部分(測量目標部分)的位置。
為了精確測量標記相對於接合裝置BD的基準點的相對位置，可以預先獲得偏移量。這可以包括如下處理：驅動晶圓載台43以使基準板434的標記落在晶圓觀察相機421的視野內，並藉由晶圓觀察相機421測量標記的位置。基於此時晶圓載台43的驅動位置和使用晶圓觀察相機421測量的標記的位置，可以決定相對於使用晶圓觀察相機421測量的位置的偏移量。這裡，一般來說，接合裝置BD的基準點通常是基準板434的特定標記位置。然而，如果它是用作基準的位置，則可以設置其他地方。
由於藉由干涉儀或編碼器對旋轉方向的測量範圍窄，因此可由晶圓載台43校正的旋轉量小。為此，如果晶圓6的旋轉量大，則較佳校正旋轉並再次保持晶圓6。如果再次保持晶圓6，則需要再次測量晶圓6的安裝位置。另外，在此操作期間，可以在測量晶圓上的標記時的自動聚焦操作中或者使用第一高度測量設備(未示出)測量晶圓6的接合面的表面位置。由於晶圓6的厚度不同，因此測量晶圓6的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。
由於使用基準板434確保了晶圓載台43的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性，因此可以基於晶圓載台43的原點位置以及X軸和Y軸來測量晶圓6的特徵部分(測量目標部分)的位置。晶圓6可以以預定週期具有接合目標部分(或作為接合目標的半導體器件)。這些接合目標部分(半導體器件)是藉由在半導體製造裝置中精確定位多個層來製造的。因此，接合目標部分(半導體器件)一般以奈米級精度以一定週期重複排列。為此，在步驟1002的晶圓對準中，無需測量與所有接合目標部分(半導體器件)相對應的特徵部分的位置。控制器CNT可以被構造為，測量在數量上小於接合目標部分的數量的測量目標部分的位置，並對測量結果進行統計處理，從而執行決定多個接合目標部分的位置的處理(第一測量步驟)。與日本特許第6787612號公報中公開的在每次晶粒接合中測量接合部分的方法相比，這種控制有利於提高產量。這裡，可以基於半導體器件的陣列資訊來決定多個測量目標部分。為了決定多個接合目標部分的位置，控制器CNT可以基於多個測量目標部分的位置的測量結果，來計算多個接合目標部分的重複陣列的原點位置、X軸和Y軸方向上的旋轉量和正交性、以及重複週期的倍率誤差。
此外，晶圓卡盤433較佳具有控制晶圓6的溫度的溫度控制功能。這是因為在矽晶圓的熱膨脹係數為3ppm/℃、且矽晶圓的直徑為300mm的情況下，如果溫度上升1℃，則最外周的位置移動150mm×0.000003= 0.00045mm=450nm。如果在晶圓對準後接合位置移動，則無法以高的位置精度進行接合。因此，較佳以小於或等於0.1℃的精度來穩定晶圓的溫度。
如果第一物體是在其上形成佈線的中介層，則不是基於半導體器件的陣列而是基於重複形成的佈線的陣列來決定多個接合目標部分。如果第一物體是沒有圖案的晶圓或面板，則不執行步驟1002中的晶圓對準。
下面將描述作為第二物體的晶粒的移動，晶粒的移動與作為第一物體的晶圓的裝載及晶圓對準並存執行或在其之後執行。在步驟2001中，將在切割帶上排列有由切割器分離的晶粒51的切割架5裝載到接合裝置BD中。在此，由於異物黏附在接合面上會導致接合失敗，因此可以使用具有高氣密性且維持高清潔度的容器來輸送切割架。另外，為了提高清潔度，可以在接合裝置BD中清洗切割架5上的晶粒51。切割架5的旋轉方向和移位位置可以由預對準器(未示出)基於切割架的外部形狀粗略地決定。
在步驟2002中，作為第二物體的晶粒51被拾取頭31拾取。更具體地說，拾取頭31和釋放頭32可以定位在待拾取的晶粒51的位置。當待拾取的晶粒51被拾取頭31抽吸時，切割帶被釋放頭32從晶粒51上剝離，並且晶粒51可以被拾取頭31保持。待拾取的晶粒51可以基於例如線上發送到接合裝置BD的非缺陷晶粒(KGD：已知的良好晶粒)資訊來決定。通常，僅拾取非缺陷晶粒。然而，當將缺陷晶粒(KBD：已知的不良晶粒)接合到晶圓6的缺陷設備的部分時，拾取缺陷晶粒。
在步驟2003中，由拾取頭31拾取的作為第二物體的晶粒51被輸送到接合頭423並由接合頭423保持(第二保持步驟)。當晶粒51被拾取頭31拾取時，半導體器件表面面對拾取頭31。另一方面，晶粒51被輸送到接合頭423，使得半導體器件表面的相對側的面面對接合頭423。將晶粒51輸送到接合頭423可以由拾取頭31直接向接合頭423進行，或者可以經由多個晶粒保持部進行。另外，在晶粒51的輸送期間可以執行接合的預處理。預處理例如可以包括晶粒清洗處理、在使用黏合劑的接合中塗抹黏合劑的處理或在混合接合中使表面活性化的處理。注意，如果在將晶粒51輸送到接合頭423期間表面活性變為非活性，則較佳在晶粒51安裝在接合頭423上之後使用常壓等離子體活性裝置進行使接合面活性化的處理。
因此，獲得了如下狀態：作為第一物體的晶圓6和作為第二物體的晶粒51被各自的保持部保持。接下來將描述接合過程。在步驟1003中，可以測量由接合頭423保持的作為第二物體的晶粒51的位置(第二測量步驟)。更具體地說，晶圓載台43可以由驅動機構436驅動，以使晶粒51的特徵部分落在晶粒觀察相機431的視野內。可以藉由在晶粒觀察相機431中設置焦點調整機構來提供焦點調整，或者可以藉由在接合頭423中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶粒51來提供焦點調整。另選地，可以藉由在安裝有晶粒觀察相機431的晶圓載台43中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶粒觀察相機431來提供焦點調整。
可以藉由切割來去除劃線(scribe line)，該劃線上形成有在半導體製造步驟中用於對準的對準標記。因此，在許多情況下，晶粒51不包括用於對準的對準標記。為此，佈置在晶粒51上的焊盤或凸點的陣列的終端部分、具有非週期性陣列且其位置可以被指定的區域、或者晶粒的外部形狀可以被定義為特徵部分，並且其位置可以被測量。控制器CNT可以使晶粒觀察相機431拍攝晶粒51(第二攝像步驟)，並基於特徵部分的影像相對於晶粒觀察相機431的輸出影像的中心的相對位置，來決定特徵部分的位置。需要基於使用晶粒觀察相機431測量的晶粒51的位置來管理在將晶粒51定位到接合部分時的偏移量。這方面的方法將在後面描述。
當測量晶粒51的位置時，較佳測量晶粒51中的多個特徵部分的位置並且還測量晶粒51的旋轉量。為了測量多個特徵部分的位置，晶圓載台43可以在每次測量各特徵部分的位置時被驅動，或者晶粒觀察相機431的視野可以被設計為一次觀察多個特徵部分。可以藉由在接合時旋轉晶圓載台43來旋轉晶粒51。干涉儀對旋轉方向的測量範圍窄。為此，如果晶粒51的旋轉量大，則較佳校正旋轉並再次保持晶粒51。如果再次保持晶粒51，則需要再次測量晶粒51的位置。另外，在此操作期間，可以在測量晶粒的位置時的自動聚焦操作中或者使用第二高度測量設備(未示出)測量作為第二物體的晶粒51的接合面的表面位置。由於晶粒51的厚度不同，因此測量晶粒51的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。另外，可以測量晶粒51上的多個位置的高度，並且在接合時可以藉由傾斜機構(未示出)調整晶粒51或晶圓6的姿態。該傾斜機構可以併入晶圓載台43、晶圓卡盤433或接合頭423中。
在步驟1004中，晶圓載台43由驅動機構436驅動，使得作為第二物體的晶粒51被定位到從作為第一物體的晶圓6的多個接合目標部分中選擇的接合目標部分。此時，控制器CNT可以控制驅動機構436，使得基於干涉儀422的測量結果對晶圓載台43的位置進行回饋控制。另外，此時，控制器CNT可以基於偏移量以及在步驟1002和步驟1003中測量的晶圓6的位置和旋轉量及晶粒51的位置和旋轉量，來決定晶圓載台43的目標位置。如稍後所述，如果由於接合操作而發生移位，則控制器CNT將此作為偏移量。
在步驟1005中，將作為第二物體的晶粒51接合到作為第一物體的晶圓6的所選接合目標部分(接合步驟)。作為接合的操作，接合頭423可以被提升/降低，或者晶圓載台43或晶圓卡盤433可以被提升/降低。為了防止在提升/降低時定位精度變低，可以藉由採用具有高再現性的提升驅動系統或在繼續回饋控制的同時進行提升/降低。為了在繼續回饋控制的同時進行提升/降低，當提升/降低晶圓載台43時，條形鏡在Z軸方向的寬度被設計成，使得即使在提升/降低期間條形鏡也不會偏離干涉儀的光路。另一方面，當提升/降低接合頭423或晶圓卡盤433時，在使用編碼器或間隙感測器監測接合頭423或晶圓卡盤433在X軸方向和Y軸方向的位置偏差的同時進行回饋控制。為了精確控制第一物體與第二物體之間的間隙，可以設置線性編碼器來測量提升驅動機構的Z軸方向位置。另外，如果第一物體和第二物體相互接觸，則使用干涉儀進行回饋控制的晶圓載台受到約束。因此，可以藉由例如停止回饋控制來在接觸前後改變控制方法。以上描述了在使晶粒51與晶圓6的接合目標部分接觸之前的處理。在凸點接合中，可以添加接合所需的步驟，諸如以預定的壓制壓力將晶粒51壓向晶圓6的步驟和在接合後觀察接合狀態的步驟。
如果一個晶粒51到晶圓6的接合結束，則在步驟1006中，控制器CNT確定作為第二物體的晶粒51是否被接合到作為第一物體的晶圓6的所有多個接合目標部分。通常，幾十個到幾百個半導體器件被佈置在一個晶圓6上。由於晶粒51被接合到各半導體器件，因此晶粒51的接合被重複多次。如果晶粒51到晶圓6的所有多個接合目標部分的接合沒有結束，則處理返回到步驟2002中的晶粒拾取。注意，在圖3所示的示例中，在步驟1005中的接合操作之後進行上述確定，並在步驟2002中拾取晶粒51。然而，可以從步驟1003中的晶粒對準到步驟1005中的接合操作並存執行步驟2002中的晶粒拾取。另外，當將多種類型的晶粒接合到一個半導體器件時，可以在一種類型的晶粒到一個晶圓6中的所有半導體器件的接合結束後，開始下一種類型的晶粒的接合。在這種情況下，在步驟2002的晶粒拾取中，拾取下一種類型的晶粒。此時，執行諸如裝載安裝有下一種類型的晶粒的切割架的操作的步驟。
如果晶粒51到晶圓6的所有多個接合目標部分的接合結束，則在步驟1007中，將晶圓6從接合裝置BD中卸下。晶圓6可以返回到裝載的FOUP中，或者可以返回到其他容器中。然而，一般來說，晶圓的厚度由於接合而變化。由於與接合前的晶圓相比，晶圓之間的間隙需要被擴大，因此晶圓6返回到其他容器中。
以上描述了多個第二物體到一個第一物體的接合過程。對必要數量的第一物體重複該操作。注意，由於切割架上的晶粒數量和接合了晶粒的晶圓上的半導體器件數量通常不同，因此晶圓的裝載和切割架的裝載不同步。如果切割架上的晶粒在晶粒到一個晶圓的接合期間用盡，則裝載下一個切割架。另外，如果切割架上的晶粒甚至在晶粒到一個晶圓上的所有半導體器件的接合結束後仍然存在，則這些晶粒被用於接合到下一個晶圓。
接下來將參照圖4的流程圖描述在步驟1004的接合位置驅動中反映的關於使用晶粒觀察相機431測量的晶粒51的位置的偏移量的管理方法。由控制器CNT控制圖4的流程圖中所示的處理。
在步驟3001中，作為第一物體的晶圓6被裝載到接合裝置BD中並由晶圓卡盤433保持。在晶圓6上形成用於對準晶圓6的對準標記和用於測量將在後面描述的接合偏差的標記。另外，可以準備晶圓6，使得在藉由例如在接合目標部分佈置臨時黏合劑的方法安裝晶粒51之後，不會發生晶粒51的位置偏差。晶圓6由預對準器(未示出)基於缺口或定向平面和晶圓外部形狀位置進行粗略定位，被輸送到晶圓載台43上的用作第一保持部的晶圓卡盤433，並由晶圓卡盤433保持。
在步驟3002中，使用晶圓觀察相機421測量晶圓6上的對準標記的位置，並基於結果計算晶圓6的安裝位置和旋轉量。另外，在此操作期間，可以使用第一高度測量設備(未示出)測量晶圓6的接合面的表面位置。由於晶圓6的厚度不同，因此測量晶圓6的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。
在步驟3003中，具有對準標記的玻璃晶粒由接合頭423保持。玻璃晶粒用於在接合後使用晶圓觀察相機421確認接合偏差。因此，晶粒由使藉由晶圓觀察相機421檢測的波長的光通過的材料製成。例如，如果使用紅外光進行觀察，則可以使用矽晶粒。在晶粒上形成用於測量晶粒位置的對準標記和用於測量接合偏差的標記。
在步驟3004中，測量由接合頭423保持的具有對準標記的玻璃晶粒的位置和旋轉量。另外，在該操作期間，可以使用第二高度測量設備(未示出)測量具有對準標記的玻璃晶粒的接合面的表面位置。由於具有對準標記的玻璃晶粒的厚度不同，因此測量具有對準標記的玻璃晶粒的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。另外，可以測量具有對準標記的玻璃晶粒上的多個位置的高度，並且在接合時可以藉由傾斜機構(未示出)調整晶粒51或晶圓6的姿態。該傾斜機構可以併入晶圓載台43、晶圓卡盤433或接合頭423中。
在步驟3005中，晶圓載台43由驅動機構436驅動，使得具有對準標記的玻璃晶粒被定位到從晶圓6的多個接合目標部分中選擇的接合目標部分。此時，控制器CNT可以控制驅動機構436，使得基於干涉儀422的測量結果對晶圓載台43的位置進行回饋控制。另外，此時，控制器CNT可以基於偏移量以及在步驟3002和步驟3004中測量的晶圓6的位置和旋轉量及具有對準標記的玻璃晶粒的位置和旋轉量，來決定晶圓載台43的目標位置。
在步驟3006中，與步驟1005一樣，將具有對準標記的玻璃晶粒接合到晶圓6的所選接合目標部分。
在步驟3007中，測量接合位置。更具體地說，晶圓載台43由驅動機構436驅動，使得用於測量接合偏差的標記落在晶圓觀察相機421的視野內，並且使用晶圓觀察相機421測量晶圓6與玻璃晶粒之間的接合偏差量。用於測量接合偏差的標記的示例是在晶圓側具有30μm寬度的矩形框和在玻璃晶粒側具有60μm寬度的矩形框。進行接合，使得這兩個框交疊，並且可以根據這兩個框之間的偏差量來計算接合偏差。用於測量接合偏差的標記可以不是矩形，而是圓。在晶圓側的標記可以是外部標記，而在晶粒側的標記可以是內部標記。可以測量兩個不同的標記，並且可以根據它們之間的間隔檢測偏差量。為了決定接合偏差，可以對玻璃晶粒中的多個部分上的各標記測量偏差量。如果對玻璃晶粒中的多個部分上的標記進行測量，則也可以測量接合的旋轉誤差。此外，可以藉由統計處理減小測量誤差，並精確地測量接合偏差。
在步驟3008中，控制器CNT基於使用晶粒觀察相機431測量的位置偏差計算偏移量。計算的偏移量可以包括例如X軸方向和Y軸方向的移位量以及繞平行於Z軸方向的軸的旋轉量。在此，可以將玻璃晶粒接合到晶圓6的多個接合目標部分中的各個，並且可以針對多個接合目標部分中的各個計算偏移量。另選地，可以將玻璃晶粒接合到晶圓6的多個接合目標部分中的各個，並且可以對針對多個接合目標部分計算的偏移量求平均，以計算最終偏移量。
下面將描述使用晶圓和晶粒的位置的測量結果以及預先決定的偏移量將晶粒接合到晶圓時的定位的示例。注意，儘管符號根據座標方向的定義方式而反轉，但以下示例符合附圖中所示的坐標系。設(Wx，Wy)為在步驟1002中測量的晶圓6的位置(相對於接合裝置BD的基準點的位置)，並且Wθ為旋轉量。另外，設(Dx，Dy)為晶粒51相對於步驟1003中拍攝的影像中心的位置，並且Dθ為旋轉量。設(Px，Py)為在接合時生成的移位量，而Pθ為旋轉量。另外，設(X0，Y0)和θ0為步驟3008中獲得的偏移量。
如果正確獲得步驟3008中的偏移量，則Wx=Wy=Wθ=Dx=Dy=Dθ=0。如果使用與步驟3008中相同的處理，則可以藉由將晶圓載台43驅動到(X0，Y0)和θ0並進行接合，來以高精度進行接合。
如果晶圓6的位置偏離晶圓載台43的基準，例如在正方向偏離，則可以藉由在負方向使晶圓載台43移動相同的量來對此進行校正。因此，在接合時，晶圓載台43被驅動到(X0-Wx，Y0-Wy)和(θ0-Wθ)。
另一方面，如果晶粒51的位置偏離接合頭423的基準，例如在正方向偏離，則可以藉由在正方向使晶圓載台43移動相同的量來對此進行校正。因此，為了調整接合位置，在接合中，晶圓載台43被驅動到(X0-Wx+Dx，Y0-Wy+Dy)和(θ0-Wθ+Dθ)。
此外，對於在接合時生成的移位量，可以藉由進行相同量的移位來調整接合位置。因此，如果在正方向發生偏差，則在使晶圓載台43移動相同的量之後進行接合。因此，在接合中，晶圓載台43被驅動到(X0-Wx+Dx+Px，Y0-Wy+Dy+Py)和(θ0-Wθ+Dθ+Pθ)。
＜第二實施例＞ 下面將描述第二實施例。作為第二實施例未提及的事項可以遵照第一實施例。圖5是示意性地示出根據第二實施例的接合裝置BD的構造的圖。在根據第二實施例的接合裝置BD中，使用編碼器測量晶圓載台43的位置。
更具體地說，代替根據第一實施例的接合裝置BD中的干涉儀422和條形鏡432，在根據第二實施例的接合裝置BD中採用編碼器尺規424和編碼器頭435。編碼器頭435是安裝在晶圓載台43上的二維編碼器頭。編碼器尺規424是安裝在上基座42上的二維編碼器尺規。編碼器尺規424具有二維刻度，使得可以在晶圓載台43的可移動範圍內測量晶圓載台43的位置。編碼器頭435測量晶圓載台43關於X軸方向和Y軸方向的位置。
編碼器尺規424由具有低熱膨脹係數的材料製成，並且可以以高位置精度繪製刻度。在示例中，可以藉由使用半導體微影工藝的繪製方法在石英基板上繪製刻度而形成編碼器尺規424。晶圓載台43可以具有如下構造，其中，在大範圍內驅動的粗動載臺上安裝在小範圍內精確驅動的微動載台。在該構造中，編碼器頭435可以設置在微動載臺上，以進行精確定位。控制器CNT可以被構造為，基於編碼器頭435的輸出，關於X軸方向、Y軸方向以及繞平行於與X軸方向和Y軸方向正交的Z軸方向的軸的旋轉，對晶圓6或晶圓載台43進行回饋控制。驅動機構436可以形成定位機構，其改變用作第一保持部的晶圓載台43(或晶圓6)與用作第二保持部的接合頭423(或晶粒51)之間的相對位置。編碼器頭435和控制器CNT可被理解為定位機構的組成元件。
圖6是示出從Z軸的正方向觀看的晶圓載台43的圖。將參照圖6描述使用基準板434確保晶圓載台43的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性的方法。由晶圓觀察相機421觀察標記434a，並且當標記434a位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時的編碼器頭435的輸出值被定義為晶圓載台43的原點。接下來，由晶圓觀察相機421觀察標記434b，並且基於當標記434b位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時的編碼器頭435的輸出值，來決定晶圓載台43的Y軸的方向(旋轉)和Y軸方向的倍率。接下來，由晶圓觀察相機421觀察標記434c，並且基於當標記434c位於晶圓觀察相機421的輸出影像的中心時的編碼器頭435的輸出值，來決定晶圓載台43的X軸的方向(旋轉)和X軸方向的倍率。也就是說，將從基準板434的標記434b到標記434a的方向定義為接合裝置BD的Y軸，並將從標記434c到標記434a的方向定義為接合裝置BD的X軸，可以校準軸的方向和正交性。另外，將標記434b與標記434a之間的間隔定義為接合裝置BD的Y軸的尺規基準，並將標記434c與標記434a之間的間隔定義為接合裝置BD的X軸的尺規基準，可以進行校準。由於編碼器尺規424受熱膨脹，並且這使得由編碼器頭435測量的值變化，因此較佳在任意定時進行校準，並確保晶圓載台43的原點位置、倍率、旋轉和正交性。注意，代替採用二維編碼器，可以採用關於X軸和Y軸中的各個的線性編碼器。
代替上述構造，可以佈置多個編碼器頭，並且例如，可以根據接合目標部分的位置選擇性地使用多個編碼器頭。該構造有利於減少占地面積。另選地，可以將一對編碼器頭佈置成相對於接合目標部分對稱。該構造有利於提高位置測量精度。
以上說明與藉由觀察基準板進行校準的示例有關。相反，例如，可以藉由對基準面的抵接操作來進行校準，或者可以在編碼器中設置校準機構，並將校準機構用作確保絕對值的位置測量設備。
＜第三實施例＞ 下面將描述第三實施例。作為第三實施例未提及的事項可以遵照第一實施例。圖7是示意性地示出根據第三實施例的接合裝置BD的構造的圖。在根據第三實施例的接合裝置BD中，接合頭453被定位，從而改變或調整作為第一物體的晶圓6與作為第二物體的晶粒51之間的相對位置。
接合單元4可以包括上基座42和下基座44。接合載台45可以由上基座42支撐。接合載台45可以關於X軸方向(第一方向)和Y軸方向(第二方向)被諸如線性馬達的驅動機構437驅動。驅動機構437可以被構造為，進一步驅動接合載台45繞平行於Z軸方向(第三方向)的軸旋轉。代替藉由驅動機構437驅動接合載台45繞平行於Z軸方向的軸旋轉，可以驅動晶圓卡盤443繞平行於Z軸方向的軸旋轉。驅動機構437可以形成定位機構，該定位機構改變用作第一保持部的晶圓卡盤443(或晶圓6)與用作第二保持部的接合頭453(或晶粒51)之間的相對位置。
用作第一相機的晶圓觀察相機451可以安裝在接合載台45上。晶圓觀察相機451是第一檢測器，其被構造為檢測由晶圓卡盤443保持的作為第一物體的晶圓6的特徵部分的位置。另外，作為第二保持部的接合頭453可以安裝在接合載台45上，接合頭453接收和保持從拾取頭31傳送的作為第二物體的晶粒51，並將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。在圖7所示的示例中，接合載台45可以形成支撐件，該支撐件支撐用作第二保持部的接合頭453和用作第一相機的晶圓觀察相機451。可以在接合載台45上設置條形鏡452。條形鏡452可以用作干涉儀442的目標。
用作第二相機的晶粒觀察相機441可以安裝在下基座44上。晶粒觀察相機441是第二檢測器，其被構造為檢測由接合頭453保持的作為第二物體的晶粒51的特徵部分的位置。用作第一保持部的晶圓卡盤443可以安裝在下基座44上。晶圓卡盤443保持作為第一物體的晶圓6。被構造為使用條形鏡452測量接合載台45的位置的干涉儀442還可以安裝在下基座44上。在圖7所示的示例中，下基座44用作支撐結構，其支撐用作第一保持部的晶圓卡盤443和用作第二相機的晶粒觀察相機441。
當將作為第二物體的晶粒51接合到作為第一物體的晶圓6的接合目標部分時，接合頭453沿Z軸的負方向(向下)驅動晶粒51，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。另選地，驅動機構437沿Z軸的負方向(向下)驅動接合載台45，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。另選地，驅動機構(未示出)沿Z軸的正方向(向上)驅動晶圓卡盤443，從而將晶粒51接合到晶圓6的接合目標部分。
圖8是示出從Z軸的負方向觀看的接合載台45的圖。接合頭453保持晶粒51。晶粒51可以關於相互正交或相互交叉的X軸方向(第一方向)和Y軸方向(第二方向)定位，並且可以定位成繞與Z軸方向(第三方向)平行的軸旋轉，Z軸方向與X軸方向和Y軸方向正交。為此，接合載台45可以設置有條形鏡452，更具體地為條形鏡452a和452b。條形鏡452a可以用作干涉儀442a和442c的目標。控制器CNT可以基於干涉儀442a的輸出檢測接合載台45在X軸方向的位置，也可以基於干涉儀442a和442c的輸出檢測接合載台45繞平行於Z軸方向的軸的旋轉。條形鏡452b可以用作干涉儀442b的目標。控制器CNT可以基於干涉儀442b的輸出來檢測接合載台45在Y軸方向的位置。控制器CNT可以被構造為，基於干涉儀442a、442b和442c的輸出，關於X軸方向、Y軸方向以及繞平行於與X軸方向和Y軸方向正交的Z軸方向的軸的旋轉，對晶粒51或接合載台45進行回饋控制。干涉儀422和控制器CNT可以被理解為上述定位機構的組成元件。
基準板454設置在接合載台45的下表面。多個標記454a、454b和454c佈置在基準板454上。基準板454由具有低熱膨脹係數的材料製成，並且可以以高的位置精度繪製標記。在示例中，可以藉由使用半導體微影工藝的繪製方法在石英基板上繪製標記，來形成基準板454。基準板454具有與晶粒51的表面幾乎相同高度的表面，並且可以由晶粒觀察相機441觀察。用於觀察基準板454的相機可以單獨設置。接合載台45可以具有如下構造，其將在大範圍內驅動的粗動載台與在小範圍內精確驅動的微動載台組合。在這種構造中，晶圓觀察相機451、條形鏡452a和452b、接合頭453和基準板454可以設置在微動載臺上以實現精確定位。
這裡將描述一種利用基準板454來確保接合載台45的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性的方法。標記454a由晶粒觀察相機441觀察，並且當標記454a位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值被定義為接合載台45的原點。接下來，由晶粒觀察相機441觀察標記454b，並基於當標記454b位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值，來決定接合載台45的Y軸的方向(旋轉)和Y軸方向的倍率。接下來，由晶粒觀察相機441觀察標記454c，並基於當標記454c位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時干涉儀的輸出值，來決定接合載台45的X軸的方向(旋轉)和X軸方向的倍率。
即，將從基準板454的標記454b到標記454a的方向定義為接合裝置BD的Y軸，並將從標記454c到標記454a的方向定義為接合裝置BD的X軸，可以對軸的方向和正交性進行校準。另外，將標記454b與標記454a之間的間隔定義為接合裝置BD的Y軸的尺規基準，並將標記454c與標記454a之間的間隔定義為接合裝置BD的X軸的尺規基準，可以進行校準。由於干涉儀的光路的折射率因大氣壓力和溫度的變化而變化，並且這使得測量值變化，因此較佳在任意定時進行校準，並確保接合載台45的原點位置、倍率、旋轉和正交性。為了減少干涉儀的測量值的變化，較佳利用溫度控制室覆蓋接合載台45所佈置於的空間並控制溫度控制室中的溫度。
在本實施例中，已經描述了接合載臺上的基準板由晶粒觀察相機觀察的形式。相反，即使基準板附接到下基座並由晶圓觀察相機觀察，也可以確保接合載台的原點位置、倍率、旋轉和正交性。
以上說明涉及藉由觀察基準板進行校準的示例。相反，例如，可以藉由對基準面的抵接操作來進行校準，或者可以使用諸如確保絕對值的白色干涉儀的位置測量設備來進行精確定位。
在第三實施例中，由於要進行接合的位置和由干涉儀測量的部分是分開的，因此較佳地校正阿貝(Abbe)誤差。此外，可以藉由在跨接合載台的兩側進行測量來減少誤差。
下面將參照圖3的流程圖描述根據第三實施例的接合過程。該接合過程由控制器CNT控制。在步驟1001中，作為第一物體的晶圓6被裝載到接合裝置BD中並由晶圓卡盤443保持。晶圓6由預對準器(未示出)基於缺口或定向平面和晶圓外部形狀位置進行粗略定位，被輸送到下基座44上的用作第一保持部的晶圓卡盤443，並由晶圓卡盤443保持。
在步驟1002中，使用晶圓觀察相機451測量晶圓6的安裝位置。可以藉由在晶圓觀察相機451中設置焦點調整機構、或者藉由在晶圓卡盤443中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶圓6來提供焦點調整。另選地，可以藉由在接合載台45中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶圓觀察相機451來提供焦點調整。在許多情況下，在晶圓6上形成用於對準的對準標記。如果沒有形成對準標記，則可以測量其位置可以被指定的特徵部分。控制器CNT可以檢測特徵部分的影像相對於晶圓觀察相機451的輸出影像的中心的相對位置，作為特徵部分的位置。
為了精確測量標記相對於接合裝置BD的基準點的相對位置，可以預先獲得偏移量。這可以包括如下處理：驅動接合載台45以使基準板454的標記落在晶圓觀察相機451的視野內，並藉由晶圓觀察相機451測量標記的位置。基於此時接合載台45的驅動位置，可以決定相對於使用晶圓觀察相機451測量的位置的偏移量。這裡，一般來說，接合裝置BD的基準點通常是基準板454的特定標記位置。然而，如果它是用作基準的位置，則可以設置其他地方。
由於藉由干涉儀對旋轉方向的測量範圍窄，因此可以由接合載台45校正的旋轉量小。為此，如果晶圓6的旋轉量大，則較佳校正旋轉並再次保持晶圓6。如果再次保持晶圓6，則需要再次測量晶圓6的安裝位置。另外，在此操作期間，可以使用第一高度測量設備(未示出)測量晶圓6的接合面的表面位置。由於晶圓6的厚度不同，因此測量晶圓6的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。
由於使用基準板454確保了接合載台45的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性，因此基於接合載台45的原點位置以及X軸和Y軸來測量安裝的晶圓6的位置。
下面將描述作為第二物體的晶粒的移動，晶粒的移動與作為第一物體的晶圓的裝載及晶圓對準並存執行或在其之後執行。在步驟2001中，將在切割帶上排列有由切割器分離的晶粒51的切割架5裝載到接合裝置BD中。在步驟2002中，作為第二物體的晶粒51被拾取頭31拾取。
在步驟2003中，由拾取頭31拾取的作為第二物體的晶粒51被輸送到接合頭453。當晶粒51由拾取頭31拾取時，半導體器件表面面對拾取頭31。另一方面，晶粒51被輸送到接合頭453，使得半導體器件表面的相對側的面面對接合頭453。將晶粒51輸送到接合頭453可以由拾取頭31直接向接合頭453進行，或者可以經由多個晶粒保持部進行。另外，在晶粒51的輸送期間可以執行接合的預處理。預處理例如可以包括晶粒清洗處理、在使用黏合劑的接合中塗抹黏合劑的處理、或在混合接合中使表面活性化的處理。注意，如果在將晶粒51輸送到接合頭453期間表面活性變為非活性，則較佳在晶粒51安裝在接合頭453上之後使用常壓等離子體活性裝置進行使接合面活性化的處理。
因此，獲得了如下狀態：作為第一物體的晶圓6和作為第二物體的晶粒51被各自的保持部保持。接下來將描述接合過程。在步驟1003中，可以測量由接合頭453保持的作為第二物體的晶粒51的位置。更具體地說，接合載台45可以由驅動機構437驅動，以使晶粒51的特徵部分落在晶粒觀察相機441的視野內。可以藉由在晶粒觀察相機441中設置焦點調整機構來提供焦點調整，或者可以藉由在接合頭453中設置Z軸驅動機構並藉由Z軸驅動機構關於Z軸驅動晶粒51來提供焦點調整。
可以藉由切割來去除劃線，該劃線上形成有在半導體製造步驟中用於對準的對準標記。因此，在許多情況下，晶粒51不包括用於對準的對準標記。為此，佈置在晶粒51上的焊盤或凸點的陣列的終端部分、具有非週期性陣列且其位置可以被指定的區域、或者晶粒的外部形狀可以被定義為特徵部分，並且其位置可以被測量。控制器CNT可以基於特徵部分的影像相對於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心的相對位置，來決定特徵部分的位置。需要基於使用晶粒觀察相機441測量的晶粒51的位置來管理在將晶粒51定位到接合部分時的偏移量。這方面的方法將在後面描述。
當測量晶粒51的位置時，較佳測量晶粒51中的多個特徵部分的位置並且還測量晶粒51的旋轉量。為了測量多個特徵部分的位置，接合載台45可以在每次測量各特徵部分的位置時被驅動，或者晶粒觀察相機441的視野可以被設計為一次觀察多個特徵部分。可以藉由在接合時旋轉接合載台45來旋轉晶粒51。干涉儀對旋轉方向的測量範圍窄。為此，如果晶粒51的旋轉量大，則較佳校正旋轉並再次保持晶粒51。如果再次保持晶粒51，則需要再次測量晶粒51的位置。另外，在此操作期間，可以使用第二高度測量設備(未示出)測量作為第二物體的晶粒51的接合面的表面位置。由於晶粒51的厚度不同，因此測量晶粒51的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。另外，可以測量晶粒51上的多個位置的高度，並且在接合時可以藉由傾斜機構(未示出)調整晶粒51或晶圓6的姿態。該傾斜機構可以併入晶圓卡盤443或接合頭453中。
在步驟1004中，接合載台45由驅動機構437驅動，使得作為第二物體的晶粒51被定位到從作為第一物體的晶圓6的多個接合目標部分中選擇的接合目標部分。此時，控制器CNT可以控制驅動機構437，使得基於干涉儀422的測量結果對接合載台45進行回饋控制。另外，此時，控制器CNT可以基於偏移量以及在步驟1002和步驟1003中測量的晶圓6的位置和旋轉量及晶粒51的位置和旋轉量，來決定接合載台45的位置。如稍後所述，如果由於接合操作而發生移位，則控制器CNT將此作為偏移量。
在步驟1005中，將作為第二物體的晶粒51接合到作為第一物體的晶圓6的所選接合目標部分。作為接合的操作，接合載台45或接合頭453可以被提升/降低，或者晶圓卡盤443可以被提升/降低。為了防止在提升/降低時定位精度變低，可以藉由採用具有高再現性的提升驅動系統或在繼續回饋控制的同時進行提升/降低。為了在繼續回饋控制的同時進行提升/降低，當提升/降低接合載台45時，條形鏡在Z軸方向的寬度被設計成，使得即使在提升/降低期間條形鏡也不會偏離干涉儀的光路。另一方面，當提升/降低接合頭453或晶圓卡盤443時，在使用編碼器或間隙感測器監測接合頭453或晶圓卡盤443在X軸方向和Y軸方向的位置偏差的同時進行回饋控制。為了精確控制第一物體與第二物體之間的間隙，可以設置線性編碼器來測量提升驅動機構的Z軸方向位置。另外，如果第一物體和第二物體相互接觸，則使用干涉儀進行回饋控制的接合載台45受到約束。因此，可以藉由例如停止回饋控制來在接觸前後改變控制方法。以上描述了在使晶粒51與晶圓6的接合目標部分接觸之前的處理。在凸點接合中，可以添加接合所需的步驟，諸如以預定的壓制壓力將晶粒51壓向晶圓6的步驟和在接合後觀察接合狀態的步驟。
從步驟1006起的處理與第一實施例中相同，並將省略其描述。
接下來將參照圖4的流程圖描述在步驟1004的接合位置驅動中反映的關於使用晶粒觀察相機441測量的晶粒51的位置的偏移量的管理方法。圖4的流程圖中所示的處理由控制器CNT控制。
在步驟3001中，作為第一物體的晶圓6被裝載到接合裝置BD中並由晶圓卡盤443保持。在晶圓6上形成用於對準晶圓6的對準標記和用於測量接合偏差的標記。另外，可以準備晶圓6，使得在藉由例如在接合目標部分佈置臨時黏合劑的方法安裝晶粒51之後，不會發生晶粒51的位置偏差。晶圓6由預對準器(未示出)基於缺口或定向平面和晶圓外部形狀位置進行粗略定位，被輸送到下基座44上的用作第一保持部的晶圓卡盤443，並由晶圓卡盤443保持。
在步驟3002中，使用晶圓觀察相機451測量晶圓6上的對準標記的位置，並基於結果計算晶圓6的安裝位置和旋轉量。另外，在此操作期間，可以使用第一高度測量設備(未示出)測量晶圓6的接合面的表面位置。由於晶圓6的厚度不同，因此測量晶圓6的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。
在步驟3003中，具有對準標記的玻璃晶粒由接合頭453保持。玻璃晶粒用於在接合後使用晶圓觀察相機451確認接合偏差。因此，晶粒由待用晶圓觀察相機451檢測的波長的光通過的材料製成。例如，如果使用紅外光進行觀察，則可以使用矽晶粒。在晶粒上形成用於測量晶粒位置的對準標記和用於測量接合偏差的標記。
在步驟3004中，測量由接合頭453保持的具有對準標記的玻璃晶粒的位置和旋轉量。另外，在該操作期間，可以使用第二高度測量設備(未示出)測量具有對準標記的玻璃晶粒的接合面的表面位置。由於具有對準標記的玻璃晶粒的厚度不同，因此測量具有對準標記的玻璃晶粒的表面位置有利於在接合操作中精確管理晶圓6與晶粒51之間的間隙。另外，可以測量具有對準標記的玻璃晶粒上的多個位置的高度，並且在接合時可以藉由傾斜機構(未示出)調整晶粒51或晶圓6的姿態。該傾斜機構可以併入晶圓卡盤443或接合頭453中。
在步驟3005中，接合載台45由驅動機構437驅動，使得具有對準標記的玻璃晶粒被定位到從晶圓6的多個接合目標部分中選擇的接合目標部分。此時，控制器CNT可以控制驅動機構437，使得基於干涉儀442的測量結果對接合載台45的位置進行回饋控制。另外，此時，控制器CNT可以基於偏移量以及在步驟3002和步驟3004中測量的晶圓6的位置和旋轉量及具有對準標記的玻璃晶粒的位置和旋轉量，來決定接合載台45的目標位置。
在步驟3006中，與步驟1005一樣，將具有對準標記的玻璃晶粒接合到晶圓6的所選接合目標部分。
在步驟3007中，測量接合位置。更具體地說，接合載台45由驅動機構437驅動，使得用於測量接合偏差的標記落在晶圓觀察相機451的視野內，並且使用晶圓觀察相機451測量晶圓6與玻璃晶粒之間的接合偏差量。
在步驟3008中，控制器CNT基於使用晶粒觀察相機451測量的位置偏差計算偏移量。計算的偏移量可以包括例如X軸方向和Y軸方向的移位量以及繞平行於Z軸方向的軸的旋轉量。在此，可以將玻璃晶粒接合到晶圓6的多個接合目標部分中的各個，並且可以針對多個接合目標部分中的各個計算偏移量。另選地，可以將玻璃晶粒接合到晶圓6的多個接合目標部分中的各個，並且可以對針對多個接合目標部分計算的偏移量求平均，以計算最終偏移量。
下面將描述在使用晶圓和晶粒的位置的測量結果以及預先決定的偏移量將晶粒接合到晶圓時的定位的示例。注意，儘管符號根據座標方向的定義方式而反轉，但以下示例符合附圖中所示的坐標系。設(Wx，Wy)為在步驟1002中測量的晶圓6的位置(相對於接合裝置BD的基準點的位置)，並且Wθ為旋轉量。另外，設(Dx，Dy)為晶粒51相對於步驟1003中拍攝的影像中心的位置，並且Dθ為旋轉量。設(Px，Py)為在接合時生成的移位量，並且Pθ為旋轉量。另外，設(X0，Y0)和θ0為步驟3008中獲得的偏移量。
如果正確獲得步驟3008中的偏移量，則Wx=Wy=Wθ=Dx=Dy=Dθ=0。如果使用與步驟3008中相同的處理，則可以藉由將接合載台45驅動到(X0，Y0)和θ0並進行接合，來以高的精度進行接合。
如果晶圓6的位置偏離晶圓載台43的基準，例如在正方向偏離，則可以藉由在正方向使接合載台45移動相同的量來對此進行校正。因此，在接合時，接合載台45被驅動到(X0+Wx，Y0+Wy)和(θ0+Wθ)。
另一方面，如果晶粒51的位置偏離接合頭453的基準，例如在正方向偏離，則可以藉由在負方向使接合載台45移動相同的量來對此進行校正。因此，為了調整接合位置，在接合中，接合載台45被驅動到(X0+Wx-Dx，Y0+Wy-Dy)和(θ0+Wθ-Dθ)。
此外，對於在接合時生成的移位量，可以藉由進行相同量的移位來調整接合位置。因此，如果在正方向發生偏差，則在使接合載台45在相反方向移動相同的量之後進行接合。因此，在接合中，接合載台45被驅動到(X0+Wx-Dx-Px，Y0+Wy-Dy-Py)和(θ0+Wθ-Dθ-Pθ)。
＜第四實施例＞ 下面將描述第四實施例。作為第四實施例未提及的事項可以遵照第三實施例或者經由第三實施例遵照第一實施例。圖9是示意性地示出根據第四實施例的接合裝置BD的構造的圖。在根據第四實施例的接合裝置BD中，使用編碼器測量接合載台45的位置。
更具體地說，代替根據第三實施例的接合裝置BD中的干涉儀442和條形鏡452，在根據第四實施例的接合裝置BD中採用編碼器尺規444和編碼器頭455。編碼器頭455是安裝在接合載台45上的二維編碼器頭。編碼器尺規444是安裝在下基座44上的二維編碼器尺規。編碼器尺規444具有二維刻度，使得可以在接合載台45的可移動範圍內測量接合載台45的位置。編碼器頭455測量接合載台45關於X軸方向和Y軸方向的位置。
編碼器尺規444由具有低熱膨脹係數的材料製成，並且可以以高位置精度繪製刻度。在示例中，可以藉由使用半導體微影工藝的繪製方法在石英基板上繪製刻度而形成編碼器尺規444。接合載台45可以具有如下構造，其將在大範圍內驅動的粗動載台與在小範圍內精確驅動的微動載台組合。在該構造中，編碼器頭455可以固定在微動載臺上，以進行精確定位。驅動機構437可以形成定位機構，其改變用作第一保持部的晶圓卡盤443(或晶圓6)與用作第二保持部的接合頭453(或晶粒51)之間的相對位置。編碼器頭455和控制器CNT可被理解為定位機構的組成元件。
將參照圖10描述使用基準板454確保接合載台45的原點位置、倍率、以及X軸和Y軸的方向(旋轉)與正交性的方法。由晶粒觀察相機441觀察標記454a，並且當標記454a位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時的編碼器頭455的輸出值被定義為接合載台45原點。接下來，由晶粒觀察相機441觀察標記454b，並且基於當標記454b位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時的編碼器頭455的輸出值，來決定接合載台45的Y軸的方向(旋轉)和Y軸方向的倍率。接下來，由晶粒觀察相機441觀察標記454c，並且基於當標記454c位於晶粒觀察相機441的輸出影像的中心時的編碼器頭455的輸出值，來決定接合載台45的X軸的方向(旋轉)和X軸方向的倍率。
也就是說，將從基準板454的標記454b到標記454a的方向定義為接合裝置BD的Y軸，並將從標記454c到標記454a的方向定義為接合裝置BD的X軸，可以校準軸的方向和正交性。另外，將標記454b與標記454a之間的間隔定義為接合裝置BD的Y軸的尺規基準，並將標記454c與標記454a之間的間隔定義為接合裝置BD的X軸的尺規基準，可以進行校準。由於編碼器尺規444受熱膨脹，並且這使得由編碼器頭455測量的值變化，因此較佳在任意定時進行校準，並確保接合載台45的原點位置、倍率、旋轉和正交性。注意，代替採用二維編碼器，可以採用關於X軸和Y軸中的各個的線性編碼器。
代替上述構造，可以佈置多個編碼器頭，並且例如，可以根據接合目標部分的位置選擇性地使用多個編碼器頭。該構造有利於減少占地面積。另選地，可以將一對編碼器頭佈置成相對於接合目標部分對稱。該構造有利於提高位置測量精度。
以上說明與藉由觀察基準板進行校準的示例有關。相反，例如，可以藉由對基準面的抵接操作來進行校準，或者可以在編碼器中設置校準機構，並將校準機構用作確保絕對值的位置測量設備。
＜第五實施例＞ 下面將描述第五實施例。作為第五實施例未提及的事項可以遵照第一實施例。圖11是示意性地示出根據第五實施例的接合裝置BD的構造的圖。在根據第一實施例的接合裝置BD中，晶粒觀察相機431被安裝在晶圓載台43上。在根據第五實施例的接合裝置BD中，晶粒觀察相機411被固定在接合頭423的正下方。例如，晶粒觀察相機411可以被固定到上基座42或載台基座41。也就是說，用作第一保持部的晶圓卡盤433和用作第二相機的晶粒觀察相機411可以由彼此不同的支撐結構來支撐。
如果晶粒觀察相機411可以相對於接合頭423移位，則可以藉由測量位移量進行校正。例如，預定標記佈置在接合頭423上並由晶粒觀察相機411觀察，從而檢測晶粒觀察相機411相對於接合頭423的位移量。
＜第六實施例＞ 接下來將描述使用上述接合裝置BD製造物品(半導體IC元件、液晶元件、MEMS等)的方法。藉由如下步驟製造物品：準備第一物體的步驟；準備第二物體的步驟；藉由使用上述接合裝置將第一物體和第二物體接合來製造接合物體的步驟；以及在其他已知處理中處理接合物體的步驟。其他已知處理包括探測、切割、接合、封裝等。根據該物品製造方法，可以製造出比以前品質更高的物品。
其他實施例 還可以藉由讀出並執行記錄在儲存媒體(也可更完整地稱為“非臨時性電腦可讀儲存媒體”)上的電腦可執行指令(例如，一個或更多個程式)以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、並且/或者包括用於執行上述實施例中的一個或更多個的功能的一個或更多個電路(例如，專用積體電路(ASIC))的系統或裝置的電腦，來實現本發明的實施例，並且，可以利用藉由由所述系統或裝置的所述電腦例如讀出並執行來自所述儲存媒體的所述電腦可執行指令以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、並且/或者控制所述一個或更多個電路執行上述實施例中的一個或更多個的功能的方法，來實現本發明的實施例。所述電腦可以包括一個或更多個處理器(例如，中央處理單元(CPU)，微處理單元(MPU))，並且可以包括分開的電腦或分開的處理器的網路，以讀出並執行所述電腦可執行指令。所述電腦可執行指令可以例如從網路或所述儲存媒體被提供給電腦。所述儲存媒體可以包括例如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、分散式運算系統的記憶體、光碟(諸如壓縮光碟(CD)、數位通用光碟(DVD)或藍光光碟(BD)™)、快閃記憶體設備以及儲存卡等中的一個或更多個。
雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明並不限於所公開的示例性實施例。應當對所附各請求項的範圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。
1:基座 2:底座 3:拾取單元 4:接合單元 5:切割架 6:晶圓 31:拾取頭 32:釋放頭 41:載台基座 42:上基座 43:晶圓載台 44:下基座 45:接合載台 51:晶粒 411:晶粒觀察相機 421:晶圓觀察相機 422:干涉儀 422a:干涉儀 422b:干涉儀 422c:干涉儀 423:接合頭 424:編碼器尺規 431:晶粒觀察相機 432:條形鏡 432a:條形鏡 432b:條形鏡 433:晶圓卡盤 434:基準板 434a:標記 434b:標記 434c:標記 435:編碼器頭 436:驅動機構 437:驅動機構 441:晶粒觀察相機 442:干涉儀 442a:干涉儀 442b:干涉儀 442c:干涉儀 443:晶圓卡盤 444:編碼器尺規 451:晶圓觀察相機 452:條形鏡 452a:條形鏡 452b:條形鏡 453:接合頭 454:基準板 454a:標記 454b:標記 454c:標記 455:編碼器頭 BD:接合裝置 CNT:控制器
[圖1]是示意性地示出根據第一實施例的接合裝置的構造的圖；
[圖2]是示出根據第一實施例的接合裝置中的晶圓載台的構造的示例的圖；
[圖3]是示出根據第一實施例的接合裝置中的接合方法的流程圖；
[圖4]是示出根據第一實施例的計算接合裝置中的晶粒接合位置的偏移的方法的流程圖；
[圖5]是示意性地示出根據第二實施例的接合裝置的構造的圖；
[圖6]是示出根據第二實施例的接合裝置中的晶圓載台的構造的示例的圖；
[圖7]是示意性地示出根據第三實施例的接合裝置的構造的圖；
[圖8]是示出根據第三實施例的接合裝置中的接合載台的構造的示例的圖；
[圖9]是示意性地示出根據第四實施例的接合裝置的構造的圖；
[圖10]是示出根據第四實施例的接合裝置中的接合載台的構造的示例的圖；以及
[圖11]是示意性地示出根據第五實施例的接合裝置的構造的圖。
1:基座
2:底座
3:拾取單元
4:接合單元
5:切割架
6:晶圓
31:拾取頭
32:釋放頭
41:載台基座
42:上基座
43:晶圓載台
51:晶粒
421:晶圓觀察相機
422:干涉儀
423:接合頭
431:晶粒觀察相機
432:條形鏡
433:晶圓卡盤
436:驅動機構
BD:接合裝置
CNT:控制器

Claims (19)

  1. 一種用於將第二物體接合到第一物體的接合裝置，所述接合裝置包括： 第一保持部，其被構造為保持所述第一物體； 第二保持部，其被構造為保持所述第二物體； 定位機構，其被構造為，就第一方向和第二方向，改變所述第一保持部與所述第二保持部之間的相對位置； 第一相機，其被構造為拍攝所述第一物體； 第二相機，其被構造為拍攝所述第二物體； 支撐件，其被構造為支撐所述第二保持部和所述第一相機；以及 控制器，其被構造為，基於所述第一相機的輸出和所述第二相機的輸出，就所述第一方向和所述第二方向，控制所述定位機構，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的接合目標部分。
  2. 根據請求項1所述的接合裝置，所述接合裝置還包括： 支撐結構，其被構造為支撐所述第一保持部和所述第二相機。
  3. 根據請求項2所述的接合裝置，其中，所述支撐結構包括位於將所述第二物體輸送到所述第二保持部的路徑側上的第一端面以及位於所述第一端面的相對側的第二端面，並且所述第二相機佈置在所述第一端面與第一虛擬平面之間，所述第一虛擬平面穿過所述支撐結構的中心並與所述第一端面平行。
  4. 根據請求項2所述的接合裝置，其中，所述第二相機佈置在所述第一保持部與位於將所述第二物體輸送到所述第二保持部的路徑上的預定位置之間。
  5. 根據請求項3所述的接合裝置，其中，所述支撐件包括所述路徑側上的第三端面以及位於所述第三端面的相對側的第四端面，並且所述第一相機佈置在所述第三端面與第二虛擬平面之間，所述第二虛擬平面穿過所述支撐件的中心並與所述第三端面平行。
  6. 根據請求項2所述的接合裝置，其中，所述定位機構藉由移動所述支撐結構來改變所述相對位置。
  7. 根據請求項6所述的接合裝置，所述接合裝置還包括： 測量設備，其被構造為測量所述支撐結構的位置， 其中，所述控制器控制所述定位機構，使得基於所述測量設備的測量結果對所述支撐結構進行回饋控制。
  8. 根據請求項7所述的接合裝置，其中，所述測量設備包括干涉儀和編碼器中的一者。
  9. 根據請求項1所述的接合裝置，其中，所述定位機構藉由移動所述支撐件來改變所述相對位置。
  10. 根據請求項9所述的接合裝置，所述接合裝置還包括： 測量設備，其被構造為測量所述支撐件的位置， 其中，所述控制器對所述定位機構進行回饋控制，使得基於所述測量設備的測量結果來定位所述支撐件。
  11. 根據請求項10所述的接合裝置，其中，所述測量設備包括干涉儀和編碼器中的一者。
  12. 根據請求項1所述的接合裝置，所述接合裝置還包括： 支撐結構，其被構造為支撐所述第一保持部， 其中，所述第一保持部和所述第二相機由彼此不同的支撐結構支撐。
  13. 根據請求項1至12中的任一項所述的接合裝置，其中，所述控制器基於根據所述第一相機的輸出而指定的所述第一物體的所述接合目標部分的位置以及根據所述第二相機的輸出而指定的所述第二物體的位置來控制所述定位機構，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的所述接合目標部分。
  14. 根據請求項1至12中的任一項所述的接合裝置，其中，所述第一方向和所述第二方向是沿水平面的方向，並且所述定位機構不僅就所述第一方向和所述第二方向改變所述相對位置，而且就繞平行於與所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向的軸的旋轉而改變所述相對位置。
  15. 根據請求項1至12中的任一項所述的接合裝置，其中，所述控制器進行使用所述第一相機指定所述第一物體的多個接合目標部分的位置的處理，然後控制所述定位機構，使得包括所述第二物體的多個物體被分別接合到所述第一物體的所述多個接合目標部分。
  16. 根據請求項15所述的接合裝置，其中，所述控制器使用所述第一相機測量所述第一物體的多個測量目標部分的位置，並且所述多個測量目標部分的數量小於所述多個接合目標部分的數量。
  17. 一種用於將第二物體接合到第一物體的接合方法，所述接合方法包括： 藉由第一保持部保持所述第一物體； 藉由第二保持部保持所述第二物體； 拍攝由所述第一保持部保持的所述第一物體的影像； 拍攝由所述第二保持部保持的所述第二物體的影像； 基於在拍攝所述第一物體的影像時拍攝的影像以及在拍攝所述第二物體的影像時拍攝的影像，就第一方向和第二方向定位所述第二物體，使得所述第二物體被定位到所述第一物體的接合目標部分，並且接合所述第二物體。
  18. 一種用於將第二物體接合到第一物體的接合方法，所述接合方法包括： 藉由第一保持部保持所述第一物體； 藉由第二保持部保持所述第二物體； 基於藉由拍攝由所述第一保持部保持的所述第一物體而獲得的影像，來決定所述第一物體的多個接合目標部分的位置； 基於藉由拍攝由所述第二保持部保持的所述第二物體而獲得的影像，來決定所述第二物體的位置；以及 基於在決定所述第二物體的位置時決定的所述第二物體的位置，將所述第二物體定位並接合到在決定所述多個接合目標部分的位置時決定的所述多個接合目標部分中的一個， 其中，針對所有的所述多個接合目標部分，執行對所述第二物體的位置的決定以及對所述第二物體的定位和接合。
  19. 一種物品製造方法，其包括： 準備第一物體； 準備第二物體； 藉由根據請求項17或18所述的接合方法將所述第二物體接合到所述第一物體，來形成接合物體；以及 處理所述接合物體，以獲得物品。
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