TW202410255A - 接合裝置及接合方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供可使基板彼此的接合精度提升的技術。作為上述課題之解決手段，本揭示之一態樣的接合裝置具備：第1固持部；第2固持部；水平移動部；升降部；傾斜測定部；及控制部。第1固持部係將第1基板吸附固持在下表面。第2固持部係設於第1固持部的下方，並將與第1基板接合之第2基板吸附固持在上表面。水平移動部係使第1基板與第2基板在水平方向相對地移動。升降部令第2基板在接近於第1基板的近接位置以及比近接位置更與第1基板分離的分離位置之間進行升降。傾斜測定部測定第2固持部的傾斜。控制部控制各部。然後，控制部根據傾斜測定部的測定結果，計算第2基板的水平方向的位置。

Description

接合裝置及接合方法

本揭示係關於一種接合裝置及接合方法。

以往，就將半導體晶圓等基板彼此接合的手法而言，已為人所習知一種將基板的接合表面改質，令所改質之基板的表面親水化，並將已親水化的基板彼此藉由凡得瓦力及氫鍵鍵結(分子間力)來接合的手法(參照專利文獻1)。 [先前技術文獻]

[專利文獻] [專利文獻1] 國際公開第2018/088094號

[發明所欲解決之問題]

本揭示係提供可使基板彼此的接合精度提升的技術。 [解決問題之技術手段]

本揭示之一態樣的接合裝置具備：第1固持部；第2固持部；水平移動部；升降部；傾斜測定部；及控制部。第1固持部係將第1基板吸附固持在下表面。第2固持部係設於該第1固持部的下方，並將與該第1基板接合之第2基板吸附固持在上表面。水平移動部係使該第1基板與該第2基板在水平方向相對地移動。升降部係令該第2基板在接近於該第1基板的近接位置以及比該近接位置更與該第1基板分離的分離位置之間進行升降。傾斜測定部係測定該第2固持部的傾斜。控制部係控制各部。然後，該控制部係根據該傾斜測定部的測定結果，計算該第2基板的水平方向的位置。 [發明功效]

根據本揭示，可使基板彼此的接合精度提升。

以下，參照所附圖式，詳細地說明本案所揭示之接合裝置及接合方法的實施態樣。另外，本揭示並不被以下所示之實施態樣所限定。另外，需要留意的是，圖式係示意圖，各要件的尺寸的關係、各要件的比例等會有與現實不同的情況。再者，有時在圖式相互之間，也會包含彼此尺寸的關係或比例不同的部分。

以往，就將半導體晶圓等基板彼此接合的手法而言，已為人所習知一種將基板的接合表面改質，令所改質之基板的表面親水化，並將已親水化的基板彼此藉由凡得瓦力及氫鍵鍵結(分子間力)來接合的手法。

另一方面，在將已親水化的基板彼此接合而形成疊合基板時，若基板彼此的位置對準未以良好的精度進行，則貼合的精度會降低。藉此，疊合基板的良率也可能會降低。

因此，吾人期待實現一種能夠克服上述問題點以令基板彼此的接合精度提升的技術。

＜接合系統的構成＞ 首先，針對實施態樣之接合系統1的構成，一邊參照圖1~圖3，一邊進行說明。圖1係顯示實施態樣之接合系統1的構成的示意性俯視圖；圖2係同態樣的示意性側視圖。然後，圖3係實施態樣之上晶圓以及下晶圓的示意性側視圖。另外，以下參照的各圖式中，為方便理解說明，會有顯示將鉛直朝上作為Z軸正方向之直角座標系的情況。

圖1所示的接合系統1係將第1基板W1與第2基板W2接合，以形成疊合基板T。

第1基板W1，例如係於矽晶圓或化合物半導體晶圓等半導體基板形成了複數個電子電路的基板。而第2基板W2，例如係並未形成電子電路的裸晶圓。第1基板W1與第2基板W2，具有大致相同的直徑。另外，亦可於第2基板W2也形成了電子電路。

以下，將第1基板W1記載為「上晶圓W1」，將第2基板W2記載為「下晶圓W2」。亦即，上晶圓W1係第1基板的一例，下晶圓W2係第2基板的一例。又，有時會將上晶圓W1與下晶圓W2統稱並記載為「晶圓W」。

另外，以下，如圖3所示，在上晶圓W1的板面之中，將與下晶圓W2接合之側的板面記載為「接合面W1j」，並將接合面W1j的相反側的板面記載為「非接合面W1n」。而且，在下晶圓W2的板面之中，將與上晶圓W1接合之側的板面記載為「接合面W2j」，並將接合面W2j的相反側的板面記載為「非接合面W2n」。

如圖1所示，接合系統1具備：搬入搬出站2以及處理站3。搬入搬出站2及處理站3係沿著X軸正方向，依照搬入搬出站2以及處理站3的順序並排配置。另外，搬入搬出站2以及處理站3係連接成一體。

搬入搬出站2具備：載置台10及搬運區域20。載置台10具備複數個載置板11。於各載置板11，分別載置有將複數片(例如25片)基板以水平狀態容納的匣盒C1, C2, C3。例如，匣盒C1容納上晶圓W1的匣盒，匣盒C2容納下晶圓W2的匣盒，匣盒C3容納疊合基板T的匣盒。

搬運區域20係與載置台10的X軸正方向側鄰接而配置。於該搬運區域20，設置有在Y軸方向上延伸的搬運路徑21，以及可沿著該搬運路徑21移動的搬運裝置22。

搬運裝置22不僅在Y軸方向上移動，亦可在X軸方向上移動，且可繞Z軸迴旋。而且，搬運裝置22在載置板11所載置的匣盒C1~C3與後述之處理站3的第3處理區塊G3之間，搬運上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T。

另外，載置板11所載置的匣盒C1~C3的個數，不限於圖示者。此外，於載置板11，除了匣盒C1, C2, C3以外，亦可載置用以回收發生了不良情況的基板的匣盒等。

於處理站3，設置有具備各種裝置的複數個處理區塊、例如3個處理區塊G1, G2, G3。例如，於處理站3的正面側(圖1的Y軸負方向側)，設置有第1處理區塊G1，於處理站3的背面側(圖1的Y軸正方向側)，設置有第2處理區塊G2。另外，於處理站3的搬入搬出站2側(圖1的X軸負方向側)，設置有第3處理區塊G3。

於第1處理區塊G1，配置有表面改質裝置30，其將上晶圓W1以及下晶圓W2的接合面W1j、W2j利用處理氣體的電漿加以改質。表面改質裝置30係將在上晶圓W1及下晶圓W2的接合面W1j, W2j之SiO ₂的鍵結切斷而成為單鍵的SiO，藉此於後以容易被親水化的方式對該接合面W1j, W2j進行改質。

又，在表面改質裝置30中，例如，在減壓氣體環境下，給定的處理氣體被激發，而電漿化、離子化。然後，該處理氣體所包含之元素的離子，照射於上晶圓W1以及下晶圓W2的接合面W1j, W2j，藉此，接合面W1j, W2j受到電漿處理而被改質。關於該表面改質裝置30的詳情容待後述。

於第2處理區塊G2，配置有表面親水化裝置40及接合裝置41。表面親水化裝置40，例如利用純水令上晶圓W1以及下晶圓W2的接合面W1j, W2j親水化，同時將接合面W1j, W2j清洗。

在表面親水化裝置40中，例如一邊令旋轉卡盤所固持的上晶圓W1或下晶圓W2旋轉，一邊將純水供給到該上晶圓W1或下晶圓W2上。藉此，供給到上晶圓W1或下晶圓W2上的純水在上晶圓W1或下晶圓W2的接合面W1j, W2j上擴散，令接合面W1j, W2j親水化。

接合裝置41係將上晶圓W1與下晶圓W2接合。關於該接合裝置41的詳情容待後述。

於第3處理區塊G3，如圖2所示，由下往上依序設置了2段上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T的傳遞(TRS)裝置50, 51。

另外，如圖1所示，於第1處理區塊G1、第2處理區塊G2與第3處理區塊G3所包圍的區域，形成有搬運區域60。於搬運區域60配置有搬運裝置61。搬運裝置61係例如具有在鉛直方向、水平方向以及可繞鉛直軸移動自如的搬運臂。

該搬運裝置61係在搬運區域60內移動，將上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T搬運到與搬運區域60鄰接之第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內所設置的裝置。

另外，接合系統1具備控制裝置4。控制裝置4控制接合系統1的動作。該控制裝置4，例如為電腦，且具備控制部5以及儲存部6。於儲存部6，存儲有控制接合處理等各種處理的程式。控制部5，藉由讀取並執行儲存部6所儲存的程式，以控制接合系統1的動作。

另外，該程式可為記錄於電腦可讀取記錄媒體者，亦可為從該記錄媒體安裝到控制裝置4的儲存部6者。作為電腦可讀取記錄媒體，例如為硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。

＜表面改質裝置的構成＞ 接著，針對表面改質裝置30的構成，一邊參照圖4，一邊進行說明。圖4係顯示表面改質裝置30的構成的示意性剖面圖。

如圖4所示，表面改質裝置30具有可密閉內部的處理容器70。於處理容器70的搬運區域60(參照圖1)側的側面，形成有上晶圓W1或下晶圓W2的搬入搬出口71，並於該搬入搬出口71設有閘閥72。

在處理容器70的內部，配置有平台80。平台80，例如為下部電極，其例如由鋁等導電性材料所構成。於平台80的下方，設置有例如具備馬達等之複數個驅動部81。複數個驅動部81使平台80進行升降。

在平台80與處理容器70的內壁之間，配置有排氣環103，其設有複數個折流孔。藉由排氣環103，處理容器70內的環境氣體從處理容器70內被均勻地排出。

於平台80的下表面，連接有由導體所形成的供電棒104。供電棒104係例如，透過由阻隔電容器等所構成的匹配器105，而與第1高頻電源106連接。在電漿處理時，由第1高頻電源106給定的高頻電壓被施加於平台80。

在處理容器70的內部配置有上部電極110。平台80的上表面與上部電極110的下表面係互相平行，隔著給定的間隔相對配置。平台80的上表面與上部電極110的下表面的間隔係透過驅動部81來調整。

上部電極110接地，與接地電位連接。由於像這樣上部電極110接地，故可在電漿處理中抑制上部電極110的下表面受到損傷。

像這樣，從第1高頻電源106對下部電極亦即平台80施加高頻電壓，藉此在處理容器70的內部產生電漿。

在實施態樣中，平台80、供電棒104、匹配器105、第1高頻電源106及上部電極110係在處理容器70內令處理氣體的電漿產生的電漿產生機構的一例。此外，第1高頻電源106係由上述的控制裝置4的控制部5所控制。

在上部電極110的內部形成了中空部120。中空部120與氣體供給管121連接。氣體供給管121係與在內部儲留處理氣體或除電用氣體等的氣體供給源122連通。且，於氣體供給管121設有包含控制處理氣體或除電用氣體等的流通之閥或流量調整部等之供給設備群123。

然後，由氣體供給源122供給之處理氣體或除電用氣體等係以供給設備群123進行流量控制，透過氣體供給管121，導入到上部電極110的中空部120。關於處理氣體，例如可使用氧氣、氮氣、氬氣等。又，關於除電用氣體，例如可使用氮氣或氬氣等非活性氣體。

在中空部120的內部，設置有用以促進處理氣體或除電用氣體均勻擴散的折流板124。於折流板124，設置有複數個小孔。於上部電極110的下表面，形成有許多個氣體噴出口125，其令處理氣體或除電用氣體從中空部120噴出到處理容器70的內部。

於處理容器70，形成有吸氣口130。於吸氣口130，連接有吸氣管132，其與將處理容器70的內部氣體環境減壓至給定的真空度之真空泵131連通。

平台80的上表面，亦即與上部電極110的相對面，係具有比上晶圓W1及下晶圓W2更大直徑之俯視呈圓形的水平面。於該平台80的上表面載置有平台罩90，上晶圓W1或下晶圓W2被載置在該平台罩90的載置部91上。

＜接合裝置的構成＞ 接著，針對接合裝置41的構成，參照圖5~圖7進行說明。圖5係顯示實施態樣之接合裝置41的構成的示意性俯視圖；圖6係顯示實施態樣之接合裝置41的構成的示意性側視圖。

如圖5所示，接合裝置41具有可密閉內部的處理容器190。於處理容器190的搬運區域60側的側面，形成有上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T的搬入搬出口191，於該搬入搬出口191設置了開閉擋門192。

處理容器190的內部係由內壁193劃分成搬運區域T1與處理區域T2。上述搬入搬出口191形成於搬運區域T1中的處理容器190的側面。然後，於內壁193亦形成了上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T的搬入搬出口194。

此外，處理容器190的內部係藉由未圖示的濕度固持機構，維持在給定之固定的濕度。藉此，接合裝置41可在穩定的環境實施上晶圓W1與下晶圓W2的接合處理。

於搬運區域T1的Y軸負方向側，設有用以暫時載置上晶圓W1、下晶圓W2及疊合基板T之傳遞部200。傳遞部200，例如形成2段，可同時地載置上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T的其中任2個。

於搬運區域T1設有搬運機構201。搬運機構201，例如具有於鉛直方向、水平方向及繞鉛直軸移動自如的搬運臂。而，搬運機構201係在搬運區域T1內或搬運區域T1與處理區域T2之間，搬運上晶圓W1、下晶圓W2以及疊合基板T。

於搬運區域T1的Y軸正方向側，設有調整上晶圓W1及下晶圓W2的水平方向的朝向之位置調整機構210。在這樣的位置調整機構210中，一邊使未圖示的固持部所吸附固持的上晶圓W1及下晶圓W2旋轉，一邊以未圖示的檢測部檢測上晶圓W1及下晶圓W2的缺口部位置。

藉此，位置調整機構210係調整該缺口部的位置而調整上晶圓W1及下晶圓W2的水平方向的朝向。此外，於搬運區域T1，設有使上晶圓W1的表背面翻轉之翻轉機構220。

又，如圖6所示，於處理區域T2設有上卡盤230與下卡盤231。上卡盤230從上方吸附固持上晶圓W1。而下卡盤231設在上卡盤230的下方，從下方吸附固持下晶圓W2。

上卡盤230係如圖6所示，被固定在處理容器190的頂棚面之基座部410所支持。這些上卡盤230及基座部410被包含在固持上晶圓W1的第1固持部400(參照圖10)。

於基座部410，設有拍攝被固持下卡盤231的下晶圓W2的接合面W2j之第1拍攝部430(參照圖10)。該第1拍攝部430係例如與上卡盤230鄰接設置。

又，如圖5及圖6所示，下卡盤231被設置在該下卡盤231的下方之基座部510所支持。這些下卡盤231及基座部510被包含在固持下晶圓W2的第2固持部500(參照圖10)。

基座部510係構成為連同下卡盤231一起在水平方向(Y軸方向)及鉛直方向移動自如，且可繞鉛直軸旋轉。於基座部510，設有拍攝被固持在上卡盤230的上晶圓W1的接合面W1j之第2拍攝部530(參照圖10)。該第2拍攝部530係例如與下卡盤231鄰接設置。

又，如圖5及圖6所示，基座部510係透過後述的升降部520，被安裝在延伸於水平方向(Y軸方向)的一對軌道315。基座部510係以沿著軌道315移動自如的方式構成。

一對軌道315被設置於水平移動部316。水平移動部316被安裝於一對軌道317，該一對軌道317係設置在該水平移動部316的下表面側，且延伸於水平方向(X軸方向)。

且，水平移動部316係以沿著軌道317移動自如，亦即使下卡盤231在水平方向(X軸方向)上移動的方式構成。此外，一對軌道317被設在處理容器190的底面所設置的載置台318上。

接著，針對在接合裝置41之上卡盤230與下卡盤231的構造，參照圖7進行說明。圖7係顯示實施態樣之接合裝置41的上卡盤230及下卡盤231的構成的示意性側視圖。

上卡盤230為大致圓板狀，如圖7所示，劃分成複數、例如3個區域230a, 230b, 230c。這些區域230a, 230b, 230c係由上卡盤230的中心部朝周緣部(外周部)以此順序設置。區域230a在俯視下具有圓形形狀，區域230b, 230c在俯視下具有環狀。

如圖7所示，用以將上晶圓W1吸附固持的吸引管240a, 240b, 240c分別獨立設置於各區域230a, 230b, 230c。於各吸引管240a, 240b, 240c，分別連接有不同的真空泵241a, 241b, 241c。像這樣，上卡盤230係構成為可按各區域230a, 230b, 230c設定對上晶圓W1進行抽真空。

於上卡盤230的中心部，形成有將該上卡盤230在厚度方向貫通的貫通孔243。該上卡盤230的中心部係與該上卡盤230所吸附固持之上晶圓W1的中心部W1a對應。另外，基板推壓機構250的推壓銷253係插通於貫通孔243。

基板推壓機構250設置在上卡盤230的上面，並藉由推壓銷253對上晶圓W1的中心部W1a進行推壓。推壓銷253設置成可藉由缸筒部251及致動器部252沿著鉛直軸進行直線運動，且以前端部推壓與該前端部相對向的基板(實施態樣中為上晶圓W1)。

具體而言，推壓銷253成為在後述之上晶圓W1及下晶圓W2接合時，首先使上晶圓W1的中心部W1a與下晶圓W2的中心部W2a抵接之起動器。

下卡盤231為大致圓板狀，劃分成複數、例如2個區域231a, 231b。這些區域231a, 231b係由下卡盤231的中心部朝周緣部以此順序設置。而且，區域231a在俯視下具有圓形形狀，區域231b在俯視下具有環狀。

如圖7所示，用以將下晶圓W2吸附固持的吸引管260a, 260b分別獨立設置於各區域231a, 231b。於各吸引管260a, 260b，分別連接有不同的真空泵261a, 261b。像這樣，下卡盤231係構成為可按各區域231a, 231b設定對下晶圓W2進行抽真空。

於下卡盤231的周緣部的複數處、例如5處，設有防止上晶圓W1、下晶圓W2及疊合基板T自該下卡盤231突出、滑落之止擋構件263。

＜接合系統所實行的處理＞ 接著，針對實施態樣之接合系統1所實行的處理的詳情，將參照圖8進行說明。此外，以下所示之各種處理，係根據控制裝置4的控制部5的控制而實行。

圖8顯示實施態樣之接合系統1所實行的處理的處理工序的一部分的流程圖。首先，容納了複數片上晶圓W1的匣盒C1、容納了複數片下晶圓W2的匣盒C2以及空的匣盒C3，係載置於搬入搬出站2的既定載置板11。

之後，利用搬運裝置22將匣盒C1內的上晶圓W1取出，搬運到處理站3之第3處理區塊G3的傳遞裝置50。

接著，上晶圓W1被搬運裝置61搬運到第1處理區塊G1的表面改質裝置30。此時，閘閥72被開啟，處理容器70內被大氣開放。在表面改質裝置30中，在給定的減壓氣體環境下，處理氣體被激發而電漿化、離子化。

像這樣產生的離子係在上晶圓W1的接合面W1j被照射，該接合面W1j被施以電漿處理。藉此，於接合面W1j的最表面形成有矽原子的懸鍵，上晶圓W1的接合面W1j被改質(步驟S101)。

接著，上晶圓W1藉由搬送裝置61而被搬運到第2處理區塊G2的表面親水化裝置40。表面親水化裝置40中，一邊令旋轉卡盤所固持的上晶圓W1旋轉，一邊將純水供給到該上晶圓W1上。

於是，供給的純水在上晶圓W1的接合面W1j上擴散。藉此，表面改質裝置30中，OH基(矽醇基(silanol group))吸附於經改質的上晶圓W1的接合面W1j之矽原子的懸鍵而令該接合面W1j親水化(步驟S102)。又，利用該純水，將上晶圓W1的接合面W1j清洗。

接著，上晶圓W1，被搬運裝置61搬運到第2處理區塊G2的接合裝置41。搬入到接合裝置41的上晶圓W1，係透過傳遞部200搬運到位置調整機構210。然後藉由位置調整機構210，調整上晶圓W1的水平方向的朝向(步驟S103)。

之後，從位置調整機構210將上晶圓W1傳遞到翻轉機構220，接著在搬運區域T1中，藉由使翻轉機構220動作，將上晶圓W1的表背面翻轉(步驟S104)。亦即，將上晶圓W1的接合面W1j朝向下方。

之後，翻轉機構220轉動而往上卡盤230的下方移動。然後，從翻轉機構220將上晶圓W1傳遞到上卡盤230。上晶圓W1，其非接合面W1n被吸附固持在上卡盤230(步驟S105)。

與對上晶圓W1的上述步驟S101~S105的處理進行間，進行下晶圓W2的處理。首先，利用搬運裝置22將匣盒C2內的下晶圓W2取出，搬運到處理站3的傳遞裝置50。

接著，下晶圓W2係被搬運裝置61搬運到表面改質裝置30，將下晶圓W2的接合面W2j改質(步驟S106)。又，該步驟S106係與上述步驟S101相同的處理。

之後，下晶圓W2係被搬運裝置61搬運到表面親水化裝置40，將下晶圓W2的接合面W2j親水化(步驟S107)。又，該步驟S107係與上述步驟S102相同的處理。

之後，下晶圓W2，被搬運裝置61搬運到接合裝置41。搬入接合裝置41的下晶圓W2，透過傳遞部200搬運到位置調整機構210。然後，藉由位置調整機構210，調整下晶圓W2的水平方向的朝向(步驟S108)。

之後，下晶圓W2被搬運到下卡盤231，被吸附固持於下卡盤231(步驟S109)。下晶圓W2在缺口部朝向預先決定之方向的狀態下，其非接合面W2n被吸附固持在下卡盤231。

接著，進行上卡盤230所固持之上晶圓W1與下卡盤231所固持之下晶圓W2的水平方向位置及鉛直方向位置的位置對準(步驟S110)。針對該位置對準處理的詳情容待後述。

另外，在位置對準處理結束時，下晶圓W2的接合面W2j與上晶圓W1的接合面W1j間之間隔為預先設定的距離，例如80μm~100μm。

接著，藉由使基板推壓機構250的推壓銷253下降，將上晶圓W1的中心部W1a下壓，並以既定的力推壓上晶圓W1的中心部W1a與下晶圓W2的中心部W2a(步驟S111)。

藉此，被推壓之上晶圓W1的中心部W1a與下晶圓W2的中心部W2a之間便開始接合。具體言之，由於上晶圓W1的接合面W1j與下晶圓W2的接合面W2j係分別在步驟S101, S106經過改質，故首先會在接合面W1j, W2j之間產生凡得瓦力(分子間力)，而令該接合面W1j, W2j彼此接合。

再者，由於上晶圓W1的接合面W1j與下晶圓W2的接合面W2j係分別在步驟S102, S107中被親水化，故接合面W1j、W2j間的OH基會氫鍵鍵結，接合面W1j、W2j彼此牢固地接合。

之後，上晶圓W1與下晶圓W2的接合區域係由上晶圓W1及下晶圓W2的中心部朝外周部擴大出去。之後，在藉由推壓銷253推壓上晶圓W1的中心部W1a與下晶圓W2的中心部W2a的狀態下，停止真空泵241b的作動，並停止在區域230b中來自吸引管240b對上晶圓W1進行抽真空。

於是，區域230b所固持的上晶圓W1往下晶圓W2上落下。再之後，停止真空泵241c的作動，並停止在區域230c中來自吸引管240c對上晶圓W1進行抽真空。

像這樣從上晶圓W1的中心部W1a朝外周部，階段性停止對上晶圓W1抽進行真空，上晶圓W1階段性落下並抵接於下晶圓W2上。然後，上述接合面W1j, W2j間的藉由凡得瓦力與氫鍵鍵結之接合由中心部W1a, W2a朝外周部逐漸擴展。

如此，上晶圓W1的接合面W1j與下晶圓W2的接合面W2j係以整面進行抵接，上晶圓W1與下晶圓W2接合(步驟S112)。

之後，令推壓銷253上升到達上卡盤230為止。然後，在下卡盤231中停止來自吸引管260a, 260b對下晶圓W2進行抽真空，將下卡盤231之下晶圓W2的吸附固持解除。藉此，在接合裝置41的接合處理結束。

＜位置對準處理的詳情＞ 接著，參照圖9~圖17說明實施態樣之接合裝置41中所實施的上晶圓W1及下晶圓W2的位置對準處理的詳情。圖9顯示實施態樣之第2固持部500的構成的上視圖，圖10顯示實施態樣之第1固持部400及第2固持部500的構成的側視圖。

如圖10所示，第1固持部400將上晶圓W1吸附固持在下表面。第1固持部400具有上卡盤230及基座部410。於基座部410設有第1拍攝部430。

第1拍攝部430係與例如上卡盤230鄰接設置，拍攝下卡盤231所固持之下晶圓W2的接合面W2j(參照圖3)。於第1拍攝部430設有拍攝倍率較低且視野較廣的微距相機(Macro Camera)(未圖示)與拍攝倍率較高且視野較窄的微型相機(Micro Camera)(未圖示)。

第2固持部500將下晶圓W2吸附固持在上表面。第2固持部500具有下卡盤231、基座部510、頂板部511、複數個支持部512及傾斜部513。

基座部510係由例如板狀金屬構件構成，且在上表面支持下卡盤231。頂板部511係由例如板狀金屬構件構成，並配置在基座部510的下方。

複數個支持部512係由例如金屬構件構成，並配置在基座部510與頂板部511間。亦即，基座部510係透過複數個支持部512而被頂板部511支持。

傾斜部513設置在頂板部511的下表面，在下部具有傾斜面。於該傾斜面，配置有與下方軌道卡合的卡合部。

於至此說明之第2固持部500的下方，設有使第2固持部500在上下升降之升降部520。升降部520具有複數個支持部521、傾斜部522、基座部523及移動部524。

支持部521係在頂板部511可於上下方向動作的狀態下支持頂板部511。支持部521包含：軌道，延伸於例如上下方向，並與頂板部511一體地動作；及卡合部，卡合於軌道，且被固定在基座部523。

傾斜部522係配置在基座部523的上方，在上部具有傾斜面，同時在下表面具有軌道。傾斜部522的傾斜面係以和傾斜部513的傾斜面相對向的方式配置，且被傾斜部513的卡合部所卡合的軌道係位於此處。

基座部523係由例如板狀的金屬構件構成，且在上表面設有與位於傾斜部522的下表面的軌道卡合之卡合部。

移動部524配置在例如傾斜部522的側邊，使該傾斜部522在水平方向(圖中為Y軸方向)移動。

然後，升降部520中，移動部524使傾斜部522往給定的方向(圖中為Y軸正方向)移動，以使傾斜部522將第2固持部500的傾斜部513往上方推壓。因此，升降部520可使第2固持部500上升。

又，升降部520中，移動部524使傾斜部522往和給定的方向為反向(圖中為Y軸負方向)移動，以使傾斜部522之傾斜部513的推壓狀態解除。因此，升降部520可使第2固持部500下降。

如圖9及圖10所示，於第2固持部500設有第2拍攝部530、傾斜測定部540。

第2拍攝部530設置於例如基座部510的側部，拍攝上卡盤230所固持之上晶圓W1的接合面W1j(參照圖3)。於第1拍攝部530設有拍攝倍率較低且視野較廣的微距相機(未圖示)與拍攝倍率較高且視野較窄的微型相機(未圖示)。

傾斜測定部540測定在第2固持部500中設置處的傾斜(傾斜度)。傾斜測定部540具有例如，設在比基座部510的下表面更下方之位置測定部541~543。

位置測定部541~543為例如，非接觸型的位置測定部。位置測定部541係對在俯視下相對於下卡盤231而位於X軸正方向側的基座部510之下表面的高度位置進行測定。位置測定部542係對在俯視下相對於下卡盤231而位於X軸負方向側的基座部510之下表面的高度位置進行測定。

位置測定部543對在俯視下相對於下卡盤231而位於Y軸正方向側的基座部510之下表面的高度位置進行測定。位置測定部541~543配置成例如，在俯視下相對於下晶圓W2的中心為相同的距離。

參照圖11來說明使用了該傾斜測定部540之偏移量計算處理的詳情。圖11係用以說明實施態樣之偏移量計算處理的圖。如同截至目前為止的說明，實施態樣之第2固持部500係進行水平移動、升降及旋轉。

因此，在接合裝置41中，如圖11所示，會有下卡盤231及基座部510的上表面相對於上卡盤230的下表面並非平行而是傾斜的情況。又，於圖11，以虛線顯示下卡盤231及基座部510的上表面相對於上卡盤230的下表面為平行的情況。

又，在第1拍攝部430將傾斜的下晶圓W2視為平行的下晶圓W2h而動作的情況時，從第1拍攝部430觀察的下晶圓W2的辨識位置被識別為與下晶圓W2的實際位置偏移。

因此，在第1拍攝部430將傾斜的下晶圓W2視為平行的下晶圓W2h而動作的情況時，形成在下晶圓W2的第2對準用標記(未圖示)的辨識位置被識別為與實際位置偏移。

亦即，當下卡盤231及基座部510的上表面傾斜時，下晶圓W2的辨識位置被識別為與下晶圓W2的實際位置偏移，因而上晶圓W1與下晶圓W2的位置對準精度降低。

同樣地，在第2拍攝部530將傾斜的基座部510視為平行的基座部510h而動作的情況時，從第2拍攝部530觀察的上晶圓W1的辨識位置被識別為與上晶圓W1的實際位置偏移。

這是因為，如圖11所示，被安裝在傾斜的基座部510之第2拍攝部530的視野V2相對於被安裝在平行的基座部510h之第2拍攝部530的視野V2h產生了偏移。

因此，在第2拍攝部530將傾斜的基座部510視為平行的基座部510h而進行識別的情況時，形成在上晶圓W1的第1對準用標記(未圖示)的辨識位置被識別為與實際位置偏移。

亦即，當下卡盤231及基座部510的上表面傾斜時，上晶圓W1的辨識位置被識別為與上晶圓W1的實際位置偏移，因而上晶圓W1與下晶圓W2的位置對準精度降低。

於是，實施態樣中，控制部5(參照圖1)係使用傾斜測定部540(參照圖9)，測定第2固持部500的傾斜度。具體而言，控制部5係位置對準置測定部541(參照圖9)的高度位置、位置測定部542(參照圖9)的高度位置進行比較，藉此測定在基座部510之X軸方向的傾斜度(所謂的滾轉(roll))。

而且，控制部5係比較在位置測定部541及位置測定部542的中點之高度位置、位置測定部543(圖9參照)的高度位置，藉此測定在基座部510之Y軸方向的傾斜度(所謂的縱擺(pitch))。

然後，控制部5根據藉由傾斜測定部540的測定結果所求出之第2固持部500的傾斜度，計算利用第1拍攝部430所拍攝之下晶圓W2的第2對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。

同樣地，控制部5根據藉由傾斜測定部540的測定結果所求出之第2固持部500的傾斜度，計算利用第2拍攝部530所拍攝之上晶圓W1的第1對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。

然後，控制部5係根據偏移量被計算出之第1對準用標記及第2對準用標記的位置來實施上晶圓W1與下晶圓W2的位置對準處理。因此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

另外，上述實施態樣中，雖例示出透過3個位置測定部541~543來評定第2固持部500的傾斜度，並根據該評定結果計算對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量之例子，但本揭示並不限於這樣的例子。

亦可透過例如，2個位置測定部來評定第2固持部500的傾斜度，並根據該評定結果計算對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。藉此也可評定2個位置測定部並排在1個方向中第2固持部500的傾斜度，因而與無評定第2固持部500的傾斜度的情況相比，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

另一方面，如上述實施態樣，藉由透過3個位置測定部541~543評定第2固持部500的傾斜度，可評定第2固持部500的滾轉及縱擺兩方，因此可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

再者，本揭示中，亦可透過4個以上的位置測定部評定第2固持部500的傾斜度，並根據該評定結果計算對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。藉此也可評定第2固持部500的滾轉及縱擺兩方，因此可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

另外，本揭示中，傾斜測定部540並不限於以複數個位置測定部構成的情況。例如，傾斜測定部540係以水準儀或自動準直儀等構成亦可。藉此也可評定第2固持部500的傾斜度，因此可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

又，實施態樣中，第2固持部500亦可包含基座部510、頂板部511、複數個支持部512而構成。藉此，因為可抑制來自升降部520的應力直接施加在基座部510，所以可抑制基座部510的變形。

從而，根據實施態樣，因為可以良好精度評定基座部510的傾斜度，所以可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

圖12~圖17係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。如圖12所示，控制部5(參照圖1)，首先，使翻轉機構220動作，將上晶圓W1搬入到第1固持部400，同時使搬送機構201動作，將下晶圓W2搬入到第2固持部500。

此外，圖12~圖17的例子中，於俯視下在基座部410的角部(圖中為右下的角部)配置第1拍攝部430，而在基座部510的角部(圖中為左上的角部)配置第2拍攝部530。又，之後的圖式中，省略上卡盤230及下卡盤231的圖示。

接下來，控制部5(參照圖1)係如圖13所示，以第1拍攝部430的微距相機確認位於下晶圓W2的中央部之第2對準用標記的位置。且，控制部5以第2拍攝部530的微距相機確認位於上晶圓W1的中央部之第1對準用標記的位置。藉此，控制部5係以粗略精度確認在上晶圓W1及下晶圓W2之旋轉方向的位置。

又，圖13的處理係在使例如，上晶圓W1與下晶圓W2以分離約2(mm)的間隔的狀態下(亦即，在分離位置)進行。另外，圖13的處理中，因為由微距相機執行粗略精度的確認處理，所以亦可不進行使用傾斜測定部540的上述偏移量計算處理。

接著，控制部5(參照圖1)係如圖14所示，以第1拍攝部430的微型相機確認位於下晶圓W2的一(圖中為右側)周緣部之第2對準用標記的位置。且，控制部5以第2拍攝部530的微型相機確認位於上晶圓W1的一(圖中為左側)周緣部之第1對準用標記的位置。

又，雖未圖示於圖14，控制部5以第1拍攝部430的微型相機確認位於下晶圓W2的另一(圖中為左側)周緣部之第2對準用標記的位置。且，控制部5以第2拍攝部530的微型相機確認位於上晶圓W1的另一(圖中為右側)周緣部之第1對準用標記的位置。

藉此，控制部5以高精度確認在上晶圓W1及下晶圓W2之旋轉方向的位置。然後，控制部5根據求出的結果使下晶圓W2轉動，將下晶圓W2之旋轉方向的位置與上晶圓W1對準。

在此，實施態樣中，進行使用了傾斜測定部540之上述的偏移量計算處理，藉此計算第1對準用標記及第2對準用標記的辨識位置與實際位置各自的偏移量。藉此，可將下晶圓W2之旋轉方向的位置與上晶圓W1以良好精度對準。

又，圖14的處理係使在例如，上晶圓W1與下晶圓W2以分離約2(mm)的間隔的狀態下(亦即，在分離位置)進行。

接下來，控制部5(參照圖1)係如圖15所示，將第1拍攝部430的微型相機與第2拍攝部530的微型相機在俯視下配置於相同位置。然後，控制部5使第1拍攝部430之微型相機的原點與第2拍攝部530之微型相機的原點進行位置對準。

在此，實施態樣中，進行使用了傾斜測定部540之上述的偏移量計算處理，藉此計算一對微型相機彼此的辨識位置與實際位置各自的偏移量。藉此，可將第1拍攝部430之微型相機的原點與第2拍攝部530之微型相機的原點以良好精度進行位置對準。

又，圖15的處理係在例如，上晶圓W1與下晶圓W2以分離約4.5(mm)的間隔的狀態下(亦即，在更進一步的分離位置)進行。

接著，控制部5(參照圖1)係如圖16所示，以第1拍攝部430的微型相機確認位於下晶圓W2的中央部之第2對準用標記的位置。然後，控制部5以第2拍攝部530的微型相機確認位於上晶圓W1的中央部之第1對準用標記的位置。藉此，控制部5確認上晶圓W1的中心位置及下晶圓W2的中心位置。

在此，實施態樣中，藉由進行使用了傾斜測定部540之上述的偏移量計算處理，將在上晶圓W1之中心的辨識位置及在下晶圓W2之中心的辨識位置與實際位置各自的偏移量計算出。藉此，可以高精度進行確認上晶圓W1的中心位置與下晶圓W2的中心位置。

又，圖16的處理係在例如，使上晶圓W1與下晶圓W2以分離約2(mm)的間隔的狀態下(亦即，在分離位置)進行。

接下來，控制部5(參照圖1)係根據圖16的處理所求出之上晶圓W1的中心位置及下晶圓W2的中心位置，如圖17所示，在俯視中相互的中心位置進行位置對準。

然後，控制部5係使中心位置與上晶圓W1一致的下晶圓W2，接近上晶圓W1直到給定的距離(例如，80μm~100μm)為止。亦即，控制部5使下晶圓W2移動到近接位置。藉此，結束一連串的位置對準處理。

實施態樣之接合裝置41具備：第1固持部400；第2固持部500；水平移動部316；升降部520；傾斜測定部540；及控制部5。第1固持部400將第1基板(上晶圓W1)吸附固持在下表面。第2固持部500設於第1固持部400的下方，並將與第1基板(上晶圓W1)接合之第2基板(下晶圓W2)吸附固持在上表面。水平移動部316係使第1基板(上晶圓W1)與第2基板(下晶圓W2)於水平方向相對地移動。升降部520係令第2基板(下晶圓W2)在接近於第1基板(上晶圓W1)的近接位置與比近接位置更和第1基板(上晶圓W1)分離的分離位置之間進行升降。傾斜測定部540測定第2固持部500的傾斜。控制部5控制各部。又，控制部5係根據傾斜測定部540的測定結果，計算第2基板(下晶圓W2)的水平方向的位置。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

而且，實施態樣之接合裝置41更具備第1拍攝部430，其係被設於第1固持部400，且對形成於第2基板(下晶圓W2)的第2對準用標記進行拍攝。又，控制部5係根據傾斜測定部540的測定結果，計算以第1拍攝部430拍攝之第2對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

又，在實施態樣之接合裝置41中，控制部5根據傾斜測定部540的測定結果，計算第1基板(上晶圓W1)的水平方向的位置。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

而且，實施態樣之接合裝置41更具備第2拍攝部530，其係被設於第2固持部500，且對形成於第1基板(上晶圓W1)的第1對準用標記進行拍攝。又，控制部係根據傾斜測定部540的測定結果，計算以第2拍攝部530拍攝之第1對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度提升。

又，在實施態樣之接合裝置41中，傾斜測定部540係藉由測定3處以上第2固持部500的高度位置來測定第2固持部500的傾斜。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

此外，在實施態樣之接合裝置41中，第2固持部500具有基座部510、頂板部511及複數個支持部512。基座部510係藉由傾斜測定部540來測定傾斜。頂板部511配置在基座部510的下方。複數個支持部512位於基座部510與頂板部511之間。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

又，實施態樣之接合方法係包含：固持第1基板的工序(步驟S105)；固持第2基板的工序(步驟S109)；位置對準工序(步驟S110)；及接合工序(步驟S112)。固持第1基板(上晶圓W1)的工序(步驟S105)係令吸附壓力產生在第1固持部400的下表面而固持第1基板(上晶圓W1)。固持第2基板的工序(步驟S109)係令吸附壓力產生在被設於第1固持部400的下方之第2固持部500的上表面而固持第2基板(下晶圓W2)。位置對準工序(步驟S110)係將第1基板(上晶圓W1)與第2基板(下晶圓W2)在水平方向上相對地進行位置對準。接合工序(步驟S112)係將第1基板(上晶圓W1)與第2基板(下晶圓W2)接合。而且，位置對準工序(步驟S110)中，根據測定第2固持部500的傾斜之傾斜測定部540的測定結果，計算第2基板(下晶圓W2)的水平方向的位置。藉此，可使上晶圓W1與下晶圓W2的接合精度進一步提升。

以上，雖針對本揭示的實施態樣進行了說明，但本揭示並非侷限於上述實施態樣，只要在不脫離其主旨下可進行各式各樣的變更。

應當認為本次揭示的實施態樣在所有方面都是例示而非限制性的。實際上，上述的實施態樣可以以各式各樣的態樣實現。此外，上述實施態樣也可在不脫離附加的申請專利範圍及其主旨下，以各種態樣進行省略、置換、變更。

1:接合系統 5:控制部 6:儲存部 10:載置台 11:載置板 20:搬運區域 21:搬運路徑 22:搬運裝置 30:表面改質裝置 40:表面親水化裝置 41:接合裝置 50,51:傳遞裝置 60:搬運區域 61:搬送裝置 70:處理容器 71:搬入搬出口 72:閘閥 80:平台 81:驅動部 90:平台罩 91:載置部 103:排氣環 104:供電棒 105:匹配器 106:高頻電源 110:上部電極 120:中空部 121:氣體供給管 122:氣體供給源 123:供給設備群 124:折流板 125:氣體噴出口 130:吸氣口 131:真空泵 132:吸氣管 190:處理容器 191:搬入搬出口 192:開閉擋門 193:內壁 194:搬入搬出口 200:傳遞部 201:搬運機構 210:位置調整機構 220:翻轉機構 230:上卡盤 230a,230b,230c:區域 231:下卡盤 231a,231b:區域 240a,240b,240c:吸引管 241a,241b,241c:真空泵 243:貫通孔 250:基板推壓機構 251:缸筒部 252:致動器部 253:推壓銷 260a:吸引管 261a:真空泵 263:止擋構件 315:軌道 316:水平移動部 317:軌道 318:載置台 400:第1固持部 410:基座部 430:第1拍攝部 500:第2固持部 510:基座部 510h:平行的基座部 511:頂板部 512:支持部 513:傾斜部 520:升降部 521:支持部 522:傾斜部 523:基座部 524:移動部 530:第2拍攝部 540:傾斜測定部 541~543:位置測定部 C1~C3:匣盒 G1~G3:處理區塊 S101~S112:步驟 T:疊合基板 T1~T2:搬運區域 V2,V2h:視野 W1:上晶圓(第1基板的一例) W1a:中心部 W1j:接合面 W1n:非接合面 W2:下晶圓(第2基板的一例) W2a:中心部 W2h:平行的下晶圓 W2j:接合面 W2n:非接合面

[圖1]圖1係顯示實施態樣之接合系統的構成的示意性俯視圖。 [圖2]圖2係顯示實施態樣之接合系統的構成的示意性側視圖。 [圖3]圖3係實施態樣之上晶圓及下晶圓的示意性側視圖。 [圖4]圖4係顯示實施態樣之表面改質裝置的構成的示意性剖視圖。 [圖5]圖5係顯示實施態樣之接合裝置的構成的示意性俯視圖。 [圖6]圖6係顯示實施態樣之接合裝置的構成的示意性側視圖。 [圖7]圖7係顯示實施態樣之接合裝置的上卡盤及下卡盤的構成的示意性模式側視圖。 [圖8]圖8係顯示實施態樣之接合系統所實行的處理的處理工序的一部分的流程圖。 [圖9]圖9係顯示實施態樣之第2固持部的構成的上視圖。 [圖10]圖10係顯示實施態樣之第1固持部及第2固持部的構成的側視圖。 [圖11]圖11係用以說明實施態樣之偏移量計算處理的圖。 [圖12]圖12係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。 [圖13]圖13係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。 [圖14]圖14係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。 [圖15]圖15係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。 [圖16]圖16係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。 [圖17]圖17係用以說明實施態樣之位置對準處理的工序的圖。

41:接合裝置

230:上卡盤

231:下卡盤

410:基座部

430:第1拍攝部

510:基座部

510h:平行的基座部

530:第2拍攝部

V2:視野

V2h:視野

W1:上晶圓

W2:下晶圓

W2h:平行的下晶圓

Claims (7)

1. 一種接合裝置，其具備： 第1固持部，將第1基板吸附固持於其下表面； 第2固持部，設於該第1固持部的下方，並將與該第1基板接合之第2基板吸附固持於其上表面； 水平移動部，使該第1基板與該第2基板在水平方向上相對地移動； 升降部，令該第2基板在接近於該第1基板的近接位置以及比該近接位置更與該第1基板分離的分離位置之間進行升降； 傾斜測定部，測定該第2固持部的傾斜；及 控制部，控制各部； 該控制部根據該傾斜測定部的測定結果，計算該第2基板的水平方向的位置。
2. 如請求項1所述之接合裝置，更具備： 第1拍攝部，設於該第1固持部，並對形成於該第2基板之第2對準用標記進行拍攝， 該控制部根據該傾斜測定部的測定結果，計算以該第1拍攝部所拍攝之該第2對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。
3. 如請求項1或2所述之接合裝置，其中 該控制部根據該傾斜測定部的測定結果，計算該第1基板的水平方向的位置。
4. 如請求項3所述之接合裝置，更具備： 第2拍攝部，設於該第2固持部，並對形成於該第1基板之第1對準用標記進行拍攝， 該控制部根據該傾斜測定部的測定結果，計算以該第2拍攝部所拍攝之該第1對準用標記的辨識位置與實際位置的偏移量。
5. 如請求項1或2所述之接合裝置，其中 該傾斜測定部測定該第2固持部的高度位置3處以上，藉此測定該第2固持部的傾斜。
6. 如請求項1或2所述之接合裝置，其中 該第2固持部更具有： 基座部，藉由該傾斜測定部測定傾斜； 頂板部，配置在該基座部的下方；及 複數個支持部，位於該基座部與該頂板部之間。
7. 一種接合方法，包含： 令吸附壓力產生於第1固持部的下表面而固持第1基板的工序； 令吸附壓力產生在設於該第1固持部的下方之第2固持部的上表面而固持第2基板的工序； 將該第1基板與該第2基板在水平方向上相對地進行位置對準的工序；及 將該第1基板與該第2基板接合的工序； 於該位置對準工序中，根據測定該第2固持部的傾斜之傾斜測定部的測定結果，計算該第2基板的水平方向的位置。

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