TW202422777A - 基板處理裝置及基板之固持方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供可適當地修正基板外周部之畸變的技術。
本發明之基板處理裝置具備以吸附面吸附固持基板之固持部;該吸附面包含吸附該基板之外周部的外側吸附部、及吸附該基板之該外周部的內側之部分的內側吸附部。該固持部具有使該外側吸附部與該內側吸附部相對地變形之變形部。
Description
本發明係有關於基板處理裝置及基板之固持方法。
於專利文獻1揭示有一種基板處理裝置(接合裝置),該基板處理裝置具備從上方吸附上側的基板之上吸盤及從下方吸附下側的基板之下吸盤,將二片基板面對面接合。在基板之接合,基板處理裝置將上吸盤之基板的中心往下壓而使其與下吸盤之基板的中心接觸,以分子間力使二片基板之中心彼此接合,將此接合區域從中心擴大至外緣。
當此種基板處理裝置在接合時,於二片基板之接合面產生伸長或縮短之相對差時,上側之基板的基準點與下側之基板的基準點會偏移。特別是在基板之外周部,基準點之偏移易變大。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報2015–095579號
[發明欲解決之課題]
本發明提供可適當地修正基板外周部之畸變的技術。
[用以解決課題之手段]
根據本發明之一態樣,提供一種基板處理裝置,該基板處理裝置具備以吸附面吸附固持基板之固持部;該吸附面包含吸附該基板之外周部的外側吸附部、及吸附該基板之該外周部的內側之部分的內側吸附部;該固持部具有使該外側吸附部與該內側吸附部相對地變形之變形部。
[發明效果]
根據一態樣,可適當地修正基板外周部之畸變。
[用以實施發明之形態]
以下,參照圖式,就用以實施本發明之形態作說明。在各圖式,有時會對同一構成部分附上同一符號,而省略重複之說明。此外,在以下之說明中使用的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向係彼此垂直相交之軸方向,X軸方向及Y軸方向係水平方向,Z軸方向係鉛直方向。
本發明之基板處理裝置將就圖1及圖2所示之接合裝置1代表性地說明。接合裝置1將第1基板W1與第2基板W2接合而製作接合基板T。第1基板W1及第2基板W2中至少一個係例如於矽晶圓或化合物半導體晶圓等半導體基板形成有複數之電子電路的基板。第1基板W1及第2基板W2中之一個亦可為未形成有電子電路之裸晶圓。化合物半導體晶圓未特別限定,例如為GaAs晶圓、SiC晶圓、GaN晶圓或InP晶圓。
第1基板W1與第2基板W2形成為大約相同形狀(同徑)之圓板。如圖3所示,接合裝置1將第2基板W2配置於第1基板W1之Z軸負方向側(鉛直方向側),來接合第1基板W1與第2基板W2。是故,以下,有時會將第1基板W1稱為「上晶圓W1」,將第2基板W2稱為「下晶圓W2」,將接合基板T稱為「接合晶圓T」。又,以下,將上晶圓W1之板面中與下晶圓W2接合之側的板面稱為「接合面W1j」,將接合面W1j之相反側的板面稱為「非接合面W1n」。又,將下晶圓W2之板面中與上晶圓W1接合之側的板面稱為「接合面W2j」,將接合面W2j之相反側的面稱為「非接合面W2n」。
如圖1所示,接合裝置1往X軸正方向依序具備搬入搬出站2及處理站3。搬入搬出站2與處理站3連接成一體。
搬入搬出站2具備載置台10、搬運區域20。載置台10具有複數之載置板11。於各載置板11分別載置可將複數片(例如二十五片)基板以水平狀態收納的匣盒CS1、CS2、CS3。匣盒CS1係收納上晶圓W1之匣盒,匣盒CS2係收納下晶圓W2之匣盒,匣盒CS3係收納接合晶圓T之匣盒。此外,在匣盒CS1、CS2,上晶圓W1與下晶圓W2分別以接合面W1j、W2j為頂面之狀態,使方向一致來收納。
搬運區域20鄰接於載置台10之X軸正方向側而配置,具備於Y軸方向延伸之搬運路徑21、可沿著此搬運路徑21移動之搬運裝置22。搬運裝置22亦可於X軸方向移動,且可繞Z軸旋繞,而在載置於載置台10上之匣盒CS1~CS3與後述處理站3的第3處理區塊PB3之間進行上晶圓W1、下晶圓W2及接合晶圓T之搬運。
處理站3具備例如三個處理區塊PB1、PB2、PB3。第1處理區塊PB1設於處理站3之背面側(圖1之Y軸正方向側)。第2處理區塊PB2設於處理站3之正面側(圖1之Y軸負方向側)。第3處理區塊PB3設於處理站3之搬入搬出站2側(圖1之X軸負方向側)。
又,處理站3於被第1處理區塊PB1~第3處理區塊PB3包圍之區域具備:具有搬運裝置61之搬運區域60。舉例而言,搬運裝置61具有於鉛直方向、水平方向及繞鉛直軸移動自如之搬運臂。搬運裝置61在搬運區域60內移動,而將上晶圓W1、下晶圓W2及接合晶圓T搬運至與搬運區域60鄰接之第1處理區塊PB1、第2處理區塊PB2及第3處理區塊PB3內之裝置。
第1處理區塊PB1具有例如表面改質裝置33、表面親水化裝置34。表面改質裝置33將上晶圓W1之接合面W1j及下晶圓W2之接合面W2j改質。表面親水化裝置34使已改質之上晶圓W1的接合面W1j及下晶圓W2之接合面W2j親水化。
舉例而言,表面改質裝置33切斷接合面W1j、W2j之SiO
2的鍵結,形成Si之懸鍵,而可使之後的親水化成為可能。在表面改質裝置33,在例如減壓氣體環境下將處理氣體亦即氧氣激發而使其電漿化、離子化。然後,藉著對上晶圓W1之接合面W1j及下晶圓W2之接合面W2j照射氧離子,而將接合面W1j、W2j進行電漿處理而改質。處理氣體不限於氧氣,亦可為氮氣等。
表面親水化裝置34以純水等親水化處理液,使上晶圓W1之接合面W1j及下晶圓W2之接合面W2j親水化。表面親水化裝置34亦具有清洗接合面W1j、W2j之作用。在表面親水化裝置34,一面使固持於例如旋轉吸盤之上晶圓W1或下晶圓W2旋轉,一面將純水供給予該上晶圓W1或下晶圓W2上。藉此,純水在接合面W1j、W2j上擴散,OH基附著於Si之懸鍵,而使接合面W1j、W2j親水化。
如圖2所示,第2處理區塊PB2具有例如接合模組41、第1溫度調節裝置42、第2溫度調節裝置43。接合模組41將已親水化之上晶圓W1與下晶圓W2接合而製作接合晶圓T。第1溫度調節裝置42於製作接合晶圓T前,調節上晶圓W1之溫度分布。第2溫度調節裝置43於製作接合晶圓T前,調節下晶圓W2之溫度分布。此外,在本實施形態中,第1溫度調節裝置42及第2溫度調節裝置43與接合模組41分開設置,亦可設置為接合模組41之一部分。
第3處理區塊PB3例如從上方往下方依序具備第1位置調節裝置51、第2位置調節裝置52及轉移裝置53、54。此外,第3處理區塊PB3之各裝置的配置處不限於圖2所示之配置處。第1位置調節裝置51調節上晶圓W1之水平方向的定向,並將上晶圓W1上下翻轉而使上晶圓W1之接合面W1j朝下。第2位置調節裝置52調節下晶圓W2之水平方向的定向。轉移裝置53暫時載置上晶圓W1。又,轉移裝置54暫時載置下晶圓W2及接合晶圓T。
返回至圖1,接合裝置1具備控制各構成之控制裝置(控制部)90。控制裝置90係具有一個以上之處理器91、記憶體92、圖中未示之輸入輸出介面及電子電路的控制用電腦。一個以上之處理器91組合了CPU、ASIC、FPGA、由複數之離散半導體構成的電路等之中的一個或複數個而成,執行處理記憶於記憶體92之程式。記憶體92包含非揮發性記憶體及揮發性記憶體,而形成控制裝置90之記憶部。
接著,參照圖4,就本實施形態之接合方法作說明。圖4所示之步驟S101~S109在控制裝置90之控制下實施。
在接合方法中,作業員或搬運機器人(圖中未示)將收納有複數片上晶圓W1之匣盒CS1、收納有複數片下晶圓W2之匣盒CS2及空的匣盒CS3載置於搬入搬出站2之載置台10上。
接合裝置1以搬運裝置22取出匣盒CS1內之上晶圓W1,將其搬運至處理站3之第3處理區塊PB3的轉移裝置53。之後,接合裝置1以搬運裝置61從轉移裝置53取出上晶圓W1,將其搬運至第1處理區塊PB1之表面改質裝置33。
接著,接合裝置1以表面改質裝置33將上晶圓W1之接合面W1j改質(步驟S101)。表面改質裝置33在接合面W1j朝上之狀態下,將接合面W1j改質。之後,搬運裝置61從表面改質裝置33取出上晶圓W1,將其搬運至表面親水化裝置34。
然後,接合裝置1以表面親水化裝置34使上晶圓W1之接合面W1j親水化(步驟S102)。表面親水化裝置34在接合面W1j朝上之狀態下,使接合面W1j親水化。之後,搬運裝置61從表面親水化裝置34取出上晶圓W1,將其搬運至第3處理區塊PB3之第1位置調節裝置51。
接合裝置1以第1位置調節裝置51調節上晶圓W1之水平方向的定向,並且將上晶圓W1上下翻轉(步驟S103)。藉此,上晶圓W1之缺口朝向預定方位,上晶圓W1之接合面W1j朝下。之後,搬運裝置61從第1位置調節裝置51取出上晶圓W1,將其搬運至第2處理區塊PB2之第1溫度調節裝置42。
接合裝置1以第1溫度調節裝置42調節上晶圓W1之溫度(步驟S104)。上晶圓W1之溫度調節在上晶圓W1之接合面W1j朝下的狀態下實施。之後,搬運裝置61從第1溫度調節裝置42取出上晶圓W1,將其搬運至接合模組41。
接合裝置1將對下晶圓W2之處理與對上晶圓W1之上述處理並行實施。首先,接合裝置1以搬運裝置22取出匣盒CS2內之下晶圓W2,將其搬運至處理站3之第3處理區塊PB3的轉移裝置54。之後,搬運裝置61從轉移裝置54取出下晶圓W2,將其搬運至第1處理區塊PB1之表面改質裝置33。
接合裝置1以表面改質裝置33將下晶圓W2之接合面W2j改質(步驟S105)。表面改質裝置33在接合面W2j朝上之狀態下將接合面W2j改質。之後,搬運裝置61從表面改質裝置33取出下晶圓W2,將其搬運至表面親水化裝置34。
接合裝置1以表面親水化裝置34使下晶圓W2之接合面W2j親水化(步驟S106)。表面親水化裝置34在接合面W2j朝上之狀態下使接合面W2j親水化。之後,搬運裝置61從表面親水化裝置34取出下晶圓W2,將其搬運至第3處理區塊PB3之第2位置調節裝置52。
接合裝置1以第2位置調節裝置52調節下晶圓W2之水平方向的定向(步驟S107)。藉此,下晶圓W2之缺口朝向預定方位。之後,搬運裝置61從第2位置調節裝置52取出下晶圓W2,將其搬運至第2處理區塊PB2之第2溫度調節裝置43。
接合裝置1以第2溫度調節裝置43調節下晶圓W2之溫度(步驟S108)。下晶圓W2之溫度調節在下晶圓W2之接合面W2j朝上的狀態下實施。之後,搬運裝置61從第2溫度調節裝置43取出下晶圓W2,將其搬運至接合模組41。
然後,接合裝置1在接合模組41,將上晶圓W1與下晶圓W2接合而製作接合晶圓T(步驟S109)。製作接合晶圓T後,搬運裝置61從接合模組41取出接合晶圓T,將其搬運至第3處理區塊PB3之轉移裝置54。
最後,接合裝置1以搬運裝置22從轉移裝置54取出接合晶圓T,將其搬運至載置台10上之匣盒CS3。藉此,一連串之處理結束。
[第1實施形態]
接著,參照圖5~圖7,就第1實施形態之接合模組41的一例作說明。如圖5所示,接合模組41具有可密閉內部之處理容器210。於處理容器210之搬運區域60側的側面形成有搬入搬出口211,於該搬入搬出口211設有開閉擋門212。經由搬入搬出口211將上晶圓W1、下晶圓W2及接合晶圓T搬入搬出。
如圖6所示,於處理容器210之內部設有上吸盤230及下吸盤231。上吸盤230將上晶圓W1之接合面W1j朝下,而從上方固持上晶圓W1。又,下吸盤231設於上吸盤230之下方,將下晶圓W2之接合面W2j朝上,而從下方固持下晶圓W2。
上吸盤230受設在處理容器210之頂棚面的支持構件280所支持。另一方面,下吸盤231受設在該下吸盤231之下方的第1下吸盤移動部291所支持。
如後述,第1下吸盤移動部291使下吸盤231於水平方向(Y軸方向)移動。又,第1下吸盤移動部291構造成使下吸盤231於鉛直方向移動自如、且可繞鉛直軸旋轉。
第1下吸盤移動部291安裝於設在該第1下吸盤移動部291之底面側、且於水平方向(Y軸方向)延伸之一對軌道295。第1下吸盤移動部291構造成沿著軌道295移動自如。軌道295設於第2下吸盤移動部296。
第2下吸盤移動部296安裝於設在該第2下吸盤移動部296之底面側、且於水平方向(X軸方向)延伸之一對軌道297。第2下吸盤移動部296構造成沿著軌道297移動自如。此外,一對軌道297設於配置在處理容器210之底面的載置部298上。
以第1下吸盤移動部291及第2下吸盤移動部296構成移動機構290。移動機構290使下吸盤231對於上吸盤230可相對移動。又,移動機構290使下吸盤231在基板傳遞位置與接合位置之間移動。
基板傳遞位置係上吸盤230從搬運裝置61接收上晶圓W1,且下吸盤231從搬運裝置61接收下晶圓W2,下吸盤231將接合晶圓T傳遞至搬運裝置61之位置。基板傳遞位置係連續進行在第n(n為1以上之自然數)次接合所製作之接合晶圓T的搬出與在第n+1次接合要接合之上晶圓W1及下晶圓W2的搬入之位置。基板傳遞位置係例如圖5及圖6所示之位置。
搬運裝置61於將上晶圓W1傳遞至上吸盤230之際,進入上吸盤230之正下方。又,搬運裝置61於從下吸盤231接收接合晶圓T,將下晶圓W2傳遞至下吸盤231之際,進入下吸盤231之正上方。上吸盤230與下吸盤231於橫向錯開,上吸盤230與下吸盤231之鉛直方向的間隔亦大,俾使搬運裝置61易進入。
另一方面,接合位置係使上晶圓W1與下晶圓W2隔開預定間隔而面對面之位置(對向位置)。接合位置係例如圖7所示之位置。在接合位置,鉛直方向之上晶圓W1與下晶圓W2的間隔比基板傳遞位置窄。又,在接合位置,不同於基板傳遞位置,從鉛直方向看,上晶圓W1與下晶圓W2重疊。
移動機構290使上吸盤230與下吸盤231之相對位置於水平方向(X軸方向及Y軸方向兩方向)與鉛直方向移動。此外,移動機構290在本實施形態中使下吸盤231移動,亦可使下吸盤231與上吸盤230任一者移動,也可使兩者移動。又,移動機構290亦可使上吸盤230或下吸盤231繞鉛直軸旋轉。
如圖7所示,上吸盤230沿著該上吸盤230之徑向,劃分成複數個(例如三個)區域230a、230b、230c。從上吸盤230之中心往外緣依序設置此等區域230a、230b、230c。區域230a形成俯視下正圓形,區域230b、230c形成俯視下圓環狀。
於各區域230a、230b、230c分別獨立設有抽吸管240a、240b、240c。於各抽吸管240a、240b、240c分別連接不同之真空泵241a、241b、241c。上吸盤230可依各區域230a、230b、230c,真空吸附上晶圓W1。
於上吸盤230設於鉛直方向升降自如之複數的固持銷245。複數之固持銷245連接於真空泵246,藉著真空泵246之作動,真空吸附上晶圓W1。上晶圓W1被真空吸附於複數之固持銷245的下端。亦可使用環狀吸附墊取代複數之固持銷245。
複數之固持銷245藉著以圖中未示之驅動部下降,而從上吸盤230之吸附面突出。在此狀態下,複數之固持銷245真空吸附上晶圓W1,從搬運裝置61接收。之後,複數之固持銷245上升,上晶圓W1接觸上吸盤230之吸附面。接著,上吸盤230藉著真空泵241a、241b、241c之作動,在各區域230a、230b、230c將上晶圓W1水平地真空吸附。
又,上吸盤230於中心具備將該上吸盤230於鉛直方向貫穿之貫穿孔243。壓動部250插通貫穿孔243。壓動部250藉著將與下晶圓W2隔開配置之上晶圓W1的中心往下壓,而使上晶圓W1與下晶圓W2接觸。
壓動部250具有壓動銷251、及該壓動銷251之升降導件亦即外筒252。壓動銷251藉著內置例如馬達之驅動部(圖中未示),插通貫穿孔243,從上吸盤230之吸附面突出,而將上晶圓W1之中心往下壓。
又,下吸盤231亦沿著該下吸盤231之徑向劃分成複數個(例如二個)區域231a、231b。從下吸盤231之中心往外緣依序設置此等區域231a、231b。區域231a形成俯視下正圓形,區域231b形成俯視下圓環狀。區域231b亦可沿著周向具有複數之圓弧狀區帶(小區域)。
於各區域231a、231b分別獨立設置抽吸管260a、260b。於各抽吸管260a、260b分別連接不同之真空泵261a、261b。藉此,下吸盤231可依各區域231a、231b,真空吸附下晶圓W2。
於此下吸盤231設於鉛直方向升降自如之複數個(例如三個)固持銷265。下晶圓W2載置於複數個固持銷265之上端。此外,下晶圓W2亦可被真空吸附於複數個固持銷265之上端。
複數個固持銷265上升,藉而從下吸盤231之吸附面突出。在此狀態下,複數個固持銷265從搬運裝置61接收下晶圓W2。之後,複數個固持銷265下降,藉而下晶圓W2接觸下吸盤231之吸附面300。接著,下吸盤231在吸附面300之複數的區域將下晶圓W2水平地真空吸附。
接著,參照圖8~圖10。就圖4之步驟S109的製作接合晶圓T之工序詳述。如圖8所示,控制裝置90以搬運裝置61對接合模組41搬入上晶圓W1及下晶圓W2(步驟S111)。搬入後之上吸盤230與下吸盤231之相對位置為圖6及圖7所示之基板傳遞位置。
然後,控制裝置90以移動機構290使上吸盤230與下吸盤231之相對位置從基板傳遞位置移動至圖7所示之接合位置(步驟S112)。在此步驟S112,控制裝置90如圖9所示,使用第1照相機S1及第2照相機S2,進行上晶圓W1與下晶圓W2之對位。
第1照相機S1固定於上吸盤230,而拍攝固持於下吸盤231之下晶圓W2。於下晶圓W2之接合面W2j預先形成有複數之基準點P21~P23。基準點P21~P23可使用電子電路等之圖形。基準點之數量可任意設定。
另一方面,第2照相機S2固定於下吸盤231,而拍攝固持於上吸盤230之上晶圓W1。於上晶圓W1之接合面W1j預先形成有複數之基準點P11~P13。基準點P11~P13可使用電子電路等之圖形。基準點之數量可任意設定。
如圖9(A)所示,接合模組41以移動機構290調整第1照相機S1與第2照相機S2之相對的水平方向位置。具體而言,移動機構290使下吸盤231於水平方向移動成第2照相機S2位於第1照相機S1之大約正下方。然後,第1照相機S1與第2照相機S2拍攝共同之目標X,移動機構290將第2照相機S2之水平方向位置微調成「第1照相機S1與第2照相機S2第2照相機S2之水平方向位置一致」。
接著,如圖9(B)所示,移動機構290使下吸盤231往鉛直上方移動,而調整上吸盤230與下吸盤231之水平方向位置。具體而言,一面由移動機構290使下吸盤231於水平方向移動,一面由第1照相機S1依序拍攝下晶圓W2之基準點P21~P23,同時由第2照相機S2依序拍攝上晶圓W1之基準點P11~P13。此外,圖9(B)顯示第1照相機S1拍攝下晶圓W2之基準點21,同時第2照相機S2拍攝上晶圓W1之基準點P11的樣態。
第1照相機S1及第2照相機S2將所拍攝之圖像資料發送至控制裝置90。控制裝置90依據以第1照相機S1拍攝之圖像資料及以第2照相機S2拍攝之圖像資料,控制移動機構290,而將下吸盤231之水平方向位置調整成:從鉛直方向看,上晶圓W1之基準點P11~P13與下晶圓W2之基準點P21~P23一致。
然後,如圖9(C)所示,移動機構290使下吸盤231往鉛直上方移動。結果,下晶圓W2之接合面W2j與上晶圓W1之接合面W1j的間隔G(參照圖7)形成為預定之距離、例如80μm~200μm。間隔G之調整使用第1位移計S3及第2位移計S4。
第1位移計S3與第1照相機S1同樣地,對上吸盤230固定,而測定固持於下吸盤231之下晶圓W2的厚度。第1位移計S3對例如下晶圓W2照射光,接收在下晶圓W2之上下兩面反射的反射光,而測定下晶圓W2之厚度。此厚度之測定例如於移動機構290使下吸盤231於水平方向移動之際實施。第1位移計S3之測定方式為例如共焦方式、光譜干擾方式或三角測量方式等。第1位移計S3之光源為LED或雷射。
另一方面,第2位移計S4與第2照相機S2同樣地,對下吸盤231固定,而測定固持於上吸盤230之上晶圓W1的厚度。第2位移計S4對例如上晶圓W1照射光,接收在上晶圓W1之上下兩面反射的反射光,而測定上晶圓W1之厚度。此厚度之測定例如於移動機構290使下吸盤231於水平方向移動之際實施。第2位移計S4之測定方式為例如共焦方式、光譜干擾方式或三角測量方式等。第2位移計S4之光源為LED或雷射。
第1位移計S3及第2位移計S4將所測定之資料發送至控制裝置90。控制裝置90依據以第1位移計S3測定之資料及以第2位移計S4測定之資料,控制移動機構290,而將下吸盤231之鉛直方向位置調整成「間隔G形成為設定值」。
接著,停止真空泵241a之作動,而如圖10(A)所示,解除區域230a之上晶圓W1的真空吸附。之後,壓動部250之壓動銷251下降,藉而將上晶圓W1之中心往下壓,而使上晶圓W1接觸下晶圓W2(步驟S113)。結果,將上晶圓W1與下晶圓W2之中心彼此接合。
由於上晶圓W1之接合面W1j與下晶圓W2之接合面W2j分別被改質,故首先於接合面W1j、W2j之間產生凡得瓦力(分子間力),而將該接合面W1j、W2j彼此接合。再者,由於上晶圓W1之接合面W1j與下晶圓W2之接合面W2j分別親水化完畢,故親水基(例如OH基)與氫鍵結,而將接合面W1j、W2j彼此牢固地接合。
然後,控制裝置90停止真空泵241b之作動,而如圖11(B)所示,解除區域230b之上晶圓W1的真空吸附。接著,控制裝置90停止真空泵241c之作動,而如圖11(C)所示,解除區域230c之上晶圓W1的真空吸附。
如此,從上晶圓W1之中心往周緣,階段性地解除上晶圓W1之真空吸附,上晶圓W1階段性地降下而抵接下晶圓W2。然後,上晶圓W1與下晶圓W2之接合從中心往周緣依序進行(步驟S114)。藉此,上晶圓W1之接合面W1j與下晶圓W2之接合面W2j整面抵接,上晶圓W1與下晶圓W2接合而獲得接合晶圓T。之後,接合裝置1使壓動銷251上升至原始之位置。
形成接合晶圓T後,控制裝置90以移動機構290將上吸盤230與下吸盤231之相對位置從圖8所示之接合位置移動至圖6及圖7所示之基板傳遞位置(步驟S115)。舉例而言,移動機構290首先使下吸盤231下降,而擴大下吸盤231與上吸盤230之鉛直方向的間隔。接著,移動機構290使下吸盤231往橫向移動,而使下吸盤231與上吸盤230於橫向錯開。
之後,控制裝置90以搬運裝置61將接合晶圓T從接合模組41搬出(步驟S116)。具體而言,首先,下吸盤231解除接合晶圓T之固持。接著,複數之固持銷265上升,而將接合晶圓T傳遞至搬運裝置61。之後,複數之固持銷265下降至原始之位置。
接著,一面參照圖11,一面說明本實施形態之下吸盤(固持部)231的構成。下吸盤231具有使吸附面300之外周側的高度(形狀)變形而固持之功能,以修正下晶圓W2之外周部的畸變。此外,在圖11及之後的圖中,將吸附面300描繪成平坦狀,吸附面300亦可為具備於徑向延伸之複數的凸條及沿周向環繞之複數的凸條之構成。
在此,上晶圓W1與下晶圓W2接合而成的接合晶圓T,當於接合後,測定上晶圓W1之基準點P11~P13與下晶圓W2之基準點P21~P23的偏移時,在接合晶圓T之外周部,基準點之偏移易變大。原因係接合前之上晶圓W1及下晶圓W2,其外周側比起中心側,接合面W1j、W2j之畸變較易顯現。因此,藉由下吸盤231控制吸附面300之外周側的高度,而配合上晶圓W1與下晶圓W2之外周部的相對畸變的差,使接合面W1j、W2j伸縮,而減低基準點之偏移。
具體而言,下吸盤231之吸附面300具有吸附下晶圓W2之外周部的外側吸附部301、及吸附下晶圓W2之外周部的內側之部分的內側吸附部302。內側吸附部302形成俯視下正圓形,外側吸附部301在內側吸附部302之外側的鄰接位置形成為圓環狀。
內側吸附部302具有上述區域231a、231b(參照圖7)。外側吸附部301與區域231b之一部分重疊,並構造成可賦予下晶圓W2之外周部區域231b之吸附壓力。舉例而言,在下吸盤231,外側吸附部301之形成部分具有:從抽吸管260b(參照圖7)往徑向外側延伸之複數的內部流路305;從各內部流路305分別連通吸附面300(外側吸附部301)之吸附孔306。藉此,下吸盤231可以內側吸附部302吸附下晶圓W2之中心至外周部的範圍,另一方面,可以外側吸附部301吸附下晶圓W2之外周部。
又,下吸盤231於該下吸盤231之內外具備使外側吸附部301與內側吸附部302相對地變形之功能。具體而言,下吸盤231具有搭載於移動機構290之基底構件310、及疊層於基底構件310上而直接固持下晶圓W2之固持構件320。又,下吸盤231於固持構件320之外周側具備使外側吸附部301變形之變形部321。
基底構件310在沿著鉛直方向之側面剖視(參照圖11)下,呈凸狀,該凸狀具有固定於移動機構290(移動機構290之移動台)之基部311、及從基部311之中央部分往鉛直方向上側突出短之突部312。基底構件310藉由將固持構件320之內側吸附部302的反面(背面)固定於突部312之上端面,而於水平方向支持固持構件320整體。
因而,下吸盤231在突部312之徑向外側,於基底構件310之基部311的頂面與固持構件320之外側吸附部301的背面(例如底面)之間,形成有隔出構件彼此之間隔的間隙313。在此,接合模組41於移動機構290之三維方向移動時,將反射「用以測定水平方向位置之圖中未示的位移計之光」的鏡314設定於下吸盤231之附近位置。鏡314與基底構件310在移動機構290之移動台上分離設置。若構成為基底構件310隨著下吸盤231之變形部321的變形而變形,則有對鄰接之鏡314的反射產生影響之可能性。
因此,下吸盤231不以基底構件310支持外側吸附部301之背面,藉而可防止外側吸附部301之變形的影響傳遞至基底構件310。即,縱使接合裝置1為使外側吸附部301變形之構造,亦可使鏡314之反射穩定化而提高下吸盤231附近之測量精確度,而可使下吸盤231之定位等穩定地實施。
又,本實施形態之固持構件320於外側吸附部301之下側(對外側吸附部301於鉛直方向重疊之內部),具有構成變形部321之變形用空間322。變形用空間322係在沿著鉛直方向之剖視下,以固持構件320之下壁323、上壁324、外周壁325及內周壁326包圍之空間。變形用空間322在與固持構件320之外側的壓力相同的狀態下,形成有於水平方向具有長邊之長方形。下壁323、上壁324、外周壁325及內周壁326可為一體成形之構件,亦可一部分之壁與其他部分之壁以不同構件構成。舉例而言,固持構件320亦可以彈性係數高(硬質)之材料構成下壁323,以彈性係數比下壁323低(軟質)之材料構成上壁324、外周壁325及內周壁326。
於構成變形用空間322之上壁324,設有上述各內部流路305及各吸附孔306。又,上壁324(外側吸附部301之表面(例如頂面)與變形用空間322之間)的厚度,形成為比下壁323(外側吸附部301之背面(例如底面)與變形用空間322之間)的厚度薄。是故,當變形用空間322內之內壓變動時,上壁324會大幅變形,另一方面,下壁323、外周壁325及內周壁326則幾乎不會變形。因此,下吸盤231隨著變形用空間322之內壓的變動,使上壁324變形,而可使外側吸附部301穩定且確實地變形。
又,如圖12(A)所示,變形用空間322形成為環繞「構成吸附面300之固持構件320的內部」之圓環形狀(環狀)。因此,變形用空間322之內壓均勻地施加於固持構件320之周向。因而,下吸盤231可伴隨變形用空間322之內壓的變動,使外側吸附部301在整個周向一體且均勻地變形。
舉例而言,藉由使變形用空間322之內壓增加,如圖12(B)所示,上壁324在固持構件320之整個周向凸出。此外,在圖12(B),白色顯示在吸附面300作為基準之內側吸附部302的鉛直方向之高度(位置),顯示了越黑,吸附面300之高度越高。如此,下吸盤231伴隨變形部321之變形,使外側吸附部301之高度在整個周向變形,藉而可使下晶圓W2之外周部均勻地變形。
返回至圖11,接合模組41將「使變形用流體對於變形用空間322供給及排出之流體供給排出部330」連接於固持構件320之側周面的埠口。在本實施形態,變形用流體為空氣。此外,變形用流體不限於空氣,亦可使用氮(N
2)等惰性氣體、或者水或油等液體。
流體供給排出部330具有連接於固持構件320之埠口,並往處理容器210之外部延伸的供給排出路徑331。又,流體供給排出部330從供給排出路徑331往下游側依序具備泵(加壓泵332、減壓泵333)、調整器334、閥335及壓力感測器336。
加壓泵332及減壓泵333例如可在調整器334之上游側分歧,在控制裝置90之控制下獨立地動作。加壓泵332將空氣供給予固持構件320而增加變形用空間322之內壓。減壓泵333使空氣從固持構件320排出而減少變形用空間322之內壓。
調整器334使用例如電動氣動調整器,將在供給排出路徑331流通之空氣的壓力調整成控制裝置90指示之目標壓力。此外,流體供給排出部330不限於使用一個調整器334,例如亦可於加壓泵332與減壓泵333分別使用調整器334。
閥335在控制裝置90之控制下,開閉供給排出路徑331內之流路。此閥335可使用:例如具有開閉供給排出路徑331之功能及對大氣開放而使空氣流入流出之功能的氣動閥(AOV)。藉此,閥335於外側吸附部301之變形結束時,對大氣開放,藉而可使變形部321立即回復原狀。此外,閥335亦不限使用一個,例如亦可於加壓泵332與減壓泵333分別使用閥335。
壓力感測器336檢測對固持構件320供給或排出之空氣的壓力,將其檢測資訊發送至控制裝置90。控制裝置90依據此壓力感測器336之檢測資訊,調整供給予變形部321之空氣的供給量,並且在適當的時間點封閉閥335。在閥335之封閉狀態下,變形用空間322維持在預定內壓,而可使上壁324之變形狀態繼續。
再者,接合模組41於下吸盤231之鉛直方向上側具備位移感測器(測定器)340,以檢測外側吸附部301之變形量。位移感測器340例如設置於配置在基板傳遞位置之下吸盤231的外側吸附部301之上方。位移感測器340之測定方式為例如共焦方式、光譜干擾方式或三角測量方式等。位移感測器304之光源為LED或雷射。位移感測器340連接於控制裝置90,在下晶圓W2不存在於吸附面300之狀態下,測定外側吸附部301之變形量,將所測定之測定資訊發送至控制裝置90。
控制裝置90依據此位移感測器340所測定之測定資訊,可使變形部321動作。舉例而言,控制裝置90於外側吸附部301之位置在目標位置時,停止變形部321之變形。外側吸附部301之位置不在目標位置時,使變形部321隨著與目標位置之偏移量及偏移方向變形。此外,在圖11,於外側吸附部301之對向位置設置一個位移感測器340,位移感測器340亦可於外側吸附部301之周向設置複數個。又,位移感測器340亦可利用使用於上吸盤230之第1位移計S3。
又,本實施形態之接合模組41於將下晶圓W2載置於下吸盤231之吸附面300之際,利用外側吸附部301(變形用空間322)之寬度方向中間位置301c的內側之變形,使下晶圓W2變形。因此,如圖13所示,接合模組41於將下晶圓W2固持於吸附面300之際,將下晶圓W2定位成下晶圓W2之外緣位於外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的內側。此外,在圖13,為方便起見,以一點鏈線顯示外側吸附部301之寬度方向中間位置301c。
變形用空間322之形成範圍係設計成:取決於下晶圓W2之尺寸的大小,以將下晶圓W2之外緣配置於外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的內側。舉例而言,當下晶圓W2之直徑為300mm時,變形用空間322之內周壁326的直徑φI宜設定為270mm~280mm之範圍,變形用空間322之外周壁325的直徑φO宜設定為340mm~350mm之範圍(參照圖12)。在本實施形態,令內周壁326之直徑φI為276mm,令外周壁325之直徑φO為346mm。因而,外側吸附部301(變形用空間322)之寬度為70mm,外側吸附部301之寬度方向中間位置301c為35mm。從下吸盤231至外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的直徑為276mm+35mm=311mm。外側吸附部301與內側吸附部302之交界可以內周壁326規定。外側吸附部301可視為內周壁326之徑向外側的固持構件320全體,亦可視為變形用空間322之形成範圍(外周壁325與內周壁326之間)。或者,外側吸附部301與內側吸附部302之交界亦可以基底構件310之支持部分(突部312)與非支持部(間隙313)規定(參照圖11)。又,舉例而言,外側吸附部301之寬度對內側吸附部302之半徑的比例以設定為1/5~3/5左右之範圍為佳。
接合模組41藉著「將下晶圓W2之外緣配置於外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的內側」,而可在變形部321之山形或谷形的變形,為上晶圓W1及下晶圓W2帶來寬度方向中間位置301c內側的變形形狀之影響。舉例而言,下晶圓W2之接合面W2j的外緣與上晶圓W1相對地伸長時,進行使變形用空間322之變形部321(上壁324)凸出的動作,以使接合面W2j縮短至內側(亦參照圖14(A))。反之,當下晶圓W2之接合面W2j的外緣與上晶圓W1相對地縮短時,進行使變形用空間322之變形部321(上壁324)凹下的動作,以使接合面W2j伸長至外側(亦參照圖14(B))。如此,接合裝置1利用變形的外側吸附部301的中心側之形狀,而可以高精度地修正於上晶圓W1和下晶圓W2相對地產生之伸長及縮短。
本實施形態之接合裝置1基本上如以上構成,以下,一面參照圖15,一面說明其動作(基板之固持方法)。
控制裝置90在接合晶圓T之製作過程的下晶圓W2之搬入工序(圖8之步驟S111),將下晶圓W2固持於下吸盤231之際,進行適當調整下吸盤231形狀的處理。惟,當在吸附下晶圓W2之狀態下,使下吸盤231變形時,會產生下晶圓W2之背面磨損、變形量變化等影響。
是故,控制裝置90在呈無下晶圓W2之狀態的下吸盤231,實施形狀之調整。具體而言,控制裝置90首先判定在下吸盤231是否無下晶圓W2(步驟S121)。舉例而言,控制裝置90賦予吸附面300吸附壓力,以感測器等監視此時之吸附路徑及真空泵261a、261b之壓力變動,藉此,可判定下晶圓W2之有無。
然後,當下晶圓W2在下吸盤231時(步驟S121:否),前進至步驟S122。在步驟S122,控制裝置90藉由控制裝置90之圖中未示的監視器等,通知有下晶圓W2之主旨的錯誤。此外,當下吸盤231有接合晶圓T,且在取出此接合晶圓T之前時,控制裝置90可實施以搬運裝置61取出接合晶圓T之動作。又,控制裝置90當有下晶圓W2時,亦可與錯誤之通知同時地,自動地進行以搬運裝置61取出下晶圓W2之動作後,移轉至步驟S123。
另一方面,當下晶圓W2不在下吸盤231時(步驟S121:是),則前進至步驟S123。在步驟S123,使移動機構290動作,而使下吸盤231移動至基板傳遞位置。
接著,控制裝置90以位移感測器340測定下吸盤231之外側吸附部301的高度(鉛直方向之位置)(步驟S124)。藉此,控制裝置90可辨識外側吸附部301當下之高度。
之後,控制裝置90判定外側吸附部301之高度是否在目標位置(步驟S125)。藉著以翹曲測定裝置5(參照圖1)測定上晶圓W1及下晶圓W2之各翹曲狀態(翹曲量、翹曲方向),控制裝置90依據上晶圓W1與下晶圓W2之翹曲狀態的相對差,可適當地計算此目標位置,藉而於基板處理前預先算出該目標位置。
然後,當外側吸附部301之位置不在目標位置時(步驟S125:否),控制裝置90前進至步驟S126,進行變形部321之變形動作。此時,控制裝置90將依據上晶圓W1與下晶圓W2之翹曲狀態的相對差之外側吸附部301按變形方向及變形量,選擇性地進行增加變形用空間322之內壓的加壓處理、及減少變形用空間322之內壓的減壓處理。
舉例而言,進行加壓處理時,以流體供給排出部330將空氣供給予變形用空間322,藉而如圖14(A)所示,使上壁324往鉛直方向上側隆起(凸出)。此時,上壁324彎曲成以寬度方向中間位置301c為頂部之弓形。因此,於下吸盤231變形後,外緣被吸附至外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的徑向內側之下晶圓W2以朝徑向外側往鉛直方向上側傾斜之形狀固持於下吸盤231。
藉此,例如下晶圓W2之接合面W2j的外周部與上晶圓W1之接合面W1j相對地畸變成往徑向外側伸長時,在吸附下晶圓W2時,可將下晶圓W2固持成往徑向內側縮短。或者,上晶圓W1之接合面W1j的外周部與下晶圓W2之接合面W2j相對地畸變成往徑向內側縮短時,在接合時,可將上晶圓W1接合成往徑向外側伸長。
另一方面,進行減壓處理時,如圖14(B)所示,以流體供給排出部330從變形用空間322排出空氣,藉而可使上壁324往鉛直方向下側凹陷(收縮)。此時,上壁324彎曲成以寬度方向中間位置301c為底部之弓形。因此,於下吸盤231變形後,外緣被吸附至外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的徑向內側之下晶圓W2,以朝徑向外側往鉛直方向下側傾斜的形狀,固持於下吸盤231。
藉此,例如下晶圓W2之接合面W2j的外周部與上晶圓W1之接合面W1j相對地畸變成往徑向內側縮短時,在吸附下晶圓W2時,可將下晶圓W2固持成往徑向外側伸長。或者,上晶圓W1之接合面W1j的外周部與下晶圓W2之接合面W2j相對地畸變成往徑向內側伸長時,在接合時,可將上晶圓W1接合成往徑向內側縮短。
返回至圖15,控制裝置90於步驟S126之變形部321的變形動作時,反覆進行步驟S124及步驟S125,藉而監視外側吸附部301之位置。然後,在步驟S125,控制裝置90於判定外側吸附部301之位置在目標位置時(步驟S125:是),停止變形部321之變形動作而前進至步驟S127。此外,最初,根據位移感測器340之測定,外側吸附部301在目標位置時,不進行變形部321之變形動作而前進至步驟S127。
在步驟S127,控制裝置90對於「外側吸附部301的位置被調整至目標位置的下吸盤231」,實施從搬運裝置61(參照圖1)接收下晶圓W2之動作。在接收此下晶圓W2時,控制裝置90以真空泵261a、261b使吸附面300發揮吸附壓力,藉而使外側吸附部301及內側吸附部302吸附下晶圓W2。如上述,當外側吸附部301凸出或收縮時,以下晶圓W2的外周部變形的狀態,固持下晶圓W2。然後,接合裝置1在下晶圓W2變形的狀態下,使下吸盤231移動至接合位置(圖8之步驟S112),與上晶圓W1接合(圖8之步驟S113、S114)。藉此,接合裝置1可製作外周部之基準點的偏移降低之接合晶圓T。
如以上,本實施形態之接合裝置1以變形部321使外側吸附部301與內側吸附部302相對地變形,藉而可適當地修正下晶圓W2(及上晶圓W1)之外周部的畸變。藉此,例如在下晶圓W2之接合面W2j的外周部,與上晶圓W1之接合面W1j的外周部相對地產生較大之畸變時,可充分地修正下晶圓W2之畸變,而與上晶圓W1接合。結果,接合裝置1可製作上晶圓W1之基準點P11~P13與下晶圓W2之基準點P21~P23的偏移降低之接合晶圓T。
特別是第1實施形態之接合裝置1對於變形用空間322進行空氣的供給排出,而使外側吸附部301變形(凸出及收縮),藉而可使外側吸附部301簡單地變形。由於變形用空間322,可在固持構件320的構造不複雜下使變形部321變形,故可促進下吸盤231之薄型化。又,接合裝置1藉著外側吸附部301之表面(例如頂面)與內側吸附部302之表面(例如頂面)齊平地連續,使得「即便是使外側吸附部301變形的構造,亦可在外側吸附部301與內側吸附部302的交界,不搖晃而穩定地支持下晶圓W2」。又,控制裝置90藉著一面以位移感測器340測定外側吸附部301之位置,一面使外側吸附部301變形,可使外側吸附部301確實地變形至目標位置。
此外,接合裝置1及基板之固持方法不限於上述構成,當然可採用各種變形例。舉例而言,基板處理裝置不限於接合裝置1,亦可使用於具備固持基板之吸盤(固持部),進行在基板處理中與基板之面內均一性相關的基板處理之裝置。一例係在成膜裝置(基板處理裝置),藉著外側吸附部301之變形而改善基板外周部的畸變之狀態下,進行成膜處理(基板處理),藉而能高精確度地調整欲形成之膜的厚度。
又,如圖14(C)所示,接合裝置1亦可將下晶圓W2之外緣配置於外側吸附部301之寬度方向中間位置301c的外側。因下晶圓W2之構造上的要素,伸長及縮短隨著下晶圓W2之徑向上的位置而不同時,利用外側吸附部301之變形,可對於接合面W2j進行縮短與伸長之修正,藉而可使外周部之修正進一步地最佳化。
又,舉例而言,如圖16所示,使外側吸附部301變形之變形部321的構成亦可為沿著下吸盤231之周向具有複數個分隔的變形用空間322A,對複數個變形用空間322A各個供給及排出空氣。藉此,下吸盤231可按下晶圓W2(或上晶圓W1)之畸變,個別調整外側吸附部301之周向的變形量。舉例而言,X軸方向之接合面W2j伸長,另一方面,Y軸方向之接合面W2j縮短時,外側吸附部301可將X軸方向之變形用空間322A加壓,將Y軸方向之變形用空間322A減壓。亦即,接合裝置1可按下晶圓W2及上晶圓W1之伸縮(畸變)的相對差,適當地進行修正。此外,在圖16中,圖示了分隔成八個變形用空間322A之構成,此分隔數量及各空間之容積等當然可自由設計。
[第2實施形態]
接著,一面參照圖17及圖18,一面說明第2實施形態之下吸盤231A。此下吸盤231A與第1實施形態之下吸盤231的不同點在於:外側吸附部301之變形並非藉著變形用流體之供給排出,而是藉著具有致動器(驅動源)之機構部350以機械方式進行。
具體而言,下吸盤231A之固持構件320具有圓盤狀內側支持部327、及設於內側支持部327之外側鄰接位置的複數之圓弧狀外側支持部328。舉例而言,內側支持部327與外側支持部328以不同構件構成,以用螺絲固定等適當的固定機構固定兩部,藉此,以兩部之頂面形成大約平坦狀吸附面300。此外,固持構件320亦可為內側支持部327與外側支持部328一體成形之構成。
外側支持部328以「具有比內側支持部327之彈性係數小的彈性係數之材料」構成。此外側支持部328在沿著鉛直方向之側面剖視下,呈具有「固定於內側支持部327之縱部位328a;及從縱部位328a之上端往水平方向突出之橫部位328b」的L字形。又,橫部位328b之頂面形成有吸附面300之外側吸附部301,內側支持部327之頂面形成有吸附面300之內側吸附部302。即,下吸盤231A具有使外側支持部328之橫部位328b於高度方向變形之變形部321A。
變形部321A包含托架351、使外側支持部328動作之壓電致動器352、及檢測外側支持部328之位置的控制用感測器353。
托架351固定於外側支持部328之縱部位328a。托架351在外側支持部328被切除的空間,固持壓電致動器352及控制用感測器353。
壓電致動器352,依據對於圖中未示之壓電元件的電力供給,使銷部352p前進,另一方面,依據對於該壓電元件的供電停止,使銷部352p後退。此壓電致動器352可依施加之電力,在數nm~數百μm之範圍,高精確度地控制銷部352p之位置。
銷部352p從壓電致動器352之機體沿著鉛直方向突出。藉以適當的固定機構(用螺絲固定、焊接等)將銷部352p之上端部對於對向之外側支持部328的橫部位328b固定。因而,橫部位328b隨著銷部352p之上升,朝徑向外側往鉛直方向上側彎曲,另一方面,隨著銷部352p之下降,朝徑向外側往鉛直方向下側彎曲。
控制用感測器353係測量橫部位328b之最外周側的鉛直方向位置之感測器,對控制裝置90連接成可通信資訊。此種控制用感測器353可使用例如靜電容量感測器、光學式位移感測器、畸變感測器等。控制裝置90於壓電致動器352驅動時,依據控制用感測器353檢測之測定資訊,控制供給予該壓電致動器352之電力。
再者,下吸盤231A亦可於外側支持部328之橫部位328b的鉛直方向上側具備位移感測器340,而以位移感測器340測定橫部位328b之位置或下晶圓W2之位置。控制裝置90依據位移感測器340之測定資訊,可調整供給予壓電致動器352之電力。
又,如圖18所示,下吸盤231A具備沿著外側吸附部301之周向分隔成複數個區段的外側支持部328。於相互鄰接之外側支持部328彼此之間,形成有沿著徑向延伸之縫隙329。藉著縫隙329到達內側支持部327,而使各外側支持部328完全分離。又,下吸盤231A於複數之外側支持部328各具備變形部321A(托架351、壓電致動器352、控制用感測器353),而可使各橫部位328b獨立變形。
如此,接合裝置1沿著外側吸附部301之周向,具備複數個使各外側支持部328變形之機構部350,藉而可使各外側吸附部301適當地變形。特別是,機構部350藉著使用壓電致動器352作為驅動源,可在控制裝置90之控制下,使各外側吸附部301高精度地變形。
此外,下吸盤231A之構成亦可為:使外側吸附部301係沿著周向連續之構成,藉著使複數個變形部321A同時動作,而使外側吸附部301之整個周向一體地變形。又,使外側支持部328之橫部位328b變形的變形部321A不限於圖17所示之機構,可採用各種構成。以下,一面參照圖19,一面說明數個變形部321A之其他構成。
圖19(A)所示之變形部321B(機構部350A)使用內置畸變感測器352s之壓電致動器352A。畸變感測器352s藉著檢測銷部352p之位移,將其資訊發送至控制裝置90,可發揮與上述控制用感測器353相同之作用。藉此,變形部321B可省略控制用感測器353。因此,變形部321B可使用固定壓電致動器352A之簡單形狀的托架351,而可使整體構成更簡化。
圖19(B)所示之變形部321C(機構部350B),沿著外側吸附部301之徑向,具備複數個壓電致動器352A。此時,托架351形成為具有複數之凹部,以收納各壓電致動器352A。各壓電致動器352A內置畸變感測器352s,而可檢測各銷部352p之位移。控制裝置90藉著個別控制於徑向排列之各壓電致動器352A的位移,可使外側吸附部301之變形更大,或者可採用使外側吸附部301彎曲成山形或谷形等之各種形狀。
圖19(C)所示之變形部321D使用線性機構354取代具有壓電致動器352之機構部350。具體而言,變形部321D以托架351固持線性機構354之殼體355,於此殼體355內具有線性馬達356、線性導件357、線性標度尺358。
線性馬達356連接於控制裝置90,依據從控制裝置90供給之電力,在線性導件357上位移。線性導件357沿著鉛直方向延伸。因此,變形部321D使從線性馬達356突出之銷部356p升降(位移),而使銷部356p連結之外側支持部328的橫部位328b變形。控制裝置90藉著一面以線性標度尺358檢測線性馬達356之位置,一面使線性馬達356位移,可適當地調整橫部位328b之變形方向及變形量。
圖19(D)所示之變形部321E於殼體355內具備線性導件357、線性標度尺358、伺服馬達359及滾珠螺桿機構360作為另一線性機構354A。即,此線性機構354A調整供給予伺服馬達359之電力脈衝,在滾珠螺桿機構360將伺服馬達359之旋轉轉換成線性運動,藉此,使連結於滾珠螺桿機構360之可動體的銷部360p進退。此時,控制裝置90亦可適當地調整橫部位328b之變形方向及變形量。
此次揭示之實施形態的基板處理裝置(接合裝置1)及基板之固持方法在所有點為例示,並非限制。實施形態可在不脫離附加之申請專利範圍及其主旨下,以各種形態變形及改良。記載於上述複數之實施形態的事項在不矛盾之範圍,亦可採用其他構成,又,在不矛盾之範圍可組合。
1:接合裝置(基板處理裝置)
2:搬入搬出站
3:處理站
5:翹曲測定裝置
10:載置台
20:搬運區域
21:搬運路徑
22:搬運裝置
33:表面改質裝置
34:表面親水化裝置
41:接合模組
42:第1溫度調節裝置
43:第2溫度調節裝置
51:第1位置調節裝置
52:第2位置調節裝置
53:轉移裝置
54:轉移裝置
60:搬運區域
61:搬運裝置
90:控制裝置(控制部)
91:處理器
92:記憶體
210:處理容器
211:搬入搬出口
212:開閉擋門
230:上吸盤
230a:區域
230b:區域
230c:區域
231:下吸盤
231A:下吸盤
231a:區域
231b:區域
240a:抽吸管
240b:抽吸管
240c:抽吸管
241a:真空泵
241b:真空泵
241c:真空泵
243:貫穿孔
245:固持銷
246:真空泵
250:壓動部
251:壓動銷
252:外筒
260a:抽吸管
260b:抽吸管
261a:真空泵
261b:真空泵
265:固持銷
280:支持構件
290:移動機構
291:第1下吸盤移動部
295:軌道
296:第2下吸盤移動部
297:軌道
298:載置部
300:吸附面
301:外側吸附部
301c:寬度方向中間位置
302:內側吸附部
305:內部流路
306:吸附孔
310:基底構件
311:基部
312:突部
313:間隙
314:鏡
320:固持構件
321:變形部
321A:變形部
321B:變形部
321C:變形部
321D:變形部
321E:變形部
322:變形用空間
322A:變形用空間
323:下壁
324:上壁
325:外周壁
326:內周壁
327:內側支持部
328:外側支持部
328a:縱部位
328b:橫部位
329:縫隙
330:流體供給排出部
331:供給排出路徑
332:加壓泵
333:減壓泵
334:調整器
335:閥
336:壓力感測器
340:位移感測器
350:機構部
350A:機構部
350B:機構部
351:托架
352:壓電致動器
352p:銷部
352s:畸變感測器
353:控制用感測器
354:線性機構
354A:線性機構
355:殼體
356:線性馬達
357:線性導件
358:線性標度尺
359:伺服馬達
360:滾珠螺桿機構
360p:銷部
CS1:匣盒
CS2:匣盒
CS3:匣盒
G:間隔
P11:基準點
P12:基準點
P13:基準點
P21:基準點
P22:基準點
P23:基準點
PB1:第1處理區塊
PB2:第2處理區塊
PB3:第3處理區塊
S1:第1照相機
S2:第2照相機
S3:第1位移計
S4:第2位移計
S101:步驟
S102:步驟
S103:步驟
S104:步驟
S105:步驟
S106:步驟
S107:步驟
S108:步驟
S109:步驟
S111:步驟
S112:步驟
S113:步驟
S114:步驟
S115:步驟
S116:步驟
S121:步驟
S122:步驟
S123:步驟
S124:步驟
S125:步驟
S126:步驟
S127:步驟
T:接合晶圓
W1:上晶圓(第1基板)
W1j:接合面
W1n:非接合面
W2:下晶圓(第2基板)
W2j:接合面
W2n:非接合面
X:方向
Y:方向
Z:方向
圖1係顯示接合裝置之平面圖。
圖2係圖1之接合裝置的側視圖。
圖3係顯示第1基板及第2基板之一例的側視圖。
圖4係顯示接合方法之流程圖。
圖5係顯示第1實施形態之接合模組的一例之平面圖。
圖6係圖5之接合模組的側視圖。
圖7係顯示上吸盤及下吸盤之一例的截面圖。
圖8係顯示圖4之步驟S109的細節之流程圖。
圖9(A)係顯示圖8之步驟S112的動作之一例的側視圖。圖9(B)係顯示接續圖9(A)之動作的側視圖。圖9(C)係顯示接續圖9(B)之動作的側視圖。
圖10(A)係顯示圖8之步驟S113的動作之一例的截面圖。圖10(B)係顯示圖8之步驟S114的動作之一例的截面圖。圖10(C)係顯示接續圖10(B)之動作的截面圖。
圖11係顯示使第1實施形態之下吸盤的外側吸附部變形之構成的截面圖。
圖12(A)係下吸盤之平面圖。圖12(B)係顯示使下吸盤的外側吸附部凸出之際的吸附面位置之平面圖。
圖13係放大顯示下吸盤之變形部的截面立體圖。
圖14(A)係顯示使外側吸附部凸出之形態的截面圖。圖14(B)係顯示使外側吸附部收縮之形態的截面圖。圖14(C)係顯示於外側吸附部之寬度方向中間位置的外側配置有基板之外緣的形態之截面圖。
圖15係顯示基板之固持方法的流程圖。
圖16係變形例之下吸盤的平面圖。
圖17係顯示使第2實施形態之下吸盤的外側吸附部變形之構成的截面圖。
圖18係顯示在下吸盤分隔成複數個之外側吸附部的立體圖。
圖19(A)係顯示變形部之其他第1構成例的截面圖。圖19(B)係顯示變形部之其他第2構成例的截面圖。圖19(C)係顯示變形部之其他第3構成例的截面圖。圖19(D)係顯示變形部之其他第4構成例的截面圖。
1:接合裝置(基板處理裝置)
41:接合模組
90:控制裝置(控制部)
231:下吸盤
231a:區域
231b:區域
260a:抽吸管
260b:抽吸管
261a:真空泵
261b:真空泵
290:移動機構
300:吸附面
301:外側吸附部
302:內側吸附部
305:內部流路
306:吸附孔
310:基底構件
311:基部
312:突部
313:間隙
314:鏡
320:固持構件
321:變形部
322:變形用空間
323:下壁
324:上壁
325:外周壁
326:內周壁
330:流體供給排出部
331:供給排出路徑
332:加壓泵
333:減壓泵
334:調整器
335:閥
336:壓力感測器
340:位移感測器
Claims (14)
- 一種基板處理裝置,具備: 固持部,其以吸附面吸附固持基板; 該吸附面包含: 外側吸附部,其吸附該基板之外周部; 內側吸附部,其吸附該基板之該外周部的內側之部分; 該固持部具有: 變形部,其使該外側吸附部與該內側吸附部相對地變形。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中, 該變形部於位於該外側吸附部之該固持部的內部具有變形用空間; 藉著將流體供給予該變形用空間,而使該外側吸附部相對於該內側吸附部凸出,藉著從該固持部之內部排出該流體,可使該外側吸附部相對於該內側吸附部收縮。
- 如請求項2之基板處理裝置,其中, 該固持部具備: 固持構件,其具有該吸附面;及 基底構件,其支持該固持構件之背面; 該基底構件支持該內側吸附部之背面,但不支持該外側吸附部之背面。
- 如請求項2之基板處理裝置,其中, 該外側吸附部之表面與該變形用空間之間的厚度比該外側吸附部之背面與該變形用空間之間的厚度薄。
- 如請求項2之基板處理裝置,其中, 該變形用空間沿著該固持部之周向呈環狀地連續。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中, 該變形部包含: 外側支持部,其在該外側吸附部接觸該基板;及 機構部,其連接於該外側支持部而使該外側支持部變形。
- 如請求項6之基板處理裝置,其中, 該機構部具有壓電致動器作為使該外側支持部升降之驅動源。
- 如請求項1至請求項7中任一項之基板處理裝置,其中, 該外側吸附部之表面與該內側吸附部之表面齊平地連續。
- 如請求項1至請求項4、請求項6中任一項之基板處理裝置,其中, 該外側吸附部沿著該固持部之周向分隔成複數個。
- 如請求項1至請求項7中任一項之基板處理裝置,其中, 在使該吸附面之中心與該基板之中心一致來使該基板吸附於該吸附面之狀態下,該變形部之寬度方向中間位置位於該基板之外緣的徑向外側。
- 如請求項1至請求項7中任一項之基板處理裝置,其具備: 測定器,其測定該外側吸附部之位置; 控制部,其依據該測定器所測定之測定資訊,使該變形部變形; 該控制部於判定所測定之該外側吸附部的位置在目標位置時,停止該變形部之變形。
- 如請求項11之基板處理裝置,其中, 該控制部於所測定之該外側吸附部的位置不在該目標位置時,使該變形部形。
- 如請求項1至請求項7中任一項之基板處理裝置,其中, 該基板處理裝置係將以該固持部吸附之該基板與配置於該基板之對向位置的另一基板接合之接合裝置。
- 一種基板之固持方法,以具備吸附面之固持部固持基板,該吸附面部包含: 外側吸附部,其吸附該基板之外周部; 內側吸附部,其吸附該基板之該外周部的內側之部分; 該基板之固持方法具有下列工序: 以設於該固持部之變形部,使該外側吸附部與該內側吸附部相對地變形; 於該外側吸附部變形後,以該外側吸附部及該內側吸附部吸附該基板。
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