TW462086B - Substrate processing apparatus, substrate support apparatus, substrate processing method, and substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
>ίϊ f λ- Μ 卬 r 462086 A7 ________B7_ 五、發明説明(1 ) 發明背景 發明領域 本發明係關於一種基底處理裝置,用以互相重叠和接 觸兩基底,一基底支持裝置,和基底處理方法,以及使用 此裝置或方法之基底製造方’·法。 本發明亦關於由矽材料構成之基底支持台,包括此基 底支持台之基底處理裝置,製造和操控此基底支持台之方 法,和一基底處理方法。 相關技藝之說明 已有藉由陽極接合,按壓,或熱處理而使兩晶圓(基 底)接觸和結合在一起之方法。此方法適於製造具有例如 s〇I構造之晶圓。 圖1 4A和1 4B顯示結合晶圓之步驟之示意圖。在 此結合步驟中,接合面面向上之第一晶圓1設定i晶圓支 持夾具2 0 1上,和接合面面向下之第二晶圓2柔軟的設 置在第一晶圓1上,如圖14A所示*此時,上晶圓2在 介於晶圓間之氣體(例如,空氣或惰性氣體)上浮動,如 圖1 4 A所示。 如圖1 4 B所示,當按壓銷2 0 2在介於晶圓1和2 間之氣體完全移除前按壓接近上晶圓2之中央部份時,在 晶圓之中央部份上之空氣移向周邊。晶圓1和2首先在中 央部份接觸*當介於晶圓間之氣體逐渐向外移動時,接觸 ------„------L-----:I 訂----.--Φ1 {对先閲讀背面之注項再蛾巧本頁) 本纸张尺度適用中固國家標準(CNS > A4规格(210X297公釐) -4- 4 6208 6 A7 B7_ 五、發明説明& ) 面積擴大,且最後,整個晶圓互相接觸· 雖然上述之方法可應用簡單的操作而使兩晶圓接觸, 但是其具有下列之問題。 問題之一爲由於兩晶圓之對準所導致對晶圓之汙染。 由於上晶圓在介於晶圓間之氣體上浮動,在移動上晶圓2 在水平面上之磨擦力非常小:。即使當夾具2 0 1些微的傾 斜,上晶圓2亦會滑動》因此,爲了適當的對準兩晶圓1 和2 ,需要一機構以限制在水平面中之晶圓2之移動· 如圖14A和Γ4Β所示之夾具201具有一凹陷部 份以配合晶圓1和2之形狀。晶圓1和2對準,而以凹陷 部份之側壁限制在水平方法之移動· 圖1 5爲用以重叠晶圓1和2並使其對準之另一夾具 之圖。夾具2 0 3具有多數之對準銷2 0 4和按壓銷 2 0 5。晶圓1和2藉由按壓銷2 0 5而壓抵多數之對準 銷2 0 4,藉以限制晶圓1和2在水平面上之移動。 使用如圖1 4A和1 4B或圖1 5所示之夾:而重疊 兩晶圓之方法具有會產生顆粒,對晶圓之周緣部份衝擊損 害,或因爲晶圓之周緣部份接觸夾具而降低良率等缺點。 另一問題乃是在按壓晶圓時無法獲得固定的條件。更 特別而言,在兩晶圓重叠後直到它們以按壓銷按壓之時間 並非固定,且由按壓銷在按壓兩晶圓時介於晶圓間之間隙 亦非固定。因此,藉由使兩晶圓接觸而得之晶圓之品質難 以一致。此外,介於晶圓間之氣體有時會在晶圓由按壓銷 按壓前逃逸。在此例中,由於晶圓無法接觸,而會逐漸的 (誚先W讀背面之注意事項再功寫本萸) 订 A ! 本紙张尺度这;ί]中园圉家標準(CNS >A4現格(210X297公釐) -5- 4 6 208 6 A7 ___B7__ 五、發明説明0 ) 由中央部份向外移出氣體,部份氣體仍會陷於晶圓間。 關於欲在半導體裝置之製造中處理之基底之支持裝置 方面,一般使用藉由真空箝夾以支持一基底之基底支持裝 置。關於基底支持台方面,亦即,基底支持裝置之一單位 ,一般而言,使用具有箝夾槽且比具有高剛性之金靥或陶 瓷材料構成之板。 : 但是,一般而言,習知之基底支持台較昂貴,因此需 要一較廉價的基底支持台。 發明槪要 本發明乃在考量上述之問題後製成,且其目的乃在增 加藉由使兩基底互相接觸而得之基底之品質》 依照本發明,於此提供一種基底處理裝置,用以重叠 兩基底和使兩基底互相接觸,其特徵在於包含:支持機構 用以支持第一基底;和按壓機構用以按壓第二基底抵住第 一基底,第二基底相對於由該支持機構所支持之^一基底 ,其中該支持機構具有一支持構件,其接觸第一基底之一 表面之一周緣部份以支持第一基底。 在此基底處理裝置中,該支持機構最好具有箝夾機構 用以箝夾在該支持構件上之第一基底。 在此基底處理裝置中,該箝夾機構最好具有一環形槽 在該支持構件之一表面上,和第一基底由該支持構件所箝 夾以降低在槽中之壓力" 在此基底處理裝置中,該支持構件最好爲環形。 --------r------上--I.--.0-訂---!---味 1--------r . (对先閲讀背面之注意事項再蛾巧本頁-- 本紙張尺度適/0中周囷家標準(CNS) A4祝格(210X297公釐) -6 - A7 ____B7_ 五、發明説明β ) 在此基底處理裝置中,該支持構件最好支持第一基底 之一表面之最外部份。 在此基底處理裝置中,該按壓機構最好實質在中央部 份按壓第二基底》 在此基底處理裝置中,該支持機構最好在該支持構件 內側具有用以防止第一基底1偏轉之防止偏轉構件。 在此基底處理裝置中,該防止偏轉構件最好實質在中 央部份支持第一基底,藉以防止第一基底之偏轉。 在此基底處理裝置中,該支持構件和第一基底接觸之 部份和該防止偏轉構件和第一基底接觸之部份最好實質位 於同一平面上。 較佳的,該基底處理裝置進一步包含基底操控機構用 以在第二基底受支持以相對於由該支持機構支持之第一基 底後取消對第二基底之支持,和該按壓機構和由基底操控 機構取消對第二基底之支持同步的按壓第二基底· 邻中J)-(";v·而 m i7if 合仃;;;,印 t {誚先閲讀背面之注f項再蛾巧本頁) 在此基底處理裝置中,該支持機構最好實質0¾水平支 持第一基底,和該基底操控機構實質的水平支持第二基底 在第一基底上方,而後取消對第二基底之支持。 依照本發明,於此提供一種基底支持裝置,用以支持 兩基底使之重疊和互相接觸,其特徵在於包含:一支持構 件,其接觸一基底之一表面之一周緣部份以支持該基底。 此基底支持裝置最好進一步包含箝夾機構用以箝夾在 該支持構件上之基底。 在此基底支持裝置中,較佳的,該箝夾機構具有一環 本纸張尺度通用中國國家棕準(CNS ) A4規格(2!0X297公釐) 4 6 2 0 8 S A7 B7 五、發明説明自) 形槽在該支持構件之一表面上,和該基底由該支持構件所 箝夾以降低在槽中之壓力。 在此基底支持裝置中,該支持構件最好爲環形。 此基底支持裝置最好進一步包含在該支持構件內側一 防止偏轉構件以防止該基底之偏轉。 在此基底支持裝置中,’’該防止偏轉構件最好實質在中 央部份支持該基底,藉以防止該基底之偏轉。 在此基底支持裝置中,該支持構件和該基底接觸之部 份和該防止偏轉構件和該基底接觸之部份最好實質位於同 一平面上6 依照本發明,於此提供一種基底處理方法,用以重叠 兩基底和使兩基底互相接觸,其特徵在於包含:以接觸第 一基底之一表面之一周緣部份之一支持構件支持第一基底 ,和按壓第二基底向著第一基底,第二基底相對於第一基 底,藉以使第一基底和第二基底互相接觸* 在此基底處理方法中,較佳的。具有箝夾機^之支持 構件使用當成支持構件。 在此基底處理方法中,較佳的,一環形支持構件使用 當成支持構件。 在此基底處理方法中,較佳的,該支持構件支持第一 基底之最外部.份。 在此基底處理方法中,第二基底最好實質在中央部份 受壓。 在此基底處理方法中,按壓第二基底之步驟最好包含 {对先閲讀背面之注意事項再硪打本頁) 訂 本紙艮尺度適用中®國家標準(CNS) A4規格(2丨0X297公釐) 8 · 4 6 20 8 6 A7 B7 五、發明説明) 使形成在該支持構件內側之防止偏轉構件和第一基底接觸 〇 ' 上述之裝置和方法適於製造一 S 0 I基底。 依照本發明,於此提供一種基底處理方法,用以重叠 兩基底和使兩基底互相接觸,其特徵在於包含之步驟爲: 傳送第一和第二基底至如申_請專利範圍第1項之基底處理 裝置;以該基底處理裝置使第一和第二基底重叠並使其互 相接觸:和由該基底處理裝置接收互相接觭之基底。 訂 依照本發明,於此提供一種基底處理方法,用以重叠 兩基底和使兩基底互相接觸,其特徵在於包含之步驟爲: 以上述任何基底處理裝置支持第一基底;使第二基底相對 於由該基底處理裝置支持之第一基底:和使第一基底之和 第二基底重疊並互相接觸》 依照本發明,於此提供一種基底製造方法,包含之步 驟爲:準備第一和第二基底:和以上述任何基底處理方法 使第一基底和第二基底互相接觸》 4 依照本發明,於此提供一種SOI基底製造方法,包 含之步驟爲:準備第一和第二基底:以上述任何基底製造 方法使第一基底和第二基底互相接觸,以準備一基底,該 基底具有重叠之單晶S i層和絕緣層之層:和將非接觸介 面之部份上之互相接觸之基底分離以準備一分離基底當成 在絕緣層上具有單晶S i層之基底。 本發明乃在考量上述之問題後製成,且其目的乃在提 供一廉價的基底支持台。 本紙張尺度通則中國國家標率(CNS ) A4現格(210X297公釐) -9 - A62086 Α7 Β7 五、發明説明p ) 依照本發明,於此提供一種基底支持台,包含由矽材 料組成之構件。 ’· 依照本發明,於此提供一種基底支持台,包含以矽晶 圓形成之構件》 此基底支持台最好進一步包含箝夾部份用以箝夾欲支 持之基底》 在此基底支持台中,該箝夾部份最好以石印形成。 在此基底支持台中,該箝夾部份最好以蝕刻矽晶圓形 成。 在此基底支持台中,該箝夾部份最好以濕蝕刻矽晶圓 形成》 在此基底支持台中,該箝夾部份最好包括密封部份用 以真空箝夾該基底,和一吸取孔用以排出在由密封部份所 界定之空間中之氣體。 在此基底支持台中,較佳的,該密封部份沿著欲支持 之基底之周緣內側雙倍密封,且吸取孔和介於雙奋密封部 份間之空間相通。 i':-;;r'tv,t-J,;^^^Γ <邻先閲讀背面之注意事項再坫巧本茛) 在此基底支持台中,該密封部份最好突出以在周緣具 有成堆狀。 在此基底支持台中,較佳的,當箝夾基底時,只有密 封部份和該基底接觸。 此基底支持台最好進一步包含一防止偏轉部份用以防 止受箝夾部份免於偏轉》 在此基底支持台中,該防止偏轉部份最好形成在該密 本紙张尺度適用中阐國家椋準(CNS ) Α4規格(2丨0X297公藶) -1〇 - A7 B7 462086 五、發明説明 封部份間》 在此基底支持台中,較佳的,當箝夾基底時,只有密 封部份和該防止偏轉部份和該基底接觸。 在此基底支持台中,和欲支持之基底接觸之密封部份 和防止偏轉部份之表面最好實質位於相同的平面上。 在此基底支持台中,該箱夾部份最好位於欲受支持之 基底之周緣部份可受到箝夾之位置上- 在此基底支持台中,較佳的,一針孔延伸經由一主體 ,而用以垂直的移動欲在該基底支持台上受到支持之基底 之一負載銷插入該針孔。 該矽晶圓最好符合S EM I標準或J A I DA標準。 依照本發明,於此提供一種基底處理裝置,用以重叠 兩基底且使其互相接觸,包含:一接附/拆離機構用以接 附/拆離如申請專利範圍第29項之基底支持台;和按壓 機構用以按壓第二基底向著由該接附之基底支持台所支持 之第一基底,第二基底相對於第一基底 在此基底處理裝置中,該按壓機構最好實質在中央部 份按壓第二基底。 較佳的,基底處理裝置進一步包含基底操控機構用以 在第二基底受支持以相對於由該基底支持台支持之第一基 底後取消對第二基底之支持,和該按壓機構和由基底操控 機構取消對第二基底之支持同步的按壓第二基底。 在此基底處理裝置中,較佳的,該基底支持台實質的 水平支持第一基底,和該基底操控機構.實質的水平支持第 {誚先閲讀背面之注項再坫巧本頁) *π *4 而 >Vi f ίί η 本紙張尺度通用中囷國家標率(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) -11 - 462086 A7 B7 % >V; t: λκ 卬 五、發明説明) 二基底在第一基底上方,而後取消對第二基底之支持。 上述之基底支持台和基底處理裝置適於製造例如 S Ο ί基底。 依照本發明,於此提供一種基底處理方法,用以重叠 兩基底和使雨基底互相接觸,包含之步驟爲:以上述任一 基底支持台支持第一基底::使第二基底相對於由基底支持 台支持之第一基底;和重叠第一和第二基底並使其互相接 觸。 依照本發明,於此提供一種基底處理方法,用以重叠 兩基底和使兩基底互相接觸,包含之步驟爲:傳送第一和 第二基底至如申請專利範園第46項之基底處理裝置;以 該基底處理裝置使第一和第二基底重叠並使其互相接觸; 和由該基底處理裝置接收互相接觸之基底》 依照本發明,於此提供一種SOI基底製造方法,包 含之步驟爲:準備第一和第二基底;以上述任一基底處理 方法使第一基底和第二基底互相接觸,以準備一基底,該 基底具有重叠之單晶S i層和絕緣層之層;和將非接觸介 面之部份上之互相接觸之基底分離以準備一分離基底當成 在絕緣層上具有單晶S i層之基底。 依照本發明,於此提供一種淸潔方法,包含:當容納 上述任一基底支持台在用以儲存用於製造半導體裝置之晶 圓之晶圓匣中時,淸潔基底支持台。 依照本發明,於此提供一種操控基底處理裝置之方法 ,包含之步驟爲:由基底處理裝置拆離基底支持台;當容 本紙張尺度通扣中围國家样準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12- <誚先閱讀背面之注意事項再續寫本萸) 462086 A7 __ _B7 五、發明説明(1〇 ) 納所拆離之基底支持台在用以儲存用於製造半導體裝置之 晶圓之晶圓匣中時,淸潔基底支持台’:和接附已淸潔之基 底支持台在基底處理裝置中。 依照本發明,於此提供一種基底支持台之製造方法, 包含之步驟爲:形成S i 〇2膜以覆蓋整個矽晶圓•·形成第 —光阻膜在S i 〇2膜之一袠面上;定圖樣第一光阻膜以曝 露s i 〇2膜在欲形成用於真空箝夾之密封部份之部份上; 蝕刻S i 〇2膜在曝露部份上以曝露矽晶圓:移除剩餘第一 光阻膜;在曝露部份上蝕刻矽晶圓至一預定深度;形成一 S i 〇2膜以覆蓋整個矽晶圓;形成第二光阻膜在s i 〇2 膜之另一表面上;定圖樣第二光阻膜以曝露S i 〇2膜在欲 形成用於真空箝夾之吸取孔之部份上;蝕刻S i 〇2膜在曝 露部份上以曝露矽晶圓;移除剩餘第二光阻膜;在曝露部 份上蝕刻矽晶圓以形成吸取孔延伸經由矽晶圓;和移除剩 餘S i ◦ 2膜。 依照本發明,於此提供一種基底支持台之製^方法, 包含之步驟爲:形成第一膜以覆蓋整個矽晶圓:形成第一 光阻膜在第一膜之一表面上;定圖樣第一光阻膜以曝露第 一膜在欲形成用於真空箝夾之密封部份之部份上;蝕刻第 一膜在曝露部份上以曝露矽晶圓;移除剩餘第一光阻膜; 在曝露部份上蝕刻矽晶圓至一預定深度;形成一第二膜以 覆蓋整個矽晶圓;形成第二光阻膜在第二膜之另一表面上 :定圖樣第二光阻膜以曝露第二膜在欲形成用於真空箝夾 之吸取孔之部份上;蝕刻第二膜在曝露部份上以曝露矽晶 -13 - (对先閲讀背面之注意事項再蛾艿本^> 本紙張尺度述用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ^ 620 8 6 A7 B7 A r, ι f- 印 五、發明説明(11 ) 圓:移除剩餘第二光阻膜:在曝露部份上蝕刻矽晶圓以形 成吸取孔延伸經由矽晶圓:和移除剩餘第二膜。 本發明之進一步目的,特點,及優點可藉由本發明之 下述實施例之詳細說明以及參考附圖而更加明顯。 圖式簡單說明 圖1爲依照本發明之較佳實施例之晶圓處理裝置之整 體構造之示意立體圖: 圖2爲圖1之部份擴大圖; 圖3爲圖1和2所示之晶圓處理裝置之晶圓支持部份 之構造之截面圖; 圖4爲在圖3所示之晶圓支持部份上兩晶圓互相接觸 -t, rrh rm · Z狀態圖, 圖5至9爲沿圖1和2所示之晶圓處理裝置之A-A 線所截取之截面圖; 圖1 0爲晶圓處理裝置之控制系統之構造之i塊圖: 圖1 1爲根據一程式之控制步驟之流程圖: 圖1 2爲依照第二實施例之晶圓支持台之構造之截面 圖: 圖1 3A至1 3 F爲具有例如SO I構造之晶圓之製 造步驟之圖;. 圖1 4 A和1 4 B爲在結合晶圓時之步驟之不意圖; 圖1 5爲當定位兩晶圓時,用以重叠兩晶圓之夾具之 例: 本紙張尺度追扪中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14 * (对先閲讀背面之注意事項再硪艿本页) 4 6 208 6 a? _B7__ 五、發明説明(12 ) 圖1 6爲依照本發明之第三實施例之晶圓支持台之構 造之平面圖; 圖1 7爲圖1 6所示之晶圓支持台之部份截面圇: 圖1 8爲包括圖1 6所示之晶圓支持台之晶圓支持裝 置之構造之截面圖; 圖1 9 A至1 9 N爲在造晶圓支持台中之步驟: 圖2 0爲使用晶圓支持裝置使兩晶圓接觸之狀態圖; 圖2 1爲晶圓處理裝置之整體構造之示意立體圖: 圖2 2爲圖2 1之部份擴大圖; 圖2 3至2 7爲沿圖2 1和2 2所示之晶圓處理裝置 之A — A 1所截取之截面圖: 圖28爲晶圓處理裝置之控制系統之構造之方瑰圖; 和 匮12 9爲根據一程式之控制步驟之流程圖。 主要元件對照表 々 1 第一晶圓 2 0 1 晶圓支持夾具 2 第二晶圓 202 按壓銷 2 0 3夾具 204 對準銷 0 5 按壓銷 0 0 晶圓處理裝置 ------„-----」、-----:--訂--I—ϊ--咪 --L_ {对先閱讀背面之注意事項再硪艿本S ) 本祕尺度相CNS) Α4^·.·( 2ωχ29ϋ7 -15- 4 6 2086 A7 B7 五、發明説明(13 ) 3 晶圓支持台 4 晶圓移動機構 4 a 凹槽 4 b 軸 4 c 晶圓嵌夾部份 1 2,1 5 位移偵測部'份 5 Z軸台 6 按壓機構 6 a 按壓銷 6 b 軸 10 晶圓傳送機器人 7,8,9 晶圓匣 16 控制板 1 6 b 操作開關 11 晶圓對準部份 13-14 負載銷 3 e 負載孔 3 a 3 b 箝夾槽 3 c 圓形中央部份 3d 環形週邊部份 18a 吸取孔 18 管 19 閥 20 真空泵 · (对JL閲讀背面之注意事項-»功寫本瓦) 訂 ί:-,、ί.νί-ν·"κ 許,-? ' i7-'t M"ri'-t 本紙張尺度適別中國國家標丰(CNS ) A4规格(210X297公釐) .-Jg . 462086 A7 B7 五、發明説明(14 ) 12a ' 15a 感應器 17 控制部份 ’ 19a 閥控制部份
1 7 a CPU 1 7 b 程式 501 單晶砂晶圓 502 多孔矽層 503 非多孔矽層 504 二氧化矽層 3 1 晶圓支持台 31a,31b 密封部份 31c 銷形防止偏轉部份 3 1 e 針孔 3 2 基台 3 2a 凹槽 32b,32c 吸取孔 、 3 1 d 吸取埠 119b 閥 118b 管 3 2 d 針孔 201a 砂晶圓 2 0 2 a 膜 2〇3a,204a,205a 光阻膜 203b,204b,205b 定圖樣光阻膜 本纸張尺度適用中因囷家橾準(CNS 规格(210X297公釐) -17- (相先閲讀背*之注意事項再功e本頁) 訂 •'t 462086 A7 B7 五 '發明説明(15 ) 2 11*212 孔。 較佳實施例之詳細說明 以下參考附圖說明本發明之較佳實施例 (第一實施例) ’· 圖1爲依照第一實施例之晶圓處理裝置之整體構造之 示意立體圖。圖2爲圖1之部份擴大圖。圖3爲圖1和2 所示之晶圓處<理裝置1 0 0之晶圓支持部份之構造之截面 圖。圖4爲在圖3所示之晶圓支持部份上兩晶圓互相接觸 之狀態圖。圖5至9爲沿圖1和2所示之晶圓處理裝匱 1 0 0之A — A _線所截取之截面圖。圖5至9顯示兩晶圓 接觸之操作。 晶圓處理裝置100重叠兩晶圓且使其接觸,且適於 使用以實施結合兩晶圓以製造具有例如S Ο I構造之晶圓 之方法α *4 晶圓處理裝置1 0 0具有晶圓支持台3用以由其下表 面支持第一晶圓1 (圖4),和一晶圓移動機構4用以由 下表面箝夾第二晶圓2(圖4)且使第二晶圓2幾乎平行 相對於第一晶圓1 。 ;V- 而 Ϊ; .T f ΐΐ ii 印 晶圓支持台3最好具有一接觸表面以只和第一晶圓1 之下表面之周緣部份(且最好爲最外部份)接觸。接觸表 面最好爲環形。當晶圓支持台3只和第一晶圓1之下表面 接觸時,第一晶圓1之上表面可免於受到顆粒之汙染,此 -18- ("先W讀背面之注意事項再蛾寫本Η ) 本紙張尺度珀用中囡圉家標準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) 462086 A7 B7 _ 五、發明説明(16 ) 外,亦可防止對第一晶圓1之損壞。再者,當晶圓支持台 3只和第一晶圓1之下表面之部份或’周緣部份接觸時,亦 可防止由於可能附著在晶圓支持台3或第一晶圓1之下表 面之顆粒而對支持在晶圓支持台3上之第一之不均勻。 晶圓支持台3最好具有一箝夾機構以箝夾第一晶圓1 。在此實施例中,晶圓支持’_台3具有真空箝夾機構。但是 ,亦可使用例如靜電箝夾機構之其它箝夾機構· 晶圓移動機構4最好只和第二晶圓2之下表面接觸。 在此實施例中,晶圓移動機構4具有一凹槽4 a以真空箱 夾晶圓。爲了箝夾第二晶圓2,在凹槽4a中之壓力降低 。以由晶圓箝夾部份4c箝夾之第二晶圓2之下表面,晶 圓移動機構4繞著一軸4 b樞轉1 8 0°以使第二晶圓2 幾乎平行相對於第一晶圓1 »軸4 b位於接近介於晶圓支 持台3和晶圓箝夾部份4 c間之中間部份* 當成用以調整介於互相相對之兩晶圓1和2間之間隙 之機構之晶圓處理裝置1 0 0亦具有一位移偵測^份1 5 用以量測安裝在晶圓支持台3上之第一晶圓1之厚度,一 位移偵測部份1 2用以量測由晶圓箝夾部份4 c所箝夾之 第二晶圓2之厚度,和一Ζ軸台5(圖5)用以根據來自 位移偵測部份1 2和1 5之量測結果垂直的移動晶圓支持 台3以調整介於晶圓1和2間之間隙至一設定値》 晶圓處理裝置1 0 0亦具有一按壓機構6以在接近中 央部份按壓上晶圓2,而兩晶圓1和2受支持成互相相對 。在兩晶圓1和2受支持而互相相對後,按壓機構6之按 .---ΓΙΚ---:---.-----^—訂----„——味1 <邡先閱讀背面之注意事項再楨巧本页) 本紙張尺度適川中囤囷家梯準(CNS ) A4規格(210X297公釐} -19 · 4 6 20 8 6 A7 ___B7_ 五、發明説明(17 ) 壓銷6 a繞著一軸6 b樞轉以靠近上晶圓2之下表面》當 晶圓移動機構4之晶圓箝夾部份4 c '取消對上晶圓2之箱 夾後,按壓機構6藉由按壓按壓銷6 a抵住晶圓2之下表 面而按壓上晶圓2。兩晶圓1和2由按壓部份逐漸向外互 相接觸,且因此,介於兩晶圓間之氣體向外排出。結果, 在晶圓1和2間不會有氣體’·。 晶圓2最好以幾乎和以晶圓箝夾部份4 c取消對晶圓 2之箝夾同時的以按壓銷6 a按壓。在此例中*可開始按 壓,而保持介於兩晶圓1和2間之間隙,其調整至設定値 。如此使得由兩晶圓接觸而得之晶圓之品質均勻。此外, 可更有效的防止介於晶圓1和2間之氣體陷入。 按壓機構6安裝有一震動器(例如一壓電元件)以震 動按壓銷6 a。藉由震動按壓銷6 a (其按壓晶圓2), 可有效的移除介於晶圓1和2間之氣體。 可在其它時間上控制以按壓銷6 a按壓晶圓2。例如 ,可在介於晶圓1和2間之氣體之一預定量移除;i前在取 消對晶圓2之箝夾之後之預定時間,在對晶圓2之箝夾取 消後計算一預定時間下之時間,或在取消對晶圓2之箝夾 後在晶圓1和2間之距離因爲晶圓2之重量而變成一預定 距離或更小時執行此按壓。 晶圓處理裝置1 0 0亦具有一晶圓傅送機器人1 0用 以分別設定在晶圓支持台3和晶圓箝夾部份4 c上之晶圓 1和2 ·和由晶圓支持台3接收互相接觸之晶圓,和一晶 圓對準部份1 1。 {祁先閱讀背面之注意事項再蛾巧本頁) 訂 气 本纸張尺度述用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) • 20- 462086 A7 B7 五、發明説明卟) 在此晶圓處理裝置1 0 0中,在晶圓接觸處理開始之 前,儲存未經處理之晶圓1和2之晶画匣7和8和用以儲 存已處理之晶圓之晶圓匣9乃設定在預定位置。在此實施 例中,未經處理之晶圓1和2分別儲存在晶圓117和8中 ,而使下表面面向下。 當以在控制板1 6上之:操作開關1 6 b指示晶圓接觸 處理開始時,晶圓傳送機器人1 0箝夾儲存在晶圓匣7中 之未處理晶圓1之下表面,並傳送晶圓1至晶圓對準部份 1 1。晶圓對準部份1 1使用感應器偵測所傳送晶圓1之 中央位置和方向(例如,定向平坦和缺口位置),和調整 此中央位置和方向》晶圓對準部份11最好只和晶圓1之 下表面接觸》 而後,晶圓傳送機器人1 0接收對準之晶圓1和將其 設定在由晶圓支持台3經由針孔31e而突出之負載銷 13上之預定位置上。在晶圓1安裝在負載銷13上時, 晶圓支持台3向上移動,因此晶圓1由晶圓支持^3所支 持。由於晶圓1已由晶圓對準部份1 1對準且傳送至晶圓 支持台3,並保持其位置關係,在晶圓支持台3上之晶圓 1之中央位置和方向無需再度調整》但是,晶圓1之對準 亦可在晶圓支持台3上執行。 其次,晶圓傳送機器人1 0由晶圓匣8抽取一未處理 之晶圓2。以上述相同的步驟,晶圓對準部份1 1調整晶 圓2之中央位置和方法,·而後,晶圓2設定在由晶圓移動 機構4之晶圓箝夾部份4 c突出之負載銷1 4上之預定位 (誚先閲讀背面之注f項再功ΐ:?本va )
1T 本紙张尺度过用中囤囷家標準(CNS ) Α4规格(2】ΟΧ297公釐) · 21 · 462086 A7 ____B7__ 五、發明説明(19 ) 置上。在晶圚2安裝在負載銷1 4上後,晶圓箝夾部份 4 c繞著軸4 b樞轉直到晶圓箝夾部'份4 c接觸晶圓2之 下表面。在凹槽4 a中之壓力降低,因此晶圃2由晶圓箝 夾部份4 c所箝夾。如上所述,由於晶圓2已由晶圓對準 部份1 1對準且由晶圓箝夾部份4 c箝夾,並保持其位置 關係,在箝夾時,無需再度‘調整晶圓2之中央位置和方向 。在箝夾晶圓2時,負載銷1 4可向下縮回以取代樞轉晶 圓箝夾部份4 c。 當晶圓1和2分別由晶圓支持台3和晶圓箝夾部份 4 c支持時,位移偵測部份1 5和1 2量測晶圓1和2之 厚度。更特別而言,位移偵測部份1 5和1 2移動感應器 1 5 a和1 2 a靠近晶圓1和2之上部份,以光照射晶圓 1和2,和根據所反射之光分別量測晶圓1和2之厚度。 當終止對晶圓1和2之厚度量測時,晶圓箝夾部份 4c繞著軸4b樞轉180°以使晶圓2幾乎平行相對於 晶圓1,如上所述。而後,介於晶圓1和2間之ώ隙以Z 軸台5調整,且晶圓2以按壓銷6 a按壓,藉以完成接觸 處理。 當接觸處理終止時,以Z軸台5向下移動晶圓支持台 3,且此已處理之晶圓由負載銷13所支持β而後,晶圓 傳送機器人10接收此已處理之晶圓並將其儲存在晶圓匣 9中。 藉由重覆執行上述之步驟,可連續的處理儲存在晶圓 匣7和8中之多數晶圓。 («先閲讀背16之注意事項再功寫本) 訂 本紙張尺度进用中國囡家標率(CNS > A4規格(210X297公釐> -22- 462086 A7 _ ____B7___ 五、發明説明0)) 以下說明晶圓支持台3之構造。晶圓支持台3具有圓 形中央部份3 c和環形周緣部份3 d’。兩個箝夾槽3 a和 3 b形成在周緣部份3 d之箝夾表面中(晶圓1所受到箱 夾之表面)以真空箝夾晶圓1。 箝夾槽3 a和3 b和吸取孔1 8 a相通,吸取孔 1 8 a耦合至具有一閥1 9’·之管18之中間。真空泵20 連接至管1 8之一端》可藉由開關閥1 9而控制以箝夾槽 3 a和3b之晶圓箝夾。 當晶圓2以按壓銷6 a按壓時,閥19開啓以降低在 箝夾槽3 a和3 b中之壓力,藉以箝夾晶圓1 *當晶圓1 以形成在具有平坦表面之周緣部份3 d之表面之箝夾槽 3 a和3 b箝夾時,第一晶圓1受更正爲幾乎平坦* 在此狀態中,晶圓2在中央部份受壓,如圖4所示。 首先,兩晶圓1和2之中央部份接觸,而後,接觸部份逐 漸向外展開。此時,接觸部份幾乎以固定速度在所有方向 展開。 ~ 以下參考圖5至9說明使兩晶圓接觸之晶圓處理裝置 1 0 0之操作。 當晶圓1和2以晶圓傳送機器人1 〇分別安裝在負載 銷1 3和1 4上時,Z軸台5向上移動晶圓支持台3至一 晶圓1受支持之一預定位置,且晶圓移動機構4繞著軸 4 b樞轉晶圓箝夾部份4 c至晶圓2受箝夾之一預定位匱 ,如圖5所示。 其次,如圖6所示,位移偵測部份1 5和1 2之感應 {1Λ先閱請背面之注意事項再瑣艿本) 訂 本紙張尺度逍《中园囷家棕率(CNS ) A4規格(2]0Χ297公釐> -23- 462086 A7 __ B7______ 五、發明説明(2彳) 器1 5 a和1 2 a在晶圖1和2上移動以分別量測晶圓1 和2之厚度。在晶圚1和2之厚度量_測後,感應器1 5 a 和1 2 a返回初始位置,如圖5所示。 如圖7所示,晶圓移動機構4使晶圓箝夾部份4 c繞 著軸4 b樞轉1 8 0°以使晶圓1和2幾乎在水平方向上 互相相對。晶圓支持台3之‘·高度根據所童測之晶圓1和2 之厚度而以Z軸台5調整以設定介於晶圓1和2間之間隙 在特定値。此間隙在晶圓之中央部份上最好爲2 0至 100//m,且更好爲30至60//m。晶圓處理裝置 1 0 0打開閥1 9,因此晶圓1之下表面之周緣部份由晶 圓支持台3之周緣部份3 d之箝夾表面所箝夾。以此操作 ,晶圓1可受到更正爲幾乎平坦。 如圖8所示,按壓銷6 a繞著軸6 b樞轉以接近晶圓 2之下表面(例如,在按壓銷實質和晶圓2之下表面接觸 之位置)β 而後,如圖9所示,當取消以晶圓箝夾部份I c對晶 圓2之箝夾時,晶圓2之下表面以按壓銷6 a按壓。晶圓 1和2由中央部份逐漸向外互相接觸,且最後,整個表面 互相接觸。 在按壓機構6返回初始狀態後(如圖5所示之狀態) i >Vi f A n 卬 ,晶圓箝夾部份4 c返回初始狀態(如圖5所示之狀態) «閥1 9關閉以設定箝夾槽3 a之內部爲空氣壓力(晶圓 1之箝夾取消),而後,晶圓支持台3向下移動,因此互 相接觸之晶圓乃由負載銷13所支持。在此狀態中,晶圓 -24 -
{"先閏讀背面之注意事項再蜞艿本頁J 本紙張尺度適ffl中囤囷家標準(CNS > A4規格(2】0Χ297公釐) A7 _B7_ 五、發明説明哞) 傳送機器人10箝夾互接觸之晶圓之下表面,將它們傳送 至晶圓匣9,和儲存在晶圓匣9中。_ 圖1 0爲晶圓處理裝置1 0 0之控制系統之構造之方 塊圖。控制部份1 7以根據一程式1 7 b操作之C P U 17a控制晶圓傳送機器人10,晶圓對準部份11,位 移偵測部份12和15,Z·軸台5,晶圓移動機構4,按 壓機構6,板部份1 6,和閥控制部份1 9 a。 圖1 1爲根據程式程式1 7b之控制步驟之流程圖。 以下參考此流程圖說明晶圓處理裝置1 〇 0之控制系統之 操作。 當藉由操作操作開關1 6 b而指示接觸處理開始時, 連接至控制部份17之構成元件在步驟S1〇1中初始化 。在此初始步驟中,亦確認晶圓匣7, 8,和9之存在和 位置。如果準備尙未完成,其在一顯示板1 6 a上指示以 -警告操作者。 在步驟S 10 2中,儲存在晶圓匣7中之晶1^1藉由 控制晶圓傳送機器人1 0而箝夾。在步驟S 1 0 3中.受 箝夾之晶圓1傳送至晶圓對準部份1 1並對準(中央位置 和方向在步驟S 1 0 4中,晶圓1藉由控制晶圓傳送 機器人10而設定在由晶圓支持台3突出之負載銷13上 之預定位置上。晶圓支持台3藉由控制Z軸台5而向上移 動至一預定位置。 在步驟S 1 0 5中,儲存在晶圓匣8中之晶圓2藉由 控制晶圓傳送機器人10而箝夾。在步騍s106中,晶 (¾先聞讀背面之注意事項再功巧本頁)
本紙張尺度通Λ中國國家標芈(CNS ) A4g ( 2丨OX297公釐) · 25 - ί\;;Γ·ΐί·-ν ,;''niv-XJ..H f 合竹.;印ϋ d 6 20 8 6 A7 B7 — — —· —^ 五、發明説明) 圓2傳送至晶圓對準部份1 1並對準(中央位置和方向) 。在步驟S 1 0 7中,晶圓2藉由控制晶圓傳送機器人 1 0而設定在由晶圓箝夾部份4 c突出之負載銷1 4上之 預定位置上。藉由控制晶圓移動機構4之樞轉馬達4 d, 晶圓箝夾部份4c繞著軸4b樞轉一預定角度,因此晶圓 2由晶圓箝夾部份4 c所箝>。 在步驟S 1 0 8中,藉由控制位移偵測部份1 5之驅 動部份15b,感應器15a移動至晶圓1上之預定位置 ,因此晶圓1之厚度由感應器1 5 a所量測。 在步驟S109中,藉由控制位移偵測部份12之驅 動部份1 2 b ,感應器1 2 a移動至晶圓2上之預定位置 ,因此晶圓2之厚度由感應器1 2 a所量測。 在步驟S110中,藉由控制晶圓移動機構4之樞轉 馬達4d以使互相相對之晶圓1和2幾乎在水平方向,晶 圓箝夾部份4c繞著軸4b樞轉180° 。 在步驟S111中,根據晶圓1和2之厚度i量測結 果而準備用於調整介於晶圓1和2間之間隙爲一設定値之 資料。根據此資料控制Z軸台5以調整介於晶圓1和2間 之間隙。 在步驟s 1 1 2中,閥控制部份1 9 a打開閥1 9, 因此第一晶圓由晶圓支持台3所箝夾》 在步驟S 1 1 3中,按壓銷6 a藉由控制按壓機構6 之樞轉馬達6 d而繞著軸6 b樞轉,直到按壓銷6 a之末 梢端部份粗略的接觸晶圓2之下表面。 :---L — ^---Γ——'---11_LIiT----;——y I (iilwtjl背面之注 ilpw·項再4/ιΐί 本頁) 本紙张尺度適Λ十囤國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -26- 462086 A7 B7 五、發明説明) 在步驟S 1 1 4中,取消由晶圓箝夾部份4 c對晶圓 2之箝夾在步驟S115中,按壓'機構6之樞轉馬達 6 d和霣動器6 c受控制以使按壓銷6 a屋抵晶圓2之下 表面和同時震動按壓銷6 a。當步驟S 1 1 5在步驟 S 1 1 4之後立即執行時,晶圓2之取消箝夾和按壓幾乎 同時進行。但是,按壓亦#在步驟S1 14後開始,例如 ,在計算一預定時間後開始。 當晶圓1和2完全互相接觸時,在步驟S 1 1 6中, 按壓機構6之樞轉馬達6 d受控制以使按壓銷6 a返回初 始位置。在步驟S 1 1 7中,晶圓移動機構4之樞轉馬達 4 d受控制以使晶圓箝夾部份4 c返回初始位置》 在步驟S 1 1 8中,閥1 9關閉以使箝夾槽3 a和 3 b之內部回到空氣壓力,藉以取消晶圓1之箝夾。在步 驟S 1 1 9中,Z軸台5受控制以移動晶圓支持台3向下 至初始位置《以此操作,互相接觸之晶圓由負載銷1 3所 支持》 专 在步驟S 1 2 0中,晶圓傳送機器人1 0受控制以傳 送互相接觸之晶圓至晶圓匣9並將它們儲存在晶圓匣9中 〇 在步驟S121中,決定是否對儲存在晶圓匣7和8 中之所有晶圓執行接觸處理。如果尙有未經處理之晶圓時 ,流程回到步驟S 1 0 2以重覆此處理。如果決定所有晶 圓皆已執行接觸處理時,處理操作之序列終止•此時,最 好以顯示板1 6 a上之指示或警鈴通知操作者處理之終止 (对先Μ讀背面之注意事項再蛾艿本頁) •?τ 本紙張尺度適州肀國园家標準(CNS )八4说格(2丨0X297公釐} -27- 462086 A7 B7 f 卬 t 五、發明説明(25 如上所述,依照晶圓處理裝置l‘〇 o , 1 )由於按屋 和取消上晶圓2之箝夾同步的開始,介於晶圓1和2間之 氣體可適當得移出,2)由於上晶圓2在晶圓1和2互相 相對時不會滑動,兩晶圓1和2可適當的定位,3)由於 介於晶圓1和2間之間隙可調整至適當距離,可使所製造 之晶圓之品質一致,且晶圚1和2無需事先分類,4 )晶 圓1和2之表面可免於受到顆粒之汙染,5 )可防止晶圓 之周緣部份之破壞,和6)藉由在按壓時震動晶圓可降低 介於晶圓間之氣體陷入。 此外,依照此晶圓處理裝置100,只有晶圓支持台 3之周緣部份3d和第一晶圓1之下表面接觸。因此,即 使當顆粒附著於晶圓支持台3之中央部份3 c或第一晶圓 1之下表面之中央部份,第一晶圓仍可以幾乎平坦之狀態 而受到支持》換言之,可避免由於附著至晶園支持台或第 一晶圓之中央部份之顆粒而造成在受支持晶圓1i之不均 勻性。因此,當兩晶圓互相接觸時,可有效的防止介於晶 圓間之氣體陷入。 (第二實施例) 在第二實施例中,修改依照第一實施例之晶圓處理裝 置1 0 0之晶圓支持台3之構造。除了晶圓支持台外,其 它構件皆和第一實施例相同。圖1 2爲依照第二實施例之 晶圓支持台3'之構造之截面圖。晶圓支持台3’特別適於使 ί誚先Μ讀背面之注意事項再蛾艿本茛) 訂 本紙張尺度適用中囡國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -28 * •'("^7;:厂1,;7;3^ A" Μ 印ϊϊ: 462086 A7 B7 五、發明説明锌) 大直徑晶圓互相接觸· 第二實施例之晶圓支持台3’具有,在靠近其中央部份 ,一防止偏轉部份3 f以防止晶圓1免於因爲其重量或受 到按壓銷6 a之按壓而偏轉β防止偏轉部份3 f和第一晶 圓1接觸之台部份和周緣部份3 b和第一晶圇1接觸之台 部份最好實質位於相同平面’上。在圖12所示之例中,防 止偏轉部份3 f和晶圓接觸之部份具有環形形狀。亦可使 用其它形狀(例如,針點陣列之矩陣)。晶圓支持台3 ·可 以例如搭接製造。 防止偏轉部份3 f最好設置靠近晶圓支持台3’之中央 。但是,即使當防止偏轉部份3 f位於中央部份3 c中之 任意位置上時,亦可獲得如上述相同的效果。 如上所述,如同第一實施例,當使用防止偏轉部份 3 f時,可使第一晶圓免於偏轉,且可降低顆粒之影響。 (晶圓處理裝置之應用例) ~ 以下說明依照第一或第二實施例之晶圓處理裝置之應 用例。圖1 3A至1 3F爲製造具有SO I構造之晶圓之 步驟圖。 準備用以形成第一晶圓1之單晶S i晶圓5 0 1。多 孔矽層502形成在單晶S i晶圓50 1之主要表面上( 圖1 3A)。至少一非多孔層5 0 3形成在多孔S i層 502上(圖13B)。關於非多孔層503方面,可使 用單晶s i層,多晶s i層,非晶S i.層,金屬層,半導 本紙張尺度通用中®國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -29 - " ' {誚先閱讀背面之注意事項再瑣艿本5 ) 訂 (Γ B7 五、發明说明狖) 體複合層,或超導體層。例如Μ 0 S F E T之裝置可形成 在非多孔層5 0 3上。 S i 〇2層5 0 4形成在非多孔層5 0 3上以獲得第一 晶圓1 (圖13C)。具有面向上之Si〇2層之第一晶圓 1儲存在晶圓匣7中。 準備第二晶圓2 ·具有:表面向上之第二晶圓2儲存在 晶圓匣8中* 圖1 3 C所示之晶圓可儲存在晶圓匣8中當成第二晶 圓,而另一晶圓可儲存在晶圓匣7中當成第一晶圓。在此 例中,圖1 3 C所示之晶圓傳送至晶圚支持台3,且另一 晶圓傳送至晶圓移動機構4。 在此狀態下,操作晶圓處理裝置。第一晶圓1和第二 晶圓2互相接觸,並夾住S i 〇2層504 (圖1 3D), 且儲存在晶圓匣9中。 互相接觸之晶圓(圖1 3D)可依需要受到陽極接合 ,按壓,或熱處理,或這些處理操作可結合以確έ結合晶 圓。 關於第二晶圓2方面,可使用S i晶圓,具有S i 〇2 層形成在其上之S i晶圓,由矽石玻璃構成之透明晶圓, 或藍寶石晶圓。但是,其它之晶圓亦可使用當成第二晶圓 2,只要其具有充分平坦之表面以供結合。 其次,第一晶圓1由第二晶圓2中移去以曝露多孔 Si層502(圖13E)。此多孔Si層502受到選 擇性的蝕刻和移除。圖1 3 F示意的顯示以上述方法而得 ,---------------ί---r---訂--^-----味 t (对先閱讀背面之注意事項再蛾艿本頁) 本紙張尺度述用中因囤家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) -30- 4 6 20 8 6 A7 _____ _ B7 五、發明説明(28 ) 之晶圓。 依照此製造方法,兩晶圓互相接觸,並適當的移除介 於晶圓間之氣體,因此可製造高品質之晶圓。 依照本發明,基底可以高品質互相接觸,而不會留下 任何氣體。 (第三實施例) 圖1 6爲依照本發明之第三實施例之晶圓(基底)支 持台之構造之平面圖。 晶圓支持台31可以一般製造商用之矽晶圓相同的方 式製造,例如,用以製造符合SEMI標準或JAIDA 標準之半導體裝置之矽晶圓。使用以製造半導體裝置之晶 圓具有高的表面平坦度。因此,當表面使用當成一箝夾表 面以箝夾欲支持之晶圓時,可輕易的製造高準確的晶圓支 持台。因此,可獲得在大量生產和成本上均相當良好的晶 圓支持台。 4 例如,可使用一般的石印技術以製造矽晶圓。由於可 形成次微米級之高準確性之圖樣,石印可使用以製造依照 第三實施例之晶圓支持台。 晶圓支持台3 1具有兩堆形密封部份3 1 a和3 1 b 和一吸取部份·3 1 d。在由兩密封部份3 1 a和3 1 b以 及欲箝夾和支持之晶圓所界定之空間中之氣體經由吸取部 份3 1 d排出,藉以箝夾晶圓。 在晶圓支持台31上,多數之銷形防止偏轉部份 (对先閲讀背面之注意事項再功巧未S ) 訂 .^ 本紙乐尺度通用中a囷家標率(CNS )六4说格(2丨0X297公釐) _ 31 · v Η A7 _ B7 五、發明説明¢29 ) 3 1 C形成在密封部份3 1 a和3 1 b間以防止受箝夾之 晶圓在降低介於兩密封部份3 1 a和‘_3 1 b間之壓力時偏 轉。在此實施例中,防止偏轉部份3 1 c只形成在密封部 份3 1 a和3 1 b間•但是,防止偏轉部份3 1 c亦可形 成在中央部份上。 關於與欲箝夾之物體接^觸之防止偏轉部份3 1 c和密 封部份3 1 a和3 1 b之表面,可直接使用矽晶圓之表面 當成晶圓支持台31之材料。 晶圓支持台31具有針孔31e,其中插入使用以負 載/釋載欲箝夾之晶圓之負載銷。 圖1 7爲圖1 6所示之晶圓支持台3 1之部份截面圖 。密封部份3 1 a和3 1 b和防止偏轉部份3 1 c之高度 h最好爲50#m。密封部份3 1 a和3 lb之寬度d4 和d 1最好小至某種程度以避免顆粒由密封部份3 1 a和 3 lb以及欲箝夾之晶圓所夾住《且此寬度最好爲約 0 _ 2mm。以相同的觀點,防止偏轉部份3 1 έ之直徑 最好小至某種程度,且其直徑最好爲約0 · 2mm。 圖1 8爲包括圖1 6之晶圓支持台3 1之晶圓支持裝 置3之構造之截面圖。此晶圓支持裝置3以真空箝夾在一 基礎3 2上之晶圓支持台3 1而構成。 基礎3 2.具有一環形槽3 2 a用以真空箝夾晶圓支持 台3 1 ,和一吸取孔3 2b用以排出在槽3 2 a中之氣體 。晶圓支持台3 1藉由降低在槽3 2 a中之壓力而箝夾。 吸取孔32b經由具有一閥119a於中間之管118a .-----------„---1---r----訂--^----^ii (对1聞讀背面之注意事項再蜞&Γ本玎) 本纸张尺度述/n中SSJ家標率(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32- 462088 A7 __ ___B7______ 五、發明説明t30 ) 而連接至真空泵2 0。 基礎3 2亦具有一吸取孔3 2 c以耦合與晶圓支持台 3 1之下表面經由具有一閥1 1 9 b於中間之管1 1 8 b 而與真空泵20相通之吸取埠31d。 當晶圓支持台31欲安裝在基礎32上時,閥 1 1 9 a打開。當欲處瑝之晶圓1欲安裝在晶圓支持台 31上時,閥119b打開。 基礎3 2亦具有針孔3 2d,其中插入使用以負載/ 釋載晶圓1在晶圓支持台31上之負載銷。 晶圓支持台3 1最好規則的淸潔以移除可能附著於晶 圓1之箝夾面之顆粒。如上所述,當晶圓支持台31藉由 製造使用以製造一半導體裝置之矽晶圓製造時,可使用一 般的晶圓載送器以淸潔。在此例中,晶圓支持台31可容 納在一般的晶圓載送器中,且使用一般的晶圓淸潔裝置淸 •潔。 以下說明晶圓支持台3 1之製造步驟。圖1 ^A至 1 9 N顯示藉由使用一般之石印技術製造晶圓支持台3 1 之步驟β 準備用於製造半導體裝置之S i晶圓20 1 a ·如圖 1 9 A所示,用以形成在後續使用以蝕刻S i晶圓 20 1 a之光罩圖樣之膜202a乃形成在S i晶圓 20 la之上,下,和側表面上。關於膜202a之材料 方面,最好使用以熱氧化之S i 〇2或以CVD之 S i 3 N 4 。 (計1閲讀背面之注意事項再蛾艿本頁) 訂 本紙乐尺度通用中围國家標準(CNS ) A4規典(2】0X297公釐) -33 - 4 6 208 6 A7 B7 五、發明说明炉) 其次,如圖19 B所示,光阻膜2 0 3 a形成在圖 1 9 A所示之晶圓上· 光阻膜2 0 3 a以UV光經由一光罩(第一光罩)照 射以形成密封部份3 1 a和31 b和防止偏轉部份3 1 c ,藉以印刷一光罩圖樣。藉由顯影光罩圖樣,可形成一圈 樣光阻膜2 0 3 b,如圖Γ'9 C所示。由於在平面方向之 製造準確度可低於一般半導體裝置所需求的,因此可使用 具有較低準確度之曝光裝置以印刷光罩圖樣。 如圖19D所示,使用光阻膜203b當成光罩以乾 蝕刻膜202a,藉以曝光Si晶圓20 1a。以此處理 ,定圖樣膜202b形成在S i晶圖20 1 a上》其次, 如圖i 9 E所示,移除定圖樣光阻膜2 0 3 b。 如圖1 9 F所示,圖1 9 E所示之晶圓受到蝕刻。關 於此蝕刻,最好使用鹼性溶液當成蝕刻劑之濕蝕刻。關於 鹼性溶液方面,可使用氨溶液或有機氨基溶液。例如,爲 了形成具有5 0 //m高之密封部份3 1 a和3 1 和防止 偏轉部份3 1 c ,如圖1 8所示,晶圓2 0 1 a受蝕刻至 5 0以m之深度。 如圖1 9 G所示,定圖樣膜2 0 2 b使用氫氟酸移除 。以此處理.可形成具有密封部份3 1 a和3 1 b和防止 偏轉部份3 1 c之S i晶圓20 1 b » 而後,如圖19H所示,用以形成在後續使用以蝕刻 S i晶圓2 0 1 b之光罩圖樣之膜2 0 4 a乃彤成在具有 密封部份3 1 a和3 1 b和防止偏轉部份3 1 c之S i晶4 (計先閲讀背面之注意事項再"巧本頁)
,1T 本紙张尺度適扣中家標车(CNS ) A4現格(210X297公釐) -34-
f:"",中次vviv'x'J.h J 消 ίΛί:""卬 K 462086 A7 ___ B7 五、發明説明焯) 圓20 lb之上,下,和側表面上*關於膜204 a之材 料方面,最好使用以熱氧化之S i 0_έ或以CVD之 S i a Ν 4 « 光阻膜2 0 5 a形成在圖1 9 I所示之晶圓之下表面 上(具有密封部份3 1 a和3 1 b和防止偏轉部份3 1 c 之表面之相反側上之表面)夂 光阻膜2 0 5 a以UV光經由一光罩(第二光罩)照 射以形成一吸取部份3 1 d和一針孔3 1 e ,藉以印刷一 光罩圖樣。藉由顯影光罩圖樣,可形成具有用於形成一吸 取埠31d之孔211和用於形成針孔31e之孔211 之一光阻膜205b,如圖19J所示* 如圖1 9K所示,使用光阻膜2 0 5 b當成光罩以乾 蝕刻膜204a,藉以曝光S i晶圓201b。以此處理 ,定圖樣膜204b形成在Si晶圓201b上。如圖 19L所示,移除定圖樣光阻膜204b。 如圖1 9 Μ所示,圖1 9 L所示之晶圓受到@刻直到 形成吸取埠3 1 d和針孔3 1 e。關於此蝕刻,最好使用 鹼性溶液當成蝕刻劑之濕蝕刻。關於鹸性溶液方面,可使 用氨溶液或有機氨基溶液。 最後,如圖19N所示,使用氫氟酸以移除定圖樣光 阻膜204b,以完成晶圓支持台31。 在所得之晶圓支持台3 1中,晶圓2 0 1 a表面之材 料直接當成密封部份3 1 a和3 1 b和防止偏轉部份 3 1 c »結果,當晶圓支持台3 1使甩具有充分表面平坦 (对先閱讀背面之注意事碲再功艿本頁) 訂 Λ 本紙乐尺度速州中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35: 4 6 208 6 A7 B7__ 五、發明説明的) 性之晶圓2 0 1 a製造時,在光阻膜2 0 3 a移除後,無 需處理表面。
(对先Μ讀背面之注意事項再峨巧本頁W 如上所述,依照此實施例之晶圆支持台31可以低成 本輕易的製造•例如,當顆粒附著於晶圓支持台31且此 顆粒難以藉由清潔而移除時,晶圓支持台可以其它低成本 之晶圓支持台更換》 _· 上述之晶圓支持裝置3適於使用以支持欲重叠和互相 接觸之兩晶圓。以下說明以按壓第二晶圓之下表.面而第一 晶圓由晶圓支持裝置3支持以相對於第二晶圓之使第一和 第二晶圓互相接觸之裝置和方法。此裝置和方法適於使用 以實施結合兩晶圓以製造具有例如S Ο I構造之晶圓之方 法。 圖2 0爲使用晶圓支持裝置3以使兩晶圓互相接觸之 狀態圖。爲了使兩晶圓互相接觸,第一晶圓受箝夾在晶圓 支持台31上,而後,第二晶圓設定相對於第一晶圓。在 此狀態中,第二晶圓2之下表面以按壓銷6 a按έ接近其 中央部份。首先,兩晶圓1和2之中央部份接觸,而後, 接觸部份逐漸向外展開。最後,晶圓1和2之整個表面完 全互相接觸。依照此方法,兩晶圓可互相接觸而不會在晶 圓間留下任何氣體。 當晶圓支持台3使用以使兩晶圓互相接觸時,晶圓支 持台3之箝夾部份,其以密封部份3 1 a和3 1 b製成, 最好只和第一晶圓1之周緣部份(且最好爲最外部份)接 觸。箝夾部份最好爲環形《如上所述,晶圓支持台3最好 -36- 本紙張尺度述用中囤國家標準(CNS)A4^格(210X297公釐) 4 62086 A7 B7 五、發明説明钟) 具有防止偏轉部份3 1 c。防止偏轉部份3 1 c最好形成 在密封部份31a和31b間·當晶圓支持台3只和第一 晶圓之下表面接觸時,第一晶圓1之表面可免於受到顆粒 之汙染。此外,可防止對第一晶圓1之緣部份之破壞。再 者,幫晶圓支持台3只和當成第一晶圓之下表面之部份之 周緣部份接觸時,可防止甘於可能附著在晶圓支持台3上 或第一晶圓1之下表面之顆粒而對支持在晶圓支持台3上 之第一晶圓1之均勻性造成影響。 以下說明安裝有晶圓支持裝置之晶圓處理裝置。 圖2 1爲依照第三實施例之晶圓處理裝置之整體構造 之示意立體圖》圖2 2爲圖2 1之部份擴大圖。圖2 3至 2 7爲沿圖2 1和2 2所示之晶圓處理裝置1 0 0 0之A —線所截取之截面圖。圖2 3至2 7顯示兩晶圓接觸之 操作β 此晶圓處理裝置1 0 0 0連續的重叠和接觸兩晶圓, 且使用以實施結合兩晶圓以製造具有例如s 0 I ώ造之晶 圓之方法。 晶圓處理裝置1 0 0 0具有晶圓支持裝置3用以由下 表面支持第一晶圓1 (圖2 0),和—晶圓移動機構4用 以由下表面箝夾第二晶圓2(圖20)且使第二晶圓2幾 乎平行相對於第一晶圓1。 如上所述,晶圓支持裝置3藉由安裝晶圓支持台31 在基礎3 2上和打開閥1 1 9 a以箝夾晶圓支持台3 1在 基礎3 2上而構成。 {¾先閲讀背面之注項再楨冇本I) 訂 -'•t1. 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -37- f:-:;!·"·屮 1^;以邙1;7;竹"竹?)" 462086 A7 B7__ 五、發明説明钾) 晶圓移動機構4最好只和第二晶圓2之下表面接觸。 在此實施例中,晶圓移動機構4具有l凹槽4 a以真空箱 夾晶圓。爲了箝夾第二晶圓2,在凹槽4a中之壓力降低 «以由晶圓箝夾部份4c所箝夾之第二晶圓之下表面,晶 圓移動機構4繞著軸4b樞轉18 0°以使第二晶圓2幾 乎平行相對於第一晶圓1/軸4b位於接近介於晶圓支持 裝置3和晶圓箝夾部份4 c間之中間位置。 當成用以調整介於互相面對之晶圓1和2間之間隙之 機構之晶圓處理裝置1 0 0 0亦具有一位移偵測部份1 5 用以量測安裝在晶圓支持裝置3上之第一晶圓1之厚度, 一位移偵測部份1 2用以量測由晶圓箝夾部份4 c所箝夾 之第二晶圓2之厚度,和一Z軸台5(圖23)用以根據 來自位移偵測部份1 2和1 5之量測結果垂直的移動晶圓 支持裝置3以調整介於晶圓1和2間之間隙至一設定値。 晶圓處理裝置1 0 0 0亦具有一按壓機構6以在接近 中央部份按壓上晶圓2,而兩晶圓1和2受支持&互相相 對。在兩晶圓1和2受支持而互相相對後,按壓機構6之 按壓銷6 a繞著一軸6 b樞轉以靠近上晶圓2之下表面。 當晶圓移動機構4之晶圓箝夾部份4 c取消對上晶圓2之 箝夾後,按壓機構6藉由按壓按壓銷6 a抵住晶圓2之下 表面而按壓上晶圓2。兩晶圓1和2由按壓部份逐漸向外 互相接觸,且因此,介於兩晶圓間之氣體向外排出。結果 ,在晶圓1和2間不會有氣體。 晶圓2最好以幾乎和以晶圓箝夾部份4 c取消對晶圓 (对先W讀背面之注意事項再硪巧本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS > A4規格(2!〇X297公釐) -38 - 462086 A7 B7
Hi f 合 i\ 印 五、發明説明細) 2之箝夾同時的以按壓銷6 a按壓。在此例中,可開始按 壓,而保持介於兩晶圓1和2間之間隙,其調整至設定値 。如此使得由兩晶圓接觸而得之晶圖之品質均勻。此外, 可更有效的防止介於晶圓1和2間之氣體陷入。再者,可 防止晶圓1和2之移位》 按壓機構6安裝有一霣’‘動器(例如一壓電元件)以震 動按壓銷6 a。藉由震動按壓銷6 a (其按壓晶圓2), 可有效的移除介於晶圓1和2間之氣體。 可在其它時間上控制以按壓銷6 a按壓晶圓2。例如 ,可在介於晶圓1和2間之氣體之一預定量移除之前在取 消對晶圓2之箝夾之後之預定時間|在對晶圓2之箝夾取 消後計算一預定時間下之時間,或在取消對晶圓2之箝夾 後在晶圓1和2間之距離因爲晶圓2之重量而變成一預定 距離或更小時執行此按壓。 晶圓處理裝置1 0 0 0亦具有一晶圓傳送機器人1 0 用以分別設定在晶圓支持裝置3和晶圓箝夾部份4 C上之 晶圓1和2,和由晶圓支持裝置3接收互相接觸之晶圓| 和一晶圓對準部份1 1。 在此晶圓處理裝置1 0 0 0中1在晶圓接觸處理開始 之前,儲存未經處理之晶圓1和2之晶圓匣7和8和用以 儲存已處理之晶圓之晶圓匣9乃設定在預定位置。在此實 施例中,未經處理之晶圓1和2分別儲存在晶圓匣7和8 中,而使下表面面向下β 當以在控制板1 6上之操作開關1 6 b指示晶圓接觸 (对iLM讀背面之注意事項*峨W本页) 訂 本紙乐尺度述用中國國家標準(CMS ) A4現格(2】0X297公釐) 39 - 462086 A7 _B7 _ 五、發明説明(37 ) 處理開始時,晶圓傳送機器人1 0箝夾儲存在晶圓匣7中 之未處理晶圓1之下表面*並傳送晶圓1至晶圓對準部份 1 1。晶圓對準部份1 1使用感應器偵測所傳送晶圓1之 中央位置和方向(例如,定向平坦或缺口位置),和調整 此中央位置和方向。晶圓對準部份1 1最好只和晶圓1之 下表面接觸》 ; 而後,晶圓傳送機器人1 0接收對準之晶圓1和將其 設定在由晶圓支持裝置3經由針孔3 1 e和3 2 d而突出 之負載銷13上之預定位置上。在晶圓1安裝在負載銷 1 3上時,晶圓支持裝置3向上移動,因此晶圓1由晶圓 支持裝置3所支持。由於晶圓1已由晶圓對準部份1 1對 準且傳送至晶圓支持裝置3,並保持其位置關係,在晶圓 支持裝置3上之晶圓1之中央位置和方向無需再度調整。 但是,晶圓1之對準亦可在晶圓支持裝置3上執行。 其次,晶圓傳送機器人1 0由晶圓匣8抽取一未處理 之晶圓2。以上述相同的步驟,晶圓對準部份1 ί調整晶 圓2之中央位置和方法,而後,晶圓2設定在由晶圓移動 機構4之晶圓箝夾部份4 c突出之負載銷1 4上之預定位 置上。在晶圓2安裝在負載銷1 4上後,晶圓箝夾部份 4 c繞著軸4 b樞轉直到晶圓箝夾部份4 c接觸晶圓2之 下表面。在凹槽4 a中之壓力降低,因此晶圓2由晶圓箝 夾部份4 c所箝夾。如上所述,由於晶圓2已由晶圓對準 部份1 1對準且由晶圓箝夾部份4 c箝夾·並保持其位置 關係,在箝夾時,無需再度調整晶圓2之中央位置和方向 ("先聞讀背面之注項再蜞艿本頁) 訂 本紙張尺度述扣中因國家標準(CNS)A4说格(210X297公釐) -40· 4 6208 6 A7 __B7__ 五、發明说明細) 。在箝夾晶圓2時,負載銷1 4可向下縮回以取代樞轉晶 圓箝夾部份4 c。 當晶圓1和2分別由晶圓支持裝置3和晶圓箝夾部份 4 c支持時,位移偵測部份1 5和1 2量測晶圓1和2之 厚度。更特別而言,位移偵測部份1 5和1 2移動感應器 1 5 a和1 2 a靠近晶圖Γ和2之上部份,以光照射晶圓 1和2,和根據所反射之光分別量測晶圓1和2之厚度》 當終止對晶圓1和2之厚度量測時,晶圓箝夾部份 4 c繞著軸'4 b樞轉18 0°以使晶圓2幾乎平行相對於 晶圓1 ,如上所述。而後,介於晶圓1和2間之間隙以Z 軸台5調整,且晶圓2以按壓銷6 a按壓,藉以完成接觸 處理。 當接觸處理終止時,以Z軸台5向下移動晶圓支持裝 置3,且此已處理之晶圓由負載銷13所支持*而後,晶 圓傳送機器人10接收此已處理之晶圓並將其儲存在晶圓 匣9中》 h 藉由重覆執行上述之步騄,可連續的處理儲存在晶圓 匣7和8中之多數晶圓。 以下參考圖2 3至2 7說明使兩晶圓接觸之晶圓處理 裝置1 000之操作。 當晶圓1和2以晶圓傳送機器人1 0分別安裝在負載 銷13和14上時,Z軸台5向上移動晶圓支持裝置3至 一晶圓1受支持之一預定位置,且晶圓移動機構4繞著軸 4 b樞轉晶圓箝夾部份4 c至晶圓2受箝夾之一預定位置 {对先閲讀背*之注意事項再蛾β本页 訂 本紙乐尺度迸用中园國家標车(CNS >八4規格(210Χ297公釐) -41 - 462086 iY i'j i/; f 合 卬 A/ B7 五、發明説明09 ) ,如圖2 3所示。 其次,如圖24所示,位移偵測部份15和12之感 應器1 5 a和1 2 a在晶圓1和2上移動以分別量測晶圓 1和2之厚度。在晶圓1和2之厚度量測後,感應器 15a和12a返回初始位置,如圖23所示。 如圖2 5所示,晶圓移·動機構4使晶圓箝夾部份4 c 繞著軸4b樞轉18 0°以使晶圓1和2幾乎在水平方向 上互相相對。晶圓支持裝置3之高度根據所量測之晶圓1 和2之厚度而以Ζ軸台5調整以設定介於晶圓1和2間之 間隙在特定値。此間隙在晶圓之中央部份上最好爲2 0至 100#m,且更好爲30至60#m。晶圓處理裝置 1 0 0 0打開閥1 1 9 b ,因此晶圓1之下表面之周緣部 份由晶圓支持裝置3之周緣部份3 d之箝夾表面所箝夾。 以此操作,晶圓1可受到更正爲幾乎平坦。 如圖2 6所示,按壓銷6 a繞著軸6 b樞轉以接近晶 圓2之下表面(例如,在按壓銷實質和晶圓2之+表面接 觸之位置)。 而後,如圖27所示,當取消以晶圓箝夾部份4c對 晶圓2之箱夾時,晶圓2之下表面以按壓銷6 a按壓。晶 圓1和2由中央部份逐漸向外互相接觸,且最後,整個表 面互相接觸。 在按壓機構6返回初始狀態後(如圖2 3所示之狀態 ),晶圓箝夾部份4c返回初始狀態(如圖23所示之狀 態)。閥1 1 9 b關閉以設定箝夾槽3 a之內部爲空氣壓
{对九閲讀背面之ji意事項再楨巧本頁J 訂 本紙張尺度適扣中园國家標车(CNS ) A4規格(210X297公釐) -42- ^ 6 20 8 6 r: 而 ji -Τ ΐ/; ί 厶 i\ Μ 印 Α7 B? - ——- .- - .--------- — _ - —— 五、發明説明⑽) 力(晶圓1之箝夾取消),而後,晶圓支持裝置3向下移 動,因此互相接觸之晶圓乃由負載銷1 3所支持。在此狀 態中,晶圓傳送機器人10箝夾互接觸之晶圓之下表面, 將它們傳送至晶圓匣9,和儲存在晶圓匣9中。 圖2 8爲晶圓處理裝置1 0 0 0之控制系統之構造之 方塊圖。控制部份1 7以軚據一程式17b操作之CPU 1 7 a控制晶圓傳送機器人1 〇,晶圓對準部份1 1,位 移偵測部份12和15,Z軸台5,晶圓移動機構4,按 壓機構6,板部份1 6,和閥控制部份1 1 9。 閥控制部份1 1 9具有第一閥驅動部份1 1 9 c以控 制閥1 1 9 a之開關,和第二閥控制部份1 1 9 d以控制 閥1 1 9 b之開關《第一和第二閥驅動部份1 1 9 c和 1 1 9 d由控制部份1 7控制。晶圓支持台3 1之接附/ 拆離,亦即,閥1 1 9 a之開關乃根據板1 6之操作開關 1 6 b之操作而控制。 圖2 9爲根據程式程式1 7 b之控制步驟之_程圖。 以下參考此流程圖說明晶圓處理裝置1 0 0 0之控制系統 之操作。 當藉由操作操作開關1 6 b而指示接觸處理開始時, 連接至控制部份17之構成元件在步驟S11〇1中初始 化。在此初始步驟中,亦確認晶圓匣7,8,和9之存在 和位置。如果準備尙未完成,其在一顯示板1 6 a上指示 以警告操作者。 在步驟S 1 1 0 2中,儲存在晶圓匣7中之晶圓1藉 .---Γ1---„-------^----IT——r----^ .-I· (对先閱对背面之注意事項再功K-本玎) 本紙張尺度这用中园囷家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -43- 462086 A7 _ B7__ 五、發明説明㈦) 由控制晶圓傳送機器人10而箝夾。在步驟si 103中 ,受箝夾之晶圓1傳送至晶圓對準部份1 1並定位(中央 位置和方向)。在步驟s1104中,晶圓1藉由控制晶 圓傳送機器人10而設定在由晶圓支持裝置3突出之負載 銷13上之預定位置上°晶圓支持裝置3藉由控制Z軸台 5而向上移動至一預定位置\ 在步驟S 1 1 0 5中,儲存在晶圓匣8中之晶圓2藉 由控制晶圓傳送機器人1 〇而箝夾*在步驟S 1 1 0 6中 ,晶圓2傳送至晶圖對準部份1 1並對準(中央位置和方 向)。在步驟S 11 07中,晶圓2藉由控制晶圓傳送機 器人1 0而設定在由晶圓箝夾部份4 c突出之負載銷1 4 上之預定位置上。藉由控制晶圓移動機構4之樞轉馬達 4 d ,晶圓箝夾部份4 c繞著軸4 b樞轉一預定角度,因 此晶圓2由晶圓箝夾部份4 c所箝夾。 在步驟S 1 1 0 8中,藉由控制位移偵測部份1 5之 驅動部份15 b,感應器15 a移動至晶圓1上^預定位 置,因此晶圓1之厚度由感應器15 a所量測》 在步驟S 1 1 0 9中.藉由控制位移偵測部份1 2之
Ir 驅動部份1 2 b,感應器1 2 a移動至晶圓2上之預定位 '1' i 置,因此晶圓2之厚度由感應器1 2 a所量測。 f 在步驟S.1110中,藉由控制晶圓移動機構4之樞 f 轉馬達4 d以使互相相對之晶圓1和2幾乎在水平方向, Λ I 晶圓箝夾部份4c繞著軸4b樞轉180° » ? 在步驟S 1 1 1 1中,根據晶圓1和2之厚度之量測 {讳先閱讀背面之注意事項再功寫本莨)
,1T ,Λ1. 本纸张尺度述用中囤國家標準(CNS ) Α4规格(2丨0X297公釐) -44- 4 6 208 6 A7 __B7 _ 五、發明说明啦) 結果而準備用於調整介於晶圓1和2間之間隙爲一設定値 之資料。根據此資料控制z軸台5以‘調整介於晶圓1和2 <誚先閲請背面之注意事項典填寫表茛) 間之間隙》 在步驟SI 1 12中,第二閥驅動部份1 19d打開 閥1 19b,因此第一晶圓由晶圓支持台31所箝夾。 在步驟S 1 1 1 3中,:按壓銷6 a藉由控制按壓機構 6之樞轉馬達6 d而繞著軸6 b樞轉,直到按壓銷6 a之 未梢端部份粗略的接觸晶圓2之下表面。 在步驟S 1 1 1 4中,取消由晶圓箝夾部份4 c對晶 圓2之箝夾。在步驟S1115中,按壓機構6之樞轉馬 達6 d和震動器6 c受控制以使按壓銷6 a壓抵晶圓2之 下表面和同時震動按壓銷6 a。當步驟S 1 1 1 5在步驟 S 1 1 1 4之後立即執行時,晶圓2之取消箝夾和按壓幾 乎同時進行。但是,按壓亦可在步驟S 1 1 1 4後開始, 例如,在計算一預定時間後開始· 當晶圓1和2完全互相接觸時,在步驟S1ί16中 ,按壓機構6之樞轉馬達6 d受控制以使按壓銷6 a返回 初始位置。在步驟S1117中,晶圓移動機構4之樞轉 馬達4 d受控制以使晶圓箝夾部份4 c返回初始位置。 在步驟S1118中.閥119b關閉以使箝夾槽 3 a和3 b之內部回到空氣壓力,藉以取消晶圓1之箝夾 。在步驟S1119中,Z軸台5受控制以移動晶圓支持 裝置3向下至初始位置》以此操作,互相接觸之晶圓由負 載銷1 3所支持。 本紙張尺度適用中S國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -45- d 6208 6 A7 B7 五、發明説明妗) 在步驟S 1 1 2 0中,晶圓傳送機器人1 0受控制以 傳送互相接觸之晶圓至晶圖匣9並將它們儲存在晶圓匣9 中。 在步驟S1121中,決定是否對儲存在晶圓匣7和 8中之所有晶圓執行接觸處理。如果尙有未經處理之晶圓 時,流程回到步驟S 1 1 〇‘· 2以重覆此處理。如果決定所 有晶圓皆已執行接觸處理時,處理操作之序列終止。此時 >最好以顯示板16 a上之指示或警鈴通知操作者處理之 終止· 如上所述,依照晶圓處理裝置1000,1)由於按 壓和取消上晶圓2之箝夾同步的開始,介於晶圓1和2間 之氣體可適當得移出,2)由於上晶圓2在晶圓1和2互 相相對時不會滑動,兩晶圓1和2可適當的定位,3)由 於介於晶圓1和2間之間隙可調整至適當距離,可使所製 造之晶圓之品質一致,且晶圓1和2無需事先分類,4) 晶圓1和2之表面可免於受到顆粒之汙染,5 )奇防止晶 圓之周緣部份之破壞,和6)藉由在按壓時震動晶圓可降 低介於晶圓間之氣體陷入。 此外,依照此晶圓處理裝置1 000,只有晶圓支持 台3 1之防止偏轉部份3 1 c和密封部份3 1 a和3 1 b 和第一晶圓1之下表面接觸。因此,即使當顆粒附著於晶 圓支持裝置3之中央部份或第一晶圓1之下表面之中央部 份,第一晶圓仍可以幾乎平坦之狀態而受到支持》換言之 ,可避免由於附著至晶圓支持台或第=晶圓之中央部份之 :---i------„---.----„----訂--:------^ 1 (对先閲讀背面之注$項再蛾K本S )
I j : f- n 印 本紙乐尺度適扣中®國家標车(CNS ) A4規格(210X29?公釐) -46- 462086 A7 B7 五、發明说明(44 ) 顆粒而造成在受支持晶圓1上之不均勻性。因此,當兩晶 圓互相接觸時,可有效的防止介於晶圓間之氣體陷入。 再者,由於晶圓處理裝置1000使用以製造一晶圓 而製造之晶圓支持台3 1,因此亦可解決由晶圓支持台之 材料而引起汙染之問題(例如.金靥汙染)· (晶圓處理裝置之應用例) 以下說明依照第三實施例之晶圓處理裝置之應用例。 圖1 3A至1 3F爲製造具有SO I構造之晶圓之步驟圖 〇 準備用以形成第一晶圓1之單晶S i晶圓50 1。多 孔矽層5 0 2形成在單晶S i晶圓5 0 1之主要表面上( 圖13A) »至少一非多孔層503形成在多孔Si層 502上(圖13B)。關於非多孔層503方面,可使 用單晶S i層.多晶S i層,非晶S i層,金屬層,半導 體複合層,或超導體層。例如M0SFET之裝^可形成 在非多孔層503上。 S i 〇2層5 0 4形成在非多孔層5 0 3上以獲得第一 晶圓1 (圖13C)"具有面向上之Si〇2層504之第 一晶圓1儲存在晶圓匣7中。 準備第二晶圓2。具有表面向上之第二晶圓2儲存在 晶圓匣8中。 圖1 3 C所示之晶圓可儲存在晶圓匣8中當成第二晶 圓,而另一晶圓可儲存在晶圓匣7中當成第一晶圓。在此 {誚先閲讀背面之注意事項再填朽本頁) 訂 本紙張尺度述用中囤國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -47- 462086 A7 B7 而 ;/i ί /. 五、發明説明㈦) 例中,圖13C所示之晶圓傳送至晶圓支持台31,且另 一晶圓傳送至晶圓移動機構4。 在此狀態下,操作第三實施例之晶圓處理裝置。第一 晶圓1和第二晶圓2互相接觸,並夾住S i 〇2層504 ( 圖1 3D),且儲存在晶圓匣9中。 互相接觸之晶圓(圖1:3D)可依需要受到陽極接合 ,按壓,或熱處理,或這些處理操作可結合以確定結合晶 圓。 關於第二晶圓2方面,可使用S i晶圓,具有S i 〇2 層形成在其上之S i晶圓,由矽石玻璃構成之透明晶圓, 或藍寶石晶圓。但是,其它之晶圓亦可使用當成第二晶圓 2,只要其具有充分平坦之表面以供結合。 其次,第一晶圓1由第二晶圓2中移去以曝露多孔 Si層502(圖13E)。此多孔Si層502受到選 擇性的蝕刻和移除。圖1 3 F示意的顯示以上述方法而得 之晶圓。 < 依照此製造方法,兩晶圓互相接觸,並適當的移除介 於晶圓間之氣體,因此可製造高品質之晶圓。 依照本發明,可提供以低成本製造之基底支持台。 本發明並不限於上述之實施例,且仍可達成各種變化 和修改,但是其仍在本發明之精神和範疇內。因此,本發 明之範嗦應由下述申請專利範圍界定之。 对先閱讀背而之注意事項再楨巧本!) -'1Τ -1 本纸乐又度述用中因囷家榡準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -48- ii
Claims (1)
- 462086六、申請專利範圍 附件1 : 第87 1 20962號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國89年1 1月修正 1. 一種基底處理裝置,用以重疊兩基底和使兩基底 互相接觸,包含: 支持機構用以支持第一基底; 基底操控機構用以支持第二基底,以實質平行方式相 對於由支持機構所支持之第一基底,且其中形成至少一孔 洞: 按壓機構經由該孔洞操作以按壓第二基底抵住第一基 底; 其中該支持機構具有一支持構件,其接觸第一基底之 一表面之一周緣部份以支持第一基底" 2. 如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中該 支持機構具有箝夾機構用以箝夾在該支持機構上之第一基 底。 3. 如申請專利範圍第2項之基底處理裝置,其中該 箝夾機構具有一環形槽在該支持構件之一表面上,和第一 基底由該支持構件所箝夾以降低在槽中之壓力》 4. 如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中該 支持構件爲環形。 ^ 5 -如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中該 支持構件支持第一基底之一表面之最外部份。 6.如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中該 I - Jn I- ---f-— In I - HI nn I l * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Λ 張尺度適用令國國家標準(C,NS ) 格门丨〇><;!97公釐} 4 6208 6 88 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 按壓機構實質在中央部份按壓第二基底。 7.如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中該 支持機構進一步包含在該支持構件內側用以防止第一基底 偏轉之防止偏轉構件。 8·如申請專利範圍第7項之基底處理裝置,其中該 防止偏轉構件實質在中央部份支持第一基底,藉以防止第 一基底之偏轉。 9·如申請專利範圍第7項之基底處理裝置,其中該 支持構件和第一基底接觸之部份和該防止偏轉構件和第一 基底接觸之部份實質位於同一平面上。 10.如申請專利範圍第1項之基底處理裝置,其中 該基底操控機構用以在第二基底受支持以相對於由該支持 機構支持之第一基底後取消對第二基底之支持,和該按壓 機構和由基底操控機構取消對第二基底之支持同步的按壓 第二基底。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之基底處理裝置,其 中該支持機構實質的水平支持第一基底,和該基底操控機 構實質的水平支持第二基底在第一基底上方,而後取消對 第二基底之支持。 12.—種基底支持裝置,以適當的支持兩基底之上 或下基底,以使之重疊和互相接觸,包含: 一支持構件,其只接觸一基底之一表面之一周緣部份 以支持該基底。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之基底支持裝置,進 裝------訂丨-----威 ' > ' r (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 夂玫*乂度適用中國國家標率(。?^)戎4現格(21(^297公釐) -2 - 462086 Λ8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 ,步包含箝夾機構用以箝夾在該支持構件上之基底ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 14.如申請專利範圍第13項之基底支持裝置,其 中該箝夾機構包含一環形槽在該支持構件之一表面上,和 該基底由該支持構件所箝夾以降低在槽中之壓力。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之基底支持裝置,其 中該支持構件爲環形。 1 6 .如申請專利範圍第1 2項之基底支持裝置,進 一步包含在該支持構件內側一防止偏轉構件以防止該基底 之偏轉。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之基底支持裝置,其 中該防止偏轉構件實質在中央部份支持該基底,藉以防止 該基底之偏轉。 18. 如申請專利範圍第16項之基底支持裝置,其 中該支持構件和該基底接觸之部份和該防止偏轉構件和該 基底接觸之部份實質位於同一平面上。 19. 一種基底處理方法,用以重疊兩基底和使兩基 底互相接觸,包含: 以接觸第一基底之一表面之一周緣部份之一支持構件 支持第一基底,以具有至少一孔洞之基底操控機構支持第 二基底,該第二基底實質平行於由支持構件所支持之第一 基底’和經由在基底操控機構中之孔洞按壓第二基底向著 第一基底,藉以使第一基底和第二基底互相接觸。 2 0 .如申請專利範圔第1 9項之基底處理方法,其 中具有箝夾機構之支持構件使用當成支持構件。 匕乂過用中國國家標準(CNS ) Α4说格(210X297公釐) 462086 經濟部智工消脅合作钍印焚 B8 C8 08 六、甲請專利範圍 2 1 如申請專利範圍第1 9項之基底處理方法,其 中...·環形支持構件使用當成支持構件= 2 2 .如申請專利範圍第丨9項之基底處理方法,其 中該支持構件支持第一基底之最外部份。 2 3 ·如申請專利範圍第1 9項之基底處理方法,其 中桌一基底實質在中央部份受壓。 2 4 .如申請專利範圍第1 9項之基底處理方法,其 中按壓第二基底之步驟包含使形成在該支持構件內側之防 止偏轉構件和第一基底接觸。 2 5 .—種基底處理方法,用以重疊兩基底和使兩基 底互相接觸,包含之步驟爲: 傳送第一和第二基底至如申請專利範圍第1項之基底 處理裝置; 以該基底處理裝置使第一和第二基底重疊並使其互相 接觸:和 由該基底處理裝置接收互相接觸之基底。 2 6 . —種基底處理方法,用以重疊兩基底和使兩基 底互相接觸,包含之步驟爲: 以如申請專利範圍第12項之基底支持裝置支持第一 基底: 使第二基底相對於由該基底處理裝置支持之第一基底 :和 使第一基底之和第二基底重疊並互相接觸。 2 7 . —種基底製造方法,包含之步驟爲: --:---Γ------裝------訂------泉 - . - - - <請先閲讀背面之注意事項再凑寫本頁) 、度通用中國國家標单(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) -4- 462086 經濟部皙^財焱^/:只工消骨合作社印发 Λ 8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 準備第一和第二基底:和 以如申請專利範圍第1 9項之基底處理方法使第一基 底和第二基底互相接觸。 2 8 . —種基底支持台之製造方法,包含之步驟爲: 形成S 1 〇 2膜以覆蓋整個矽晶圓: 形成第一光阻膜在S 1 〇2膜之一表面上: 定圖樣第一光阻膜以曝露S 1 〇2膜在欲形成用於真空 箝夾之密封部份之部份上: 蝕刻S l 2膜在曝露部份上以曝露矽晶圓; 移除剩餘第一光阻膜: 在曝露部份上蝕刻矽晶圓至一預定深度; 形成一 S i ◦ 2膜以覆蓋整個矽晶圓; 形成第二光阻膜在s1〇2膜之另一表面上: 定圖樣第二光阻膜以曝露S 1 〇2膜在欲形成用於真空 箝夾之吸取孔之部份上; 蝕刻S 1 〇 2膜在曝露部份上以曝露矽晶圓; 移除剩餘第二光阻膜; 在曝露部份上蝕刻矽晶圓以形成吸取孔延伸經由矽晶 圓;和 移除剩餘S丨0 2膜。 29.—種基底支持台之製造方法,包含之步驟爲: 形成第一膜以覆蓋整個矽晶圓; 形成第一光阻膜在第一膜之一表面上; 定圖樣第一光阻膜以曝露第一膜在欲形成用於真空箱 衩4法«適用中國國家標乘((,;^)八4現格(210>< 297公釐) -5- --;---Γ------裝------訂------泉 . ' . - , (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} ^62086 經濟部皙.«.时4_^19工消費合作社印踅 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 " 夾之密封部份之部份上; ! 蝕刻第一膜在曝露部份上以曝露矽晶圓; 1 移除剩餘第一光阻膜; 在曝露部份上蝕刻矽晶圓至一預定深度: 形成一第二膜以覆蓋整個矽晶圓; 形成第二光阻膜在第二膜之另一表面上; 定圖樣第二光阻膜以曝露第二膜在欲形成用於真空箝 夾之吸取孔之部份上: 蝕刻第二膜在曝露部份上以曝露矽晶圓: 移除剩餘第二光阻膜; 在曝露部份上蝕刻矽晶圓以形成吸取孔延伸經由矽晶 圓;和 移除剩餘第二膜。 30.—種基底處理裝置,用以重疊兩基底和使兩基 底互相接觸,包含: 支持機構用以支持第一基底:和 按壓機構,用以按壓第二基底之背表面抵住第一基底 ,第二基底之前表面相對於由支持機構所支持之第一基底 之前表面, 其中該支持機構包括: 一支持構件,其具有一環形周緣部份以接觸第一基底 之背表面,和一內部份在環形周緣部份內而未與第一基底 之背表面接觸;和 箝夾機構,用以箝夾第一基底在該環形周緣部份,和 — ^---:-------裝------訂------旅 , . - * - (請先聞讀背面之注項苒4寫本頁) .tu4.乐 <度適用中國國家標苹f C-NS > A4現格(;:I ο X 297公釐> -6 - 經濟部智慧財凌局员工消費合作社印袈 0 3 6 A8 B8 C8 D8 J --—---- TV、申請專利範圍 其中該按壓機構在該支持構件之內部份內之部份上按 | 壓第二基底之背表面,以使第一基底和第二基底之前表面 互相接觸。 3 1 .如申請專利範圍第30項之基底處理裝置,其 中該箝夾機構包括一環形槽在該支持構件上,和第一基底 1 由支持構件所箝夾,藉以降低在槽中的壓力。 32 .如申請專利範圍第30項之基底處理裝置,其 中該支持機構進一步包括一偏轉防止構件,以防止第一基 底之偏轉,該偏轉防止構件提供在支持構件之內部份上。 33.如申請專利範圍第32項之基底處理裝置,其 中該偏轉防止構件支持第一基底實質在中央部份,以防止 第一基底之偏轉。 34 .如申請專利範圍第3 2項之基底處理裝置,其 中支持構件接觸第一基底之部份和偏轉防止構件接觸第一 基底之部份實質在相同平面上。 3 5 ·如申請專利範圍第3 0項之基底處理裝置,進 一步包含基底操控機構,其具有一環形支持構件用以箝夾 第二基底之背表面之周緣部份,以操控第二基底, 其中該按壓機構在和取消由該環形支持構件箝夾第二 基底同時,在該基底操控機構之環形支持構件之內部份上 按壓第_基底之背表面3 36 .如申請專利範圍第3 5項之基底處理裝置,其 中該支持機構實質水平支持第一基底,和該基底操控機構 實質水平支持第二基底在第一基底上方,而後取消對第二 在汶度適用中國國家櫺象(C'NS > A4現格(210χ297公鳞) -7- " IW---=-------^------ΪΤ------^ . , > _ -(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ 620 8 6 Μ;ί·部智/έ3Γ.ΐ*^5α工Μ費合作钍印 2¾ A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 基底之箝夾。 i 37.—種SOI基底製造方法,包含之步驟爲: 準備第一和第二基底; 以如申請專利範圍第3 5項之基底處理裝置使第一基 底和第二基底互相接觸,以準備一基底,該基底具有重疊 之單晶S ^層和絕緣層之層;和 將非接觸介面之部份上之互相接觸之基底分離以準備 一分離基底當成在絕緣層上具有單晶S i層之基底。 3 8 .—種基底處理方法,用以重叠兩基底和使兩基 底互相接觸,包含之步驟爲: 準備如申請專利範圍第3 0項之基底處理裝置; 以支持機構支持第一基底; 使第二基以相對由支持機構所支持之第一基底,因此 ,第二基底之前表面相對第一基底之前表面: 以按壓機構按壓第二基底之背表面在支持構件之內部 份之內,以使第一和第二基底互相接觸。 3 9 . —種結合基底之製造方法,包含之步驟爲: 準備如申請專利範圍第3 0項之基底處理裝置; 以支持機構支持第一基底; 使第二基以相對由支持機構所支持之第一基底,因此 ,第二基底之前表面相對第一基底之前表面; 以按壓機構按壓第二基底之背表面在支持構件之內部 份之內,以使第一和第二基底互相接觸,以製造一結合基 底= (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. Λ 夂砍呆遴用中國國家標乘U'NS :Ι Λ4現.格_( 2 i 0 X 297公釐) 462086 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 0 .如申請專利範圍第3 9項之結合基底之製造方 法,其中選擇第一基底和第二基底以製造具有一 s 〇丨構 造之結合基底。 41·一種基底支持台,用以支持一基底,該基底支 持台包含: 一環形周緣部份,用以接觸基底之背表面和其上具有 一凹槽以箝夾基底; 一內部份,在環形部份內,其未接觸基底之背表面; 其中該環形周緣部份和內部份藉由處理一矽晶圓而形 成3 42.如申請專利範圍第41項之基底支持台,進一 步包含一防止偏轉部份用以防止受箝夾部份免於偏轉。 4 3 ·如申請專利範圍第4 1項之基底支持台,其中 當箝夾基底時,只有密封部份和該防止偏轉部份和該基底 接觸。 44.如申請專利範圍第41項之基底支持台,其中 和欲支持之基底接觸之密封部份和防止偏轉部份之表面實 質位於相同的平面上。 45 .如申請專利範圍第41項之基底支持台,其中 一針孔延伸經由一主體,而用以垂直的移動欲在該基底支 持台上受到支持之基底之一負載銷插入該針孔。 46 ·—種淸潔方法,包含: 當容納如申請專利範圍第41項之基底支持台在用以 儲存用於製造半導體裝置之晶圓之晶圓匣中時,淸潔基底 -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸> •tA法尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X297公釐) 462086 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 支持台。 47. —種基底處理方法,用以重疊兩基底和使兩基 底互相接觸,包含之步驟爲: 準備如申請專利範圍第41項之基底支持台; 以基底支持台支持第一基底; 使第二基以相對由基底支持台所支持之第一基底,因 此,第二基底之前表面相對第一基底之前表面; 按壓第二基底之背表面在基底支持台之內部份之內, 以使第一和第二基底互相接觸。 48. —種SOI基底製造方法,包含之步驟爲: 準備第一和第二基底; 以如申請專利範圍第4 7項之基底處理方法使第一基 底和第二基底互相接觸,以準備一基底,該基底具有重疊 之單晶S i層和絕緣層之層;和 將非接觸介面之部份上之互相接觸之基底分離以準備 一分離基底當成在絕緣層上具有單晶S ί層之基底。 49. 一種結合基底之製造方法,包含之步驟爲: 準備如申請專利範圍第4 1項之基底支持台; 以基底支持台支持第一基底; 使第二基以相對由基底支持台所支持之第一基底,因 此,第二基底之前表面相對第一基底之前表面; 按壓第二基底之背表面在基底支持台之內部份之內, 以使第一和第二基底互相接觸,以製造一結合基底。 5 0 ·如申請專利範圍第4 9項之結合基底之製造方 1-'*_ —^n .^n I— i n^— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本夷) •-° Λ 度適用中國國家標嗥(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -10 - ABCD 462086 六、申請專利範圍 法,其中選擇第一和第二基底以製造具有SOI構造之一 I 結合基底。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經-部智总时"^:只工^費合作社印" -11 - 乐虼度遍用t國國家標准丨CNS W\4说格(2丨0><297公釐)
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