TWI529848B - 接合裝置及接合加工方法 - Google Patents
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Description
本申請案係基於並主張2012年12月28日提出申請之第2012-287536號日本專利申請案之優先權之權益，該申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
本文中所闡述之本發明之實施例係關於一種接合裝置及一種接合加工方法。
在用於製造諸如半導體器件及平板顯示器之電子器件之接合裝置中，使用提供於一安裝平台上之一靜電吸盤或真空吸盤來吸引並保持基板(舉例而言，參見專利文獻1)。
然而，當使用提供於安裝平台上之一靜電吸盤或真空吸盤來將一基板吸引至安裝平台之安裝面時，吸引並保持該基板以便沿該安裝面而行。
因此，存在基板將變形為不適用於加工之一形狀之一可能性。特定而言，若基板之厚度係小的(諸如矽晶圓及諸如此類)，則安裝面之狀況之影響變得顯著。
此外，若基板變形為不適用於加工之一形狀(舉例而言)，則存在在基板接合加工中基板將經接合處於自適當位置偏離之一位置中之一可能性。
此外，基板接觸安裝平台之安裝面，因此存在對基板之損壞及粒子之產生之一可能性。
專利文獻1 JP 2012-156163 A (Kokai)
根據一項實施例，用於加工一經保持基板之一接合裝置包含一主體單元、一噴嘴、一氣體供應單元及一基板支撐單元。該噴嘴在該主體單元之在保持一第一基板之一側上之一面上敞開。該氣體供應單元經組態以將氣體供應至該噴嘴，施加吸力至該第一基板且將該基板與該主體單元之該面分離。該基板支撐單元經組態以支撐與該第一基板以一預定間隙相對地提供之一第二基板之一周邊邊緣部分。
1‧‧‧接合裝置
11‧‧‧加工容器
11a‧‧‧開口
11b‧‧‧門
11c‧‧‧開口
12‧‧‧基板保持單元
12a‧‧‧主體單元
12a1‧‧‧面
12a1a‧‧‧區域
12a1b‧‧‧區域
12a1c‧‧‧區域
12a2‧‧‧噴嘴
12a3‧‧‧流動通道
12b‧‧‧氣體供應單元
12b1‧‧‧氣體供應源
12b2‧‧‧溫度控制單元
12b3‧‧‧流率控制單元
12b4‧‧‧雙位閥
13‧‧‧基板支撐單元
13a‧‧‧支撐爪
13b‧‧‧移動部件
13c‧‧‧底座部件
13d‧‧‧定位部件
13e‧‧‧定位部件
14‧‧‧按壓單元
14a‧‧‧移動部件
14b‧‧‧移動軸
14c‧‧‧墊
15‧‧‧排氣單元
15a‧‧‧排氣管
16‧‧‧量測單元
16a‧‧‧量測頭
16b‧‧‧移動部件
16c‧‧‧計算單元
17‧‧‧偵測單元
17a‧‧‧偵測頭
17b‧‧‧計算單元
A-A‧‧‧線
F1‧‧‧吸力
F2‧‧‧吸力
W‧‧‧基板
W1‧‧‧基板/第一基板
W1a‧‧‧凹口
W2‧‧‧基板
W2a‧‧‧凹口
圖1係用於圖解說明根據實施例之一接合裝置1之一示意圖；圖2係用於圖解說明噴嘴12a2之佈局之一示意圖；圖3A及圖3B係用於圖解說明噴嘴12a2之動作之示意圖；圖4A至圖4H係用於圖解說明接合裝置1之動作之示意性加工圖；及圖5A至圖5D亦係用於圖解說明接合裝置1之動作之示意性加工圖。
現在將參考圖式闡述若干實施例。注意，在圖式中相同數字應用於類似組成元件且適當地省略此等組成元件之詳細說明。
圖1係用於圖解說明根據實施例之一接合裝置1之一示意圖。
圖1圖解說明將兩個基板之接合面接合在一起以產生一單個基板之接合裝置1。
接合裝置1可直接接合兩個矽晶圓，舉例而言。
如圖1中所展示，接合裝置1中提供有一加工容器11、一基板保持單元12、一基板支撐單元13、一按壓單元14、一排氣單元15、一量測單元16及一偵測單元17。
加工容器11具有能夠將一氣氛維持在低於大氣壓力之一壓力的一氣密結構。加工容器11之一側壁中提供有用於將一基板W1(對應於一第一基板之一項實例)及一基板W2(對應於一第二基板之一項實例)運入及運出之一開口11a及能夠打開開口11a並以一氣密方式關閉開口11a之一門11b。此外，一開口11c提供於加工容器11之底部中以用於抽空加工容器11內之空氣。
保持待接合之第一基板W1之基板保持單元12提供於加工容器11內。
基板保持單元12保持基板W1處於一懸浮狀態中。
基板保持單元12中提供有一主體單元12a及一氣體供應單元12b。
主體單元12a係圓柱形形狀的且包含在於保持基板W1之側上之一面12a1上敞開之噴嘴12a2。
圖2係用於圖解說明噴嘴12a2之佈局之一示意圖。
此外，圖2係自圖1中之線A-A之箭頭方向觀看之一圖式。
如圖2中所展示，噴嘴12a2提供於與基板W1之中心區域相對的面12a1之一區域12a1a、與基板W1之周邊邊緣區域相對的面12a1之一區域12a1b及和基板W1之中心區域與周邊邊緣區域之間的區域相對的面12a1之一區域12a1c中。
噴嘴12a2之佈局及數目不限於所圖解說明，而是其可視情況而經改變。舉例而言，噴嘴12a2可經配置而聚集於其中基板W1可容易地翹曲之區域或其中必需使基板W1變形之區域中。
此外，如圖1中所展示，一流動通道12a3之一第一端連接至噴嘴12a2。流動通道12a3之一第二端連接至一雙位閥12b4。
稍後闡述噴嘴12a2之動作之細節。
氣體供應單元12b將氣體供應至噴嘴12a2，且藉由產生氣旋效應及白努利(Bernoulli)效應中之至少一者而施加吸力至基板W1，且將基板W1與主體單元12a之面12a1分離。換言之，基板W1經懸浮吸引至主體單元12a之面12a1。若可能將基板W1與主體單元12a之面12a1分離，則基板W1不受面12a1之狀況之影響，因此可能以適用於加工之一形狀保持基板W1而且使基板W1保持不動。
氣體供應單元12b中提供有一氣體供應源12b1、一溫度控制單元12b2、一流率控制單元12b3及雙位閥12b4。
氣體供應源12b1、溫度控制單元12b2、流率控制單元12b3及雙位閥12b4係針對提供於區域12a1a至12a1c中之每一組噴嘴12a2經提供的。因此，可能在區域12a1a至12a1c中之每一者中控制氣體溫度、氣體流率及氣體之供應及停止。
氣體供應源12b1可係(舉例而言)含有高壓氣體或諸如此類之一壓力器皿。氣體供應源12b1中所含有之氣體經由溫度控制單元12b2、流率控制單元12b3及雙位閥12b4供應至噴嘴12a2，且自噴嘴12a2之開口釋放至加工容器11中。因此，氣體供應源12b1中所含有之氣體對基板之加工(基板之接合)完全不具有影響。氣體供應源12b1中所含有之氣體可係(舉例而言)氮氣或一惰性氣體，諸如氬氣、氦氣及諸如此類。
溫度控制單元12b2連接至氣體供應源12b1之氣體流出側。溫度控制單元12b2控制待自氣體供應源12b1供應至噴嘴12a2之內側之氣體之溫度。溫度控制單元12b2可係(舉例而言)一加熱器或一冷卻器或加熱及冷卻之一器件或諸如此類。
若存在基板W1之一平面內溫度分佈，則存在基板W1之變形(舉例而言，翹曲)之一可能性。
若基板W1最初不變形，則可控制用於區域12a1a至12a1c中之每一
者之氣體之溫度使得基板W1之平面內溫度係均勻的，使得基板W1不變形。
此外，基板W1可最初變形。在此情形中，若基板W1之變形係小的，則氣體之溫度可針對區域12a1a至12a1c中之每一者經控制使得基板W1之平面內溫度分佈係小的。若基板W1之變形係大的，則氣體之溫度可在區域12a1a至12a1c中之每一者中經控制使得基板W1之變形變得更小。換言之，若基板W1最初變形，則可使基板W1之平面內溫度為均勻的使得基板W1不進一步變形，或者藉由局部加熱或冷卻，可校正變形之基板W1。
流率控制單元12b3連接至溫度控制單元12b2之氣體流出側。流率控制單元12b3控制待自氣體供應源12b1供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率。流率控制單元12b3可係一質量流量控制器(MFC)或諸如此類。
如稍後所闡述，藉由控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能控制施加至基板W1之吸力。舉例而言，藉由增加待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能增加施加至基板W1之吸力。藉由減小待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能減小施加至基板W1之吸力。
在此情形中，若基板W1不變形，或若基板W1之變形係小的，則氣體之流率可經控制使得區域12a1a至12a1c中之吸力係均勻的。若基板W1之變形係大的，則氣體之流率可在區域12a1a至12a1c中之每一者中經控制使得基板W1之變形變得更小。換言之，可能使施加至基板W1之吸力為均勻的使得基板W1不變形，且可能局部改變施加至基板W1之吸力以校正基板W1。
基板W1之變形狀態可藉由量測單元16來量測，如稍後所闡述。
換言之，流率控制單元12b3根據基板W1之形狀控制氣體流率。
在此情形中，流率控制單元12b3可在複數個噴嘴12a2中之每一者及複數個噴嘴12a2之群組中之每一者中之至少一者中控制氣體之流率。
另外，可能控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率或溫度以使基板W1變形為適用於加工之一形狀。舉例而言，可能使基板變形為使得基板W1之中心區域向上(基板W2側)突出之一形狀。藉由使基板W1變形為此形狀，基板W1之中心區域可容易地接觸基板W2，因此接合係容易的。
雙位閥12b4連接至流率控制單元12b3之氣體流出側。雙位閥12b4控制待自氣體供應源12b1供應至噴嘴12a2之內側之氣體之供應及停止。
雙位閥12b4之氣體流出側經由流動通道12a3連接至噴嘴12a2。
基板支撐單元13支撐與由基板保持單元12支撐之基板W1以一預定間隙相對地提供之基板W2之周邊邊緣部分。換言之，基板支撐單元13支撐待接合至基板W1之基板W2之周邊邊緣部分。
基板支撐單元13包含一支撐爪13a、一移動部件13b、一底座部件13c、一定位部件13d及一定位部件13e。
支撐爪13a支撐基板W2之周邊邊緣部分。然後，藉由藉助支撐爪13a支撐基板W2，基板W2與由基板保持單元12保持之基板W1相對地經支撐處於一預定位置中。
移動部件13b使支撐爪13a在於其處支撐基板W2之位置與沿基板W2之徑向方向縮回至外側之一位置之間移動。移動部件13b可包含作為一組成元件之一控制馬達，諸如(舉例而言)一伺服馬達、一脈衝馬達或諸如此類。
底座部件13c提供於加工容器11之底部面上。支撐爪13a及移動部件13b提供於底座部件13c之上部端部分上。圖解說明其中針對支撐爪
13a及移動部件13b中之每一者提供底座部件13c之一情形，但此並非一限制。舉例而言，複數個支撐爪13a及移動部件13b可提供於一單個底座部件13c上。
定位部件13d依據待稍後闡述之偵測單元17基於關於定位之資訊而改變基板W1與基板W2之相對位置。在此情形中，定位部件13d將基板W2定位於水平平面內。定位部件13d可使基板W2相對於由基板保持單元12保持之基板W1定位，舉例而言。在此情形中，其中藉由沿水平方向推動基板W2之外周邊而定位由支撐爪13a支撐之基板W2之一實例圖解說明為定位部件13d。舉例而言，定位部件13d可藉由由諸如一伺服馬達、一脈衝馬達或諸如此類之一控制馬達組態之一移動部件(圖式上未圖解說明)而操作。
定位部件13e沿旋轉方向定位基板W2。舉例而言，定位部件13e可藉由在提供於基板W1之周邊中之一凹口中插入一銷而沿旋轉方向定位基板W2。舉例而言，定位部件13e可藉由提供於底座部件13c中且由諸如一伺服馬達、一脈衝馬達或諸如此類之一控制馬達組態之一移動部件(圖式上未圖解說明)而操作。
不存在對所提供之支撐爪13a之數目之特定限制，而是較佳地支撐爪13a提供於在基板W2之周邊上之不少於三個等距位置處。以此方式，基板W2之支撐狀態可穩定化。
按壓單元14藉由使用一墊14c按壓由支撐爪13a支撐之基板W2之大約中心部分而使基板W2彎曲，以使基板W1之接合面之一部分與基板W2之接合面之一部分進行接觸。
按壓單元14中提供有一移動部件14a、一移動軸14b及墊14c。
按壓單元14與主體單元12a之面12a1相對地提供。此外，按壓單元14經提供處於使得其可使用墊14c按壓由支撐爪13a支撐之基板W2之大約中心部分之一位置中。
移動部件14a在加工容器11之外側上經提供處於與主體單元12a之面12a1相對之一位置中。移動部件14a可包含作為一組成元件之一控制馬達，諸如一伺服馬達、一脈衝馬達或諸如此類。此外，其可包含作為一組成元件之由壓力控制之流體(舉例而言，一氣缸或諸如此類)驅動之一元件。
移動軸14b經提供而穿透加工容器11之一壁面且移動軸14b之一第一端連接至移動部件14a。此外，墊14c裝配至移動軸14b之一第二端。
墊14c之尖端實質上具有一半球形形狀，且墊14c之底座具有一圓柱形形狀。墊14c由一軟彈性材料形成，使得在經按壓時接觸部分可自點接觸至平面接觸地變形。因此，可能緩解壓力點(接觸點)處之壓力，因此可能抑制對基板W2之損壞。此外，亦可能抑制空隙之發生、破裂及缺陷之發生、摩擦損壞之發生及歸因於滑動之位置偏差之發生及諸如此類。墊14c可由諸如(舉例而言)矽橡膠、氟橡膠或諸如此類之一軟樹脂形成。在此情形中，若墊14c由矽橡膠或氟橡膠形成，則可能抑制基板W2之污染。
此外，諸如一荷重元或諸如此類之一偵測裝置可提供於移動部件14a、移動軸14b及墊14c中之至少一者中以偵測墊14c之按壓力，因此可能將按壓力控制至一預定值。
此外，藉由控制墊14c之按壓力，可能確保在接合基板W1與基板W2時，經懸浮吸引至主體單元12a之面12a1的基板W1之反面(與待接合至基板W2之面相反之側上之面)不接觸主體單元12a之面12a1。
換言之，按壓單元14按壓基板W2以使基板W1之一部分與基板W2之一部分進行接觸，且可能控制按壓力使得基板W1之反面不接觸主體單元12a之面12a1。
藉由確保基板W1之反面與主體單元12a之面12a1不接觸，即使(舉
例而言)面12a1上存在一粒子，亦可能實施接合同時維持粒子不黏合至基板W1之反面之一清潔狀態。
排氣單元15經由一管15a連接至開口11c。排氣單元15抽空加工容器11內之空氣。排氣單元15可係(舉例而言)一乾泵或諸如此類。
在此情形中，氣體藉由氣體供應單元12b供應至加工容器11之內側。因此，由排氣單元15抽空之空氣之量大於由氣體供應單元12b供應之氣體之量。
接合基板W1與基板W2未必在一減小之壓力氣氛下實施，舉例而言，其亦可在一大氣壓力氣氛下實施。若基板W1與基板W2之接合不在一減小之壓力氣氛下實施，則不必要提供排氣單元15，且加工容器11僅需要具有足以抑制粒子及諸如此類之進入之一氣密結構。
在不提供加工容器11之情況下，可能提供圖式上未圖解說明之一支撐構件以與主體單元12a之面12a1相對地提供按壓單元14。圖式上未圖解說明之支撐構件可具備(舉例而言)跨越主體單元12a及基板支撐單元13之一近似反轉之U形狀。
然而，若基板W1與基板W2之接合在一減小之壓力氣氛下實施，則可能抑制空氣陷獲於基板W1與基板W2之間，因此可能進一步抑制空隙之發生。
量測單元16量測基板W1之變形狀態。
量測單元16中提供有一量測頭16a、一移動部件16b及一計算單元16c。
量測頭16a可將基板W1之變形量轉變成一電信號。量測頭16a可係(舉例而言)一雷射變形計或諸如此類。
移動部件16b改變量測頭16a及基板W1之相對位置。移動部件16b可包含作為一組成元件之一控制馬達，諸如(舉例而言)一伺服馬達、一脈衝馬達或諸如此類。
計算單元16c將來自量測頭16a之電信號轉變成基板W1之變形量，以獲得基板W1之變形狀態。
量測單元16可提供於加工容器11之頂板上，如圖1中所圖解說明，但(舉例而言)其亦可提供於主體單元12a內，且藉由量測基板W1之反面之位移而量測基板W1之變形狀態。
偵測單元17藉由偵測基板W1及基板W2之周邊邊緣部分而偵測基板W1及基板W2之位置。換言之，偵測單元17在由基板保持單元12保持之基板W1之周邊邊緣部分及由基板支撐單元13支撐之基板W2之周邊邊緣部分處偵測基板W1及基板W2之相對位置。此外，偵測單元17偵測提供於基板W1及基板W2之周邊邊緣部分中之凹口之位置。
偵測單元17中提供有一偵測頭17a及一計算單元17b。
偵測頭17a可提供於加工容器11之頂板上，舉例而言。
偵測頭17a可係(舉例而言)一電荷耦合器件(CCD)影像感測器或諸如此類。
不存在對所提供之偵測頭17a之數目之特定限制，而是若複數個偵測頭17a依相等間隔提供於主體單元12a周圍，則可能增加偵測準確度。
計算單元17b電連接至偵測頭17a。計算單元17b基於來自偵測頭17a之資訊而計算基板W1及基板W2之相對位置，且產生關於定位之資訊。計算單元17b可係(舉例而言)一影像加工裝置。關於定位之資訊經發送至基板支撐單元13，且在藉由改變基板W1及基板W2之相對位置而定位時被使用。舉例而言，在圖1中所圖解說明之情形中，關於定位之資訊在相對於由基板保持單元12保持之基板W1定位基板W2時被使用。
接下來，進一步圖解說明噴嘴12a2之動作。
圖3A及圖3B係用於圖解說明噴嘴12a2之動作之示意圖。
圖3A展示其中使用氣旋效應之一情形，且圖3B展示其中使用白努利效應之一情形。
如圖3A中所展示，流動通道12a3連接至為具有一底部之一圓柱形形狀之孔之噴嘴12a2之側壁。作為自流動通道12a3供應至噴嘴12a2之內側之氣體之一結果，沿著噴嘴12a2之內側壁形成氣體之一流動，且一渦流形成至噴嘴12a2之內側。然後，藉由氣旋效應(噴嘴12a2之內側之中心部分與周邊邊緣部分之間的壓力差)產生施加至基板W1之一吸力F1。另一方面，自流動通道12a3供應至噴嘴12a2之內側之氣體自噴嘴12a2之開口流出，且在主體單元12a之面12a1與基板W1之間通過，且經釋放至加工容器11之內側中。因此，可能在基板W1自主體單元12a之面12a1懸浮之情況下保持基板W1。換言之，可能在無接觸之情況下保持基板W1。
如圖3B中所展示，流動通道12a3連接至為具有一底部之一圓柱形形狀之孔之噴嘴12a2之底部面。自流動通道12a3供應至噴嘴12a2之內側之氣體自噴嘴12a2之開口流出，且在主體單元12a之面12a1與基板W1之間通過，且經釋放至加工容器11之內側中。在此情形中，主體單元12a之面12a1與基板W1之間的尺寸係小的，因此在主體單元12a之面12a1與基板W1之間流動之氣體之流動速度係快速的。因此，藉由白努利效應產生施加至基板W1之一吸力F2。因此，可能在基板W1自主體單元12a之面12a1懸浮之情況下保持基板W1。換言之，可能在無接觸之情況下保持基板W1。
此外，藉由控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能改變施加至基板W1之吸力F1、F2之量值。舉例而言，藉由增加待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能增加施加至基板W1之吸力F1、F2。藉由減小待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能減小待施加至基板W1之吸力F1、F2。因此，可能使施加至基板W1之吸力
F1、F2為均勻的，使得基板W1不變形，且可能在提供於12a2區域12a1a至12a1c中之噴嘴之每一群組處改變施加至基板W1之吸力F1、F2(舉例而言)，使得校正變形之基板W1。
另外，可能控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率以使基板W1變形為適用於加工之一形狀。舉例而言，可能使基板變形為使得基板W1之中心區域向上突出之一形狀。藉由使基板W1變形為此形狀，基板W1之中心區域可容易地接觸基板W2，因此接合係容易的。
此外，若基板W1變形為使得基板之中心區域向上突出之一形狀，則可能在不藉助按壓單元14進行按壓之情況下藉由調整至基板W2之距離而使基板W2之中心區域與基板W1進行接觸。在此情形中，不必提供按壓單元14。
此外，基板W1之周邊邊緣區域之一部分可向上突出。在此情形中，可使處於與基板W1之突出部分相對或在其附近之一位置之支撐爪13a在其他支撐爪13a之前沿水平方向移動(縮回)使得基板W2可使用其自身重量接合至基板W1。
已單獨闡述氣旋效應及白努利效應之實例，但氣旋效應及白努利效應兩者皆可實現。此外，可提供實現氣旋效應之噴嘴及實現白努利效應之噴嘴兩者。因此，足以實現氣旋效應及白努利效應中之至少一者。
然而，不存在對懸浮之限制且藉由實現氣旋效應或白努利效應而施加吸力至基板W1，條件係可能懸浮施加吸力至基板W1。
接下來，圖解說明接合裝置1之動作及接合加工方法。
圖4A至圖4H係用於圖解說明接合裝置1之動作之示意性加工圖。圖4A、圖4C、圖4E及圖4G係側視圖，圖4B係圖4A之一平面圖，圖4D係圖4C之一平面圖，圖4F係圖4E之一平面圖，且圖4H係圖4G之一平面圖。
圖5A至圖5D亦係用於圖解說明接合裝置1之動作之示意性加工圖。圖5A及圖5B係自圖4G及圖4H繼續之示意性加工圖。
圖5A、圖5C係側視圖，圖5B係圖5A之一平面圖，且圖5D係圖5C之一平面圖。
首先，藉由圖式上未圖解說明之一運輸裝置將基板W1自開口11a運輸至加工容器11之內側。門11b係藉由圖式上未圖解說明之一驅動單元打開的。
將運輸至加工容器11之內側之基板W1放置於主體單元12a之面12a1上方。
接下來，保持基板W1處於一懸浮狀態中。
將氣體自氣體供應單元12b供應至噴嘴12a2，且使用氣旋效應及白努利效應中之至少一者，保持基板W1處於懸浮狀態中。
此外，如圖4A及圖4B中所展示，藉由量測單元16量測基板W1之變形狀態。舉例而言，藉由量測基板W1之表面之位移(藉由通過移動部件16b移動量測頭16a)而量測基板W1之變形狀態。
然後，基於基板W1之所量測變形狀態而控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率或溫度。
舉例而言，藉由控制待供應至噴嘴12a2之內側之氣體之流率，可能使施加至基板W1之吸力為均勻的使得基板W1不變形，且可能在提供於區域12a1a至12a1c中之噴嘴12a2之每一群組處改變施加至基板W1之吸力以校正變形之基板W1。此外，可能藉由改變複數個噴嘴12a2中之任何一者而非一群組之吸力而校正變形之基板W1。
此外，藉由控制待由溫度控制單元12b2供應之氣體之溫度，可使基板W1之平面內溫度為均勻的使得基板W1不變形，或藉由局部加熱或冷卻基板W1，可校正變形之基板W1。
另外，可能使基板W1變形為適用於加工之一形狀。舉例而言，
可能使基板變形為使得基板W1之中心區域向上突出之一形狀。藉由使基板W1變形為此形狀，基板W1之中心區域可容易地接觸基板W2，因此接合係容易的。
換言之，根據實施例之接合加工方法包含：藉由將氣體供應至敞開至在於其上保持基板W1之主體單元12a之側上之面12a1之噴嘴12a2而施加吸力至基板W1且將基板W1與主體單元12a之面12a1分離；及根據基板W1之形狀而控制氣體之流率。
此外，在根據基板W1之形狀控制氣體之流率之加工中，可能在提供於區域12a1a至12a1c中之複數個噴嘴12a2中之每一者及複數個噴嘴12a2之每一群組中之至少一者中控制氣體之流率。
此外，在藉由將氣體施加至在於其上保持基板W1之主體單元12a之側上之面12a1上敞開之噴嘴12a2而施加吸力至基板W1且將基板W1與主體單元12a之面12a1分離之加工中，可能實現氣旋效應及白努利效應中之至少一者。
此外，基板W1及基板W2中之至少一者可係一矽晶圓。
接下來，如圖4C及圖4D中所展示，藉由偵測單元17偵測基板W1上之一凹口W1a之位置。
接下來，如圖4E及圖4F中所展示，使支撐爪13a移動至支撐基板W2之位置。
接下來，藉由圖式上未圖解說明之一運輸裝置將基板W2自開口11a運輸至加工容器11之內側。
然後，如圖4G及圖4H中所展示，將基板W2放置於支撐爪13a上。
接下來，藉由定位部件13d將基板W2定位於水平平面內。
接下來，藉由偵測單元17偵測提供於基板W2之周邊邊緣上之一凹口W2a之位置。此時，使基板W1沿水平方向移動至將不妨礙基板
W2之凹口W2a之位置之偵測之一位置。在已偵測凹口W2a之位置之後，使基板W1水平移動以匹配基板W2之水平位置(返回至圖4G之位置)。
接下來，定位部件13e對準基板W2與基板W1之沿旋轉方向之位置。舉例而言，藉由將一銷插入至提供於基板W1之周邊邊緣中之凹口W1a中，對準基板W1之沿旋轉方向之位置與基板W2之沿旋轉方向之位置。
接下來，接合基板W1與基板W2。
首先，關閉門11b且密封加工容器11。然後，自加工容器11之內側抽空空氣。
若接合將不在氣氛中實施，則不必抽空加工容器11內之空氣。
接下來，如圖5A及圖5B中所展示，藉由藉助墊14c按壓由支撐爪13a支撐之基板W2之大約中心部分而使基板W2彎曲，以使基板W1之接合面之一部分與基板W2之接合面之一部分進行接觸。
在此情形中，隨著接合進展而使支撐爪13a沿縮回方向逐漸移動。當支撐爪13a沿縮回方向移動時，由支撐爪13a支撐之部分移動至基板W2之周邊邊緣部分側，因此基板W2之周邊邊緣部分之沿高度方向之位置降低。因此，其中基板W1之接合面與基板W2之接合面接觸之部分(經接合部分)自中心部分擴展至周邊邊緣部分。然後，當自支撐爪13a釋放基板W2之周邊邊緣部分時，基板W1之接合面與基板W2之接合面在整個面上接觸。換言之，藉由接合基板W1與基板W2而形成基板W。
此外，隨著接合進展，釋放藉由定位部件13d、13e之定位。
此外，當藉助墊14c按壓基板W2之大約中心部分時，控制墊14c之按壓力使得經懸浮吸引至主體單元12a之面12a1之基板W1之反面(在與基板W2之接合面相反之側上之面)不接觸主體單元12a之面12a1。
接下來，如圖5C及圖5D中所展示，提高墊14c。
藉由圖式上未圖解說明之運輸裝置將經接合基板W運輸至加工容器11之外側。此後，若必要，則可重複如上文所闡述之程序以連續地接合基板W1與基板W2。
此完成各實施例之闡釋。然而，本發明並不限於上文闡述。
在上文所闡述之實施例中，當熟習此項技術者在設計上適當地添加、移除或改變組成元件，添加或省略加工，或者修改狀況(條件係所得組態包含本發明之特徵)時，其歸屬於本發明之範疇內。舉例而言，包含於接合裝置1中之元件中之每一者之形狀、尺寸、材料、配置、數目及諸如此類並不限於上文所闡述之彼等，而是可視情況經改變。此外，在如上文所闡述之實施例中，闡述直接接合兩個矽晶圓之一接合裝置之一實例，但本發明亦可應用於經由一黏合層將一矽晶圓接合至一支撐基板之一接合裝置、接合除矽晶圓以外之基板(諸如玻璃基板，舉例而言)之一接合裝置及諸如此類。
可儘可能地組合包含於先前所闡述之實施例中之組件，且此等組合亦囊括於本發明之範疇內，只要其包含本發明之特徵即可。
1‧‧‧接合裝置
11‧‧‧加工容器
11a‧‧‧開口
11b‧‧‧門
11c‧‧‧開口
12‧‧‧基板保持單元
12a‧‧‧主體單元
12a1‧‧‧面
12a1a‧‧‧區域
12a1b‧‧‧區域
12a1c‧‧‧區域
12a2‧‧‧噴嘴
12a3‧‧‧流動通道
12b‧‧‧氣體供應單元
12b1‧‧‧氣體供應源
12b2‧‧‧溫度控制單元
12b3‧‧‧流率控制單元
12b4‧‧‧雙位閥
13‧‧‧基板支撐單元
13a‧‧‧支撐爪
13b‧‧‧移動部件
13c‧‧‧底座部件
13d‧‧‧定位部件
13e‧‧‧定位部件
14‧‧‧按壓單元
14a‧‧‧移動部件
14b‧‧‧移動軸
14c‧‧‧墊
15‧‧‧排氣單元
15a‧‧‧排氣管
16‧‧‧量測單元
16a‧‧‧量測頭
16b‧‧‧移動部件
16c‧‧‧計算單元
17‧‧‧偵測單元
17a‧‧‧偵測頭
17b‧‧‧計算單元
A-A‧‧‧線
W1‧‧‧基板/第一基板
W2‧‧‧基板
Claims (10)
- 一種用於加工一經保持基板之接合裝置，其包括：一主體單元；一噴嘴，其在該主體單元之在保持一第一基板之一側上之一面上敞開；一氣體供應單元，其經組態以將氣體供應至該噴嘴，施加吸力至該第一基板且將該基板與該主體單元之該面分離；一基板支撐單元，其經組態以支撐與該第一基板以一預定間隙相對而提供之一第二基板之一周邊邊緣部分；及一按壓單元，其按壓該第二基板，而使與該主體單元之該面分離的該第一基板之一部分與該第二基板之一部分進行接觸。
- 如請求項1之接合裝置，其中該氣體供應單元包含經組態以控制該氣體之流率之一流率控制單元，且該流率控制單元根據該第一基板之一形狀控制該氣體之該流率。
- 如請求項2之接合裝置，其中該噴嘴係提供成複數個，且該流率控制單元在該複數個噴嘴中之每一者及該複數個噴嘴之每一群組中之至少一者中控制該氣體之該流率。
- 如請求項1之接合裝置，其中該第一基板及該第二基板中之至少一者係一矽晶圓。
- 如請求項1之接合裝置，其進一步包括量測該第一基板之一變形狀態之一量測單元。
- 如請求項1之接合裝置，其中該按壓單元按壓該第二基板且使該第一基板之一部分與該第二基板之一部分進行接觸，且控制按壓力使得該第一基板不接觸該主體單元之該面。
- 一種用於加工一經保持基板之接合加工方法，其包括以下步驟：藉由將氣體供應至一噴嘴而施加吸力至一第一基板且將該第一基板與一主體單元之一面分離，該噴嘴在該主體單元之在保持該第一基板之側上之該面上敞開；及在該第一基板與該主體單元之該面分離的狀態下，接合該第一基板及與該第一基板以一預定間隙相對而提供之一第二基板。
- 如請求項7之接合加工方法，其進一步包括以下步驟：根據該第一基板之一形狀控制該氣體之一流率。
- 如請求項8之接合加工方法，其中該噴嘴係提供成複數個，且在該根據該第一基板之該形狀控制該氣體之該流率之步驟中，在該複數個噴嘴中之每一著及該複數個噴嘴之每一群組中之至少一者中控制該氣體之該流率。
- 如請求項7之接合加工方法，其中該第一基板及該第二基板中之至少一者係一矽晶圓。
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