TWI668068B - 接合裝置及接合系統 - Google Patents

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TWI668068B
TWI668068B TW105123983A TW105123983A TWI668068B TW I668068 B TWI668068 B TW I668068B TW 105123983 A TW105123983 A TW 105123983A TW 105123983 A TW105123983 A TW 105123983A TW I668068 B TWI668068 B TW I668068B
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三村勇之
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之課題係使將基板彼此接合之接合裝置的產量提高。
將基板彼此接合之接合裝置41包含有將對向配置之上晶圓WU與下晶圓WL按壓接合之接合部、將搬送至接合部前之上晶圓WU暫時載置之上部過渡部、使上晶圓WU之正面背面翻轉的翻轉機構130、將經翻轉機構130翻轉之上晶圓WU搬送至接合部與上部過渡部之晶圓搬送機構111。

Description

接合裝置及接合系統
本發明係有關於將基板彼此接合之接合裝置、包含有該接合裝置之接合系統、使用該接合裝置之接合方法、程式及電腦記錄媒體。
近年來,半導體元件之高積體化已有進展。而將高積體化之複數的半導體元件配置在水平面內,並將該等半導體元件以配線連接而製品化時,有配線長度增大,配線之電阻因此增大且配線延遲增大之虞。
是故,提出了使用將半導體元件以三維方式積層之三維積體技術。在此三維積體技術中,使用例如專利文獻1記載之接合系統,進行2片半導體晶圓(以下稱為「晶圓」。)之接合。舉例而言,接合系統包含有用以將晶圓之被接合的表面改質之表面改質裝置、用以將經該表面改質裝置改質之晶圓的表面親水化之表面親水化裝置、用以將表面經該表面親水化裝置親水化之晶圓接合的接合裝置。在此接合系統中,在表面改質裝置,對晶圓之表面進行電漿處理,將該表 面改質,進一步,在表面親水化裝置,將純水供至晶圓之表面,將該表面親水化後,在接合裝置,以凡得瓦力及氫鍵(分子間力)將晶圓接合。
上述接合裝置具有於下面保持一個晶圓(以下稱為「上晶圓」)之上卡盤、設於上卡盤之下方並於上面保持另一晶圓(以下稱為「下晶圓」)之下卡盤、設於上卡盤以按壓上晶圓之中心部的壓動機構。在此接合裝置中,在將以表面朝下之狀態保持於上卡盤的上晶圓與以表面朝上之狀態保持於下卡盤的下晶圓對向配置之狀態下,以壓動機構按壓上晶圓之中心部與下晶圓之中心部而使該等抵接後,在上晶圓之中心部與下晶圓之中心部抵接的狀態下,從上晶圓之中心部朝外周部,依序接合上晶圓與下晶圓。
又,晶圓之接合除了凡得瓦力及分子間力所作之接合外,也有使用如專利文獻2所記載之以接著劑為中介的方法之情形。使用接著劑時之接合系統具有將接合劑塗布於例如上晶圓或下晶圓之塗佈裝置、用以將塗佈有接著劑之上晶圓或下晶圓加熱之熱處理裝置、藉由接著劑將上晶圓與下晶圓按壓接合之接合裝置。接著,在此接合系統中,以塗佈裝置及熱處理裝置將接著劑塗佈於上晶圓或下晶圓後,加熱至預定溫度後,以接合裝置將上晶圓與下晶圓按壓接合。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報2015-18919號
[專利文獻2]日本專利公開公報2013-247292號
在此種接合裝置中,為使產量提高,考慮極力縮短至將搬入至接合裝置之上晶圓與下晶圓交接至進行接合之接合部亦即下卡盤與上卡盤為止的時間。具體之方案係考慮在以接合部接合上晶圓與下晶圓之期間,預先將下次要接合之上晶圓與下晶圓搬送至接合部附近,而在接合結束後,將下次要接合之上晶圓與下晶圓立即交接至下卡盤與上卡盤。
然而,現狀之接合裝置並未有使下次要接合之上晶圓及下晶圓預先待機之機構,且搬送路線之一部分重複。因此,在將經接合部接合之疊合晶圓從接合裝置搬出後,將下次要接合之上晶圓及下晶圓搬送至接合裝置,此點有礙產量提高。
本發明即鑑於此點而作成,其目的係使接合裝置之產量提高。
為達成前述目的,本發明係用以將基板彼此接合之接合裝置,且包含有接合部、緩衝載置部及基板搬送機構,該接合部將對向配置之第1基板與第2基板按壓接合;該緩衝載置部將搬送至該接合部前之該第1基板或該第2基板中至少任一者暫時載置;該基板搬送機構將該第1基板或該第2基板中至少任一者搬送至該接合部及該緩衝載置部。
根據本發明,可將搬送至接合部前之第1基板或第2基板中至少任一者暫時載置於緩衝載置部。因此,以接合部接合第1基板與第2基板之期間,可使接下 來要接合之基板預先於緩衝載置部待機。因此,例如接合部之接合完畢後,可從緩衝載置部立即對接合部交接第1基板、第2基板。結果,可使接合裝置之產量提高。
此外,在上述之接合裝置中,通常設有在進行上晶圓與下晶圓之接合前進行搬入至該接合裝置內之晶圓的水平方向之位置調節的位置調節機構及使上晶圓之正面背面翻轉的翻轉機構。於是,依序將上晶圓及下晶圓搬入至接合裝置內,進行位置調節及上晶圓之翻轉後,依序交接至上卡盤及下卡盤。
因此,從提高產量之觀點,宜在以上卡盤及下卡盤接合上晶圓及下晶圓之期間,也使下次要接合之晶圓的位置調節作業及翻轉作業這些準備作業完畢。此時,也考慮不在緩衝載置部,而是在位置調節機構或翻轉機構使下次要接合之晶圓預先待機,但當接合之際產生一些弊端時,上晶圓需以翻轉機構再次翻轉正面背面,即,於接合之際,需將表面朝下之上晶圓再次翻轉,而以表面朝上之狀態從接合裝置搬出。因此,當考慮因接合時之弊端引起的上晶圓之再次翻轉時,便無法使下個晶圓以翻轉之狀態預先在翻轉機構待機。
此點根據本發明,由於可暫時將例如經翻轉機構翻轉正面背面之上晶圓載置於緩衝載置部,故例如於接合部接合時產生弊端之際,接下來要接合之基板不致成為再翻轉作業之障礙。因而,根據本發明,藉預先結束下次要接合之晶圓的準備作業,可更使接合裝置之產量提高。
該緩衝載置部亦可在使該第1基板之接合面或該第2基板之接合面向下之狀態下,載置該第1基板或該第2基板。
亦可更包含有使該第1基板之正面背面翻轉之翻轉機構,該基板搬送機構可對該翻轉機構搬送該第1基板,該緩衝載置部具有複數個從下方支撐經該翻轉機構翻轉之該第1基板的保持構件。
該接合裝置內亦可區劃成搬送區域與處理區域,於該搬送區域配置該緩衝載置部、該基板搬送機構及該翻轉機構,於該處理區域配置有該接合部。
該基板保持構件亦可具有水平之支撐面、從該支撐面朝鉛直上方延伸之引導面、及從該引導面之上端部朝俯視時遠離該支撐面之方向逐漸上升的傾斜面。
該基板保持構件之引導面的上端部之高度亦可設定成與在該第1基板中直徑最大之部分的厚度方向之高度相同或較高。
該基板保持構件之該支撐面的從該引導面至與該引導面對向之側的端部之間的寬度亦可形成為與該第1基板之外周緣部的寬度大約相同。
該基板保持構件之該支撐面的從該引導面至與該引導面對向之側的端部之間的寬度亦可為0.3mm~1mm。
該基板保持構件亦可更具有從該支撐面之與該引導面對向之側的端部朝鉛直下方延伸的垂下面、從該垂下面之下端部朝在俯視時遠離該支撐面之方向水平延伸的下段支撐面。
另一觀點之本發明係包含有前述接合裝置之接合系統,並包含有處理站及搬入搬出站,該處理站具有該接合裝置;該搬入搬出站可分別保有複數個該第1基板、該第2基板、或接合有該第1基板與該第2基板之疊合基板,且對該處理站搬入搬出該第1基板、該第2基板或該疊合基板;該處理站具有表面改質裝置、表面親水化裝置及搬送裝置,該表面改質裝置將該第1基板或該第2基板之接合的表面改質;該表面親水化裝置將經該表面改質裝置改質之該第1基板或該第2基板之表面親水化;該搬送裝置用以對該表面改質裝置、該表面親水化裝置及該接合裝置搬送該第1基板、該第2基板或該疊合基板;該接合裝置將表面經該表面親水化裝置親水化之第1基板與第2基板接合。
又,另一觀點之本發明包含有前述接合裝置,並包含有處理站及搬入搬出站,該處理站具有該接合裝置、將接著劑塗佈於第1基板之塗佈裝置、將已塗佈該接著劑之第1基板加熱至預定溫度之熱處理裝置、用以對該塗佈裝置、該熱處理裝置及該接合裝置搬送第1基板、第2基板、或接合有第1基板與第2基板之疊合基板的搬送區域;該搬入搬出站對該處理站搬入搬出第1基板、第2基板或疊合基板。
再另一觀點之本發明係使用接合裝置來將基板彼此接合之接合方法,該接合裝置包含有接合部、緩衝載置部及基板搬送機構,該接合部將對向配置之第1基板與第2基板按壓接合;該緩衝載置部將搬送至該接合部前之該第1基板或該第2基板中至少任一者暫時載置;該基板搬送機構將該第1基板或該第2基板中至少任一者搬送至該接合部及該緩衝載置部;該接合方法以該基板搬送機構將該第1基板及該第2基板搬送至該接合部,在以該接合部接合該第1基板與該第2基板之期間,以該基板搬送機構將下次要以該接合部接合之第1基板或第2基板中 至少任一者載置於該緩衝載置部,當該接合部之接合完畢而從該接合部搬出該第1基板及該第2基板後,將載置於該緩衝載置部之第1基板或第2基板中至少任一者搬送至該接合部。
根據又再另一觀點之本發明,提供一種可讀取之電腦記錄媒體,其儲存有在控制接合裝置的控制部之電腦上運作成使該接合裝置執行前述接合方法的程式。
根據本發明,可使接合裝置之產量提高。
1‧‧‧接合系統
2‧‧‧搬入搬出站
3‧‧‧處理站
10‧‧‧晶匣載置台
11‧‧‧晶匣載置板
20‧‧‧晶圓搬送部
21‧‧‧搬送路徑
22‧‧‧晶圓搬送裝置
30‧‧‧表面改質裝置
40‧‧‧表面親水化裝置
41‧‧‧接合裝置
50‧‧‧過渡裝置
51‧‧‧過渡裝置
60‧‧‧晶圓搬送區域
61‧‧‧晶圓搬送裝置
61a‧‧‧搬送臂
70‧‧‧控制部
100‧‧‧處理容器
101‧‧‧搬入搬出口
102‧‧‧開關擋門
103‧‧‧內壁
104‧‧‧搬入搬出口
105‧‧‧過渡部
105a‧‧‧上部過渡部
105b‧‧‧下部過渡部
106‧‧‧保持構件
106a‧‧‧支撐面
106b‧‧‧引導面
106c‧‧‧傾斜面
106d‧‧‧垂下面
106e‧‧‧下段支撐面
106f‧‧‧支撐面
107‧‧‧支撐板
108‧‧‧支撐銷
111‧‧‧晶圓搬送機構
112‧‧‧第1搬送臂
112a‧‧‧臂部
112b‧‧‧支撐部
112c‧‧‧引導構件
112d‧‧‧引導構件
113‧‧‧第2搬送臂
113a‧‧‧臂部
113b‧‧‧支撐部
114‧‧‧臂驅動部
115‧‧‧基台
116‧‧‧O形環
120‧‧‧位置調節機構
121‧‧‧基台
122‧‧‧檢測部
130‧‧‧翻轉機構
131‧‧‧保持臂
132‧‧‧保持構件
133‧‧‧驅動部
134‧‧‧支撐柱
135‧‧‧溫度調節機構
140‧‧‧上卡盤
141‧‧‧下卡盤
150‧‧‧上卡盤支撐部
151‧‧‧上部拍攝部
160‧‧‧第1下卡盤移動部
161‧‧‧下部拍攝部
162‧‧‧軌道
163‧‧‧第2下卡盤移動部
164‧‧‧軌道
165‧‧‧載置台
180‧‧‧支撐構件
181‧‧‧支撐柱
190‧‧‧壓動機構
261‧‧‧下部拍攝部
300‧‧‧接合系統
301‧‧‧搬入搬出站
302‧‧‧處理站
310‧‧‧晶匣載置台
311‧‧‧晶匣載置板
320‧‧‧晶圓搬送部
321‧‧‧搬送路徑
322‧‧‧晶圓搬送裝置
330‧‧‧接合裝置
331‧‧‧接合裝置
332‧‧‧接合裝置
333‧‧‧接合裝置
341‧‧‧熱處理裝置
342‧‧‧熱處理裝置
343‧‧‧熱處理裝置
344‧‧‧熱處理裝置
345‧‧‧熱處理裝置
346‧‧‧熱處理裝置
350‧‧‧過渡裝置
351‧‧‧過渡裝置
360‧‧‧晶圓搬送區域
361‧‧‧晶圓搬送裝置
370‧‧‧控制部
400‧‧‧處理容器
402‧‧‧內壁
403‧‧‧搬入搬出口
410‧‧‧交接部
411‧‧‧交接臂
412‧‧‧支撐銷
420‧‧‧翻轉部
421‧‧‧保持臂
422‧‧‧保持構件
423‧‧‧驅動部
424‧‧‧支撐柱
425‧‧‧位置調節機構
426‧‧‧支撐板
427‧‧‧基台
428‧‧‧檢測部
430‧‧‧搬送部
431a‧‧‧搬送臂
431b‧‧‧搬送臂
432‧‧‧臂驅動部
433‧‧‧基台
440‧‧‧接合部
441‧‧‧緩衝載置部
A1‧‧‧製程
A2‧‧‧製程
A3‧‧‧製程
A4‧‧‧製程
A5‧‧‧製程
A6‧‧‧製程
A7‧‧‧製程
A8‧‧‧製程
A9‧‧‧製程
A10‧‧‧製程
A11‧‧‧製程
B‧‧‧寬度
CU‧‧‧晶匣
CL‧‧‧晶匣
CS‧‧‧晶匣
CT‧‧‧晶匣
CW‧‧‧晶匣
D1‧‧‧前處理區域
D2‧‧‧接合區域
E‧‧‧外周緣部
K1‧‧‧寬度
K2‧‧‧高度
G1‧‧‧第1處理區塊
G2‧‧‧第2處理區塊
G3‧‧‧第3處理區塊
M‧‧‧修整部
N‧‧‧寬度
P‧‧‧高度
Q1‧‧‧頂部
S‧‧‧支撐晶圓
SJ‧‧‧接合面
SN‧‧‧非接合面
Q2‧‧‧頂部
S1‧‧‧製程
S2‧‧‧製程
S3‧‧‧製程
S4‧‧‧製程
S5‧‧‧製程
S6‧‧‧製程
S7‧‧‧製程
S8‧‧‧製程
S9‧‧‧製程
S10‧‧‧製程
S11‧‧‧製程
S12‧‧‧製程
S13‧‧‧製程
S14‧‧‧製程
T‧‧‧疊合晶圓
T1‧‧‧搬送區域
T2‧‧‧處理區域
W‧‧‧被處理晶圓
WJ‧‧‧接合面
WN‧‧‧非接合面
WU‧‧‧上晶圓
WU1‧‧‧接合面
WU2‧‧‧非接合面
WL‧‧‧下晶圓
WL1‧‧‧接合面
WL2‧‧‧非接合面
WT‧‧‧疊合晶圓
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
θ‧‧‧方向
圖1係顯示第1實施形態之接合系統的結構之概略的平面圖。
圖2係顯示第1實施形態之接合系統的內部結構之概略的側視圖。
圖3係顯示上晶圓與下晶圓之結構的概略之側視圖。
圖4係顯示接合裝置之結構的概略之橫截面圖。
圖5係顯示接合裝置之結構的概略之縱截面圖。
圖6係顯示上部過渡部之結構的概略之平面的說明圖。
圖7係顯示下部過渡部之結構的概略之平面的說明圖。
圖8係顯示保持構件之結構的概略之立體圖。
圖9係顯示保持構件之結構的概略之平面圖。
圖10係顯示晶圓搬送機構之結構的概略之側視圖。
圖11係顯示第1搬送臂之結構的概略之平面圖。
圖12係顯示第1搬送臂之結構的概略之側視圖。
圖13係顯示第2搬送臂之結構的概略之平面圖。
圖14係顯示第2搬送臂之結構的概略之側視圖。
圖15係顯示晶圓接合處理之主要製程的流程圖。
圖16係顯示按壓上晶圓之中心部與下晶圓之中心部而使該等抵接之樣態的說明圖。
圖17係顯示以保持構件保持上晶圓之外周緣部的樣態之側視圖。
圖18係顯示另一實施形態之保持構件的結構之概略的立體圖。
圖19係顯示第2實施形態之接合系統的結構之概略的平面圖。
圖20係顯示第2實施形態之接合系統的內部結構之概略的側視圖。
圖21係被處理晶圓與支撐晶圓之側視圖。
圖22係顯示接合裝置之結構的概略之橫截面圖。
圖23係顯示接合處理之主要製程的流程圖。
[用以實施發明之形態]
<1.第1實施形態>
首先,就本發明第1實施形態作說明。圖1係顯示第1實施形態之接合系統1的結構之概略的平面圖。圖2係顯示接合系統1之內部結構的概略之側視圖。
在接合系統1中,如圖3所示,接合例如作為2片基板之晶圓WU、WL。以下,將配置於上側之晶圓稱為「上晶圓WU」,將配置於下側之晶圓稱為「下晶圓WL」。又,將接合上晶圓WU之面稱為「接合面WU1」,將該接合面WU1之相反側的面稱 為「非接合面WU2」。同樣地,將接合下晶圓WL之面稱為「接合面WL1」,將該接合面WL1之相反側的面稱為「非接合面WL2」。又,在接合系統1中,將上晶圓WU與下晶圓WL接合,而形成作為疊合基板之疊合晶圓WT。再者,上晶圓WU與下晶圓WL之外周緣部E分別去角加工成球面狀。此經去角之外周緣部E的寬度B為例如400μm。
如圖1所示,接合系統1具有將搬入搬出站2及處理站3連接成一體之結構,該搬入搬出站在與例如外部之間將可分別收容複數之晶圓WU、WL、複數之疊合晶圓WT的晶匣CU、CL、CT搬入搬出,該處理站具有對晶圓WU、WL、疊合晶圓WT施行預定處理之各種處理裝置。
於搬入搬出站2設有晶匣載置台10。於晶匣載置台10設有複數個、例如4個晶匣載置板11。晶匣載置板11於水平方向之X方向(圖1中之上下方向)排列配置成一列。在對接合系統1之外部搬入搬出晶匣CU、CL、CT之際,可將晶匣CU、CL、CT載置於該等晶匣載置板11。如此,搬入搬出站2構造成可保有複數之上晶圓WU、複數之下晶圓WL、複數之疊合晶圓WT。此外,晶匣載置板11之個數不限本實施形態,可任意設定。又,亦可將1個晶匣使用作為異常晶圓回收用。即,其為可將上晶圓WU與下晶圓WL之接合因各種主要原因而產生異常之晶圓與其他正常之疊合晶圓WT分離的晶匣。在本實施形態中,在複數之晶匣CT中將1個晶匣CT使用作為異常晶圓回收用,將其他晶匣CT使用作為正常之疊合晶圓WT的收容用。
晶圓搬送部20與晶匣載置台10相鄰地設於搬入搬出站2。於晶圓搬送部20設有在於X方向延伸之搬送路徑21上移動自如的晶圓搬送裝置22。晶圓搬送裝置22 亦於鉛直方向及繞鉛直軸(θ方向)移動自如,而可在各晶匣載置板11上之晶匣CU、CL、CT與後述處理站3之第3處理區塊G3的過渡裝置50、51之間搬送晶圓WU、WL、疊合晶圓WT
於處理站3設有具有各種裝置之複數個、例如3個處理區塊G1、G2、G3。舉例而言,於處理站3之正面側(圖1之X方向負方向側)設有第1處理區塊G1,於處理站3之背面側(圖1之X方向正方向側)設有第2處理區塊G2。又,於處理站3之搬入搬出站2側(圖1之Y方向負方向側)設有第3處理區塊G3。
於例如第1處理區塊G1設有用以將晶圓WU、WL之接合面WU1、WL1改質的表面改質裝置30。表面改質裝置30在例如減壓氣體環境下,將處理氣體亦即氧氣或氮氣激發而予以電漿化、離子化。將此氧離子或氮離子照射至接合面WU1、WL1,而將接合面WU1、WL1進行電漿處理、改質。
在例如第2處理區塊G2,例如以純水將晶圓WU、WL之接合面WU1、WL1親水化並且將該接合面WU1、WL1洗淨之表面親水化裝置40、接合晶圓WU、WL之接合裝置41從搬入搬出站2側依序於水平方向之Y方向排列配置。
表面親水化裝置40一面使以例如旋轉卡盤保持之晶圓WU、WL旋轉,一面將純水供至該晶圓WU、WL上。如此一來,所供給之純水便在晶圓WU、WL之接合面WU1、WL1上擴散,而將接合面WU1、WL1親水化。此外,接合裝置41之結構則後述。
如圖2所示,在例如第3處理區塊G3,晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之過渡裝置50、51從下依序設成2段。
如圖1所示,於被第1處理區塊G1~第3處理區塊G3包圍之區域形成有晶圓搬送區域60。於晶圓搬送區域60配置有例如晶圓搬送裝置61。
晶圓搬送裝置61具有於例如鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及繞鉛直軸移動自如之搬送臂。晶圓搬送裝置61在晶圓搬送區域60內移動,而可將晶圓WU、WL、疊合晶圓WT搬送至周圍之第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內之預定裝置。
如圖1所示,於以上之接合系統1設有控制部70。控制部70為例如電腦,並具有程式儲存部(圖中未示)。於程式儲存部儲存有控制接合系統1之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之處理的程式。又,於程式儲存部亦儲存有用以控制上述各種處理裝置及搬送裝置等驅動系統之動作以實現接合系統1之後述晶圓接合處理的程式。此外,前述程式可為記錄例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等可於電腦讀取之記錄媒體H的程式,亦可為從該記錄媒體H安裝於控制部70之程式。
接著,就上述接合裝置41之結構作說明。如圖4、圖5所示,接合裝置41具有可密閉內部之處理容器100。於處理容器100之晶圓搬送區域60側的側面形成晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之搬入搬出口101,於該搬入搬出口101設有開關擋門102。
處理容器100之內部以內壁103區劃成搬送區域T1、處理區域T2。上述搬入搬出口101形成於搬送區域T1之處理容器100的側面。又,於內壁103亦形成有晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之搬入搬出口104。
於搬送區域T1之X方向正方向側設有暫時載置以晶圓搬送裝置61搬送至接合裝置41之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之過渡部105。過渡部105形成例如4段,可同時載置晶圓WU、WL、疊合晶圓WT中之任4個。
如圖6所示,過渡部105中例如上部2段之上部過渡部105a具有4個保持晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外周緣部的保持構件106。保持構件106支撐於支撐板107之上面,且配置於在與晶圓搬送裝置61的搬送臂61a之間進行晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之交接時不與搬送臂61a干擾之位置。
又,如圖7所示,過渡部105中下部2段之下部過渡部105b具有例如3個支撐晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之中央部的支撐銷108。支撐銷108與保持構件106同樣地支撐於支撐板107之上面,且配置於在與晶圓搬送裝置61的搬送臂61a之間進行晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之交接時不與搬送臂61a干擾之位置。此外,上部過渡部105a及下部過渡部105b之段數可任意地設定,並不以本實施形態之內容為限。又,本實施形態為上部過渡部105a具有保持構件106且下部過渡部105b具有支撐銷108之構造,亦可為上部過渡部105a具有支撐銷108,下部過渡部105b具有保持構件106之構造。
如圖8、圖9所示,保持構件106具有支撐晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外周緣部的水平支撐面106a、從支撐面106a朝鉛直上方延伸之引導面106b、從引導面 106b之上端部朝俯視時遠離支撐面之方向逐漸上升的傾斜面106c。又,於支撐面106a之與引導面106b對向之側的端部形成有朝鉛直下方延伸之垂下面106d。從該垂下面106d之下端部形成有朝俯視時遠離支撐面106a之方向水平延伸的下段支撐面106e。
支撐面106a俯視時形成對例如保持構件106之長向傾斜預定角度的預定寬度K1的大約平行四邊形。支撐面106a之寬度K1、具體為從在支撐面106a之引導面106b至垂下面106d之寬度K1設定成與上晶圓WU之外周緣部E的去角部分之寬度B大約相同的長度,例如設定成0.3mm~1mm(300μm~1000μm)。在本實施形態中則為與外周緣部E之寬度B相同的400μm。又,如圖6所示,4個保持構件106於上部過渡部105a配置成俯視時晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外周緣部E、與支撐面106a之位置大約一致。因此,將經後述翻轉機構130翻轉正面背面之上晶圓WU載置於上部過渡部105a時,上晶圓WU之接合面WU1亦不致與保持構件106接觸。因此,不致有上晶圓WU之接合面WU1與保持構件106接觸而從保持構件106將粒子轉印至接合面WU1的情形。又,由於於保持構件106形成有傾斜面106c,故例如以晶圓搬送裝置61將晶圓WU、WL、疊合晶圓WT交接至上部過渡部105a之際,即使以搬送臂61a保持之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之中心位置與4個保持構件106之中心位置不一致時,傾斜面106c仍具有引導件之功能,而可將晶圓WU、WL、疊合晶圓WT適當地引導至支撐面106a。
又,引導面106b之高度K2設定成高於在例如晶圓WU、WL直徑最大之部分的厚度方向之高度。具體而言,如圖3所示,晶圓WU、WL之外周緣部E去角時,直徑最大之部分係外周緣部E之頂部Q1與頂部Q2之位置,引導面106b之高度K2設定 成高於此頂部Q1與頂部Q2之厚度方向的高度P。此外,在本實施形態中,引導面106b之高度K2設定成大約0.3mm~0.5mm。
無引導面106b時,或引導面106b之高度K2低於頂部Q1、Q2之厚度方向的高度P時,當以某些主要原因水平方向之力作用於保持在保持構件106之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT時,有晶圓WU、WL、疊合晶圓WT沿著傾斜面106c移動至斜上方的情形。然而,藉適當地設定引導面106b之高度P,即使水平方向之力作用於保持在保持構件106之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT,引導面106b仍具有引導件之功能,而可防止晶圓WU、WL、疊合晶圓WT沿著傾斜面106c移動至斜上方或滑落。是故,晶圓WU、WL、疊合晶圓WT不致在保持構件106上跳動,故晶圓WU、WL、疊合晶圓WT也不致損傷。此外,下段支撐面106e係用以於萬一晶圓WU、WL、疊合晶圓WT從支撐面106a滑落時,防止從上部過渡部105a掉落,而未必需設置。
於搬送區域T1設有晶圓搬送機構111。如圖4及圖5所示,晶圓搬送機構111具有於例如鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及繞鉛直軸移動自如之搬送臂。具體而言,如圖10所示,具有複數條、例如2條搬送臂112、113。第1搬送臂112與第2搬送臂113於鉛直方向從下方依序配置成2段。此外,第1搬送臂112與第2搬送臂113如後述,具有不同之形狀。
於搬送臂112、113之基端部設有具有例如馬達等之臂驅動部114。各搬送臂112、113可藉此臂驅動部114,獨立地於水平方向移動。該等搬送臂112、113與臂驅動114支撐於基台115。
第1搬送臂112保持晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之背面(在晶圓WU、WL為非接合面WU2、WL2)來搬送。如圖11所示,第1搬送臂112具有前端分歧成2條之臂部112a、及與此臂部112a形成一體且支撐臂部112a之支撐部112b。
如圖11及圖12所示,在臂部112a,樹脂製之O形環116設於複數處、例如4處。此O形環116與晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之背面接觸,O形環116藉該O形環116與晶圓WU、WL、疊合晶圓WT的背面之間之摩擦力,保持晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之背面。接著,第1搬送臂112可將晶圓WU、WL、疊合晶圓WT水平地保持在O形環116上。
又,於臂部112a上設有設在保持於O形環116之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外側的引導構件112c、112d。第1引導構件112c設於臂部112a之分歧成2條的前端。第2引導構件112d形成沿著晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外周的圓弧狀,並設於支撐部112b側。藉該等引導件112c、112d,可防止晶圓WU、WL、疊合晶圓WT從第1搬送臂112飛出或滑落。此外,晶圓WU、WL、疊合晶圓WT以O形環116保持在適當之位置時,晶圓WU、WL、疊合晶圓WT不致與引導構件112c、112d接觸。
第2搬送臂113保持例如上晶圓WU之接合面、即接合面WU1之外周面來搬送。即,第2搬送臂113保持經後述翻轉機構130翻轉正面背面之上晶圓WU的接合面WU1之外周部。如圖13所示,第2搬送臂113具有前端分歧成2條之臂部113a、及與此臂部113a形成一體且支撐臂部113a之支撐部113b。
如圖13及圖14所示,在臂部113a上,保持構件106設於複數處、例如4處。此保持構件106具有與設於上部過渡部105a之保持構件106相同的形狀或相似之形狀。因而,即使例如交接至臂部113a之保持構件106的上晶圓WU在水平方向從預定位置偏離,上晶圓WU仍可被傾斜面106c平暢地引導定位而保持於支撐面106a。而且第2搬送臂113可將上晶圓WU水平地保持於保持構件106上。又,由於引導面106b之高度K2設定成高於上晶圓WU之外周緣部E的頂部Q1、Q2之高度,故於以第2搬送臂113搬送上晶圓WU之際,即使因慣性力等使第2搬送臂113與上晶圓WU於水平方向相對地移動之力作用,亦可防止上晶圓WU在傾斜面106c往斜上方上升而從第2搬送臂113飛出或滑落。
於搬送區域T1之晶圓搬送機構111的X方向負方向側設有用以調節晶圓WU、WL之水平方向的方位之位置調節機構120。位置調節機構120具有具保持晶圓WU、WL並使其旋轉之保持部(圖中未示)的基台121、檢測晶圓WU、WL之缺口部的位置之檢測部122。又,在位置調節機構120,藉一面使保持於基台121之晶圓WU、WL旋轉,一面以檢測部122檢測晶圓WU、WL之缺口部的位置,調節該缺口部之位置而調節了晶圓WU、WL之水平方向的方位。此外,在基台121,保持晶圓WU、WL之構造並未特別限定,可使用例如銷卡盤構造或旋轉卡盤構造等各種構造。
又,於搬送區域T1設有使上晶圓WU之正面背面翻轉的翻轉機構130。翻轉機構130具有保持上晶圓WU之保持臂131。保持臂131往水平方向(Y方向)延伸。又,在保持臂131,保持上晶圓WU之保持構件132設於例如4處。
保持臂131支撐於具有例如馬達等之驅動部133。保持臂131藉此驅動部133繞水平軸旋動自如。又,保持臂131以驅動部133為中心旋動自如,並且於水平方向(Y方向)移動自如。於驅動部133之下方設有具有例如馬達等之另一驅動部(圖中未示)。藉此另一驅動部,驅動部133可沿著於鉛直方向延伸之支撐柱134於鉛直方向移動。如此,藉驅動部133,保持於保持構件132之上晶圓WU可繞水平軸旋動,並且可於鉛直方向及水平方向移動。又,保持於保持構件132之上晶圓WU可以驅動部133為中心旋動,而從位置調節機構120在與後述上卡盤140之間移動。
又,於位置調節機構120之下方設有調節下晶圓WL之溫度的溫度調節機構135。溫度調節機構135具有複數個例如內部裝設有電子致冷器等之溫度調節板,而可將下晶圓WL設定為預定之溫度。
於處理區域T2設有將上晶圓WU吸附保持在下面之上卡盤140、將下晶圓WL載置在上面並吸附保持之下卡盤141。在上卡盤140之下面的外周部與中央部,圖中未示之吸引口設成環狀而呈同心圓狀。同樣地,在下卡盤140之上面的外周部與中央部,圖中未示之吸引口也是設成環狀而呈同心圓狀。於各卡盤140、141之吸引口連接有真空泵(圖中未示),藉以真空泵將吸引口抽真空,可吸附保持上晶圓WU及下晶圓WL。又,真空泵於各吸引口連接成可將各卡盤140、141之外周部與中央部個別獨立地抽真空。
下卡盤141設於上卡盤140之下方,並構造成可與上卡盤140對向配置。即,保持於上卡盤140之上晶圓WU與保持於下卡盤141之下晶圓WL可對向配置。此上卡盤140與下卡盤141具有將上晶圓WU與下晶圓WL按壓接合之接合部的功能。
上卡盤140支撐於設在該上卡盤140之上方的上卡盤支撐部150。上卡盤支撐部150具有設於上卡盤140之上面的支撐構件180、設於處理容器100之頂面以支撐支撐構件180之複數的支撐柱181。即,上卡盤140藉由上卡盤支撐部150固定設於處理容器100。
於上卡盤支撐部150設有用以拍攝保持在下卡盤141之下晶圓WL的接合面WL1之上部拍攝部151。即,上部拍攝部151與上卡盤140相鄰而設。上部拍攝部151使用例如CCD照相機。
又,用以將被上卡盤140吸附保持之上晶圓WU按壓至下方的壓動機構190插通分別將上卡盤140及支撐構件180於厚度方向貫穿之貫穿孔(圖中未示)而設於上卡盤支撐部150之支撐構件180的上面。
下卡盤141支撐於設在該下卡盤141之下方的第1下卡盤移動部160。第1下卡盤移動部160如後述構造成使下卡盤141於水平方向(Y方向)移動。又,第1下卡盤移動部160構造成使下卡盤141於鉛直方向移動自如且可繞鉛直軸旋轉。
於第1下卡盤移動部160設有用以拍攝保持在上卡盤140之上晶圓WU的接合面WU1之下部拍攝部161。即,下部拍攝部161與下卡盤141相鄰而設。下部拍攝部161使用例如CCD照相機。
第1下卡盤移動部160設於該第1下卡盤移動部160之下面側,並安裝於在水平方向(Y方向)延伸的1對軌道162、162。又,第1下卡盤移動部160構造成沿著軌道162移動自如。
1對軌道162、162配設於第2下卡盤移動部163。第2下卡盤移動部163安裝於設在該第2下卡盤移動部163之下面側且於水平方向(X方向)延伸的1對軌道164、164。又,第2下卡盤移動部163構造成沿著軌道164移動自如,即,構造成使下卡盤141於水平方向(X方向)移動。此外,1對軌道164、164配設於設在處理容器100之底面的載置台165上。
接著,就使用如以上構成之接合系統1進行之晶圓WU、WL之接合處理方法作說明。圖15係顯示此晶圓接合處理之主要製程的例子之流程圖。
首先,將收容有複數片上晶圓WU之晶匣CU、複數片下晶圓WL之晶匣CL、及空晶匣CT載置於搬入搬出站2之預定晶匣載置板11。之後,以晶圓搬送裝置22取出晶匣CU內之上晶圓WU,將之搬送至處理站3之第3處理區塊G3的過渡裝置50。
然後,以晶圓搬送裝置61將上晶圓WU搬送至第1處理區塊G1之表面改質裝置30。在表面改質裝置30,在預定之減壓氣體環境下,將處理氣體亦即氧氣或氮氣激發而電漿化、離子化。將此氧離子或氮離子照射至上晶圓WU之接合面WU1,將該接合面WU1進行電漿處理。然後,將上晶圓WU之接合面WU1改質(圖15之製程S1)。
之後,將上晶圓WU以晶圓搬送裝置61搬送至第2處理區塊G2之表面親水化裝置40。表面親水化裝置40一面使保持於旋轉卡盤之上晶圓WU旋轉,一面將純水供至該上晶圓WU上。如此一來,所供給之純水在上晶圓WU之接合面WU1上擴散,羥基(矽烷醇基)附著於已在表面改質裝置30改質之上晶圓WU的接合面WU1,而將該接合面WU1親水化。且以該純水將上晶圓WU之接合面WU1洗淨(圖15之製程S2)。
然後,以晶圓搬送裝置61將上晶圓WU搬送至第2處理區塊G2之接合裝置41。搬入至接合裝置41之上晶圓WU藉由過渡部105之下部過渡部105b以晶圓搬送機構之第1搬送臂112搬送至位置調節機構120。然後,以位置調節機構120,調節上晶圓WU之水平方向的方位(圖15之製程S3)。
之後,從位置調節機構120將上晶圓WU交接至翻轉機構130之保持臂131。接著,在搬送區域T1,藉使保持臂131翻轉,而翻轉上晶圓WU之正面背面(圖15之製程S4)。即,使上晶圓WU之接合面WU1朝向下方。
隨後,翻轉機構130之保持臂131以驅動部133為中心旋動,而移動至晶圓搬送機構111之第2搬送臂113的下方。接著,將上晶圓WU從保持臂131交接至第2搬送臂113。此時,由於於第2搬送臂113形成有傾斜面106c,故上晶圓WU被傾斜面106c平暢地引導定位,而保持於支撐面106a。然後,第2搬送臂113移動至上卡盤140之下方,將上晶圓WU交接至上卡盤140。此時,由於搬送臂113也形成有設定成高於上晶圓WU之外周緣部E的頂部Q1、Q2之高度P的引導面106b,故即使因慣性力等,水平方向之力作用於上晶圓WU,亦可防止上晶圓WU在傾斜面106c 往斜上方上升而從第2搬送臂113飛出或滑落。上晶圓WU藉吸引口已以圖中未示之真空泵抽真空的上卡盤140吸附保持其非接合面WU2(圖15之製程S5)。
對上晶圓WU進行上述製程S1~S5之處理的期間,在該上晶圓WU後進行下晶圓WL之處理。首先,以晶圓搬送裝置22取出晶匣CL內之下晶圓WL,搬送至處理站3之過渡裝置50。
然後,以晶圓搬送裝置61將下晶圓WL搬送至表面改質裝置30,將下晶圓WL之接合面WL1改質(圖15之製程S6)。此外,製程S6之下晶圓WL1之接合面WL1的改質與上述製程S1相同。
之後,以晶圓搬送裝置61將下晶圓WL搬送至表面親水化裝置40,將下晶圓WL之接合面WL1親水化,並且洗淨該接合面WL1(圖15之製程S7)。此外,製程S7之下晶圓WL的接合面WL1之親水化及洗淨與上述製程S2相同。
然後,以晶圓搬送裝置61將下晶圓WL搬送至接合裝置41。將搬入至接合裝置41之下晶圓WL藉由過渡部105之下部過渡部105b以晶圓搬送機構111之第1搬送臂112搬送至位置調節機構120。接著,以位置調節機構120,調節下晶圓WL之水平方向的方位(圖15之製程S8)。
之後,以第1搬送臂112將下晶圓WL搬送至溫度調節機構135。在溫度調節機構135,將下晶圓WL調節成高於例如上晶圓WU之溫度(圖15之製程S9)。藉此,可抑制「伸縮」。「伸縮」係指在例如接合之疊合晶圓WT,即使上晶圓WU與下晶圓WL之中心部一致,在其外周部仍於水平方向產生位置偏離的現象。此原因 係如後述,由於接合上晶圓WU與下晶圓WL之際,以壓動機構190使上晶圓WU之中心部下降至下晶圓WL之中心部側,故該上晶圓WU往下方凸起延伸。此時,於接合晶圓WU、WL之際,有上晶圓WU與下晶圓WL於水平方向偏離而接合之情形。此點由於使下晶圓WL以溫度調節機構135調節成高於上晶圓WU之溫度而膨脹,故可抑制上晶圓WU與下晶圓WL之外周部的水平方向之位置偏離。
之後,下晶圓WL以晶圓搬送機構111之搬送臂112搬送至下卡盤141,以吸引口已以圖中未示之真空泵抽真空的下卡盤141,吸附保持其非接合面WL2(圖15之製程S10)。
然後,進行保持於上卡盤140之上晶圓WU與保持於下卡盤141之下晶圓WL的水平方向之位置調節。具體而言,以第1下卡盤移動部160及第2下卡盤移動部163使下卡盤141於水平方向(X方向及Y方向)移動,使用上部拍攝部151,依序拍攝下晶圓WL之接合面WL上的預定之基準點。同時,使用下部拍攝部261,依序拍攝上晶圓WU之接合面WU1上的預定之基準點。將所拍攝之圖像輸出至控制部70。在控制部70,依據以上部拍攝部151所拍攝之圖像及以下部拍攝部261所拍攝之圖像,以第1下卡盤移動部160及第2下卡盤移動部163使下卡盤141移動至上晶圓WU之基準點與下晶圓WL之基準點分別一致的位置。如此進行,可調節上晶圓WU與下晶圓WL之水平方向位置(圖15之製程S11)。
之後,以第1下卡盤移動部160使下卡盤141移動至鉛直上方後,進行上卡盤140與下卡盤141之鉛直方向位置的調節,並進行保持於該上卡盤140之上晶圓WU與保持於下卡盤141之下晶圓WL的鉛直方向位置之調節(圖15之製程S12)。接著,將上晶圓WU與下晶圓WL對向配置於預定位置。
然後,進行保持於上卡盤140之上晶圓WU與保持於下卡盤141之下晶圓WL的接合處理。在接合處理中,如圖16所示,藉壓動機構190以預定載重按壓上晶圓WU之中心部而使其下降。藉此,使上晶圓WU之中心部與下晶圓WL之中心部抵接來按壓(圖15之製程S13)。此時,停止吸引上卡盤140之中央部的吸引口(圖中未示)的真空泵(圖中未示)之作動,同時,使吸引外周部之吸引口的真空泵維持作動。藉此,於以壓動機構190按壓上晶圓WU的中心部之際,仍可以上卡盤140保持上晶圓WU之外周部。
如此一來,由於在所按壓之上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部之間開始接合,即,上晶圓WU之接合面WU1與下晶圓WL的接合面WL1分別在製程S1、S6改質,故先在接合面WU1、WL1間產生凡得瓦力(分子間力),而將該接合面WU1、WL1接合。再者,由於上晶圓WU之接合面WU1與下晶圓WL之接合面WL1分別在製程S2、S7親水化,故接合面WU1、WL1間的親水基進行氫結合(分子間力),而可將接合面WU1、WL1穩固定地接合。
之後,在以壓動機構190按壓上晶圓WU之中心部與下晶圓WL之中心部的狀態下,停止真空泵之作動而停止上晶圓WU之抽真空。如此一來,上晶圓WU便掉落至下晶圓WL上。於是,上晶圓WU逐步掉落至下晶圓WL上而抵接,上述接合面WU1、WL1之間的凡得瓦力與氫鍵所作之接合依序從晶圓WU、WL之中心部朝外周部擴展。因此,上晶圓WU與下晶圓WL之接合的擴展(接合波)呈正圓形,而可適當地接合上晶圓WU與下晶圓WL。如此進行,上晶圓WU之接合面WU1與下晶圓WL之接合面WL1全面抵接,而可接合上晶圓WU與下晶圓WL(圖15之製程S14)。
之後,使壓動機構190上升。並停止將下卡盤141抽真空之真空泵(圖中未示)的作動,而停止下卡盤141所作之下晶圓WL的吸附保持。
由接合了上晶圓WU與下晶圓WL之疊合晶圓WT藉由第1搬送臂112交接至過渡部105之下部過渡部105b。然後,以晶圓搬送裝置61將載置於下部過渡部105b之疊合晶圓WT搬送至過渡裝置51,之後,以搬入搬出站2之晶圓搬送裝置22搬送至預定之晶匣載置板11的晶匣CT。如此進行,一連串之晶圓WU、WL的接合處理結束。
又,當在製程S5、S10,分別將上晶圓WU及下晶圓WL吸附保持於上卡盤140及下卡盤141來進行接合處理(第1次接合處理)時,便將下次要接合(第2次接合處理)之上晶圓WU及下晶圓WL依序搬送至搬送區域T1內。此上晶圓WU及下晶圓WL與吸附保持於上卡盤140及下卡盤141之晶圓WU、WL同樣地,在製程S1、S2及製程S6、S7,進行表面改質與親水化處理及洗淨。
接著,上晶圓WU在製程S3調節水平方向之方位後,在製程S4,以翻轉機構130將正面背面翻轉。經翻轉之上晶圓WU交接至第2搬送臂113,以第2搬送臂113交接至過渡部105之上部過渡部105a。此上部過渡部105a在接合裝置41與晶圓搬送裝置61之間交接晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之際並未使用。因而,從接合裝置41搬出已在處理區域T2接合之疊合晶圓WT之際,載置於上部過渡部105a之第2次接合用上晶圓WU不致妨礙疊合晶圓WT之搬送。又,於例如在處理區域T2接合之際產生一些弊端時,需回收上晶圓WU及下晶圓WT,而需使呈已翻轉正面背面而接合面WU1朝下之狀態的上晶圓WU再度翻轉,而使接合面WU1回復成朝上。此時,需再次進行翻轉機構130之翻轉作業,而由於用於第2次接合處理之上晶圓 WU退避至上部過渡部105a,故用於第1次接合之上晶圓WU的再翻轉處理不致出現阻礙。此外,此上部過渡部105a具有本發明之緩衝待機部的功能。
接著,當從接合裝置41搬出疊合晶圓WT時,將在上部過渡105a待機之翻轉正面背面完畢的上晶圓WU交接至第2搬送臂113,藉由第2搬送臂113再搬送至上卡盤140。
同樣地,下晶圓WL也在製程S8調節水平方向之方位後,在製程S9以溫度調節機構135調節溫度。此外,下晶圓WL以溫度調節機構135進行溫度調節後,在溫度調節機構135內待機。此係因誠如上述,由於下晶圓WL之溫度設定成與上晶圓WU不同之值,故宜在即將交接至下卡盤141前從溫度調節機構135搬出。此外,若上晶圓WU與下晶圓WL之溫度設定值相同,亦可使下晶圓WL在作為緩衝待機部之上部過渡部105a待機。此外,使下晶圓WL在溫度調節機構135待機時,該溫度調節機構135對下晶圓WL而言具有緩衝待機部之功能。
接著,以第1搬送臂112將經溫度調節機構135調節溫度之下晶圓WL交接至下卡盤141,進行上晶圓WU與下晶圓WL之接合處理。如此,在處理區域T2進行上晶圓WU與下晶圓WL之第1次接合處理的期間,在搬送區域T1,進行要以第2次接合處理接合之上晶圓WU與下晶圓WL的溫度調節或水平方向之方位的調節、上晶圓WU之翻轉作業這些接合前的準備作業,藉此,可迅速地開始下個上晶圓WU與下晶圓WL之接合作業。結果,可大幅提高接合裝置41之產量。
接著,當將要以第2次接合處理接合之上晶圓WU與下晶圓WL分別吸附保持於上卡盤140及下卡盤141時,便將下次、即要以第3次接合處理接合之上晶圓WU與下晶圓WL分別搬送至搬送區域T1,反覆進行此一連串之處理。
根據以上之實施形態,由於接合裝置41具有具暫時載置上晶圓WU與下晶圓WL之緩衝載置部的功能之上部過渡部105a及溫度調節機構135,故在例如處理區域T2進行第1次接合處理之期間,可在搬送區域T1對要以第2次接合處理接合之上晶圓WU與下晶圓WL進行溫度調節、水平方向之方位的調節、上晶圓WU之翻轉作業這些接合前的準備作業,並在上部過渡部105或溫度調節機構135待機。因此,於第1次接合時產生弊端之際,用於第2次接合之上晶圓WU與下晶圓WL的存在不致阻礙用於第1次接合之上晶圓WU的再翻轉作業、上晶圓WU及下晶圓WL之搬送。結果,可使接合裝置41之產量大幅提高。
此外,在以上之實施形態中,將具有緩衝待機部之功能的上部105a配置於配置在接合裝置41之搬送區域T1的X方向正方向側之105,溫度調節機構135配置於位置調節機構120之下方,該等具有緩衝待機部之功能的機器之配置不限本實施形態之內容,只要為在使用於例如第2次接合處理之上晶圓WU與下晶圓WL待機時,不成為第1次接合處理之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT的搬送等之妨礙的配置,可任意設定。
又,根據以上之實施形態,保持上晶圓WU之上部過渡部105a及第2搬送臂113具有複數之保持構件106,由於此保持構件106之支撐面106a的寬度K1設定成與上晶圓WU之經倒角的外周緣部E之寬度B大約相同的長度,故在保持呈接合面WU1朝下之狀態的上晶圓WU時,不致有因與保持構件106之接觸而將粒子轉印至 上晶圓WU之接合面WU1的情形。此外,支撐面106a之寬度K1未必需嚴密地與上晶圓WU之外周緣部E的寬度B一致,如圖17所示,支撐面106a之寬度K1亦可短於外周緣部E之寬度B。即使寬度K1設定成短於寬度B,亦可如圖17所示,在接合面WU1不與保持構件106接觸下,可以支撐面106a保持上晶圓WU之外周緣部E。此時,支撐面106a之寬度K1設定成與上晶圓WU之外周緣部E的寬度B大約相同之長度並不是僅指寬度K1與寬度B大約一致之情形,亦包含寬度K1設定成可以支撐面106a支撐上晶圓WU之外周緣部E的程度之情形。具體而言,由本案發明人們確認了例如外周緣部E之寬度B為例如0.5mm時,即使支撐面106a之寬度K為0.3mm左右,亦可以保持構件106無障礙地保持上晶圓WU,此時,亦可謂寬度K1設定成與寬度B大約相同之長度。
又,保持上晶圓WU之外周緣部E的理由係為了避免因例如粒子轉印至上晶圓WU之接合面而產生空隙或形成於接合面WU1之複數的電子電路受到污染,從此種觀點,支撐面106a之寬度K1未必需為上晶圓WU之外周緣部E的寬度B以下。從避免因與保持構件106之接觸而將粒子轉印至上晶圓WU之接合面WU1這觀點,只要可以支撐面106a保持例如上晶圓WU之接合面WU1的未形成電子電路之區域即可,亦可按未形成電子電路之區域,使寬度K1之長度設定成長於寬度B。一般在上晶圓WU,在從接合面WU1與外周緣部E之交界往上晶圓WU之中心方向前進2~5mm左右之區域形成有電子電路,即使支撐面106a之寬度K1設定成1mm左右,電子電路與支撐面106a亦不致接觸。此時,也可謂寬度K1設定成與寬度B大約相同之長度。
又,由於保持構件106之引導面106b的高度K2設定成高於上晶圓WU之頂部Q1與頂部Q2之厚度方向的高度P,故即使因一些主要因素,使上晶圓WU與保持 構件106相對地於水平方向移動之力作用,亦可防止上晶圓WU在傾斜面106c往斜上方上升而從第2搬送臂113飛出或滑落。因而,可更確實地保持上晶圓WU,並且防止上晶圓WU之接合面U1受到污染。此外,引導面106b之高度K2未必需設定成高於在上晶圓WU中直徑最大之部分(頂部Q1與頂部Q2)之厚度方向的高度P,從防止上晶圓WU在傾斜面106c往斜上方上升之觀點,引導面106b之高度K2與上晶圓WU之高度P亦可設定成大約相同之值。
此外,在以上之實施形態中,僅於保持例如翻轉後之上晶圓WU的上部過渡部105a及第2搬送臂113設有保持構件106,第1搬送臂112及下部過渡部105b亦可為具有保持構件106之構造。即,亦可使過渡部105之4段皆為與上部過渡部105a相同之構造,或使第1搬送臂112為與第2搬送臂113相同之構造。
此外,在以上之實施形態中,保持構件106之支撐面106a俯視時形成大約平行四邊形,從防止上晶圓WU之污染的觀點,宜使支撐面106a與上晶圓WU之接觸面積極小。因而,亦可如圖18所示,使用確保保持上晶圓WU所需之最小限度面積之突起狀支撐面106f。此時,藉適當地設定支撐面106f之寬度K1與引導面106b之寬度K2,也可與使用大約平行四邊形之支撐面106a的情形同樣地,適當地保持上晶圓WU之外周緣部E。
又,在以上之實施形態中,於上部過渡部105a及第2搬送臂113設了4個保持構件106,保持構件106之設置數或配置不限本實施形態之內容,可任意設定。惟,從穩定地保持晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之觀點,宜最低設3個保持構件106。此外,不論保持構件106之設置數,保持構件106宜配置成其引導面106b與作為保持對象之晶圓WU、WL、疊合晶圓WT之外周部的切線方向平行。
<2.第2實施形態>
接著,就本發明之第2實施形態作說明。在第1實施形態之接合系統1中,進行了使用凡得瓦力及分子間力的接合,在第2實施形態中,就以接著劑為中介來進行接合之接合系統作說明。圖19係顯示本實施形態之接合系統300的結構之概略的平面圖。圖20係顯示接合系統300之內部結構的概略之側視圖。
在接合系統300中,如圖21所示,藉由例如接著劑G,將作為基板之被處理晶圓W與作為基板之支撐晶圓S接合。以下,在被處理晶圓W,將藉由接著劑G與支撐晶圓S接合之面稱為「接合面WJ」,將該接合面WJ之相反側的面稱為「非接合面WN」。同樣地,在支撐晶圓S,將藉由接著劑G與被處理晶圓W接合之面稱為「接合面SJ」,將該接合面SJ之相反側的面稱為「非接合面SN」。又,在接合系統300中,將被處理晶圓W與支撐晶圓S接合而形成疊合晶圓T。
被處理晶圓W係作為製品之晶圓,於例如接合面WJ形成有複數之電子電路,而研磨處理非接合面WN。又,被處理晶圓W之外周部經去角加工。再者,為了抑制該被處理晶圓W之外周部的崩裂以抑制被處理晶圓W之損傷,而對該被處理晶圓W進行了所謂之切邊。此切邊係為了於被處理晶圓W之研磨處理後,去除外周部,而將該外周部之最外側的表面切削成段狀,於接合面WJ之外周部形成有段狀之修整部M。修整部M之寬度N為例如400μm。
如圖19所示,接合系統300具有將搬入搬出站301與處理站302連接成一體的結構,該搬入搬出站在與例如外部之間將可分別收容複數之被處理晶圓W、複 數之支撐晶圓S、複數之疊合晶圓T的晶匣CW、CS、CT搬入搬出,該處理站具有對被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T施行預定處理之各種處理裝置。
於搬入搬出站301設有晶匣載置台310。晶匣載置台310設有複數個、例如4個晶匣載置板311。晶匣載置板311於X方向(圖19中之上下方向)排列配置成一列。對接合系統300之外部將晶匣CW、CS、CT搬入搬出之際,可將晶匣CW、CS、CT載置於該等晶匣載置板311。如此,搬入搬出站301可構造成保有複數之被處理晶圓W、複數之支撐晶圓S、複數之疊合晶圓T。此外,晶匣載置板311之個數不限本實施形態,可任意決定。又,亦可使用1個晶匣作為不良晶圓W之回收用。即,其為可將因各種主要原因而於被處理晶圓W與支撐晶圓S之接合產生不良的晶圓與其他正常之疊合晶圓T分離的晶匣。在本實施形態中,將複數之晶匣CT中之1個晶匣CT使用作為不良晶圓之回收用,其他晶匣CT則使用作為正常之疊合晶圓T的收容用。
晶圓搬送部320與晶匣載置台310相鄰地設於搬入搬出站301。於晶圓搬送部320設有可在於X方向延伸之搬送路徑321上移動自如之晶圓搬送裝置322。晶圓搬送裝置322亦於鉛直方向及繞鉛直軸(θ方向)移動自如,而可在各晶匣載置板311之晶匣CW、CS、CT與後述處理站302之第3處理區塊G3的過渡裝置50、51之間搬送被處理晶圓W、支撐晶圓S與疊合晶圓T。
於處理站302設有複數個、例如3個具有各種處理裝置之處理區塊G1、G2、G3。於例如處理站302之正面側(圖19中之X方向負方向側)設有第1處理區塊G1,於處理站302之背面側(圖19中之X方向正方向側)設有第2處理區塊G2。又,於處理站302之搬入搬出站301側(圖19中之Y方向負方向側)設有第3處理區塊G3。
在例如第1處理塊G1,藉由接著劑G將被處理晶圓W與支撐晶圓S按壓而接合之接合裝置330~333從搬入搬出站301側依序於Y方向排列配置。此外,接合裝置330~333之裝置數或配置可任意設定。又,接合裝置330~333之結構則後述。
在例如第2處理區塊G2,如圖2所示,將接著劑G塗佈於被處理晶圓W之塗佈置340、將塗佈有接著劑G之被處理晶圓W加熱至預定溫度之熱處理裝置341~343、相同之熱處理裝置344~346於朝向搬入搬出站301側之方向(圖19中之Y方向負方向)依序排列配置。熱處理裝置341~343與熱處理裝置344~346分別從下方依序設有3段。此外,熱處理裝置341~346之裝置數及鉛直方向及水平方向的配置可任意設定。
上述塗佈裝置340可使用記載於例如專利公開公報2013-247292號的塗佈裝置。即,塗佈裝置340具有保持被處理晶圓W並使其旋轉之旋轉卡盤、將接著劑G供至保持於旋轉卡盤之被處理晶圓W上的接著劑噴嘴。
上述熱處理裝置341~346可使用記載於例如日本專利公開公報2013-247292號之熱處理裝置。即,熱處理裝置341~346具有將被處理晶圓W加熱處理之加熱部、將被處理晶圓W調節溫度之溫度調節部。此外,熱處理裝置341~346亦可進行疊合晶圓T之溫度調節。再者,為了進行疊合晶圓T之溫度調節,亦可於第2處理區塊G2設溫度調節裝置(圖中未示)。溫度調節裝置具有與上述熱處理裝置341~346相同之結構,可使用溫度調節板取代熱板。於溫度調節板之內部設有例如電子致冷器等冷卻構件,可將溫度調節板調節成設定溫度。
在例如第3處理區塊G3,被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之過渡裝置350、351從下依序設成2段。
如圖19所示,於被第1處理區域G1~第3處理區塊G3包圍之區域形成有晶圓搬送區域360。於晶圓搬送區域360配置有例如晶圓搬送裝置361。此外,晶圓搬送區域360內之壓力為大氣壓以上,而在該晶圓搬送區域360,進行被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之所謂大氣環境的搬送。
晶圓搬送裝置361具有於例如鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及繞鉛直軸移動自如之搬送臂。晶圓搬送裝置361在晶圓搬送區域360內移動,而可將被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T搬送至周圍之第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內之預定裝置。
如圖19所示,於以上之接合系統300設有控制部370。控制部370為例如電腦,並具有程式儲存部(圖中未示)。於程式儲存部收納有控制接合系統300之被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之處理的程式。又,於程式儲存部亦儲存有用以控制上述各種處理裝置及搬送裝置等驅動系統之動作以實現接合系統300之後述接合處理的程式。此外,前述程式可為記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等可於電腦讀取之記錄媒體H的程式,亦可為從該記錄媒體H安裝於控制部370之程式。
接著,就上述接合裝置330~333之結構作說明。如圖22所示,接合裝置330具有內部可密閉之處理容器400。於處理容器400之晶圓搬送區域360側的側面形 成有被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之搬入搬出口401,並於該搬入搬出口設有開關擋門(圖中未示)。
處理容器400之內部以內壁402區分成作為搬送區域之前處理區域D1、作為處理區域之接合區域D2。上述搬入搬出口401形成於前處理區域D1之處理容器400的側面。又,亦於內壁402形成有被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之搬入搬出口403。
於前處理區域D1設有用以在與接合裝置330的外部之間交接被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之交接部410。交接部410與搬入搬出口401相鄰配置。又,交接部410可於鉛直方向配置複數段、例如2段,而可同時交接被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T中之任2個。舉例而言,亦可以1個交接部410交接接合前之被處理體晶圓W或支撐晶圓S,以另一交接部410交接接合後之疊合晶圓T。或者,以一個交接部410交接接合前之被處理體晶圓W,以另一交接部410交接接合前的支撐晶圓S。
交接部410可使用例如記載於日本專利公開公報2013-247292號之交接部。即,交接部410具有交接臂411與晶圓支撐銷412。交接臂411可在與晶圓搬送裝置361與晶圓支撐銷412之間交接被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T。晶圓支撐銷412設於複數處、例如3處,可支撐被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T。
在前處理區域D1之Y方向負方向側、即搬入搬出口403側,於交接部410之鉛直上方設有用以使例如支撐晶圓S之正面背面翻轉的翻轉部420。
翻轉部420可使用與在第1實施形態之接合裝置41使用之翻轉機構130相同的結構者。即,翻轉部420具有保持支撐晶圓S、被處理晶圓W之保持臂421。保持臂421於水平方向(圖22中之X方向)延伸。又,於保持臂421設有例如4處保持支撐晶圓S、被處理晶圓W之保持構件422。保持臂421支撐於具有例如馬達等之驅動部423。藉此驅動部423,保持臂421可繞水平軸旋動自如,且可於水平方向(圖22中之X方向及Y方向)移動。又,藉驅動部423,保持臂421可沿著於鉛直方向延伸之支撐柱424於鉛直方向移動。
調節保持於保持構件422之支撐晶圓S、被處理晶圓W之水平方向的方位之位置調節機構425藉由支撐板426支撐於支撐柱424。關於位置調節機構425,其結構也與在接合裝置41所使用之位置調節機構120相同,具有基台427、檢測支撐晶圓S、被處理晶圓W之缺口部的位置之檢測部428。又,在位置調節機構425中,一面使保持於保持構件422之支撐晶圓S、被處理晶圓W於水平方向移動,一面以檢測部428檢測支撐晶圓S、被處理晶圓W之缺口部的位置,藉此,調節該缺口部之位置,而調節了支撐晶圓S、被處理晶圓W之水平方向的方位。
此外,如以上構成之交接部410於鉛直方向配置成2段,且於該等交接部410之鉛直上方向配置翻轉部420。即,交接部410之交接臂411在翻轉部420之保持臂421與位置調節機構425之下方,於水平方向移動。又,交接部410之晶圓支撐銷412配置於翻轉部420之保持臂421的下方。
於接合區域D2之Y方向正方向側設有對交接部410、翻轉部420及後述接合部440與緩衝載置部441搬送被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之搬送部430。搬送部430安裝於搬入搬出口403。
搬送部430可使用與在第1實施形態之接合裝置41使用的搬送機構111相同的結構者。即,搬送部430係2條搬送臂431a、431b於鉛直方向從上依序裝備成2段。又,第1搬送臂431a具有與接合裝置41之第1搬送臂112相同的結構,保持被處理晶圓W、支撐晶圓S、疊合晶圓T之背面(在被處理晶圓W、支撐晶圓S則為非接合面WN、SN)來搬送。又,第2搬送臂431b具有與接合裝置41之第2搬送臂113相同的結構,其具有保持構件106而可保持經翻轉部420翻轉正面背面之支撐晶圓S的表面、即接合面SJ之外周部來搬送。於搬送臂431a、431b之基端部設有具有例如馬達等之臂驅動部432。藉此臂驅動部432,各搬送臂431a、431b可獨立地於水平方向移動。該等搬送臂431a、431b與臂驅動部432支撐於基台433。
於接合區域D2之Y方向負方向側設有藉由接著劑G將被處理晶圓W與支撐晶圓S按壓接合之接合部440。
接合部440具有將被處理晶圓W載置保持在上面之第1保持部(圖中未示)、將支撐晶圓S吸附保持在下面之第2保持部(圖中未示),第1保持部配置成與第2保持部之下方對向。即,保持於第1保持部之被處理晶圓W與保持於第2保持部之支撐晶圓S對向配置,藉將例如第1保持部按壓至鉛直下方,而進行被處理晶圓W與支撐晶圓S之接合。
此外,由於接合裝置331~333之結構與上述接合裝置330的結構相同,故省略說明。又,接合裝置330~333之各部的動作以上述控制部370控制。
接著,就使用如以上構成之接合系統300來進行之被處理晶圓W與支撐晶圓S之接合處理方法作說明。圖23係顯示此接合處理的主要製程之例的流程圖。
首先,將收容有複數片被處理晶圓W之晶匣CW、收容有複數片支撐晶圓S之晶匣CS、及空晶匣CT載置於搬入搬出站301之預定晶匣載置板311。之後,以晶圓搬送裝置322取出晶匣CW內之被處理晶圓W,將之搬送至處理站302之第3處理區塊G3的過渡裝置50。此時,被處理晶圓W以其非接合面WN朝下之狀態搬送。
然後,以晶圓搬送裝置361將被處理晶圓W搬送至塗佈裝置340。搬入至塗佈裝置340之被處理晶圓W從晶圓搬送裝置361交接至旋轉卡盤並予以吸附保持。此時,吸附保持被處理晶圓W之非接合面WN。接著,一面以旋轉卡盤使被處理晶圓W旋轉,一面從接著劑噴嘴將接著劑G供至被處理晶圓W之接合面WJ。所供給之接著劑G因離心力而擴散至被處理晶圓W之接合面WJ整面,而將接著劑G塗佈於該被處理晶圓W之接合面WJ(圖23之製程A1)。
接著,以晶圓搬送裝置361將被處理晶圓W搬送至熱處理裝置341。在熱處理裝置341,首先,以加熱部將被處理晶圓W加熱至預定溫度、例如100℃~300℃(圖23之製程A2)。藉進行此加熱,加熱被處理晶圓W上之接著劑G,該接著劑G硬化。之後,以溫度調節部將被處理晶圓W調節溫度至預定溫度、例如常溫亦即23℃
然後,以晶圓搬送裝置361將被處理晶圓W搬送至接合裝置330。搬送至接合裝置330之被處理晶圓W從晶圓搬送裝置361交接至交接部410之交接臂411後,再從交接臂411交接至晶圓支撐銷412。之後,將被處理晶圓W以搬送部430之搬送臂431從晶圓支撐銷412搬送至翻轉部420。
搬送至翻轉部420之被處理晶圓W保持於保持構件422,並移動至位置調節機構425。接著,在位置調節機構425,調節被處理晶圓W之缺口部的位置,而調節該被處理晶圓W之水平方向的方位(圖23之製程A3)。
之後,以搬送部430之搬送臂431將被處理晶圓W從翻轉部420搬送至接合部440。被搬送至接合部440之被處理晶圓W載置於第1保持部(圖中未示)(圖23之製程A4)。在第1保持部上,以被處理晶圓W之接合面WJ朝上的狀態、即接著劑G朝上之狀態吸附保持被處理晶圓W。
在對被處理晶圓W進行上述製程A1~A4之處理的期間,在該被處理晶圓W之後,進行支撐晶圓S之處理。支撐晶圓S以晶圓搬送裝置361搬送至接合裝置330。此外,由於將支撐晶圓S搬送至接合裝置330之製程與上述實施形態相同,故省略說明。
將搬送至接合裝置330之支撐晶圓S從晶圓搬送裝置361交接至交接部410之交接臂411後,再從交接臂411交接至晶圓支撐銷412。之後,以搬送部430之搬送臂431將支撐晶圓S從晶圓支撐銷412搬送至翻轉部420。
將搬送至翻轉部420之晶圓S保持於保持構件422,並移動至位置調節機構425。接著,在位置調節機構425,調節支撐晶圓S之缺口部的位置,以調節該支撐晶圓S之水平方向的方位(圖23之製程A5)。使已調節水平方向之方位的支撐晶圓S從位置調節機構425於水平方向移動,且移動至鉛直方向上方後,將其正面背面翻轉(圖23之製程A6)。即,使支撐晶圓S之接合面SJ朝下。
之後,將支撐晶圓S移動至鉛直方向下方後,以搬送部430之搬送臂431從翻轉部420搬送至接合部440。此時,由於搬送臂431僅保持支撐晶圓S之接合面SJ的外周部,故附著於例如搬送臂431之粒子等不致污染接合面SJ。搬送至接合部440之支撐晶圓S吸附保持於第2保持部(圖中未示)(圖23之製程A)。在第2保持部,以支撐晶圓S之接合面SJ朝下之狀態保持支撐晶圓S。
在接合部440,進行保持於第1保持部之被處理晶圓W與保持於第2保持部之支撐晶圓S之水平方向的位置調節,而將被處理晶圓W與支撐晶圓S對向配置(圖23之製程A8)。
之後,以圖中未示之減壓機構吸引接合區域D2內之氣體,將接合區域D2內減壓至真空狀態(圖23之製程A9)。在本實施形態中,將接合區域D2內減壓至預定真空壓例如10Pa以下。
然後,將第2保持部按壓至下方,按壓被處理晶圓W與支撐晶圓S,接著劑G與支撐晶圓S全面抵接(圖23之製程A10)。
此外,按壓被處理晶圓W與支撐晶圓S之際,以分別內藏於第1保持部及第2保持部之圖中未示的加熱機構將被處理晶圓W與支撐晶圓S以預定溫度例如100℃~400℃加熱。如此,藉一面將被處理晶圓W與支撐晶圓S以預定溫度加熱,一面進行接合,可更穩固地接著被處理晶圓W與支撐晶圓S(圖23之製程A11)。
此外,由於在製程A9~A11中,接合區域D2內維持在真空狀態,故即使使被處理晶圓W與支撐晶圓S抵接,亦可抑制該被處理晶圓W與支撐晶圓S之間的空隙之產生。又,在製程A9~A11,藉一面以加熱機構(圖未示)將被處理晶圓W與支撐晶圓S以預定溫度、例如100℃~400℃加熱,一面接合,可更穩固地接著被處理晶圓W與支撐晶圓S。
如此接合了被處理晶圓W與支撐晶圓S之疊合晶圓T以搬送部430之搬送臂431從接合部440搬送至交接部410。將搬送至交接部410之疊合晶圓T藉由晶圓支撐銷412交接至交接臂411,再從交接臂411交接至晶圓搬送裝置361。
之後,疊合晶圓T以晶圓搬送裝置361搬送至過渡裝置51,然後,以搬入搬出站301之晶圓搬送裝置322搬送至預定晶匣載置板311之晶匣CT。如此進行,一連串之被處理晶圓W與支撐晶圓S之接合處理結束。
又,在製程A4、A7中,當被處理晶圓W及支撐晶圓S分別被吸附保持於第1保持部及第2保持部來進行接合處理(第1次接合處理)時,將下次要接合(第2次接合處理)之被處理晶圓W與支撐晶圓S依序搬送至前處理區域D1。用於此第2次接合處理之被處理晶圓W與吸附保持於第1保持部之被處理晶圓W同樣地,進行製程A1、A2之接著劑的塗佈與加熱處理。
然後,支撐晶圓S與第1實施形態之上晶圓WU同樣地在製程A5調節水平方向之方位後,在製程A6以翻轉部420翻轉正面背面。經翻轉之支撐晶圓S交接至第2搬送臂431b並載置於緩衝載置部441。此緩衝載置部441在前處理區域D1與接合部440之間交接支撐晶圓S之際,並未使用。因而,從接合部440將經接合部440接合之疊合晶圓T搬出至前處理區域D1之際,載置於緩衝載置部441之支撐晶圓S不致妨礙疊合晶圓T之搬送。又,在接合部440接合之際,產生一些弊端時,需回收支撐晶圓S與被處理晶圓W,但呈正面背面翻轉之狀態的支撐晶圓S需再度翻轉而使接合面SJ回復成朝上。此時,再次需要翻轉部420之翻轉作業,而由於用於第2次接合處理之支撐晶圓S已退避至緩衝載置部441,故用於第1次接合之支撐晶圓S再翻轉處理不致出現障礙。
接著,當從接合裝置330搬出疊合晶圓T時,將在緩衝載置部441待機之翻轉正面背面完畢的支撐晶圓S交接至第2搬送臂431b,再藉由第2搬送臂431b交接至第2保持部501。
同樣地,被處理晶圓W在製程A3調節水平方向之方位後,以第1搬送臂431a載置於緩衝載置部441。接著,當疊合晶圓T從接合裝置330搬出時,與支撐晶圓S同樣地,在緩衝載置部441待機,而被處理晶圓W則藉由第1搬送臂431a交接至第1保持部,以接合部440進行第2次接合處理。
然後,當以第2次接合處理接合之被處理晶圓W與支撐晶圓S分別吸附保持於第1保持部及第2保持部時,下次、即要以第3次接合處理接合之被處理晶圓W與支撐晶圓S分別搬送至前處理區域D1,反覆進行此一連串之處理。
因而,由於在使用接著劑G進行接合之第2實施形態的接合裝置330,該接合裝置330也具有緩衝載置部441,故與第1實施形態之接合裝置41同樣地,可預先進行對要以第2次接合處理接合之被處理晶圓W與支撐晶圓S之水平方向的調節及支撐晶圓S之翻轉作業這些接合前的準備作業。結果,可使接合裝置330之產量大幅提高。
此外,在以上之實施形態中,於接合區域D2之Y方向正方向側配置有緩衝載置部441,緩衝載置部441之配置不限本實施形態之內容,只要在使用於第2次接合處理之被處理晶圓W與支撐晶圓S待機時,配置不妨礙第1次接合處理之被處理晶圓W、支撐晶圓S及疊合晶圓T之搬送等,可任意設定。
以上,一面參照附加圖式,一面就本發明之較佳實施形態作了說明,本發明不限此例。只要為該業者,顯然可在記載於申請專利範圍之思想範疇內,想到各種變更例或修正例,應理解該等當然也屬於本發明之技術性範圍。本發明不限於此例,可採用各種態樣。本發明亦可適用於基板為晶圓以外之FPD(平面顯示器)、光罩用倍縮光罩等之其他基板的情形。

Claims (8)

  1. 一種接合裝置,其用以將基板彼此接合,並包含有;接合部,其將對向配置之第1基板與第2基板按壓接合;緩衝載置部,其將搬送至該接合部前之該第1基板或該第2基板中至少任一者暫時載置;基板搬送機構,其將該第1基板或該第2基板中至少任一者搬送至該接合部及該緩衝載置部;及翻轉機構,其使該第1基板之正面背面翻轉;該基板搬送機構可對該翻轉機構搬送該第1基板,該緩衝載置部具有複數個保持構件,該等保持構件從下方支撐經該翻轉機構翻轉之該第1基板;該基板保持構件具有:水平之支撐面;引導面,其從該支撐面朝鉛直上方延伸;及傾斜面,其從該引導面之上端部朝俯視時遠離該支撐面之方向逐漸上升;該基板保持構件之引導面的上端部之高度,係設定成與在該第1基板中直徑最大之部分的厚度方向之高度相同或較高。
  2. 如申請專利範圍第1項之接合裝置,其中,該緩衝載置部在使該第1基板之接合面或該第2基板之接合面朝下的狀態下,載置該第1基板或該第2基板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置,其中,該接合裝置內區劃成搬送區域與處理區域,於該搬送區域配置該緩衝載置部、該基板搬送機構及該翻轉機構,於該處理區域配置有該接合部。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置,其中,該基板保持構件之該支撐面的「從該引導面至與該引導面對向之側的端部之間的寬度」形成為與該第1基板之外周緣部的寬度大約相同。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置,其中,該基板保持構件之該支撐面的「從該引導面至與該引導面對向之側的端部之間的寬度」為0.3mm~1mm。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置,其中,該基板保持構件更具有;垂下面,其從該支撐面之與該引導面對向之側的端部朝鉛直下方延伸;及下段支撐面,其從該垂下面之下端部朝在俯視時遠離該支撐面之方向水平延伸。
  7. 一種接合系統,其包含有如申請專利範圍第1至6項中任一項之接合裝置,並包含有;處理站,其具有該接合裝置;及搬入搬出站,其可分別保有複數個該第1基板、該第2基板、或接合有該第1基板與該第2基板之疊合基板,且對該處理站搬入搬出該第1基板、該第2基板或該疊合基板;該處理站具有;表面改質裝置,其將該第1基板或該第2基板之接合的表面改質;表面親水化裝置,其將經該表面改質裝置改質過之該第1基板或該第2基板之表面親水化;及搬送裝置,其用以對該表面改質裝置、該表面親水化裝置及該接合裝置搬送該第1基板、該第2基板或該疊合基板;該接合裝置將表面經該表面親水化裝置親水化過之第1基板與第2基板接合。
  8. 一種接合系統,其包含有如申請專利範圍第1至6項中任一項之接合裝置,並包含有;處理站,其具有:該接合裝置;塗佈裝置,將接著劑塗佈於該第1基板;熱處理裝置,將已塗佈該接著劑之第1基板加熱至預定溫度;疊合基板的搬送區域,用以對該塗佈裝置、該熱處理裝置及該接合裝置搬送該第1基板、該第2基板、或以該第1基板與該第2基板接合成之該疊合基板;及搬入搬出站,其對該處理站搬入搬出該第1基板、該第2基板或該疊合基板。
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