WO2022176798A1 - 接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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WO2022176798A1
WO2022176798A1 PCT/JP2022/005601 JP2022005601W WO2022176798A1 WO 2022176798 A1 WO2022176798 A1 WO 2022176798A1 JP 2022005601 W JP2022005601 W JP 2022005601W WO 2022176798 A1 WO2022176798 A1 WO 2022176798A1
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bonding
laser beam
joint
holding
joint surface
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能彦 八木
新 岸
隆幸 吉田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01L21/52—Mounting semiconductor bodies in containers

Definitions

  • the present disclosure relates to a bonding system, a bonding method, and a method of manufacturing a semiconductor device.
  • Patent Document 1 discloses a mounting method for joining a first joint having a metal joint to a second joint.
  • the mounting method of Patent Document 1 has a cleaning process and a heat bonding process.
  • the cleaning step cleans the metal joint of the first bond by irradiating at least the surface of the metal joint of the first bond with energy waves or energy particles.
  • the cleaned metal bonding portion of the first bond is bonded to the bonding portion of the second bond by heating in the atmosphere of the special gas.
  • a specialty gas is an inert gas, or at least a gas that does not react with metal joints.
  • Patent Document 1 there is a joining system that joins a first joint surface of a first joint and a second joint surface of a second joint. Improvement in the reliability of joining is required for such a joining system.
  • An object of the present disclosure is to provide a bonding system, a bonding method, and a method of manufacturing a semiconductor device that can improve bonding reliability.
  • a joining system joins a first joint surface of a first joint and a second joint surface of a second joint.
  • the joining system comprises a first retainer, a second retainer and a cleaning device.
  • the first holding part holds the first joint.
  • the second holding part holds the second joint.
  • the cleaning device irradiates the first bonding surface of the first bonded object held by the first holding portion with a first laser beam, and cleans the second bonded object held by the second holding portion.
  • a cleaning process is performed by irradiating a second laser beam onto the second bonding surface of the above.
  • a joining method includes a first holding process, a second holding process, a cleaning process, and a joining process.
  • the first holding step holds the first bonded object.
  • the second holding step holds the second bonded object.
  • the cleaning step the first bonding surface of the first bonded object held in the first holding step is irradiated with a first laser beam, and the second bonded object held in the second holding step is cleaned.
  • a second laser beam is applied to the second bonding surface.
  • the joining step joins the first joint surface and the second joint surface.
  • a method for manufacturing a semiconductor device includes a first holding process, a second holding process, a cleaning process, and a bonding process.
  • the first holding step holds a first bonded object including a base material on which a semiconductor element can be mounted.
  • the second holding step holds the semiconductor element as a second bond.
  • the cleaning step the first bonding surface of the first bonded object held in the first holding step is irradiated with a first laser beam, and the second bonded object held in the second holding step is cleaned.
  • a second laser beam is applied to the second bonding surface.
  • the joining step joins the first joint surface and the second joint surface.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a joining system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a joining process of the joining system of the same.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a cleaning process of the joining system of the same.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a joining process of the joining system of the same.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the joining system of the same.
  • FIG. 6 is a side view showing a semiconductor device manufactured by the same joining system.
  • FIG. 7 is a graph showing absorption characteristics of laser light in copper.
  • the following embodiments generally relate to bonding systems, bonding methods, and methods of manufacturing semiconductor devices. More specifically, the present invention relates to a bonding system, a bonding method, and a semiconductor device manufacturing method for bonding a first bonding surface of a first bonding material and a second bonding surface of a second bonding material.
  • a joining system 1 shown in FIGS. 1 to 4 is a joining device for joining a first joint surface D1a of a first joint D1 and a second joint surface D2a of a second joint D2.
  • the joining system 1 is used, for example, in facilities such as factories, research institutes, offices, and educational facilities for manufacturing parts used in electronic devices, electrical devices, vehicles, ships, aircraft, and the like.
  • the bonding system 1 is used for manufacturing semiconductor devices in a factory.
  • the first bonded object D1 includes a base material on which a semiconductor element can be mounted
  • the second bonded object is the semiconductor element.
  • the joining system 1 includes a first holding section 21 , a second holding section 22 and a cleaning device 3 .
  • the first holding part 21 holds the first joint D1.
  • the second holding part 22 holds the second joint D2.
  • the cleaning device 3 irradiates the first bonding surface D1a of the first bonded object D1 held by the first holding portion 21 with the first laser beam L1, and the second bonded object held by the second holding portion 22 is irradiated with the first laser beam L1.
  • a cleaning process is performed to irradiate the second laser beam L2 to the second joint surface D2a of D2.
  • the joining system 1 having the above configuration can clean both the first joining surface D1a of the first joining object D1 and the second joining surface D2a of the second joining object D2 with laser light. Therefore, the bonding system 1 improves the reliability of bonding between the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a compared to a configuration in which only one of the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a is cleaned. can be improved.
  • the joining method includes a first holding step S1, a second holding step S2, a cleaning step S3, and a joining step S4.
  • a manufacturing process S10 includes the first holding process S1, the second holding process S2, the cleaning process S3, and the joining process S4.
  • the first holding step S1 holds the first joint D1.
  • the second holding step S2 holds the second joint D2.
  • the cleaning step S3 the first bonding surface D1a of the first bonded object D1 held in the first holding step S1 is irradiated with the first laser beam L1
  • the second bonded object held in the second holding step S2 is irradiated with the first laser beam L1.
  • the second laser beam L2 is applied to the second joint surface D2a of D2.
  • the joining step S4 joins the first joint surface D1a and the second joint surface D2a.
  • the bonding method including the steps described above can clean both the first bonding surface D1a of the first bonding object D1 and the second bonding surface D2a of the second bonding object D2 with laser light. Therefore, this bonding method improves the reliability of bonding between the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a compared to the method of cleaning only one of the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a. can be improved.
  • stage driving device 5 and the collet driving device 6 correspond to the driving device of the present disclosure.
  • the stage driving device 5 moves the first holding part 21 when the first laser beam L1 is applied to the first bonding surface D1a
  • the collet driving device 6 moves the second laser beam L2 to the second bonding surface D2a.
  • the second holding part 22 is moved.
  • the driving device moves the first holding portion 21 and the second holding portion 22 so that the first joint surface D1a and the second joint surface D2a are in contact with each other. Change the relative position.
  • Each of the first bonded object D1 and the second bonded object D2 is a semiconductor chip. At least one of the first joint surface D1a and the second joint surface D2a preferably contains copper or gold, and copper oxide, alumina oxide, or the like is used as the insulating layer. In this embodiment, conductors containing copper or gold are formed as electrodes on both the first joint surface D1a and the second joint surface D2a.
  • the first holding section 21 includes a stage 211 that holds the first bonding article D1.
  • the first bonded object D1 has a plate shape including a first bonded surface D1a and a placement surface D1b facing each other.
  • the first bonded object D1 is placed on the upper surface 211a of the stage 211 so that the placement surface D1b faces the upper surface 211a, and is positioned by a positioning mechanism (not shown) provided on the upper surface 211a.
  • the first joint surface D1a of the first joint D1 placed on the upper surface 211a faces upward. That is, the Z-axis extending in the vertical direction can be the normal line of the first joint surface D1a.
  • the stage driving device 5 can move the stage 211 by a driving force such as a motor or cylinder (not shown). Specifically, the stage driving device 5 moves the stage 211 below a total reflection mirror 321, which will be described later, for the cleaning step S3. Then, in the cleaning step S3, the stage driving device 5 gradually moves the irradiation range of the first laser beam L1 on the first bonding surface D1a of the first bonded object D1 by moving the stage 211, for example, in a horizontal plane. (See FIGS. 1 and 3). After completing the cleaning step S3, the stage driving device 5 moves the stage 211 further forward for the next bonding step S4 (see FIGS. 2 and 4). Note that the stage driving device 5 includes, for example, a robot arm or a conveyor device.
  • the second holding section 22 includes a collet 221 that holds the second joint D2.
  • the second bonded object D2 has a plate shape including a second bonded surface D2a and a holding surface D2b facing each other.
  • the collet 221 holds the second joint D2 by holding the holding surface D2b of the second joint D2.
  • the holding portion of the collet 221 faces downward, and the second joint surface D2a of the second joint D2 held by the collet 221 faces downward. That is, the Z-axis extending in the vertical direction can be the normal line of the second joint surface D2a.
  • the method of holding the collet 221 is not limited to a specific method.
  • the holding method of the collet 221 is a vacuum suction method in which the second article to be joined D2 is sucked by using air pressure when air is sucked, and a negative pressure generated by the flow of air called the Coanda effect. Any non-contact method for holding the second joint D2 may be used.
  • the collet driving device 6 can move the collet 221 by a driving force such as a motor or cylinder (not shown).
  • a driving force such as a motor or cylinder (not shown).
  • the collet driving device 6 moves the collet 221 above a half mirror 322, which will be described later, for the cleaning step S3 (see FIGS. 1 and 3).
  • the collet driving device 6 moves the collet 221, for example, in a horizontal plane, thereby gradually moving the irradiation range of the second laser beam L2 on the second joint surface D2a of the second joint D2. (See FIGS. 1 and 3).
  • the collet driving device 6 moves the collet 221 further forward for the next joining step S4 (see FIGS. 2 and 4).
  • the collet drive device 6 includes, for example, a robot arm or a conveyor device.
  • the cleaning device 3 includes a laser generating section 31 and a branching section 32 .
  • the laser generator 31 generates a third laser beam L3 and emits the third laser beam L3 forward along the X-axis.
  • the third laser beam L3 generated by the laser generator 31 may be either a thermal processing laser or a non-thermal processing laser.
  • the thermal processing laser is, for example, a CW (Continuous Wave) or QCW (Quasi Continuous Wave) laser.
  • the non-thermal processing laser is, for example, a pulsed laser with a pulse width on the order of picoseconds or femtoseconds.
  • the wavelength of the third laser beam L3 is preferably 360 nm or more and 600 nm or less.
  • the branching section 32 includes a total reflection mirror 321 and a half mirror 322 .
  • the total reflection mirror 321 and the half mirror 322 are arranged side by side in the front-rear direction along the X-axis in front of the laser generator 31 , and the total reflection mirror 321 is positioned in front of the half mirror 322 . That is, the laser generator 31, the half mirror 322, and the total reflection mirror 321 are arranged side by side in the front-rear direction along the X-axis. 321 order.
  • the third laser beam L3 emitted forward by the laser generator 31 enters the half mirror 322 .
  • the half mirror 322 transmits part of the third laser beam L3 forward.
  • the third laser beam L3 transmitted through the half mirror 322 becomes the first laser beam L1.
  • the half mirror 322 reflects part of the third laser beam L3 downward.
  • the third laser beam L3 reflected by the half mirror 322 becomes the second laser beam L2. That is, the splitter 32 splits the third laser beam L3 into the first laser beam L1 and the second laser beam L2.
  • the joining system 1 can generate two first laser beams L1 and second laser beams L2 traveling in different directions using one laser generator 31, compared to a configuration including two laser generators, , the simplification of the configuration can be achieved. Further, by using the half mirror 322, the third laser beam L3 can be branched with a simple configuration.
  • the gas supply device 4 has two nozzles 41 and 42 .
  • the nozzle 41 is arranged near the stage 211 in the cleaning step S3 (see FIGS. 1 and 3).
  • the nozzle 42 is arranged near the collet 221 in the cleaning step S3 (see FIGS. 1 and 3).
  • the nozzle 41 blows the gas G1 (assist gas) toward the first joint surface D1a of the first joint D1 on the stage 211 in the cleaning step S3.
  • the nozzle 42 blows the gas G2 (assist gas) toward the second joint surface D2a of the second joint D2 held by the collet 221 in the cleaning step S3.
  • Gases G1 and G2 are preferably noble gases or gases containing nitrogen molecules. Also, the gases G1 and G2 may be gases containing nitrogen molecules and hydrogen molecules.
  • the bonding system 1 manufactures the semiconductor device 9 shown in FIG.
  • the semiconductor device 9 includes a base material 91 and a semiconductor element 92 .
  • the first bonded object D1 includes a base material 91 on which a semiconductor element 92 can be mounted
  • the second bonded object D2 is the semiconductor element 92 . That is, the base material 91 alone or the base material 91 on which one or more semiconductor elements 92 are mounted can be the first bonded object D1.
  • the base material 91 of this embodiment is a plate-like package substrate having upper and lower surfaces facing each other. At least one (four in FIG. 1) semiconductor elements 92 are mounted on the upper surface side of the base material 91 . When distinguishing the four semiconductor elements 92 in FIG. 6, the four semiconductor elements 92 are referred to as semiconductor elements 921, 922, 923, and 924, respectively.
  • the semiconductor element 92 is a plate-like silicon chip, a silicon die, a bare chip, or a wafer made of a semiconductor material or the like, which has upper and lower surfaces facing each other.
  • the semiconductor device 92 may be an interposer, a logic die, a dynamic random access memory die, and the like.
  • the joining system 1 performs the first holding step S1.
  • the base material 91 is carried into the joining system 1 by a carrier device (not shown) and placed on the upper surface 211a of the stage 211.
  • the base material 91 serves as the first joint D1
  • the upper surface of the base material 91 serves as the first joint surface D1a.
  • the stage driving device 5 then moves the stage 211 below the total reflection mirror 321 .
  • the joining system 1 executes the second holding step S2.
  • the collet 221 holds the semiconductor element 921 as the semiconductor element 92, as shown in FIG.
  • the semiconductor element 921 becomes the second bonding material D2
  • the lower surface of the semiconductor element 921 becomes the second bonding surface D2a
  • the upper surface of the semiconductor element 921 becomes the holding surface D2b.
  • the collet driving device 6 then moves the collet 221 above the half mirror 322 .
  • the joining system 1 may perform the second holding step S2 simultaneously with the first holding step S1, or may perform the second holding step S2 before the first holding step S1.
  • the joining system 1 performs a cleaning step S3.
  • the laser generator 31 forwardly emits the third laser beam L3.
  • the third laser beam L3 enters the half mirror 322, and the half mirror 322 splits the third laser beam L3 into the first laser beam L1 and the second laser beam L2.
  • the second laser beam L2 travels upward and irradiates the second joint surface D2a of the semiconductor element 921. Then, the collet driving device 6 moves the collet 221 in the horizontal plane to irradiate the second laser beam L2 to a predetermined range of the second joint surface D2a. Dirt and oxides on the second joint surface D2a are peeled off and removed by the second laser beam L2. As a result, the second joint surface D2a is cleaned, and the clean surface is exposed on the second joint surface D2a.
  • the first laser beam L1 travels forward and enters the total reflection mirror 321 .
  • the total reflection mirror 321 totally reflects the first laser beam L1 incident from the front, and emits the totally reflected first laser beam L1 downward.
  • the first laser beam L ⁇ b>1 travels downward and irradiates the first joint surface D ⁇ b>1 a of the base material 91 .
  • the stage driving device 5 moves the stage 211 in the horizontal plane to irradiate a predetermined range of the first bonding surface D1a with the first laser beam L1. Dirt and oxides on the first joint surface D1a are peeled off and removed by the first laser beam L1. As a result, the first joint surface D1a is cleaned, and the clean surface is exposed on the first joint surface D1a.
  • the third laser beam L3 is split into the first laser beam L1 and the second laser beam L2 by the splitter 32, and the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are split into the first bonded object D1 ( The substrate 91) and the second bonded object D2 (semiconductor element 921) can be irradiated simultaneously. Therefore, the time required for the cleaning step S3 (cleaning process) is shortened.
  • the gas supply device 4 blows the gas G1 from the nozzle 41 onto the first joint surface D1a.
  • the gas G1 sprayed onto the first joint surface D1a blows away dirt and oxides that have been separated from the first joint surface D1a by the first laser beam L1.
  • the gas supply device 4 blows the gas G2 from the nozzle 42 onto the second joint surface D2a.
  • the gas G2 sprayed onto the second joint surface D2a blows away dirt and oxides that have been separated from the second joint surface D2a by the second laser beam L2.
  • the blowing process of the gas G1 by the nozzle 41 is performed at the time of irradiation with the first laser beam L1.
  • the blowing process of the gas G2 by the nozzle 42 is performed at the time of irradiation with the second laser beam L2.
  • the gases G1 and G2 preferably contain a rare gas or nitrogen molecules.
  • the joining system 1 executes the joining step S4.
  • this bonding step S4 as shown in FIG.
  • the collet driving device 6 moves the collet 221 downward (arrow Z1 in FIG. 2) and presses the second joint surface D2a of the semiconductor element 921 against the first joint surface D1a of the base material 91.
  • the second joint surface D2a is directly joined to the first joint surface D1a.
  • the bonding between the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a may be either normal temperature bonding or heating bonding, and may be bonding in the air or bonding in a special atmosphere.
  • the first bonding surface D1a of the base material 91 and the second bonding surface D2a of the semiconductor element 921 face each other in the vertical direction. Therefore, in the bonding step S4, the first bonded material D1 and the second bonded material D2 can be bonded without changing the direction of at least one of the first bonded material D1 and the second bonded material D2. Therefore, it is possible to shorten the time required for bonding the first bonded object D1 and the second bonded object D2.
  • the joining system 1 performs the first holding step S1 again.
  • the stage driving device 5 moves the stage 211 backward to place the stage 211 below the total reflection mirror 321.
  • the first bonded object D1 is a semiconductor device in the process of manufacturing in which a semiconductor element 921 is mounted on a base material 91, and the upper surface of the semiconductor element 921 becomes the first bonding surface D1a of the first bonded object D1.
  • the lower surface of the material 91 serves as the placement surface D1b of the first joint D1.
  • the joining system 1 executes the second holding step S2.
  • this second holding step S2 as shown in FIG.
  • the semiconductor element 922 becomes the second bonding material D2
  • the lower surface of the semiconductor element 922 becomes the second bonding surface D2a
  • the upper surface of the semiconductor element 922 becomes the holding surface D2b.
  • the collet driving device 6 then moves the collet 221 above the half mirror 322 .
  • the joining system 1 performs a cleaning step S3.
  • the laser generator 31 forwardly emits the third laser beam L3.
  • the third laser beam L3 enters the half mirror 322, and the half mirror 322 splits the third laser beam L3 into the first laser beam L1 and the second laser beam L2.
  • the second laser beam L2 travels upward and irradiates the second bonding surface D2a of the semiconductor element 922. As a result, the second joint surface D2a is cleaned, and the clean surface is exposed on the second joint surface D2a.
  • the first laser beam L1 travels forward and enters the total reflection mirror 321 .
  • the total reflection mirror 321 totally reflects the first laser beam L1 incident from the front, and emits the totally reflected first laser beam L1 downward.
  • the first laser beam L ⁇ b>1 travels downward and irradiates the first joint surface D ⁇ b>1 a of the base material 91 . As a result, the first joint surface D1a is cleaned, and the clean surface is exposed on the first joint surface D1a.
  • the gas supply device 4 blows the gas G1 from the nozzle 41 onto the first joint surface D1a. Further, the gas supply device 4 blows the gas G2 from the nozzle 42 onto the second joint surface D2a.
  • the joining system 1 executes the joining step S4.
  • this bonding step S4 as shown in FIG. Let At this time, the first bonding surface D1a of the semiconductor element 921 and the second bonding surface D2a of the semiconductor element 922 face each other in the vertical direction. Then, the collet driving device 6 moves the collet 221 downward (arrow Z1 in FIG. 4), and presses the second bonding surface D2a of the semiconductor element 922 against the first bonding surface D1a of the semiconductor element 921. , the second bonding surface D2a is bonded to the first bonding surface D1a.
  • the joining system 1 performs the first holding step S1 again.
  • the first bonding object D1 is a semiconductor device in the process of manufacturing in which semiconductor elements 921 and 922 are mounted on a base material 91, and the upper surface of the semiconductor element 922 is the first bonding object D1.
  • the lower surface of the base material 91 serves as the first bonding surface D1a, and the mounting surface D1b of the first bonded article D1.
  • the joining system 1 executes the second holding step S2.
  • the collet 221 holds a semiconductor element 923 (see FIG. 6) as the semiconductor element 92.
  • the semiconductor element 923 becomes the second bonding material D2
  • the lower surface of the semiconductor element 923 becomes the second bonding surface D2a
  • the upper surface of the semiconductor element 923 becomes the holding surface D2b.
  • the collet driving device 6 then moves the collet 221 above the half mirror 322 .
  • the bonding system 1 performs the above-described cleaning step S3 and bonding step S4 with the lower surface of the semiconductor element 923 as the second bonding surface D2a and the upper surface of the first bonded object D1 as the first bonding surface D1a.
  • the joining system 1 performs the first holding step S1 again.
  • the first bonding object D1 is a semiconductor device in the process of manufacturing in which semiconductor elements 921 to 923 are mounted on a base material 91, and the upper surface of the semiconductor element 923 is the first bonding object D1.
  • the lower surface of the base material 91 serves as the first bonding surface D1a, and the mounting surface D1b of the first bonded article D1.
  • the joining system 1 executes the second holding step S2.
  • the collet 221 holds a semiconductor element 924 (see FIG. 6) as the semiconductor element 92.
  • the semiconductor element 924 becomes the second bonding material D2
  • the lower surface of the semiconductor element 924 becomes the second bonding surface D2a
  • the upper surface of the semiconductor element 924 becomes the holding surface D2b.
  • the collet driving device 6 then moves the collet 221 above the half mirror 322 .
  • the bonding system 1 performs the above-described cleaning step S3 and bonding step S4 with the bottom surface of the semiconductor element 924 as the second bonding surface D2a and the top surface of the first bonded object D1 as the first bonding surface D1a.
  • the semiconductor device 9 (FIG. 6) are manufactured. That is, in each of the manufacturing steps S10 performed multiple times, the semiconductor element (92) is stacked and mounted on the base material (91).
  • This semiconductor device 9 may have an HBM (High Bandwidth Memory) in which multi-bit memory bare chips having TSV (Through Silicon Via) are stacked as the semiconductor element 92 .
  • HBM High Bandwidth Memory
  • TSV Through Silicon Via
  • UBM Under Barrier Metal
  • Each wavelength of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 is preferably 360 nm or more and 600 nm or less.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser and the absorptance of the laser in copper. From this graph, it can be seen that copper absorbs more lasers with wavelengths of 360 nm or more and 600 nm or less than lasers with other wavelengths. Therefore, by irradiating the surface of copper with a laser beam having a wavelength of 360 nm or more and 600 nm or less, it is possible to efficiently peel and remove stains, oxides, and the like on the surface of copper. That is, it is possible to peel off and remove contamination and oxides on the copper surface while suppressing the laser output.
  • the wavelengths of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are also 360 nm or more and 600 nm or less.
  • gold absorbs lasers with wavelengths of 360 nm or more and 600 nm or less more than lasers with other wavelengths.
  • each wavelength of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 may be 600 nm or more and 1100 nm or less. Even in this case, it is possible to remove impurities from the surface of the conductor.
  • the base material 91 may be an interposer, an organic substrate, a PCB (Printed Circuit Board), a semiconductor material wafer, or the like, other than the package substrate. Also, the semiconductor device 9 may have a so-called Chip on Wafer structure or Wafer on Wafer structure.
  • the semiconductor element 92 may be other elements such as LSI (Large Scale Integration), VLSI (Very Large Scale Integration), or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) other than interposers, logic dies, and DRAM dies.
  • LSI Large Scale Integration
  • VLSI Very Large Scale Integration
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the bonding between the first bonding surface D1a and the second bonding surface D2a may be other bonding via solder, resin, or the like, other than direct bonding.
  • a device for mounting the semiconductor element on the interposer and a device for mounting the interposer on the organic substrate may be separated.
  • the semiconductor elements 92 when the semiconductor elements 92 are mounted on the upper surface of the base material 91, the semiconductor elements 92 may be stacked and mounted, or the semiconductor elements 92 may be mounted side by side in the surface direction of the upper surface of the base material 91.
  • the relative positions of the first bonded article D1 and the second bonded article D2 are not limited to the configuration in which they face each other in the vertical direction along the Z axis. That is, the relative positions of the first bonded article D1 and the second bonded article D2 may be other configurations such as a configuration in which they face each other in the horizontal direction.
  • the joining system (1) comprises a first holding part (21), a second holding part (22) and a cleaning device (3).
  • the first holding part (21) holds the first joint (D1).
  • the second holding part (22) holds the second joint (D2).
  • the cleaning device (3) irradiates the first joint surface (D1a) of the first joint (D1) held by the first holding part (21) with the first laser beam (L1), and the second holding part
  • the second bonding surface (D2a) of the second bonding object (D2) held at (22) is subjected to a cleaning process of irradiating the second laser beam (L2).
  • the bonding system (1) described above provides the first bonding surface (D1a) and the second bonding surface (D2a) as compared to cleaning only one of the first bonding surface (D1a) and the second bonding surface (D2a).
  • the reliability of bonding with (D2a) can be improved.
  • the first holding part (21) and the second holding part (22) are connected to the first joining surface (D1a) and the second joining surface (D1a). It is preferable to hold the first bonded article (D1) and the second bonded article (D2) so that the surfaces (D2a) face each other.
  • the joining system (1) described above provides the first joining article (D1) and the second joining article (D1) and the second joining article (D2) without changing the orientation of at least one of the first joining article (D1) and the second joining article (D2) after the cleaning process. Joining with the object (D2) can be performed. Therefore, it is possible to shorten the time required for bonding the first bonding material (D1) and the second bonding material (D2).
  • the cleaning device (3) separates the first laser beam (L1) and the second laser beam (L2) into It is preferable to simultaneously irradiate the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a).
  • the above-described joining system (1) reduces the time required for the cleaning process.
  • the cleaning device (3) includes a laser generating section (31) and a branching section (32). and preferably.
  • a laser generator (31) generates a third laser beam (L3).
  • the splitter (32) splits the third laser beam (L3) into the first laser beam (L1) and the second laser beam (L2).
  • the above-described joining system (1) can generate the first laser light (L1) and the second laser light (L2) while simplifying the configuration compared to a configuration including two laser generators.
  • the branching part (32) reflects part of the third laser beam (L3) as the first laser beam (L1). , a half mirror (322) that transmits part of the third laser beam (L3) as the second laser beam (L2).
  • the above-described joining system (1) can split the third laser light (L3) with a simple configuration.
  • At least one of the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a) is Contains copper or gold.
  • At least one of the first laser light (L1) and the second laser light (L2) preferably has a wavelength of 360 nm or more and 600 nm or less.
  • the joining system (1) of the seventh aspect according to the embodiment is such that the first laser beam (L1) is applied to the first joining surface (D1a).
  • a drive device (5, 6) is preferably further provided.
  • the above-described joining system (1) moves the irradiation range of the first laser beam (L1) on the first joint surface (D1a), and changes the irradiation range of the second laser beam (L2) on the second joint surface (D2a). can be moved.
  • the drive devices (5, 6) are configured to clean the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a) after the cleaning process. ) are in contact with each other, it is preferable to change the relative positions of the first holding portion (21) and the second holding portion (22).
  • the bonding system (1) described above is capable of both cleaning and bonding by being equipped with drives (5, 6).
  • the joining system (1) of the ninth aspect according to the embodiment is, in any one of the first to eighth aspects, a gas ( It is preferable to further include a gas supply device (4) for blowing G1, G2).
  • the gas supply device (4) supplies gas (G1 ).
  • the gas supply device (4) supplies gas (G2 ).
  • the bonding system (1) described above can further improve the cleanliness of the first bonding surface (D1a) and the second bonding surface (D2a).
  • the gases (G1, G2) contain noble gases or nitrogen molecules.
  • the above-described joining system (1) can suppress oxidation of the first joining surface (D1a) and the second joining surface (D2a).
  • the first joint (D1) is a base material on which the semiconductor element (92) can be mounted.
  • the second junction (D2) is preferably a semiconductor element (92).
  • the bonding system (1) described above can manufacture a semiconductor device (9).
  • the joining method of the twelfth aspect includes a first holding step (S1), a second holding step (S2), a cleaning step (S3), and a joining step (S4).
  • the first holding step (S1) holds the first bonded article (D1).
  • the second holding step (S2) holds the second bonded article (D2).
  • the cleaning step (S3) the first bonding surface (D1a) of the first bonded object (D1) held in the first holding step (S1) is irradiated with the first laser beam (L1), and the second holding step (S1) is performed.
  • the second bonding surface (D2a) of the second bonded object (D2) held in (S2) is irradiated with the second laser beam (L2).
  • the joining step (S4) joins the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a).
  • the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a) are cleaned as compared with the configuration in which only one of the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a) is cleaned. It is possible to improve the reliability of bonding with.
  • a method for manufacturing a semiconductor device (9) according to a thirteenth aspect of the embodiment includes a first holding step (S1), a second holding step (S2), a cleaning step (S3), and a bonding step (S4). ,including.
  • a first holding step (S1) holds a first bonded object (D1) including a substrate (91) on which a semiconductor element (92) can be mounted.
  • a second holding step (S2) holds the semiconductor element (92) as a second bonded object (D2).
  • the cleaning step (S3) the first bonding surface (D1a) of the first bonded object (D1) held in the first holding step (S1) is irradiated with the first laser beam (L1), and the second holding step (S1) is performed.
  • the second bonding surface (D2a) of the second bonded object (D2) held in (S2) is irradiated with the second laser beam (L2).
  • the joining step (S4) joins the first joint surface (D1a) and the second joint surface (D2a).
  • the first bonding surface (D1a) and the second bonding surface (D2a) are The reliability of bonding with the second bonding surface (D2a) can be improved.
  • the thirteenth aspect it is preferable to repeat the manufacturing steps including the cleaning step (S3) and the bonding step (S4) a plurality of times.
  • the manufacturing method of the semiconductor device (9) described above can mount a plurality of semiconductor elements (92) on the base material (91).
  • a method for manufacturing a semiconductor device (9) of a fifteenth aspect according to the embodiment is characterized in that, in the fourteenth aspect, each of the plurality of manufacturing steps comprises stacking and mounting a semiconductor element (92) on a substrate (91). is preferred.
  • the method for manufacturing the semiconductor device (9) described above can manufacture a semiconductor device (9) having a laminated structure.

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Abstract

本開示の課題は、接合の信頼性を向上させることができる接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法を提供することである。接合システム（１）は、第１保持部（２１）と、第２保持部（２２）と、クリーニング装置（３）と、を備える。第１保持部（２１）は、第１接合物（Ｄ１）を保持する。第２保持部（２２）は、第２接合物（Ｄ２）を保持する。クリーニング装置（３）は、第１保持部（２１）に保持されている第１接合物（Ｄ１）の第１接合面（Ｄ１ａ）に第１レーザ光（Ｌ１）を照射し、第２保持部（２２）に保持されている第２接合物（Ｄ２）の第２接合面（Ｄ２ａ）に第２レーザ光（Ｌ２）を照射するクリーニング処理を行う。

Description

接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法
　本開示は、接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
　特許文献１は、金属接合部を備えた第１接合物を、第２接合物と接合する実装方法を開示している。
　具体的に、特許文献１の実装方法は、洗浄工程と、加熱接合工程と、を有する。洗浄工程は、少なくとも第１接合物の金属接合部の表面にエネルギー波又はエネルギー粒子を照射することにより、第１接合物の金属接合部を洗浄する。加熱接合工程は、洗浄された第１接合物の金属接合部を、特殊ガスの雰囲気中で加熱によって第２接合物の接合部に接合する。特殊ガスは、不活性ガス、又は少なくとも金属接合部と反応しないガスである。
　特許文献１のように、第１接合物の第１接合面と第２接合物の第２接合面とを接合する接合システムがある。このような接合システムに対して、接合の信頼性の向上が求められている。
特開２００２－６４２６８号公報
　本開示の目的は、接合の信頼性を向上させることができる接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
　本開示の一態様に係る接合システムは、第１接合物の第１接合面と第２接合物の第２接合面とを接合する。前記接合システムは、第１保持部と、第２保持部と、クリーニング装置と、を備える。前記第１保持部は、前記第１接合物を保持する。前記第２保持部は、前記第２接合物を保持する。前記クリーニング装置は、前記第１保持部に保持されている前記第１接合物の前記第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持部に保持されている前記第２接合物の前記第２接合面に第２レーザ光を照射するクリーニング処理を行う。
　本開示の一態様に係る接合方法は、第１保持工程と、第２保持工程と、クリーニング工程と、接合工程と、を含む。前記第１保持工程は、第１接合物を保持する。前記第２保持工程は、第２接合物を保持する。前記クリーニング工程は、前記第１保持工程で保持されている前記第１接合物の第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持工程で保持されている前記第２接合物の第２接合面に第２レーザ光を照射する。前記接合工程は、前記第１接合面と前記第２接合面とを接合する。
　本開示の一態様に係る半導体装置の製造方法は、第１保持工程と、第２保持工程と、クリーニング工程と、接合工程と、を含む。前記第１保持工程は、半導体素子を実装可能な基材を含む第１接合物を保持する。前記第２保持工程は、前記半導体素子を第２接合物として保持する。前記クリーニング工程は、前記第１保持工程で保持されている前記第１接合物の第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持工程で保持されている前記第２接合物の第２接合面に第２レーザ光を照射する。前記接合工程は、前記第１接合面と前記第２接合面とを接合する。
図１は、実施形態の接合システムを示す構成図である。 図２は、同上の接合システムの接合工程を示す構成図である。 図３は、同上の接合システムのクリーニング工程を示す構成図である。 図４は、同上の接合システムの接合工程を示す構成図である。 図５は、同上の接合システムの動作を示すフローチャートである。 図６は、同上の接合システムが製造する半導体装置を示す側面図である。 図７は、銅におけるレーザ光の吸収特性を示すグラフである。
　以下の実施形態は、一般に、接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法に関する。より詳細には、第１接合物の第１接合面と第２接合物の第２接合面とを接合する接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
　以下、実施形態に係る接合システム、接合方法、及び半導体装置の製造方法について、図１－図７を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　（１）接合システムの概要
　以下、本実施形態に係る接合システム１の概要について説明する。
　図１－図４に示す接合システム１は、第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａと第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａとを接合する接合装置である。接合システム１は、例えば、工場、研究所、事務所及び教育施設などの施設において、電子機器、電気機器、車両、船舶、及び航空機などに用いられる部品の製造のための作業に用いられる。
　本実施形態では、接合システム１が、工場での半導体装置の製造に用いられる場合について説明する。例えば、第１接合物Ｄ１は半導体素子を実装可能な基材を含み、第２接合物は半導体素子である。
　そして、接合システム１は、第１保持部２１と、第２保持部２２と、クリーニング装置３と、を備える。第１保持部２１は、第１接合物Ｄ１を保持する。第２保持部２２は、第２接合物Ｄ２を保持する。クリーニング装置３は、第１保持部２１に保持されている第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａに第１レーザ光Ｌ１を照射し、第２保持部２２に保持されている第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａに第２レーザ光Ｌ２を照射するクリーニング処理を行う。
　上述の構成を備える接合システム１は、第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａと、第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａとの両方をレーザ光によってクリーニングすることができる。したがって、接合システム１は、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとのいずれか一方のみをクリーニングする構成に比べて、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとの接合の信頼性を向上させることができる。
　（２）接合方法の概要
　接合システム１が実行する接合方法を図５のフローチャートに示す。
　接合方法は、第１保持工程Ｓ１、第２保持工程Ｓ２、クリーニング工程Ｓ３、及び接合工程Ｓ４を含む。また、第１保持工程Ｓ１、第２保持工程Ｓ２、クリーニング工程Ｓ３、及び接合工程Ｓ４を含む工程を製造工程Ｓ１０とする。
　第１保持工程Ｓ１は、第１接合物Ｄ１を保持する。第２保持工程Ｓ２は、第２接合物Ｄ２を保持する。クリーニング工程Ｓ３は、第１保持工程Ｓ１で保持されている第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａに第１レーザ光Ｌ１を照射し、第２保持工程Ｓ２で保持されている第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａに第２レーザ光Ｌ２を照射する。接合工程Ｓ４は、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとを接合する。
　上述の各工程を含む接合方法は、第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａと、第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａとの両方をレーザ光によってクリーニングすることができる。したがって、この接合方法は、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとのいずれか一方のみをクリーニングする方法に比べて、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとの接合の信頼性を向上させることができる。
　（３）詳細
　図１－図４に示す接合システム１は、第１保持部２１と、第２保持部２２と、クリーニング装置３と、ガス供給装置４と、ステージ駆動装置５と、コレット駆動装置６と、を備えて、第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａと第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａとを接合する。
　なお、ステージ駆動装置５、及びコレット駆動装置６が、本開示の駆動装置に相当する。ステージ駆動装置５は、第１レーザ光Ｌ１が第１接合面Ｄ１ａに照射されているとき、第１保持部２１を移動させ、コレット駆動装置６は、第２レーザ光Ｌ２が第２接合面Ｄ２ａに照射されているとき、第２保持部２２を移動させる。さらに、駆動装置は、クリーニング装置３によるクリーニング処理が行われた後、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとが互いに接触するように、第１保持部２１と第２保持部２２との相対位置を変化させる。
　第１接合物Ｄ１及び第２接合物Ｄ２のそれぞれは半導体チップである。そして、第１接合面Ｄ１ａ及び第２接合面Ｄ２ａの少なくとも一方は、銅又は金を含むことが好ましく、絶縁層としては、酸化銅及び酸化アルミナなどが用いられる。本実施形態では、第１接合面Ｄ１ａ及び第２接合面Ｄ２ａの両方に銅又は金を含む導体が電極として形成されている。
　（３．１）第１保持部、及びステージ駆動装置
　第１保持部２１は、第１接合物Ｄ１を保持するステージ２１１を備える。第１接合物Ｄ１は、互いに対向する第１接合面Ｄ１ａ及び載置面Ｄ１ｂを備える板状である。第１接合物Ｄ１は、ステージ２１１の上面２１１ａに載置面Ｄ１ｂが対向するように上面２１１ａに載置され、上面２１１ａに設けられている図示しない位置決め機構によって位置決めされる。上面２１１ａに載置されている第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａは、上方に向いている。すなわち、上下方向に沿うＺ軸は、第１接合面Ｄ１ａの法線となり得る。
　ステージ駆動装置５は、図示しないモータ又はシリンダーなどの駆動力によって、ステージ２１１を移動させることができる。具体的に、ステージ駆動装置５は、クリーニング工程Ｓ３のために、後述の全反射ミラー３２１の下方にステージ２１１を移動させる。そして、クリーニング工程Ｓ３において、ステージ駆動装置５は、ステージ２１１を例えば水平面内で移動させることで、第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａにおける第１レーザ光Ｌ１の照射範囲を徐々に移動させる（図１、図３参照）。ステージ駆動装置５は、クリーニング工程Ｓ３が完了すると、次の接合工程Ｓ４のためにステージ２１１を更に前方にまで移動させる（図２、図４参照）。なお、ステージ駆動装置５は、例えばロボットアーム、又はコンベヤ装置などを含む。
　（３．２）第２保持部、及びコレット駆動装置
　第２保持部２２は、第２接合物Ｄ２を保持するコレット２２１を備える。第２接合物Ｄ２は、互いに対向する第２接合面Ｄ２ａ及び保持面Ｄ２ｂを備える板状である。コレット２２１は、第２接合物Ｄ２の保持面Ｄ２ｂを保持することで、第２接合物Ｄ２を保持する。コレット２２１の保持部は下方を向いており、コレット２２１に保持されている第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａは下方を向いている。すなわち、上下方向に沿うＺ軸は、第２接合面Ｄ２ａの法線となり得る。
　なお、コレット２２１の保持方式は、特定の方式に限定されない。例えば、コレット２２１の保持方式は、空気を吸引する際の空気圧を利用して第２接合物Ｄ２を吸着する真空吸着方式、及びコアンダ効果と言われる空気の流れにより発生する負圧を活用して第２接合物Ｄ２を保持する非接触方式などのいずれでもよい。
　コレット駆動装置６は、図示しないモータ又はシリンダーなどの駆動力によって、コレット２２１を移動させることができる。コレット駆動装置６は、コレット２２１が第２接合物Ｄ２を保持すると、クリーニング工程Ｓ３のために、後述のハーフミラー３２２の上方にコレット２２１を移動させる（図１、図３参照）。そして、クリーニング工程Ｓ３において、コレット駆動装置６は、コレット２２１を例えば水平面内で移動させることで、第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａにおける第２レーザ光Ｌ２の照射範囲を徐々に移動させる（図１、図３参照）。コレット駆動装置６は、クリーニング工程Ｓ３が完了すると、次の接合工程Ｓ４のためにコレット２２１を更に前方にまで移動させる（図２、図４参照）。なお、コレット駆動装置６は、例えばロボットアーム、又はコンベヤ装置などを含む。
　（３．３）クリーニング装置
　クリーニング装置３は、レーザ発生部３１、及び分岐部３２を備える。
　レーザ発生部３１は、第３レーザ光Ｌ３を生成し、第３レーザ光Ｌ３をＸ軸に沿って前方へ出射する。レーザ発生部３１が生成する第３レーザ光Ｌ３は、熱加工レーザ、及び非熱加工レーザのいずれでもよい。熱加工レーザは、例えばＣＷ（Continuous Wave）方式又はＱＣＷ（Quasi Continuous Wave）方式のレーザである。非熱加工レーザは、例えばパルス幅がピコ秒オーダ又はフェムト秒オーダのパルスレーザである。なお、第３レーザ光Ｌ３の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。
　分岐部３２は、全反射ミラー３２１、及びハーフミラー３２２を備える。全反射ミラー３２１とハーフミラー３２２とは、レーザ発生部３１の前方に、Ｘ軸に沿って前後方向に並んで配置されており、全反射ミラー３２１は、ハーフミラー３２２の前方に位置する。すなわち、レーザ発生部３１、ハーフミラー３２２、全反射ミラー３２１は、Ｘ軸に沿って前後方向に並んで配置されており、後方から前方に向かってレーザ発生部３１、ハーフミラー３２２、全反射ミラー３２１の順に位置する。
　レーザ発生部３１が前方に出射した第３レーザ光Ｌ３は、ハーフミラー３２２に入射する。ハーフミラー３２２は、第３レーザ光Ｌ３の一部を前方へ透過させる。ハーフミラー３２２を透過した第３レーザ光Ｌ３が、第１レーザ光Ｌ１となる。また、ハーフミラー３２２は、第３レーザ光Ｌ３の一部を下方へ反射する。ハーフミラー３２２で反射した第３レーザ光Ｌ３が第２レーザ光Ｌ２となる。すなわち、分岐部３２は、第３レーザ光Ｌ３を、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２とに分岐させる。
　したがって、接合システム１は、１つのレーザ発生部３１を用いて、異なる方向に進む２つの第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を生成できるので、２つのレーザ発生部を備える構成に比べて、構成の簡略化を図ることができる。また、ハーフミラー３２２を用いることで、簡易な構成で第３レーザ光Ｌ３を分岐させることができる。
　（３．４）ガス供給装置
　ガス供給装置４は、２つのノズル４１、４２を備える。ノズル４１は、クリーニング工程Ｓ３におけるステージ２１１の近傍に配置されている（図１、図３参照）。ノズル４２は、クリーニング工程Ｓ３におけるコレット２２１の近傍に配置されている（図１、図３参照）。
　ノズル４１は、クリーニング工程Ｓ３において、ステージ２１１上の第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａに向けてガスＧ１（アシストガス）を吹き付ける。ノズル４２は、クリーニング工程Ｓ３において、コレット２２１に保持されている第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａに向けてガスＧ２（アシストガス）を吹き付ける。ガスＧ１、Ｇ２は、希ガス、又は窒素分子を含むガスであることが好ましい。また、ガスＧ１、Ｇ２は、窒素分子及び水素分子を含むガスであってもよい。
　（３．５）動作
　接合システム１は、図６に示す半導体装置９を製造するものとする。半導体装置９は、基材９１、及び半導体素子９２を備える。この場合、第１接合物Ｄ１は、半導体素子９２を実装可能な基材９１を含み、第２接合物Ｄ２は、半導体素子９２である。すなわち、基材９１単体、又は１つ以上の半導体素子９２が実装されている基材９１が、第１接合物Ｄ１となり得る。
　本実施形態の基材９１は、互いに対向する上面及び下面を有する板状のパッケージサブストレイト（Package Substrate）である。基材９１の上面の側には、少なくとも１つ（図１では４個）の半導体素子９２が実装される。なお、図６の４個の半導体素子９２を区別するときには、４個の半導体素子９２のそれぞれを半導体素子９２１、９２２、９２３、９２４と称す。
　半導体素子９２は、互いに対向する上面及び下面を有する板状のシリコンチップ、シリコンダイ、ベアチップ、又は半導体材料等のウエハー（Wafer）などである。具体的に、半導体素子９２は、インターポーザ（Interposer）、ロジックダイ（Logic Die）、及びＤＲＡＭダイ（Dynamic Random Access Memory Die）などであり得る。
　以下、図５のフローチャートに沿って、接合システム１が実行する半導体装置９の製造方法の詳細を説明する。
　まず、接合システム１は第１保持工程Ｓ１を実行する。この第１保持工程Ｓ１では、図１に示すように、基材９１が図示しない搬送装置によって接合システム１に搬入され、ステージ２１１の上面２１１ａに載置される。この場合、基材９１が第１接合物Ｄ１となり、基材９１の上面が第１接合面Ｄ１ａとなる。そして、ステージ駆動装置５は、ステージ２１１を全反射ミラー３２１の下方に移動させる。
　次に、接合システム１は第２保持工程Ｓ２を実行する。この第２保持工程Ｓ２では、図１に示すように、コレット２２１が半導体素子９２として半導体素子９２１を保持する。この場合、半導体素子９２１が第２接合物Ｄ２となり、半導体素子９２１の下面が第２接合面Ｄ２ａとなり、半導体素子９２１の上面が保持面Ｄ２ｂとなる。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１をハーフミラー３２２の上方に移動させる。なお、接合システム１は、第１保持工程Ｓ１と同時に第２保持工程Ｓ２を実行してもよいし、又は第１保持工程Ｓ１の前に第２保持工程Ｓ２を実行してもよい。
　次に、接合システム１はクリーニング工程Ｓ３を実行する。このクリーニング工程Ｓ３では、図１に示すように、レーザ発生部３１が第３レーザ光Ｌ３を前方に出射する。第３レーザ光Ｌ３はハーフミラー３２２に入射し、ハーフミラー３２２は、第３レーザ光Ｌ３を第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２とに分岐させる。
　第２レーザ光Ｌ２は、上方に向かって進み、半導体素子９２１の第２接合面Ｄ２ａに照射される。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１を水平面内で移動させることで、第２レーザ光Ｌ２を第２接合面Ｄ２ａの所定範囲に照射させる。第２接合面Ｄ２ａの汚れ及び酸化物などは第２レーザ光Ｌ２によってはく離、除去される。この結果、第２接合面Ｄ２ａは清浄化され、第２接合面Ｄ２ａには清浄面が露出する。
　第１レーザ光Ｌ１は、前方に向かって進み、全反射ミラー３２１に入射する。全反射ミラー３２１は、前方から入射した第１レーザ光Ｌ１を全反射し、全反射した第１レーザ光Ｌ１を下方に向けて出射する。第１レーザ光Ｌ１は、下方に向かって進み、基材９１の第１接合面Ｄ１ａに照射される。そして、ステージ駆動装置５は、ステージ２１１を水平面内で移動させることで、第１レーザ光Ｌ１を第１接合面Ｄ１ａの所定範囲に照射させる。第１接合面Ｄ１ａの汚れ及び酸化物などは第１レーザ光Ｌ１によってはく離、除去される。この結果、第１接合面Ｄ１ａは清浄化され、第１接合面Ｄ１ａには清浄面が露出する。
　このように、第３レーザ光Ｌ３は、分岐部３２によって第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２とに分岐され、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を、第１接合物Ｄ１（基材９１）及び第２接合物Ｄ２（半導体素子９２１）にそれぞれ同時に照射することができる。したがって、クリーニング工程Ｓ３（クリーニング処理）に要する時間が短縮される。
　また、クリーニング工程Ｓ３では、ガス供給装置４は、ノズル４１から第１接合面Ｄ１ａにガスＧ１を吹き付ける。第１接合面Ｄ１ａに吹き付けられたガスＧ１は、第１レーザ光Ｌ１によって第１接合面Ｄ１ａからはく離した汚れや酸化物を吹き飛ばす。また、ガス供給装置４は、ノズル４２から第２接合面Ｄ２ａにガスＧ２を吹き付ける。第２接合面Ｄ２ａに吹き付けられたガスＧ２は、第２レーザ光Ｌ２によって第２接合面Ｄ２ａからはく離した汚れや酸化物を吹き飛ばす。ノズル４１によるガスＧ１の吹き付け処理は、第１レーザ光Ｌ１の照射時に行われる。ノズル４２によるガスＧ２の吹き付け処理は、第２レーザ光Ｌ２の照射時に行われる。このようにガス供給装置４がガスＧ１、Ｇ２を第１接合面Ｄ１ａ及び第２接合面Ｄ２ａに吹き付けることで、第１接合面Ｄ１ａ及び第２接合面Ｄ２ａの各洗浄度が更に向上する。
　なお、ガスによる第１接合面Ｄ１ａ及び第２接合面Ｄ２ａの酸化を抑制するために、ガスＧ１、Ｇ２は、希ガス、又は窒素分子を含むことが好ましい。
　次に、接合システム１は接合工程Ｓ４を実行する。この接合工程Ｓ４では、図２に示すように、ステージ駆動装置５はステージ２１１を前方に移動させ、コレット駆動装置６はコレット２２１を前方に移動させ、基材９１の上方に半導体素子９２１を位置させる。このとき、基材９１の第１接合面Ｄ１ａと半導体素子９２１の第２接合面Ｄ２ａとは、上下方向に対向している。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１を下方に移動させ（図２中の矢印Ｚ１）、半導体素子９２１の第２接合面Ｄ２ａを基材９１の第１接合面Ｄ１ａに押し付けて加圧することで、第１接合面Ｄ１ａに第２接合面Ｄ２ａを直接接合させる。第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとの接合は、常温接合及び加熱接合のいずれでもよく、また、大気中での接合及び特殊雰囲気中での接合のいずれでもよい。
　上述のようにクリーニング工程Ｓ３では、基材９１の第１接合面Ｄ１ａと半導体素子９２１の第２接合面Ｄ２ａとは、上下方向に対向している。したがって、接合工程Ｓ４では、第１接合物Ｄ１及び第２接合物Ｄ２の少なくとも一方の向きを変えることなく、第１接合物Ｄ１と第２接合物Ｄ２との接合を行うことができる。したがって、第１接合物Ｄ１と第２接合物Ｄ２との接合に要する時間を短縮できる。
　そして、接合システム１は第１保持工程Ｓ１を再び実行する。この第１保持工程Ｓ１では、図３に示すように、ステージ駆動装置５は、ステージ２１１を後方に移動させることで、ステージ２１１を全反射ミラー３２１の下方に配置する。この場合、第１接合物Ｄ１は、基材９１に半導体素子９２１が実装されている製造途中の半導体装置であり、半導体素子９２１の上面が第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａとなり、基材９１の下面が第１接合物Ｄ１の載置面Ｄ１ｂとなる。
　次に、接合システム１は第２保持工程Ｓ２を実行する。この第２保持工程Ｓ２では、図３に示すように、コレット２２１が半導体素子９２として半導体素子９２２を保持する。この場合、半導体素子９２２が第２接合物Ｄ２となり、半導体素子９２２の下面が第２接合面Ｄ２ａとなり、半導体素子９２２の上面が保持面Ｄ２ｂとなる。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１をハーフミラー３２２の上方に移動させる。
　次に、接合システム１はクリーニング工程Ｓ３を実行する。このクリーニング工程Ｓ３では、図３に示すように、レーザ発生部３１が第３レーザ光Ｌ３を前方に出射する。第３レーザ光Ｌ３はハーフミラー３２２に入射し、ハーフミラー３２２は、第３レーザ光Ｌ３を第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２とに分岐させる。
　第２レーザ光Ｌ２は、上方に向かって進み、半導体素子９２２の第２接合面Ｄ２ａに照射される。この結果、第２接合面Ｄ２ａは清浄化され、第２接合面Ｄ２ａには清浄面が露出する。
　第１レーザ光Ｌ１は、前方に向かって進み、全反射ミラー３２１に入射する。全反射ミラー３２１は、前方から入射した第１レーザ光Ｌ１を全反射し、全反射した第１レーザ光Ｌ１を下方に向けて出射する。第１レーザ光Ｌ１は、下方に向かって進み、基材９１の第１接合面Ｄ１ａに照射される。この結果、第１接合面Ｄ１ａは清浄化され、第１接合面Ｄ１ａには清浄面が露出する。
　ガス供給装置４は、ノズル４１から第１接合面Ｄ１ａにガスＧ１を吹き付ける。また、ガス供給装置４は、ノズル４２から第２接合面Ｄ２ａにガスＧ２を吹き付ける。
　次に、接合システム１は接合工程Ｓ４を実行する。この接合工程Ｓ４では、図４に示すように、ステージ駆動装置５はステージ２１１を前方に移動させ、コレット駆動装置６はコレット２２１を前方に移動させ、半導体素子９２１の上方に半導体素子９２２を位置させる。このとき、半導体素子９２１の第１接合面Ｄ１ａと半導体素子９２２の第２接合面Ｄ２ａとは、上下方向に対向している。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１を下方に移動させ（図４中の矢印Ｚ１）、半導体素子９２２の第２接合面Ｄ２ａを半導体素子９２１の第１接合面Ｄ１ａに押し付けて加圧することで、第１接合面Ｄ１ａに第２接合面Ｄ２ａを接合させる。
　そして、接合システム１は第１保持工程Ｓ１を再び実行する。この第１保持工程Ｓ１では、第１接合物Ｄ１は、基材９１に半導体素子９２１、９２２が実装されている製造途中の半導体装置であり、半導体素子９２２の上面が第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａとなり、基材９１の下面が第１接合物Ｄ１の載置面Ｄ１ｂとなる。
　次に、接合システム１は第２保持工程Ｓ２を実行する。この第２保持工程Ｓ２では、コレット２２１が半導体素子９２として半導体素子９２３（図６参照）を保持する。この場合、半導体素子９２３が第２接合物Ｄ２となり、半導体素子９２３の下面が第２接合面Ｄ２ａとなり、半導体素子９２３の上面が保持面Ｄ２ｂとなる。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１をハーフミラー３２２の上方に移動させる。
　以降、接合システム１は、半導体素子９２３の下面を第２接合面Ｄ２ａとし、第１接合物Ｄ１の上面を第１接合面Ｄ１ａとして、上述のクリーニング工程Ｓ３、及び接合工程Ｓ４を実行する。
　そして、接合システム１は第１保持工程Ｓ１を再び実行する。この第１保持工程Ｓ１では、第１接合物Ｄ１は、基材９１に半導体素子９２１～９２３が実装されている製造途中の半導体装置であり、半導体素子９２３の上面が第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａとなり、基材９１の下面が第１接合物Ｄ１の載置面Ｄ１ｂとなる。
　次に、接合システム１は第２保持工程Ｓ２を実行する。この第２保持工程Ｓ２では、コレット２２１が半導体素子９２として半導体素子９２４（図６参照）を保持する。この場合、半導体素子９２４が第２接合物Ｄ２となり、半導体素子９２４の下面が第２接合面Ｄ２ａとなり、半導体素子９２４の上面が保持面Ｄ２ｂとなる。そして、コレット駆動装置６は、コレット２２１をハーフミラー３２２の上方に移動させる。
　以降、接合システム１は、半導体素子９２４の下面を第２接合面Ｄ２ａとし、第１接合物Ｄ１の上面を第１接合面Ｄ１ａとして、上述のクリーニング工程Ｓ３、及び接合工程Ｓ４を実行する。
　このように、クリーニング工程Ｓ３及び接合工程Ｓ４を含む製造工程Ｓ１０を複数回繰り返し行うことで、基材９１の上面に複数の半導体素子９２（９２１～９２４）が積層実装された半導体装置９（図６参照）が製造される。すなわち、複数回の製造工程Ｓ１０のそれぞれは、基材（９１）に半導体素子（９２）を積層実装する。
　この半導体装置９では、半導体素子９２としてＴＳＶ（Through Silicon Via）を有する多ビットメモリベアチップなどを積層するＨＢＭ（High Bandwidth Memory）を有していてもよい。多ビットメモリベアチップの各銅電極パッド間をバンプ、ＵＢＭ（Under Barrier Metal）無しで積層する技術では、パッド部分の汚れ、酸化物などを除去することが必須である。そこで、本実施形態の接合システム１を用いて、パッド部分の汚れ、酸化物などを除去することで、多ビットメモリベアチップをバンプ、ＵＢＭ（Under Barrier Metal）無しでより確実に積層することが可能となる。
　（３．６）レーザの波長
　第１接合物Ｄ１の第１接合面Ｄ１ａ、及び第２接合物Ｄ２の第２接合面Ｄ２ａに、銅又は金を含む導体が例えば電極として形成されている場合、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の各波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。この結果、レーザ光によって銅又は金を含む導体の表面を溶融させてクリーニングし、導体同士を直接接触（はんだバンプなし）させて接合させる場合に、接合の信頼性をより向上させることができる。
　図７は、レーザの波長と、銅におけるレーザの吸収率との関係を示すグラフである。このグラフから、銅は、波長が３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下となるレーザを、他の波長のレーザに比べてより多く吸収することがわかる。したがって、波長が３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下となるレーザを銅の表面に照射することで、銅の表面の汚れ及び酸化物などを効率よくはく離、除去することができる。すなわち、レーザの出力を抑制しながら、銅の表面の汚れ及び酸化物などをはく離、除去することができる。本実施形態では、第３レーザ光Ｌ３の波長を３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下とすることで、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の各波長も３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下となる。
　なお、金も同様に、波長が３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下となるレーザを、他の波長のレーザに比べてより多く吸収する。
　また、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の各波長は、６００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下であってもよい。この場合でも、導体表面の不純物を除去することは可能である。
　（４）変形例
　基材９１は、パッケージサブストレイト以外に、インターポーザ、有機基板、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）、又は半導体材料等のウエハーなどであってもよい。また、半導体装置９は、いわゆるチップオンウエハー（Chip on Wafer）構造、又はウエハーオンウエハー（Wafer on Wafer）構造であってもよい。
　半導体素子９２は、インターポーザ、ロジックダイ、及びＤＲＡＭダイ以外に、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などの他の素子であってもよい。
　また、第１接合面Ｄ１ａと第２接合面Ｄ２ａとの接合は、直接接合以外に、はんだ又は樹脂などを介した他の接合であってもよい。
　また、半導体装置９の製造工程では、インターポーザ上に半導体素子を実装する装置と、インターポーザを有機基板上に実装する装置とを別々にしてもよい。
　また、基材９１の上面に半導体素子９２を実装する際、半導体素子９２を積層実装してもよいし、半導体素子９２を基材９１の上面の面方向に並べて実装してもよい。
　また、第１接合物Ｄ１と第２接合物Ｄ２との相対的な位置は、Ｚ軸に沿った上下方向に対向する構成に限定されない。すなわち、第１接合物Ｄ１と第２接合物Ｄ２との相対的な位置は、水平方向に対向する構成などの他の構成であってもよい。
　また、上述の実施形態、及び各変形例で説明した構成は、適宜組み合わせて適用可能である。
　（５）まとめ
　実施形態に係る第１の態様の接合システム（１）は、第１接合物（Ｄ１）の第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合物（Ｄ２）の第２接合面（Ｄ２ａ）とを接合する。接合システム（１）は、第１保持部（２１）と、第２保持部（２２）と、クリーニング装置（３）と、を備える。第１保持部（２１）は、第１接合物（Ｄ１）を保持する。第２保持部（２２）は、第２接合物（Ｄ２）を保持する。クリーニング装置（３）は、第１保持部（２１）に保持されている第１接合物（Ｄ１）の第１接合面（Ｄ１ａ）に第１レーザ光（Ｌ１）を照射し、第２保持部（２２）に保持されている第２接合物（Ｄ２）の第２接合面（Ｄ２ａ）に第２レーザ光（Ｌ２）を照射するクリーニング処理を行う。
　上述の接合システム（１）は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とのいずれか一方のみをクリーニングする構成に比べて、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）との接合の信頼性を向上させることができる。
　実施形態に係る第２の態様の接合システム（１）では、第１の態様において、第１保持部（２１）及び第２保持部（２２）は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とが対向するように、第１接合物（Ｄ１）及び第２接合物（Ｄ２）をそれぞれ保持することが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、クリーニング処理の後に、第１接合物（Ｄ１）及び第２接合物（Ｄ２）の少なくとも一方の向きを変えることなく、第１接合物（Ｄ１）と第２接合物（Ｄ２）との接合を行うことができる。したがって、第１接合物（Ｄ１）と第２接合物（Ｄ２）との接合に要する時間を短縮できる。
　実施形態に係る第３の態様の接合システム（１）では、第１又は第２の態様において、クリーニング装置（３）は、第１レーザ光（Ｌ１）及び第２レーザ光（Ｌ２）を、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）に同時にそれぞれ照射することが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、クリーニング処理に要する時間が短縮される。
　実施形態に係る第４の態様の接合システム（１）では、第１乃至第３の態様のいずれか１つにおいて、クリーニング装置（３）は、レーザ発生部（３１）と、分岐部（３２）と、を備えることが好ましい。レーザ発生部（３１）は、第３レーザ光（Ｌ３）を生成する。分岐部（３２）は、第３レーザ光（Ｌ３）を、第１レーザ光（Ｌ１）と第２レーザ光（Ｌ２）とに分岐させる。
　上述の接合システム（１）は、２つのレーザ発生部を備える構成に比べて構成の簡略化を図りながら、第１レーザ光（Ｌ１）及び第２レーザ光（Ｌ２）を生成できる。
　実施形態に係る第５の態様の接合システム（１）では、第４の態様において、分岐部（３２）は、第３レーザ光（Ｌ３）の一部を第１レーザ光（Ｌ１）として反射し、第３レーザ光（Ｌ３）の一部を第２レーザ光（Ｌ２）として透過させるハーフミラー（３２２）を備えることが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、簡易な構成で第３レーザ光（Ｌ３）を分岐させることができる。
　実施形態に係る第６の態様の接合システム（１）では、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）の少なくとも一方は、銅又は金を含む。第１レーザ光（Ｌ１）及び第２レーザ光（Ｌ２）の少なくとも一方の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）の少なくとも一方に銅又は金を含む導体が形成されている場合に、レーザの出力を抑制しながら、銅の表面の汚れ及び酸化物などをはく離、除去することができる。
　実施形態に係る第７の態様の接合システム（１）は、第１乃至第６の態様のいずれか１つにおいて、第１レーザ光（Ｌ１）が第１接合面（Ｄ１ａ）に照射されているとき、第１保持部（２１）を移動させ、第２レーザ光（Ｌ２）が第２接合面（Ｄ２ａ）に照射されているとき、第２保持部（２２）を移動させる駆動装置（５、６）を更に備えることが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、第１接合面（Ｄ１ａ）における第１レーザ光（Ｌ１）の照射範囲を移動させ、第２接合面（Ｄ２ａ）における第２レーザ光（Ｌ２）の照射範囲を移動させることができる。
　実施形態に係る第８の態様の接合システム（１）では、第７の態様において、駆動装置（５、６）は、クリーニング処理の後に、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とが互いに接触するように、第１保持部（２１）と第２保持部（２２）との相対位置を変化させることが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、駆動装置（５、６）を備えることによって、クリーニングと接合の両方を行うことができる。
　実施形態に係る第９の態様の接合システム（１）は、第１乃至第８の態様のいずれか１つにおいて、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）に向かってガス（Ｇ１、Ｇ２）を吹き付けるガス供給装置（４）を更に備えることが好ましい。ガス供給装置（４）は、クリーニング装置（３）が第１接合面（Ｄ１ａ）に第１レーザ光（Ｌ１）を照射しているときに、第１接合面（Ｄ１ａ）に向かってガス（Ｇ１）を吹き付ける。ガス供給装置（４）は、クリーニング装置（３）が第２接合面（Ｄ２ａ）に第２レーザ光（Ｌ２）を照射しているときに、第２接合面（Ｄ２ａ）に向かってガス（Ｇ２）を吹き付ける。
　上述の接合システム（１）は、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）の各洗浄度を更に向上させることができる。
　実施形態に係る第１０の態様の接合システム（１）では、第９の態様において、ガス（Ｇ１、Ｇ２）は、希ガス、又は窒素分子を含む。
　上述の接合システム（１）は、第１接合面（Ｄ１ａ）及び第２接合面（Ｄ２ａ）の酸化を抑制することができる。
　実施形態に係る第１１の態様の接合システム（１）では、第１乃至第１０の態様のいずれか１つにおいて、第１接合物（Ｄ１）は、半導体素子（９２）を実装可能な基材（９１）を含み、第２接合物（Ｄ２）は、半導体素子（９２）であることが好ましい。
　上述の接合システム（１）は、半導体装置（９）を製造することができる。
　実施形態に係る第１２の態様の接合方法は、第１保持工程（Ｓ１）と、第２保持工程（Ｓ２）と、クリーニング工程（Ｓ３）と、接合工程（Ｓ４）と、を含む。第１保持工程（Ｓ１）は、第１接合物（Ｄ１）を保持する。第２保持工程（Ｓ２）は、第２接合物（Ｄ２）を保持する。クリーニング工程（Ｓ３）は、第１保持工程（Ｓ１）で保持されている第１接合物（Ｄ１）の第１接合面（Ｄ１ａ）に第１レーザ光（Ｌ１）を照射し、第２保持工程（Ｓ２）で保持されている第２接合物（Ｄ２）の第２接合面（Ｄ２ａ）に第２レーザ光（Ｌ２）を照射する。接合工程（Ｓ４）は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とを接合する。
　上述の接合方法は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とのいずれか一方のみをクリーニングする構成に比べて、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）との接合の信頼性を向上させることができる。
　実施形態に係る第１３の態様の半導体装置（９）の製造方法は、第１保持工程（Ｓ１）と、第２保持工程（Ｓ２）と、クリーニング工程（Ｓ３）と、接合工程（Ｓ４）と、を含む。第１保持工程（Ｓ１）は、半導体素子（９２）を実装可能な基材（９１）を含む第１接合物（Ｄ１）を保持する。第２保持工程（Ｓ２）は、半導体素子（９２）を第２接合物（Ｄ２）として保持する。クリーニング工程（Ｓ３）は、第１保持工程（Ｓ１）で保持されている第１接合物（Ｄ１）の第１接合面（Ｄ１ａ）に第１レーザ光（Ｌ１）を照射し、第２保持工程（Ｓ２）で保持されている第２接合物（Ｄ２）の第２接合面（Ｄ２ａ）に第２レーザ光（Ｌ２）を照射する。接合工程（Ｓ４）は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とを接合する。
　上述の半導体装置（９）の製造方法は、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）とのいずれか一方のみをクリーニングする構成に比べて、第１接合面（Ｄ１ａ）と第２接合面（Ｄ２ａ）との接合の信頼性を向上させることができる。
　実施形態に係る第１４の態様の半導体装置（９）の製造方法は、第１３の態様において、クリーニング工程（Ｓ３）及び接合工程（Ｓ４）を含む製造工程を複数回繰り返し行うことが好ましい。
　上述の半導体装置（９）の製造方法は、基材（９１）に複数の半導体素子（９２）を実装することができる。
　実施形態に係る第１５の態様の半導体装置（９）の製造方法は、第１４の態様において、複数回の製造工程のそれぞれは、基材（９１）に半導体素子（９２）を積層実装することが好ましい。
　上述の半導体装置（９）の製造方法は、積層構造の半導体装置（９）を製造することができる。
　１　接合システム
　２１　第１保持部
　２２　第２保持部
　３　クリーニング装置
　３１　レーザ発生部
　３２　分岐部
　３２２　ハーフミラー
　４　ガス供給装置
　５　ステージ駆動装置（駆動装置）
　６　コレット駆動装置（駆動装置）
　９　半導体装置
　９１　基材
　９２　半導体素子
　Ｄ１　第１接合物
　Ｄ１ａ　第１接合面
　Ｄ２　第２接合物
　Ｄ２ａ　第２接合面
　Ｌ１　第１レーザ光
　Ｌ２　第２レーザ光
　Ｌ３　第３レーザ光
　Ｇ１、Ｇ２　ガス
　Ｓ１　第１保持工程
　Ｓ２　第２保持工程
　Ｓ３　クリーニング工程
　Ｓ４　接合工程

Claims (15)

  1. 　第１接合物の第１接合面と第２接合物の第２接合面とを接合する接合システムであって、
    　前記第１接合物を保持する第１保持部と、
    　前記第２接合物を保持する第２保持部と、
    　前記第１保持部に保持されている前記第１接合物の前記第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持部に保持されている前記第２接合物の前記第２接合面に第２レーザ光を照射するクリーニング処理を行うクリーニング装置と、を備える
    　接合システム。
  2. 　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記第１接合面と前記第２接合面とが対向するように、前記第１接合物及び前記第２接合物をそれぞれ保持する
    　請求項１の接合システム。
  3. 　前記クリーニング装置は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を、前記第１接合面及び前記第２接合面に同時にそれぞれ照射する
    　請求項１又は２の接合システム。
  4. 　前記クリーニング装置は、
    　　第３レーザ光を生成するレーザ発生部と、
    　　前記第３レーザ光を、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とに分岐させる分岐部と、を備える
    　請求項１乃至３のいずれか１つの接合システム。
  5. 　前記分岐部は、前記第３レーザ光の一部を前記第１レーザ光として反射し、前記第３レーザ光の一部を前記第２レーザ光として透過させるハーフミラーを備える
    　請求項４の接合システム。
  6. 　前記第１接合面及び前記第２接合面の少なくとも一方は、銅又は金を含み、
    　前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の少なくとも一方の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である
    　請求項１乃至５のいずれか１つの接合システム。
  7. 　前記第１レーザ光が前記第１接合面に照射されているとき、前記第１保持部を移動させ、前記第２レーザ光が前記第２接合面に照射されているとき、前記第２保持部を移動させる駆動装置を更に備える
    　請求項１乃至６のいずれか１つの接合システム。
  8. 　前記駆動装置は、前記クリーニング処理の後に、前記第１接合面と前記第２接合面とが互いに接触するように、前記第１保持部と前記第２保持部との相対位置を変化させる
    　請求項７の接合システム。
  9. 　前記第１接合面及び前記第２接合面に向かってガスを吹き付けるガス供給装置を更に備え、
    　前記ガス供給装置は、前記クリーニング装置が前記第１接合面に前記第１レーザ光を照射しているときに、前記第１接合面に向かって前記ガスを吹き付け、前記クリーニング装置が前記第２接合面に前記第２レーザ光を照射しているときに、前記第２接合面に向かって前記ガスを吹き付ける
    　請求項１乃至８のいずれか１つの接合システム。
  10. 　前記ガスは、希ガス、又は窒素分子を含む
    　請求項９の接合システム。
  11. 　前記第１接合物は、半導体素子を実装可能な基材を含み、
    　前記第２接合物は、前記半導体素子である
    　請求項１乃至１０のいずれか１つの接合システム。
  12. 　第１接合物を保持する第１保持工程と、
    　第２接合物を保持する第２保持工程と、
    　前記第１保持工程で保持されている前記第１接合物の第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持工程で保持されている前記第２接合物の第２接合面に第２レーザ光を照射するクリーニング工程と、
    　前記第１接合面と前記第２接合面とを接合する接合工程と、を含む
    　接合方法。
  13. 　半導体素子を実装可能な基材を含む第１接合物を保持する第１保持工程と、
    　前記半導体素子を第２接合物として保持する第２保持工程と、
    　前記第１保持工程で保持されている前記第１接合物の第１接合面に第１レーザ光を照射し、前記第２保持工程で保持されている前記第２接合物の第２接合面に第２レーザ光を照射するクリーニング工程と、
    　前記第１接合面と前記第２接合面とを接合する接合工程と、を含む
    　半導体装置の製造方法。
  14. 　前記クリーニング工程及び前記接合工程を含む製造工程を複数回繰り返し行う
    　請求項１３の半導体装置の製造方法。
  15. 　前記複数回の製造工程のそれぞれは、前記基材に前記半導体素子を積層実装する
    　請求項１４の半導体装置の製造方法。
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