[发明专利]接合装置、接合系统以及接合方法

说明书

本发明提供在将基板彼此接合时适当地保持基板并适当地进行该基板彼此的接合处理的接合装置、接合系统以及接合方法。接合装置(41)包括：上吸盘(140)，其用于对上晶圆(W_U)进行真空吸引而将该上晶圆(W_U)吸附保持于下表面；以及下吸盘(141)，其设于上吸盘(140)的下方，用于对下晶圆(W_L)进行真空吸引而将该下晶圆(W_L)吸附保持于上表面。下吸盘(141)具有用于对下晶圆(W_L)进行真空吸引的主体部(190)、设于主体部(190)上且与下晶圆(W_L)的背面相接触的多个销(191)、以及呈同心圆状且环状设于主体部(190)的外周部并且高度比销(191)的高度低的多个非接触肋(193～196)。在相邻的非接触肋(193～196)之间设有多个销(191)。

技术领域

本发明涉及用于将基板彼此接合的接合装置、具有该接合装置的接合系统、以及使用了该接合装置的接合方法。

背景技术

近年来，半导体器件的高集成化不断发展。在水平面内配置高集成化的多个半导体器件并用布线连接这些半导体器件而进行产品化时，会担心由于布线长度增加而导致布线的电阻变大以及布线延迟变大的情况。

因此，提出有使用对半导体器件进行三维层叠的三维集成技术的方案。在该三维集成技术中，例如，使用例如专利文献1所记载的接合系统来进行两张半导体晶圆(以下，称为“晶圆”)的接合。例如，接合系统包括：表面改性装置，其用于对晶圆的要被接合的表面进行改性；表面亲水化装置，其用于使晶圆的利用该表面改性装置改性后的表面亲水化；以及接合装置，其用于将利用该表面亲水化装置进行了表面亲水化的晶圆彼此接合。在该接合系统中，在表面改性装置中对晶圆的表面进行等离子体处理并对该表面进行改性，之后，在表面亲水化装置中对晶圆的表面供给纯水并使该表面亲水化。之后，在接合装置中，将两张晶圆在上下方向上相对配置(以下，将上侧的晶圆称作“上晶圆”，将下侧的晶圆称作“下晶圆”。)，利用范德华力和氢键结合(分子间力)使被吸附保持于上吸盘的上晶圆和被吸附保持于下吸盘的下晶圆接合。

所述下吸盘使用所谓销吸盘(Pin Chuck)方式。在该情况下，通过使多个销的高度相一致，能够使下吸盘的上表面平坦(能够减小上表面的平面度)。另外，即使例如在接合装置内存在微粒的情况下，通过调节相邻的销之间的间隔，也能够抑制在下吸盘的上表面上存在微粒。通过如此使下吸盘的上表面平坦，从而谋求抑制由该下吸盘保持的下晶圆的铅垂方向上的变形。

专利文献1：日本特许第5538613号公报

发明内容

发明要解决的问题

此处，由于例如在下晶圆上形成有多个半导体器件，因此，在没有对该下晶圆作用有约束力的通常状态下，会产生某一程度的翘曲。这样一来，如果仅利用所述专利文献1所记载的下吸盘对下晶圆进行真空吸引，尤其有可能不能保持下晶圆的外周部而使该外周部成为翘曲了的状态。在该情况下，在将该下晶圆和上晶圆接合时，会使接合而成的重合晶圆产生铅垂方向上的变形。

另外，在如此下晶圆的外周部不平坦的情况下，存在要接合的上晶圆与下晶圆之间的距离较小的部位。在存在该部位的情况下，在上晶圆和下晶圆相抵接时，有可能不能将这些上晶圆与下晶圆之间的空气向外部完全排出而使接合而成的重合晶圆产生空隙。因而，在晶圆的接合处理中，存在改善的余地。

本发明是考虑到该点而做出的，其目的在于，在将基板彼此接合时适当地保持基板并适当地进行该基板彼此的接合处理。

用于解决问题的方案