TWI508151B - Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor substrate bonding method - Google Patents

Description

半導體製造裝置及半導體基板接合方法

本實施形態通常係關於一種半導體製造裝置及半導體基板接合方法。

本申請案係享受2011年1月21日申請之日本專利申請案第2011-011314號之優先權的利益，該日本專利申請案之全部內容係援引於本申請案中。

在製造將光電二極體的受光面設置於半導體基板的背面之背面照射型影像感測器之時，係使用一種於表面形成有光電二極體或積體電路之半導體基板的表面側，使大致相同直徑的支持基板直接接合，並自半導體基板的背面朝向形成有光電二極體之表面進行機械研磨或化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing：CMP)而將半導體基板薄化之手法。

在接合半導體基板與支持基板之時，若支持基板變形，或半導體基板與支持基板之間隔的差異較大，則會成為結合界面形成的時機偏離，或結合界面之各向同性的進展受損，而形成空隙或未接合部之原因。若於半導體基板與支持基板之間存在空隙或未接合部，則會成為半導體基板與支持基板分離，或半導體基板斷裂而為導致成品率下降之原因。且，在接合時若支持基板變形，則亦會導致半導體基板變形。在背面照射型影像感測器之情形下，若半導體基板變形，則存在產生形成於背面之彩色濾光片或微透鏡與形成於表面之光電二極體或積體電路之位置偏離，而導致攝像特性劣化之問題。

課題

本發明提供一種半導體製造裝置，其係在半導體基板與支持基板之接合時可抑制支持基板的變形、基板彼此之間隙的差異。

構成

本發明之半導體製造裝置，其係根據實施形態，使具有接合面之第1及第2半導體基板的接合面彼此單點接觸而形成接合起始點，並使接合自接合起始點向周圍進展而將第1半導體基板與第2半導體基板以整面接合。半導體製造裝置具備：第1構件，其保持第1半導體基板；第2構件，其使第2半導體基板的接合面與保持於第1構件之第1半導體基板的接合面對向，而保持第2半導體基板；距離檢測機構，其檢測保持於第1構件之第1半導體基板的接合面與保持於第2構件之第2半導體基板的接合面之距離；調整機構，其基於距離檢測機構的檢測結果使第1及第2構件中之至少一者移動，而將第1半導體基板的接合面與第2半導體基板的接合面之距離調整為預先規定之值；及第3構件，其自第2構件隔開預先規定之距離而設置，並加壓與第1及第2半導體基板之一者之接合面相反側之面的一點，而於第1半導體基板與第2半導體基板之間形成接合起始點。

以下參照附圖，詳細地說明實施形態之半導體製造裝置及半導體基板接合方法。本發明不受限於該等實施形態。

效果

根據本實施形態之半導體製造裝置，由於在半導體基板與支持基板之接合時可抑制支持基板的變形、基板彼此之間隙的差異，因此可使成品率提高。

(第1實施形態)

圖1係第1實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。圖2係第1實施形態之半導體製造裝置的部分俯視圖。另，圖中相同符號表示相同或是相當部分。

半導體製造裝置1係將作為第1半導體基板之第1基板2與作為第2半導體基板之第2基板6接合之裝置。半導體製造裝置1具有：第1構件3、第2構件4、可變機構5、第1感應器8、處理單元9及第3構件10。

第1構件3係於上方搭載有第1基板2。第1基板2亦可是例如矽等之半導體基板，而於表面有形成有光電二極體或電晶體之活性層(圖示省略)、或與活性層電性連接之配線層(圖示省略)形成，其上係以成為接合面2a之絕緣層覆蓋。接合面2a係被施以親水化處理，而於表面上附著有羥基。

第2構件4係以覆蓋第1基板2之接合面2a的外周之方式設置。於第2構件4連結有可變機構5。再者，於第2構件4，第2基板6係以將接合面6a與第1基板2的接合面2a對向之方式搭載。藉此，會於第1基板2與第2基板6之間形成間隙7。第2基板6係用以作為第1基板2的補強物而發揮功能之構件，例如由矽形成。接合面6a係被施以親水化處理，而於表面上附著有羥基。

第2構件4係設置於2處以上，而將間隙7保持為固定。第2構件4雖可以於任意複數個位置載置第2基板6而予以保持之方式設置，但藉由以將第2基板6的重心作為中心之正多邊形(正三角形或如圖2所示般之正方形)的頂點保持第2基板6，可使接合時之第2基板6的變形對稱。

第2構件4的形狀只要是於第1基板2與第2基板6之間可形成間隙7者，無論是何種形狀皆可。舉例而言，第2構件4可形成為板狀、傾斜狀、圓柱狀、圓錐狀等之形狀。為儘量降低與各基板的接合面2a、6a之接觸面積，第2構件4以圓錐形狀為佳。

又，第2構件4的材質可任意選擇，可使用例如鋁等之金屬或陶瓷、樹脂材料(例如SAS(矽橡膠-丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂))等。若要防止接合對象之基板(第1基板2及第2基板6)之金屬污染，則作為第2構件4的材質以使用金屬以外者為理想，可藉由使用例如氟樹脂或聚醚‧醚‧酮等之樹脂材料而防止金屬污染。

間隙7係藉由第1感應器8，而測量作為第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離H。具體而言，例如在第1構件3上搭載第1基板2之後，利用第1感應器8測量與第1基板2的接合面2a之距離h1。而後，在第2基板6被保持於第2構件4之後，利用第1感應器8測量與第2基板6的背面6b之距離h2。而後，利用處理單元9，設第2基板6的厚度為t，藉由H=h1-h2-t的運算而算出間隙7的距離H。另，t係作為特定值而預先設定於處理單元9中。如此，在本實施形態中，藉由第1感應器8與處理單元9而實現距離檢測機構。

又，處理單元9亦與可變機構5電性連接，並以使可變機構5動作而使間隙7可調整成為所需之距離。亦即，在本實施形態中，藉由處理單元9與可變機構5而實現調整機構。

第1構件3亦可具有平台狀的吸附機構，吸附方式可以是如真空夾頭(多數個孔、凹槽、多孔質或其組合)、靜電夾頭等之方式。在真空夾頭之情形下，平台材質雖亦可由玻璃、石英、矽或無機材料、氧化鋁(Al₂ O₃ )等之陶瓷材料、或混入有PTFE(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)或聚醚‧醚‧酮、碳之導電性聚醚‧醚‧酮等之樹脂材料、或不鏽鋼粒等而構成，但藉由以無機材料或樹脂材料形成，可消除Cu等之重金屬對第1基板2的背面之污染。在靜電夾頭之情形下，亦可使用氮化鋁(AlN)、氧化鋁、單晶藍寶石等。

藉由第1構件3具備平坦的平台狀之吸附機構，即便第1基板2變形，亦可在將其矯正為平坦之後進行接合。在第1基板2係光電二極體或電晶體、以及形成有配線之基板之情形下，會因形成配線之金屬的表面應力使得第1基板2愈薄愈易於產生翹曲。因此，若使吸附機構吸附於第1構件3而矯正第1基板2的翹曲，則可不易產生接合不良。另一方面，作為補強物而發揮功能之第2基板6雖存在於表面設置有保護膜等之情況，但由於基本上僅是半導體晶圓(例如裸矽晶圓)，因此一般翹曲較小。因而，以使形成有光電二極體或電晶體、配線等之第1基板2被吸附於平坦的平台狀之第1構件3之情形，與以使作為補強物而發揮功能之第2基板6被吸附之情形相比，防止接合不良產生之效果提高。

圖3係接合開始時之半導體製造裝置的剖面圖。如圖3所示般，將第2基板6的背面6b側藉由自第2構件4隔開特定的距離而設置之第3構件10進行加壓，並使第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a單點接觸，會使附著在接合面2a之羥基與附著在接合面6a之羥基進行氫結合，而形成接合起始點11。藉由氫結合自接合起始點11向周圍蔓延，會以各向同性使接合界面12進展，並使第1基板2與第2基板6以整面接合。另，第3構件10的前端形狀雖亦可為平面或針狀，但為求再現性良好地形成接合起始點11，理想為局部性加壓，以及基於耐摩耗性之觀點，以具有特定曲率之半球狀為佳。若以形成接合起始點11之時機使第2構件4自第1基板2與第2基板6之間退避，則第2構件4不會妨礙接合界面12的進展。另，在第1構件3具有吸附機構之情形下，若以相同時機使吸附停止，則不會妨礙接合界面12的進展。

又，在圖3中，接合起始點11係以第1基板2及第2基板6的中心形成。接合起始點11雖若可與第2構件4間離特定距離則形成於何處皆可，但在配置複數個第2構件4之情形下，為實現在接合時使第2基板6對稱地變形且使接合界面以各向同性進展，接合起始點11宜與第2基板6的重心(中心)為同軸。

另，第1基板2或第2基板6在搬入至半導體製造裝置1之前，會施以洗淨，除去接合面2a、6a的表面之碳等之有機物或Cu、Al等之金屬污染物。亦即，由於可降低接合面2a、6a的表面狀態之差異，因此接合界面12的進展速度之算出會變得容易。因而，由於在形成接合起始點11之後可預測接合界面12到達第2構件4之時間，因此處理單元9可在接合界面12到達之前驅動可變機構5而使第2構件4朝外周方向退避，防止捲入空氣層而產生空隙，或接合界面的進展在中途停止而形成未接合部。

洗淨步驟亦可是例如使用丙酮或乙醇、臭氧水(O₃ )等之有機洗淨、或亦可使用氫氟酸(HF)、稀氫氟酸(DHF)、硫酸雙氧水、氨雙氧水、鹽酸雙氧水等之酸鹼洗淨等之濕式製程。且，亦可是由氫、氮、氧、一氧化二氮(N₂ O)、氬、氦等之單一氣體或是複數個氣體激發電漿處理等之乾式製程。洗淨步驟亦可是濕式製程與乾式製程之組合。在洗淨步驟中，雖以處理第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之兩面為佳，但亦可僅處理任意一方。

第1感應器8只要是可測量與第1基板2的接合面2a或第2基板6的背面6b之距離，則亦可應用利用單波長雷射、可視光、紅外光、X線、超音波等之任一者。又，在第2基板6如矽般未透射可視光之情形下，係如上述實施例般，雖理想為在設置第2基板6之前預先測量至第1基板2的接合面2a為止之距離h1，但亦可利用紅外光等可透射第2基板6之波長的光，在第2基板6設置後同時測量與第2基板6的背面6b之距離h2。

又，亦可直接測量第2基板6的接合面6a與第1感應器8之距離h3。在該情形下，間隙7的距離H由H=h1-h3算出，而無需將第2基板6的厚度預先作為特定值進行設定，或進行測量。

又，第1感應器8亦可是接觸式感應器。再者，在本實施形態中，雖係使用可變機構5而使第2構件4的位置變化，但亦可以第1構件3的位置為可變而將間隙7調整為所需之距離之方式構成。又，亦可調整第1構件3及第2構件4兩者之位置。

根據本實施形態之半導體製造裝置1，以第1構件3保持第1基板2，以第2構件4保持第2基板6，並以使第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a對向，且將以第3構件10加壓之第2基板6的背面6b與第1基板2的接合面2a之距離利用第1感應器8進行測量。而後，將第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離H算出，並以使第1構件3與第2構件4中之至少一者移動，而第1基板2的接合面2a以及與第2基板6的接合面6a之距離調整為小。藉此，可降低以第3構件10加壓之時之第2基板6的變形。

又，由於藉由第3構件10加壓、變形之第2基板6的斥力變小，因此會使第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a藉由加壓而易於接近，且接合界面12的形成時機之偏離會變小。因此，第2構件4不會妨礙接合界面12的進展，且不會捲入於第1基板2與第2基板6之接合界面12而形成空隙，而能夠獲得良好的接合狀態。又，可降低接合後之第1、第2基板2、6的彎曲。

再者，第2構件4介存於第1基板2與第2基板6之間，且覆蓋第1基板2的外周之至少2處，且藉由於與第1基板2對向之面以及相反面搭載第2基板6，可容易調整第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離。

此處，針對背面照射型影像感測器進行補充說明。

在背面照射型影像感測器中，由於無需在受光面形成配線或多餘之膜，因此可獲得高於表面照射型影像感測器之感度。此時，為將入射至背面之光高效地收集於光電二極體中，會需要半導體基板之薄型化。為使在受光面產生之電荷擴散，而到收集於光電二極體之前無損解析度之方式，半導體基板的厚度需要在例如入射可視光之情形下薄化為小於20 μm。

此種具有背面照射型影像感測器之半導體裝置係由以下方法形成。首先，準備於表面形成有光電二極體或積體電路之半導體基板。於半導體基板的表面側使大致相同直徑的支持基板接合。該支持基板係作為自半導體基板的背面側至光電二極體附近於進行薄化而形成受光面之時的補強物而發揮功能。其次，成為藉由在受光面設置反射防止膜、彩色濾光片及集光用微透鏡，而接受自背面照射之光或電子等的能量束而收集於光電二極體中之所謂的背面照射型影像感測器。再者，於半導體基板的背面形成與積體電路電性連接之電極部之後，半導體基板與支持基板之接合體係利用切割刀予以切斷，而分割為晶片。所分割之晶片係黏接於陶瓷封裝等，並藉由線結合而電性連接晶片的電極部與形成於陶瓷封裝之配線而成為半導體裝置。

在上述半導體裝置中，雖係自半導體基板的背面朝向表面之形成有光電二極體之層，在中途利用機械研磨或化學機械研磨使半導體基板薄化，但為進一步高效率地將能量束收集於光電二極體中，理想為半導體基板儘量薄化。

然而，將半導體基板薄化，會使對半導體基板的表面形成之積體電路(由金屬配線或絕緣膜構成)形成時的残留應力集中於半導體基板與支持基板的接合面側。又，由於在半導體基板的背面形成電極時需要高溫處理，因此半導體基板與支持基板之接合方法宜為未介以有機材料而直接無機連接半導體基板的表面部與支持基板的表面部之直接接合方式。

本實施形態之直接接合方式係以加壓經施以親水化處理之接合面彼此的特定1點而形成接合起點(接合起始點)，並自其處使藉由氫結合之接合界面自發性且各向同性進展。然而，若在加壓時半導體基板或支持基板變形，或半導體基板與支持基板之間隔的差異較大，則會導致接合界面形成的時機偏離，或接合界面之各向同性的進展受阻因玵捲入空氣層而產生空隙，或使接合界面的進展在中途停止而形成未接合部。若未將形成於接合界面之空隙、或未接合部儘量減小，則在將半導體基板薄化之時，會存在半導體基板與支持基板之分離、或較薄的半導體基板斷裂等之情況，而使成品率下降。又，即便無分離或斷裂，亦可能因接合時之支持基板變形之影響，導致形成於半導體基板之積體電路彎曲，而於半導體基板的背面形成彩色濾光片或微透鏡之時產生對位偏離，使得攝像特性劣化。

但，在先前之半導體製造裝置中，若將接合之基板彼此間的間隔減小，則存在基板彼此因非意圖之接觸而開始接合之可能性，故難以將基板的間隔減小。

根據本實施形態之半導體製造裝置，由於可檢測所要接合之基板彼此的間隔，因此可儘量減小基板彼此的間隔。藉此，由於可在半導體基板與支持基板之接合時抑制支持基板的變形、或基板彼此之間隙的差異，因此可使成品率提高。又，在應用於背面照射型影像感測器的製造之情形下，可防止攝像特性的劣化。

(第2實施形態)

圖4係第2實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。針對與第1實施形態相同之構成要素標注以同一符號，並省略說明。在圖4中，於半導體製造裝置20的第1構件3上搭載有第1基板2。第1基板2亦可是例如半導體基板，而於表面形成形成有光電二極體或電晶體之活性層(圖示省略)及與活性層電性連接之配線層(圖示省略)，且其上以成為接合面2a之絕緣層覆蓋。

第2基板6係以將接合面6a與第1基板2的接合面2a對向之方式配置。第2基板6之背面6b的外周係以第2構件21予以吸附。再者，於第2構件21連結有可變機構5。

第2構件21雖係與第1實施形態同様，若以將第2基板6的重心作為中心之正多邊形(正三角形或正方形等)的頂點保持第2基板6，則接合時之第2基板6的變形可對稱，故為理想，但既可是複數個任意部位，亦可是環狀。吸附方式亦可是如真空夾頭(多數個孔、凹槽、多孔質或其組合)、靜電夾頭等般之方式。在真空夾頭之情形下，平台材質雖亦可由玻璃、石英、矽或無機材料、氧化鋁等之陶瓷材料、或混入有PTFE或聚醚‧醚‧酮、碳之導電性聚醚‧醚‧酮等之樹脂材料、或不鏽鋼粒等構成，但藉由以無機材料或樹脂材料形成，可消除朝向第1基板2的背面之Cu等之重金屬污染。在靜電夾頭之情形下，可使用氮化鋁、氧化鋁、單晶藍寶石等。

又，第2構件21亦可具有平台狀的吸附機構。若第2構件21具有平坦的平台狀之吸附機構，並以整面吸附第2基板6的背面6b，則可以中央部下垂之方式防止第2基板6變形而與第1基板2接合。在該情形下，若採用真空夾頭方式，而以石英或丙烯酸等之透明材料形成第2構件21，並將利用紅外光等之光之感應器作為第1感應器8應用，則可與第1實施形態相同而算出間隙7。又，若在第2構件21預先設置利用感應器8測量距離測量用之開口，則即便由未透射矽等之可視光之材料構成第2構件21，亦可應用利用可視光之第1感應器8。又，藉由於與第3構件10對應之位置預先設置開口，可以第3構件10加壓與第2基板6的接合面6a相反側之面。另，在第1構件3具備吸附機構之情形下，若以形成接合起始點之時機使吸附停止，則不會妨礙接合界面的進展。

另，在第1構件3不具備吸附機構之情形下，以使形成有光電二極體或電晶體、配線等之第1基板2吸附於第2構件21之情形，相較於以使作為補強物而發揮功能之第2基板6吸附之情形，防止接合不良的發生之效果會提高。

另，此處雖顯示了藉由使用可變機構5而改變第2構件21的位置，而將間隙7調整為所需之距離之構成，但亦可以於第1構件3設置可變機構以使間隙7可調整成為所需之距離。又，亦可調整第1構件3及第2構件21兩者之位置。

根據本實施形態之半導體製造裝置20，除與第1實施形態相同之效果以外，藉由第2構件21吸附第2基板6的背面6b，而無須受限於第2構件21的厚度，可將第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離H調整為小。亦即，在本實施形態中亦可將間隙7設為第2構件21的厚度以下。

(第3實施形態)

圖5係第3實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。針對與第1實施形態相同之構成要素標注以同一符號並省略說明。在圖5中，半導體製造裝置30具有第2感應器31。第2感應器31係可測量第2基板6的厚度t1之感應器。又，半導體製造裝置30藉由第1感應器8而可測量第2基板6的背面6b與第1基板2的接合面2a之距離。

間隙7係藉由第1感應器8及第2感應器31而作為第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離H進行測量。具體而言，係例如在第1構件3吸附有第1基板2之後，利用第1感應器8測量與第1基板2的接合面2a之距離h1。而後，在第2基板6保持於第2構件4之後，利用第1感應器8測量與第2基板6的背面6b之距離h2。而後，以第2感應器31測量第2基板6的厚度t1。其次，藉由處理單元9，而使間隙7的距離H藉由H=h1-h2-t1之運算予以算出。亦即，在本實施形態中，係利用藉由第1感應器8、第2感應器31及處理單元9而構成距離檢測機構。

第2感應器31雖亦可應用利用例如單波長雷射、可視光、紅外光、X線、超音波等之任一者，但在第2基板6係為矽之情形下，理想係利用紅外光者。作為第2感應器31，可應用以例如干擾條紋方式測量厚度之感應器。另，此處雖係以第1感應器8與第2感應器31為個別構成之情形為例，但亦可為相同感應器單元。

根據本實施形態之半導體製造裝置30，除與第1實施形態相同之效果以外，可藉由利用第2感應器31測量第2基板6的厚度t1，而正確地算出第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a之間的間隙7之距離H，並調整為小。因而，可降低以第3構件10加壓第2基板2之時的第2基板6的變形。再者，藉由加壓之接合界面的形成時機之偏離進而變小。因此，第2構件4不會妨礙接合界面的進展，且不會捲入於第1基板2與第2基板6之接合界面而形成空隙，而能夠獲得良好的接合狀態，且可降低接合後之彎曲。

(第4實施形態)

圖6係第4實施形態之半導體製造裝置的剖面圖，圖中，針對與其他實施形態相同之構成要素標注以同一符號並省略說明。在圖6中，半導體製造裝置40具有第1感應器8，並使用第1感應器8而在第2基板6之背面6b的外周與中心附近的至少2處測量高度h2及h4，並測量第2基板6的形狀。

若是在h2≠h4之情形下，亦即在第2基板6變形之情形下，則係如圖6所示，第1基板2之接合面2a的中央部與第2基板6之接合面6a的中央部之間隙7的距離H與以第2構件4予以保持之高度(第1基板2之接合面2a的外周部與第2基板6之接合面6a的外周部之距離)H2未必會相等。在第2基板6朝下翹曲之情形下，若將第2構件4的高度H2降低至超過距離H，則會導致第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a接觸。因此，保持第2構件4之高度H2可藉由以H+(h2-h4)控制，而避免接合面彼此之接觸。另，此處，H係以h1-h2-t算出之值，具體而言，係例如於第1構件3搭載有第1基板2之後，利用第1感應器8測量與第1基板2的接合面2a之距離h1。而後，在第2基板6保持於第2構件4之後，利用第1感應器8測量與第2基板6以第3構件10加壓之附近、亦即第2基板6的重心附近之背面6b之距離h2，而後，利用第1感應器8測量與第2基板6的外周(以第2構件4予以保持之附近)之距離h4。而後，藉由處理單元9而使間隙7的距離H作為H=h1-h2-t而算出。另，t係作為特定值而預先設定於處理單元9中。再者，處理單元9係基於h2、h4之值而判定第2基板6是否翹曲，並在第2基板6翹曲之情形下將保持第2構件4之高度H2控制於H+(h2-h4)。處理單元9與可變機構5電性連接，並以使可變機構5進行動作以使間隔7可調整成為所需之距離。

另，此處，雖顯示其構成係利用可變機構5使第2構件4移動以使間隙7調整成為所需之距離，但亦可於第1構件3設置可變機構5，而藉由以使第1構件3移動而將間隙7調整為所需之距離。

本實施形態之半導體製造裝置40除具有與第1實施形態相同之效果以外，由於係藉由第1感應器8在第2基板6之背面6b的外周與中心附近之至少2處測量與第2基板6之距離，而算出保持於第2構件4之第2基板6的翹曲，因此可不接觸第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a而調整間隙7。

另，在可變機構5可使第2構件4之各者獨立移動之情形下，第1感應器8亦可在第2基板6的外周之複數個位置測量距離h4。藉由在各第2構件4的附近測量距離h4而算出間隙7的距離H，並使各第2構件4因應間隙7的算出結果而個別進行移動，即便第2基板6彎曲，亦可以將其矯正為平坦而予以保持之狀態開始與第1基板之接合。藉此，可自接合起始點朝各向同性使接合界面進展。

在上述之各實施形態中，第3構件10雖係加壓與第2基板6的接合面6a相反側之面，但亦可以加壓與第1基板2的接合面2a相反側之面之方式構成。又，在上述各實施形態中，雖第1基板2係具備光電二極體或電晶體、配線等之基板，第2基板6係作為第1基板2的補強物而發揮功能之基板，但該等亦可反之。

又，上述之各實施形態亦可組合而進行實施。例如，亦可將第2基板的背面以第2構件進行吸附而予以保持，且以第2感應器測量第2基板的厚度等。

雖說明了本發明之若干個實施形態，但該等之實施形態係作為例而提示者，未謀求限定發明之範圍。該等新穎的實施形態可以其他各種形態進行實施，在未脫離發明之主旨之範圍內，可進行各種省略、置換及變更。該等實施形態及其變形係包含於發明之範圍或主旨內，且包含於記載於專利申請範圍之發明及其均等的範圍內。

1．．．半導體製造裝置

2．．．第1基板

2a．．．接合面

3．．．第1構件

4．．．第2構件

5．．．可變機構

6．．．第2基板

6a．．．接合面

6b．．．第2基板的背面

7．．．間隙

8．．．第1感應器

9．．．處理單元

10．．．第3構件

11．．．接合起始點

12．．．接合界面

20．．．半導體製造裝置

21．．．第2構件

30．．．半導體製造裝置

31．．．第2構件

40．．．半導體製造裝置

H．．．與第2基板的接合面之距離

H2．．．第1基板之接合面的外周部與第2基板之接合面的外周部之距離

h1．．．與第1基板的接合面之距離

h2．．．與第2基板的背面之距離

h3．．．第2基板的接合面與第1感應器之距離

h4．．．與第2基板的外周之距離

t1．．．第2基板的厚度

圖1係第1實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。

圖2係第1實施形態之半導體製造裝置的部分俯視圖。

圖3係接合開始時之半導體製造裝置的剖面圖。

圖4係第2實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。

圖5係第3實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。

圖6係第4實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。

1．．．半導體製造裝置

2．．．第1基板

2a．．．接合面

3．．．第1構件

4．．．第2構件

5．．．可變機構

6．．．第2基板

6a．．．接合面

6b．．．第2基板的背面

7．．．間隙

8．．．第1感應器

9．．．處理單元

10．．．第3構件

H．．．與第2基板的接合面之距離

h1．．．與第1基板的接合面之距離

h2．．．與第2基板的背面之距離

h3．．．第2基板的接合面與第1感應器之距離

Claims (20)

1. 一種半導體製造裝置，其特徵為：其係使具有接合面之第1及第2半導體基板之前述接合面彼此單點接觸而形成接合起始點，並使前述接合自前述接合起始點向周圍進展而將前述第1半導體基板與前述第2半導體基板整面接合者，且具備：第1構件，其保持前述第1半導體基板；第2構件，其使前述第2半導體基板的接合面與保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面對向，而保持前述第2半導體基板；距離檢測機構，其檢測保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離；調整機構，其基於前述距離檢測機構的檢測結果使前述第1及第2構件中之至少一者移動，而將前述第1半導體基板的接合面與前述第2半導體基板的接合面之距離調整為預先規定之值；及第3構件，其自前述第2構件隔開預先規定之距離而設置，並加壓前述第1及第2半導體基板之一者之與前述接合面相反側之面的一點，而於前述第1半導體基板與前述第2半導體基板之間形成前述接合起始點。
2. 如請求項1之半導體製造裝置，其中前述距離檢測機構包含第1感應器，其測量保持於前述第1構件之前述第1半 導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面相反側之面之距離；且基於前述第1感應器的測量結果、與作為前述第2半導體基板的厚度尺寸而預先登錄之值，而算出保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離。
3. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第2構件係介存於前述第1半導體基板與前述第2半導體基板之間，且在複數個位置覆蓋前述第1半導體基板的外周部，而於與前述第1半導體基板對向之面相反側載置並保持前述第2半導體基板。
4. 如請求項3之半導體製造裝置，其中前述第2構件係為圓錐形狀。
5. 如請求項3之半導體製造裝置，其中設置有複數個前述第2構件，且該複數個前述第2構件係以將前述第2半導體基板的重心作為中心之正多邊形的頂點保持該第2半導體基板。
6. 如請求項5之半導體製造裝置，其中前述第3構件係於前述第2構件的中心形成前述接合起始點。
7. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第2構件係吸附與前述第2半導體基板的接合面相反側之面而保持前述第2半導體基板。
8. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第1構件包含吸附前述第1半導體基板而矯正該第1半導體基板的翹曲之 平台狀之吸附機構。
9. 如請求項3至8中任一項之半導體製造裝置，其中前述第1感應器係在前述第2半導體基板的中央部與外周部測量與前述第2半導體基板的接合面相反側之面與前述第1半導體基板的接合面之距離；前述調整機構係以使前述第2半導體基板的接合面與前述第1半導體基板的接合面之距離於前述第2半導體基板的中央部成為預先規定之值之方式，使前述第2構件移動。
10. 如請求項1之半導體製造裝置，其中前述距離檢測機構包含：第1感應器，其測量保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面相反側之面之距離；及第2感應器，其測量前述第2半導體基板的厚度；且藉由自前述第1感應器的測量結果減去前述第2感應器的測量結果，而算出保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離。
11. 如請求項10之半導體製造裝置，其中前述第2構件係介存於前述第1半導體基板與前述第2半導體基板之間，且在複數個位置覆蓋前述第1半導體基板的外周部，而於與前述第1半導體基板對向之面相反側載置並保持前述第2半導體基板。
12. 如請求項11之半導體製造裝置，其中前述第2構件係為圓錐形狀。
13. 如請求項11之半導體製造裝置，其中設置有複數個前述第2構件，該複數個前述第2構件係以將前述第2半導體基板的重心作為中心之正多邊形的頂點保持該第2半導體基板。
14. 如請求項13之半導體製造裝置，其中前述第3構件係於前述第2構件的中心形成前述接合起始點。
15. 如請求項10之半導體製造裝置，其中前述第2構件係吸附與前述第2半導體基板的接合面相反側之面而保持前述第2半導體基板。
16. 如請求項10之半導體製造裝置，其中前述第1構件包含吸附前述第1半導體基板而矯正該第1半導體基板的翹曲之平台狀之吸附機構。
17. 如請求項11至16中任一項之半導體製造裝置，其中前述第1感應器係在前述第2半導體基板的中央部與外周部測量與前述第2半導體基板的接合面相反側之面與前述第1半導體基板的接合面之距離；前述調整機構係以使前述第2半導體基板的接合面與前述第1半導體基板的接合面之距離於前述第2半導體基板的中央部成為預先規定之值之方式，使前述第2構件移動。
18. 一種半導體基板接合方法，其特徵為：其係以使具有接合面之第1及第2半導體基板的前述接合面彼此單點接觸 而形成接合起始點，並使前述接合自前述接合起始點向周圍進展而將前述第1半導體基板與前述第2半導體基板整面接合者；且以第1構件保持前述第1半導體基板；以使前述第2半導體基板的接合面與保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面對向，而以第2構件保持前述第2半導體基板；檢測保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離；基於所檢測之前述第1半導體基板的接合面與前述第2半導體基板的接合面之距離而使前述第1及第2構件中之至少一者移動，而將前述第1半導體基板的接合面與前述第2半導體基板的接合面之距離調整為預先規定之值；以自前述第2構件隔開預先規定之距離而設置之第3構件加壓與前述第1及第2半導體基板之一者之前述接合面相反側之面的一點，而於前述第1半導體基板與前述第2半導體基板之間形成前述接合起始點。
19. 如請求項18之半導體基板接合方法，其中測量保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面相反側之面之距離；基於前述第1半導體基板的接合面以及與前述第2半導 體基板的接合面相反側之面之距離、以及作為前述第2半導體基板的厚度尺寸而預先登錄之值，而算出保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離，藉此測量保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離。
20. 如請求項18之半導體基板接合方法，其中測量保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面相反側之面之距離；測量前述第2半導體基板的厚度；藉由自前述第1半導體基板的接合面以及與前述第2半導體基板的接合面相反側之面之距離減去前述第2半導體基板的厚度，而算出保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離，藉此測量保持於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離。