[发明专利]接合系统、接合方法、程序及计算机存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种将基板彼此接合的接合系统、接合方法、程序及计算机存储介质。

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上述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还有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，使用接合装置来进行两张半导体晶圆（以下，称为“晶圆”）的接合。例如，接合装置包括：射束照射部件，其用于向晶圆的表面照射非活性气体离子束或非活性气体中性原子束；一组工作辊，其在使两张晶圆重叠的状态下对该两张晶圆进行按压。并且，在该接合装置中，利用射束照射部件来使晶圆的表面（接合面）活化，在使两张晶圆重叠的状态下，使该两张晶圆的表面之间产生范德华力而临时接合。之后，通过按压两张晶圆来使晶圆彼此接合（专利文献1）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－337928号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在使用专利文献1所述的接合装置的情况下，利用一组工作辊来按压两张晶圆时的负载有可能导致晶圆破损。

并且，由于利用在表面活化后的两张晶圆的表面之间产生范德华力来进行的临时接合的接合强度不充分，因此，在从铅垂方向错开地按压两张晶圆的情况下，有可能产生晶圆的错位。

并且，为了将晶圆彼此适当地接合，对两张晶圆的按压需要很多时间，因此会导致晶圆接合处理的生产率降低。

本发明是考虑到上述这点而做成的，其目的在于将基板彼此适当地接合并提高基板接合处理的生产率。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种接合系统，其用于将基板彼此接合，其中，该接合系统包括：处理站，其对基板进行规定的处理并将基板彼此接合；输入输出站，其能够分别保有多个基板或多个由基板彼此接合而成的层叠基板并相对于上述处理站输入或输出基板或层叠基板，上述处理站包括：表面活化装置，其用于使基板的将被接合的表面活化；表面亲水化装置，其用于使基板的利用上述表面活化装置活化后的表面亲水化；接合装置，其用于将利用上述表面亲水化装置进行了表面亲水化的基板彼此接合；输送区域，其用于相对于上述表面活化装置、上述表面亲水化装置和上述接合装置输送基板或层叠基板。另外，基板的表面是指基板的将被接合的接合面。

采用本发明的接合系统，在表面活化装置中使基板的表面活化之后，在表面亲水化装置中使基板的表面亲水化，从而能够在该表面形成羟基。然后，在接合装置中，利用范德华力将活化后的基板的表面彼此接合，之后，使亲水化后的基板的表面的羟基发生氢键结合，从而能够将基板彼此牢固地接合。因此，不必如以往那样在使基板重叠的状态下来进行按压。因而，基板不会如以往那样破损，并且，也不用担心产生基板的错位。而且，由于基板彼此是仅利用范德华力和氢键而接合的，因此，能够使接合所需要的时间缩短。因而，采用本发明，能够将基板彼此适当地接合并提高基板接合处理的生产率。并且，由于输入输出站能够保有多个基板或多个层叠基板，因此，能够从输入输出站向处理站连续地输送基板并利用该处理站来连续地处理基板，因此，能够进一步提高基板接合处理的生产率。

本发明的另一技术方案提供一种接合方法，其用于将基板彼此接合，其中，该接合方法包括以下工序：表面活化工序，在表面活化装置中使基板的将被接合的表面活化；表面亲水化工序，其在表面活化工序之后，经由输送区域将基板输送到表面亲水化装置，在该表面亲水化装置中使基板的表面亲水化；接合工序，其在表面亲水化工序之后，经由输送区域将基板输送到接合装置，在该接合装置中利用范德华力和氢键来将进行了上述表面活化工序和上述表面亲水化工序的基板彼此接合，该接合方法对多个基板连续地进行上述表面活化工序、表面亲水化工序和接合工序。