JP2022003713A - 接合システムおよび接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1被接合物に第2被接合物を接合する接合システムであって、
前記第2被接合物の接合面に対して粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる粒子ビーム源と、前記第2被接合物の接合面に対してラジカルを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させるラジカル源と、を有し、前記粒子ビーム源から照射される粒子ビームにより前記第2被接合物の接合面の活性化処理を実行した後、前記ラジカル源から照射されるラジカルにより前記第2被接合物の接合面の活性化処理を実行する活性化処理装置と、
前記活性化処理装置により前記第2被接合物の接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する接合装置と、を備える。
第1被接合物に第2被接合物を接合する接合方法であって、
少なくとも前記第2被接合物における第2被接合物の接合面に対して粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる第1活性化工程と、
前記第1活性化工程の後、前記第2被接合物の前記接合面に対してラジカルを照射する第2活性化工程と、
前記接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する接合工程と、を含む。
Claims (41)
- 第1被接合物に第2被接合物を接合する接合システムであって、
前記第2被接合物の接合面に対して粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる粒子ビーム源と、前記第2被接合物の接合面に対してラジカルを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させるラジカル源と、を有し、前記粒子ビーム源から照射される粒子ビームにより前記第2被接合物の接合面の活性化処理を実行した後、前記ラジカル源から照射されるラジカルにより前記第2被接合物の接合面の活性化処理を実行する活性化処理装置と、
前記活性化処理装置により前記第2被接合物の接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する接合装置と、を備える、
接合システム。 - 前記粒子ビーム源は、窒素の粒子ビームを照射する、
請求項1に記載の接合システム。 - 前記ラジカル源は、窒素ラジカルを照射する、
請求項1または2に記載の接合システム。 - 前記接合装置は、前記活性化処理装置により前記第2被接合物の接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に親水化接合する、
請求項2または3に記載の接合システム。 - 前記活性化処理装置は、少なくとも前記第2被接合物を含む対象物を支持する対象物支持部を更に有し、
前記粒子ビーム源は、前記対象物における前記第2被接合物の接合面を含む複数種類の材料から形成された部分に対して粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させ、
前記ラジカル源は、前記対象物における前記第2被接合物の接合面を含む複数種類の材料から形成された部分に対してラジカルを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させ、
前記対象物支持部は、前記対象物における第2被接合物の前記接合面を含む複数種類の材料から形成された部分を前記粒子ビーム源側または前記ラジカル源側に露出させた姿勢で前記対象物を支持する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記活性化処理装置は、前記第2被接合物を前記第2被接合物の接合面が鉛直下方を向く姿勢で配置し、前記第2被接合物の鉛直下方に配置された前記粒子ビーム源から前記第2被接合物の接合面に対して前記粒子ビームを照射し、その後、前記第2被接合物を前記第2被接合物の接合面が鉛直上方を向く姿勢となるように反転させた後、前記第2被接合物の鉛直上方に配置された前記ラジカル源から前記第2被接合物の接合面に対して前記ラジカルを照射する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の接合システム。 - 第1被接合物に、同一面内に材料が異なる複数種類の領域が形成された接合面を有する第2被接合物を接合する接合システムであって、
少なくとも前記第2被接合物を含む対象物を支持する対象物支持部と、前記対象物に対して窒素の粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる粒子ビーム源と、を有し、前記粒子ビーム源から照射される窒素の粒子ビームにより前記第2被接合物の接合面の活性化処理を実行する活性化処理装置と、
前記活性化処理装置により前記第2被接合物の接合面が活性化された前記第2被接合物の接合面における前記複数種類の領域を前記第1被接合物の接合面に面接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に親水化接合する接合装置と、を備え、
前記対象物支持部は、前記対象物における第2被接合物の前記接合面を含む複数種類の材料から形成された部分を前記粒子ビーム源側に露出させた姿勢で前記対象物を支持する、
接合システム。 - 前記第2被接合物は、前記接合面に電極と絶縁膜とが設けられ、
前記絶縁膜は、酸化物、酸窒化物または窒化物から形成されている、
請求項7に記載の接合システム。 - 前記対象物支持部は、前記第2被接合物の前記接合面が鉛直下方を向く姿勢で、前記対象物を保持し、
前記粒子ビーム源は、前記対象物の鉛直下方から前記第2被接合物の前記接合面へ前記粒子ビームを照射する、
請求項5、7、8のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記第1被接合物は、基板であり、
前記第2被接合物は、チップであり、
前記対象物支持部は、
樹脂から形成され少なくとも1つの前記第2被接合物が貼着されたシートを保持する保持枠と、
前記保持枠を前記シートにおける少なくとも1つの前記第2被接合物が貼着された一面側を前記粒子ビーム源側に対向させた姿勢で支持する支持部と、を有し、
前記粒子ビーム源は、前記シートに貼着された状態の少なくとも1つの前記第2被接合物それぞれの前記接合面に向けて粒子ビームを照射する、
請求項5、7から9のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記粒子ビーム源は、前記第2被接合物の接合面を含む仮想平面に対する前記粒子ビームの入射角度が30度以上80度以下となるように設定されている、
請求項10に記載の接合システム。 - 前記活性化処理装置は、前記保持枠が前記支持部に支持された状態で、前記シートの少なくとも1つの前記第2被接合物が貼着された一面側における少なくとも1つの前記第2被接合物が貼着された部分を除く部分を覆うカバーを更に有する、
請求項10または11に記載の接合システム。 - 前記活性化処理装置は、複数の前記第2被接合物の基となる被ダイシング基板がダイシングされた直後の、互いに接触した状態または繋がった状態の複数の前記第2被接合物の接合面を活性化させる、
請求項1から12のいずれか1項に記載の接合システム。 - 少なくとも1つの前記第2被接合物を洗浄する洗浄装置を更に備える、
請求項1から13のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記洗浄装置は、前記保持枠に少なくとも1つの前記第2被接合物が貼着されたシートが保持された状態で、少なくとも1つの前記第2被接合物を洗浄する、
請求項14に記載の接合システム。 - 前記第2被接合物は、複数存在し、
複数の前記第2被接合物は、前記複数の第2被接合物の基となる被ダイシング基板をダイシングすることにより生成され、
前記洗浄装置は、前記被ダイシング基板がダイシングされた直後の、互いに接触した状態または繋がった状態の複数の前記第2被接合物を洗浄し、
複数の前記第2被接合物が貼着された前記シートを保持する前記保持枠に保持された前記シートを伸長させることにより、複数の前記第2被接合物を互いに離間した状態にする分離装置を更に備える、
請求項15に記載の接合システム。 - 前記活性化処理装置は、前記粒子ビーム源と前記対象物との少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させる、
請求項1から15のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記粒子ビーム源は、高速原子ビーム源である、
請求項1から17のいずれか1項に記載の接合システム。 - 少なくとも1つの前記第2被接合物は、それぞれ、前記接合面側の周部に段差部を有するチップであり、
少なくとも1つの前記第2被接合物を供給する第2被接合物供給装置と、
前記第2被接合物供給装置から供給される少なくとも1つの前記第2被接合物を前記接合装置へ搬送する第2被接合物搬送装置と、を更に備え、
前記第2被接合物搬送装置は、少なくとも1つの前記第2被接合物の前記段差部における前記接合面側とは反対側の部分を保持する第2被接合物保持部を有する、
請求項1から18のいずれか1項に記載の接合システム。 - 前記第2被接合物は、複数存在し、
前記接合装置は、
前記第1被接合物を保持する基板支持部と、
複数の前記第2被接合物が貼着されたシートを保持する保持枠を支持する枠支持部と、
前記シートにおける複数の前記第2被接合物側とは反対側に当接するヘッドと、
前記ヘッドを前記基板支持部に近づく方向へ駆動することにより前記少なくとも1つの第2被接合物それぞれを前記第1被接合物に接合するヘッド駆動部と、を有する、
請求項1から19のいずれか1項に記載の接合システム。 - 第1被接合物に第2被接合物を接合する接合システムであって、
前記第1被接合物を前記第1被接合物の接合面が鉛直下方を向く姿勢で保持する基板支持部と、
前記基板支持部の鉛直下方に配置され、複数の前記第2被接合物が前記第2被接合物の接合面が鉛直上方を向く姿勢で貼着されたシートを保持する保持枠を支持する枠支持部と、
前記シートにおける複数の前記第2被接合物側とは反対側に当接するヘッドと、
前記ヘッドを前記基板支持部に近づく方向へ駆動することにより前記シートにおける複数の前記第2被接合物側とは反対側から1つの前記第2被接合物を前記第1被接合物側へ押し出して前記第2被接合物の接合面を前記第1被接合物の接合面に接触させることにより、前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合するヘッド駆動部と、を有する、
接合システム。 - 前記第1被接合物には、第1アライメントマークが設けられ、
前記第2被接合物には、第2アライメントマークが設けられ、
前記基板支持部と前記枠支持部との少なくとも一方を駆動する支持部駆動部と、
前記第1被接合物における前記第2被接合物側とは反対側と、前記第2被接合物における前記第1被接合物側とは反対側と、の少なくとも一方から、前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークを撮像する撮像部と、
前記支持部駆動部および撮像部を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記撮像部を制御して、前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークを撮像し、撮像された撮影画像に基づいて、前記第1被接合物に対する前記第2被接合物の位置ずれ量を算出した後、前記支持部駆動部を制御して、前記第2被接合物の前記第1被接合物に対する位置ずれ量を低減する方向へ前記基板支持部と前記枠支持部との少なくとも一方を相対的に移動させる、
請求項21に記載の接合システム。 - 少なくとも前記第2被接合物の接合面を活性化する活性化処理装置を更に備える、
請求項21または22に記載の接合システム。 - 第1被接合物に第2被接合物を接合する接合方法であって、
少なくとも前記第2被接合物における第2被接合物の接合面に対して粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる第1活性化工程と、
前記第1活性化工程の後、前記第2被接合物の前記接合面に対してラジカルを照射する第2活性化工程と、
前記接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する接合工程と、を含む、
接合方法。 - 前記第1活性化処理工程において、前記第2被接合物の接合面に対して窒素の粒子ビームを照射する、
請求項24に記載の接合方法。 - 前記第2活性化処理工程において、前記第2被接合物の前記接合面に対して窒素ラジカルを照射する、
請求項24または25に記載の接合方法。 - 前記接合工程において、前記接合面が活性化された前記第2被接合物を前記第1被接合物に接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に親水化接合する、
請求項25または26に記載の接合システム。 - 前記第1活性化処理工程において、少なくとも前記第2被接合物を含む対象物における前記第2被接合物の接合面を含む複数種類の材料から形成された部分に対して粒子ビームを照射し、
前記第2活性化処理工程において、前記対象物における前記第2被接合物の接合面を含む複数種類の材料から形成された部分に対してラジカルを照射する、
請求項24から27のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1活性化処理工程において、前記第2被接合物を前記第2被接合物の接合面が鉛直下方を向く姿勢で配置した状態で、鉛直下方から前記第2被接合物の接合面に対して前記粒子ビームを照射し、
前記第1活性化処理工程後、前記第2被接合物を前記第2被接合物の接合面が鉛直上方を向く姿勢となるように反転させた後、前記第2活性化処理工程において、鉛直上方から前記第2被接合物の接合面に対して前記ラジカルを照射する、
請求項24から28のいずれか1項に記載の接合方法。 - 第1被接合物に、同一面内に材料が異なる複数種類の領域が形成された接合面を有する第2被接合物を接合する接合方法であって、
少なくとも前記第2被接合物を含む対象物を対向配置することなく一つの処理面にセットし、前記対象物における第2被接合物の接合面を含む複数種類の材料から形成された部分に対して窒素の粒子ビームを照射することにより前記第2被接合物の接合面を活性化させる第1活性化工程と、
前記接合面が活性化された前記第2被接合物の前記接合面を前記第1被接合物の接合面に面接触させることにより前記第2被接合物を前記第1被接合物に親水化接合する接合工程と、を含む、
接合方法。 - 前記第2被接合物は、前記接合面に電極と絶縁膜とが設けられ、
前記絶縁膜は、酸化物、酸窒化物または窒化物から形成されている、
請求項30に記載の接合方法。 - 前記第1活性化工程において、
前記対象物は、前記第2被接合物の前記接合面が鉛直下方を向く姿勢で保持され、前記対象物の鉛直下方から前記第2被接合物の前記接合面へ前記粒子ビームを照射する、
請求項28、30、31のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1活性化工程において、少なくとも1つの前記第2被接合物の基となる被ダイシング基板がダイシングされた直後の、互いに接触した状態または繋がった状態の前記複数の第2被接合物の接合面を活性化させる、
請求項24から32のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記接合工程の前に、少なくとも1つの前記第2被接合物の前記接合面を洗浄する洗浄工程を更に含む、
請求項24から33のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1被接合物は、基板であり、
前記第2被接合物は、チップであり、
前記洗浄工程において、少なくとも1つの前記第2被接合物が樹脂から形成され保持枠に保持されたシートに貼着された状態で、少なくとも1つの前記第2被接合物の前記接合面を洗浄する、
請求項34に記載の接合方法。 - 前記第2被接合物は、複数存在し、
複数の前記第2被接合物は、複数の前記第2被接合物の基となる被ダイシング基板をダイシングすることにより生成され、
前記洗浄工程において、前記被ダイシング基板がダイシングされた直後の複数の前記第2被接合物が互いに接触した状態または繋がった状態で、複数の前記第2被接合物を洗浄し、
前記接合工程の前に、前記保持枠に保持された前記シートを伸長させることにより、複数の前記第2被接合物を互いに離間した状態にする分離工程を更に含む、
請求項35に記載の接合方法。 - 前記第2被接合物は、それぞれ、前記接合面側の周部に段差部を有するチップであり、
少なくとも1つの前記第2被接合物を供給する第2被接合物供給工程と、
供給される少なくとも1つの前記第2被接合物を搬送する第2被接合物搬送工程と、を更に含み、
前記第2被接合物搬送工程において、第2被接合物保持部により少なくとも1つの前記第2被接合物の前記段差部における前記接合面側とは反対側の部分を保持して前記第2被接合物を搬送する、
請求項24から36のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第2被接合物は、複数存在し、
前記接合工程において、複数の前記第2被接合物が貼着されたシートにおける前記複数の第2被接合物側とは反対側にヘッドを当接させた状態で、前記ヘッドを前記第1被接合物に近づく方向へ移動させることにより、少なくとも1つの前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する、
請求項24から37のいずれか1項に記載の接合方法。 - 第1被接合物に第2被接合物を接合する接合方法であって、
前記第1被接合物を前記第1被接合物の接合面が鉛直下方を向く姿勢で保持し、前記第2被接合物が前記第2被接合物の接合面が鉛直上方を向く姿勢で貼着されたシートを、前記第1被接合物の鉛直下方に配置し、前記シートにおける前記第2被接合物側とは反対側にヘッドを当接させた状態で、前記ヘッドを前記第1被接合物に近づく方向へ移動させることにより、前記シートにおける前記複数の第2被接合物側とは反対側から前記第2被接合物を前記第1被接合物側へ押し出して前記第2被接合物の接合面を前記第1被接合物の接合面に接触させることにより、前記第2被接合物を前記第1被接合物に接合する接合工程を含む、
接合方法。 - 前記第1被接合物には、第1アライメントマークが設けられ、
前記第2被接合物には、第2アライメントマークが設けられ、
撮像部により前記第1被接合物における前記第2被接合物側とは反対側と、前記第2被接合物における前記第1被接合物側とは反対側と、の少なくとも一方から、前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において撮像された撮影画像に基づいて、前記第1被接合物に対する前記第2被接合物の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出工程と、
前記第2被接合物の前記第1被接合物に対する位置ずれ量を低減する方向へ前記第2被接合物または前記第1被接合物を移動させる移動工程と、を更に含む、
請求項39に記載の接合方法。 - 少なくとも前記第2被接合物の接合面を活性化する第1活性化工程を更に含む、
請求項39または40に記載の接合方法。
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