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公開番号2025014987
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118014
出願日2023-07-20
発明の名称接合方法及び接合システム
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】接合強度の低下を抑制できる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による接合方法は、第1面を有する第1半導体基板及び第2面を有する第2半導体基板を準備することと、前記第1半導体基板の前記第1面及び前記第2半導体基板の前記第2面を親水化させることと、前記親水化させることの後、前記第1半導体基板の前記第1面と前記第2半導体基板の前記第2面とを接合することと、前記接合することの後、前記第1半導体基板及び前記第2半導体基板を熱処理することで、前記第1半導体基板と前記第2半導体基板との間の接合強度を高めることと、を有し、前記接合強度を高めることは、前記第1半導体基板及び前記第2半導体基板を第1温度範囲で熱処理することと、前記第1温度範囲で熱処理することの後、前記第1半導体基板及び前記第2半導体基板を目標温度で熱処理することと、を含み、前記第1温度範囲は、前記目標温度よりも低い温度範囲である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面を有する第１半導体基板及び第２面を有する第２半導体基板を準備することと、
前記第１半導体基板の前記第１面及び前記第２半導体基板の前記第２面を親水化させることと、
前記親水化させることの後、前記第１半導体基板の前記第１面と前記第２半導体基板の前記第２面とを接合することと、
前記接合することの後、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を熱処理することで、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間の接合強度を高めることと、
を有し、
前記接合強度を高めることは、
前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を第１温度範囲で熱処理することと、
前記第１温度範囲で熱処理することの後、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を目標温度で熱処理することと、
を含み、
前記第１温度範囲は、前記目標温度よりも低い温度範囲である、
接合方法。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記目標温度は、３５０℃以上である、
請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板が設けられる雰囲気の温度をステップ状に高めることを含む、
請求項１に記載の接合方法。
【請求項４】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記雰囲気の温度を１００℃以上１５０℃未満の温度範囲に維持することを含む、
請求項３に記載の接合方法。
【請求項５】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記雰囲気の温度を３００℃以上３５０℃未満の温度範囲に維持することを含む、
請求項３に記載の接合方法。
【請求項６】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を、互いに異なる設定温度の複数のアニール装置を順番に移動させることを含む、
請求項３に記載の接合方法。
【請求項７】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板が設けられる雰囲気の温度を連続的に高めることを含む、
請求項１に記載の接合方法。
【請求項８】
前記第１温度範囲で熱処理することは、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板をアニール装置内に収容し、前記アニール装置の設定温度を１０℃／分以下の昇温速度で前記目標温度まで昇温させることを含む、
請求項７に記載の接合方法。
【請求項９】
前記第１半導体基板は、半導体ウエハであり、
前記第２半導体基板は、半導体ウエハである、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記第１半導体基板は、半導体ウエハであり、
前記第２半導体基板は、ダイである、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の接合方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、接合方法及び接合システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
２枚の半導体ウエハを貼り合わせて仮接合し、次いで高温で熱処理する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１０３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、接合強度の低下を抑制できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による接合方法は、第１面を有する第１半導体基板及び第２面を有する第２半導体基板を準備することと、前記第１半導体基板の前記第１面及び前記第２半導体基板の前記第２面を親水化させることと、前記親水化させることの後、前記第１半導体基板の前記第１面と前記第２半導体基板の前記第２面とを接合することと、前記接合することの後、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を熱処理することで、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間の接合強度を高めることと、を有し、前記接合強度を高めることは、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を第１温度範囲で熱処理することと、前記第１温度範囲で熱処理することの後、前記第１半導体基板及び前記第２半導体基板を目標温度で熱処理することと、を含み、前記第１温度範囲は、前記目標温度よりも低い温度範囲である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、接合強度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態に係る接合システムを示す平面図である。
図２は、第１実施形態に係る接合方法を示すフローチャートである。
図３は、第１ダイキャリアとダイの一例を示す断面図である。
図４は、第２ダイキャリアの一例を示す断面図である。
図５は、第２ダイキャリアとダイの一例を示す断面図である。
図６は、基板の一例を示す断面図である。
図７は、ダイ付き基板の一例を示す断面図である。
図８は、ダイ配列装置の動作の一例を示す断面図である。
図９は、静電吸着の一例を示す断面図である。
図１０は、接合装置の動作の一例を示す断面図である。
図１１は、図１０に続く動作の一例を示す断面図である。
図１２は、熱処理時の制御温度の時間変化の一例を示す図である。
図１３は、熱処理時の制御温度の時間変化の別の一例を示す図である。
図１４は、第２実施形態に係るシステムを示す平面図である。
図１５は、重合ウエハの一例を示す断面図である。
図１６は、第２実施形態に係る接合方法を示すフローチャートである。
図１７は、接合装置の一例を示す断面図である。
図１８は、接合装置の動作の一例を示す断面図である。
図１９は、図１８に続く動作の一例を示す断面図である。
図２０は、図１９に続く動作の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
【０００９】
〔第１実施形態〕
（接合システム）
図１から図１１を参照し、第１実施形態に係る接合システム１について説明する。接合システム１は、図７に示されるように、ダイＣＰと基板Ｗを接合することで、ダイ付き基板ＣＷを製造する。ダイＣＰは第１半導体基板の一例であり、基板Ｗは第２半導体基板の一例である。ダイ付き基板ＣＷは、基板Ｗと、基板Ｗに接合された複数のダイＣＰと、を含む。
【００１０】
ダイＣＰは、下地基板Ｓ１と、下地基板Ｓ１の上に形成されたデバイスＤ１と、を有する。下地基板Ｓ１は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、又はガラス基板である。デバイスＤ１は、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスＤ１は、ダイＣＰの接合面ＣＰａに形成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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