JP2009534842A - High temperature anodic bonding equipment - Google Patents

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Abstract

陽極接合形成装置は、第1の材料シートを嵌め込み、これに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作させることができる第1の接合形成プレート機構、第2の材料シートを嵌め込み、これに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作させることができる第2の接合形成プレート機構、第1および第2の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、第1および第2の材料シートのそれぞれの表面に沿って第1および第2の材料シートの相互に対する制御された圧力を達成するために第1および第2の接合形成プレート機構を互いに向けて押し付けるように動作することができる加圧機構、第1および第2の材料シートの間の陽極接合形成を達成するに十分な加熱、電圧および圧力プロファイルを与えるための第1および第2の接合形成プレート機構並びに加圧機構への制御信号を生成するように動作することができる制御ユニットを備える。  The anodic bond forming device includes a first bond forming plate mechanism that is operable to fit a first sheet of material and provide it with at least one of controlled heating, voltage, and cooling. Actuate second bond forming plate mechanism, first and second bond forming plate mechanisms that can be fitted and operated to provide at least one of controlled heating, voltage and cooling First and second bond formations to achieve a controlled pressure relative to each other of the first and second material sheets along the respective surfaces of the first and second material sheets, coupled in a possible manner A pressure mechanism that can operate to press the plate mechanism toward each other, sufficient heating, electrical power to achieve anodic bond formation between the first and second material sheets And a control unit which can operate to generate a control signal to the first and second bonding plate mechanism and the pressing mechanism for applying pressure profile.

Description

関連出願の説明Explanation of related applications

本出願は、レイモンド・シー・キャディ(Raymond C. Cady)により2006年4月21日に出願された、名称を「陽極接合形成に用いるための接合形成プレート機構(A BONDING PLATE MECHANISM FOR USE IN ANODIC BONDING)」とする、現在係属中の、米国仮特許出願第60/793976号の優先権を主張する。この出願の明細書はその全体が本明細書に参照として含まれる。   This application was filed on April 21, 2006 by Raymond C. Cady, with the name “A BONDING PLATE MECHANISM FOR USE IN ANODIC”. BONDING) ”claims the priority of the current pending US Provisional Patent Application No. 60/793976. The specification of this application is hereby incorporated by reference in its entirety.

本発明は陽極接合法を用いる、例えば絶縁体上半導体(SOI)構造を作成するための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for making a semiconductor-on-insulator (SOI) structure, for example, using an anodic bonding method.

これまで、絶縁体上半導体構造に最も普通に用いられる半導体材料はシリコンであり、略称「SOI」がそのような構造に適用されてきた。SOI技術は、高性能薄膜トランジスタ、太陽電池および、アクティブマトリックスディスプレイのような、ディスプレイに益々重要になっている。   To date, the semiconductor material most commonly used in semiconductor-on-insulator structures is silicon, and the abbreviation “SOI” has been applied to such structures. SOI technology is becoming increasingly important for displays such as high performance thin film transistors, solar cells and active matrix displays.

説明を平易にするため、以下の議論では時にSOI構造を参照することになろうが、この特定のタイプの構造へのそのような言及は本発明の説明を容易にするためになされ、決して本発明の範囲を限定することは目的ではなく、またそのように解されるべきではない。本明細書において略称「SOI」は、絶縁体上シリコンを含むがこれには限定されない、全般的な絶縁体上半導体構造を指して用いられる。同様に、略称「SOG」は、ガラス上シリコンを含むがこれには限定されない、全般的なガラス上半導体構造を指して用いられる。呼称「SOG」は、ガラス−セラミック上シリコン構造を含むがこれには限定されない、ガラス−セラミック上半導体構造も含むとされる。略称「SOI」はSOG構造を包含する。   For ease of explanation, the following discussion will sometimes refer to the SOI structure, but such reference to this particular type of structure is made to facilitate the description of the present invention and is never a book. It is not the goal to limit the scope of the invention and should not be so construed. The abbreviation “SOI” is used herein to refer to a general semiconductor-on-insulator structure, including but not limited to silicon-on-insulator. Similarly, the abbreviation “SOG” is used to refer to general semiconductor-on-glass structures, including but not limited to silicon-on-glass. The designation “SOG” is also meant to include glass-ceramic on semiconductor structures, including but not limited to glass-ceramic on silicon structures. The abbreviation “SOI” includes the SOG structure.

SOI構造は絶縁材料上の実質的に単結晶の(一般に0.1〜0.3μm厚の)シリコン薄層を有することができる。SOI構造を得る様々な方法には、(i)単結晶シリコンウエハを、SiOの酸化物層をその上に成長させた別のシリコンウエハに接合する方法、(ii)シリコンウエハに埋込酸化物層を形成するためのイオン注入法、(iii)シリコンドナーウエハから薄いシリコン層を分離(剥離)させてこれを別のシリコンウエハに接合するためのイオン注入法がある。 The SOI structure can have a substantially monocrystalline (generally 0.1-0.3 μm thick) thin silicon layer on an insulating material. Various methods for obtaining an SOI structure include (i) bonding a single crystal silicon wafer to another silicon wafer on which an oxide layer of SiO 2 is grown, and (ii) embedded oxidation in the silicon wafer. There are an ion implantation method for forming a physical layer, and (iii) an ion implantation method for separating (peeling) a thin silicon layer from a silicon donor wafer and bonding it to another silicon wafer.

特許文献1は熱プロセスを用いて基板上に単結晶シリコン膜を得るためのプロセスを開示している。平坦表面を有する半導体ドナーウエハが以下の工程、(i)ドナーウエハの本体を構成する下層領域および比較的薄い剥離層を構成する上層領域を定める微小気泡層を形成するイオンを用いるウエハの表面のボンバードによる注入工程、(ii)ウエハの平坦表面を少なくとも1つの硬質材料層で構成された補剛材に接触させる工程、および(iii)イオンボンバードが行われた温度より高く、微小気泡内に圧力効果を生じさせて薄膜と基板の本体の間の分離をおこさせるに十分な温度におけるウエハと補剛材の集成体の第3段階温度処理工程、にかけられる。ガラスまたはガラス−セラミックの基板では、ある種のガラスおよびガラス−セラミックの接合形成にはかなりの高温が必要であることから、明らかに、このプロセスは一般にうまくいかない。   Patent Document 1 discloses a process for obtaining a single crystal silicon film on a substrate using a thermal process. A semiconductor donor wafer having a flat surface is formed by the following steps: (i) Bombarding the surface of the wafer using ions that form a microbubble layer that defines a lower layer region constituting a donor wafer body and an upper layer region constituting a relatively thin release layer Implantation step, (ii) contacting the flat surface of the wafer with a stiffener composed of at least one hard material layer, and (iii) higher than the temperature at which the ion bombardment is performed and exerting a pressure effect in the microbubbles. A third stage temperature treatment step of the wafer and stiffener assembly at a temperature sufficient to cause separation between the thin film and the substrate body. Clearly, this process generally does not work for glass or glass-ceramic substrates, since certain glass and glass-ceramic bond formation requires fairly high temperatures.

特許文献2はSOG構造を作成するプロセスを開示している。特許文献2の開示はその全体が本明細書に参照として含まれる。このプロセスは、(i)接合形成表面を有する剥離層を形成するためにシリコンドナーウエハ表面に水素イオン注入を行う工程、(ii)シリコンドナーウエハの接合形成表面をガラス基板に接触させる工程、(iii)シリコンドナーウエハとガラス基板の間の接合形成を容易にするためにシリコンドナーウエハおよびガラス基板に圧力、温度および電圧を印加する工程、および(iv)ガラス基板およびシリコンの剥離層のシリコンドナーウエハからの分離を容易にするために、シリコンドナーウエハ−ガラス基板集成構造を共通温度に冷却する工程、を含む。   Patent Document 2 discloses a process for creating an SOG structure. The entire disclosure of Patent Document 2 is incorporated herein by reference. This process includes (i) a step of implanting hydrogen ions into the surface of the silicon donor wafer to form a release layer having a bonding surface, (ii) a step of bringing the bonding surface of the silicon donor wafer into contact with a glass substrate, iii) applying pressure, temperature and voltage to the silicon donor wafer and the glass substrate to facilitate bonding between the silicon donor wafer and the glass substrate, and (iv) a silicon donor for the glass substrate and the silicon release layer. Cooling the silicon donor wafer-glass substrate assembly to a common temperature to facilitate separation from the wafer.

特許文献2に開示されるプロセスで得られるSOG構造は、例えば、ガラス基板およびガラス基板に接合された半導体層を有することができる。半導体層の特定の材料は実質的に単結晶の材料の形態にあることができる。「実質的に」は、半導体材料が通常、格子欠陥または僅かな結晶粒界のような、固有のまたは意図的に加えられた内部欠陥または表面欠陥を少なくともいくらか含んでいるという事実を考慮して、半導体層を表現するために用いられる。「実質的に」は、いくらかのドーパントがバルク結晶の結晶構造を歪ませ得るか、そうではなくとも結晶構造に影響を与え得るという事実も表している。   The SOG structure obtained by the process disclosed in Patent Document 2 can have, for example, a glass substrate and a semiconductor layer bonded to the glass substrate. The particular material of the semiconductor layer can be in the form of a substantially single crystal material. “Substantially” takes into account the fact that semiconductor materials usually contain at least some inherent or intentionally added internal or surface defects, such as lattice defects or few grain boundaries. , Used to represent semiconductor layers. “Substantially” also represents the fact that some dopant may distort the crystal structure of the bulk crystal or otherwise affect the crystal structure.

論述の目的のため、本明細書で論じられる半導体層はシリコンで形成できるとすることができる。しかし、半導体材料がシリコン系半導体または、III-V族、II-VI族、II-IV-V族、等の半導体のような、その他のいずれかのタイプの半導体とし得ることは当然である。そのような材料の例には、シリコン(Si),ゲルマニウムドープシリコン(SiGe),炭化シリコン(SiC),ゲルマニウム(Ge),ヒ化ガリウム(GaAs),GaPおよびInPがある。ガラス基板は酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックで形成することができる。必要ではないが、本明細書に説明されるSOG構造は酸化物ガラスまたは酸化物ガラス−セラミックを有することができる。例として、ガラス基板は、コーニング社(Corning Incorporated)ガラス製品カタログ番号1737またはコーニング社ガラス製品カタログ番号EAGLE2000(商標)でつくられる基板のような、アルカリ土類イオンを含有するガラス基板で形成することができる。これらのガラス材料は特に、例えば、液晶ディスプレイの製造に用いられる。   For discussion purposes, the semiconductor layers discussed herein may be formed of silicon. However, it will be appreciated that the semiconductor material can be a silicon-based semiconductor or any other type of semiconductor, such as a III-V, II-VI, II-IV-V, etc. semiconductor. Examples of such materials include silicon (Si), germanium doped silicon (SiGe), silicon carbide (SiC), germanium (Ge), gallium arsenide (GaAs), GaP and InP. The glass substrate can be formed of oxide glass or oxide glass-ceramic. Although not required, the SOG structure described herein can have an oxide glass or an oxide glass-ceramic. As an example, the glass substrate is formed of a glass substrate containing alkaline earth ions, such as a substrate made with Corning Incorporated glass product catalog number 1737 or Corning glass product catalog number EAGLE2000 ™. Can do. These glass materials are used in particular for the production of liquid crystal displays, for example.

薄い剥離半導体層(例えばSi層)と、ある種のガラスおよびガラス−セラミックの基板のような、ある種の基板の間の高品質陽極接合には多くのプロセス変数の慎重な制御が必要であることが、本発明の発明者等によって見いだされた。そのような変数には、温度(特に1000℃に近い高温および/または1000℃以上の高温)、(半導体層と基板の間の)圧力、(電解を誘起するための)電圧、雰囲気条件(例えば、真空または非真空)、(剥離を誘起するための)冷却プロファイル、(例えば剥離を補助するための)機械的分離強化、等の内の1つないしさらに多くがある。ガラス基板またはガラス−セラミック基板への半導体層の陽極接合形成に対する従来技法は上記プロセス変数に十全には対処していない。例えば、従来の陽極接合形成プロセスの温度上限は約600℃である。
米国特許第5374564号明細書 米国特許出願公開第2004/0229444号明細書
High quality anodic bonding between certain exfoliated semiconductor layers (eg, Si layers) and certain substrates, such as certain glass and glass-ceramic substrates, requires careful control of many process variables. Has been found by the inventors of the present invention. Such variables include temperature (especially high temperatures close to 1000 ° C. and / or high temperatures above 1000 ° C.), pressure (between the semiconductor layer and the substrate), voltage (to induce electrolysis), atmospheric conditions (eg , Vacuum or non-vacuum), cooling profile (to induce exfoliation), mechanical separation enhancement (eg to aid exfoliation), and the like. Conventional techniques for anodic bonding of semiconductor layers to glass substrates or glass-ceramic substrates do not fully address the above process variables. For example, the upper temperature limit of the conventional anodic bonding process is about 600 ° C.
US Pat. No. 5,374,564 US Patent Application Publication No. 2004/0229444

したがって、例えば上記プロセス変数の1つないしさらに多くを制御することによって、陽極接合形成プロセスの改善を達成できる新しい装置が技術上必要とされている。   Accordingly, there is a need in the art for a new apparatus that can achieve an improved anodic bonding process, for example, by controlling one or more of the above process variables.

本発明の1つないしさらに多くの実施形態にしたがえば、陽極接合形成装置は、第1の材料シートを嵌め込み、制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを第1の材料シートに与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構、第2の材料シートを嵌め込み、制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを第2の材料シートに与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、第1および第2の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、第1および第2の材料シートのそれぞれの表面に沿う第1および第2の材料シートの互いに対する制御された圧力を達成するために第1および第2の接合形成プレート機構を相互に押し付けるように動作することができる加圧機構、および第1および第2の材料シートの間の陽極接合形成を達成するに十分な加熱、電圧および圧力プロファイルを与えるための第1および第2の接合形成プレート機構並びに加圧機構への制御信号を生成するように動作することができる制御ユニット、を備える。   In accordance with one or more embodiments of the present invention, an anodic bond forming apparatus includes a first material sheet that is fitted and at least one of controlled heating, voltage, and cooling is the first material sheet. A first bond-forming plate mechanism that can be operated to provide a second material sheet that engages and operates to provide at least one of controlled heating, voltage, and cooling to the second material sheet A second bond-forming plate mechanism that can be operatively coupled to the first and second bond-forming plate mechanisms and first and second along respective surfaces of the first and second material sheets A pressure mechanism operable to press the first and second bond-forming plate mechanisms together to achieve a controlled pressure of the material sheets against each other; and Generate control signals to the first and second bond forming plate mechanisms and the pressure mechanism to provide sufficient heating, voltage and pressure profiles to achieve anodic bond formation between the first and second material sheets. A control unit capable of operating as described above.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、陽極接合形成装置は、第1の材料シートを嵌め込み、制御された加熱および電圧の内の少なくとも1つを第1の材料シートに与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構、第2の材料シートを嵌め込み、制御された加熱および電圧の内の少なくとも1つを第2の材料シートに与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、および第1の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、第1および第2の材料シートの陽極接合形成を補助するために第1および第2の材料シートのそれぞれの表面に沿う第1および第2の材料シートの互いに対する制御された圧力を達成するために第1および第2の接合形成プレート機構を相互に押し付けるように動作することができる上昇−加圧機構、を備える。   In accordance with one or more alternative embodiments of the present invention, an anodic bond forming apparatus includes a first material sheet that is fitted and at least one of controlled heating and voltage is applied to the first material sheet. A first bond-forming plate mechanism that can be operated to provide a second material sheet that is fitted and operates to provide at least one of controlled heating and voltage to the second material sheet. A second bond forming plate mechanism capable of being coupled, and operatively coupled to the first bond forming plate mechanism, the first and second to assist in anodic bond formation of the first and second material sheets Pressing the first and second bond forming plate mechanisms together to achieve a controlled pressure of the first and second material sheets against each other along the respective surfaces of the material sheets Increase may operate to - pressurizing mechanism comprises a.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、陽極接合形成装置は、第1の材料シートを嵌め込むように動作することができる第1の接合形成プレート機構および第2の材料シートを嵌め込むように動作することができる第2の接合形成プレート機構であって、第1および第2の接合形成プレート機構のそれぞれが搭載面を有し、それぞれの搭載面が第1および第2の材料シートのそれぞれ1つを嵌め込むための搭載平面を定める、第1および第2の接合形成プレート機構、および第2の接合プレート機構に動作可能な態様で結合され、(i)閉配置にあるときに、下接合形成プレート機構の上接合形成プレート機構に向かう運動が第1および第2の材料シートのそれぞれの表面に沿う第1および第2の互いに対する制御された圧力を達成するように、上接合形成プレート機構の下接合形成プレート機構に対する所定の位置への保持を補助するため、および(ii)第1の運動が第1および第2の接合形成プレート機構のそれぞれの搭載平面に実質的に垂直な方向に第2の接合形成プレート機構を第1の接合形成プレート機構から分離し、第2の運動が、第2の接合形成プレート機構の搭載平面が第1の接合形成プレート機構の搭載平面に対して斜角をなすように、第2の接合形成プレート機構を傾けて第1の接合形成プレート機構から離す、二重開動作プロファイルを提供するように動作することができる開閉機構、を備える。   In accordance with one or more alternative embodiments of the present invention, an anodic bond forming device includes a first bond forming plate mechanism and a second bond forming plate mechanism operable to fit a first material sheet. A second bond forming plate mechanism operable to fit a material sheet, wherein each of the first and second bond forming plate mechanisms has a mounting surface; Operatively coupled to the first and second bond forming plate mechanisms and the second bond plate mechanisms defining a mounting plane for fitting each one of the second material sheets, and (i) closed When in position, movement of the lower bond forming plate mechanism toward the upper bond forming plate mechanism is controlled relative to the first and second each other along the respective surfaces of the first and second material sheets. To help hold the upper bond forming plate mechanism in place relative to the lower bond forming plate mechanism to achieve pressure, and (ii) the first movement of the first and second bond forming plate mechanisms The second bond forming plate mechanism is separated from the first bond forming plate mechanism in a direction substantially perpendicular to the respective mounting plane, and the second motion is such that the mounting plane of the second bond forming plate mechanism is the first. The second bond forming plate mechanism is tilted away from the first bond forming plate mechanism so as to form an oblique angle with respect to the mounting plane of the bond forming plate mechanism. An opening / closing mechanism capable of

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、陽極接合形成装置は、第1の材料シートを嵌め込み、制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを第1の材料シートに与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構、第2の材料シートを嵌め込み、制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを第2の材料シートに与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、および複数の可動集成間隙調整板を有するスペーサ機構であって、第1の接合形成プレート機構に結合され、第1および第2の材料の周端の相互接触を防止するために第1および第2の材料シートに向けて第1の材料シートと第2の材料シートの間で集成間隙調整板を対称に移動させるように動作することができるスペーサ機構、を備える。   In accordance with one or more alternative embodiments of the present invention, an anodic bond forming apparatus includes a first sheet of material that is fitted with at least one of controlled heating, voltage, and cooling as a first. A first bond-forming plate mechanism operable to impart to the material sheet, the second material sheet is fitted, and at least one of controlled heating, voltage and cooling is provided to the second material sheet. And a spacer mechanism having a plurality of movable assembly gap adjustment plates, coupled to the first bond forming plate mechanism and having a circumference of the first and second materials. Operate to move the assembly gap adjustment plate symmetrically between the first material sheet and the second material sheet toward the first and second material sheets to prevent mutual contact of the edges Possible spacer mechanism comprises a.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、(第1および第2の材料シートの陽極接合形成に用いるための)接合形成プレート機構は、隔てて配置された第1および第2の面を有するベース、ベースの第2の面によって支持され、ベースへの熱伝達を妨げるように動作することができる熱インシュレータ、熱インシュレータに直接または間接に結合され、電力に応じて熱を発生するように動作することができる加熱ディスク、および加熱ディスクに直接または間接に結合され、第1の材料シートに加熱ディスクからの熱を少なくとも通路を通じて運ぶためおよび電圧を印加するように動作することができる熱スプレッダーを有し、第1の材料シートに印加される熱および電圧がそれぞれの加熱および電圧プロファイルにしたがって第1および第2の材料シートの陽極接合形成を補助する。   According to one or more alternative embodiments of the present invention, the bond-forming plate mechanism (for use in forming anodic bonds of the first and second material sheets) includes first and second spaced-apart A base having a second surface, a thermal insulator supported by the second surface of the base and operable to impede heat transfer to the base, directly or indirectly coupled to the thermal insulator, and heat in response to power A heating disk that can be operated to generate heat, and is directly or indirectly coupled to the heating disk and operates to carry heat from the heating disk at least through the passage and to apply a voltage to the first material sheet. The heat and voltage applied to the first material sheet have their respective heating and voltage profiles To assist in the anodic bonding of the first and second sheet of material I.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、(第1および第2の材料シートの陽極接合形成に用いるための)接合形成プレート機構は、隔てて配置された第1および第2の面を有するベースおよびベースに直接または間接に結合され、電力に応じて熱を発生するように動作することができる加熱ディスクを有し、加熱ディスクは縁端損失温度補償機能を提供するようにはたらくことができる複数の加熱域を有し、第1の材料シートに与えられる熱は第1および第2の材料シートの陽極接合形成を補助するための加熱プロファイルにしたがう。   According to one or more alternative embodiments of the present invention, the bond-forming plate mechanism (for use in forming anodic bonds of the first and second material sheets) includes first and second spaced-apart A base having a second surface and a heating disk coupled directly or indirectly to the base and operable to generate heat in response to power, the heating disk providing an edge loss temperature compensation function The heat applied to the first material sheet follows a heating profile to assist in the anodic bond formation of the first and second material sheets.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、(第1および第2の材料シートの陽極接合形成に用いるための)接合形成プレート機構は、隔てて配置された第1および第2の面を有し、電力に応じて熱を発生するように動作することができる加熱ディスク、加熱ディスクの第2の面に直接または間接に結合され、第1の材料シートに加熱ディスクからの熱を少なくとも通路を通じて運ぶためおよび電圧を印加するように動作することができる熱スプレッダー、および加熱ディスクの第1の面と熱流通状態にあり、熱スプレッダーおよび加熱ディスクを介して第1の材料シートから熱を除去するための冷却流体を運ぶように動作することができる少なくとも1本の冷却チャネルを有し、第1の材料シートに印加される熱および電圧は第1および第2の材料シートの陽極接合形成を補助するためのそれぞれの加熱および電圧プロファイルにしたがい、第1の材料シートに与えられる冷却は第2の材料シートに接合された剥離層の、第1の材料層からの、分離を補助するための冷却プロファイルにしたがう。   According to one or more alternative embodiments of the present invention, the bond-forming plate mechanism (for use in forming anodic bonds of the first and second material sheets) includes first and second spaced-apart A heating disk having a second surface and operable to generate heat in response to power, directly or indirectly coupled to the second surface of the heating disk, and from the heating disk to the first material sheet A heat spreader operable to carry at least heat through the passage and to apply a voltage, and a first material in heat flow with the first surface of the heating disk and via the heat spreader and the heating disk Heat and electricity applied to the first sheet of material having at least one cooling channel operable to carry a cooling fluid to remove heat from the sheet. Follows the respective heating and voltage profiles to assist in the anodic bonding of the first and second material sheets, and the cooling provided to the first material sheet is of the release layer bonded to the second material sheet, According to a cooling profile to aid separation from the first material layer.

本発明の1つないしさらに多くの別の実施形態にしたがえば、(第1および第2の材料シートの陽極接合形成に用いるための)接合形成プレート機構は、隔てて配置された第1および第2の面並びに第1および第2の面を貫通する開口を有するベース、ベースによって支持され、ベースから熱絶縁された、電力に応じて熱を発生するように動作することができる加熱ディスクであって、加熱ディスクを貫通する開口を有する加熱ディスク、加熱ディスクに直接または間接に結合され、第1の材料シートに、加熱ディスクからの熱を少なくとも通路を通じて運び、接合形成電圧を印加するように動作することができる熱スプレッダーであって、熱スプレッダーを貫通する開口を有する熱スプレッダー、および、ベース、加熱ディスクおよび熱スプレッダーの開口を通って突き出す電極を有する予荷重プランジャーであって、第1の材料シートが熱スプレッダーに接触すると第1の材料シートに電気的に接続するために電極がはたらくことができる予荷重プランジャー、を有する。   According to one or more alternative embodiments of the present invention, the bond-forming plate mechanism (for use in forming anodic bonds of the first and second material sheets) includes first and second spaced-apart A heating disk that is operable to generate heat in response to electrical power, supported by the base and thermally insulated from the base, having a second surface and an opening through the first and second surfaces. A heating disk having an opening extending through the heating disk, directly or indirectly coupled to the heating disk, carrying heat from the heating disk through at least a passage to the first material sheet and applying a junction forming voltage. A heat spreader capable of operating, the heat spreader having an opening through the heat spreader, and the base, heating disk and heat spreader. A preload plunger having an electrode projecting through an opening in a redder, wherein the electrode can act to electrically connect to the first material sheet when the first material sheet contacts the heat spreader A plunger.

その他の態様、特徴、利点等は、本明細書において本発明の説明が添付図面とともになされたときに、当業者には明らかになるであろう。   Other aspects, features, advantages, etc. will become apparent to those skilled in the art when the description of the invention herein is taken in conjunction with the accompanying drawings.

本発明の様々な態様を説明する目的のため、現在好ましい形態が図面に示されているが、図示される精確な配置および装備に本発明が限定されないことは当然である。   For the purpose of illustrating the various aspects of the invention, there are shown in the drawings embodiments that are presently preferred, but it is to be understood that the invention is not limited to the precise arrangements and equipment shown.

同様の参照数字が同様の要素を示す、図面を参照すれば、本発明の1つないしさらに多くの実施形態にしたがう接合形成装置10が図1に示されている。本実施形態において、接合形成装置は、従来の接合形成温度より高い、例えば約600℃より高く、1000℃に近い温度および/または1000℃をこえる、温度でSOI構造の2枚の材料シートの陽極接合形成を行うことができる一体型処理システムである(接合形成装置10は従来温度においても陽極接合形成を行えることに注意されたい)。(限定のためではなく)説明の目的のために、接合形成装置10が作業を施すに(例えばSOI構造の形成に)適する工作物としてSOI構造が本明細書で説明される。また、(限定のためではなく)説明の目的のために、工作物として以降に論じられる特定のSOI構造は、(シリコンウエハのような)半導体ドナーウエハをガラス(またはガラス−セラミック)基板に接合し、シリコンドナーウエハからシリコン層を、シリコン層がガラス基板上に接合されたままであるように、剥離することによって形成されるSOG構造である。   Referring to the drawings, wherein like reference numerals indicate like elements, a bonding apparatus 10 according to one or more embodiments of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, the junction forming apparatus is an anode of two material sheets of SOI structure at a temperature higher than the conventional junction forming temperature, eg, higher than about 600 ° C., close to 1000 ° C. and / or above 1000 ° C. It is an integrated processing system that can perform bond formation (note that the bond formation apparatus 10 can also perform anodic bond formation at conventional temperatures). For purposes of explanation (not for limitation), an SOI structure is described herein as a workpiece that is suitable for the bond forming apparatus 10 to perform operations (eg, for forming an SOI structure). Also, for illustrative purposes (but not for purposes of limitation), certain SOI structures, discussed below as workpieces, bond a semiconductor donor wafer (such as a silicon wafer) to a glass (or glass-ceramic) substrate. A SOG structure formed by peeling a silicon layer from a silicon donor wafer such that the silicon layer remains bonded onto the glass substrate.

接合形成装置10は以下のコンポーネント、上昇−加圧機構100,開閉機構200,スペーサ機構300,上接合形成プレート機構400,および下接合形成プレート機構500を備える。これらの主コンポーネントは相互に結合され、この複合体はベースプレート12および支持フレーム14で支持される。1つないしさらに多くの閉制御ループを有することができる制御ユニット(図示せず)が、以下でさらに詳細に論じられるように、(例えばコンピュータプログラムを用いて)接合形成装置10の様々な要素を制御するように動作することができる。   The bonding forming apparatus 10 includes the following components: a lift-pressing mechanism 100, an opening / closing mechanism 200, a spacer mechanism 300, an upper bonding forming plate mechanism 400, and a lower bonding forming plate mechanism 500. These main components are connected to each other and the composite is supported by a base plate 12 and a support frame 14. A control unit (not shown), which can have one or more closed control loops, controls various elements of the junction forming apparatus 10 (eg, using a computer program), as will be discussed in more detail below. Can operate to control.

接合形成装置10の動作およびいくつかの特定の接合形成プロセスが本明細書で後にさらに詳細に論じられるが、そのような動作の概要をここで提示する。図1において、接合形成装置は、上接合形成プレート機構400が下接合形成プレート機構500に密に重なる、閉配置にある。図2に示されるように、上接合形成プレート機構400は、接合されるべき2枚の材料シート(例えばシリコンドナーウエハおよびガラス基板)の装置10への挿入を可能にするために、上方に回転して下接合形成プレート機構500から離れるように動作することができる。ここでも、論述の目的のため、シリコンドナーウエハが、ガラス基板に接合され、後にシリコンドナーウエハから分離されることになる、剥離層を有すると想定されている。   Although the operation of the bond forming apparatus 10 and some specific bond forming processes are discussed in more detail later herein, an overview of such operations is presented here. In FIG. 1, the bond forming apparatus is in a closed arrangement where the upper bond forming plate mechanism 400 closely overlaps the lower bond forming plate mechanism 500. As shown in FIG. 2, the upper bond forming plate mechanism 400 rotates upward to allow insertion of two sheets of material to be bonded (eg, silicon donor wafer and glass substrate) into the apparatus 10. Thus, it can operate to move away from the lower bond forming plate mechanism 500. Again, for discussion purposes, it is assumed that the silicon donor wafer has a release layer that will be bonded to the glass substrate and later separated from the silicon donor wafer.

本例においては、接合形成プロセス中、シリコンドナーウエハが上接合形成プレート機構400に接触し、ガラス基板が下接合形成プレート機構500に接触すると想定されている。例えば、下接合形成プレート機構500上にガラス基板を置くことができ、(装置10が閉じたときに)上接合形成プレート機構400に接する位置にシリコンドナーウエハがくるであろうように、シリコンドナーウエハをガラス基板上に置くことができる(しかし、本発明の様々な実施形態の範囲を逸脱せずにこの配置を反転させ得ることは当然である)。別の実施形態において、上接合形成プレート機構400が開位置にあるときに、例えば、クリップ、チャック機構、真空等によって、シリコンドナーウエハを上接合形成プレート機構400に結合させることができる。   In this example, it is assumed that during the bond formation process, the silicon donor wafer contacts the upper bond formation plate mechanism 400 and the glass substrate contacts the lower bond formation plate mechanism 500. For example, a silicon donor can be placed on the lower bond formation plate mechanism 500 such that the silicon donor wafer will be in contact with the upper bond formation plate mechanism 400 (when the apparatus 10 is closed). The wafer can be placed on a glass substrate (but it is natural that this arrangement can be reversed without departing from the scope of the various embodiments of the invention). In another embodiment, the silicon donor wafer can be coupled to the upper bond forming plate mechanism 400, for example, by a clip, chuck mechanism, vacuum, etc., when the upper bond forming plate mechanism 400 is in the open position.

一般に、上接合形成プレート機構400は制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つをシリコンドナーウエハに与えるように動作することができ、下接合形成プレート機構500は制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つをガラス基板に与えるように動作することができる。上昇−加圧機構100は動作可能な態様で上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500に結合され、シリコンドナーウエハおよびガラス基板のそれぞれの面(すなわち界面)に沿うガラス基板に対するシリコンドナーウエハの制御された圧力を達成するために上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500を互いに押し付けるように動作することができる。制御ユニットはシリコンドナーウエハとガラス基板の間の陽極接合形成を達成するに十分な加熱、電圧および圧力プロファイルを与えるための上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500並びに上昇−加圧機構100への制御信号を生成するように動作することができる。制御ユニットは上接合形成プレート機構400および/または下接合形成プレート機構500を強制冷却して接合形成後のシリコンドナーウエハからの剥離層の分離を容易にするための上接合形成プレート機構400および/または下接合形成プレート機構500への制御信号を生成するようにも動作することができる。   In general, the upper bonding plate mechanism 400 can be operated to provide the silicon donor wafer with at least one of controlled heating, voltage and cooling, while the lower bonding plate mechanism 500 is controlled heating, voltage and voltage. And at least one of the cooling can be operated to provide the glass substrate. The lift-press mechanism 100 is operatively coupled to the upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 and is a silicon donor to the glass substrate along the respective surfaces (ie, interfaces) of the silicon donor wafer and the glass substrate. The upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 can be operated to press each other to achieve a controlled pressure on the wafer. The control unit provides an upper bonding plate mechanism 400 and a lower bonding plate mechanism 500 and a lift-press mechanism for providing sufficient heating, voltage and pressure profiles to achieve anodic bonding between the silicon donor wafer and the glass substrate. It can operate to generate a control signal to 100. The control unit forcibly cools the upper bonding plate mechanism 400 and / or the lower bonding plate mechanism 500 to facilitate separation of the release layer from the silicon donor wafer after bonding. Alternatively, it can also operate to generate a control signal to the lower bond forming plate mechanism 500.

図2に示されるように、上接合形成プレート機構400が上方に回転して下接合形成プレート機構500から離れ、シリコンドナーウエハおよびガラス基板が上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500の間に挿入された後、上接合形成プレート機構400は(開閉機構200によって)下方に回転して、上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500が間隔をおいて隔てられるように動作することができる。したがって、シリコンドナーウエハがガラス基板の上に置かれていれば、上接合形成プレート機構400はシリコンドナーウエハから隔てられているであろう。あるいは、シリコンドナーウエハが(例えば、前述したクリップ、チャック、真空等によって)上接合形成プレート機構400に結合されていれば、シリコンドナーウエハとガラス基板は隔てられているであろう。後者の手法が用いられる場合には、シリコンドナーウエハおよびガラス基板を(1000℃に近い温度および/または1000℃をこえる温度とすることができる)特定の温度への個別の加熱を、上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500のそれぞれへの制御された電力供給によって開始することができる。前者の手法が用いられる場合には、接合形成装置10を完全に閉じた後に個別の加熱を開始することができる。   As shown in FIG. 2, the upper bonding plate mechanism 400 rotates upward to move away from the lower bonding plate mechanism 500, and the silicon donor wafer and the glass substrate are separated from the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500. After being inserted in between, the upper bonding plate mechanism 400 is rotated downward (by the opening / closing mechanism 200) so that the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500 are spaced apart. be able to. Thus, if the silicon donor wafer is placed on a glass substrate, the top bond forming plate mechanism 400 will be separated from the silicon donor wafer. Alternatively, if the silicon donor wafer is coupled to the top bond forming plate mechanism 400 (eg, by the previously described clip, chuck, vacuum, etc.), the silicon donor wafer and glass substrate will be separated. When the latter approach is used, the silicon donor wafer and the glass substrate are individually heated to a specific temperature (which can be close to 1000 ° C. and / or above 1000 ° C.), over-bonded It can be initiated by a controlled power supply to each of the plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500. When the former method is used, individual heating can be started after the bonding apparatus 10 is completely closed.

図4Aおよび4Bに示されるように、上昇−加圧機構100の制御された作動の下に、シリコンドナーウエハとガラス基板は相互に接触することができる。上昇−加圧機構100は、シリコンドナーウエハとガラス基板の間に制御された加熱および圧力を達成できるような位置に下接合形成プレート機構500(およびガラス基板)を押し上げる。シリコンドナーウエハおよびガラス基板には上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500のそれぞれによって印加される約1750VDCの電位差がかけられる。圧力、温度差および電位差は制御された時間にわたり印加される。その後、電圧がゼロに戻され、シリコンドナーウエハおよびガラス基板は冷却され(強制冷却とすることができる)、冷却によりシリコンドナーウエハからの剥離層の分離が少なくとも開始される。そのようなことがおこるとは考えられないが、剥離層とシリコンドナーウエハの間の分離が冷却プロセスで完了していなければ、剥離プロセスを補助するために1つないしさらに多くの機械的またはその他の機構を用いることができる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, under the controlled operation of the lift-press mechanism 100, the silicon donor wafer and the glass substrate can contact each other. The lift-press mechanism 100 pushes the lower bond forming plate mechanism 500 (and the glass substrate) to a position such that controlled heating and pressure can be achieved between the silicon donor wafer and the glass substrate. The silicon donor wafer and the glass substrate are subjected to a potential difference of about 1750 VDC applied by the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500, respectively. The pressure, temperature difference and potential difference are applied over a controlled time. Thereafter, the voltage is returned to zero, the silicon donor wafer and the glass substrate are cooled (which can be forced cooling), and cooling initiates at least the separation of the release layer from the silicon donor wafer. It is unlikely that this will happen, but if the separation between the release layer and the silicon donor wafer is not complete in the cooling process, one or more mechanical or other to assist the release process The mechanism can be used.

ここで接合形成装置10のそれぞれの要素をさらに詳細に論述する。図5は、部分的に分解された、接合形成装置の斜視図である。すなわち、上昇−加圧機構100,開閉機構200,スペーサ機構300並びに上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500の特定のコンポーネントが容易に見分けられる。   Each element of the bonding apparatus 10 will now be discussed in further detail. FIG. 5 is a partially exploded perspective view of the bonding apparatus. That is, specific components of the ascending-pressurizing mechanism 100, the opening / closing mechanism 200, the spacer mechanism 300, the upper bonding formation plate mechanism 400, and the lower bonding formation plate mechanism 500 can be easily distinguished.

さらに図6を参照して上昇−加圧機構100の一実施形態が次に論じられる。上昇−加圧機構100は下接合形成プレート機構500に結合され、シリコンドナーウエハとガラス基板の陽極接合形成を補助するためのシリコンドナーウエハおよびガラス基板のそれぞれの面に沿ってシリコンドナーウエハおよびガラス基板の互いに対する制御された圧力を達成するために、上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500を相互に押し付けるように動作することができる。本実施形態において、上昇−加圧機構100は下接合形成プレート機構500の、(i)上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500の(したがってガラス基板およびシリコンドナーウエハの)初期予荷重位置を達成するために下接合形成プレート機構500がガラス基板を上接合形成プレート機構400に向けて垂直に移動する予荷重印加動作、および(ii)制御された圧力においてガラス基板がシリコンドナーウエハに押し付けられる圧力印加動作(これは実質的に一様な圧力分布のためのガラス基板とシリコンドナーウエハの間の自動位置合せも可能にすることができる)の、2つの基本動作を可能にするように動作することができる。   Still referring to FIG. 6, one embodiment of the lift-press mechanism 100 will now be discussed. The lift-press mechanism 100 is coupled to the lower bond formation plate mechanism 500 and is provided along the respective surfaces of the silicon donor wafer and the glass substrate to assist in the anodic bond formation of the silicon donor wafer and the glass substrate. To achieve a controlled pressure of the substrates against each other, the upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 can be operated to press each other. In this embodiment, the lift-press mechanism 100 is the initial preload of the lower bond forming plate mechanism 500, (i) the upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 (and therefore of the glass substrate and silicon donor wafer). A preloading action in which the lower bond forming plate mechanism 500 moves the glass substrate vertically toward the upper bond forming plate mechanism 400 to achieve position, and (ii) the glass substrate is moved to the silicon donor wafer at a controlled pressure. To allow two basic operations of pressure application operation to be pressed (which can also allow automatic alignment between the glass substrate and the silicon donor wafer for a substantially uniform pressure distribution) Can work.

上昇−加圧機構100は、ベース102,第1のアクチュエータ104,第2のアクチュエータ106,および下マウント108を有する。ベース102は上面110および下面112を有する。第1のアクチュエータ104はベース102の下面112に結合させることができ、第2のアクチュエータ106はベース102の上面110に結合させることができる。下マウント108は、第2のアクチュエータ106がベース102と下マウント108の間に挟まれるように、第2のアクチュエータ106に結合される。   The ascending-pressurizing mechanism 100 includes a base 102, a first actuator 104, a second actuator 106, and a lower mount 108. Base 102 has an upper surface 110 and a lower surface 112. The first actuator 104 can be coupled to the lower surface 112 of the base 102, and the second actuator 106 can be coupled to the upper surface 110 of the base 102. The lower mount 108 is coupled to the second actuator 106 such that the second actuator 106 is sandwiched between the base 102 and the lower mount 108.

ベース102は複数本の案内柱114,116,118に対して滑動可能である(3本の案内柱が示されているが、より少ないかまたはより多い数の案内柱を用いることができる)。例として、ベース102はそれぞれのガイドブッシュ120,122,124を有することができ(ガイドブッシュ124は見えない)、案内柱114,116,118は、案内柱114,116,118がそれぞれのガイドブッシュ120,122,124内を軸方向に滑動できるように、ガイドブッシュ120,122,124内に同軸に配置される。案内柱114,116,118のそれぞれはファスナー130を用いて接合形成装置10のベースプレート12に固定することができる。   The base 102 is slidable relative to a plurality of guide posts 114, 116, 118 (three guide posts are shown, but fewer or more guide posts can be used). By way of example, the base 102 can have respective guide bushes 120, 122, 124 (the guide bush 124 is not visible), and the guide columns 114, 116, 118 are guide rails 114, 116, 118, respectively. The guide bushes 120, 122, 124 are arranged coaxially so that they can slide in the axial direction within the 120, 122, 124. Each of the guide pillars 114, 116, and 118 can be fixed to the base plate 12 of the bonding apparatus 10 using a fastener 130.

1つないしさらに多くの実施形態にしたがえば、第1のアクチュエータ104の作動は、上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500(したがってガラス基板およびシリコンドナーウエハ)の初期予荷重印加位置決めを達成するために下接合形成プレート機構500が上接合形成プレート機構400に向けて下マウント108を介して移動する、前述した予荷重印加動作を達成することができる。この予荷重印加動作は上接合形成プレート機構400に向かう下接合形成プレート機構500の粗変位とすることができる。第1のアクチュエータ104および第2のアクチュエータ106は、第1のアクチュエータ104の作動が第2のアクチュエータ106および下接合形成プレート機構500のいずれもの粗変位を与えるように、下接合形成プレート機構500に軸を合せて取り付けることができる。   In accordance with one or more embodiments, the actuation of the first actuator 104 is responsible for initial preloading positioning of the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500 (and thus the glass substrate and silicon donor wafer). In order to achieve the above, the above-described preload application operation in which the lower bonding plate mechanism 500 moves through the lower mount 108 toward the upper bonding plate mechanism 400 can be achieved. This preload application operation can be a rough displacement of the lower bonding plate mechanism 500 toward the upper bonding plate mechanism 400. The first actuator 104 and the second actuator 106 are provided to the lower joint forming plate mechanism 500 such that the operation of the first actuator 104 provides a coarse displacement of either the second actuator 106 or the lower joint forming plate mechanism 500. Axis can be fitted together.

さらに詳しくは、第1のアクチュエータ104は第1のアクチュエータ104を上下方向に移動させるように動作することができるシャフト104Aを有することができる。シャフト104Aは、電気機械ソレノイド、液圧ピストン機構、等のような、いずれか適する機構を用いて駆動することができる。第1のアクチュエータ104の上下移動は対応するベース102の移動をおこさせることができ、ベース102の平面配置は案内柱114,116,118がガイドブッシュ120,122,124内を滑動する際に案内柱114,116,118によって維持される。ベース102の移動の結果、第2のアクチュエータ106,下マウント108および下接合形成プレート機構500の対応する移動がおこる。シャフト104Aによる第1のアクチュエータ104の移動は、下接合形成プレート機構500の予荷重印加動作が制御されるように、機械的に、電気的に、および/または液圧で、制限することができる。制限された移動は、図6に示されるように、それぞれのファスナー130とガイドブッシュ120,122,124の間隔Dを、図3に示されるような実質的にゼロであるかまたは休止時の間隔と比較して、測ることができる。   More specifically, the first actuator 104 can have a shaft 104A that can be operated to move the first actuator 104 up and down. The shaft 104A can be driven using any suitable mechanism, such as an electromechanical solenoid, a hydraulic piston mechanism, or the like. The vertical movement of the first actuator 104 can cause the corresponding base 102 to move, and the planar arrangement of the base 102 is guided when the guide columns 114, 116, 118 slide in the guide bushes 120, 122, 124. Maintained by pillars 114, 116, 118. As a result of the movement of the base 102, corresponding movements of the second actuator 106, the lower mount 108, and the lower joint forming plate mechanism 500 occur. The movement of the first actuator 104 by the shaft 104A can be limited mechanically, electrically, and / or hydraulically such that the preload application operation of the lower bond forming plate mechanism 500 is controlled. . As shown in FIG. 6, the limited movement is such that the distance D between each fastener 130 and the guide bushes 120, 122, 124 is substantially zero as shown in FIG. Compared with, it can be measured.

上昇−加圧機構100の第2のアクチュエータ106は下接合形成プレート機構500に制御可能な力(例えば、前述した粗移動に比較して微細な移動)を与えるように動作することができ、制御可能な力は下接合形成プレート機構500の搭載面(すなわち、ガラス基板に接する表面)に実質的に垂直である。上接合形成プレート機構400の搭載面は下接合形成プレート機構500の搭載面に平行であるから、上昇−加圧機構100の第2のアクチュエータ106は、シリコンドナーウエハとガラス基板の間の、掻き傷またはその他の障害を陽極接合の品質に生じさせかねない横方向の力が全く(または最小限にしか)印加されないことを保証する。   The second actuator 106 of the ascending-pressurizing mechanism 100 can operate to provide a controllable force (for example, a fine movement compared to the coarse movement described above) to the lower bonding formation plate mechanism 500. The possible force is substantially perpendicular to the mounting surface (ie, the surface in contact with the glass substrate) of the lower bond forming plate mechanism 500. Since the mounting surface of the upper bonding formation plate mechanism 400 is parallel to the mounting surface of the lower bonding formation plate mechanism 500, the second actuator 106 of the ascending-pressing mechanism 100 scrapes between the silicon donor wafer and the glass substrate. Ensure that no (or only minimal) lateral forces are applied that could cause scratches or other obstacles to the quality of the anodic bond.

第2のアクチュエータ106は、ベローズの内部流体圧(例えば液圧またはガス圧)の変化に応じて下マウント108を上下に移動させるように動作することができるベローズアクチュエータとすることができる。第2のアクチュエータ106は、ガラス基板がシリコンドナーウエハに押し付けられる、前述した圧力印加動作を達成するために(第1のアクチュエータ104に対して)独立に制御することができる。ガラス基板とシリコンドナーウエハの間に陽極接合形成に適切な(psi単位(Pa単位)の)圧力を確立するために、制御ユニットによる第2のアクチュエータ106の慎重な制御(例えば、ベローズ内の圧力の制御)を用いることができる。さらに、第2のアクチュエータ106にベローズを用いれば、下マウント108,下接合形成プレート機構500およびガラス基板を、上接合形成プレート機構400(およびシリコンドナーウエハ)に対して浮かすかまたは自動位置合せをおこなうことが可能になる。   The second actuator 106 may be a bellows actuator that can operate to move the lower mount 108 up and down in response to a change in the internal fluid pressure (for example, hydraulic pressure or gas pressure) of the bellows. The second actuator 106 can be controlled independently (relative to the first actuator 104) to achieve the pressure application operation described above in which the glass substrate is pressed against the silicon donor wafer. Careful control (eg, pressure in the bellows) of the second actuator 106 by the control unit to establish a pressure (in psi units (Pa units)) appropriate for anodic bonding between the glass substrate and the silicon donor wafer. Control). Further, if a bellows is used for the second actuator 106, the lower mount 108, the lower bonding plate mechanism 500 and the glass substrate are floated or automatically aligned with respect to the upper bonding plate mechanism 400 (and the silicon donor wafer). It becomes possible to do.

上昇−加圧機構100は、下マウント108に結合された上向ポスト140のような、複数のマウント素子も有することができる。マウント素子140は本説明で後にさらに詳細に論じられるように、スペーサ機構300を嵌合して保持するようにはたらくことができる。   The lift-press mechanism 100 can also have a plurality of mounting elements, such as an upward post 140 coupled to the lower mount 108. The mounting element 140 can serve to fit and hold the spacer mechanism 300 as will be discussed in more detail later in this description.

図5に最善に示されるように、上昇−加圧機構100は下マウント108および/または下接合形成プレート機構500に結合された位置センサ150を有することもできる。位置センサ150は下接合形成プレート機構500がどれだけ移動したかを示す出力信号を制御機構に与えるように動作することができる。例えば、位置センサ150の出力信号は下接合形成プレート機構500の(上接合形成プレート機構400に向かう)前述した粗変位が行われたか否かの指標を与えることができる。この指標は、加熱、予荷重圧力およびシード電圧印加等をいつ開始すべきかの指標を与えることができる。さらにまたはあるいは、位置センサ150の信号は下接合形成プレート機構500の速度および/または加速度の指標を与えることができる。当業者であれば、位置センサ150の出力信号から得られる1つないしさらに多くの位置測定値およびタイムベースに基づいて、下接合形成プレート機構500の位置、速度、加速度等を制御ユニットが計算できることを認めるであろう。例として、位置センサは、変換器の可動コアの関数として振幅が変化する出力信号を与える、線形電圧可変差動変成器(LVDT)を用いて実施することができる。   As best shown in FIG. 5, the lift-press mechanism 100 may also have a position sensor 150 coupled to the lower mount 108 and / or the lower bond forming plate mechanism 500. The position sensor 150 is operable to provide an output signal to the control mechanism indicating how much the lower bond forming plate mechanism 500 has moved. For example, the output signal of the position sensor 150 can provide an indication of whether or not the coarse displacement described above (toward the upper bonding plate mechanism 400) of the lower bonding plate mechanism 500 has been performed. This indicator can give an indication of when to start heating, preload pressure, seed voltage application, and the like. Additionally or alternatively, the position sensor 150 signal can provide an indication of the velocity and / or acceleration of the lower bond forming plate mechanism 500. A person skilled in the art can calculate the position, velocity, acceleration, etc. of the lower bonding plate mechanism 500 based on one or more position measurements and time bases obtained from the output signal of the position sensor 150. Would admit. As an example, the position sensor can be implemented using a linear voltage variable differential transformer (LVDT) that provides an output signal that varies in amplitude as a function of the moving core of the transducer.

さらに図7を参照して開閉機構200の一実施形態が次に論じられる。本実施形態において、開閉機構200は、集成リフト202,集成アクチュエータ204,集成チルト機構206およびマウントプレート208を有する。開閉機構200は上接合形成プレート機構400(図7には示されていない。図1および5を見よ)に結合され、(i)閉配置にあるときに、上接合形成プレート機構400に向かう下接合形成プレート500の移動がガラス基板に対するシリコンドナーウエハの制御された圧力を達成するような下接合形成プレート機構500に対する所定の位置への上接合形成プレート400の保持を補助するため、および(ii)第1の動作が下接合形成プレート機構500から上接合形成プレート機構400を下接合形成プレート機構500および上接合形成プレート機構400のそれぞれの搭載平面に実質的に垂直な方向に分離し、第2の動作が、上接合プレート機構400の搭載平面が下接合形成プレート機構500の搭載平面に対して斜角をなすように、上接合形成プレート機構400を傾けて下接合プレート機構500から離す、二重開動作プロファイルを与えるように動作することができる。   Still referring to FIG. 7, one embodiment of the opening and closing mechanism 200 will now be discussed. In the present embodiment, the opening / closing mechanism 200 includes a collective lift 202, a collective actuator 204, a collective tilt mechanism 206, and a mount plate 208. The opening and closing mechanism 200 is coupled to an upper bond forming plate mechanism 400 (not shown in FIG. 7; see FIGS. 1 and 5), and (i) a lower toward the upper bond forming plate mechanism 400 when in a closed configuration. To assist in holding the upper bonding plate 400 in place relative to the lower bonding plate mechanism 500 such that movement of the bonding plate 500 achieves a controlled pressure of the silicon donor wafer relative to the glass substrate, and (ii ) The first operation separates the upper bonding plate mechanism 400 from the lower bonding plate mechanism 500 in a direction substantially perpendicular to the respective mounting planes of the lower bonding plate mechanism 500 and the upper bonding plate mechanism 400; 2, the mounting plane of the upper bonding plate mechanism 400 forms an oblique angle with respect to the mounting plane of the lower bonding forming plate mechanism 500. Sea urchin, away from the lower bonding plate mechanism 500 by tilting the upper bonding plate mechanism 400 may operate to provide a dual opening motion profile.

二重開動作プロファイルに関し、集成リフト202,集成アクチュエータ204,集成チルト機構206およびマウントプレート208は協同して、(i)ベースプレート12に対するマウントプレート208の垂直運動、および(ii)ベースプレート12に対するマウントプレートの上方への回転を可能にするチルト運動の、2つの基本動作を達成する。上接合形成プレート機構400はマウントプレート208に結合するように動作することができ、マウントプレート208の回転によって(上で論じたように)上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500の間での接合形成装置10へのシリコンドナーウエハおよびガラス基板の挿入のためのアクセスが可能になる。マウントプレート208(および上接合形成プレート機構400)の垂直運動により、実質的に純粋に垂直方向である、上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500の間の初期分離運動が可能になる。これにより、そうでなければ、SOG構造に損傷を与えかねない横方向への掻き傷をつけない分離が可能になる。これらの特徴は以下でさらに詳細に論じられる。   With respect to the double-open motion profile, the assembly lift 202, the assembly actuator 204, the assembly tilt mechanism 206 and the mount plate 208 cooperate to (i) vertical movement of the mount plate 208 relative to the base plate 12, and (ii) the mount plate relative to the base plate 12. Two basic movements of the tilting movement that allow for upward rotation of the are achieved. The upper bond forming plate mechanism 400 can be operated to couple to the mount plate 208 and is rotated between the upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 (as discussed above) by rotation of the mount plate 208. Enables access for the insertion of the silicon donor wafer and the glass substrate into the bond forming apparatus 10. The vertical movement of the mount plate 208 (and the upper bonding plate mechanism 400) allows an initial separation movement between the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500 that is substantially purely vertical. . This allows for separation without lateral scratching that could otherwise damage the SOG structure. These features are discussed in further detail below.

集成リフト202はベース210,案内シャフト212および案内ブッシュ214を有する。ベース210は、直接または間接にベースプレート12に連結するため、および上昇運動およびチルト運動をそこから開始できる高剛性基準を提供するようにはたらくことができる。案内シャフト212はベース210に動作可能な態様で結合され、集成チルト機構206およびマウントプレート208に向かって垂直方向に延びる。案内ブッシュ214は案内シャフト212を滑り嵌めするようにはたらくことができる。以下でさらに詳細に論じられるように、案内シャフト212に対する案内ブッシュ214の滑り運動がマウントプレート208の垂直運動および回転運動をおこさせる。案内ブッシュ214は集成アクチュエータ204への機械的連結を可能にするようにはたらくことができる締結プレート216を有する。   The assembly lift 202 has a base 210, a guide shaft 212 and a guide bush 214. The base 210 can serve to couple directly or indirectly to the base plate 12 and provide a high stiffness reference from which lift and tilt movements can be initiated. The guide shaft 212 is operably coupled to the base 210 and extends vertically toward the assembly tilt mechanism 206 and the mount plate 208. Guide bushing 214 can serve to slide fit guide shaft 212. As discussed in more detail below, the sliding motion of the guide bushing 214 relative to the guide shaft 212 causes the mount plate 208 to move vertically and rotationally. The guide bushing 214 has a fastening plate 216 that can serve to allow mechanical connection to the assembly actuator 204.

集成アクチュエータ204は、同じくマウントプレート208の上昇運動および傾斜運動を得るために案内ブッシュ214の制御された滑りが達成されるように、案内ブッシュ214の締結プレート216に垂直方向の力を与えるように動作することができる。一実施形態において、集成アクチュエータ204は、ダフ-ノートン(Duff-Norton)ジャッキのような、ジャッキ230,ジャッキ230に連結されたシャフト232および案内ブッシュ214の締結プレート212に接続された結合素子234を有することができる。1つないしさらに多くの実施形態において、ダフ-ノートンジャッキ230は、シャフト236への回転力の印加がシャフト232の垂直運動、したがって案内ブッシュ214の垂直運動を生じさせるように動作することができる。ジャッキ230の作動は制御ユニットによって、シャフト236を回転させるための電気モーターの使用によるように、制御することができる。   The integrated actuator 204 also applies a vertical force to the fastening plate 216 of the guide bush 214 so that a controlled slip of the guide bush 214 is achieved in order to obtain a rising and tilting movement of the mount plate 208. Can work. In one embodiment, the integrated actuator 204 includes a jack 230, such as a Duff-Norton jack, a shaft 232 coupled to the jack 230, and a coupling element 234 connected to the fastening plate 212 of the guide bush 214. Can have. In one or more embodiments, the duff-Norton jack 230 can operate such that application of rotational force to the shaft 236 causes vertical movement of the shaft 232, and thus vertical movement of the guide bushing 214. The operation of the jack 230 can be controlled by the control unit, such as by using an electric motor to rotate the shaft 236.

マウントプレート208は、上接合形成プレート機構400を嵌合するようにはたらくことができる第1の終端240および集成チルト機構206と動作可能な態様で結合された第2の終端242を有することができる。本実施形態において、集成チルト機構206はマウントプレート208を(以下でさらに詳細に論じられる)集成リフト202に結合するヒンジプレート250を有する。集成チルト機構206は、第1のストップアーム252,第2のストップアーム254およびマウントプレート208へのヒンジプレート250の軸旋回リンク仕掛258も有する。ストップアーム252,254は、それぞれの第1の末端においてベースプレート12に結合され、それぞれの第2の末端においてマウントプレート208に結合される。ストップアーム252,254は、(ベースプレート12に対する)それぞれの垂直運動は阻止されるが、第1の末端を中心とする第2の末端の軸旋回運動は許容されるように、第1の末端においてベースプレート12に回転可能な態様で結合させることができる。ストップアーム252,254のそれぞれは、マウントプレート208の第2の終端242から水平方向に延び出している、対応するローラーまたはピン244を受け入れるようにはたらくことができるスロット256を有する。   The mount plate 208 can have a first end 240 that can serve to mate the upper bond forming plate mechanism 400 and a second end 242 that is operatively coupled to the assembled tilt mechanism 206. . In this embodiment, the assembly tilt mechanism 206 has a hinge plate 250 that couples the mount plate 208 to the assembly lift 202 (discussed in more detail below). The assembled tilt mechanism 206 also includes a first stop arm 252, a second stop arm 254, and an axis pivot link mechanism 258 of the hinge plate 250 to the mount plate 208. Stop arms 252 and 254 are coupled to the base plate 12 at respective first ends and to the mount plate 208 at respective second ends. The stop arms 252 and 254 are blocked at the first end so that their respective vertical movements (relative to the base plate 12) are prevented, but a second end pivoting movement about the first end is allowed. The base plate 12 can be coupled in a rotatable manner. Each stop arm 252, 254 has a slot 256 that extends horizontally from the second end 242 of the mount plate 208 and can serve to receive a corresponding roller or pin 244.

マウントプレート208は軸旋回リンク仕掛258によってヒンジプレート250に動作可能な態様で結合される。さらに詳しくは、ヒンジプレート250はマウントプレート208の開口245に少なくともある程度は延び込んでいるブロック260を有する。軸旋回リンク仕掛258により、軸旋回リンク仕掛258を軸とするマウントプレート208の回転すなわち軸旋回が可能になる。開口245は、ブロック260が妨害されずに開口245内で回転できるような寸法および形状につくることができる。   Mount plate 208 is operably coupled to hinge plate 250 by pivot pivot link mechanism 258. More particularly, the hinge plate 250 includes a block 260 that extends at least partially into the opening 245 of the mount plate 208. The pivoting link mechanism 258 enables the mount plate 208 to rotate, that is, pivot, about the pivoting link mechanism 258. The opening 245 can be sized and shaped such that the block 260 can rotate within the opening 245 without obstruction.

ジャッキ230の(例えばシャフト236への回転力の印加による)作動に応答して、シャフト232は案内ブッシュ214を上昇/下降させることができる。図示される配置において、案内ブッシュ214は前述した作動に応答して上昇し、よってヒンジプレート250に(上方への)垂直運動を与える。応答して、ヒンジプレート250はブロック260および軸旋回リンク仕掛258を介してマウントプレート208に垂直方向の力を印加する。明らかに、マウントプレート208は上接合プレート機構400および下接合形成プレート機構500の搭載平面が上昇運動中の上接合形成プレート機構400の限られた行程の実質的に全てを通して実質的に平行なままでいるような態様でブロック260による運動を行う。   In response to actuation of the jack 230 (eg, by application of rotational force to the shaft 236), the shaft 232 can raise / lower the guide bushing 214. In the illustrated arrangement, the guide bushing 214 rises in response to the actuation described above, thus providing a vertical (upward) motion to the hinge plate 250. In response, the hinge plate 250 applies a vertical force to the mount plate 208 via the block 260 and the pivot axis linkage 258. Obviously, the mounting plate 208 remains substantially parallel through substantially all of the limited travel of the upper joint forming plate mechanism 400 during the upward movement of the mounting plane of the upper joint forming plate mechanism 400 and the lower joint forming plate mechanism 500. The motion by the block 260 is performed in such a manner.

ヒンジプレート250によってマウントプレート208に印加される垂直方向の力は、それぞれのストップアーム252,254のそれぞれのスロット256内でのマウントプレート208のローラーまたはピン244の上方への移動をおこさせる。したがって、マウントプレート208は、ベースプレート12に対して実質的に平行な関係を維持しながら、垂直に上昇してベースプレート12から離れるであろう。ベースプレート12に対する実質的に平行な配置を維持しながらの、垂直な上方移動(すなわち上昇)は、制限された行程中、すなわちマウントプレート208のローラーまたはピン244がスロット256内の上限に接するまで、続くであろう。ローラーまたはピン244がこの上限に達すると、ブロック260によってマウントプレート208にかけられた連続的な上向きの力が、軸旋回リンク仕掛258を中心とする回転運動に応答するマウントプレート208の第1の終端の上方への傾きを生じさせる(軸旋回リンク仕掛258を軸とする旋回に応答するマウントプレート208の横方向運動を考慮に入れるためにストップアーム252,254のそれぞれの第1の末端を軸とする若干の旋回運動が許容される)。マウントプレート208の傾きの大きさは、それぞれのストップアーム252,254の末端に配置されるストップ257を用いて調節することができる。例として、ストップ257はねじ込みロッドおよびナットを有することができ、ねじ込みロッドは回して可変量だけ付随スロット256に出し入れすることができる。スロット256の有効な長さ内でのこの調節により、ローラーまたはピン244の許容行程およびマウントプレート208の傾きの大きさの変更が可能になる。   The vertical force applied to the mount plate 208 by the hinge plate 250 causes the mount plate 208 rollers or pins 244 to move upward within the respective slots 256 of the respective stop arms 252, 254. Thus, the mount plate 208 will rise vertically away from the base plate 12 while maintaining a substantially parallel relationship to the base plate 12. Vertical upward movement (i.e., elevation) while maintaining a substantially parallel arrangement with respect to the base plate 12 may occur during a limited stroke, i.e., until the roller or pin 244 of the mount plate 208 contacts the upper limit in the slot 256. Will continue. When the roller or pin 244 reaches this upper limit, the continuous upward force applied by the block 260 to the mount plate 208 is the first end of the mount plate 208 that is responsive to rotational movement about the pivot axis linkage 258. (In order to take into account the lateral movement of the mount plate 208 in response to pivoting about the pivot axis linkage 258 about the first end of each of the stop arms 252 and 254 as an axis. A slight swivel motion is allowed). The magnitude of the inclination of the mount plate 208 can be adjusted using a stop 257 disposed at the end of each stop arm 252, 254. As an example, the stop 257 can have a threaded rod and nut, which can be turned into and out of the associated slot 256 by a variable amount. This adjustment within the effective length of the slot 256 allows a change in the allowable travel of the roller or pin 244 and the amount of tilt of the mount plate 208.

集成アクチュエータ204の反転作動により、マウントプレート208のベースプレート12に実質的に平行な配置への下向きの傾きがおこり、続いて、マウントプレート208がベースプレート12との実質的に平行な関係を維持する、垂直方向に下向きの運動がおこる。マウントプレート208の平行配置はヒンジプレート250の1つないしさらに多くのストップ259によって調節することができる。例えば、ストップ259は、マウントプレート208に可調休止位置を与えるため、回転させてヒンジプレート250に出し入れすることができるねじ込みボルトを有することができる。   Reversing actuation of the assembly actuator 204 causes a downward tilt of the mount plate 208 to a position substantially parallel to the base plate 12, and subsequently the mount plate 208 maintains a substantially parallel relationship with the base plate 12. A downward movement occurs in the vertical direction. The parallel placement of the mount plate 208 can be adjusted by one or more stops 259 of the hinge plate 250. For example, the stop 259 can have a screw bolt that can be rotated into and out of the hinge plate 250 to provide an adjustable rest position for the mount plate 208.

マウントプレート208の第1の終端240は上昇−加圧機構100の案内柱114,116,118の上端114A、116A、118Aに嵌合して結合するようにはたらくことができる複数のロック246も有することが好ましい(図6を見よ)。例として、ロック246は手動で操作できるねじ込みボルトを利用して実施することができる。マウントプレート208が図4A,4Bに示される位置まで下降すると、集成リフト202,集成アクチュエータ204または集成チルト機構206に過剰な力をかけずに、マウントプレート208がシリコンドナーウエハおよび上接合形成プレート機構400にかかる上向きの圧力に対抗できることを保証する。   The first end 240 of the mount plate 208 also has a plurality of locks 246 that can serve to fit and couple to the upper ends 114A, 116A, 118A of the guide posts 114, 116, 118 of the lift-press mechanism 100. Preferably (see FIG. 6). As an example, the lock 246 can be implemented using a screw bolt that can be manually operated. When the mount plate 208 is lowered to the position shown in FIGS. 4A and 4B, the mount plate 208 is mounted on the silicon donor wafer and the top bond formation plate mechanism without applying excessive force to the assembly lift 202, assembly actuator 204 or assembly tilt mechanism 206. Ensure that it can counter upward pressure on 400.

マウントプレート208の第1の終端240は、以下でさらに詳細に論じられるように、様々なワイア、ケーブルおよびコンジットがそこを通過できる複数の開口も有する。   The first end 240 of the mount plate 208 also has a plurality of openings through which various wires, cables and conduits can pass, as will be discussed in more detail below.

上接合形成プレート機構400に関するさらなる詳細を与える図8Aおよび8Bを次に参照する。図8Aは上接合形成プレート機構400の斜視図であり、図8Bは上接合形成プレート機構400の断面図である。接合形成装置10の対称性により、(以下で論じられるように)上接合形成プレート機構400の機能的および/または構造的な詳細は下接合形成プレート機構500に容易に適用され得ることに注意されたい。   Reference is now made to FIGS. 8A and 8B, which provide further details regarding the top bond forming plate mechanism 400. FIG. 8A is a perspective view of the upper bonding formation plate mechanism 400, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the upper bonding formation plate mechanism 400. It is noted that due to the symmetry of the bond forming device 10, the functional and / or structural details of the upper bond forming plate mechanism 400 can be easily applied to the lower bond forming plate mechanism 500 (as discussed below). I want.

上接合形成プレート機構400の主要なコンポーネントには、ベース402,インシュレータ404,バックプレート406,加熱ディスク408および熱スプレッダー410がある。上接合形成プレート機構400の主要な機能には、シリコンドナーウエハの加熱、シリコンドナーウエハへの圧力印加、シリコンドナーウエハへの電位印加およびシリコンドナーウエハの冷却がある。   Major components of the upper bonding plate mechanism 400 include a base 402, an insulator 404, a back plate 406, a heating disk 408 and a heat spreader 410. The main functions of the upper bonding plate mechanism 400 include heating the silicon donor wafer, applying pressure to the silicon donor wafer, applying potential to the silicon donor wafer, and cooling the silicon donor wafer.

加熱機能は加熱ディスク408に基づき、約600℃より高いかまたは低く、1000℃に近づくかまたはこえることができる、温度を与えるように動作することができる。上接合形成プレート機構400の本実施形態は、シリコンドナーウエハの実質的に全面にわたり、制御された設定温度の±0.5%の範囲内の熱一様性を与えるように動作することもできる。   The heating function is based on the heating disk 408 and can operate to provide a temperature that is above or below about 600 ° C. and can approach or exceed 1000 ° C. This embodiment of the top bond forming plate mechanism 400 can also operate to provide thermal uniformity within a range of ± 0.5% of the controlled set temperature over substantially the entire surface of the silicon donor wafer. .

上接合形成プレート機構400によってシリコンドナーウエハにかけられる圧力は熱スプレッダー410によりウエハにわたって実質的に一様に分布され、熱スプレッダー410は(下接合形成プレート機構500によって与えられる)ガラス基板による上向きの力への反力を与える。この結果、シリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面に陽極接合形成に適する圧力プロファイルが得られる。下接合形成プレート機構500によって与えられる上向きの圧力を(例えば、制御ユニットの制御の下で)制御することによって、圧力プロファイルは約1ポンド/平方インチ(psi)〜100psi(約6.9×10〜6.9×10Pa)の間の少なくともピーク圧力を有することができる。約10〜50psi(約6.9×10〜3.4×10Pa)の低い側の圧力(例えば約20psi(約1.4×10Pa))が、シリコンドナーウエハまたはガラス基板にクラックを生じさせ難いであろうから、有利であると考えられる。 The pressure applied to the silicon donor wafer by the upper bond forming plate mechanism 400 is distributed substantially evenly across the wafer by the heat spreader 410, which causes the upward force exerted by the glass substrate (provided by the lower bond forming plate mechanism 500). Give reaction force to. As a result, a pressure profile suitable for anodic bonding formation at the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate is obtained. By controlling the upward pressure provided by the lower bond forming plate mechanism 500 (eg, under the control of a control unit), the pressure profile is about 1 pound per square inch (psi) to 100 psi (about 6.9 × 10 3 to 6.9 × 10 5 Pa). A low side pressure (eg, about 20 psi (about 1.4 × 10 4 Pa)) of about 10-50 psi (about 6.9 × 10 4 to 3.4 × 10 5 Pa) is applied to the silicon donor wafer or glass substrate. It would be advantageous because it would be difficult to generate cracks.

上で論じたように、シリコンドナーウエハとガラス基板には約1750VDCの電位差がかけられ、この電位差は上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500のそれぞれによって印加される。この電位差は、(i)シリコンドナーウエハおよびガラス基板の一方に(他方は接地して)電位を与えるか、または(ii)シリコンドナーウエハおよびガラス基板の双方にそれぞれ(シリコンドナーウエハには正電位、ガラス基板には負電位のような)電位を与えることによって達成できることに注意されたい。すなわち、シリコンドナーウエハに(接地以外の)電位を与えることができる上接合形成プレート機構400の能力は、必要に応じて備えられる特徴である。上接合形成プレート機構400によってシリコンドナーウエハに(接地以外の)接合形成電位が与えられる場合には、そのような電位は熱スプレッダー410によりウエハの全面にわたって実質的に一様に分布させることができる。   As discussed above, a potential difference of about 1750 VDC is applied to the silicon donor wafer and the glass substrate, and this potential difference is applied by each of the upper and lower bond forming plate mechanisms 400 and 500. This potential difference can be either (i) applying a potential to one of the silicon donor wafer and the glass substrate (the other being grounded) or (ii) both the silicon donor wafer and the glass substrate (positive potential for the silicon donor wafer respectively). Note that this can be achieved by applying a potential (such as a negative potential) to the glass substrate. That is, the capability of the upper bonding plate mechanism 400 that can apply a potential (other than ground) to the silicon donor wafer is a feature that is provided as necessary. If the upper bond forming plate mechanism 400 provides a bond forming potential (other than ground) to the silicon donor wafer, such a potential can be distributed substantially uniformly across the entire surface of the wafer by the heat spreader 410. .

本発明はいかなる動作原理にも限定されないが、接合形成の電圧、温度、時間および財力特性の間に一般的な関係があり得ることに注意されたい。例えば、接合形成電圧が低下すると、同じ接合形成結果に少なくとも向かう傾向を得るために、温度、時間および/または(例えばガラス基板の)導電イオン量を増大させることができる。この関係は、温度、時間および/または導電イオン量が独立変数である場合に同じく成立する。シリコンドナーウエハとガラス基板の間の接合形成電位差は約100VDC(ないしそれ以下)から約2000VDC(ないしそれ以上)の範囲とすることができ、ピーク、平均、RMSまたはその他の従来の測定様式を用いて測定することができる。いくつかのタイプのガラス基板については、約1000VDC〜約2000VDCの範囲の接合形成電圧が適している。   It should be noted that the present invention is not limited to any operating principle, but there may be a general relationship between junction formation voltage, temperature, time and financial characteristics. For example, as the junction formation voltage decreases, the temperature, time, and / or the amount of conductive ions (eg, of the glass substrate) can be increased to at least tend to the same junction formation result. This relationship is similarly established when temperature, time and / or the amount of conductive ions are independent variables. The junction formation potential difference between the silicon donor wafer and the glass substrate can range from about 100 VDC (or less) to about 2000 VDC (or more) using peak, average, RMS or other conventional measurement formats. Can be measured. For some types of glass substrates, junction formation voltages in the range of about 1000 VDC to about 2000 VDC are suitable.

シリコンドナーウエハの強制冷却が望ましければ、上接合形成プレート機構400を通る制御された流体流を用いてそのような冷却を達成することができる。上接合形成プレート機構の上記およびその他の特徴は以下でさらに詳細に論じられる。   If forced cooling of the silicon donor wafer is desired, such cooling can be achieved using a controlled fluid flow through the top bond plate mechanism 400. These and other features of the top bond forming plate mechanism are discussed in further detail below.

上接合形成プレート機構400のベース402は実質的に円柱形の構造をもち、インシュレータ404を受け入れるための内部空間を定める。例として、ベース402は、構造保全性および耐熱性のいずれをも提供する、機械加工可能なガラス−セラミック(例えば、MACOR)で形成することができる。さらにまたはあるいは、その他の適する材料をベース402の形成に用いることができる。インシュレータ404は加熱ディスク408からベース402(および接合形成装置10の他の部分)への熱流を制限するかまたは妨げるようにはたらくことができる。例として、インシュレータ404は、40%低密石英ガラスのような、セラミック気泡断熱材料で形成することができる。さらにまたはあるいは、その他の適する断熱材料を用いることができる。インシュレータ404は、加熱ディスクが600℃ないしさらに高い、1000℃に近づくかまたはこえるような、温度を達成するように動作することができる以上、かなりの断熱能力を提供するべきである。断熱が不十分なためにベース402にかなりの熱が流れることが可能であると接合形成装置10の他の部分の適切な動作に関して破局的な結果が生じ得るであろう。さらに、ベース402と加熱ディスク408の間の比較的高度の断熱により、上接合形成プレート機構400の熱慣性が比較的低くなることが保証され、低い熱慣性は高速熱サイクル能力の達成に役立つ。   The base 402 of the upper bonding plate mechanism 400 has a substantially cylindrical structure and defines an internal space for receiving the insulator 404. As an example, the base 402 can be formed of a machinable glass-ceramic (eg, MACOR) that provides both structural integrity and heat resistance. Additionally or alternatively, other suitable materials can be used to form the base 402. The insulator 404 can serve to limit or prevent heat flow from the heating disk 408 to the base 402 (and other parts of the bonding apparatus 10). As an example, the insulator 404 can be formed of a ceramic cellular thermal insulation material, such as 40% low density quartz glass. Additionally or alternatively, other suitable insulation materials can be used. Insulator 404 should provide significant thermal insulation capability as long as the heating disk can be operated to achieve temperatures such as 600 ° C or higher, approaching or exceeding 1000 ° C. If significant heat can flow through the base 402 due to inadequate insulation, catastrophic results can occur with respect to proper operation of other parts of the bonding apparatus 10. Further, the relatively high thermal insulation between the base 402 and the heating disk 408 ensures that the thermal inertia of the upper bond forming plate mechanism 400 is relatively low, and the low thermal inertia helps to achieve fast thermal cycling capability.

バックプレート406はインシュレータ404によってベース402から断熱される。バックプレート406は、SOG構造、特にシリコンドナーウエハの温度を強制的に下げることが望ましい場合に、冷却流体がそれを流過することができる少なくとも1本の冷却チャネル420を提供するようにはたらくことができる。例として、バックプレート406は、高温および(冷却流体がチャネル420に流し込まれる場合のような)比較的高速な温度変化に耐えるように、熱間加圧成形窒化ホウ素(HBN)で形成することができる。さらにまたはあるいは、その他の適する材料をバックプレート406を形成するために用いることができる。少なくとも1本の流入管422が冷却流体をチャネル420に流し込むようにはたらくことができ、(図8Bでは見えないが、以下で論じられるように図11Bに見ることができる)少なくとも1本の流出管424が冷却流体をチャネル420から取り出すようにはたらくことができる。冷却流体を、流入管422に再び流し込む前に、冷却するために熱交換器(図示せず)を用いることができる。   The back plate 406 is insulated from the base 402 by the insulator 404. The backplate 406 serves to provide at least one cooling channel 420 through which cooling fluid can flow when it is desirable to force the temperature of the SOG structure, particularly the silicon donor wafer, to drop. Can do. As an example, the backplate 406 may be formed of hot pressed boron nitride (HBN) to withstand high temperatures and relatively fast temperature changes (such as when cooling fluid is channeled into the channel 420). it can. Additionally or alternatively, other suitable materials can be used to form the backplate 406. At least one inflow tube 422 can serve to flow cooling fluid into the channel 420 and is not visible in FIG. 8B but can be seen in FIG. 11B as discussed below, at least one outflow tube. 424 can serve to remove cooling fluid from channel 420. A heat exchanger (not shown) can be used to cool the cooling fluid before it flows back into the inlet tube 422.

強制冷却は、チャネル420を流過する冷却流体の温度および流量を制御ユニットを用いて制御することによって、達成することができる。例えば、上接合形成プレート機構400の冷却プロファイルは、様々な冷却速度および様々な冷却レベル(例えば滞留時間)の内の少なくとも1つをシリコンドナーウエハに与えるために、(例えば制御ユニットによって)積極的に制御することができる。シリコンドナーウエハおよびガラス基板のそれぞれに異なる冷却プロファイルを与えることによってシリコンドナーウエハからの剥離層の一層良好な分離が容易になると考えられる。特に、上接合形成プレート機構400の強制冷却機能は、シリコンドナーウエハとガラス基板の間でそれぞれに異なる冷却プロファイルは(以下でさらに詳細に論じられるように)下接合形成プレート機構500による(シリコンドナーウエハではなく)ガラス基板の強制冷却によって達成できるから、必要に応じて備えられる。   Forced cooling can be achieved by controlling the temperature and flow rate of the cooling fluid flowing through the channel 420 using a control unit. For example, the cooling profile of the top bonding plate mechanism 400 may be aggressive (eg, by a control unit) to provide the silicon donor wafer with at least one of various cooling rates and various cooling levels (eg, residence time). Can be controlled. It is believed that better separation of the release layer from the silicon donor wafer is facilitated by providing different cooling profiles for the silicon donor wafer and the glass substrate. In particular, the forced cooling function of the upper bonding plate mechanism 400 is due to the different bonding profiles between the silicon donor wafer and the glass substrate (as discussed in more detail below) by the lower bonding plate mechanism 500 (silicon donor Since it can be achieved by forced cooling of the glass substrate (not the wafer), it is provided as needed.

キャップリング426(図8Bを見よ)は、インシュレータ404をベース402内の所定の位置に維持するために、また加熱ディスク408をその中に配置することができるくぼみを与えるようにも、はたらくことができる。キャップリング426は(上述したMACORのような)機械加工可能なガラス−セラミックで形成することができる。   The cap ring 426 (see FIG. 8B) may serve to maintain the insulator 404 in place within the base 402 and also to provide a recess in which the heating disk 408 can be placed. it can. Cap ring 426 may be formed of a machinable glass-ceramic (such as MACOR described above).

加熱ディスク408は電気(電圧および電流)加熱に応答して熱を発生するように動作することができ、シリコンドナーウエハに印加される電位がバックプレート406またはベース402には印加されないように、電気絶縁特性も備える。実際上、印加される比較的高い電位はシリコンドナーウエハに限定されるべきである。したがって、加熱ディスク408はかなりの電気絶縁特性およびかなりの熱伝導率を示す材料で形成することができる。適するそのような材料の1つは熱分解窒化ホウ素(PBN)である。   The heating disk 408 can be operated to generate heat in response to electrical (voltage and current) heating, and the electrical potential applied to the silicon donor wafer is not applied to the backplate 406 or base 402. Also has insulation properties. In practice, the relatively high potential applied should be limited to the silicon donor wafer. Accordingly, the heating disk 408 can be formed of a material that exhibits significant electrical insulation properties and significant thermal conductivity. One such material that is suitable is pyrolytic boron nitride (PBN).

図9Aおよび9Bを参照すると、加熱ディスク408の実施に適する加熱ディスク構造の2つの例が示されている。図9Aは第1の加熱ディスク408Aの斜視図であり、図9Bは別の、第2の加熱ディスク408Bの斜視図である。実質的に一様な加熱が望まれるから、加熱ディスク408A,408Bは、加熱ディスク408A,408Bの外側部分が加熱ディスク408A,408Bの中央部分より低温になる傾向に対処できるような、縁端熱損失補償を有することができる。図示される実施形態において、加熱ディスク408A,408Bの縁端熱損失補償は、一方は実質的に中央に配置され、他方は中央域を囲む円環の形態にある、2つの加熱域を用いて達成することができる。これらの加熱域はそれぞれの加熱素子を用いて実施することができる。   Referring to FIGS. 9A and 9B, two examples of heating disk structures suitable for implementation of the heating disk 408 are shown. 9A is a perspective view of the first heating disk 408A, and FIG. 9B is a perspective view of another second heating disk 408B. Since substantially uniform heating is desired, the heating discs 408A, 408B are capable of handling edge heat so that the outer portion of the heating discs 408A, 408B can cope with a tendency to be cooler than the central portion of the heating discs 408A, 408B. Can have loss compensation. In the illustrated embodiment, the edge heat loss compensation of the heating disks 408A, 408B is accomplished using two heating zones, one in the form of an annulus surrounding one in the center and the other in the middle. Can be achieved. These heating zones can be implemented using respective heating elements.

図9Aの加熱ディスク408Aは2つの個別加熱素子409Aおよび409Bを有し、加熱素子409Bは実質的に中央に配置され、加熱素子409Aは加熱素子409Bを囲む円環の形態にある。加熱素子409A,409Bはそれぞれ、それぞれの電源に接続することができる、一対の端子411A,411Bを有する。それぞれの電源から加熱ディスク408Aの加熱素子408Aおよび409Bへの電圧および電流の印加は、2つの加熱域のそれぞれの温度を個別に調節でき、縁端熱損失の補償を達成できるように、制御ユニットによって個別に制御することができる。   The heating disk 408A of FIG. 9A has two individual heating elements 409A and 409B, the heating element 409B being disposed substantially in the center, and the heating element 409A is in the form of a ring surrounding the heating element 409B. The heating elements 409A and 409B each have a pair of terminals 411A and 411B that can be connected to respective power sources. The application of voltage and current from each power source to the heating elements 408A and 409B of the heating disk 408A allows the temperature of each of the two heating zones to be adjusted individually, so that edge heat loss compensation can be achieved. Can be controlled individually.

加熱素子409Aおよび409Bは、熱分解グラファイト(PG)、THERMOFOIL等で形成することができる。THERMOFOIL材は、可撓性絶縁材層の間に挟み込まれたエッチング加工ホイル抵抗素子を有する、薄く、可撓性の、加熱特性を有する材料である。THERMOFOILは真空環境でより優れた信頼性を示し得るが、本明細書では(大気環境のような、1つないしさらに多くの酸化剤を含有し得る)非真空環境での使用も考えられる。非真空雰囲気においては、優れた耐蝕特性および耐熱特性を有する高強度オーステナイト系ニッケル−クロム−鉄合金族を含む、インコネルで加熱素子409Aおよび409Bを形成することができる。   The heating elements 409A and 409B can be formed of pyrolytic graphite (PG), THERMOFOIL, or the like. The THERMOFOIL material is a thin, flexible material with heating characteristics that has an etched foil resistance element sandwiched between flexible insulating layers. Although THERMOFOIL may exhibit better reliability in a vacuum environment, it is contemplated herein for use in non-vacuum environments (which may contain one or more oxidants, such as atmospheric environments). In a non-vacuum atmosphere, the heating elements 409A and 409B can be formed of Inconel including a high-strength austenitic nickel-chromium-iron alloy group having excellent corrosion resistance and heat resistance.

1つないしさらに多くの実施形態において、加熱素子409Aおよび409Bは縁端熱損失補償を補助するために垂直方向にオフセットさせることができる。例えば、中央域の加熱素子409Bを加熱ディスク408Aの底面側に向けて配置することができ、円環域の加熱素子409Aを加熱ディスク408Aの上面側に、または上面側に向けて、配置することができる。これにより、加熱ディスク408Aの周縁における加熱素子409Aとシリコンドナーウエハの間の熱抵抗が加熱ディスク408Aの中央における加熱素子409Bとシリコンドナーウエハの間の熱抵抗に比較して小さくなる。オフセット構造は、例えば、加熱素子409Aと409Bの間にスペーサ素子(図示せず)、例えばシート材を挟み込むことによって、達成することができる。これにより、端子411Bを、図9Aに示されるように下方に引き出すのではなく、横方向に引き出すことも可能になる。   In one or more embodiments, the heating elements 409A and 409B can be offset in the vertical direction to assist in edge heat loss compensation. For example, the heating element 409B in the central area can be arranged toward the bottom surface side of the heating disk 408A, and the heating element 409A in the annular area is arranged on the upper surface side or the upper surface side of the heating disk 408A. Can do. Thereby, the thermal resistance between the heating element 409A and the silicon donor wafer at the periphery of the heating disk 408A is smaller than the thermal resistance between the heating element 409B and the silicon donor wafer at the center of the heating disk 408A. The offset structure can be achieved, for example, by sandwiching a spacer element (not shown), for example, a sheet material, between the heating elements 409A and 409B. As a result, the terminal 411B can be pulled out in the horizontal direction instead of being pulled out downward as shown in FIG. 9A.

図9Bの加熱ディスク408Bは、個別の加熱素子409C,409Dを有しているかのように動作する、一体形成された、連続加熱素子を有する。詳しくは、加熱素子を形成するために用いられる抵抗材料の幅(および/または厚さ)が加熱ディスク408B内の位置に依存して変えられる。例えば、周辺位置409Cにおける加熱素子の幅は中央位置409Dにおける加熱素子の幅より狭い。加熱素子の幅の変化によって加熱素子の抵抗(したがって加熱特性)が位置の関数として変わる。一体加熱素子の抵抗を加熱ディスク408Bの中央領域からの位置の関数として変えることにより、縁端熱損失補償を達成するに必要な電圧および電流の印加が一組だけで済む。実際上、領域409Cと409Dにおける加熱素子の抵抗変化によって、一体加熱素子は印加電圧および電流に応答して相異なる態様で反応(加熱)するであろう。   The heating disk 408B of FIG. 9B has integrally formed continuous heating elements that operate as if having individual heating elements 409C, 409D. Specifically, the width (and / or thickness) of the resistive material used to form the heating element is varied depending on the position within the heating disk 408B. For example, the width of the heating element at the peripheral position 409C is narrower than the width of the heating element at the central position 409D. Changing the width of the heating element changes the resistance of the heating element (and hence the heating characteristics) as a function of position. By changing the resistance of the integral heating element as a function of position from the central region of the heating disk 408B, only one set of voltage and current is required to achieve edge heat loss compensation. In practice, the change in resistance of the heating element in regions 409C and 409D will cause the integral heating element to react (heat) in a different manner in response to applied voltage and current.

加熱素子の構成にかかわらず、加熱素子の抵抗は約10〜20Ω程度(例えば約15Ω)とすることができる。前述した約600℃〜1000℃の加熱レベルを達成するため、約200V(AC)の電圧を加熱素子にかけて印加することができ、これにより約3250W RMS程度の熱放散が生じる。   Regardless of the configuration of the heating element, the resistance of the heating element can be about 10-20Ω (eg, about 15Ω). To achieve the heating level of about 600 ° C. to 1000 ° C. described above, a voltage of about 200 V (AC) can be applied across the heating element, resulting in a heat dissipation of about 3250 W RMS.

1つないしさらに多くの実施形態において、加熱ディスク408は、少なくともある程度は材料および構成の選択によって、比較的低い熱慣性を示す。加熱ディスクは、上で詳細を論じた材料および構成を用い、実測で2mm厚とすることができる。(実測で1〜2インチ(約25〜50mm)厚の従来の加熱素子と比較して)比較的薄い厚さが熱容量および熱慣性を低めるに寄与し、これは高速熱サイクル能力の達成に役立つ。   In one or more embodiments, the heating disk 408 exhibits a relatively low thermal inertia due, at least in part, to material and configuration choices. The heating disk can be measured to be 2 mm thick using the materials and configurations discussed in detail above. The relatively thin thickness contributes to lower heat capacity and thermal inertia (compared to conventional heating elements of about 1 to 2 inches thick), which helps achieve fast thermal cycling capability. .

熱スプレッダー410は加熱ディスク408と熱流通状態にあり、より一様な熱供給がシリコンドナーウエハに行われるように、加熱ディスク408によって与えられる加熱プロファイルを積分するようにはたらくことができる。熱スプレッダー410は、シリコンドナーウエハと直接に接してウエハの加熱およびウエハへの前述した高電圧の印加を容易にするように、電気伝導性かつ熱伝導性とすることができる。   The heat spreader 410 is in heat flow with the heating disk 408 and can serve to integrate the heating profile provided by the heating disk 408 so that a more uniform heat supply is provided to the silicon donor wafer. The heat spreader 410 can be electrically and thermally conductive to directly contact the silicon donor wafer to facilitate heating of the wafer and application of the aforementioned high voltage to the wafer.

熱スプレッダー410の実施に用いることができる材料の中では、THERMOFOILのような、導電性グラファイトが望ましい。非真空雰囲気においては(例えば空気中で)、熱スプレッダー410は酸化性環境内でより優れた信頼性を示すことができる、非酸化性電気伝導−熱伝導素子、(無電界メッキニッケル、白金、モリブデン、タンタル等のような)非酸化性コーティングが施された銅、(無電界メッキニッケル、白金、モリブデン、タンタル等のような)非酸化性コーティングが施されたTHERMOFOIL、(コーティングを施すかまたは施さないでおくことができる)炭化ケイ素、(無電界メッキニッケル、白金、モリブデン、タンタル等のような)金属コーティングが施されたケブラーのような、その他の材料で形成することができる。   Of the materials that can be used to implement the heat spreader 410, conductive graphite, such as THERMOFOIL, is desirable. In a non-vacuum atmosphere (eg, in air), the heat spreader 410 can exhibit better reliability in an oxidizing environment, non-oxidizing electrical conducting-thermal conducting elements (electroless plated nickel, platinum, Copper with a non-oxidizing coating (such as molybdenum, tantalum, etc.), THERMOFOIL with a non-oxidizing coating (such as electroless plated nickel, platinum, molybdenum, tantalum, etc.) It can be formed of other materials such as silicon carbide (which can be left uncoated), Kevlar with a metal coating (such as electroless plated nickel, platinum, molybdenum, tantalum, etc.).

1つないしさらに多くの実施形態において、熱スプレッダー410も、やはり少なくともある程度は材料および構成の選択によって、比較的低い熱慣性を示す。熱スプレッダー410は、上に詳細を論じた材料および構成を用いて、実測で約0.5〜6mm厚とすることができる。   In one or more embodiments, the heat spreader 410 also exhibits a relatively low thermal inertia, again at least in part due to material and configuration choices. The heat spreader 410 can be measured approximately 0.5-6 mm thick using the materials and configurations discussed in detail above.

加熱ディスク408および熱スプレッダー410の比較的薄い厚さは、インシュレータ404および上で論じたその他の材料選択によって示される高断熱特性と相まって、上接合形成プレート機構400の非常に低い熱容量および熱慣性に寄与する。すなわち、上接合形成プレート機構400は材料シートを約2分で室温から約1000℃まで加熱することができ、約1000℃まで加熱された材料シートを約10分ないしさらに短い時間で室温まで冷却することができる。これは、材料シートの温度を室温から僅か約600℃に上げるに約30分から1時間かかり得るし、また約600℃の材料シートを室温まで冷却するに約20分かかり得る、従来の基板ヒーターとは比較にならない。   The relatively thin thickness of the heating disk 408 and the heat spreader 410, coupled with the high thermal insulation properties exhibited by the insulator 404 and other material choices discussed above, contributes to the very low heat capacity and thermal inertia of the upper bonding plate mechanism 400. Contribute. That is, the upper bonding plate mechanism 400 can heat the material sheet from room temperature to about 1000 ° C. in about 2 minutes, and cool the material sheet heated to about 1000 ° C. to room temperature in about 10 minutes to a shorter time. be able to. This is a conventional substrate heater, which can take about 30 minutes to 1 hour to raise the temperature of the material sheet from room temperature to only about 600 ° C. and can take about 20 minutes to cool the material sheet at about 600 ° C. to room temperature. Is not a comparison.

制御ユニットは、いずれか所望の傾斜加熱プロファイルまたは傾斜冷却プロファイルおよびいずれか所望の処理温度における滞留時間にしたがうように上接合形成プレート機構400をプログラムするように動作することができる。   The control unit can operate to program the top bond forming plate mechanism 400 to follow any desired ramp heating profile or ramp cooling profile and residence time at any desired processing temperature.

図8Aに示されるように、上接合形成プレート機構400は接合形成プロセス中に、例えば、シリコンドナーウエハに予荷電圧を印加するための、ウエハへのアクセスを可能にする開口450を有することができる。この必要に応じて備えられる特徴は本説明において以下でさらに詳細に論じられる。   As shown in FIG. 8A, the upper bond forming plate mechanism 400 may have an opening 450 that allows access to the wafer during the bond forming process, for example, to apply a preload voltage to the silicon donor wafer. it can. This optional feature is discussed in more detail below in this description.

図10は上接合形成プレート機構400の(ベース402およびインシュレータ404を除く)分解組立図を示す。本分解組立図に示されるように、上接合形成プレート機構400は、支持リング430,ガスケット432,バックプレート406,ガスケット434,加熱ディスク408および熱スプレッダー410を含む多層集成体である。支持リング430はバックプレート406およびガスケット432に対する支持を与える。バックプレート406は、冷却流体がチャネル420を流過するときの冷却流体の漏洩を防止するようにはたらく、ガスケット432とガスケット434の間に挟み込まれる。ガスケット432,434を形成できる材料の中では、GRAFOILリングが、適する封止特性および耐熱特性を示すから、望ましい。加熱ディスク408がガスケット434の上に重なり、熱スプレッダー410が加熱ディスク408の上に配置される。上接合形成プレート機構400のそれぞれの層はボルトを用いて相互に結合させることができる。   FIG. 10 shows an exploded view of the upper bond forming plate mechanism 400 (excluding the base 402 and the insulator 404). As shown in this exploded view, the upper bond forming plate mechanism 400 is a multi-layer assembly including a support ring 430, a gasket 432, a back plate 406, a gasket 434, a heating disk 408 and a heat spreader 410. Support ring 430 provides support for back plate 406 and gasket 432. The back plate 406 is sandwiched between the gasket 432 and the gasket 434 to prevent leakage of the cooling fluid as it flows through the channel 420. Of the materials from which gaskets 432 and 434 can be formed, GRAFOIL rings are desirable because they exhibit suitable sealing and heat resistance characteristics. A heating disk 408 overlies the gasket 434 and a heat spreader 410 is disposed on the heating disk 408. The respective layers of the top bond forming plate mechanism 400 can be coupled together using bolts.

1つないしさらに多くの実施形態において、バックプレート406は、1本の連続チャネル420または複数本の独立チャネル420を有することができる。図10に示されるように、バックプレート406は、それぞれがそれぞれの流入口406A,406Bを介して冷却流体を受け取り、共通流出口406Cを介して冷却流体を放出する、2本の独立チャネル420を有する。二重冷却チャネル420により、熱スプレッダー410(したがってシリコンドナーウエハ)面内の一層均等な冷却が保証される。   In one or more embodiments, the backplate 406 can have one continuous channel 420 or multiple independent channels 420. As shown in FIG. 10, the backplate 406 includes two independent channels 420 that each receive cooling fluid through respective inlets 406A, 406B and discharge cooling fluid through a common outlet 406C. Have. The dual cooling channel 420 ensures a more even cooling in the heat spreader 410 (and hence the silicon donor wafer) plane.

特に、熱スプレッダー410は、熱スプレッダー410の周縁から外側に放射状に延び出す複数のフィン436を有する。フィン436は熱スプレッダー410を所定の位置に維持するためおよび高電圧源への接続を与えるために用いられる周辺面を提供する。図8Bに最善に示されるように、フィン436はそれぞれの保持クリップ440に嵌合されて、熱スプレッダー410を固定する。保持クリップ440は、電気絶縁および優れた構造保全性を与えるように、機械加工可能なガラス−セラミック(例えばMACOR)で形成されることが好ましい。   In particular, the heat spreader 410 has a plurality of fins 436 that extend radially outward from the periphery of the heat spreader 410. Fins 436 provide a peripheral surface that is used to maintain heat spreader 410 in place and to provide a connection to a high voltage source. As best shown in FIG. 8B, fins 436 are fitted into respective retaining clips 440 to secure heat spreader 410. The retaining clip 440 is preferably formed of a machinable glass-ceramic (eg, MACOR) to provide electrical insulation and excellent structural integrity.

上で論じたように、上接合形成プレート機構400は、必要に応じて、ベース402,インシュレータ404,バックプレート406,加熱ディスク408および熱スプレッダー410の個別の開口450によって実施できる、開口450を有することができる。開口450は、シリコンドナーウエハの中央領域(例えばウエハの中心)へのアクセスが得られるように、中央に配置することができる。開口450によって与えられるシリコンドナーウエハへのアクセスの用途は以下でさらに詳細に論じられる。   As discussed above, the top bond forming plate mechanism 400 has openings 450 that can be implemented by individual openings 450 in the base 402, insulator 404, back plate 406, heating disk 408 and heat spreader 410, as desired. be able to. The opening 450 can be centrally located to provide access to a central region of the silicon donor wafer (eg, the center of the wafer). Applications for accessing a silicon donor wafer provided by opening 450 are discussed in further detail below.

上接合形成プレート機構400の構造的および機能的態様をさらに示す、図11A,11Bおよび11Cを次に参照する。図11Bおよび11Cはそれぞれ図11Aの線11B-11Bおよび11C-11Cに沿ってとられた断面図である。図11Cに最善に示されるように、加熱電圧および電流は、ベース402,インシュレータ404およびバックプレート406を通って延び出す、端子452によって加熱ディスク408に印加することができる。端子452の数は、加熱ディスク408にどれだけの数の加熱素子が用いられているか、およびどのように加熱素子が実装されているかに依存するであろう。上で論じたように、1つないしさらに多くの実施形態においては、2つの加熱域の温度を厳密に調整できるように加熱電圧および電流の制御ユニットによる独立制御を可能にするために、2つの加熱素子を用いることができる。あるいは、温度調節および縁端熱損失補償のために単一加熱電圧を用い得るように、(可変抵抗を用いて)加熱素子を一体化することができる。   Reference is now made to FIGS. 11A, 11B and 11C, which further illustrate the structural and functional aspects of the top bond forming plate mechanism 400. FIG. 11B and 11C are cross-sectional views taken along lines 11B-11B and 11C-11C of FIG. 11A, respectively. As best shown in FIG. 11C, heating voltage and current can be applied to the heating disk 408 by terminals 452, which extend through the base 402, insulator 404, and backplate 406. The number of terminals 452 will depend on how many heating elements are used in the heating disk 408 and how the heating elements are implemented. As discussed above, in one or more embodiments, in order to allow independent control by the heating voltage and current control unit so that the temperature of the two heating zones can be precisely adjusted, A heating element can be used. Alternatively, the heating elements can be integrated (using variable resistance) so that a single heating voltage can be used for temperature regulation and edge heat loss compensation.

図11Bに最善に示されるように、上接合形成プレート機構400への流体源(図示せず)の接続を可能にするために、流入管422および流出管424にそれぞれの流体カップリング460を接続することができる。特に、流入管422および流出管424はマウントプレート208の開口を通過するようにベース402から十分離れて延び出す。   As best shown in FIG. 11B, each fluid coupling 460 is connected to an inflow tube 422 and an outflow tube 424 to allow connection of a fluid source (not shown) to the upper bonding plate mechanism 400. can do. In particular, the inflow tube 422 and the outflow tube 424 extend sufficiently away from the base 402 so as to pass through the opening of the mount plate 208.

図11Bおよび11Cに最善に示されるように、(例えばヒーター電圧に比較して)比較的高い電圧を、ベース402,インシュレータ404,バックプレート406および加熱ディスク408を通って突き出している、高電圧端子453によって熱スプレッダー410に印加することができる。上に論じたように、熱スプレッダー410に印加される(約1000〜2000VDCの範囲とすることができる)電圧は、ガラス基板へのシリコンドナーウエハの陽極接合形成を補助するために用いられる。   As best shown in FIGS. 11B and 11C, a high voltage terminal that projects a relatively high voltage (eg, compared to the heater voltage) through base 402, insulator 404, backplate 406 and heating disk 408. 453 can be applied to the heat spreader 410. As discussed above, the voltage applied to the heat spreader 410 (which can range from about 1000 to 2000 VDC) is used to assist in the anodic bonding of the silicon donor wafer to the glass substrate.

図示されていないが、上接合形成プレート機構400は、ベース402,インシュレータ404,バックプレート406および加熱ディスク408を通って熱スプレッダー410まで延びる、1本ないしさらに多くの真空コンジットを有することもできる。用いられていれば、図2に示されるように上接合形成プレート機構400が上方に回転された(開)位置にあるときにシリコンドナーウエハが熱スプレッダー410に結合されるであろうように、ウエハを熱スプレッダー410に密着させる際のウエハへの真空の印加が真空コンジットにより可能になる。真空の印加は、制御ユニットにより、あるいは接合形成装置10の作業者によって手動で、制御される通常の真空源(図示せず)を用いて達成することができる。   Although not shown, the upper bond forming plate mechanism 400 may have one or more vacuum conduits that extend through the base 402, insulator 404, back plate 406 and heating disk 408 to the heat spreader 410. If used, the silicon donor wafer would be bonded to the heat spreader 410 when the upper bonding plate mechanism 400 is in the upwardly rotated (open) position as shown in FIG. A vacuum conduit enables application of a vacuum to the wafer when the wafer is brought into close contact with the heat spreader 410. Application of the vacuum can be accomplished using a conventional vacuum source (not shown) that is controlled by the control unit or manually by the operator of the bond forming apparatus 10.

上で論じたように、上接合形成プレート機構400は、必要に応じて、接合形成プロセス中のシリコンドナーウエハへのアクセスを可能にするための開口450を有することができる。開口450が用いられる場合、その好ましい用途は、接合形成電圧の印加に先立つシリコンドナーウエハへの予荷重圧力および/またはシード電圧の印加を可能にすることである。予荷重圧力およびシード電圧の目的は接合形成電圧の印加に先立ってシリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面の局所領域における陽極接合形成を開始するためであり、これによって界面の実質的に全域にわたる陽極接合形成が容易になる。シード電圧は接合形成電圧と同じかまたは異なる大きさとすることができるが、より低いかまたは等しい、例えば約750〜1000VDCの電圧が優ると考えられる。開口450は、初期陽極接合形成がシリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面の中央領域またはその近傍でおこるように、中央に配置することができる。   As discussed above, the top bond formation plate mechanism 400 can optionally have an opening 450 to allow access to the silicon donor wafer during the bond formation process. When aperture 450 is used, its preferred use is to allow for the application of preload pressure and / or seed voltage to the silicon donor wafer prior to application of the junction formation voltage. The purpose of the preload pressure and seed voltage is to initiate anodic bond formation at a local region of the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate prior to application of the bond forming voltage, thereby extending substantially across the interface. Anodic bonding is facilitated. The seed voltage can be the same or different magnitude as the junction formation voltage, but is considered to be superior to a voltage that is lower or equal, eg, about 750-1000 VDC. The opening 450 can be centrally located such that the initial anodic bond formation occurs at or near the central region of the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate.

前述した予荷重圧力およびシード電圧機能の達成に適する器具を示す、図12A,12Bおよび13を次に参照する。図12Aは、上接合形成プレート機構400に嵌合し、その開口450を貫通してシリコンドナーウエハと機械的および電気的に接するようにはたらくことができる、予荷重プランジャー470の側面図を示す。図12Bは図12Aの予荷重プランジャー470の断面図であり、図13は上接合形成プレート機構400に結合された予荷重プランジャー470を含む上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500の断面図である。予荷重プランジャー470は近端474および遠端476を有するハウジング472を有する。電気端子478がハウジング472の近端474に配置され、シード電圧が得られる電源を接続するための手段を提供する。プランジャー480の一部がハウジング472内に配置され、プランジャー480はハウジング472の遠端476を通って突き出す。プランジャー480はハウジング472内を、望遠鏡と同じ態様で、滑動できる。プランジャー480は、プランジャー480が遠端476を完全に通過してハウジング472から抜け落ちることを防止するためのストップ482を一端に有する。電極484がプランジャー480内に同軸に配置され、電極484の先端486はプランジャー480の末端の先に突き出す(以下でさらに詳細に論じられるように、先端486はシリコンドナーウエハに接触する)。   Reference is now made to FIGS. 12A, 12B, and 13, which illustrate instruments suitable for achieving the preload pressure and seed voltage functions described above. FIG. 12A shows a side view of a preload plunger 470 that fits into the top bond forming plate mechanism 400 and can serve to mechanically and electrically contact the silicon donor wafer through its opening 450. . 12B is a cross-sectional view of the preload plunger 470 of FIG. 12A and FIG. 13 shows an upper bond forming plate mechanism 400 and a lower bond forming plate mechanism 500 that includes a preload plunger 470 coupled to the upper bond forming plate mechanism 400. FIG. Preload plunger 470 has a housing 472 having a proximal end 474 and a distal end 476. An electrical terminal 478 is disposed at the proximal end 474 of the housing 472 and provides a means for connecting a power source from which a seed voltage is obtained. A portion of the plunger 480 is disposed within the housing 472 and the plunger 480 protrudes through the distal end 476 of the housing 472. Plunger 480 can slide within housing 472 in the same manner as a telescope. Plunger 480 has a stop 482 at one end to prevent plunger 480 from passing completely through distal end 476 and falling out of housing 472. Electrode 484 is coaxially disposed within plunger 480 and tip 486 of electrode 484 protrudes beyond the distal end of plunger 480 (tip 486 contacts the silicon donor wafer, as will be discussed in more detail below).

プランジャー480の滑動が端子478と電極484を電気的接触を妨げないように、第1の圧縮バネ488が電極484と端子478を機械的および電気的に結合する。第1の圧縮バネ488はまた、ストップ482がハウジング472と接するように、電極484(およびプランジャー480)を押し出す、すなわち偏移させる。第2の圧縮バネ490もストップ482がハウジング472と接するようにプランジャー480を押し出して、プランジャー480および電極484を突き出した配置に偏移させる。電極484およびプランジャー480にかかる軸方向の力は、電極484の先端486がシリコンドナーウエハに向けて偏移し、ウエハとの電気的接触を維持するように、圧縮バネ488,490のそれぞれによって吸収される。このようにして、電極484がシード電圧をシリコンドナーウエハに送る。1つないしさらに多くの実施形態において、電極484は、プランジャー480自体もシリコンドナーウエハに向けて偏移し、(単独で、または電極484との組合せで)ウエハに予荷重圧力を印加するように、プランジャー480内を滑動することができる。   A first compression spring 488 mechanically and electrically couples electrode 484 and terminal 478 so that sliding of plunger 480 does not impede electrical contact between terminal 478 and electrode 484. The first compression spring 488 also pushes or shifts the electrode 484 (and the plunger 480) such that the stop 482 contacts the housing 472. The second compression spring 490 also pushes the plunger 480 so that the stop 482 contacts the housing 472 and shifts the plunger 480 and the electrode 484 to the protruding position. The axial force on electrode 484 and plunger 480 is caused by compression springs 488 and 490, respectively, such that tip 486 of electrode 484 is displaced toward the silicon donor wafer and maintains electrical contact with the wafer. Absorbed. In this way, electrode 484 delivers a seed voltage to the silicon donor wafer. In one or more embodiments, the electrode 484 is also displaced toward the silicon donor wafer, the plunger 480 itself, so as to apply a preload pressure to the wafer (alone or in combination with the electrode 484). In addition, the plunger 480 can be slid.

好ましい実施形態において、電極484の先端486は、上昇−加圧機構100が下接合形成プレート機構500を上接合形成プレート機構400に向けて粗変位させたときに(すなわち、図4A〜4Bに示されるように、接合形成装置10が完全に閉じる前に)、シリコンドナーウエハに先端486が接するように、上接合形成プレート機構400の熱スプレッダー410の下まで突き出す。このようにして、全圧力、温度および電圧が印加される前に、予荷重圧力およびシード電圧の印加によってシリコンドナーウエハとガラス基板の陽極接合形成を開始することができる。   In a preferred embodiment, the tip 486 of the electrode 484 is shown when the lift-pressurization mechanism 100 has coarsely displaced the lower bond forming plate mechanism 500 toward the upper bond forming plate mechanism 400 (ie, shown in FIGS. 4A-4B). As shown, before the junction forming apparatus 10 is completely closed), the top 486 protrudes under the heat spreader 410 of the upper junction formation plate mechanism 400 so that the tip 486 contacts the silicon donor wafer. In this way, anodic bonding of the silicon donor wafer and the glass substrate can be initiated by application of preload pressure and seed voltage before full pressure, temperature and voltage are applied.

シリコンドナーウエハとガラス基板への接合形成電圧の印加と同様に、シード電圧は、(i)シリコンドナーウエハとガラス基板の一方に(他方は接地して)電位を印加する、または(ii)シリコンドナーウエハとガラス基板の双方にそれぞれの電位を印加する、ことによって達成することができる。すなわち、シリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面の局所領域における初期接合形成が望まれる場合であっても、上接合形成プレート機構400のシリコンドナーウエハにシード電圧を与えることができる能力は必要に応じて備えられる機能である。実際上、本説明で後に論じられるように、シード電圧は下接合形成プレート機構500によって(シリコンドナーウエハは接地して)ガラス基板に印加することができる。   Similar to the application of the junction formation voltage to the silicon donor wafer and the glass substrate, the seed voltage applies (i) a potential to one of the silicon donor wafer and the glass substrate (the other is grounded), or (ii) silicon. This can be achieved by applying respective potentials to both the donor wafer and the glass substrate. That is, even when initial bonding formation in a local region at the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate is desired, the ability to apply a seed voltage to the silicon donor wafer of the upper bonding plate mechanism 400 is necessary. This is a function provided accordingly. In fact, as discussed later in this description, the seed voltage can be applied to the glass substrate by the lower junction plate mechanism 500 (with the silicon donor wafer grounded).

上で論じたように予荷重圧力およびシード電圧を印加することができるが、予備接合形成がなされ得る面積を制限するために、予荷重圧力およびシード電圧が印加されている間のシリコンドナーウエハとガラス基板の接触面積を限定することが望ましい。この点に関しては、スペーサ機構300を前述した予荷重プランジャー470と組み合せて用いることができる。一般に、スペーサ機構300は下接合形成プレート機構500に結合され(図1および5を見よ)、予備接合形成がシリコンドナーウエハおよびガラス基板の中央領域で達成されるときのシリコンドナーウエハおよびガラス基板の周縁の相互接触を防止するようにはたらくことができる。予備接合形成が達成された後、全接合形成プロセスを進めるために、スペーサ機構300はシリコンドナーウエハとガラス基板を(シリコンドナーウエハおよびガラス基板の周縁を含めて)相互に接触させる。   A preload pressure and seed voltage can be applied as discussed above, but to limit the area where pre-bonding can be made, the silicon donor wafer and It is desirable to limit the contact area of the glass substrate. In this regard, the spacer mechanism 300 can be used in combination with the preload plunger 470 described above. In general, the spacer mechanism 300 is coupled to the lower bond forming plate mechanism 500 (see FIGS. 1 and 5), and the silicon donor wafer and glass substrate when the prebond formation is accomplished in the central region of the silicon donor wafer and glass substrate. It can serve to prevent peripheral contact with each other. After the pre-bond formation is achieved, the spacer mechanism 300 brings the silicon donor wafer and the glass substrate into contact with each other (including the periphery of the silicon donor wafer and the glass substrate) to proceed with the entire bond formation process.

スペーサ機構300の斜視図である、図14を次に参照する。スペーサ機構300は、予荷重圧力およびシード電圧の印加中にシリコンドナーウエハの周縁領域とガラス基板の周縁領域の相互分離保持を機械的に補助するようにはたらくことができる。1つないしさらに多くの実施形態において、スペーサ機構300はシリコンドナーウエハとガラス基板の間に対称的(多位置)間隙調整作用を与えるようにはたらくことができる。   Reference is now made to FIG. 14, which is a perspective view of the spacer mechanism 300. The spacer mechanism 300 can serve to mechanically assist the mutual separation and retention of the peripheral region of the silicon donor wafer and the peripheral region of the glass substrate during application of the preload pressure and seed voltage. In one or more embodiments, the spacer mechanism 300 can serve to provide a symmetrical (multi-position) gap adjustment between the silicon donor wafer and the glass substrate.

スペーサ機構300は実質的に環状の構造を有し、マウントリング302,回転リング304および複数の集成間隙調整部品306を有する。マウントリング302は、中央開口308および周縁310を有する実質的に環状の構成を有する。複数の(開口のような)マウント素子312が周縁310のまわりに配置され、上向きポスト140(図1,5および6を見よ)とすることができるマウント素子140と相補的な構成を有する。マウント素子140および312の寸法、形状および位置はマウントリング302が上昇−加圧機構100の下マウント108に結合され得るように定められる。図示される実施形態において、マウントリング302が上昇−加圧機構100の下マウント108に対して回転することはできない。   The spacer mechanism 300 has a substantially annular structure, and includes a mount ring 302, a rotation ring 304, and a plurality of assembly gap adjusting parts 306. Mount ring 302 has a substantially annular configuration with a central opening 308 and a peripheral edge 310. A plurality of mounting elements 312 (such as apertures) are disposed around the periphery 310 and have a complementary configuration to the mounting elements 140 that can be the upward posts 140 (see FIGS. 1, 5 and 6). The dimensions, shape and position of the mounting elements 140 and 312 are defined so that the mounting ring 302 can be coupled to the lower mount 108 of the lift-press mechanism 100. In the illustrated embodiment, the mount ring 302 cannot rotate relative to the lower mount 108 of the lift-press mechanism 100.

回転リング304も実施的に環状の構造を有し、さらに中央開口308を定める。回転リング304はマウントリング302に回転可能な態様で結合され、したがってマウントリング302および上昇−加圧機構100の下マウント108に対して回転することができる。回転リング304は、回転リング304の周縁に配置された複数のカム320(例えばカムスロット)を有し、そのようなカム320は集成間隙調整部品306のそれぞれについて1つ設けることができる。カム320の内の1つは、上昇−加圧機構100のステップモーター144(図6を見よ)のギア142にピッチが対応する複数の歯を有する、ギア付カム320Aである。ステップモーター144がギア142を回すと、回転リング304がマウントリング302および上昇−加圧機構100の下マウント108に対して回転する。回転リング304の正確な回転運動を得るため、制御ユニットがステップモーター144に駆動信号を与えることができる。   The rotating ring 304 also has a substantially annular structure and further defines a central opening 308. The rotation ring 304 is rotatably coupled to the mount ring 302 and thus can rotate relative to the mount ring 302 and the lower mount 108 of the lift-press mechanism 100. The rotating ring 304 has a plurality of cams 320 (eg, cam slots) disposed on the periphery of the rotating ring 304, and one such cam 320 can be provided for each of the assembly gap adjustment components 306. One of the cams 320 is a geared cam 320A having a plurality of teeth whose pitch corresponds to the gear 142 of the stepping motor 144 (see FIG. 6) of the lift-pressurization mechanism 100. As the step motor 144 rotates the gear 142, the rotating ring 304 rotates relative to the mount ring 302 and the lower mount 108 of the lift-press mechanism 100. In order to obtain an accurate rotational movement of the rotating ring 304, the control unit can provide a drive signal to the step motor 144.

集成間隙調整部品306のそれぞれはスライドブロック332に結合された間隙調整板330を有することができる。間隙調整板330はシリコンドナーウエハとガラス基板の間に嵌まり、シリコンドナーウエハとガラス基板を隔てる、寸法および形状につくられる。間隙調整板はスペーサ機構300の中心領域(したがってシリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面の中心領域)に対する径方向に内向きおよび外向きの運動を達成するように動作することができる。この径方向運動はスライドブロック332とマウントリング302の間の滑動可能な嵌合によって達成される。例えば、集成間隙調整部品のそれぞれは、対応する1つないしさらに多くのピン336と滑動可能な態様で嵌合する、1本ないしさらに多くの案内ブッシュ334を有することができる。ピン336は、案内ブッシュ334のピン336に沿う滑動運動の結果、スライドブロック332および間隙調整板330の前述した径方向運動が生じるように、マウントリング302の周縁310から径方向に延び出すことができる。   Each assembly gap adjustment component 306 may have a gap adjustment plate 330 coupled to the slide block 332. The gap adjusting plate 330 fits between the silicon donor wafer and the glass substrate and is sized and shaped to separate the silicon donor wafer and the glass substrate. The gap adjusting plate can operate to achieve radial inward and outward movement relative to the central region of the spacer mechanism 300 (and thus the central region of the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate). This radial movement is achieved by a slidable fit between the slide block 332 and the mount ring 302. For example, each assembly gap adjustment component can have one or more guide bushings 334 that slidably engage with corresponding one or more pins 336. The pin 336 may extend radially from the peripheral edge 310 of the mount ring 302 such that the sliding motion along the pin 336 of the guide bush 334 results in the aforementioned radial movement of the slide block 332 and the gap adjustment plate 330. it can.

スライドブロック332のそれぞれは、それぞれのカムスロット320に嵌合する、ローラーまたはピンのような、(図では見ることができない)カムガイドも有する。(ステップモーター144の作動による)回転リング304の回転が、それぞれのスライドブロック332が(案内ブッシュ334を介して)ピン336に沿って制御された態様で滑動するように、それぞれのスライドブロック332に径方向の力を印加する。このようにして、全ての間隙調整板330が、シリコンドナーウエハとガラス基板の間のいかなる不均一な摩擦荷重も防止する、対称運動で移動する。回転リング304の回転は、エアシリンダー、リニアモーター、集成ソレノイド等のような、その他の作動手段を用いても達成できることに注意されたい。間隙調整板330は、SOGにかかる電位がマウントリング302および接合形成装置10の他の部分に伝わらないように、電気的に絶縁されることが好ましい。例えば、スライドブロック332はセラミック材料で形成することができる。マウントリング302および回転リング304は下接合形成プレート機構500の高熱域の下側に配置することができ、これによってマウントリング302および回転リング304が過剰な熱の入力から防護される。   Each slide block 332 also has a cam guide (not visible in the figure), such as a roller or a pin, that fits into a respective cam slot 320. The rotation of the rotating ring 304 (by actuation of the step motor 144) causes each slide block 332 to slide in a controlled manner along the pin 336 (via the guide bushing 334). Apply radial force. In this way, all gap adjustment plates 330 move in a symmetrical motion that prevents any non-uniform frictional loading between the silicon donor wafer and the glass substrate. Note that rotation of the rotating ring 304 can also be achieved using other actuation means such as air cylinders, linear motors, integrated solenoids, and the like. The gap adjusting plate 330 is preferably electrically insulated so that the potential applied to the SOG is not transmitted to the mount ring 302 and other parts of the bonding apparatus 10. For example, the slide block 332 can be formed of a ceramic material. The mount ring 302 and the rotating ring 304 can be placed below the high heat zone of the lower bonding plate mechanism 500, which protects the mounting ring 302 and the rotating ring 304 from excessive heat input.

図11Aに最善に見られるように、上接合形成プレート機構400は加熱ディスク408へのアクセスを可能にするための1つないしさらに多くの別の開口を有することができる。例として、第1の開口454は、熱電対が加熱ディスク408に熱的に結合して、制御ユニットに(加熱ディスク408およびシリコンドナーウエハの厳密な温度調節を可能にする)温度フィードバック信号を供給できるように、上接合形成プレート機構400を貫通する熱電対の挿入を可能にすることができる。開口454は図11Aに見られるように上接合形成プレート機構400の背面から延び込み、よって鎖線で示されていることに注意されたい。別の温度調節のために加熱ディスク408への別のアクセスを提供する(これも背面からの)第2の開口456を有することもできる。特に、第1の開口454は加熱ディスク408の中央加熱素子の領域に配置され、第2の開口456は加熱ディスク408の環状加熱素子の領域またはその近傍に配置される。これにより、(中央加熱素子および環状加熱素子が一体形成されていなければ)中央加熱素子および環状加熱素子のそれぞれへの電力信号の独立のフィードバックおよび制御が可能になり、よって縁端熱効果補償も全体的温度調節も可能になる。   As best seen in FIG. 11A, the top bond forming plate mechanism 400 may have one or more additional openings to allow access to the heating disk 408. As an example, the first opening 454 provides a temperature feedback signal (allowing precise temperature adjustment of the heating disk 408 and the silicon donor wafer) to the control unit as a thermocouple is thermally coupled to the heating disk 408. As can be done, a thermocouple can be inserted through the upper bonding plate mechanism 400. Note that the opening 454 extends from the back side of the upper bonding plate mechanism 400 as seen in FIG. 11A and is therefore shown in dashed lines. It is also possible to have a second opening 456 (also from the back) that provides another access to the heating disk 408 for another temperature control. In particular, the first opening 454 is disposed in the region of the central heating element of the heating disk 408 and the second opening 456 is disposed in or near the region of the annular heating element of the heating disk 408. This allows independent feedback and control of the power signal to each of the central heating element and the annular heating element (unless the central heating element and the annular heating element are integrally formed), thus also providing edge thermal effect compensation. Overall temperature control is also possible.

図15は、開口454,456を通して延び込ませ、加熱ディスク408に接触させるために用いることができる、集成熱電対494の斜視図である。集成熱電対494は、標準熱電対プラグ495,集成バネ部品496およびプローブ498を有する。プローブ498は、プローブ498が加熱ディスク408に押し付けられ、よってプローブ498と加熱ディスク408の間の適切な熱伝導を確保するように、動作可能な態様で集成バネ部品496によって押し出される。   FIG. 15 is a perspective view of an integrated thermocouple 494 that can be extended through openings 454 and 456 and used to contact the heating disk 408. The assembled thermocouple 494 includes a standard thermocouple plug 495, an assembled spring part 496 and a probe 498. The probe 498 is pushed by the spring assembly 496 in an operable manner so that the probe 498 is pressed against the heating disk 408, thus ensuring proper heat conduction between the probe 498 and the heating disk 408.

下接合形成プレート機構500の1つないしさらに多くの実施形態の構造の詳細が次に論じられる。下接合形成プレート機構500の主要機能は上接合形成プレート機構400の主要機能と相補的、すなわち、ガラス基板の加熱、ガラス基板への圧力印加、ガラス基板への電位印加およびガラス基板の冷却である。   Details of the structure of one or more embodiments of the lower bonding plate mechanism 500 will now be discussed. The main functions of the lower bonding plate mechanism 500 are complementary to the main functions of the upper bonding plate mechanism 400, that is, heating the glass substrate, applying a pressure to the glass substrate, applying a potential to the glass substrate, and cooling the glass substrate. .

1つないしさらに多くの実施形態にしたがえば、下接合形成プレート機構500は上述した上接合形成プレート機構400の実施形態の特徴をいかなる数でも有し得る。例えば、図13に示される実施形態において、上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500は、上接合形成プレート機構400では開口450および予荷重プランジャー470が用いられるが、下接合形成プレート機構500では用いられないことを除き、実質的に同じである。   In accordance with one or more embodiments, the lower bond forming plate mechanism 500 can have any number of features of the upper bond forming plate mechanism 400 embodiment described above. For example, in the embodiment shown in FIG. 13, the upper bond forming plate mechanism 400 and the lower bond forming plate mechanism 500 use an opening 450 and a preload plunger 470 in the upper bond forming plate mechanism 400, while the lower bond forming plate It is substantially the same except that it is not used in mechanism 500.

下接合形成プレート機構500の加熱機能は約600℃より低いかまたは高い温度を与えるように動作することができ、温度は1000℃に近づくかまたはこえることができる。下接合形成プレート機構500は、ガラス基板の実質的に全面にわたって、制御された設定温度の±0.5%の範囲内の温度一様性を提供するように動作することができる。必要に応じて、下接合形成プレート機構500によって(約1750VDCの)電位をガラス基板に印加することができ、ガラス基板の全面にわたって実質的に一様に分布させることができる。下接合形成プレート機構500の別の実施形態では制御された流体流を用いてガラス基板に強制冷却を与えることができる。   The heating function of the lower bonding plate mechanism 500 can operate to provide a temperature below or above about 600 ° C., and the temperature can approach or exceed 1000 ° C. The lower bond forming plate mechanism 500 can operate to provide temperature uniformity within a range of ± 0.5% of the controlled set temperature over substantially the entire surface of the glass substrate. If desired, a potential (approximately 1750 VDC) can be applied to the glass substrate by the lower bonding plate mechanism 500 and can be distributed substantially uniformly across the entire surface of the glass substrate. In another embodiment of the lower bond forming plate mechanism 500, a controlled fluid flow can be used to provide forced cooling to the glass substrate.

図16〜21に示される下接合形成プレート機構500の実施形態は上で論じた上接合形成プレート機構400と同様の特徴を有するが、下接合形成プレート機構500は異なる特徴もいくつか有することができる。図16は下接合形成プレート機構500の斜視図であり、図17は下接合形成プレート機構500の分解組立図である。下接合形成プレート機構500の主要コンポーネントには、ベース502,インシュレータ504,加熱ディスク508および熱スプレッダー510がある。これらの要素は、例えばステンレス鋼で形成することができる、ハウジング506内に配置されるか、ハウジング506に結合されるか、またはハウジング506に支持される。   Although the embodiment of the lower bond forming plate mechanism 500 shown in FIGS. 16-21 has similar features to the upper bond forming plate mechanism 400 discussed above, the lower bond forming plate mechanism 500 may also have some different features. it can. 16 is a perspective view of the lower joint forming plate mechanism 500, and FIG. 17 is an exploded view of the lower joint forming plate mechanism 500. As shown in FIG. The main components of the lower bonding plate mechanism 500 include a base 502, an insulator 504, a heating disk 508, and a heat spreader 510. These elements are disposed within, coupled to, or supported by housing 506, which can be formed of, for example, stainless steel.

ベース502はハウジング506の下部に結合され、よってインシュレータ504を受け入れるための内部空間を定める実質的に円筒形の構造を形成する。限定ではなく、例として、ベース502は、構造保全性および高温耐性のいずれをも提供する、機械加工可能なセラミック材料(例えば、機械加工可能なケイ酸アルミナの、Contronics 902)で形成することができる。インシュレータ504は加熱ディスクからベース502,ハウジング506および接合形成装置10のその他の部分への熱流を制限するようにはたらくことができる。限定ではなく、例として、インシュレータ504は、40%低密石英ガラスのような、セラミック気泡断熱材料で形成することができる。インシュレータ504の断熱特性は、加熱ディスク508からベース502(およびその他のコンポーネント)への熱流を阻止し、(高速熱サイクル能力のため)下接合形成プレート機構500の比較的低い熱慣性を提供すべきである。   Base 502 is coupled to the lower portion of housing 506, thus forming a substantially cylindrical structure that defines an interior space for receiving insulator 504. By way of example and not limitation, the base 502 can be formed of a machinable ceramic material (eg, Contronics 902 of machinable alumina silicate) that provides both structural integrity and high temperature resistance. it can. Insulator 504 can serve to limit the heat flow from the heating disk to base 502, housing 506 and other parts of bonding apparatus 10. By way of example and not limitation, the insulator 504 can be formed of a ceramic foam insulation material, such as 40% low-density quartz glass. The thermal insulation properties of the insulator 504 should prevent heat flow from the heating disk 508 to the base 502 (and other components) and provide a relatively low thermal inertia of the lower bond forming plate mechanism 500 (for fast thermal cycling capability). It is.

加熱ディスク509とインシュレータ504は、Contronics RESBOBD 905のような、セラミック接着剤を用いて接合することができる。   The heating disk 509 and the insulator 504 can be joined using a ceramic adhesive, such as Contronics RESBOBD 905.

加熱ディスク508は電気(電圧および電流)加熱に応答して熱を発生するように動作することができ、同時に、ガラス基板に直接または間接に印加されるいかなる電位もベース502またはハウジングには印加されないように、電気絶縁特性も提供する。すなわち、加熱ディスク508はかなりの電気絶縁特性およびかなりの熱伝導性を示す材料で形成することができる。   The heating disk 508 can operate to generate heat in response to electrical (voltage and current) heating, and at the same time, any potential applied directly or indirectly to the glass substrate is not applied to the base 502 or the housing. As such, it also provides electrical insulation properties. That is, the heating disk 508 can be formed of a material that exhibits significant electrical insulation properties and significant thermal conductivity.

図18を参照すれば、加熱ディスク508は、2枚(ないしさらに多くの)電気絶縁層508Bの間に挟み込まれた抵抗加熱ヒーター層508Aで形成することができる。限定ではなく、例として、抵抗加熱ヒーター層508AはTHERMOFOIL巻きグラファイトで形成することができ、電気絶縁層508Bは石英ガラスで形成することができる。抵抗加熱ヒーター層508Aと電気絶縁層508Bは(低熱膨張特性を示す)Contronics RESBOBD 905のような、セラミック接着剤を用いて接合することができる。   Referring to FIG. 18, the heating disk 508 may be formed of a resistance heater layer 508A sandwiched between two (or more) electrical insulating layers 508B. By way of example and not limitation, the resistance heater layer 508A can be formed of THERMOFOIL-wound graphite and the electrical insulation layer 508B can be formed of quartz glass. The resistance heater layer 508A and the electrical insulation layer 508B can be joined using a ceramic adhesive, such as Contronics RESBOBD 905 (which exhibits low thermal expansion characteristics).

実質的に一様な加熱が望ましいから、加熱ディスク508は縁端熱損失補償を有することができる。本実施形態において、加熱ディスク508は、一方は実質的に中央に配置され、他方は中央域を囲む円環の形態にある、2つの加熱域を有することができる。加熱域は抵抗加熱ヒーター層508内に実施することができる。例えば、それぞれの加熱域は抵抗加熱材料が層508Aの中心から螺旋を描いて外側に向かうにつれて材料のそれぞれの幅を変えることで形成することができる。この結果、層508Aの中心からの材料の径方向距離に依存する材料の抵抗(したがって加熱特性)の変化が生じる。これにより、ヒーター素子は径方向位置の関数としての抵抗の差によって、加熱電圧および電流に対して異なる態様で応答(発熱)するであろうから、単一の加熱電圧および電流の使用による縁端熱損失補償の達成が可能になる。   Since substantially uniform heating is desired, the heating disk 508 can have edge heat loss compensation. In this embodiment, the heating disk 508 can have two heating zones, one in a substantially central configuration and the other in the form of a ring surrounding the central zone. A heating zone can be implemented in the resistance heater layer 508. For example, each heating zone can be formed by varying the width of each of the resistance heating materials as they spiral outward from the center of layer 508A. This results in a change in material resistance (and hence heating characteristics) that depends on the radial distance of the material from the center of layer 508A. This allows the heater element to respond (heat) differently to the heating voltage and current due to the difference in resistance as a function of radial position, so that the edge due to the use of a single heating voltage and current Heat loss compensation can be achieved.

抵抗加熱ヒーター層508Aへの電圧および電流印加は電源(図示せず)によって行われ、(以下で論じられるようにフィードバック制御を用いることができる)温度調節を達成するために制御ユニットによって制御される。制御ユニットは、いずれか所望の傾斜加熱プロファイルまたは傾斜冷却プロファイルおよびいずれか所望の処理温度における滞留時間にしたがうように下接合形成プレート機構500をプログラムするように動作することができる。端子552(図16〜17)および端子508C(図18)によって、電源から抵抗加熱ヒーター層508Aへの電気的接続が可能になる。   Voltage and current application to the resistive heater layer 508A is performed by a power source (not shown) and controlled by a control unit to achieve temperature regulation (which can use feedback control as discussed below). . The control unit can operate to program the lower bond forming plate mechanism 500 to follow any desired ramp heating profile or ramp cooling profile and residence time at any desired processing temperature. Terminal 552 (FIGS. 16-17) and terminal 508C (FIG. 18) allow electrical connection from the power source to resistance heater layer 508A.

熱スプレッダー510は加熱ディスク508と熱流通状態にあり、より一様な熱供給がガラス基板に行われるように、加熱ディスク508によって与えられる加熱プロファイルを積分するようにはたらくことができる。熱スプレッダー510は、ガラス基板と直接に接して基板の加熱、および必要に応じて基板への接合形成電圧の印加、を容易にするように、電気伝導性かつ熱伝導性とすることができる。この場合も、シリコンドナーウエハおよびガラス基板に印加される接合形成電圧は、(i)シリコンドナーウエハおよびガラス基板の一方に(他方は接地して)電位を印加するか、あるいは(ii)シリコンドナーウエハおよびガラス基板のいずれにもそれぞれの電位を印加することによって達成することができる。すなわち、ガラス基板に(接地以外の)電位を与えることができる下接合形成プレート機構500の能力は、必要に応じて備えられる特徴である。下接合形成プレート機構500によってガラス基板に(接地以外の)接合形成電位が印加される場合には、そのような電位は基板の全面にわたって実質的に一様に分布させることができ、約1750VDCの範囲とすることができる。   The heat spreader 510 is in heat flow with the heating disk 508 and can serve to integrate the heating profile provided by the heating disk 508 so that a more uniform heat supply is provided to the glass substrate. The heat spreader 510 can be electrically and thermally conductive so as to be in direct contact with the glass substrate to facilitate heating of the substrate and, if necessary, application of a junction forming voltage to the substrate. In this case as well, the junction formation voltage applied to the silicon donor wafer and the glass substrate is either (i) applying a potential to one of the silicon donor wafer and the glass substrate (the other being grounded) or (ii) the silicon donor. This can be achieved by applying respective potentials to both the wafer and the glass substrate. That is, the ability of the lower bonding formation plate mechanism 500 that can apply a potential (other than grounding) to the glass substrate is a feature provided as necessary. When a junction formation potential (other than ground) is applied to the glass substrate by the lower junction formation plate mechanism 500, such potential can be distributed substantially uniformly across the entire surface of the substrate, approximately 1750 VDC. It can be a range.

熱スプレッダー510の実施に用いることができる材料の中では、THERMOFOILのような、導電性グラファイトが望ましい。端子553により、熱スプレッダー510への高電圧電源(図示せず)から電気的接続が可能になる。制御ユニットは(1750VDCのような)所望の電圧を達成するために高電圧電源からの電圧レベルをプログラムするように動作することができる。   Among materials that can be used to implement the heat spreader 510, conductive graphite, such as THERMOFOIL, is desirable. Terminal 553 allows electrical connection from a high voltage power supply (not shown) to heat spreader 510. The control unit can operate to program the voltage level from the high voltage power supply to achieve the desired voltage (such as 1750 VDC).

下接合形成プレート機構500のさらなる構造的および機能的態様を説明する、図19を次に説明する。図示されるように、下接合形成プレート機構500は、必要に応じて、例えば基板に予荷重圧力および/またはシード電圧を与えるために、接合形成プロセス中のガラス基板へのアクセスを可能にする開口550を有することができる。この必要に応じて備えられる特徴は用いられる必要はないが、以下で論じられるように有益な動作を提供することができる。開口550が用いられる場合、その好ましい用途は接合形成電圧および全接合形成圧力の印加に先立つガラス基板への予荷重圧力および/またはシード電圧の印加を可能にすることである。上接合形成プレート機構400に関して上で論じたように、予荷重圧力およびシード電圧の目的は、接合形成電圧の印加に先立って、シリコンドナーウエハとガラス基板の間の界面の局所領域において陽極接合形成を開始することであり、これによって界面の実質的に全領域にわたる陽極接合形成が容易になる。シード電圧は接合形成と同じかまたは異なる大きさとすることができるが、より低いかまたは等しい電圧、例えば750〜1000VDCが優ると考えられる。   FIG. 19, which illustrates further structural and functional aspects of the lower bond forming plate mechanism 500, will now be described. As shown, the lower bond forming plate mechanism 500 is an opening that allows access to the glass substrate during the bond forming process, for example, to provide preload pressure and / or seed voltage to the substrate, as needed. 550. This optionally provided feature need not be used, but can provide beneficial operation as discussed below. When aperture 550 is used, its preferred use is to allow for the application of preload pressure and / or seed voltage to the glass substrate prior to application of the junction formation voltage and the total junction formation pressure. As discussed above with respect to the top bond formation plate mechanism 400, the purpose of the preload pressure and seed voltage is to form an anodic bond at the local region of the interface between the silicon donor wafer and the glass substrate prior to application of the bond formation voltage. This facilitates anodic bond formation over substantially the entire area of the interface. The seed voltage can be the same or different magnitude as the junction formation, but a lower or equal voltage, such as 750-1000 VDC, is considered superior.

例として、前述した予荷重機能を達成するために予荷重プランジャー570を用いることができる。予荷重プランジャー570は図12a〜12bに関して上で論じた予荷重プランジャー470と実質的に同じ構成とすることができる。予荷重プランジャー570は下接合形成プレート機構500に嵌合し、その開口550を貫通して、ガラス基板と電気的および機械的に接触するようにはたらくことができる。予荷重プランジャー570の電極584が少なくともシード電圧を与えるためにガラス基板に接する。予荷重プランジャー570のプランジャーが電極584を囲んで同軸に配置され、単独で(または電極584と組み合されて)予荷重圧力を印加する。   As an example, a preload plunger 570 can be used to achieve the preload function described above. The preload plunger 570 may have substantially the same configuration as the preload plunger 470 discussed above with respect to FIGS. The preload plunger 570 can be fitted into the lower bond forming plate mechanism 500 and can pass through its opening 550 to make electrical and mechanical contact with the glass substrate. The electrode 584 of the preload plunger 570 contacts the glass substrate to provide at least a seed voltage. The plunger of the preload plunger 570 is placed coaxially around the electrode 584 and applies the preload pressure alone (or in combination with the electrode 584).

下接合形成プレート機構500は、熱電対が加熱ディスク508に熱的に結合して、制御ユニットに(加熱ディスク508およびガラス基板の厳密な温度調節を可能にする)温度フィードバック信号を供給できるように、下接合形成プレート機構500を貫通する熱電対の挿入を可能にするための1つないしさらに多くの別の開口を有することができる。熱電対(および熱電対自体)のための開口の構造および位置は、上接合形成プレート機構400に関して上で論じた構造および位置と実質的に同じとすることができる。   The lower bond forming plate mechanism 500 allows a thermocouple to be thermally coupled to the heating disk 508 to provide a temperature feedback signal to the control unit (allowing precise temperature control of the heating disk 508 and the glass substrate). , May have one or more additional openings to allow insertion of a thermocouple through the lower bonding plate mechanism 500. The structure and position of the opening for the thermocouple (and the thermocouple itself) can be substantially the same as the structure and position discussed above with respect to the upper bonding plate mechanism 400.

下接合形成プレート機構の別の1つないしさらに多くの実施形態に用いることができる別の機能を説明する、図20〜21を次に参照する。図20は強制冷却機能を用いる下接合形成プレート機構500Aの断面図である。図21は図20の下接合形成プレート機構500Aの分解組立図である。本実施形態において、下接合形成プレート機構500Aのインシュレータ504Aは、SOG構造、特にそのガラス基板の温度を下げることが望ましい場合に冷却流体がそれを流過することができる1本ないしさらに多くの冷却チャネル520を有する。例えば、冷却チャネル520はインシュレータ504Aの中心からその周縁に向けて螺旋を描いて延びることができる。チャネル520はインシュレータ504Aの表面に機械加工で形成することができる。チャネル520に冷却流体を流し込むために流入管522がはたらくことができ、チャネル520から冷却流体を流し出すために流出管524が動作することができる。流入管522に冷却流体を再び流し込む前に冷却流体を冷却するために、熱交換器(図示せず)を用いることができる。強制冷却はチャネル520を流過する冷却流体の温度および流量を制御ユニットを用いて制御することによって達成することができる。図13に示されるように、下接合形成プレート機構500Aへの流体源(図示せず)の接続を可能にするために、流入管522および流出管524に適切な流体カップリング560を接続することができる。   Reference is now made to FIGS. 20-21, which illustrate other features that can be used in one or more embodiments of the lower bonding plate mechanism. FIG. 20 is a cross-sectional view of the lower joint forming plate mechanism 500A using the forced cooling function. FIG. 21 is an exploded view of the lower joint forming plate mechanism 500A of FIG. In this embodiment, the insulator 504A of the lower bond forming plate mechanism 500A includes one or more cooling fluids through which cooling fluid can flow when it is desirable to lower the temperature of the SOG structure, particularly its glass substrate. It has a channel 520. For example, the cooling channel 520 can extend in a spiral from the center of the insulator 504A toward its periphery. Channel 520 can be machined into the surface of insulator 504A. Inflow tube 522 can work to flow cooling fluid into channel 520 and outflow tube 524 can operate to flow cooling fluid out of channel 520. A heat exchanger (not shown) can be used to cool the cooling fluid before flowing it back into the inlet tube 522. Forced cooling can be achieved by controlling the temperature and flow rate of the cooling fluid flowing through channel 520 using a control unit. Connecting an appropriate fluid coupling 560 to the inflow tube 522 and the outflow tube 524 to allow connection of a fluid source (not shown) to the lower bond forming plate mechanism 500A, as shown in FIG. Can do.

図22を参照すれば、真空、(水素、窒素等のような)ガス雰囲気のような接合形成環境の雰囲気条件およびその他の条件の制御を与えるための雰囲気制御チャンバ50内に接合形成層装置10を配置することができる。特に、接合形成装置10は、接合形成装置10の様々なコンポーネント、特に接合形成プレート機構400,500の劣化をおこさずに、非真空雰囲気(例えば、1つないしさらに多くの酸化剤を含み得る雰囲気)内で動作することができる。   Referring to FIG. 22, the bonding layer device 10 in an atmosphere control chamber 50 for providing control of the atmospheric conditions of the bonding environment such as vacuum and gas atmosphere (such as hydrogen, nitrogen, etc.) and other conditions. Can be arranged. In particular, the bond forming apparatus 10 is a non-vacuum atmosphere (eg, an atmosphere that may include one or more oxidants without degrading various components of the bond forming apparatus 10, particularly the bond forming plate mechanisms 400, 500. ) Can work within.

接合形成装置10に関するさらなる詳細を、図23〜27を参照して次に説明する。図23は最終SOG構造600を示し、図24〜27は接合形成装置10の1つないしさらに多くの実施形態を用いて形成されるSOG構造の中間構造を示す。図24を参照すれば、材料を接合形成装置10に入れる前に、半導体ドナーウエハ620の注入面621が、ガラスまたはガラス−セラミック基板602(図23)への接合形成に適する比較的平坦で一様な注入面621を形成するために、例えば研磨、洗浄等によって、調製される。論考の目的のため、半導体ウエハ620は実質的に単結晶のSiウエハとすることができるが、上に論じたようにその他いずれかの半導体材料を用いることができる。   Further details regarding the bond forming apparatus 10 will now be described with reference to FIGS. FIG. 23 shows the final SOG structure 600 and FIGS. 24-27 show the intermediate structure of the SOG structure formed using one or more embodiments of the bonding apparatus 10. Referring to FIG. 24, prior to entering material into the bond forming apparatus 10, the implantation surface 621 of the semiconductor donor wafer 620 is relatively flat and uniform suitable for bonding to a glass or glass-ceramic substrate 602 (FIG. 23). In order to form a smooth injection surface 621, it is prepared by, for example, polishing, cleaning, or the like. For discussion purposes, the semiconductor wafer 620 can be a substantially single crystal Si wafer, although any other semiconductor material can be used as discussed above.

剥離層622は、注入面621をイオン注入プロセスにかけて、半導体ドナーウエハ620の注入面621の下に、剥離層622を定める、弱化領域をつくることによって形成される。例として、水素イオン注入または、ホウ素、ヘリウム等のような、その他の希土類イオンの注入を注入面621に行うことができる。注入面621上の、例えば水素イオン濃度を低減するための処理を半導体ドナーウエハ620に施すことができる。例えば、半導体ドナーウエハ620を洗浄することができ、剥離層622の注入面621を軽く酸化することができる。軽い酸化処理には、酸素プラズマ内の処理、オゾン処理、過酸化水素による処理、過酸化水素およびアンモニアによる処理、過酸化水素および酸による処理、およびこれらの処理の組合せを含めることができる。これらの処理中に、水素終端表面基が酸化されて水酸基になり、これらの水酸基が続いてシリコンウエハ表面を親水性にすると考えられる。処理は、酸素プラズマについては室温で行うことができ、アンモニア処理または酸処理については25〜150℃の範囲の温度で行うことができる。ガラス基板602(および剥離層622)の適切な表面洗浄を行うことができる。   The release layer 622 is formed by subjecting the implantation surface 621 to an ion implantation process to create a weakened region that defines the release layer 622 below the implantation surface 621 of the semiconductor donor wafer 620. As an example, hydrogen ion implantation or other rare earth ions such as boron, helium, etc. can be implanted into the implantation surface 621. For example, a process for reducing the hydrogen ion concentration on the implantation surface 621 can be performed on the semiconductor donor wafer 620. For example, the semiconductor donor wafer 620 can be cleaned and the implantation surface 621 of the release layer 622 can be lightly oxidized. The light oxidation treatment can include treatment in oxygen plasma, ozone treatment, treatment with hydrogen peroxide, treatment with hydrogen peroxide and ammonia, treatment with hydrogen peroxide and acid, and combinations of these treatments. During these treatments, the hydrogen-terminated surface groups are oxidized to hydroxyl groups, which are thought to subsequently make the silicon wafer surface hydrophilic. The treatment can be performed at room temperature for oxygen plasma and can be performed at a temperature in the range of 25-150 ° C. for ammonia treatment or acid treatment. Appropriate surface cleaning of the glass substrate 602 (and the release layer 622) can be performed.

上接合形成プレート機構400が(図2におけるように)上方に回転している初期配置に接合形成装置10があれば、半導体ドナーウエハ620およびガラス基板602が接合形成装置10に挿入される。本例においては、下接合形成プレート機構500にガラス基板602がおかれて重力で保持され、半導体ドナーウエハ620がガラス基板602の上におかれるとする。半導体ドナーウエハ620およびガラス基板602の中央領域における接合形成を開始するための予荷重圧力およびシード電圧の印加が望まれる場合は、ガラス基板602の上に半導体ドナーウエハ620をおく前に、スペーサ機構300を起動することができる。図6および14に関して論じたように、回転ロング304がマウントリング302に対して回転し、よって間隙調整板330を駆動して間隙調整板330がガラス基板602の周辺域に載るように、ステップモーター144がギア142を回転させることができる。次いで、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間に間隙調整板330が挟み込まれるように、半導体ドナーウエハ620を間隙調整板330の上におくことができる。このようにすれば、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602は間隙調整板330の厚さだけ隔てられるであろう。   If the bond formation apparatus 10 is in the initial position where the upper bond formation plate mechanism 400 is rotating upward (as in FIG. 2), the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 are inserted into the bond formation apparatus 10. In this example, it is assumed that the glass substrate 602 is placed on the lower bonding formation plate mechanism 500 and held by gravity, and the semiconductor donor wafer 620 is placed on the glass substrate 602. If it is desired to apply a preload pressure and a seed voltage to initiate bond formation in the central region of the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602, the spacer mechanism 300 can be removed before placing the semiconductor donor wafer 620 on the glass substrate 602. Can be activated. As discussed with respect to FIGS. 6 and 14, the step motor is such that the rotating long 304 rotates relative to the mount ring 302, thus driving the gap adjusting plate 330 to place the gap adjusting plate 330 in the peripheral area of the glass substrate 602. 144 can rotate the gear 142. Next, the semiconductor donor wafer 620 can be placed on the gap adjusting plate 330 such that the gap adjusting plate 330 is sandwiched between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602. In this way, the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 will be separated by the thickness of the gap adjusting plate 330.

次に、上接合形成プレート機構400と下接合形成プレート機構500が間隔をおいた平行配置になるように、上接合形成プレート機構400が(開閉機構200によって)下方に回転するように動作することができる。さらに詳しくは、図7に関して上で論じたように、シャフト236を操作することでジャッキ230が作動し、この結果、シャフト232,案内ブッシュ214およびヒンジプレート250が下降する。ヒンジプレート250の下降が、マウントプレート208がヒンジプレート250のストップ259に接するまでマウントプレートおよび上接合形成プレート機構400が下方に傾くように、軸旋回リンク仕掛258を中心にしてマウントプレート208を旋回させる。この時点で、上接合形成プレート機構400は下接合形成プレート機構400に対して実質的に平行な配置にある。ヒンジプレートが下方に動き続ける結果として、ロック246が上昇−加圧機構100の案内柱114,116,118の上端114A,116A,118A(図6)に接する。次いで、作業者がロック246を上昇−加圧機構100の案内柱114,116,118に嵌合させることができる。ロック246は、上昇−加圧機構100に過剰な力をかけずに、マウントプレート208が半導体ドナーウエハ620および上接合形成プレート機構400にかかる上向きの力に確実に対抗できるようにする。   Next, the upper bonding formation plate mechanism 400 is operated so as to rotate downward (by the opening / closing mechanism 200) so that the upper bonding formation plate mechanism 400 and the lower bonding formation plate mechanism 500 are arranged in parallel with a space therebetween. Can do. More particularly, as discussed above with respect to FIG. 7, manipulating the shaft 236 activates the jack 230, resulting in the shaft 232, the guide bushing 214 and the hinge plate 250 being lowered. The lowering of the hinge plate 250 pivots the mount plate 208 about the pivot axis link mechanism 258 so that the mount plate and upper joint forming plate mechanism 400 tilts downward until the mount plate 208 contacts the stop 259 of the hinge plate 250. Let At this point, the upper bond forming plate mechanism 400 is in a substantially parallel arrangement with respect to the lower bond forming plate mechanism 400. As a result of the hinge plate continuing to move downward, the lock 246 contacts the upper ends 114A, 116A, 118A (FIG. 6) of the guide posts 114, 116, 118 of the lift-pressurization mechanism 100. The operator can then fit the lock 246 into the guide posts 114, 116, 118 of the lift-pressurization mechanism 100. The lock 246 ensures that the mount plate 208 can counter the upward force on the semiconductor donor wafer 620 and the upper bonding plate mechanism 400 without applying excessive force to the lift-press mechanism 100.

次いで、上昇−加圧機構100が下接合形成プレート機構500(およびガラス基板602および半導体ドナーウエハ620)の上接合形成プレート機構400に向かう粗変位を行わせることができる。予荷重プランジャー470の電極が上接合形成プレート機構400の熱スプレッダー410の下に突き出しているから、上昇−加圧機構100が上接合形成プレート機構400に向かう下接合形成プレート機構500の粗変位をおこさせると、電極484は半導体ドナーウエハ620に接触する。半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の周端の相互接触をスペーサ機構300の間隙調整板330が阻止するから、予荷重プランジャー470は、半導体ドナーウエハ620の中央領域がガラス基板602に接触するように、半導体ドナーウエハ620を弓なりに反らせようとするであろう。このようにして、全圧、温度および電圧が印加される前に、予荷重圧力およびシード電圧の印加によって半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の陽極接合形成を開始することができる。   The ascending-pressurization mechanism 100 can then cause a coarse displacement toward the upper bond forming plate mechanism 400 of the lower bond forming plate mechanism 500 (and the glass substrate 602 and the semiconductor donor wafer 620). Since the electrode of the preload plunger 470 protrudes under the heat spreader 410 of the upper joint forming plate mechanism 400, the coarse displacement of the lower joint forming plate mechanism 500 as the ascending-pressurizing mechanism 100 moves toward the upper joint forming plate mechanism 400. When this occurs, the electrode 484 contacts the semiconductor donor wafer 620. Since the gap adjusting plate 330 of the spacer mechanism 300 prevents mutual contact between the semiconductor donor wafer 620 and the peripheral edge of the glass substrate 602, the preload plunger 470 is arranged so that the central region of the semiconductor donor wafer 620 contacts the glass substrate 602. The semiconductor donor wafer 620 will attempt to bow. In this way, anodic bonding of the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 can be initiated by applying the preload pressure and seed voltage before the total pressure, temperature and voltage are applied.

半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の中央領域の初期陽極接合形成に続いて、間隙調整板330を引き抜くようにスペーサ機構300に命令することができる。制御ユニットがステップモーター144に命令して、回転リング304がマウントリング302に対して回転し、よって半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間から間隙調整板330を引き抜くように、ギア142を回転させることができる。間隙調整板330は対称運動で移動し、これにより、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間のいかなる不均等な摩擦負荷も防止される。接合形成プロセスが真空内で行われていれば、間隙調整板330の引抜きに先立つ半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の中央領域の接合形成によって、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間からいかなるガスも排出することができる。したがって、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間の適切な接合をガス(例えば空気)が妨げる可能性を低めることができる。   Following the initial anodic bonding formation of the central region of the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602, the spacer mechanism 300 can be commanded to withdraw the gap adjustment plate 330. The control unit commands the step motor 144 to rotate the gear 142 so that the rotating ring 304 rotates relative to the mount ring 302, thus pulling the gap adjustment plate 330 from between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602. Can do. The gap adjustment plate 330 moves in a symmetrical motion, thereby preventing any uneven frictional loading between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602. If the bonding process is performed in a vacuum, any gas is discharged from between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 by bonding the semiconductor donor wafer 620 and the central region of the glass substrate 602 prior to drawing the gap adjusting plate 330. can do. Therefore, the possibility that a gas (for example, air) prevents proper bonding between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 can be reduced.

図25を参照すれば、上で論じたように接合形成装置10を用いてガラス基板602と半導体ドナーウエハ620を直接に接触させ、ガラス基板602および半導体ドナーウエハ620に温度、電圧および圧力をかけることにより、陽極(電解)プロセスを用いてガラス基板602を剥離層622に接合することができる。接合形成装置10は、所望の陽極接合形成を達成するため、(制御ユニットのプロセッサ上で走る)コンピュータプログラムの制御の下で動作することができる。したがって、コンピュータプログラムが接合形成装置10の様々な機構を本明細書で論じた態様で動作させて、陽極接合形成を達成すると見なすことができる。   Referring to FIG. 25, the glass substrate 602 and the semiconductor donor wafer 620 are brought into direct contact using the bonding apparatus 10 as discussed above, and temperature, voltage and pressure are applied to the glass substrate 602 and the semiconductor donor wafer 620. The glass substrate 602 can be bonded to the release layer 622 using an anode (electrolysis) process. The bond forming device 10 can operate under the control of a computer program (running on the processor of the control unit) to achieve the desired anodic bond formation. Accordingly, it can be considered that the computer program operates the various mechanisms of the bonding apparatus 10 in the manner discussed herein to achieve anodic bonding.

半導体ドナーウエハ620の剥離層622およびガラス基板602は温度差勾配の下で加熱される。ガラス基板602は半導体ドナーウエハ620および剥離層622の(上接合形成プレート機構400による)加熱温度より高温に(下接合形成プレート機構500によって)加熱することができる。例として、ガラス基板602と半導体ドナーウエハ620(および剥離層622)の間の温度差は約6℃と約200℃ないしそれ以上との間のどこかとすることができる。この温度差は、後の熱応力による半導体ドナーウエハ620からの剥離層622の分離が容易になるから、ガラス基板の熱膨張係数(CTE)を半導体ドナーウエハ620のCTEに整合させる(例えばシリコンのCTEに整合させる)ために望ましい。ガラス基板602および半導体ドナーウエハ620の温度は、ガラス基板602の歪点の約±650℃の範囲内にとることができる。   The release layer 622 and the glass substrate 602 of the semiconductor donor wafer 620 are heated under a temperature difference gradient. The glass substrate 602 can be heated (by the lower bonding plate mechanism 500) to a temperature higher than the heating temperature (by the upper bonding plate mechanism 400) of the semiconductor donor wafer 620 and the release layer 622. As an example, the temperature difference between the glass substrate 602 and the semiconductor donor wafer 620 (and the release layer 622) can be anywhere between about 6 ° C. and about 200 ° C. or higher. This temperature difference facilitates subsequent separation of the release layer 622 from the semiconductor donor wafer 620 due to thermal stress, so that the coefficient of thermal expansion (CTE) of the glass substrate is matched to the CTE of the semiconductor donor wafer 620 (eg, to the silicon CTE). Desirable to align). The temperature of the glass substrate 602 and the semiconductor donor wafer 620 can be within a range of about ± 650 ° C. of the strain point of the glass substrate 602.

機械的圧力も集成中間体に印加される。圧力は、約1〜約100ポンド/平方インチ(psi)(約6.9×10〜約6.9×10Pa)の範囲、約6〜約50psi(約4.1×10〜約3.4×10Pa)の範囲、または約20psi(約1.4×10Pa)とすることができる。より高い圧力、例えば約100psi(約6.9×10Pa)ないしさらに高い圧力の印加も可能であるが、そのような圧力は、ガラス基板602の割れを生じさせ得るから、慎重に用いられるべきである。図4A,4Bおよび6に関して上で論じたように、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602は上昇−加圧機構100の制御された作動の下で相互に接触することができる。上昇−加圧機構100の第2のアクチュエータ106が下マウント108,下接合形成プレート機構500およびガラス基板602を押し上げて、半導体ドナーウエハ620とガラス基板602の間の制御された加熱および圧力を達成できるような位置につける。 Mechanical pressure is also applied to the assembly intermediate. The pressure ranges from about 1 to about 100 pounds per square inch (psi) (about 6.9 × 10 3 to about 6.9 × 10 5 Pa), about 6 to about 50 psi (about 4.1 × 10 4 to In the range of about 3.4 × 10 5 Pa), or about 20 psi (about 1.4 × 10 5 Pa). Application of higher pressures, for example about 100 psi (about 6.9 × 10 5 Pa) or higher, is possible, but such pressures can be used with caution since they can cause cracking of the glass substrate 602. Should. As discussed above with respect to FIGS. 4A, 4B and 6, the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 can contact each other under the controlled operation of the lift-press mechanism 100. The second actuator 106 of the lift-press mechanism 100 can push up the lower mount 108, the lower bonding plate mechanism 500 and the glass substrate 602 to achieve controlled heating and pressure between the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602. Place it in such a position.

集成中間体にかけて、例えば、半導体ドナーウエハ620に正電位を与えてガラス基板602により低い電位を与えることにより、電圧も印加される。電位の印加によって、ガラス基板602内のアルカリイオンまたはアルカリ土類イオンが半導体/ガラス界面から離れてガラス基板602深くに移動させられる。これにより、(i)無アルカリイオンまたは無アルカリ土類イオン界面が形成される、および(ii)ガラス基板602の反応性が非常に高くなり、比較的低い温度における熱の印加によって半導体ドナーウエハ620の剥離層622に強く接合する、の2つの機能が達成される。   A voltage is also applied across the assembled intermediate, for example by applying a positive potential to the semiconductor donor wafer 620 and a lower potential on the glass substrate 602. By application of the potential, alkali ions or alkaline earth ions in the glass substrate 602 move away from the semiconductor / glass interface and move deeper into the glass substrate 602. Thereby, (i) an alkali-free ion or alkali-free earth ion interface is formed, and (ii) the reactivity of the glass substrate 602 is very high, and the application of heat at a relatively low temperature causes the Two functions of strongly bonding to the release layer 622 are achieved.

圧力、温度差および電位差は制御された時間(例えばほぼ6時間ないしそれより短い時間)にわたって印加される。その後、高レベル電位がゼロまで下げられ、半導体ドナーウエハ620およびガラス基板602は、半導体ドナーウエハ620からの剥離層622の分離が少なくとも開始されるように冷却される。冷却プロセスには、上接合形成プレート機構400および下接合形成プレート機構500の一方に、またはいずれにも、冷却流体が流し込まれる、強制冷却を含めることができる。1つないしさらに多くの実施形態において、強制冷却プロファイルには、剥離過程の強さおよび品質に影響を与えるために、半導体ドナーウエハ620およびガラス基板602の異なるプロファイル(例えば、冷却速度、滞留時間および/またはレベル)での冷却を含めることができる。   The pressure, temperature difference and potential difference are applied over a controlled time (eg, approximately 6 hours or less). Thereafter, the high level potential is lowered to zero and the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 are cooled such that separation of the release layer 622 from the semiconductor donor wafer 620 is at least initiated. The cooling process may include forced cooling, in which a cooling fluid is poured into one or both of the upper bonding plate mechanism 400 and the lower bonding plate mechanism 500. In one or more embodiments, the forced cooling profile may include different profiles of the semiconductor donor wafer 620 and the glass substrate 602 (eg, cooling rate, dwell time and / or the like) to affect the strength and quality of the stripping process. Or cooling at the level) can be included.

図26に示されるように、分離後、得られた構造はガラス基板602およびガラス基板620に接合された半導体材料の剥離層622を有することができる。この構造にアクセスするため、案内柱114,116,118からロック246が外され、シャフト232が案内ブッシュ214を上昇させて、ヒンジプレート250がブロック260および軸旋回リンク仕掛258によってマウントプレート208に垂直方向の力をかけるように(図6〜7)、ジャッキ230が(例えばシャフト236に回転力を印加することによって)作動される。これによって、上接合形成プレート機構400は、下接合形成プレート機構500に対して実質的に平行な関係を維持しながら、下接合形成プレート機構500から垂直に上昇して離れるであろう。マウントプレート208にかかり続ける上向きの力は、軸旋回リンク仕掛258を中心とする回転運動に応答する上接合形成プレート機構400の傾きを生じさせる。次いで、接合形成装置10から中間SOG構造を取り出すことができる。   As shown in FIG. 26, after separation, the resulting structure can have a glass substrate 602 and a release layer 622 of semiconductor material bonded to the glass substrate 620. To access this structure, the lock 246 is removed from the guide posts 114, 116, 118, the shaft 232 raises the guide bushing 214, and the hinge plate 250 is perpendicular to the mount plate 208 by the block 260 and the pivot pivot linkage 258. The jack 230 is actuated (eg, by applying a rotational force to the shaft 236) to apply a directional force (FIGS. 6-7). This will cause the upper bond forming plate mechanism 400 to rise vertically away from the lower bond forming plate mechanism 500 while maintaining a substantially parallel relationship to the lower bond forming plate mechanism 500. The upward force that continues to be applied to the mount plate 208 causes the upper joint forming plate mechanism 400 to tilt in response to the rotational movement about the pivot link mechanism 258. Next, the intermediate SOG structure can be taken out from the bonding apparatus 10.

図27に示されるようなガラス基板602上の半導体層604を得るために、薄化および/または研磨手法により、例えば、CMPまたは技術上既知のその他の手法により、表面623からいかなる不要な、または粗い、半導体材料も除去することができる。   In order to obtain a semiconductor layer 604 on a glass substrate 602 as shown in FIG. 27, any unnecessary or from the surface 623 by thinning and / or polishing techniques, for example by CMP or other techniques known in the art, or Coarse semiconductor material can also be removed.

半導体ドナーウエハ620は続いて別のSOG構造600を作成するために再使用できることに注意されたい。   Note that the semiconductor donor wafer 620 can subsequently be reused to create another SOG structure 600.

本発明の別の1つないしさらに多くの実施形態にしたがえば、ガラス、ガラス−セラミック、セラミック等のような基板に微細構造をエンボス加工するために接合形成装置10を用いることができる。ガラスのような基板上に複製パターンを形成するための従来手法は、(例えばUV硬化性ポリマーを用いる)加算型プロセスまたは減算型プロセス(例えば、化学エッチング、反応性イオンエッチング)を含んでいる。これらの従来手法はいずれの用途においても望ましくない。実際上、ポリマー構造は極めて多目的に用い得るが、所望の材料特性を有することができず、エッチング法は微細構造を形成できるが、非常に時間および費用がかかることが多い。しかし、本発明の多くの態様の内の1つにしたがえば、加熱によって種型から基板にパターンが型押/エンボス加工される。種型は構造的に剛性が高く、基板の融点より高い融点を有する、材料で構成される。種型および/または基板は基板が種型の微細構造に流れ込むレベルまで加熱される。その後、コンポーネントは冷却されて分離される。   In accordance with one or more embodiments of the present invention, the bond forming apparatus 10 can be used to emboss a microstructure on a substrate such as glass, glass-ceramic, ceramic, and the like. Conventional techniques for forming replicated patterns on substrates such as glass include additive or subtractive processes (eg, using a UV curable polymer) (eg, chemical etching, reactive ion etching). These conventional approaches are undesirable in any application. In practice, polymer structures can be used for very versatile purposes, but cannot have the desired material properties, and etching methods can form microstructures, but are often very time consuming and expensive. However, according to one of many aspects of the present invention, the pattern is embossed / embossed from the seed to the substrate by heating. The seed mold is made of a material that is structurally rigid and has a melting point higher than that of the substrate. The seed mold and / or substrate is heated to a level at which the substrate flows into the seed mold microstructure. The components are then cooled and separated.

1つないしさらに多くの実施形態において、接合形成装置10は、種型および/または基板(例えばガラス)を高速加熱して高スループットを可能にするように適合させることができる。前述した、接合形成装置10の強制冷却機能、制御された加圧機能、真空雰囲気等もスループットを高めることができる。   In one or more embodiments, the bond forming device 10 can be adapted to rapidly heat the mold and / or substrate (eg, glass) to enable high throughput. The above-described forced cooling function, controlled pressure function, vacuum atmosphere, and the like of the bonding apparatus 10 can also increase the throughput.

図28を参照すれば、接合形成装置10は、(例えばナノメートルスケールの)微細構造701がその少なくとも一表面に配されている種型700を受け入れるように動作することができる。種型700上の微細構造は基板702上にエンボス加工されることが望ましい微細構造の反転である。例として、下接合形成プレート機構500に種型700を結合させることができ、基板702(例えばガラス基板)を種型700の上におくことができる。あるいは、下接合形成プレート機構500に基板702を結合させることができ、種型700を基板702の上におくことができる。また別の実施形態において、上接合形成プレート機構400に種型700をクリップ止めするか、さもなければ締結することができる。上接合形成プレート機構400/下接合形成プレート機構500と基板702/種型700の間にそれぞれGRAFOILガスケット704A,704Bを挟み込むことができる。   Referring to FIG. 28, the bonding apparatus 10 is operable to receive a seed 700 having a microstructure 701 (eg, nanometer scale) 701 disposed on at least one surface thereof. The microstructure on the seed mold 700 is a reversal of the microstructure that is desirably embossed on the substrate 702. As an example, the seed mold 700 can be coupled to the lower bond forming plate mechanism 500 and a substrate 702 (eg, a glass substrate) can be placed on the seed mold 700. Alternatively, the substrate 702 can be coupled to the lower bond forming plate mechanism 500 and the seed 700 can be placed on the substrate 702. In yet another embodiment, the seed mold 700 can be clipped or otherwise fastened to the upper bond forming plate mechanism 400. GRAFOIL gaskets 704A and 704B can be sandwiched between the upper bonding plate mechanism 400 / lower bonding plate mechanism 500 and the substrate 702 / seed mold 700, respectively.

次いで、接合形成装置10を(上で論じたように)閉じることができ、ガラス基板702のTgより高い温度がかけられる。このようにしてパターンまたは構造が種型700からガラス基板702に転写される。複製プロセスは、上に論じたような接合形成装置10の制御された加圧機能による高圧の下で行うことができる。あるいは、種型700の微細構造710へのガラス基板702の流れ込みを容易にするために重力および大気圧を用いることができる。   The bond forming device 10 can then be closed (as discussed above) and a temperature higher than the Tg of the glass substrate 702 is applied. In this way, the pattern or structure is transferred from the seed mold 700 to the glass substrate 702. The replication process can be performed under high pressure due to the controlled pressurization function of the bond forming device 10 as discussed above. Alternatively, gravity and atmospheric pressure can be used to facilitate the flow of the glass substrate 702 into the microstructure 700 of the seed mold 700.

種型700は、ガラス基板702のTgのような、基板の流れ温度まで、またはそれより上まで、高められた温度において構造的に変化しないであろう材料で構成することができる。例として、石英ガラスを、種型700を提供するために用いることができる。微細構造701は反応性イオンエッチング(RIE)によって種型700に形成することができる。ダイアモンドコーティングのような、種型700および/または基板702の表面処理も行うことができる。   The seed mold 700 can be composed of a material that will not change structurally at elevated temperatures, such as the Tg of the glass substrate 702, up to or above the substrate flow temperature. As an example, quartz glass can be used to provide the seed mold 700. The microstructure 701 can be formed in the seed mold 700 by reactive ion etching (RIE). Surface treatment of the mold 700 and / or the substrate 702 can also be performed, such as diamond coating.

本発明を特定の実施形態を参照して本明細書に説明したが、これらの実施形態が本発明の原理および応用の例証に過ぎないことは当然である。したがって、添付される特許請求の範囲に定められるような本発明の精神および範囲を逸脱することなく、数多くの改変が例証実施形態になされ得ることおよび別の構成が案出され得ることは当然である。   Although the invention herein has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. Thus, it will be appreciated that numerous modifications may be made to the illustrated embodiments and alternative configurations may be devised without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. is there.

ある程度閉じられた配置にある本発明の接合形成装置の一実施形態の斜視図である1 is a perspective view of one embodiment of a bond forming device of the present invention in a somewhat closed arrangement. FIG. 開かれた配置にある図1の接合形成装置の正面図であるFIG. 2 is a front view of the bond forming device of FIG. 1 in an open configuration. ある程度閉じられた配置にある図1の接合形成装置の正面図であるFIG. 2 is a front view of the joint forming apparatus of FIG. 1 in a somewhat closed arrangement. 閉じられた配置にある図1の接合形成装置の正面図であるFIG. 2 is a front view of the joint forming apparatus of FIG. 1 in a closed arrangement. 閉じられた配置にある図1の接合形成装置の側面図であるFIG. 2 is a side view of the bond forming device of FIG. 1 in a closed configuration. 図1の接合形成装置の部分的な斜視分解組立図であるFIG. 2 is a partial perspective exploded view of the joint forming apparatus of FIG. 1. 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する上昇−加圧機構の一実施形態の斜視図であるFIG. 2 is a perspective view of one embodiment of a lift-press mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more alternative embodiments). 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する開閉機構の一実施形態の斜視図であるFIG. 2 is a perspective view of one embodiment of an opening and closing mechanism suitable for use in the joint forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more alternative embodiments). 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する上(または下)接合形成プレート機構の一実施形態の斜視図である2 is a perspective view of one embodiment of an upper (or lower) bond forming plate mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more alternative embodiments). FIG. 線8B-8Bに沿ってとられた図8Aの接合形成プレート機構の断面図である8B is a cross-sectional view of the bond forming plate mechanism of FIG. 8A taken along line 8B-8B. 図8Aまたはその他の実施形態の上(または下)接合形成プレート機構とともに用いるに適するヒーター素子の斜視図であるFIG. 8B is a perspective view of a heater element suitable for use with the upper (or lower) bond forming plate mechanism of FIG. 8A or other embodiments. 図8Aまたはその他の実施形態の上(または下)接合形成プレート機構とともに用いるに適する別のヒーター素子の斜視図であるFIG. 8B is a perspective view of another heater element suitable for use with the upper (or lower) bond forming plate mechanism of FIG. 8A or other embodiments. 図8Aの接合形成プレート機構の斜視分解組立図であるFIG. 8B is a perspective exploded view of the joint forming plate mechanism of FIG. 8A. 図8Aの接合形成プレート機構の上面図であるFIG. 8B is a top view of the bond forming plate mechanism of FIG. 8A. 線11B-11Bに沿ってとられた図11Aの接合形成プレート機構の断面図である11B is a cross-sectional view of the bond forming plate mechanism of FIG. 11A taken along line 11B-11B. 線11C-11Cに沿ってとられた図11Aの接合形成プレート機構の断面図である11B is a cross-sectional view of the bond-forming plate mechanism of FIG. 11A taken along line 11C-11C. 図8A(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置とともに用いるに適する予荷重プランジャーの側面図であるFIG. 8B is a side view of a preload plunger suitable for use with the joint forming apparatus of FIG. 8A (and / or one or more alternative embodiments). 線12B-12Bに沿ってとられた図12Aの予荷重プランジャーの断面図である12B is a cross-sectional view of the preload plunger of FIG. 12A taken along line 12B-12B. 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する上接合形成プレート機構および下接合形成プレート機構の断面図であるFIG. 2 is a cross-sectional view of an upper bond forming plate mechanism and a lower bond forming plate mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more alternative embodiments). 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適するスペーサ機構の一実施形態の斜視図である2 is a perspective view of one embodiment of a spacer mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more alternative embodiments). FIG. 図8A(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成プレート機構とともに用いるに適する予荷重固定取付具の熱電対の斜視図であるFIG. 8B is a perspective view of a thermocouple of a preload fixture suitable for use with the bond forming plate mechanism of FIG. 8A (and / or one or more alternative embodiments). 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する上(または下)接合形成プレート機構の別の実施形態の斜視図であるFIG. 6 is a perspective view of another embodiment of an upper (or lower) bond forming plate mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more other embodiments). 図16の接合形成プレート機構の分解組立図であるFIG. 17 is an exploded view of the joint forming plate mechanism of FIG. 16. 図16(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成プレート機構とともに用いるに適する加熱ディスクの分解組立図であるFIG. 17 is an exploded view of a heating disk suitable for use with the bond forming plate mechanism of FIG. 16 (and / or one or more alternative embodiments). 図16の接合形成プレート機構の断面図であるIt is sectional drawing of the joint formation plate mechanism of FIG. 図1(および/または1つないしさらに多くの別の実施形態)の接合形成装置における使用に適する上(または下)接合形成プレート機構の別の実施形態の断面図であるFIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment of an upper (or lower) bond forming plate mechanism suitable for use in the bond forming apparatus of FIG. 1 (and / or one or more other embodiments). 図20の接合形成プレート機構の斜視分解組立図であるFIG. 21 is a perspective exploded view of the joint forming plate mechanism of FIG. 20. 雰囲気制御チャンバ内に配置された図1の接合形成装置の側面図である2 is a side view of the bonding apparatus of FIG. 1 arranged in an atmosphere control chamber. FIG. 図1の接合形成装置を用いて作成することができるSOGデバイスの構造を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the structure of the SOG device which can be produced using the junction forming apparatus of FIG. 図1の接合形成装置を用いて形成および/または作業することができる中間構造を示すブロック図であるFIG. 2 is a block diagram illustrating an intermediate structure that can be formed and / or operated using the bonding apparatus of FIG. 図1の接合形成装置を用いて形成および/または作業することができる中間構造を示すブロック図であるFIG. 2 is a block diagram illustrating an intermediate structure that can be formed and / or operated using the bonding apparatus of FIG. 図1の接合形成装置を用いて形成および/または作業することができる中間構造を示すブロック図であるFIG. 2 is a block diagram illustrating an intermediate structure that can be formed and / or operated using the bonding apparatus of FIG. 図1の接合形成装置を用いて作成することができる最終SOG構造を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the last SOG structure which can be produced using the junction forming apparatus of FIG. 微細構造のエンボス加工用途に適合された図1の接合形成装置のブロック図であるFIG. 2 is a block diagram of the bond forming apparatus of FIG. 1 adapted for microstructural embossing applications.

符号の説明Explanation of symbols

10 接合形成装置
12 ベースプレート
14 支持フレーム
50 雰囲気制御チャンバ
100 上昇−加圧機構
200 開閉機構
300 スペーサ機構
400,500 接合形成プレート機構
600 SOG構造
602 ガラス基板
604 半導体層
620 半導体ドナーウエハ
622 剥離層
700 種型
701 微細構造
702 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bonding apparatus 12 Base plate 14 Support frame 50 Atmosphere control chamber 100 Ascending-pressurizing mechanism 200 Opening / closing mechanism 300 Spacer mechanism 400,500 Bonding plate mechanism 600 SOG structure 602 Glass substrate 604 Semiconductor layer 620 Semiconductor donor wafer 622 Peeling layer 700 Type 701 Microstructure 702 Substrate

Claims (21)

陽極接合形成装置において、
第1の材料シートを嵌め込み、該第1の材料シートに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構、
第2の材料シートを嵌め込み、該第2の材料シートに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれの表面に沿って、該第1の材料シートおよび該第2の材料シートの相互に対する制御された圧力を達成するために、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構を互いに向けて押し付けるように動作することができる加圧機構、および
前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の陽極接合形成を達成するに十分な加熱、電圧および圧力プロファイルを与えるための前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構並びに前記加圧機構への制御信号を生成するように動作することができる制御ユニット、
を備えることを特徴とする陽極接合形成装置。
In the anodic bonding apparatus,
A first bond forming plate mechanism that is operable to fit a first material sheet and provide the first material sheet with at least one of controlled heating, voltage, and cooling;
A second bond-forming plate mechanism operable to mate the second material sheet and to provide the second material sheet with at least one of controlled heating, voltage and cooling;
Operatively coupled to the first bond-forming plate mechanism and the second bond-forming plate mechanism, and along the respective surfaces of the first material sheet and the second material sheet, the first Operating the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism toward each other to achieve a controlled pressure on the material sheet and the second material sheet relative to each other. And a first bond forming plate mechanism for providing a heating, voltage and pressure profile sufficient to achieve anodic bond formation between the first material sheet and the second material sheet And a control unit operable to generate a control signal to the second bond forming plate mechanism and the pressure mechanism,
An anodic bonding apparatus comprising:
前記第1の材料シートが、ガラス基板およびガラス−セラミック基板の内の少なくとも1つであり、前記第2の材料シートが半導体ドナーウエハであることを特徴とする請求項1に記載の陽極接合形成装置。   2. The anodic bonding apparatus according to claim 1, wherein the first material sheet is at least one of a glass substrate and a glass-ceramic substrate, and the second material sheet is a semiconductor donor wafer. . 前記加熱プロファイルが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの内の少なくとも1つの、約600℃より高い少なくともピーク温度を含む、
前記加熱プロファイルが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの内の少なくとも1つの、約600℃と1000℃の間の少なくともピーク温度を含む、
前記加熱プロファイルが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの内の少なくとも1つの、約1000℃より高い少なくともピーク温度を含む、
前記電圧プロファイルが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの内の少なくとも1つの、約100VDCと約2000VDCの間の少なくともピーク電圧を含む、
前記電圧プロファイルが、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の約1000VDCと約2000VDCの間の少なくともピーク電位差を含む、
前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの一方が接地電位にある、
前記ピーク電位差が、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの一方に正の電位を印加し、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの他方に負の電位を印加を印加することによって達成される、
前記圧力プロファイルが、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の約1ポンド/平方インチ(psi)(約6.9×10Pa)と100psi(約6.9×10Pa)の間の少なくともピーク圧力を含む、および、
前記圧力プロファイルが、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の約20psi(約1.4×10Pa)の少なくともピーク圧力を含む、
の内の少なくとも1つを特徴とする請求項1に記載の陽極接合形成装置。
The heating profile includes at least a peak temperature greater than about 600 ° C. of at least one of the first material sheet and the second material sheet;
The heating profile includes at least a peak temperature between about 600 ° C. and 1000 ° C. of at least one of the first material sheet and the second material sheet;
The heating profile includes at least a peak temperature greater than about 1000 ° C. of at least one of the first material sheet and the second material sheet;
The voltage profile includes at least a peak voltage between about 100 VDC and about 2000 VDC of at least one of the first material sheet and the second material sheet;
The voltage profile includes at least a peak potential difference between about 1000 VDC and about 2000 VDC between the first material sheet and the second material sheet;
One of the first material sheet and the second material sheet is at ground potential;
The peak potential difference is such that a positive potential is applied to one of the first material sheet and the second material sheet, and a negative potential is applied to the other of the first material sheet and the second material sheet. Achieved by applying,
The pressure profile is about 1 pound per square inch (psi) (about 6.9 × 10 3 Pa) and 100 psi (about 6.9 × 10 5 ) between the first material sheet and the second material sheet. Pa) at least during peak times, and
The pressure profile includes at least a peak pressure of about 20 psi (about 1.4 × 10 4 Pa) between the first material sheet and the second material sheet;
The anodic bonding apparatus according to claim 1, wherein at least one of the anodic bonding apparatus is provided.
前記制御ユニットが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの一方からの前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの他方に接合された剥離層の分離を容易にするに十分な強制冷却プロファイルを前記第1の材料シートおよび前記第2の材料に与えるための、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構の少なくとも一方への、制御信号を生成するように動作することができることを特徴とする請求項1に記載の陽極接合形成装置。   The control unit facilitates separation of a release layer bonded to the other of the first material sheet and the second material sheet from one of the first material sheet and the second material sheet. Generate a control signal to at least one of the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism to provide a sufficient forced cooling profile to the first material sheet and the second material The anodic bonding apparatus according to claim 1, wherein the anodic bonding apparatus can operate. 前記冷却プロファイルが、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートに相異なる冷却速度および相異なる冷却レベルの内の少なくとも1つを与えることを特徴とする請求項4に記載の陽極接合形成装置。   The anodic bond formation according to claim 4, wherein the cooling profile provides the first material sheet and the second material sheet with at least one of different cooling rates and different cooling levels. apparatus. 陽極接合形成装置において、
第1の材料シートを嵌め込み、前記第1の材料シートに制御された加熱および電圧の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる、第1の接合形成プレート機構、
第2の材料シートを嵌め込み、前記第2の材料シートに制御された加熱および電圧の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる、第2の接合形成プレート機構、および
前記第1の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの陽極接合形成を補助するための、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれの表面に沿い、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの相互に対する制御された圧力を達成するために、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構を互いに向けて押し付けるように動作することができる上昇−加圧機構、
を備えることを特徴とする陽極接合形成装置。
In the anodic bonding apparatus,
A first bond forming plate mechanism operable to mate a first material sheet and to provide at least one of controlled heating and voltage to the first material sheet;
A second bond forming plate mechanism operable to fit a second sheet of material and provide at least one of controlled heating and voltage to the second sheet of material; and Of the first material sheet and the second material sheet, operatively coupled to a bond forming plate mechanism, to assist in anodic bond formation of the first material sheet and the second material sheet Along the respective surfaces, the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism are configured to achieve a controlled pressure on the first material sheet and the second material sheet relative to each other. Lift-pressurization mechanism, which can operate to press towards each other
An anodic bonding apparatus comprising:
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構のそれぞれが搭載面を有し、前記搭載面のそれぞれが前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれ1つを嵌め込むための搭載平面を定める、および
前記上昇−加圧機構が前記第1の接合形成プレート機構に制御可能な力をかけるように動作することができ、前記制御可能な力が前記第1の接合形成プレート機構の前記搭載平面に実質的に垂直である、
ことを特徴とする請求項6に記載の陽極接合形成装置。
Each of the first bonding formation plate mechanism and the second bonding formation plate mechanism has a mounting surface, and each of the mounting surfaces has one each of the first material sheet and the second material sheet. A mounting plane for fitting, and the lift-pressurization mechanism can operate to apply a controllable force to the first bond-forming plate mechanism, the controllable force being the first Substantially perpendicular to the mounting plane of the bonding plate mechanism;
The anodic bonding apparatus according to claim 6.
前記上昇−加圧機構がベローズアクチュエータを有し、前記ベローズアクチュエータに与えられる流体圧力の変化に応答して前記ベローズアクチュエータが前記制御可能な力をかけるように動作することができることを特徴とする請求項7に記載の陽極接合形成装置。   The lift-pressurization mechanism includes a bellows actuator, and the bellows actuator is operable to apply the controllable force in response to a change in fluid pressure applied to the bellows actuator. Item 8. The anodic bonding apparatus according to Item 7. 前記上昇−加圧機構が、
前記第1の接合形成プレート機構を前記第2の接合形成プレート機構に向けて移動させるための前記第1の接合形成プレート機構の粗変位を与える第1のアクチュエータ機能、および
前記第1の接合形成プレート機構に前記制御可能な力をかける第2のアクチュエータ機能、
を提供するように動作することができることを特徴とする請求項7に記載の陽極接合形成装置。
The ascending-pressurizing mechanism is
A first actuator function for providing a rough displacement of the first bond forming plate mechanism for moving the first bond forming plate mechanism toward the second bond forming plate mechanism; and the first bond forming. A second actuator function for applying the controllable force to the plate mechanism;
The anodic bonding apparatus of claim 7, wherein the anodic bond forming apparatus is operable to provide
前記第1のアクチュエータ機能が前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれの表面に沿う前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の初期接触を生じさせることを特徴とする請求項9に記載の陽極接合形成装置。   The first actuator function causes an initial contact between the first material sheet and the second material sheet along respective surfaces of the first material sheet and the second material sheet. The anodic bonding apparatus according to claim 9. 前記上昇−加圧機構が、前記第1のアクチュエータ機能および前記第2のアクチュエータ機能をそれぞれ提供するように動作することができる第1のアクチュエータおよび第2のアクチュエータ、ここで前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータは前記第1の接合形成プレート機構と軸が合せられている、
前記第1のアクチュエータの作動が前記第2のアクチュエータおよび前記第1の接合形成プレート機構のいずれにも前記粗変位を与えるように、前記前記第1のアクチュエータおよび前記第2のアクチュエータが配置される、および
前記第2のアクチュエータの作動が前記第1のアクチュエータにいかなる変位も与えない、
の内の少なくとも1つを特徴とする請求項9に記載の陽極接合形成装置。
A first actuator and a second actuator, wherein the first-actuator mechanism is operable to provide the first actuator function and the second actuator function, respectively, wherein the first actuator and The second actuator is axially aligned with the first bonding plate mechanism;
The first actuator and the second actuator are arranged such that operation of the first actuator imparts the coarse displacement to both the second actuator and the first joint forming plate mechanism. And actuating the second actuator does not impart any displacement to the first actuator;
The anodic bonding apparatus according to claim 9, wherein at least one of the anodic bonding apparatus is provided.
陽極接合形成装置において、
第1の材料シートを嵌め込むように動作することができる第1の接合形成プレート機構および第2の材料シートを嵌め込むように動作することができる第2の接合形成プレート機構であって、該第1の接合形成プレート機構および該第2の接合形成プレート機構のそれぞれは搭載面を有し、該搭載面のそれぞれは前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれ1つを嵌め込むための搭載平面を定めるものである第1と第2の接合形成プレート機構、および
前記第2の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、
(i)閉配置にあるときに、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれの表面に沿う前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの互いに対する制御された圧力の達成を補助し、
(ii)第1の動作は前記第2の接合形成プレート機構を前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構のそれぞれの前記搭載平面に実質的に垂直な方向に前記第1の接合形成プレート機構から分離し、第2の動作は前記第2の接合形成プレート機構の前記搭載平面が前記第1の接合形成プレート機構の前記搭載平面に対して斜角をなすように前記第2の接合形成プレート機構を傾けて前記第1の接合形成プレート機構から離す、二重開動作プロファイルを提供するように、
動作することができる開閉機構、
を備えることを特徴とする陽極接合形成装置。
In the anodic bonding apparatus,
A first bond forming plate mechanism operable to fit a first material sheet and a second bond forming plate mechanism operable to fit a second material sheet comprising: Each of the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism has a mounting surface, and each of the mounting surfaces is fitted with one each of the first material sheet and the second material sheet. A first and second joint forming plate mechanism that defines a mounting plane for insertion, and is operatively coupled to the second joint forming plate mechanism,
(I) a controlled pressure of the first material sheet and the second material sheet on each other along the respective surfaces of the first material sheet and the second material sheet when in a closed configuration; Help achieve,
(Ii) In the first operation, the second bonding formation plate mechanism is moved in the direction substantially perpendicular to the mounting plane of each of the first bonding formation plate mechanism and the second bonding formation plate mechanism. Separating from the first bonding plate mechanism, and the second operation is such that the mounting plane of the second bonding plate mechanism is at an oblique angle to the mounting plane of the first bonding plate mechanism. To provide a double open motion profile that tilts the second bond forming plate mechanism away from the first bond forming plate mechanism;
Opening and closing mechanism, which can operate
An anodic bonding apparatus comprising:
前記開閉機構が、
前記第1の接合形成プレート機構の前記搭載平面に実質的に垂直な方向への延び出しおよび引き込みを行うように動作することができる集成リフト、および
第1の終縁および第2の終縁を有するマウントプレートであって、前記第2の接合形成プレート機構は前記マウントプレートの前記第1の終縁に向けて配置されており、前記第1の終縁および前記第2の終縁の中間の位置において前記集成リフトに軸旋回可能な態様で結合されているマウントプレート、
を有し、
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構の前記搭載平面が前記第2の接合形成プレート機構の前記第1の開動作の実質的に全てにわたって実質的に平行なままである、
ことを特徴とする請求項12に記載の陽極接合形成装置。
The opening / closing mechanism is
An assembly lift operable to extend and retract in a direction substantially perpendicular to the mounting plane of the first bond-forming plate mechanism; and a first end edge and a second end edge A mounting plate, wherein the second bond-forming plate mechanism is disposed toward the first end edge of the mount plate and is intermediate between the first end edge and the second end edge. A mounting plate coupled in a pivotable manner to the assembly lift in position,
Have
The mounting planes of the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism remain substantially parallel throughout substantially all of the first opening operation of the second bond forming plate mechanism. is there,
The anodic bonding apparatus according to claim 12.
前記開閉機構が、前記集成リフトに実質的に平行な方向に延び、前記集成リフトの第1の終端において前記マウントプレートの前記第2の終縁に滑動可能な態様で嵌合された、1本ないしさらに多くのストップアームを有し、
前記ストップアームにより、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構のそれぞれの前記搭載平面に実質的に垂直な方向に前記第2の接合形成プレート機構が前記第1の接合形成プレート機構から分離して離れるように前記第1の動作中に前記集成リフトが限定された行程にわたって延び出すような、前記マウントプレートの前記第2の終縁の運動が可能になる、
ことを特徴とする請求項13に記載の陽極接合形成装置。
The opening / closing mechanism extends in a direction substantially parallel to the assembly lift and is slidably fitted to the second end edge of the mount plate at a first end of the assembly lift. Or even more stop arms,
The stop arm causes the second bonding plate mechanism to move in the direction substantially perpendicular to the mounting plane of each of the first bonding plate mechanism and the second bonding plate mechanism. Allowing movement of the second end edge of the mounting plate such that the assembly lift extends over a limited stroke during the first movement away from the forming plate mechanism;
The anodic bonding apparatus according to claim 13.
前記1本ないしさらに多くのストップアームが、前記集成リフトの継続する延び出しが前記マウントプレートおよび前記集成リフトの軸旋回結合を中心とする前記マウントプレートの前記第2の終縁における梃子作用を生じさせるように、前記限定された行程をこえる前記マウントプレートの前記第2の終縁の運動を禁止するように動作することができる、
前記マウントプレートの前記第2の終縁における前記梃子作用が前記第2の接合形成プレート機構を傾けて前記第1の接合形成プレートから離す、
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構の開配置からの前記集成リフトの引き込みが前記マウントプレートの前記第2の終縁における前記梃子作用によって前記第2の接合形成プレート機構を前記第1の接合形成プレート機構に向けて傾ける、および
前記集成リフトの前記引き込みが、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構のそれぞれの前記搭載面に実質的に垂直な方向に前記第2の接合形成プレート機構が前記第1の接合形成プレート機構から分離して離れるように、前記集成リフトの引き込みを継続して前記マウントプレートの前記第2の終縁の前記限定された行程を完遂させるように動作することができる、
の内の少なくとも1つを特徴とする請求項14に記載の陽極接合形成装置。
The one or more stop arms cause the continued extension of the assembly lift to produce a lever action at the second end of the mount plate about the pivot connection of the mount plate and the assembly lift. Can be operated to inhibit movement of the second end edge of the mount plate beyond the limited stroke,
The lever action at the second end edge of the mount plate tilts the second bond forming plate mechanism away from the first bond forming plate;
Retraction of the assembly lift from the open arrangement of the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism is due to the lever action at the second end edge of the mount plate. Tilting the mechanism toward the first bond forming plate mechanism, and the pulling of the assembly lift is substantially on the mounting surface of each of the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism. The assembly lift is continuously retracted so that the second bond forming plate mechanism is separated from the first bond forming plate mechanism in a direction perpendicular to the first bond forming plate mechanism. Can operate to complete the limited journey,
The anodic bonding apparatus according to claim 14, wherein at least one of
陽極接合形成装置において、
第1の材料シートを嵌め込み、前記第1の材料シートに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構
第2の材料シートを嵌め込み、前記第2の材料シートに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、および
複数の可動集成間隙調整部品を有するスペーサ機構であって、前記スペーサ機構は前記第1の接合形成プレート機構に結合されており、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの周端の相互接触を防止するために、前記集成間隙調整部品を前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートに向けて、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間に、対称に移動させるように動作することができるスペーサ機構、
を備え、
前記第1の材料シートがガラス基板およびガラス−セラミック基板の内の少なくとも1つであり、前記第2の材料シートが半導体ドナーウエハである、
ことを特徴とする陽極接合形成装置。
In the anodic bonding apparatus,
A first bond forming plate mechanism that is operable to fit a first material sheet and provide the first material sheet with at least one of controlled heating, voltage, and cooling. A second bond forming plate mechanism operable to provide at least one of controlled heating, voltage and cooling to the second material sheet, and a plurality of movable assembly gap adjustment components A spacer mechanism, wherein the spacer mechanism is coupled to the first bond forming plate mechanism to prevent mutual contact between the peripheral edges of the first material sheet and the second material sheet; The assembly gap adjustment component is directed toward the first material sheet and the second material sheet, and symmetrically between the first material sheet and the second material sheet. Spacer mechanism that can operate to movement,
With
The first material sheet is at least one of a glass substrate and a glass-ceramic substrate, and the second material sheet is a semiconductor donor wafer;
An anodic bonding apparatus characterized by that.
前記スペーサ機構が、実質的に環状の構造を有し、
前記第1の接合形成プレート機構に対して固定態様で結合されたマウントリング、および
前記マウントリングに回転可能な態様で結合された回転リング、
を有し、
前記複数の集成間隙調整部品が、前記回転リングの順回転および逆回転に応答して前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の空間におよび/または前記空間から同期態様で移動できるように、前記複数の集成間隙調整部品が前記マウントリングに滑動可能な態様で取り付けられる、
ことを特徴とする請求項16に記載の陽極接合形成装置。
The spacer mechanism has a substantially annular structure;
A mount ring coupled in a fixed manner to the first joint-forming plate mechanism; and a rotary ring coupled in a rotatable manner to the mount ring;
Have
The plurality of assembly gap adjustment components move in and / or out of the space between the first material sheet and the second material sheet in response to forward and reverse rotations of the rotating ring. The plurality of assembly gap adjustment components are slidably attached to the mount ring, so that
The anodic bonding apparatus according to claim 16.
前記回転リングが前記回転リングの終縁に配置された1つないしさらに多くのカムを有する、
前記集成間隙調整部品のそれぞれが、前記回転リングが回転すると、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の前記空間におよび/または前記空間から前記集成間隙調整部品が同期態様で移動するように、前記回転リングの前記1つないしさらに多くのカムに嵌合する1つないしさらに多くのカムガイドを有する、および
前記回転リングがそれぞれの集成間隙調整部品について1つのカムスロットを有し、前記カムスロットのそれぞれは前記スペーサ機構の中心から螺旋を描いて離れる、
の内の少なくとも1つを特徴とする請求項14に記載の陽極接合形成装置。
The rotating ring has one or more cams disposed at an end edge of the rotating ring;
Each of the assembly gap adjustment components is synchronized with the assembly gap adjustment component in and / or from the space between the first material sheet and the second material sheet as the rotating ring rotates. One or more cam guides that fit into the one or more cams of the rotating ring to move, and the rotating ring has one cam slot for each assembly clearance adjustment component. And each of the cam slots spirals away from the center of the spacer mechanism,
The anodic bonding apparatus according to claim 14, wherein at least one of
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構のそれぞれが搭載面を有し、前記搭載面のそれぞれは前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートのそれぞれ1つを嵌め込むための搭載平面を定める、および
前記スペーサ機構が、前記集成間隙調整部品が少なくとも前記第1の接合形成プレート機構の前記搭載面に実質的に平行に移動して前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間に挟み込まれるかあるいは前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間から外に移動されるように、動作することができる、
ことを特徴とする請求項16に記載の陽極接合形成装置。
Each of the first bonding formation plate mechanism and the second bonding formation plate mechanism has a mounting surface, and each of the mounting surfaces includes one each of the first material sheet and the second material sheet. A mounting plane for fitting; and the spacer mechanism, wherein the assembly gap adjusting component moves at least substantially parallel to the mounting surface of the first joint forming plate mechanism and the first material sheet Operable to be sandwiched between the second material sheets or moved out of between the first material sheet and the second material sheet,
The anodic bonding apparatus according to claim 16.
前記スペーサ機構が、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの中央領域における接合形成だけを可能にするために、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間に前記集成間隙調整部品を移動させるように動作することができる、
前記スペーサ機構が、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの前記中央領域における接合形成が達成された後に、前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間から前記集成間隙調整板を外に移動させるように動作することができる、
前記装置が前記第1の接合形成プレート機構の開口を通して突き出している電極を少なくとも有する少なくとも1つの予荷重プランジャーをさらに備え、前記電極は前記第1の材料シートに電気的に接続するようにはたらくことができる、
前記予荷重プランジャーは、前記第1の材料シートに力を加え、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの中央領域において前記第2の材料シートに対して動かすように動作できる、および、
前記予荷重プランジャーは、前記第1の材料シートおよび前記第2の材料シートの中央領域における前記第1の材料シートと前記第2の材料シートの間の接合形成を誘起するために、前記第1の材料シートにシード電圧を印加するように動作することができる、
の内の少なくとも1つを特徴とする請求項16に記載の陽極接合形成装置。
The assembly between the first material sheet and the second material sheet so that the spacer mechanism only allows a bond formation in the central region of the first material sheet and the second material sheet. Can operate to move the gap adjustment component,
After the spacer mechanism has been joined in the central region of the first material sheet and the second material sheet, the assembly gap is between the first material sheet and the second material sheet. Can operate to move the adjusting plate out,
The apparatus further comprises at least one preload plunger having at least an electrode protruding through an opening in the first bond forming plate mechanism, the electrode serving to electrically connect to the first sheet of material. be able to,
The preload plunger is operable to exert a force on the first material sheet and move relative to the second material sheet in a central region of the first material sheet and the second material sheet; and,
The preload plunger is configured to induce a bond formation between the first material sheet and the second material sheet in a central region of the first material sheet and the second material sheet. Operable to apply a seed voltage to one material sheet;
The anodic bonding apparatus according to claim 16, wherein at least one of
装置において、
材料シートを嵌め込み、前記材料シートに制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第1の接合形成プレート機構
微細構造をその上に有する型押種型を嵌め込み、前記型押種型に制御された加熱、電圧および冷却の内の少なくとも1つを与えるように動作することができる第2の接合形成プレート機構、
前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構に動作可能な態様で結合され、前記型押種型および前記材料シートのそれぞれの表面に沿う、前記材料シートに対する前記型押種型の制御された圧力を達成するために、前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構を互に向けて押し付けるように動作することができる加圧機構、および
前記材料シートの前記型押種型の前記微細構造への流れ込みをおこさせるに十分な加熱プロファイルを与えるための前記第1の接合形成プレート機構および前記第2の接合形成プレート機構並びに前記加圧機構への制御信号を生成するように動作することができる制御ユニット、
を備えることを特徴とする装置。
In the device
A first bond-forming plate mechanism that is operable to fit a material sheet and provide the material sheet with at least one of controlled heating, voltage, and cooling. A second bond forming plate mechanism operable to provide at least one of controlled heating, voltage and cooling to the embossing mold,
The embossing type for the material sheet along the respective surfaces of the embossing die and the material sheet, which are operatively coupled to the first joining forming plate mechanism and the second joining plate mechanism. A pressure mechanism operable to press the first bond forming plate mechanism and the second bond forming plate mechanism toward each other to achieve a controlled pressure of the mold, and the material sheet Control of the first bond forming plate mechanism, the second bond forming plate mechanism, and the pressurizing mechanism to provide a heating profile sufficient to cause the embossing mold to flow into the microstructure. A control unit, which can operate to generate a signal,
A device comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194375A (en) * 2008-01-16 2009-08-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor substrate
JP2009231819A (en) * 2008-02-26 2009-10-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing soi substrate
WO2011065025A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 三菱重工業株式会社 Bonding method, bonding apparatus, and bonding system

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101541475B (en) * 2006-11-30 2011-03-16 康宁股份有限公司 Precision abrasive machining of work piece surfaces
JP5412731B2 (en) * 2008-02-19 2014-02-12 株式会社ニコン Heating and pressing system and cooling device
JP5455445B2 (en) * 2009-05-29 2014-03-26 信越化学工業株式会社 Manufacturing method of bonded wafer
US8062956B2 (en) * 2009-08-26 2011-11-22 Corning Incorporated Semiconductor on insulator and methods of forming same using temperature gradient in an anodic bonding process
US8357974B2 (en) 2010-06-30 2013-01-22 Corning Incorporated Semiconductor on glass substrate with stiffening layer and process of making the same
US8557679B2 (en) 2010-06-30 2013-10-15 Corning Incorporated Oxygen plasma conversion process for preparing a surface for bonding
KR20130029110A (en) 2010-06-30 2013-03-21 코닝 인코포레이티드 Method for finishing silicon on insulator substrates
JP5882939B2 (en) * 2013-05-01 2016-03-09 東京エレクトロン株式会社 Joining method, joining apparatus and joining system
KR102455439B1 (en) * 2017-10-26 2022-10-14 엘지전자 주식회사 Sintering apparatus for power module
US11825568B2 (en) * 2021-04-01 2023-11-21 Whirlpool Corporation Segmented thermoresistive heating system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4219774C1 (en) * 1992-06-17 1994-01-27 Mannesmann Kienzle Gmbh Method and device for stacking substrates to be bonded together
US5472549A (en) * 1994-07-08 1995-12-05 Enclosure Technologies, Inc. Apparatus for electronically seam fusing dissimilar polymeric materials
US7176528B2 (en) * 2003-02-18 2007-02-13 Corning Incorporated Glass-based SOI structures

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194375A (en) * 2008-01-16 2009-08-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor substrate
US8985173B2 (en) 2008-01-16 2015-03-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor substrate
JP2009231819A (en) * 2008-02-26 2009-10-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing soi substrate
WO2011065025A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 三菱重工業株式会社 Bonding method, bonding apparatus, and bonding system
JP2011114278A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Bonding method and bonding device controller
TWI415167B (en) * 2009-11-30 2013-11-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd A bonding method, a bonding device, and a joining system

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