JP6633782B1 - ウェハーの整列方法及び整列システム - Google Patents

Abstract

各ウェハーは、各ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ互いに整列される。各ウェハーには、２つの接点における接触を可能にするピボットノッチと、単一の接点における接触を可能にする停止ノッチとを含む各ノッチが形成される。付勢ノッチは、二接点要素がピボットノッチ内に位置するときに、各ウェハーを二接点要素に係合するよう押圧し、単一接点要素が停止ノッチ内に位置するときに、各ウェハーを単一接点要素に係合するよう押圧するために形成される。各ウェハーは、基準となる特徴部の整列状態を維持するために互いに接合することができる。【選択図】図１１

Description

（関連出願の相互参照）
2017年1月31日付の米国特許仮出願第62/452,602号の優先権を主張するものであり、その開示内容の全体が参照により本願明細書に組み込まれるものとする。

本発明は、ウェハーの整列方法及び整列システムに関する。

形成された特徴部を有するウェハーとして構成された支持部又は構造部には、多数の用途がある。基本的に、ウェハーが組み立てられて互いに接合されると、これら特徴部が最終製品の一部を構成する。２つ以上のウェハーの特徴部を互いに整列させる場合、整列はウェハーレベルで行うか、又はウェハーを個々の部品に切断した後に行うことができる。特徴部を互いに分離する前に（即ち、ウェハーレベルで）ウェハーの整列及び組み立てを行うことが望ましい場合には、問題が生じる可能性がある。例えば、１つ以上のウェハーの位置を適切に配置及び調整するときに、各ウェハーを互いに適切に整列させるか、又は各ウェハーを最終製品にとって所望の程度に互いに整列させることに関して問題が生じる可能性がある。

上述した問題への対処は、ウェハー処理、特徴部の形成及び検出、並びに整列及び組み立て作業時に使用される固定部品及び処理部品に関連して困難を伴う可能性がある。特徴部の寸法が小さくなるほど、整列化、処理、並びに組み立て（例えば接合）に伴う問題は、より一層困難になる可能性がある。

本開示の第１態様に係る方法は、第１ウェハー上に形成された第１特徴部を考慮しつつ、第１ピボットノッチ、第１停止ノッチ、並びに第１付勢ノッチを第１ウェハーに形成するステップと、第２ウェハー上に形成された第２特徴部を考慮しつつ、第２ピボットノッチ、第２停止ノッチ、並びに第２付勢ノッチを第２ウェハーに形成するステップとを含む。この方法において、第１ウェハーは整列装置内に取り付け、その際に二接点要素を第１ピボットノッチ内に進入させ、単一接点要素を第１停止ノッチ内に進入させる。第２ウェハーも整列装置内に取り付けられ、その際に二接点要素を第２ピボットノッチ内に進入させ、単一接点要素を第２停止ノッチ内に進入させる。第１付勢ノッチ及び第２付勢ノッチの表面に対しては付勢力を作用させることにより、第１特徴部を第２特徴部と整列させる。

本開示の方法の一例は、第１特徴部及び第２特徴部を整列させた後、第１ウェハーを第２ウェハーに接合するステップを更に含む。この方法の例は、整列前に、第１ウェハーにスペース要素を固定するステップを更に含むことができる。この場合、第２ウェハーをスペース要素に接合する。

本開示の方法の一例は、少なくともレーザー切断により、第１ピボットノッチ及び第２ピボットノッチを形成し、第１停止ノッチ及び第２停止ノッチを形成し、第１付勢ノッチ及び第２付勢ノッチを形成するステップを更に含む。この例において、第１特徴部及び第２特徴部は、パターン化されたアレイ、又はパターン化されたアレイ内又は該アレイに隣接して配置された基準部を含むことができる。

本開示の方法の一例においては、付勢力を、第１付勢ノッチ及び第２付勢ノッチの表面に接触するばね負荷されたプッシャで作用させる。

本開示の方法の一例においては、付勢力を加えると、第１ウェハー及び第２ウェハーは、単一接点要素が第１停止ノッチ及び第２停止ノッチの停止面に当接するまで、二接点要素、第１ピボットノッチ、並びに第２ピボットノッチに規定されたピボット中心周りに旋回する。

本開示の方法の一例において、第１ウェハー及び第２ウェハーの整列位置は、二接点要素がピボットノッチにおける２つの接点に接触することにより規定され、単一接点要素が停止ノッチにおける単一の接点に接触することにより規定される。この例において、第１付勢ノッチ及び第２付勢ノッチは、それぞれ、第１特徴部及び第２特徴部に対して異なる距離で形成される方法。

本開示における方法の任意の特徴は、任意かつ所望の手法及び／又は構成で互いに組み合わせ可能であることに留意されたい。

本開示の他の態様に係るシステムは、第２ウェハーと整列させるためのノッチが形成されたウェハーを備える。このウェハーは、ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成されたピボットノッチを有し、ピボットノッチのほぼ真向いに形成されると共に、ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成された停止ノッチを有し、ウェハーにおけるピボットノッチと停止ノッチとの間の側面に形成された付勢ノッチを有し、付勢ノッチの側面に作用する付勢力により、ピボットノッチが、固定具における二接点整列要素と２つの接点にて接触すると共に、停止ノッチが、固定具における単一接点整列要素と単一の接点にて接触する。

本開示のシステムの一例において、ピボットノッチは、約50度〜約70度の夾角を有する。

本開示のシステムの一例において、停止ノッチは、ウェハーの外周部に対して横方向に向けられた停止面を有する。

本開示のシステムの一例において、ウェハーは、円形であり、付勢ノッチは、停止ノッチの停止面から約30度〜約40度の位置に配置されている。

本開示のシステムの一例において、ウェハーは、ガラスを含み、特徴部は、各ノッチの形成時に撮像可能な少なくとも２つの基準マーカーを含む。

本開示におけるシステムの任意の特徴は、任意かつ所望の手法で組み合わせ可能であることに留意されたい。更に、システム及び／又は方法における特徴の任意の組み合わせが互いに適用可能であり、及び／又は、上述した態様の何れか又は両方における任意の特徴が本明細書に開示の任意の例と組み合わせ可能である。

本開示の別の態様に係るシステムは、第１ウェハー及び第２ウェハーにノッチを形成するためのノッチングステーションを備える。各ウェハーにおけるノッチは、各ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成されたピボットノッチを含み、ピボットノッチの真向いに形成されると共に、各ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成された停止ノッチを含み、各ウェハーにおけるピボットノッチと停止ノッチとの間の側面に形成された付勢ノッチを含み、付勢ノッチの側面に作用する付勢力により、各ウェハーにおけるピボットノッチが、固定具における二接点整列要素と２つの接点にて接触すると共に、各ウェハーにおける停止ノッチが、固定具における単一接点整列要素と単一の接点にて接触する。システムの固定具は、第１ウェハー及び第２ウェハーの特徴部を互いに整列させるために設けられ、各ウェハーにおけるピボットノッチと接触する二接点整列要素を有し、各ウェハーにおける停止ノッチと接触する単一接点整列要素を有し、ピボットノッチを二接点整列要素と接触させると共に、停止ノッチを単一接点要素と接触させる付勢要素を有する。システムには更に、第１ウェハー及び第２ウェハーの整列後に、第１ウェハーを第２ウェハーに接合するための接合ステーションが設けられている。

本開示の別の態様に係るシステムの一例において、ノッチングステーションは、各ノッチを形成するために、第１ウェハー及び第２ウェハーの特徴部を検出するための検出システムを有する。一例において、検出システムは、カメラを含み、特徴部は、各ウェハー上に形成されると共に、カメラで検出可能な基準特徴部を含む。

本開示の別の態様に係るシステムの一例において、接合ステーションは、第２ウェハーの整列位置で、第２ウェハーを第１ウェハーに対して接合するためのレーザーを含む。一例において、第１ウェハーに各ノッチを形成後に、第１ウェハーにスペーサが接合され、第１ウェハー及び第２ウェハーの整列後に、第２ウェハーがスペーサに接合される。

本開示の別の態様に係るシステムの一例において、固定具は、各ウェハーの整列状態で、接合ステーション内に配置されるよう構成されている。

本開示における別の態様に係るシステムの任意の特徴は、任意かつ所望の手法で組み合わせ可能であることに留意されたい。更に、本開示における別の態様に係るシステムの任意の特徴及び／又は本開示における他の態様に係るシステムの任意の特徴及び／又は本開示における方法の任意の特徴の組み合わせが互いに適用可能であり、及び／又は、上述した態様の何れか又は全てにおける任意の特徴が本明細書に開示の任意の例と組み合わせ可能である。

本開示におけるこれら及び他の特徴、態様、利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めばより理解することができる。添付図面全体を通して、類似符号は類似部分を表している。

本開示の技術に従って整列させた２つのウェハーで構成された例示的な製品を示す斜視図である。 図１における例示的な製品に関して、本開示の技術に従って整列及び組み立てられた２つのウェハー部分を示す切欠断面図である。 例示的な製品に使用されるウェハーのうちの１つを示す平面図である。 特徴部が表面上に形成され、かつそれら特徴部を考慮しつつ他のウェハーと整列させる例示的なウェハーを示す平面図である。 図４における例示的なウェハーに関して、他のウェハーとの整列に使用される例示的なノッチングを示す平面図である。 図５におけるウェハーに形成された例示的なピボットノッチを示す詳細な切欠図である。 図５におけるウェハーに形成された例示的な停止ノッチを示す詳細な切欠図である。 図５におけるウェハーに形成された例示的な付勢ノッチを示す詳細な切欠図である。 図５におけるピボットノッチの２つの接点に使用できる例示的な二接点要素を示す平面図である。 図５における停止ノッチの単一の接点に使用できる例示的な単一接点要素を示す平面図である。 ノッチを有する２つのウェハーを整列させるための例示的な固定具を示す平面図である。 例示的な接点と、ウェハーを整列させるためにノッチ付きウェハーに作用させる力とを示す平面図である。 整列させるウェハーをノッチングするための例示的なノッチングステーションを示す略図である。 整列させた２つのウェハーを互いに接合するための例示的な接合ステーションを示す略図である。 ２つのウェハーにおけるノッチング処理、整列、並びに互いに対する接合に関して、例示的な処理を示すフローチャートである。

整列させたウェハーには多数の用途、例えば、様々な被分析物の検出、画像化、又は分析に使用されるフローセルがある。幾つかの用途において、ウェハー上の各特徴部は、処理時に互いに整列させ、その整列させたウェハーは、例えば互いに接合して固定することにより、整列状態を維持することができる。図１は、上側プレート12及び下側プレート14を有する例示的なフローセル10を示す。これらプレート12，14は、インターポーザとも称される中間層16によって分離されている。インターポーザにより、上側プレート12と下側プレート14との間にスペースが形成され、そのスペース内に対象となる被分析物を導入することができる。図示の実施形態において、スペースは、４つのフローチャネル18を含むが、他の多くの異なる構成としてもよい。更に、例示的な用途において、フローセル10は、被分析物を支持すると共に、互いに整列させた特徴部を有する。図示の例において、フローセル10は、矢印20で示唆されるように、流体を流入させるための少なくとも１つの開口（図示せず）と、矢印22で示唆されるように、流体をフローセル10から流出させるための少なくとも１つの付加的な開口（図示せず）を有する。

例示的な用途において、フローセル10は、上側プレート12及び下側プレート14の両方にて特徴部として形成された箇所に付着する分子サンプルを受け取ることができる。特徴部として形成された各箇所により、分子の付着が可能になり、各分子が例えばハイブリダイゼーションにより更に処理可能になり、処理時にフローセル10に導入される試薬との反応が可能になる。このような用途において、被分析物の画像化は、上側プレート12、下側プレート14、又はその両方を通して分子に放射波（即ち光）を照射することにより行うことができる。この場合、他の検出法を使用してもよい。このような光学的な検出用途においては、プレート12，14の一方又は両方は、使用される光の波長に対して透明な材料、例えばガラスで構成することができる。更に、このような用途においては、デオキシリボ核酸（DNA）又はリボ核酸（RNA）等の分子のシークエンシングが含まれ得るが、本明細書に記載の技術は、特定の用途又は被分析物、或いはフローセル10自体に限定されない。

図２は、図１におけるフローセル10の部分断面図を示す。上述したように、フローセルは、上側プレート12及び下側プレート14を有し、これらプレート12，14間にスペース32を形成するインターポーザ16によって互いに分離されている。上側プレート12は、上面24及び下面26を有する。下側プレート14も同様に、上面28及び下面30を有する。図示の例においては、上側プレート12の下面26と下側プレート14の上面28との間の内部容積又は空間32が被分析物を受け取る。図示の例において、整列させた特徴部は、上側プレート12の下面26及び下側プレート14の上面28に形成されている。整列により、例えば、連続的な処理サイクル、反応サイクル、画像化サイクル等を通して、被分析物の位置認識を容易にすることができる。ただし、他の用途においては、上側プレート12の上面24及び／又は下側プレート14の下面30に特徴部が形成されていてもよいことに留意されたい。これら特徴部は、本開示における整列化の基準として機能する。

図３は、上側プレート12及び下側プレート14における特徴部の配置の一例を示す。図示の例において、特徴部34は、特徴部34が位置する表面にエリア又は領域を含む。この場合、領域自体は、互いに分離されたレーン、帯状部、サブ領域又はサブエリアに分割可能であり、これらレーン、帯状部、サブ領域自体も、整列すべき個々の箇所又は位置を含むことができる。本開示の整列化を容易にするために、特徴部34は、プレート12，14上に形成可能な基準マーカー36を含むことができる。これら基準マーカー36は、本明細書に開示された整列処理時に検出可能であり、整列のための基準として使用することができる。

一例において、プレート12，14上の特徴部34は、マイクロアレイ、ナノアレイ等のパターン化されたアレイを含むことができる。特徴部34の位置又は箇所は、規則的な繰り返しパターン又は複雑な非繰り返しパターンとして配置するか、又は１つ以上のプレートの表面上にランダムに配置することができる。このようなアレイにおける個々の特徴部34の寸法は、所望の用途に合うよう選択することができる。例えば幾つかの実施形態において、アレイの各特徴部34は、単一の核酸分子を単独で収容する寸法を有することができる。この寸法範囲内にある複数の特徴部34を有する表面は、単一の分子分解能での検出を可能とするための分子アレイを構成するのに有用である。この寸法範囲内にある複数の特徴部34は、それぞれが分子コロニーを含む特徴部34を有するアレイにおいても有用である。このように、アレイにおける各特徴部34は、約1 mm²以下、約500 μm²以下、約100 μm²以下、約10 μm²以下、約1 μm²以下、約500 μm²以下の面積を有することができるか、又は約100 nm²以下、約10 nm²以下、約5 nm²以下の面積を有することができるか、又は1 nm²の面積を有することができる。代替的又は付加的に、アレイにおける各特徴部34は、約1 mm²以上、約500 μm²以上、約100 μm²以上、約10 μm²以上、約1 μm²以上、約500 nm²以上、約100 nm²以上、約10 nm²以上、約5 nm²以上、又は約1 nm²以上の面積を有することができる。特徴部は、上述した例示的な寸法の上限と下限との間の範囲内にある寸法を有することができる。

複数の特徴部34又は箇所を有する例において、各特徴部34は、互いに離間していてもよい（即ち、各特徴部34は互いの間のスペースで分離している）。この場合にアレイが有する特徴部34は、例えば、エッジからエッジまでが最大で約100 μm、最大で約50 μm、最大で約10 μm、最大で約5 μm、最大で約1 μm、又は最大で約0.5μm以下の距離で分離させることができる。代替的又は付加的に、アレイが有する特徴部34は、エッジからエッジまでが少なくとも約0.5 μm、少なくとも約1 μm、少なくとも約5 μm、少なくとも約10 μm、少なくとも約50 μm、又は少なくとも約100μm以上の距離で分離させることができる。これらの範囲は、特徴部34における平均的なエッジ間距離、並びに最小又は最大のエッジ間距離に適用することができる。

幾つかの例において、各特徴部34は、互いに離間していなくてもよく、隣接する特徴部34が互いに接していてもよい。特徴部34が互いに離間しているか否かに関わらず、特徴部34の寸法及び／又はピッチは、アレイが所望の密度を有するよう異ならせることができる。例えば規則的なパターンであれば、特徴部の平均ピッチは、最大で約100 μm、最大で約50 μm、最大で約10 μm、最大で約5 μm、最大で約1 μm、又は最大で約0.5 μm以下とすることができる。代替的又は付加的に、規則的なパターンであれば、特徴部の平均ピッチは、少なくとも約0.5 μm、少なくとも約1 μm、少なくとも約5 μm、少なくとも約10 μm、少なくとも約50 μm、又は少なくとも約100 μm以上とすることができる。これらの範囲も、規則的なパターンにおける最大ピッチ又は最小ピッチに適用することができる。例えば規則的なパターンであれば、特徴部の最大ピッチは、最大で約100 μm、最大で約50 μm、最大で約10 μm、最大で約5 μm、最大で約1 μm、又は最大で約0.5 μmとすることができ、及び／又は、規則的なパターンにおける特徴部の最小ピッチは、少なくとも約0.5 μm、少なくとも約1 μm、少なくとも約5 μm、少なくとも約10 μm、少なくとも約50 μm、又は少なくとも約100 μm以上とすることができる。

特徴部34の密度は、単位面積当たりに存在する特徴部34の数として理解することもできる。アレイにおける特徴部34の平均密度は、例えば、少なくとも約1×10³特徴部／mm²、少なくとも約1×10⁴特徴部／mm²、少なくとも約1×10⁵特徴部／mm²、少なくとも約1×10⁶特徴部／mm²、少なくとも約1×10⁷特徴部／mm²、少なくとも約1×10⁸特徴部／mm²、又は少なくとも約1×10⁹特徴部／mm²以上とすることができる。代替的又は付加的に、アレイにおける特徴部34の平均密度は、最大で約1×10⁹特徴部／mm²、最大で約1×10⁸特徴部／mm²、最大で約1×10⁷特徴部／mm²、最大で約1×10⁶特徴部／mm²、最大で約1×10⁵特徴部／mm²、最大で約1×10⁴特徴部／mm²、又は最大で約1×10³特徴部／mm²以下とすることができる。

特徴部34がパターン化された例において、特徴部34は、任意の様々なパターン形状又はレイアウトを有することができる。例えば、一方又は両方のプレート12，14等の二次元平面上で見た場合、特徴部34は、丸み形状、円形、楕円形、長方形、正方形、対称形状、非対称形状、三角形、多角形等を呈することができる。各特徴部34は、規則的な繰り返しパターン、例えば、六角形パターン又は直線パターンで配置することができる。パターンは、所望の程度の充填度が得られるよう選択することができる。例えば、円形の特徴部34は、六角形の配置で充填することができる。円形の特徴部は、他の配置で充填することも勿論可能である。

基本的に、パターンは、そのパターンにおける最小の幾何学的単位を形成するサブセット内に存在する特徴部34の数で特徴付けられる。サブセットは、例えば、少なくとも２，３，４，５，６、又は10以上の特徴部34を含むことができる。特徴部34の寸法及び密度に応じて、幾何学的単位は、約1 mm²未満、約500 μm²未満、約100 μm²未満、約50 μm²未満、約10μm²未満、約1 μm²未満、約500 μm²未満、約100 μm²未満、約50 μm²未満、又は約10 μm²未満の面積を占めることができる。代替的又は付加的に、幾何学的単位は、約10 nm²超、約50 nm²超、約100 nm²超、約500 nm²超、約1 μm²超、約10 μm²超、約50 μm²超、約100 μm²超、約500μm²超、又は約1 mm²超の面積を占めることができる。幾何学的単位における特徴部34の形状、寸法、ピッチ等の特性は、アレイ又はパターンにおける特徴部34に関して本明細書でより一般的に記載された形状、寸法、ピッチ等の特性から選択することができる。

図４は、本明細書に開示されているように、他のウェハーと整列させることができる例示的なウェハー38を示す。図示の例において、ウェハー38は、ガラスシートを含む。この場合、任意の適切な厚さのウェハー38が使用可能であり、その厚さは用途に応じて選択することができる。例えば、想定可能なフローセル10の例において、上側プレート12を形成するウェハー38は、約0.3 mmの公称厚さを有することができるのに対して、下側プレート14を形成するウェハー38は、約1.0 mmの公称厚さを有することができる。また、想定可能なフローセル10の他の例において、上側プレート12を形成するウェハー38は、約0.7 mmの公称厚さを有することができるのに対して、下側プレート14を形成するウェハー38は、約0.7 mmの公称厚さを有することができる。各プレート12，14の厚さは、プレート12，14を切断して本明細書に開示のノッチ等を形成可能な限りは、任意の厚さとすることができる。一例において、下側プレート14の厚さは、約0.7 mm〜約1.1 mmの範囲内にあり、上側プレート12の厚さは、約0.3 mm〜約0.7 mmの範囲内にある。図示の例において、ウェハー38は、初期の円形形状を有するが、他の形状も使用することができる。

図４は、上述したフローセル10の各プレート12，14を形成するプレート領域40も示す。この場合も、これら各プレート領域40は、処理時に、第２ウェハー上における他の特徴部34と整列させる特徴部34を含むことができる。図示の例において、各領域40は、最終製品には使用されない周辺部41に包囲されている。各使用領域40、パターン、オブジェクト、形状に関しては、整列化を可能とするため、任意かつ所望のレイアウトをウェハー38上に形成可能であることに留意されたい。

図示の例において、ウェハー38は、整列の基準として使用されない外周部42を有する。この場合、図５に示すように、ウェハー38にはむしろ、特徴部34を考慮しつつ、１つ以上の表面上にノッチが形成されている。図示の例においては、ピボットノッチ46が外周部42に形成されている。図示の例において、ピボットノッチ46はＶ字形状を有するが、他の適切な形状又は形態としてもよい。ピボットノッチ46は、以下に説明するように、整列を容易にするエッジ48を有する。外周部42には停止ノッチ50も形成され、停止面又は基準面52を含む。外周部42には付勢ノッチ52が更に形成されており、ピボットノッチ46及び停止ノッチ50内における接触により整列を可能にする。図示の例において、各ノッチ46，50，54は、所望の様々な位置に形成することができる。この場合、ピボットノッチ46は、方位線56に沿う基準と見なすことができるのに対して、停止ノッチ50は、第２方位線58に対して配置することができる。１つ以上の方位線56，58は、ピボットノッチ46のＶ字状エッジ48と、停止ノッチ50の基準面52とを互いに対して位置決めするよう機能する。付勢ノッチ54は、方位線60で示すように、ピボットノッチ46及び停止ノッチ50の両方に対してある角度で形成することができる。少なくともピボットノッチ46の各エッジ48及び停止ノッチの基準面52は、１つ以上の領域40における特徴部34及び基準部36を考慮しつつ配置及び形成することができる。

図示の例において、ピボットノッチ46は、約60度の夾角を有する。停止ノッチ50は、ウェハー38の外周部42に対してほぼ横方向に向けられた停止面又は基準面52を有する。また、円形のウェハー38であれば、付勢ノッチ54は、停止ノッチ50の停止面又は基準面52に対して約35度の位置に配置されている。実際の角度は、これら角度から逸脱することも想定可能である。この場合、ピボットノッチ46に関しては例えば約50度〜約70度を含み、付勢ノッチ54の変位に関しては、停止面又は基準面52に対して例えば約30度〜約40度を含む。

図６、図７及び図８は、それぞれ、ノッチ46，54，50をより詳細に示す。図６に示すように、ピボットノッチ46は、二接点要素62を収容可能なエッジ48を有する。二接点要素62は、ウェハーの整列処理時に、２つの接点64，66にてエッジ48と接触する。各エッジ48は、所望の角度68（夾角）で交わっている。ピボットノッチ46は、ウェハー38上における特徴部34を考慮しつつ形成されているため、接点64，66の位置は、整列化を可能とするための所定の基準であり、二接点要素62の寸法及び形状と、ピボットノッチの各エッジ48の角度68とに基づいている。同様に、図７に示すように、停止ノッチ50における基準面52の位置及び方位は、整列処理時に単一接点要素72が停止ノッチ50に受容されるよう選択されるため、所定の位置に接点74が得られる。ピボットノッチ46の接点64，66と、停止ノッチ50の接点74とが組み合わされることにより、整列化を可能とするための三接点システム又は基準フレームが形成される。図８に示すように、付勢ノッチ54は、ほぼアーチ形の接触面76，78を有する。図示の例において、整列すべき各ウェハー38のピボットノッチ46は整列すべき各ウェハー38の特徴部34に対して同じ位置に配置可能であり、また整列すべき各ウェハー38の停止ノッチ50は整列すべき各ウェハー38の特徴部34に対して同じ位置に配置可能であるのに対して、各ウェハー38における付勢ノッチ54の接触面76，78は、図８の参照符号76及び78が示すように、互いにオフセットさせることができる。このオフセットにより、整列時に、各ウェハー38に付勢力を加えることが可能にある。凹部エッジ80により、付勢ノッチ54の接触面76，78を配置することができる。

ウェハー38には、任意の種類、材料、又は形状を使用することができるが、図示の例において、ウェハー38は、円形であると共に、米国のニューヨーク州に拠点を置くコーニング社が提供しているイーグルXG等のガラスを含むことができる。図示の例において、（例えば下側プレート14を形成するのに使用される）下側ウェハーは、約0.7 mm〜約1.1 mmの範囲の公称厚さを有するのに対して、（例えば上側プレート12を形成するのに使用される）上側ウェハーは、約0.3 mm〜約0.7 mmの範囲の公称厚さを有する。ウェハー38は、約200 mm〜300 mmの範囲の公称直径を有する。厚さと同様に、直径は、形成される物品の寸法、並びにウェハー38を正確に切断する能力に応じて変わり得る。ただし、この場合も、これら材料、形状、並びに寸法は単なる例示に過ぎず、本開示の技術は記載の材料又は構成に限定されない。

更に、本開示の技術は、２つのウェハー38の整列に限定されるものではなく、３つ以上のウェハー38の整列に使用することも可能であることに留意されたい。このように、３つ以上のウェハーを、ノッチング、固定、並びに開示された他の処理に使用することができる。各ノッチ46，50，54の形状、配置、及び／又は、構成は、ウェハー38の用途、材料、厚さ等に応じて、開示された形状、配置、及び／又は、構成とは異ならせてもよい。例えば、付勢ノッチ54における接触面76，78のオフセット部又は突出部は、プッシャ装置又は付勢装置が１つ以上のウェハー38に作用することにより、ウェハー38がノッチ46，50の接触点又は基準点に対して適切に着座するよう適合可能である。このような適合が行われる場合、付勢装置は、押圧するウェハー38の厚さに制約される必要はない。このアプローチを採用すれば、各ウェハー38を独立して付勢するための構成を有する固定具を使用して、２つ以上のウェハー38を整列させることができる。

ピボットノッチ46及び停止ノッチ50と共に使用される各接点要素は、任意の適切な構成とすることができる。図９及び図10は、例示的な要素を示す。図９の二接点要素82（即ち二接点要素62）は、ピボットノッチ46、特にその基準エッジ64，66と相互作用することにより、２つの接点との所望の接触を可能にするよう構成されている。図示の例において、要素82は、整列固定具上における所定の基準位置にて要素82の固定を可能にする固定開口84を有する。先端部88上には、開口84に対して所望の位置に配置された基準面86が設けられている。図10の単一接点要素90（即ち単一接点要素72）は、停止ノッチ50の停止面又は基準面52との所望の接触を可能にする。単一接点要素90は、整列固定具上における所定の基準位置にて単一接点要素90の固定を可能にする固定開口92と、所望の接触を可能にする先端部96上の基準面94を有する。

図11は、ウェハー38の整列を容易にするよう機能する例示的な整列固定具98を示す。図示のように、接点要素82，90は、固定具98における所定の位置に固定され、ピボットノッチ46及び停止ノッチ50の基準エッジ又は基準面64，66，52と接触することにより、ウェハー38が正確に配置される。付勢装置又はプッシャ104により、両方のウェハー38における付勢ノッチの接触面76，78に接触することができる。図示の例において、付勢装置104は、固定具98に固定されると共に、ウェハー38を整列させるためのばね106及びウェハー38に接触する接触要素108を有する。図示の例において、付勢装置104は、ウェハー38が固定具98上に配置された後、手動又はアクチュエータで、引き戻すと共に解放することができる。図示の例において、付勢装置104は、２つの接触要素108を有することができ、これら２つの接触要素108は、ばね106力で移動して各ウェハー38が整列するよう各ウェハー38に接触する。

図12は、付勢装置104によって加えられた力が作用している状態でのウェハー38の位置を示す。図示のように、ピボットノッチ46は、二接点要素82，62がピボットノッチ46内に進入して２つの接点、即ちエッジ64，66に接触するよう二接点要素82，62に対して配置されている。この時点において、ウェハー38は、単一接点要素90から変位することができる。付勢力が加えられると、第１及び第２ウェハーは、単一接点要素90，72が第１及び第２停止ノッチ50の停止面52に当接するまで、二接点要素62，82、並びに第１及び第２ピボットノッチ46に規定されたピボット中心周りに旋回する。この場合、付勢装置が解放されることで力110が加えられることにより、（矢印112に示すように）ウェハー38が単一接点要素90，72に向けて回転又は移動する。上述した三接点にて接触がなされると、ウェハー38は互いに整列する。

図13は、ウェハー38を上述したようにノッチングするための例示的なワークステーション114を概略的に示す。この場合、ノッチングステーションは、ウェハー38が載置可能であると共に、矢印120で示すようにモータ（図示せず）で移動可能なステージ116を含むことができる。各ノッチ46，50，54の形成に際しては、各ウェハー38がステージ116上に配置可能であると共に、ウェハー38上に形成された各特徴部（例えば基準マーカー36）が光学系118で撮像可能であると共に検出可能である。光学系118は、例えば、ウェハー38の画像を生成し、基準となる特徴部34を画像処理で検出できる画像データを生成することができる。所望の位置に各ノッチ46，50，54を形成するために、レーザーカッター122が設けられている。レーザーカッター122は、レーザーをウェハー38に向けると共に、レーザーを移動させて各ノッチ46，50，54を所望の位置で形成することができる。

システム114は、制御回路124を更に含む。制御回路124は、１つ以上の処理回路126（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、マルチコアプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA））、特定用途向けプロセッサ或いは回路、又は汎用コンピュータ等のデジタル処理回路）を含むことができる。メモリ回路128（例えば、ソリッドステートメモリ、ダイナミックメモリ、オンボードメモリ及び／又はオフボードメモリ）により、処理回路によって実行され、かつウェハー38の検出、ウェハー38における基準として機能する特徴部34の検出、並びにステージ116を移動させてレーザー照射を制御するためのデータ、パラメータ、並びにルーチンが記憶される。メモリ回路128は、例えば、システム114における１つ以上のコンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイスを制御して特定の機能を提供するためのマシン実行可能命令を記憶することができる。

このように、メモリ回路128には、光学系118及び特徴部認識ルーチンを制御するために、光学系制御プログラミングデータ及びインターフェースデータ130を記憶することができる。ステージ制御データ及びインターフェースデータ132は、ステージ116の移動を制御するために記憶することができる。更に、レーザー制御データ及びインターフェースデータ134は、レーザーへの電力を制御するため、並びにレーザーを移動させて各ノッチ46，50，54を基準特徴部34に対して所望の位置で形成するために記憶することができる。

図14は、例示的な整列ステーション136を概略的に示す。整列に関して、整列させる各ウェハー38は、その表面上に形成された１つ以上の所望の特徴部34、並びに少なくともこれら特徴部34の幾つかを考慮しつつ形成された各ノッチ46，50，54を有する。ウェハー38はその後、上述したように固定具98上に配置される。図示の例において、（下側プレート14を形成するために使用される）下側ウェハー38は、その表面に接合された中間要素又はインターポーザ16を既に有する。インターポーザが設けられた下側ウェハー38は、矢印138に示すように、固定具98上に配置され、次いで上側ウェハー38`は、矢印140で示すように、インターポーザ16上の所定位置に下げられる。付勢装置104は解放されることにより、上述したように接点要素82（62），90（72）の接触が生じて、ウェハー38，38`が整列する。その後にレーザー溶接機142を作動させれば、インターポーザ16を上側ウェハー38`に接合することができる。他の例及び用途においては、接着剤やクランプ等の他の接着法又は固定法を使用することができる。

図15は、ウェハー38，38`を整列させるための本開示の方法における処理のフローチャートを示す。この場合に処理144は、特徴部を形成する処理146を含み、その処理146においては、参照符号148，150で示すように、特徴部34（例えばパターン）が各ウェハー38，38`に形成される。特徴部34、特徴部34の任意のパターン、並びに特徴部のレイアウトは、上側ウェハー及び下側ウェハー38`，38に関して同じである必要はないことに留意されたい。その後のノッチ形成処理152においては、上述したように、特徴部34が例えば光学的に検出され（参照符号154参照）、各ウェハー38，38`に基準ノッチ46，50，54が例えばレーザー切断で形成される（参照符号156参照）。ただし、幾つかの例において、特徴部34は、ノッチング後に形成してもよく、又はノッチングの前及び後の両方に形成してもよいことに留意されたい。ノッチング後に形成する場合、特徴部34は、各ノッチ46，50，54を考慮することにより、及び／又は、エッジ48又は基準面50を考慮することにより形成することができる。

図示の例においてはその後、中間要素又はインターポーザ16が下側ウェハー38に接合される（参照符号158参照）。この接合は、開示された固定具98内にウェハー38を配置する前に行うか、又は既に固定具98内にウェハー38が配置された後に行うことができる。また、中間要素16を使用しない場合にはこの処理を省略してもよい。逆に、この処理においては、ウェハー38`に１つ以上の要素を例えばオーバーラップするよう又はウェハー38`上の異なる箇所に加える工程を含むことができる。図示の処理において、ウェハー38，38`に関連する用語「上側」及び「下側」は、逆に解釈してもよいことに留意されたい。この場合、このようなアセンブリは、一方又は他方のウェハー38，38`又は両方で得られる。

図示の処理においてはその後、ウェハー38，38`が互いに整列及び固定される工程が含まれる（参照符号160参照）。参照符号162で表される工程においては、両方のウェハー38，38`が固定具98上に配置されると共に、上述したように整列される。次いで、ウェハー38，38`は、例えばインターポーザ16を上側ウェハー38`に接合することにより、整列位置で固定することができる（参照符号168参照）。整列及び固定の後、ウェハー38，38`を任意かつ所望の手法で処理することができる。この場合、例えば、ウェハー38，38`でフローセル10又はフローセル10の一部等のアセンブリが構成されている場合、個々のアセンブリは、切断又は他の手法で互いのみならず周囲の材料から分離することができる（参照符号170参照）。その後、任意の更なる処理、アセンブリ、又は仕上げを行うことができる。

本明細書に記載の各範囲は、実際に記載された各範囲のみならず、その各範囲内における任意の値又はサブ範囲を含むと理解されたい。この場合、例えば、約0.7 mm〜約1.1 mmの範囲は、明示された範囲だけでなく、約0.9 mm、約1.08 mm等の個々の値、並びに約0.8 mm〜約1.0 mm等のサブ範囲も含むと解釈される。

特許請求の範囲を含む本開示全体を通して使用される用語「約」は、小さな変動、例えば処理における変動を含め、かつ考慮するために使用される。この場合、約という用語は、±5％以下、例えば、±2％以下、±1％以下、±0.5％以下、±0.2％以下、±0.1％以下、±0.05％以下を指すことができる。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される用語「備える」、「含む」、「含有する」等やその類義語は、非限定的に解釈され、記載された要素を包含するのみならず、任意の付加的な要素も包含する。本明細書を通して「一例」、「他の例」、「例」等の表現は、その例に関連して記載された特定要素（例えば、特徴部、構造部）が本明細書における少なくとも１つの例に含まれ、別の例には含まれても含まれていなくてもよいことを意味する。更に、文脈が他のことを示唆していない限り、任意の例に関連して記載された要素は、様々な例において任意の適切な手法で組み合わせ可能であることを理解されたい。

言うまでもなく、上述した概念及び以下においてより詳細に説明する概念の全ての組み合わせは、（これら概念が互いに矛盾しない限り）本明細書に開示された発明の一部であると見なされる。特に、特許請求の範囲に記載の全ての組み合わせは、本明細書に開示された発明の一部と見なされる。更に、本明細書のみならず、参照により本明細書に組み込まれる任意の開示にも使用される可能性がある用語は、本明細書に開示された特定の概念に最も合致する意味を有するものと理解される。

本明細書では幾つかの例を詳述したが、開示された例は修正することができる。従って、上述した記載は非限定的であると見なされる。

Claims (20)

1. 方法であって、
   第１ウェハー上に形成された第１特徴部を考慮しつつ、第１ピボットノッチ、第１停止ノッチ、並びに第１付勢ノッチを前記第１ウェハーに形成するステップを含み、
   第２ウェハー上に形成された第２特徴部を考慮しつつ、第２ピボットノッチ、第２停止ノッチ、並びに第２付勢ノッチを前記第２ウェハーに形成するステップを含み、
   前記第１ウェハーを整列装置内に取り付けるステップを含み、二接点要素を前記第１ピボットノッチ内に進入させ、単一接点要素を前記第１停止ノッチ内に進入させ、
   前記第２ウェハーを前記整列装置内に取り付けるステップを含み、前記二接点要素を前記第２ピボットノッチ内に進入させ、前記単一接点要素を前記第２停止ノッチ内に進入させ、
   前記第１付勢ノッチ及び前記第２付勢ノッチの表面に対して付勢力を作用させることにより、前記第１特徴部を前記第２特徴部と整列させるステップを含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記第１特徴部及び前記第２特徴部を整列させた後、前記第１ウェハーを前記第２ウェハーに接合するステップを更に含む方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、整列前に、前記第１ウェハーにスペース要素を固定するステップを更に含み、前記第２ウェハーを前記スペース要素に接合する方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、少なくともレーザー切断により、前記第１ピボットノッチ及び前記第２ピボットノッチを形成し、前記第１停止ノッチ及び前記第２停止ノッチを形成し、前記第１付勢ノッチ及び前記第２付勢ノッチを形成するステップを更に含む方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、第１特徴部及び第２特徴部は、パターン化されたアレイ、又は前記パターン化されたアレイ内又は該アレイに隣接して配置された基準部を含む方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、前記付勢力を、前記第１付勢ノッチ及び前記第２付勢ノッチの表面に接触するばね負荷されたプッシャで作用させる方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、付勢力を加えると、前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーは、前記単一接点要素が前記第１停止ノッチ及び前記第２停止ノッチの停止面に当接するまで、前記二接点要素、前記第１ピボットノッチ、並びに前記第２ピボットノッチに規定されたピボット中心周りに旋回する方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーの整列位置は、前記二接点要素が前記ピボットノッチにおける２つの接点に接触することにより規定され、前記単一接点要素が前記停止ノッチにおける単一の接点に接触することにより規定される方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、第１付勢ノッチ及び第２付勢ノッチは、それぞれ、第１特徴部及び第２特徴部に対して異なる距離で形成される方法。
10. システムであって、
    第２ウェハーと整列させるためのノッチが形成されたウェハーを備え、該ウェハーは、
    前記ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成されたピボットノッチを有し、
    前記ピボットノッチのほぼ真向いに形成されると共に、前記ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成された停止ノッチを有し、
    前記ウェハーにおける前記ピボットノッチと前記停止ノッチとの間の側面に形成された付勢ノッチを有し、前記側面に作用する付勢力により、前記ピボットノッチが、固定具における二接点整列要素と２つの接点にて接触すると共に、前記停止ノッチが、前記固定具における単一接点整列要素と単一の接点にて接触するシステム。
11. 請求項１０に記載のシステムであって、前記ピボットノッチは、約50度〜約70度の夾角を有するシステム。
12. 請求項１０に記載のシステムであって、前記停止ノッチは、前記ウェハーの外周部に対して横方向に向けられた停止面を有するシステム。
13. 請求項１０に記載のシステムであって、前記ウェハーは、円形であり、前記付勢ノッチは、前記停止ノッチの停止面から約30度〜約40度の位置に配置されているシステム。
14. 請求項１０に記載のシステムであって、前記ウェハーは、ガラスを含み、前記特徴部は、前記各ノッチの形成時に撮像可能な少なくとも２つの基準マーカーを含むシステム。
15. システムであって、
    第１ウェハー及び第２ウェハーにノッチを形成するためのノッチングステーションを備え、前記各ウェハーにおける前記ノッチは、
    前記各ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成されたピボットノッチを含み、
    前記ピボットノッチの真向いに形成されると共に、前記各ウェハー上に形成された特徴部を考慮しつつ形成された停止ノッチを含み、
    前記各ウェハーにおける前記ピボットノッチと前記停止ノッチとの間の側面に形成された付勢ノッチを含み、前記側面に作用する付勢力により、前記各ウェハーにおける前記ピボットノッチが、固定具における二接点整列要素と２つの接点にて接触すると共に、前記各ウェハーにおける前記停止ノッチが、前記固定具における単一接点整列要素と単一の接点にて接触し、
    前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーの前記特徴部を互いに整列させるための前記固定具を備え、該固定具は、
    前記各ウェハーにおける前記ピボットノッチと接触する前記二接点整列要素を有し、
    前記各ウェハーにおける前記停止ノッチと接触する前記単一接点整列要素を有し、
    前記ピボットノッチを前記二接点整列要素と接触させると共に、前記停止ノッチを前記単一接点要素と接触させる付勢要素を有し、
    前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーの整列後に、前記第１ウェハーを前記第２ウェハーに接合するための接合ステーションを備えるシステム。
16. 請求項１５に記載のシステムであって、前記ノッチングステーションは、前記各ノッチを形成するために、前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーの前記特徴部を検出するための検出システムを有するシステム。
17. 請求項１６に記載のシステムであって、前記検出システムは、カメラを含み、前記特徴部は、前記各ウェハー上に形成されると共に、前記カメラで検出可能な基準特徴部を含むシステム。
18. 請求項１５に記載のシステムであって、前記接合ステーションは、前記第２ウェハーの整列位置で、前記第２ウェハーを前記第１ウェハーに対して接合するためのレーザーを含むシステム。
19. 請求項１８に記載のシステムであって、前記第１ウェハーに各ノッチを形成後に、前記第１ウェハーにスペーサが接合され、前記第１ウェハー及び前記第２ウェハーの整列後に、前記第２ウェハーが前記スペーサに接合されるシステム。
20. 請求項１５に記載のシステムであって、前記固定具は、前記各ウェハーの整列状態で、前記接合ステーション内に配置されるよう構成されているシステム。

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