JP6697126B2 - 剥離水平化デバイスおよび剥離方法 - Google Patents

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Description

本発明は半導体技術の分野に関し、詳細には、剥離に使用するための水平化デバイス、および対応する剥離方法に関する。
今日のビッグデータの時代に、半導体業界は急速に成長および拡大しており、自動車、産業、医療、ネットワーク、モバイル通信、家庭用電化製品などを含む社会のあらゆる側面に常に影響を与えている。現代社会は今や革新的な変化を経験している。半導体業界ではウェハ製作が重要な部分であり、より大きい生産能力が常に求められている。
剥離は、ウェハ製作工程の重要なステップであり、ガラス基板に接合されたウェハを分離することを対象とする。剥離中、ウェハおよびガラス基板は個々に保持され、次いでそれらのうちの一方に、ウェハとガラス基板の接合面に沿って外部からの力が加えられ、それによりウェハとガラス基板が互いに分離される。図１に示すように、接合されたウェハは、シリコンウェハ１０とガラス基板２０を備えている。シリコンウェハ１０およびガラス基板２０は、それぞれ第１の固定プレート１１および第２の固定プレート２１によって固定される。剥離中、図２に示すように、シリコンウェハ１０が完全にガラス基板２０から分離するまで、それらのうちの一方に力Ｆが加えられる。それらの分離中、シリコンウェハ１０とガラス基板２０は互いに平行に保たれなくてはならない。そうでなければ、徐々に増加する締付け圧力によって損傷が生じる恐れがある。平行を損ない得る主に２つの要因は以下の通りである。１）システムの稼働から残っている残余誤差、および２）ランダムに生じ、動的に変動するウェハの幾何学的凹凸、したがって、調整を行うために水平化デバイスが必要である。従来の機械的な水平化デバイスは、残余誤差の問題を解決することはできるが、調整後に１つの姿勢しか維持することができないので、そのデバイスは通常、全体的な分離工程中にリアルタイムで水平化を行うことはできない。リアルタイムの監視は、閉ループ・システムを形成する光電センサを使用することによって実現することができるが、高価になりすぎる傾向にあり、それによりデバイスが市場での競争力を失う恐れがある。
２００３年７月９日に発行された中国特許第ＣＮ２５５９４５７Ｙ号は、３つの摺動対、３つの球面対、１つの回転対、および１つの２ＤＯＦ自在継手を用いてＲｘ方向とＲｙ方向の両方に回転することができ、３つの摺動対を用いてＺ方向に並進することができる３自由度（３ＤＯＦ）機構を開示している。上側プラットフォームがＲｘ方向またはＲｙ方向に回転している間、運動学的対のうちの、直角三角形の直角頂点に位置付けられた１対のみが、水平方向において静止したままである。下側プラットフォームに対して上側プラットフォームを水平方向に静止した状態に維持するためには、直角三角形の直角頂点が、２つのプラットフォームの幾何学的中心に位置合わせされる必要がある。したがって３ＤＯＦ機構は、偏心構造を前提としている。この特許の開示された構造では、３ＤＯＦの動きを実現するために、上側および下側のプラットフォームの運動学的対は、それぞれの２つの合同な直角三角形の頂点に配置されることが必要である。しかし、製作および組立ての公差があることから、完璧な合同を実現することは困難である。
それに加えて、上記文献で述べられている３つの伸縮式ロッドの構造的細部は、その開示からは不明瞭なままである。それらの水平方向の剛性、および垂直方向の減衰は、所望の全体的な硬さおよび位置制御を保証するのに十分なほど高いはずであり、それにより構造的にかなり複雑になり得ることが推測可能である。
中国特許第ＣＮ２５５９４５７Ｙ号
上記問題を解決するために、本発明は、剥離水平化デバイスおよび剥離方法を提示する。
この目的のために、本発明は、第１の物体と第２の物体を剥離する工程中に水平化するための剥離水平化デバイスであって、第１および第２の物体が、それぞれ第１の固定プレートおよび第２の固定プレートによって固定されている、剥離水平化デバイスにおいて、
第１および第２の固定プレートのうちの一方のプレートの外側に配設された取付けプレートと、
取付けプレートの中心位置周りに固定された連結ロッド組立体であって、連結ロッド組立体が、順次、摺動対および摺動対に連結された球面対を介して、第１および第２の固定プレートのうちの一方のプレートに連結されている、連結ロッド組立体と、
取付けプレートと、第１および第２の固定プレートのうちの一方のプレートとの間に配設された少なくとも３つの弾性組立体であって、弾性組立体のそれぞれが、取付けプレートと、第１および第２の保持プレートのうちの一方のプレートに結合されている、弾性組立体とを備える、剥離水平化デバイスを提供する。
好ましくは、少なくとも３つの弾性組立体は、球面対周りで均等に分配されている。
好ましくは、弾性組立体のそれぞれに、取付けプレートまたは第１および第２の固定プレートのうちの一方のプレートに留め付けられたプレテンション調整機構が設けられている。
好ましくは、プレテンション調整機構のそれぞれは、取付けプレートから径方向外側を指す方向に沿って徐々に増大する垂直方向高さを有するくさび形状表面を備えており、弾性組立体は板ばねとして実現されており、それぞれの板ばねは、取付けプレートに固定された第１の端部と、くさび形状表面に接触している第２の端部とを有する。
好ましくは、くさび形状表面には、その各側部に、板ばねの移動方向に沿って制限ショルダが設けられている。
好ましくは、摺動対はリニア軸受またはリニアガイドである。
好ましくは、球面対は、球面軸受、球面滑り軸受、浮動性継手、または自在継手であり、自在継手は、２ＤＯＦの自在継手であることが好ましい。
好ましくは、第１および第２の物体のそれぞれは、ウェハまたはガラス基板である。
また本発明は、上記で定義されたデバイスを使用した剥離方法であって、第１の固定プレートの上、または第２の固定プレートの下に、取付けプレートを配設するステップと、ｂ）第１の物体と第２の物体との間の接合境界面に沿って、第１および第２の保持プレートのうちの取付けプレートが設けられていない方のプレートに、第１の物体が第２の物体から分離するまで、外部からの力を加えるステップとを備える方法も提供する。
好ましくは、剥離方法は、ステップａ）とステップｂ）の間に、弾性組立体のそれぞれのプレテンションを必要に応じて水平化によって調整するステップをさらに備える。
好ましくは、第１および第２の物体からなる剥離物体のプロファイルが変化したとき、摺動対および球面対があることによって、第１および第２の固定プレートのうちの取付けプレートが設けられた方のプレートが、剥離物体の動的変化に適応できるようになり、弾性組立体のそれぞれが、第１および第２の固定プレートのうちの取付けプレートが設けられた方のプレートの動的変化に基づいて、第１および第２の固定プレートのうちの取付けプレートが結合された方のプレートにそれぞれ圧力を加え、それにより、第１の物体が第２の物体に対して常に平行に保たれる。
先行技術に比べて、本発明の剥離水平化デバイスおよび剥離方法は、以下の利点を提供する。
１．本発明により使用される球面対と摺動対の組合せによって、基準物の動的変化に合わせて水平化物体を適応させることができるようになり、ばね組立体は、基準物の向きに基づいてリアルタイムで水平化物体の水平化を行う。その結果、ウェハとガラス基板の間の平行が常に保証され、ウェハに生じ得る損傷が回避される。
２．本発明により、Ｒｘ／Ｒｙ方向の回転を可能にするための１つの球面対、およびＺ方向の移動を可能にするための１つの摺動対のみを有する簡単な構造がもたらされる。そのようなレイアウトはより合理的であり、実際に容易に使用することができ、能動的な制御を必要とすることなく、動的な水平化用途において特に有用である。
接合される物体の概略図である（接合前）。 剥離物体の概略図である（接合後）。 本発明の特定の実施形態による、剥離に使用するための水平化デバイスの構造的概略図である。 本発明の特定の実施形態による、固定プレートへのばね組立体の配置を示す概略図である。 本発明の特定の実施形態による、ばね組立体およびプレテンション調整機構の構造的概略図である。
図面では、１０がウェハ、１１が第１の固定プレート、２０がガラス基板、２１が第２の固定プレート、３０が取付けプレート、４０が連結ロッド組立体、５０が摺動対、６０が球面対、７０がばね組立体、７１がプレテンション調整機構、７２がくさび形状表面、および７３が制限ショルダである。
本発明の上記目的、特徴、および利点がさらに明らかになり容易に理解されるように、本発明の特定の実施形態が、添付図面を参照しながら以下で詳細に記述される。添付図面は非常に簡略化された形態で描かれており、必ずしも原寸に比例しておらず、実施形態を説明する際の利便性および明確性を高めることだけを意図していることに留意すべきである。
本発明は、剥離中に物体を水平化するための水平化デバイスを提供する。物体は、例えば、シリコンウェハ１０とガラス基板２０を備える接合されたウェハであってもよい。シリコンウェハ１０およびガラス基板２０は、それぞれ第１の固定プレート１１および第２の固定プレート１２によって固定される。図３および図４に示すように、水平化デバイスは、第１および第２の固定プレート１１、１２のうちの一方のプレートの外側（剥離物体から離れた側）に配設された取付けプレート３０を含む。この実施形態では、取付けプレート３０は第１の固定プレート１１の上に配設されている。
水平化デバイスは、取付けプレート３０の中心周りに固定された連結ロッド組立体４０をさらに含む。連結ロッド組立体４０は、摺動対５０および球面対６０を介して第１の固定プレート１１に連結される。摺動対５０は、Ｚ方向に移動可能であり、球面対６０はＲｘ方向とＲｙ方向の両方に回転可能である。具体的には、球面対６０は、球面軸受、球面滑り軸受、浮動性継手、自在継手、または球面対として作用することができる任意の構造として実現されてもよい。摺動対５０は、構造部材間の相対的な摺動変位として、またはリニア軸受、リニアガイド、または摺動対として作用することができる任意の構造として実現されてもよい。
水平化デバイスは、少なくとも３つのばね組立体をさらに含み、ばね組立体は、取付けプレート３０と第１の固定プレート１１の間に配設されており、それぞれのばね組立体は、取付けプレート３０および第１の固定プレート１１に結合されている。ばね組立体は、球面対６０周りで均等に分配されている。
本発明によれば、球面対６０と摺動対５０の組合せによって、水平化物体は、基準物の動的変化に適応することができるようになる。ばね組立体７０は、水平化物体が、基準物の向きに応じて水平化を行うことを保証する。その結果、シリコンウェハ１０とガラス基板２０の間の平行が常に保証され、接合されたウェハに生じ得る損傷が回避される。
好ましくは、引き続き図３および図４を参照すると、ばね組立体７０のそれぞれには、底部にプレテンション調整機構７１が設けられ、それによりばね組立体７０のばねのプレテンションを変えることができ、その結果第１の固定プレート１１の移動感度を変えることができる。
好ましくは、特に図５を参照すると、この実施形態によるプレテンション調整機構７１のそれぞれは、くさび形状表面７２を含む。くさび形状表面７２のＺ方向の高さは、径方向外側を指す方向に沿って徐々に増大する。したがって、この実施形態では、ばね組立体７０は板ばねとして実現される。板ばねのそれぞれは、取付けプレート３０に固定された第１の端部と、くさび形状表面７２の対応する表面に接触している第２の端部とを有する。くさび形状表面７２と板ばねの相対位置関係は、板ばねによって第１の固定プレート１１に加えられる圧力を変えるように個々に調整されてもよい。
好ましくは、引き続き図５を参照すると、板ばねの水平方向の移動、したがって第１の固定プレート１１のＲｚ方向への回転移動を制限するために、板ばねの移動方向に位置付けられた制限ショルダ７３が、くさび形状表面７２の２つの側部にそれぞれ設けられる。
図３および図４を引き続き参照すると、本発明は、上記で定義された水平化デバイスを使用した剥離方法も提供する。取付けプレート３０は、シリコンウェハ１０が保持されている第１の固定プレート１１の上か、ガラス基板２０が保持されている第２の固定プレート２１の下かのいずれかに配設されてもよい。第１の固定プレート１１および第２の固定プレート２１のうちの取付けプレート３０が設けられていない１つの固定プレートに、シリコンウェハ１０とガラス基板２０の間の接合境界面に沿って、シリコンウェハ１０がガラス基板２０から分離されるまで外部からの力Ｆが加えられる。
具体的には、例として、取付けプレート３０は第１の固定プレート１１の上に配設されている。外部からの力Ｆが第２の固定プレート２１に加えられたとき、第２の固定プレート２１、およびその上に保持されているガラス基板２０は、図３に示されているように、力Ｆと同じ方向に移動するように駆動される。取付けプレート３０は、デバイス全体において静止したままであり、したがって、第１の固定プレート１１およびその上に保持されているシリコンウェハ１０は静止したままである。その結果、シリコンウェハ１０は徐々にガラス基板２０から分離される。分離工程全体を通して、第１の固定プレート１１およびその上に保持されているシリコンウェハ１０は、第２の保持プレート２１およびその上に保持されているガラス基板２０の向きにリアルタイムで適応するように、または連結ロッド組立体４０の軸方向（すなわちＺ方向）移動、もしくは球面対６０周りの回転（すなわちＲｘ／Ｒｙ方向）移動に適応するように、自己適応性の水平化を実現する。
好ましくは、ウェハ１０とガラス基板２０から成る剥離物体のプロファイルが変わったときに、摺動対５０および球面対６０があることによって、第１の固定プレート１１が剥離物体の動的変化に適応できるようになる。ばね組立体７０は、動的変化に基づいて、第１の保持プレート１１の表面に異なる圧力を加え、それによりシリコンウェハ１０は常にガラス基板２０に対して平行に保たれる。具体的には、シリコンウェハ１０またはガラス基板２０の姿勢がＲｘ／Ｒｙ方向の回転、またはＺ方向の変位を有すると、取付けプレートの位置は固定されているので、摺動対５０および球面対６０によって、第１の固定プレート１１は、球面対６０の周りをＲｘ／Ｒｙ方向に回転する、または摺動対５０に沿ってＺ方向に移動することができる。当然ながら、球面対６０、摺動対５０、および連結ロッド組立体４０は、第１の固定プレート１１と取付けプレート３０の相対位置精度を保証するのに十分なほど硬い。
まとめると、本発明により、剥離水平化デバイスおよび剥離方向が提供される。デバイスは、シリコンウェハ１０またはガラス基板２０が保持されている固定プレートの外側に配設される取付けプレート３０と、取付けプレート３０の中心周りに固定されており、順次連結された摺動対５０および球面対６０を介して、固定プレートに連結された連結ロッド組立体４０と、少なくとも３つの弾性組立体であって、それらの弾性組立体がすべて取付けプレート３０と固定プレートの間に配設され、それぞれに結合された、少なくとも３つの弾性組立体とを備えており、ばね組立体７０は、球面対６０周りに均等に分配されている。球面対６０と摺動対５０の組合せによって、水平化物体は、基準物の動的変化に適応することができるようになり、ばね組立体７０は、基準物の向きに基づいてリアルタイムで水平化物体の水平化を行うことができる。これにより、合理的なレイアウトを有する簡単な構造がもたらされ、この構造は実際に使いやすく、能動的な制御を必要とすることなく、動的な水平化用途において特に有用である。
当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加えることができることが明らかである。したがって本発明は、そのような修正および変更が、添付の特許請求の範囲内およびその等価物の範囲内にある場合には、それらをすべて包含することが意図されている。

Claims (12)

  1. 第１の物体と第２の物体を剥離する工程中に水平化するための剥離水平化デバイスであって、前記第１および第２の物体が、それぞれ第１の固定プレートおよび第２の固定プレートによって固定されている、剥離水平化デバイスにおいて、
    前記第１および第２の固定プレートのうちの一方のプレートの外側に配設された取付けプレートと、
    前記取付けプレートの中心位置周りに固定された連結ロッド組立体であって、前記連結ロッド組立体が、順次、摺動対および前記摺動対に連結された球面対を介して、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記一方のプレートに連結されている、連結ロッド組立体と、
    前記取付けプレートと、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記一方のプレートとの間に配設された少なくとも３つの弾性組立体であって、前記弾性組立体のそれぞれが、前記取付けプレートと、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記一方のプレートに結合されている、弾性組立体と、
    を備える、剥離水平化デバイス。
  2. 前記少なくとも３つの弾性組立体が、前記球面対周りで均等に分配されている、請求項１に記載の剥離水平化デバイス。
  3. 前記弾性組立体のそれぞれに、前記取付けプレートまたは前記第１および第２の固定プレートのうちの前記一方のプレートに留め付けられたプレテンション調整機構が設けられている、請求項１に記載の剥離水平化デバイス。
  4. 前記プレテンション調整機構が、前記取付けプレートから径方向外側を指す方向に沿って徐々に増大する垂直方向高さを有するくさび形状表面を備えており、前記弾性組立体が板ばねとして実現されており、それぞれの板ばねが、前記取付けプレートに固定された第１の端部と、前記くさび形状表面に接触している第２の端部とを有している、請求項３に記載の剥離水平化デバイス。
  5. 前記くさび形状表面には、その各側部に、前記板ばねの移動方向に沿って制限ショルダが設けられている、請求項４に記載の剥離水平化デバイス。
  6. 前記摺動対が、リニア軸受またはリニアガイドである、請求項１に記載の剥離水平化デバイス。
  7. 前記球面対が、球面軸受、球面滑り軸受、浮動性継手、または自在継手である、請求項１に記載の剥離水平化デバイス。
  8. 前記自在継手が、２自由度を有する自在継手である、請求項７に記載の剥離水平化デバイス。
  9. 前記第１および第２の物体のそれぞれが、ウェハまたはガラス基板である、請求項１に記載の剥離水平化デバイス。
  10. 請求項１に記載の前記剥離水平化デバイスを使用した剥離方法であって、
    ａ）第１の固定プレートの上、または第２の固定プレートの下に、取付けプレートを配設するステップと、
    ｂ）前記第１および第２の物体間の接合境界面に沿って、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記取付けプレートが設けられていない方のプレートに、前記第１の物体が前記第２の物体から分離するまで、外部からの圧力を加えるステップと
    を備える剥離方法。
  11. 前記ステップａ）とステップｂ）の間に、前記弾性組立体のそれぞれのプレテンションを必要に応じて水平化によって調整するステップをさらに備える、請求項１０に記載の剥離方法。
  12. 前記第１および第２の物体からなる剥離物体のプロファイルが変化したとき、摺動対および球面対があることによって、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記取付けプレートが設けられた方のプレートが、前記剥離物体の動的変化に適応できるようになり、前記弾性組立体のそれぞれが、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記取付けプレートが設けられた方の前記プレートの動的変化に基づいて、前記第１および第２の固定プレートのうちの前記取付けプレートが設けられた方の前記プレートにそれぞれ圧力を加え、それにより、前記第１の物体が前記第２の物体に対して常に平行に保たれる、請求項１０に記載の剥離方法。
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