JPH06510639A - ボンディングによって結合される基板をスタックする方法及び装置 - Google Patents
ボンディングによって結合される基板をスタックする方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ボンディングによって結合される基板をスタックする方法及び装置
本発明は、構造化されていてその構造体に相応して互いに配向整列させられ、か
つボンディングによって互いに解離不能に結合される複数の基板をスタックする
方法及び装置に関する。
本発明の対象は特に、層構造形式において製作されたセンサを製造する場合に使
用される。例えば圧力センサ又は加速センサは、積層された基板を用いて特に有
利に製造することができ、この場合基板はあらかじめ適宜な形式で処理され、例
えば特に規定の精密な構造体を備えている。
基板を互いに結合するためには、既に種々異なった技術が公知である。ここに、
当該分野において公知の方法を、詳しい説明を省いて列挙すれば。
*陽極ポンディング(anodisches Bonden)*シリコン溶融ポ
ンディング(silicon fusionbonding)
*共晶接合(eutectic bonding)*低温ガラスポンディング(
low temperature glassbonding)
これらすべてのボンディング法において共通なことは次のこと、すなわち、基板
の表面をバニノ仕上げして徹底的にクリーニングしなければならないこと、した
がってボンディングすべき基板を粒子のない極めて清浄な環境において取り扱わ
ねばならないこと、個々の基板の接触面の平面性に対して極めて高い要求が課せ
られていること、及び、基板相互の間における間隙のある自由空間を回避するた
めに、基板相互の結合を機械的な負荷なしに行わねばならないことである。これ
らの基本的な要求が満たされないと、互いに結合される面の品質が著しく劣化す
る。そしてこれによって、製造される製品の所期の機能に問題の生じることがあ
る。
以下においては、分かりやすくするために、陽極ボンディングの方法を例として
本発明を説明する。しかしながらもちろん本発明は、陽極ボンディング法に限定
されるものではなく、その他のポンディング法においても使用することができる
。
陽極ボンディングは、ガラス基板と金属基板との間又はガラス基板と半導体基板
との間における機械的に堅くかつ気密な結合を生ぜしめるために働(。このため
に互いに重ねられた基板は、数100°Cの温度に加熱され、約100ボルトの
直流電圧を印加される。
そして静電的な力とイオンの移動によって、個々の基板の間の境界層における不
可逆的な化学的結合が生ぜしめられる。
この製造方法は例えば加速センサを製造する場合に使用される。異方性のエツチ
ングによって、半導体基板にはマイクロメータ範囲の構造体が形成される。この
場合多(の使用例では基板は貫通エツチングされないので、基板は「不透明な」
ままである。このように構造化された半導体基板は、機能的なセンサを製造する
ために両側をガラス基板によって覆われ、この場合ガラス基板は多くの場合、半
導体基板に向けられた側に同様に精密な構造体、例えば、金属化によって又はエ
ツチングされた通路に構成された導体路やセンサのための接触接続部を有してお
り、そしてこの場合このような構造体は、半導体基板の能動的な構造体、つまり
測定値の変換に関与する構造体に対して配向整列されねばならない。
このような他方の基板スタックを製造する際には、極めて正確に互いに配向整列
させられる構造体のうちの1つもしくは2つ以上が透明でない場合に、問題が生
じる。
複数の基板から成る基板スタックを層状に構成する方法及び装置が公知であるが
、この公知の方法及び装置では、まず初め1つのガラス層を半導体基板に対して
配向整列させ、ボンディングによってこの半導体基板と結合し、その後で、この
ようにして形成された21スタツクを裏返して、第2のガラス層を半導体基板の
他方の表面に装着するようになっている。
しかしながらこの公知の方法には幾つかの欠点がある。1つには、ガラスと半導
体材料とは互いに異なった熱膨張係数を有しているので、2層スタックがその第
1のボンディング時にバイメタル原理に基づいて曲がってしまう。そしてこの際
の湾曲によって生ぜしめられた凸凹は、第2のガラス基板の配向整列時に押圧力
によって補整されねばならない。したがってこの公知の方法では、このようにし
て製造された多層スタックが非対称的な緊張を有することを、回避することがで
きない。
上に述べた公知の方法を実施する装置は多くの場合次のように構成された加熱装
置、つまり、ボンディングすべき基板スタックの片側だけしか加熱することがで
きないように構成された加熱装置を有している。第1のボンディング工程時に、
例えば半導体基板が加熱プレートに載せられ、第2のボンディング工程時に次い
でガラス基板が加熱プレートに載せられる。しかしながらガラス基板は、半導体
基板に比べて著しく低い熱伝導性を有している。したがって、ボンディングすべ
き境界面の温度は両方の場合において異なることになる。ボンディング面におけ
る温度調整はなんら改善をもたらさない。それというのは、加熱装置の異なった
高い温度は、再び不都合にも、基板スタックの歪みを生ぜしめるからである。
製造方法を実施するための上に述べた公知の装置における別の欠点としては、第
2のボンディング工程時に第1の基板スタックが電気的に転極されるということ
がある。それというのは加熱プレートは多くの場合その構造に基づいて陰極電位
と堅(結合されているからである。そして陽極・接触接続部は常に半導体基板と
接触されていることが望ましい。第1のポンディング結合の機械的な特性の欠点
は、転極によって生ぜしめられる境界面における化学的なプロセスによって(よ
、完全に排除することができない。
ゆえに本発明の課題は、少なくとも1つが透明ではない基板であって、その構造
体に相応して配向整列される複数の基板を、相互における極めて高い調整精度を
維持しながら、互いにポンディングすることができ、しかもこの場合に、ポンデ
ィングされる基板スタ・ツクの大量生産を可能にするような作業サイクル時間を
実現することができる、方法及び装置を提供することである。
さらにまた本発明による解決策は、本発明による装置が、清浄空間内に配置され
る装置に課せられるべき特殊な必要条件にも合わせられねばならないとLlうこ
とを、考膚する必要がある。そしてこのためには特番二、装置の構成成分が粒子
を発生させなLNこと力(保証されねばならない。例えば搬送手段のためには、
粉塵を生ぜしめるようなガイドを使用することは許されず、ニューマチック式の
駆動装置では排気は作業面の下において導出されねばならない。
この課題を解決するために本発明では、請求の範囲の請求項1及び請求項2に記
載のように構成されている。本発明のその他の有利な構成は請求項3以下に記載
されている。
本発明による解決策は、有利な形式で、上に述べた本発明の課題を解決しており
、かつ公知の方法及び装置における欠点を完全に排除している。調整ユニットと
加熱ユニットとが空間的に隔てられていることが、特に有利である。これによっ
て、基板の位置を数マイクロメータに正確に配向整列する調整ユニットが、ポン
ディングのために必要な高い温度によって負荷されることはなくなる。基板を受
容しかつ保持する手段の長さ膨張及び体積膨張並びに基板自体の膨張は、必要な
温度において、構造体の幅に基づいて必要な調整精度と同様の値であるか又はそ
れを上回るものである。
したがって本発明によれば操作装置の第1の作業範囲において、基板はその構造
体に相応して互いに極めて正確に配向整列させられる。次いで基板は搬送装置を
用いて操作装置の第2の作業範囲に運ばれ、この第2の作業範囲において規定さ
れた形式で互いに上下に設置され、次いですべての基板は、互いに配向整列され
た基板スタックとして一緒に、加熱装置に供給される互いに重ねられているすべ
ての基板は、同時に1回の作業工程においてポンディングされ、これによって、
段階的なポンディングの際に生じていた熱による歪みの欠点は、完全に回避され
、しかも製造時間は著しく短縮される。ポンディングは、全製造プロセスにおい
て、最も時間のかかる製造ステ・ツブのうちの1つである。センサの大量生産に
関して言えば、このような処置によって作業サイクル時間は著しく短縮される。
このことは特に次のような場合、すなわち、加熱装置が複数の基板スタックを同
時に収容できるように設計されている場合に言える。基板スタックのすべての境
界面を同時にポンディングすることによって、あらかじめポンディングされた層
の転極によって生じる不都合も回避される。
次に図面につき本発明の詳細な説明する。
第1図には基板スタック1が平面図で示されてLする。第2図には第1図に示さ
れた基板スタ・ツクの区分Aが拡大して示されており、この場合付加的↓こ、精
密力\つ複雑な構造体を備えた3つの基板2.3.4の層構造が破断されて示さ
れていて、これらの構造体はこの3つの基板2.3.4に形成されている。この
両方の図面から、次のような場合に生じる問題、つまりこれらの基板2.3.4
が規定された形式で互Lll二上下に重ねられていて、これらの基板2,3.4
のうちの少なくとも1つ、ここでは例えば基板3が透明でない場合に生じる問題
が、明らかになる。
第3図には本発明による方法を実施するための本発明による装置が概略的に示さ
れている。
本発明による方法は以下に記載の主要な作業ステップから成っている・すなわち
基板の調整つまり配向整列は、操作装置12の第1の作業範囲10において行わ
れ、これによって調整ユニットの機械的な成分が高い熱的な負荷にさらされるこ
とを回避している。操作装置全体、特に調整ユニットの摩耗が著しく大きいこと
及びその構造がかなり高価であることを無視したとしても、必要な調整精度つま
り10マイクロメータよりも小さな調整精度を再現可能に維持することは、30
0″C及びそれ以上の温度においては極めて困難である。
操作装置12は、基板を受容及び保持するための受容手段14をそれぞれ備えて
いる2つの作業範囲10.11と、両作業範囲10.11を互いに接続している
搬送手段15とを有しており、この搬送手段15は、基板を第1の作業範囲から
第2の作業範囲に搬送して、基板を第2の作業範囲において規定された形式で設
置することを可能にする。
第1の作業範囲10における受容手段14は、例えば皿状のチャックから成って
おり、このチャックには手によって又は自動的に基板が置かれ、このようにして
チャックに置かれた基板は、真空吸着装置が作動せしめられるやいなや、負圧に
よって固定される。真空吸着装置は第3図には示されていない。
第1の作業範囲における基板受容のための真空チャックは、360°回転可能な
xy−座標テーブル13に支承されている。位置決めは精密駆動装置116を用
いて行われる。このようにして両輪のためのシフト精度は1マイクロメータにな
る。そして回転方向においては0.1°の調節精度が得られる。
第2の作業範囲11には設置テーブル17が設けられており、この設置テーブル
17には基板受容体の下側部分が2つの嵌合ピン18によって係止されて載設さ
れている。基板受容体19はプレートから成っており、このプレートは導電性の
材料から成っていて、基板側に負圧による吸着のための複数の通路を備え、かつ
背側に、堅(取り付けられた磁石20を備えている。対称的な対応部材21は、
同様に嵌合ピン18を介して基板受容体19に設置され、その間に位置している
基板スタック1を磁気による引付けによってまとめている。そして両方の嵌合ピ
ン18を介して両保持プレート19.21は互いに導電結合されている。保持プ
レート19.21に接触している両ガラス基板2゜4は、それぞれ保持プレート
19.21と、次に行われるボンディングのために大きな面積で接触接続してい
る。
ボンディングされる基板スタック1における熱応力を回避するためには、基板を
受容及び保持するための手段19.21を、基板の熱膨張係数に可能な限り相当
している熱膨張係数を有する材料から構成すると、有利である。互いにボンディ
ングされる基板の温度係数は、確かに異なってはいるが、しかしながら多くの場
合同様な等級にある。基板受容体のために、可能な限り良好にこの等級に近似し
た熱膨張係数を備えた材料を選択すると、スタック全体の加熱によって熱応力を
回避することができるので、ボンディング結合の品質を高めるのに極めて有効で
ある。
第1の作業範囲から第2の作業範囲に基板を搬送するための搬送手段15は、例
えばフォーク状の搬送キャリッジ23から成っており、この搬送キャリッジ23
のフォークは、第3図に示された図面では左に向かって開放されており、このよ
うに方向付けられていると、搬送キャリッジ23のフォークが顕微鏡系31゜3
2と衝突することを回避することができる。搬送キャリッジ23は、同様に真空
吸着によって基板を受容するための手段を備えているが、この手段は第3図には
図示されていない。搬送キャリッジ23は長手方向ガイド24に低摩擦で支承さ
れていて、固定ストッパ22と25との間において走行可能である。さらに昇降
装置26が設けられており、この昇降装置26によって、搬送キャリッジ23を
第1の作業範囲10における調整テーブル13に向かってもしくは第2の作業範
囲11における設置テーブル17に向かって下降させることができる。テーブル
におけるキャリッジ23の載置力を減少及び制限するために、行程Zはばね27
に抗して作用するようになっている。
基板の配向整列に関する問題は、少なくとも半導体基板が不透明であるという事
実に基づいて発生している。したがって本発明の解決策では、各基板を目標ポジ
ションに対して配向整列させることが提案されて(する。このために有利には、
位置固定の顕微鏡系30において十字線28.29が使用される。
有利な構成では、基板の2つの調整マークはスプリットフィールド・顕微鏡(S
plitfield−Mikroskop)を用いて結像される。スプリットフ
ィールド・顕微鏡1よ、空間的に離された調整マークを同時に結像することがで
きるという特性を有している。図示の実施例で1よこのスプリットフィールド・
顕微鏡は、同軸的な偏光ガイドを備えていて光導体33.34を介して低温光源
によって照らされる2つの反射顕微鏡(^uflichtmikroskope
) 31 、 32から成っている。両反射顕微鏡31.32は例えば10倍に
拡大する対物レンズを備えていてビームに取り付けられており、かつその光学的
なパラメータを調節可能である。本来の結像はそれぞれ半導体カメラによって、
結像担体として働く各1つのモニタ35.36において行われる。基板の結像に
は、2つの十字線発生機によって調節可能な鉛直方向の測定線と水平方向の測定
線とがフェードインされる。そしてこの両側定線によって位置固定の目標ポジシ
ョンが形成され、この目標ポジションに向かって、第1の作業範囲10における
基板が配向整列させられる。第3図には個々の構成成分、つまり低温光源、半導
体カメラ及び、これらの装置を運転するために必要な制御ユニットはフィールド
37の中にまとめられている。
基板の調整マークは、基板の能動的な構造体自体によって形成されることも又は
、特に調整のために形成もしくは被着された構造体が使用されることも可能であ
る。モニタ35.36において観察される実際ポジションは、座標テーブル13
の精密駆動装置16を用いて、十字線28.29によって表された目標ポジショ
ンに合わせられる。
必要な調整精度を維持できるようにするためには、操作装置12の高い機械的な
安定性が必要である。ここでは特に、顕微鏡と基板受容体との間における間隔と
、固定ストッパ22.25における搬送キャリッジ23の位置決めの再現可能性
とが言及されねばならない。
同様に基板の受容と設置もまた、正確に規定された形式で、つまり極めて位置正
確に行われねばならない。このために搬送キャリッジ23は、操作装置12の第
2の作業範囲11における設置テーブル17の上に位置している休止ボッジョン
から、第1の作業範囲10における調整テーブル13の上に位置している左側の
固定ストッパ22に移動する。そしてそこで搬送キャリッジ23は、該搬送キャ
リッジ23の基板を受容するための手段が、搬送される調整済みの基板に載設す
るまで、下降させられる。第3図には図示されていない制御回路は、搬送キャリ
ッジ23の基板受容手段による真空吸着を用いた基板の受容を監視する。それと
いうのは同時に、調整ユニットにおける基板の保持が解除されねばならないから
である。切換えポイント、つまり基板がいつ搬送キャリッジ23によって保持さ
れ、いつ調整ユニットによって保持されるかの切換えポイントは、可変に調節可
能である。
基板が搬送キャリッジ23によって受容された後で、搬送キャリッジ23は上昇
し、操作装置12の第2の作業範囲11における右側の固定スト・ツノ<25に
向かって移動し、この固定ストッパ25に当接したところで搬送キャリッジ23
は設置テーブル17に向かって下降する。そして第2の作業範囲において卸され
る第1の基板は、そこに設けられている受容体において真空によって吸い付けら
れ、この場合、搬送キャリ・ソジ23の保持手段における解除から設置テーブル
17における基板の保持への移行は、第1の作業範囲10におけると同様に、コ
ントロールされた形式で行われる。その他のすべての基板はいまや先行した基板
の上に載置され、この場合体止ポイントへの搬送キャリッジ23の上昇運動の前
には、下降と真空の遮断との間に調節可能な時間遅延が設定されており、これに
よって基板の間における空気クッションを押しのけることができる。
第3図に示されているように、所望のすべての基板が上に述べたように設置テー
ブル17において互いにスタックさられると、上側の保持プレート21が嵌合ピ
ン18によって案内されて基板スタック1に載せられる。上側の保持プレート2
1はしたがって調整マークを必要としない。そしてこの上側の保持プレート21
は磁気による引付け゛によって保持される。
スタックされた基板から成る基板スタック全体と、該基板スタックを把持してい
る保持プレート19.21とは、いまや加熱装置38に供給される。温度調整回
路39は、調節された温度を最大誤差1″Cに正確に保つ。加熱装置38は有利
には、温度表示装置40と、高電圧源45から与えられたボンディング電圧を表
示するための表示器具41と、基板スタックを全面的にかつ均一に加熱するため
の手段42とを有している。本発明による方法では、しかしながら、これらの構
成成分が加熱装置38に一体に組み込まれているか否かは、どちらでもよい。
加熱装置38はまた高電圧貫通路43を加熱装置38の本来の加熱室44に有し
ており、これによって、加熱室44内における基板スタック1に、ポンディング
のために必要な電気エネルギを高電圧源45から供給することができる。基板ス
タックの電気的な接触接続のために、加熱装置には次のような手段46,47、
すなわち、直流電圧源45の陽極を接点を介して半導体基板3に接触させ、ガラ
ス基板2.4を大面積で陰極と接続する手段46.47を備えている。多層の基
板スタックはこのようにして、ただ1つの作業工程において有利には等しい時間
でボンディングされることができる。この場合、基板スタックが加熱室44にお
いて補助フレーム48に支承されていると有利である。
本発明による方法を実施するためのすべての装置1ま第3図に示されているよう
に一点鎖線49によって取り囲まれているが、このことは、装置ユニットが清浄
空間の中で運転されることを意味している。このことは特に、操作装置12及び
該操作装置に供給される基板に該当する。第3図には、異なった基板形式の2つ
のスタック50.51が示されており、この2つのスタック50.51は例えば
ガラス基板2.4及び半導体基板3であり、これらの基板はマガジン又はその他
の適当な容器(図示せず)において、操作装置121こおける次の加工のために
準備されている。基板は互いにスタックされていて、2つの基板受容体19.2
0によって塵埃に対して密に取り囲まれているので、純然たる実際上の観点によ
れば加熱装置38は、空間的に操作装置12の近傍において同様に清浄空間内に
設置されることができ、このようになっていると、場合によっては加熱室44へ
の装入を操作装置12の拡大によって可能にすることが可能である。加熱装置3
8の配置に関してこのように構成されていると有利であるが、しかしながらこの
ような構成は、操作装置12の配置形式とは異なり、本発明による方法を実施す
るためには必ずしも必要なことではない。
上に述べたように構成された装置は、次のような必要条件、すなわち多層の基板
スタックを短い作業サイクル時間においてセンサの大量生産に適した形式で全面
的に均一に加熱してポンディングするための必要条件を完全に満たすことができ
る。そしてこの場合、構造化された基板は、あらかじめその構造体に相応して高
さ正確に、加熱装置から離された作業範囲において互いに配向整列させられる。
本発明による解決策の上に述べたすべての手段は次のことのために、すなわちボ
ンディングすべき基板スタックに関して、すべての方法ステップの終了後に全体
として10マイクロメータ又はそれ以上の調整精度を再現可能に得るために、貢
献する。
本発明による解決策は自動的な製造のために適している。それというのは、機械
的な運動実行のためには難無くニューマチック式駆動装置又は電気式駆動装置を
使用することが可能であり、かっ、電子的な画像評価による調整と次いで行われ
る調整ユニットにおける基板受容体の位置調整とを、所望とあらば全自動式に実
行することができるからである。また同様に装置を清浄空間に適した形式で構成
することも可能であり、これによって本発明の課題の観点はすべて考慮されるC
)
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(72)発明者 リンドナー、トーマスドイツ連邦共和国 D−7744ケ一二
ヒスフェルト 3 グラースヴアルトシュトラーセ 26
Claims (8)
- 1.構造化されていてその構造体に相応して互いに配向整列させられ、かつボン ディングによって互いに解離不能に結合される複数の基板をスタックする方法で あって、 次々と連続的に互いに上下にスタックされる基板を、まず初めに操作装置(12 )の第1の作業範囲(10)において配向整列させ、次いで、操作装置(12) の第2の作業範囲(11)に搬送し、該第2の作業範囲(11)において、実施 された配向整列に相応して互いに上下に設置し、この場合操作装置(12)の第 1の作業範囲(10)に位置している基板に顕徴鏡が向けられていて、該顕微鏡 を用いて、基板の空間的に離された2つの調整マークを結像担体に結像し、この 場合調整マークは基板自体の能動的な構造体によってか又はそれとは別個に独立 したマーキングによって形成されており、かつ 操作装置(12)の第1の作業範囲(10)に位置している基板の実際ポジショ ンを、可動に支承された基板用の受容手段(14)の回転及びシフトによって、 調整マークの結像が結像担体における目標ポジションと合致するまで、変化させ 、そしてこのようにして配向整列させられた基板スタック(1)を全体的に、た だ1つの作業工程においてすべての基板を同時にボンディングするために、全面 的に均一な加熱を行う加熱装置(38)に供給することを特徴とする、ボンディ ングによって互いに結合される基板をスタックする方法。
- 2.請求項1に記載の方法を実施する装置であって、イ)操作装置(12)の第 1の作業範囲(10)に、基板を受容及び保持するための手段が設けられており 、 ロ)基板を受容するための手段が、座標テーブル(13)として構成された調整 ユニットに配置されており、この場合座標テーブル(13)が、配向整列させら れる基板の位置変化を目的として1平面における3つのすべての自由度(X,Y ,θ)を得るために、精密駆動装置(16)を有しており、ハ)操作装置(12 )の第1の作業範囲(10)に顕微鏡が設けられており、該顕徴鏡が、受容手段 に位置している基板の、空間的に離された2つの調整マークを結像するようにな っており、 ニ)操作装置(12)の第2の作業範囲(11)に、配向整列させられた、次々 と連続的に互いに上下に設置される基板を受容及び保持するための手段が設けら れており、 ホ)搬送手段(15)つまり、第1の作業範囲(10)において配向整列させら れた基板を操作装置(12)の第2の作業範囲(11)に搬送して、基板を該第 2の作業範囲(11)において、第1の作業範囲(10)において実施された配 向整列に相応して設置する搬送手段(15)が設けられており、へ)さらに、基 板スタック(1)全体か供給される加熱装置(38)が設けられていて、該加熱 装置(38)によって基板スタック(1)が、ボンディング過程のために全面的 にかつ均一に加熱されるようになっており、この場合加熱装置(38)が、ボン ディング工程のために複数の基板スタックを同時に受容できるように、寸法設定 されていることを特徴とする、ボンディングによって互いに結合される基板をス タックする装置。
- 3.操作装置(12)の第1の作業範囲(10)に設けられている顕徴鏡が、空 間的に離された調整マークを同時に結像するスプリットフィールド・顕徴鏡であ る、請求項2記載の装置。
- 4.基板スタックを受容及び保持するための手段が、基板の熱膨張係数に可能な 限り相当する熱膨張係数をもつ材料から形成されている、請求項2又は3記載の 装置。
- 5.加熱装置(38)が、1℃の調整精度又はそれよりも良好な調整精度をもつ 温度調整装置(39)を有している、請求項2記載の装置。
- 6.操作装置(12)及び加熱装置(38)のすべての構成成分が次のように、 すなわち、すべての方法ステップの終了後に、特に調整、搬送、スタック、加熱 及びボンディングの終了後に、互いに配向整列させられかつ互いに結合される基 板に対して、10マイクロメータ未満の良好な調整精度が維持されるように、設 計されている、請求項2から5までのいずれか1項記載の装置。
- 7.加熱装置(38)の加熱室(44)に次のような手段、すなわち、単数又は 複数の多層のガラス・半媒体・ガラス基板スタックを挿入時に高圧源(45)の 陽極が半導体基板に接触し、ガラス基板を陰極電位と接続させるような手段が設 けられている、請求項2記載の装置。
- 8.ガラス基板の陽極ボンディング時における陰極・接触接続部が、大面積に構 成されている、請求項7記載の装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135837A (ja) * | 2004-01-07 | 2010-06-17 | Nikon Corp | 積層装置及び集積回路素子の積層方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4428808C2 (de) * | 1994-08-13 | 2003-07-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach dem Anodic-Bonding-Verfahren und Bauelement |
DE19755088A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Daimler Chrysler Ag | Kalibriervorrichtung zum Verkleben von Scheiben |
US7192841B2 (en) | 2002-04-30 | 2007-03-20 | Agency For Science, Technology And Research | Method of wafer/substrate bonding |
DE10230373B3 (de) * | 2002-07-05 | 2004-03-04 | Süss Microtec Lithography Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bonden eines Stapels aus drei oder mehr scheibenförmigen Substraten, insbesondere eines 3-Wafer-Stacks |
KR100475716B1 (ko) * | 2002-08-13 | 2005-03-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 복합 반도체 장치의 멀티 반도체 기판의 적층 구조 및 그방법 |
US7361593B2 (en) * | 2002-12-17 | 2008-04-22 | Finisar Corporation | Methods of forming vias in multilayer substrates |
US7259466B2 (en) * | 2002-12-17 | 2007-08-21 | Finisar Corporation | Low temperature bonding of multilayer substrates |
US20070188757A1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-16 | Jeffrey Michael Amsden | Method of sealing a glass envelope |
US20070246450A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Cady Raymond C | High temperature anodic bonding apparatus |
TWI478271B (zh) * | 2007-08-10 | 2015-03-21 | 尼康股份有限公司 | Substrate bonding device and substrate bonding method |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982979A (en) * | 1973-06-28 | 1976-09-28 | Western Electric Company, Inc. | Methods for mounting an article on an adherent site on a substrate |
US4062462A (en) * | 1973-11-09 | 1977-12-13 | Western Electric Co., Inc. | Method for orienting an article |
JPS5516228A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-04 | Hitachi Ltd | Capacity type sensor |
US4322980A (en) * | 1979-11-08 | 1982-04-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor pressure sensor having plural pressure sensitive diaphragms and method |
DE3116634A1 (de) * | 1981-04-27 | 1982-11-11 | Karl Süss KG, Präzisionsgeräte für Wissenschaft und Industrie - GmbH & Co, 8046 Garching | Vorrichtung zum automatischen justieren von ebenen gegenstaenden mit zwei bezugspunkten, insbesondere bei der herstellung von halbleiterbauelementen |
US4490111A (en) * | 1982-09-23 | 1984-12-25 | California Linear Circuits, Inc. | Apparatus for making stacked high voltage rectifiers |
US4795518A (en) * | 1984-02-17 | 1989-01-03 | Burr-Brown Corporation | Method using a multiple device vacuum chuck for an automatic microelectronic bonding apparatus |
US4669866A (en) * | 1985-01-28 | 1987-06-02 | Phillips Edward H | Step-and-repeat alignment and exposure system and method therefore |
US4938654A (en) * | 1985-05-17 | 1990-07-03 | Schram Richard R | Automated wafer inspection system |
GB2194500B (en) * | 1986-07-04 | 1991-01-23 | Canon Kk | A wafer handling apparatus |
DE3640616A1 (de) * | 1986-11-27 | 1988-06-09 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Justiervorrichtung |
US5062149A (en) * | 1987-10-23 | 1991-10-29 | General Dynamics Corporation | Millimeter wave device and method of making |
US4899921A (en) * | 1988-10-28 | 1990-02-13 | The American Optical Corporation | Aligner bonder |
US4984731A (en) * | 1989-10-05 | 1991-01-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of packaging electronic component parts using a eutectic die bonder |
US5079070A (en) * | 1990-10-11 | 1992-01-07 | International Business Machines Corporation | Repair of open defects in thin film conductors |
JP2648638B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1997-09-03 | 三菱マテリアル株式会社 | ウェーハの接着方法およびその装置 |
-
1992
- 1992-06-17 DE DE4219774A patent/DE4219774C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
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- 1993-06-11 CZ CZ94576A patent/CZ283025B6/cs not_active IP Right Cessation
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- 1993-06-11 WO PCT/EP1993/001480 patent/WO1993026040A1/de active IP Right Grant
- 1993-06-11 EP EP93912950A patent/EP0605679B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-11 AT AT93912950T patent/ATE163800T1/de not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-02-10 NO NO940463A patent/NO307437B1/no not_active IP Right Cessation
- 1994-02-16 FI FI940722A patent/FI940722A/fi unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135837A (ja) * | 2004-01-07 | 2010-06-17 | Nikon Corp | 積層装置及び集積回路素子の積層方法 |
US8735180B2 (en) | 2004-01-07 | 2014-05-27 | Nikon Corporation | Multiple-points measurement |
US9105675B2 (en) | 2004-01-07 | 2015-08-11 | Nikon Corporation | WH (wafer-holder) process |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP0605679B1 (de) | 1998-03-04 |
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