KR102151902B1 - 기판의 접합을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제2 기판과 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 장치에 관한 것으로,
제1 기판(15)의 제어식 고정을 위해 외부 링 섹션(10)을 갖는 마운팅 장치의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하기 위한 마운팅 장치,
제1 기판(15)의 제어가능한 변형을 위한 변형 수단 - 변형 수단은 내부 링 섹션에서 작용함 - , 및
제2 기판(15')에 제1 기판(15')을 접합하기 위한 접합 수단을 포함한다.
게다가, 본 발명은 제2 기판에 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 방법에 관한 것으로,
제1 기판(15)의 제어가능한 고정을 위해 외부 링 섹션(10)과 마운팅 장치(1)의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하는 단계,
제1 기판(15)의 제어가능한 변형을 위해 변형 수단에 의해 내부 링 섹션에서 제1 기판(15)을 변형시키는 단계, 및
접합 수단에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판에 접합하는 단계를 포함한다.

Description

기판의 접합을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BONDING SUBSTRATES}
본 발명은 순간 접합을 위한 장치, 구체적으로 청구항 제12항에 따른 해당 방법과 청구항 제1항에 따라서 제1 기판을 제2 기판에 사전접합하기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 산업에서 마운팅 장치 또는 샘플 홀더(소위 척)는 평평한 반도체 기판, 특히 웨이퍼를 지지 및 고정하기 위한 처리 장치로서 사용된다. 웨이퍼는 평평하게 배열되고, 이에 따라 지지 및 고정되고, 다양한 처리 단계 및 처리 스테이션으로 운반된다.
여기서, 신뢰성 있고 평탄한 지지/고정을 구현하고, 또한 가능한 주요 부분으로서 단순하고 주의 깊게 웨이퍼를 분리하기 위하여 하나의 마운팅 장치로부터 웨이퍼를 운반할 필요가 어느 정도 있다.
이러한 고정은 예를 들어, 마운팅 장치와 웨이퍼 사이에 진공의 적용에 의해, 전자기 충전에 의해, 또는 다른 제어가능한 화학-물리적 접착 특성에 의해 수행되며, 웨이퍼의 분리는 보다 기술적이고 보다 어려워지며 이는 샘플 홀더에 대한 웨이퍼의 임의의 존재하는 고유 접착력 및 대개 양 측면 상에서 폴리싱되는 증가적으로 더 얇아지는 웨이퍼로 인함이다. 고정이 수행되는 표면은 또한 가능한 작은 마운팅 표면을 수득하기 위해 접촉 표면을 추가로 감소시키는 패턴, 요홈 또는 임의의 다른 토포그래피가 제공될 수 있다.
또한, 오염을 방지하는 것인 중요한 특징이다.
이러한 특징은 2개의 기판(웨이퍼)를 접합하기 위한 방법 및 장치 내에서, 특히 2개의 마주보는 기판의 정렬된 접촉 표면의 접촉을 구현하는 주요 단계에서 중요한 부분을 차지하며, 이는 2 μm 미만, 구체적으로 250 nm 미만, 바람직하게는 150 nm 미만, 보다 바람직하게는 50 nm 미만의 보다 정확한 정렬 정확도 또는 오프셋이 요구되기 때문이다. 이들 정렬 정확도의 경우, 다수의 영향을 미치는 인자들이 고려되어야 한다. 그러나, 기판의 증착/접촉 형성은 특히 중요하며, 이는 오류가 발생될 수 있거나 또는 오류가 가중되기 때문이며, 이에 따라 재현가능한 정렬 정확도가 유지될 수 없기 때문이다. 이에 따라 상당한 스크랩이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 2개의 기판을 접합하기 위한, 주요하게 기한의 오염을 방지하고 웨이퍼 상의 어느 위치에서든 가능한 우수한 정렬 정확도가 구현되는 상태에서 사전접합 또는 순간 접합을 위한 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
하기에서, 용어 접합, 순간 접합, 및 사전접합은 동의어로서 사용될 것이다. 본 발명은 바람직하게는 비제한적인 방식으로 뒤틀림과 변형 없이 가능한 더욱 블랭키팅(blanketing) 방식으로 사전접합에 의해 2개의 웨이퍼를 서로 결합하기 위해 개발된 것은 당업자에게 자명하다.
기판들 간의 순간 또는 가역가능한 접합을 형성하기 위한 사전접합의 경우, 당업자에게 공지된 몇몇의 방법이 있다. 사전접합 두께는 적어도 2 내지 3의 인자, 특히 5가지의 인자, 바람직하게는 15개의 인자, 보다 더 바람직하게는 25개의 인자에 따라 영구 접합 두께보다 얇다. 가이드라인 값은 대략 100 mJ/m2의 순수한 비활성의 친수성 규소 및 대략 200 - 300 mJ/m2의 순수한 플라스마 활성화된 친수성 규소의 사전접합 두께이다. 분자-습윤된 기판들 간의 사전접합은 웨이퍼의 상이한 측면의 분자들 간에 반데르 발스 작용으로 인해 주요하게 발생된다.
순간 접합 및/또는 사전접합 및/또는 접합을 위한 접합 수단이 본 발명에 서 청구된 바와 같이 접합용으로 의도된다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항 및 제12항의 특징에 따라 구현된다. 명세서, 청구항 및/또는 도면에 제시된 적어도 두 특징들의 모든 조합이 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 특정 한계 내에 있는 주어진 값의 범위는 임의의 조합으로 개시 및 청구된 것으로 고려된다.
본 발명은 외측, 구체적으로 하나의 섹션, 구체적으로 기판의 중간(M)의 접촉 이전에 기판의 하나의 접촉 표면의 중간(M)에 대해 동심을 이루고 그 뒤에 단지 하나의 섹션의 접촉 이후에 접촉형성의 개시에만 영향을 미치도록 이에 대해 반경방향으로 형성되는 프리텐셔닝에 노출된 하나 이상의 기판에 의해 가능한 독립적으로 그리고 균등하게 두 기판들 사이에 접촉을 형성하는 사상을 기초로 하며, 기판은 이의 프리텐셔닝에 따라 자동으로 마주보는 기판에 대해 제어된 방식으로 접합되고 이에 대해 노출된다. 프리텐셔닝은 변형 수단에 의한 제1 기판의 변형에 의해 달성되고, 변형 수단은 접합 측면으로부터 이격되는 방향으로 향하는 측면 상에 작용하는 이의 형상을 기초로 하며, 변형은 다양한 (구체적으로 상호호환적인) 변형 수단을 사용함으로써 이에 따라 제어될 수 있다. 또한 변형 수단이 기판에 작용하는 압력 또는 힘에 의해 제어가 수행된다. 바람직하게는 반도체 기판이 마운팅 장치에 의해 단지 부분적으로만 지지되도록 반도체 기판을 갖는 마운팅 장치의 능동 마운팅 표면을 감소시키는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 더 작은 접촉 표면은 마운팅 장치 또는 샘플 홀더와 웨이퍼 사이에 더 작은 접착력을 형성한다. 반도체 기판(제1 기판)의 주연부의 영역에서 본 발명에서 청구된 바와 같이 특히 전적으로 고정이 수행되며, 이에 따라 반도체 기판과 마운팅 장치의 마운팅 컨투어 사이에 가능한 짧은 시간에 마운팅 표면에 대한 효과적인 고정 기능이 수행된다. 이에 따라서, 동시에 반도체 기판의 신뢰성 있고 주의 깊은 분리가 가능하며 이는 웨이퍼를 분리하기 위해 필요한 분리력이 가능한 작기 때문이다.
마운팅 컨투어는 마운팅 장치의 영역에 형성되고, 상기 마운팅 장치 상에서 반도체 기판이 안착되어 원형 반도체 기판에 대한 외부 주연부가 이에 따라 유사한 치수를 갖는 원형으로 형성된다. 통상적인 외측 치수는 직경이 200 mm, 300 mm, 또는 450 mm이다.
동시에, 마운팅 컨투어 외측의 영역에서 웨이퍼의 능동 마운팅 표면의 상승된 구조물이 허용될 수 있어서 마운팅 장치가 동시에 CMOS-호환적으로 구현된다.
분리는 주요하게 특히 마운팅 표면 상에서 음압을 감소시킴으로써 제어될 수 있다. 제어가능한은 제2 웨이퍼와 웨이퍼의 접촉 이후에 샘플 홀더 상에서 웨이퍼가 고정된 상태로 유지되는 것을 의미하고, 단지 음압의 특정 (제어된) 감소에 의해 특히 내측으로부터 외측으로 샘플 홀더(마운팅 장치)로부터 기판(웨이퍼)이 제거된다. 본 발명에서 청구된 실시 형태에 따라 주요하게 매우 작은 힘으로 분리가 가능하다.
기판(웨이퍼)들은 접합 공정 이전에 서로 정렬되어 이들 표면 상에서 대응하는 구조물의 (2 μm 미만, 바람직하게는 250 nm, 더욱 바람직하게는 150 nm, 가장 바람직하게는 100 nm 미만의 정확도에 따라) 특히 일정한 접합이 보장된다. 본 발명에서 청구된 바와 같이 접합 방법에서, 웨이퍼는 서로 평평하게 배열되지 않지만 마주보는 웨이퍼의 방향으로 변형되거나 또는 제2 웨이퍼에 대해 약간 압축되는 2개의 웨이퍼들 중 하나에 의해 중간(M)에서 서로 접촉된다. 접합 파의 진행에 의해 구부러지는 변형된 웨이퍼를 제거한 이후에(마주보는 웨이퍼의 방향으로), 접합 전방을 따른 일정하고 보다 균일한 접합이 특히 적어도 상당부분 자동으로 수행되고, 이는 최소한의 힘, 이에 따라 최소한의 바람직하게는 수평 뒤틀림과 연계된다.
본 발명의 선호되는 실시 형태에 따라서, 마운팅 컨투어 및/또는 마운팅 표면 및/또는 마운팅 장치는 회전 대칭구조, 특히 마운팅 장치의 중심(Z)에 대해 동심 구조로 형성된다. 이에 따라 마운팅 장치의 균일한 보유 및 단순한 제조가 달성된다. 마운팅 장치가 강성으로 형성되는 정도로 정도로 마운팅 표면 상에서 정확히 정렬된 상태에서 웨이퍼의 신뢰성 있는 고정이 가능하다.
하나 이상의 음압 채널은 마운팅 컨투어의 외부 링 섹션 내에 제공되는 마운팅 표면을 차단하고, 마운팅 컨투어는 마운팅 표면에 대해 적어도 상당히 하나의 내부 링 섹션 내에서 배열되며, 본 발명의 실시를 위해 기하학적 배열이 선호되며, 이에 따라 변형이 완벽히 수행되고 접촉형성이 약간의 노력을 전술된 바와 같이 제어된 방식으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 음압 채널은 동심 구조, 특히 전체 주연부 주위에서 마운팅 장치의 중심에 대해 원형 링의 형태로 형성된다. 이는 일정한 고정을 보장한다.
본 발명의 다른 선호되는 실시 형태에서, 외부 원형 링-형 섹션의 링 폭(bA)은 내부 링 섹션의 링 폭(b1)보다 작다. 링 폭(bA)에 대한 링 폭(b1)의 비율은 구체적으로 1 내지 3 미만, 바람직하게는 1 내지 5 미만, 보다 바람직하게는 1 내지 7 미만이다. 링 폭(bA)에 대하 링 폭(b1)이 더 작아짐에 따라, 보다 용이하게 반도체 기판이 마운팅 장치로부터 분리될 수 있다.
여기서, 특히 바람직하게는 마운팅 컨투어의 돌출부 표면이 능동 마운팅 표면보다 적어도 2배, 구체적으로 3배 크다.
본 발명의 다른 선호되는 실시 형태에서, 내부 링 섹션 내에서 마운팅 컨투어는 반도체 기판의 능동 고정 없이 지지하기 위하여 중심(Z)에 대해 바람직하게는 동심 방향으로 배열되는 하나 이상의 원형 링-형 지지 표면을 가지며, 지지 표면은 마운팅 표면 내에 포함하고 마운팅 평면(E) 내에서 마운팅 표면과 동일 높이에 배열된다. 이에 따라, 취급 동안에 마운팅 장치의 추가 평면화가 구현되고, 이로 인해 반도체 기판은 마운팅 장치를 향하여 또는 일반적으로 아치 형태로 구부러지지 않는다.
본 발명에서 청구된 바와 같이 또 다른 실시 형태에서, o변형 수단은 마운팅 표면의 측면 상에서, 특히 외측에서 바람직하게는 마운팅 표면의 외측에서 반도체 기판에 대해 작용한다. 놀랍게도, 마운팅 장치의 측면 상에서 반도체 기판에 작용함으로써 특히 신뢰성 있는 분리가 가능하다. 게다가, 반도체 기판의 다른 표면의 오염이 방지된다(이는 가공됨에 따라 보다 중요함).
변형 수단은 마운팅 컨투어에 침투하는 하나 이상의 압력 요소이고, 압력은 균일하게 특히 중심(Z)으로부터 인가될 수 있다. 이에 따라 핀에 의한 기계적 설계와 유체, 특히 기체의 적용이 가능하다. 이를 위해, 특히 개구, 구체적으로 마운팅 몸체에 침투하는 보어가 제공된다.
변형이 제1 기판에 대해 동심을 이루어 수행되도록 변형 수단이 구성될 때 가능한 최소의 뒤틀림으로 인해 높은 정렬 정확도에 따라 그리고 특히 효과적으로 접합이 수행된다.
또 다른 선호되는 실시 형태에 따라서, 내부 링 섹션 내에는 제1 기판을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 개별적으로 트리거링가능한 고정 수단이 제공된다. 이 방식으로, 추가로 제1 및/또는 제2 기판의 x, y 및/또는 z 방향으로 뒤틀림 및/또는 변형에 영향을 미칠 수 있다. 뒤틀림 및/또는 변형(주요하게 기판의 접촉 표면을 따라, 이에 따라 표 에서 형성됨)은 사전 방법 단계에서 구체적으로 기록되며, 바람직하게는 기판/기판들의 응력 및/또는 변형 맵의 형태로 기록되고, 접촉이 기판들 사이에서 형성될 때 고정 요소를 스위칭함으로써 추가 단면 변형이 야기되며, 특히 국부적 뒤틀림/변형이 보상된다. 이는 이들 뒤틀림/변형이 보다 커지고 특히 250 nm의 정렬 정확도의 경우 정렬 정확도에 보다 상당히 영향을 미치기 때문이다. 기본적으로, 이에 따라 수평 뒤틀림과 수직 뒤틀림을 구별할 수 있다. 수직 뒤틀림은 수직 방향, 이에 따라 z-방향으로 배출 공정으로 인해 발생된다. 그러나, 이들 뒤틀림은 또한 수평, 이에 따라 x 및 y 방향의 뒤틀림을 야기하며, 이는 구현될 정렬 정확도에 대한 실제적인 문제점을 야기한다.
방법에 따라서, 방법은 업스트림 측정 방법에 의해 측정되는 제1 및/또는 제2 기판의 뒤틀림 및/또는 변형은 작용에 의해, 특히 제1 및/또는 제2 기판 상에서 제1 및/또는 제2 기판의 섹션의 제어된 뒤틀림 및/또는 변형에 의해, 구체적으로 해당 고정 섹션의 고정을 위한 고정 요소에 의해 감소됨으로써 구현된다. 뒤틀림 및/또는 변형은 외부 측정 장치에 의해 측정될 수 있다. 외부 측정 장치는 그 뒤에 데이터 링크를 통하여 본 발명에서 청구된 바와 같이 실시 형태에 따라 연결된다. 바람직하게는, 뒤틀림 및/또는 스트레인 맵을 측정하기 위한 측정 장치가 본 발명에서 청구된 바와 같은 실시 형태와 같이 동일한 모듈 내에 배열될 수 있다. 게다가, 본 발명에서 청구된 바와 같이 실시 형태 및 뒤틀림 및/또는 변형 맵을 결정하기 위한 장치를 트리거링하는 동일한 인터페이스의 사용 가능성이 개시될 것이다.
인터페이스는 임의의 유형의 제어 모니터링 장치와 같이 형성된다. 대응하는 그래픽 사용자 표면과 대응하는 제어 소프트웨어를 포함한 컴퓨터가 바람직하다.
장치에 따라 개시되는 특징들이 또한 방법에 따라 적용되고 역으로도 가능하다.
본 발명의 다른 이점, 특징 및 세부사항이 도면을 사용하여 선호되는 예시적인 실시 형태의 하기 기술 내용으로부터 명확해질 것이다.
도 1a는 절단선 A-A를 따른 본 발명의 장치의 제1 실시 형태의 마운팅 컨투어의 평면도.
도 1b는 도 1a에서 절단선 A-A를 따른 도면.
도 2a는 절단선 B-B를 따른 본 발명의 장치의 제2 실시 형태의 마운팅 컨투어의 평면도.
도 2b는 도 2a에서 절단선 B-B를 따른 도면.
도 3a는 절단선 C-C를 따른 본 발명의 장치의 제3 실시 형태의 마운팅 컨투어의 평면도.
도 3b는 도 3a에서 절단선 C-C를 따른 도면.
도 4a는 절단선 D-D를 따른 본 발명의 장치의 제4 실시 형태의 마운팅 컨투어의 평면도.
도 4b는 도 4a에서 절단선 D-D를 따른 도면.
도 5a는 분리 바로 이전에 도 1a에 따른 제1 실시 형태의 단면도.
도 5b는 반도체 기판이 분리된 때 도 5a에 따른 단면을 도시하는 도면.
도 6은 반도체 기판을 분리하기 위한 핀의 다양한 형태의 도식적 도면.
도 7a는 본 발명에 따른 장치의 제5 실시 형태의 도식적 평면도.
도 7b는 도 7a에 따른 실시 형태의 단면도.
도 8a는 핀에 의해 접촉을 구성하기 전에 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8b는 핀에 의해 상부 웨이퍼의 접촉을 구성하는 동안에 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8c는 핀에 의해 상부 웨이퍼를 탄성적으로 구부리는 동안 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8d는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼 간의 제1 접촉 동안에 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8e는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼 간의 진행하는 접합 파 동안에 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8f는 상부 웨이퍼가 샘플 홀더로부터 분리되는, 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
도 8g는 접합된 상태에서 서로 접합되는 2개의 웨이퍼의 단면도.
동일한 구성요소 및 동일한 기능을 갖는 구성요소는 도면에서 동일한 도면부호로 식별된다.
도 1a에는 마운팅 장치(1)의 마운팅 컨투어(마운팅 컨투어, 8) 상에 제1 반도체 기판(15)(웨이퍼)의 장착을 위한 장치의 마운팅 장치(1)(또한 반도체 산업에서 척으로 불림)가 도시된다. 마운팅 컨투어(8)는 마운팅 평면(E) 내에 마운팅 표면(7)을 갖는 구조물을 갖는다. 반도체 기판(15)이 마운팅 장치(1) 상에 고정될 때 단지 마운팅 표면(7)만이 반도체 기판(15)과 접촉을 이룬다(능동 마운팅 표면).
마운팅 장치(1)는 구체적으로 모노리식 및/또는 금속성 및/또는 강성 마운팅 몸체(1k)를 포함하고, 이는 구체적으로 도 1b에 따른 단면도에서 명확해진다. 스크래치 또는 금속 이온 집중을 방지하기 위한 마운팅 몸체의 코팅이 가능하다. 치수에 관하여 적어도 마운팅 장치(1)의 마운팅 컨투어(8)는 장착될 반도체 기판(15)의 치수와 일치되어 마운팅 컨투어(8)의 외부 링 반경(RA)이 장착될 반도체 기판(15)의 반경과 실질적으로 일치된다. 바람직하게는 반도체 기판의 직경은 당업계에서 표준화된 직경(2", 4", 6", 8", 12" 및 18" 등)과 일치되지만 또한 필요에 따라 이로부터 벗어날 수 있다. 마운팅 컨투어(8)와 마운팅 장치(1)는 반도체 기판(15)의 통상적인 형상에 따라 평면도에서 원형 링과 같이 형성된다. 마운팅 몸체(1k)의 반경(Rk)은 더 간단한 처리를 위해 마운팅 컨투어(8)의 외부 링 반경(RA)보다 클 수 있다. 마운팅 컨투어(8)의 주연부정도의 마운팅 몸체(1k)의 주연부 상에는 마운팅 장치(1)의 처리를 용이하게 하기 위하여 마운팅 평면(E)에 대해 배치되는 숄더(9)가 제공될 수 있다(특히, 반도체 기판(15)의 장착 시에). 마운팅 컨투어(8)의 주연부와 마운팅 몸체(1k)의 주연부는 마운팅 컨투어(8) 또는 마운팅 장치(1)의 중심(Z)과 동심을 이룬다.
마운팅 컨투어(8)의 외부 링 섹션(10)과 마운팅 컨투어(8)의 주연부로부터(이에 따라 외부 링 반경(RA)으로부터) 마운팅 컨투어(8)의 외부 링 섹션(10)이 내부 링 반경(R1)으로 연장된다. 외부 링 섹션(10)은 음압에 의해 평평한 반도체 기판(15)의 고정을 위해 설계된다. 음압은 서로 동심을 이루는 2개의 음압 채널(3)로 도시되지 않은 진공 장치에 의해 적용된다. 음압 채널(3)은 링 섹션(10) 내에서 외부 링 반경(RA)과 내부 링 반경(R1) 사이에 형성된다. 음압 채널(3)은 능동 마운팅 표면(7)을 차단하고 음압 채널(3) 상의 음압에 의해 반도체 기판(15)이 외부 링 섹션(10)의 영역에서 마운팅 표면(7) 상에 고정된다(제1 기판(15)의 고정). 음압 이에 따라 효과적으로 작용하는 고정력이 바람직하게는 제어 방식으로 설정될 수 있다(장치의 제어를 위해 해당 제어 장치를 통하여). 게다가, 샘플 홀더(마운팅 장치(1))는 바람직하게는 밀폐가능한 밀봉부가 샘플 홀더를 밀봉하고 외측으로부터 연속적인 흡입 없이 음압을 유지하도록 제조될 수 있다. 이 방식으로, 샘플 홀더는 임의의 장치로부터 제거될 수 있고, 제1 기판(15)의 고정은 적어도 특정 시간 간격에 걸쳐서 유지된다.
도 1a 및 도 1b에 따른 예시적인 실시 형태에서, 마운팅 표면(7)은 마운팅 평면(E) 내의 외부 링 섹션(10)의 표면에 해당한다. 외부 링 섹션(10) 내에서(이에 따라 내부 링 섹션(11) 내에서) 마운팅 컨투어(8)는 마운팅 표면(7)에 대해 재차 배열되고, 원형 링-형 오목부(2)를 형성한다(이의 반경은 내부 링 반경(R1)과 일치됨). 오목부(2)는 외부 링 섹션(10)과 동심을 이루고 마운팅 컨투어(8)의 주연부에 대해 동심을 이룬다. 오목부(2)의 하부(2b)는 오목부(2)의 높이(h)에 해당하는 거리만큼 마운팅 평면(E)에 대해 평행하게 형성된다. 오목부(2)의 높이(h)는 바람직하게는 음압 채널(3)의 깊이와 일치된다(용이한 제조를 위해).
이에 따라 음압은 반도체 기판(15)이 장착될 때 오목부(2) 내에서 형성되지 않고, 이에 따라 마운팅 몸체(1k)를 침투하는 개구(4)가 제공된다. 개구는 특히 마운팅 컨투어(8)의 주연부에 대해 또는 중심(Z)에 대해 동심을 이루는 보어로서 제공될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 따른 제2 실시 형태에서, 마운팅 표면(7')은 외부 링 섹션(10)만으로 구성되지 않는다. 마운팅 컨투어(8)(또는 마운팅 몸체(1k))는 개구(4) 상에 직접 제공된 돌출부(5)에 의해 형성되고 중심(Z)에 대해 동심을 이루어 배열되는 원형 링-형 지지 표면(12)을 갖는다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 제3 실시 형태에서, 개구(4')는 중심(Z)에 대해 동심을 이루고 더 이상 원형이 아니지만 내부 링 반경(R1)으로 중심(Z)으로부터 연장되는 슬롯형 개구(4')이다. 개구(4')는 일반적으로 기재된 기능을 수행하는 임의의 형상을 가질 수 있다. 개구(4')는 다른 구성요소와는 상반되게 중심(Z)에 대해 회전가능하게 대칭구조는 아니다. 따라서, 지지 표면(12')은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 실시 형태에 비해 더 크다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 제4 실시 형태에서 돌출부(5)에 추가로 내부 링 섹션(11) 내에서 제1 돌출부(5)에 대해 서로 등간격으로 동심을 이루어 배열되는 2개의 추가 돌출부(13, 14)가 제공된다. 따라서, 제4 예시적인 실시 형태에서 지지 표면(12")은 제2 및 제3 예시적인 실시 형태에서보다 크고, 이에 따라 표면 내에서 보다 균일하게 분포되는 지지 표면(12")이 제공된다.
예시적인 모든 실시 형태에서, 핀(6)은 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"')과 함께 내부 표면(15i) 상에서 반도체 기판(15) 상에 작용함으로써 마운팅 표면으로부터 반도체 기판(15)을 분리하기 위하여 개구(4, 4')의 내부 컨투어에 대해 개구(4, 4')을 통하여 유도될 수 있다. 핀(6)은 바람직하게는 개구(4, 4')에 대한 접촉 없이(내부 컨투어) 유도된다. 진공 경로(3)가 바람직하게는 장치의 제어 유닛에 의해 연속적으로 비워지고 충전될 수 있다.
핀(6) 대신에 유체, 특히 기체를 이용한 오목부(2)의 가압은 본 발명에서 청구된 바와 같이 허용될 수 있고, 이는 오목부(2) 내의 가압 표면 상에 균일/일정한 압력 분포를 수반한다.
제1 기판(15)의 변형(구부러짐)은 바람직하게는 모니터링 방식으로 제어되고, 바람직하게는 샘플 홀더로부터 웨이퍼(15)의 완벽한 분리까지 가역가능하다(도 8a 내지 도 8g). 외부 링 섹션(12)에서 제1 기판(15)의 고정은 변형의 크기를 제한하고, 본 발명에서 청구된 바와 같이 약간의 변형이 높이(h) 미만의 크기로 수행된다.
도 5b에 도시된 제1 기판(15)의 변형은 기판들이 접촉하고 마주보게 배열되기 전에 제1 기판(15)에 대해 정렬되는 제2 기판과 접촉을 이루기 위하여 본 발명에서 청구된 바와 같이 사용된다. 접촉은 기판의 중앙(M)에서 제1 기판(15)의 동심 변형에 의해 구성된다.
내부 표면(15i) 상에 작용하는 동안에 그리고 기판이 접촉한 후에, 음압 채널(3) 상의 음압이 감소되고 구체적으로 제어된다. 중력의 작용 및/또는 제1 기판(15)의 변형에 의해 유도된 프리텐셔닝(pretensioning)으로 인해, 제1 깊나(15)은 제1 기판(15)의 주연부까지 외측에 대해 반경방향으로 제1 기판(15)의 중앙(M)으로부터 돌출되는 제2 기판과 접촉을 이루고, 적어도 순간적으로 접합되어 접합 파(bonding wave)가 이의 주연부까지 제1 기판(15)의 중앙(M)으로부터 다소 동심 방향으로 전진한다.
본 발명에서 청구된 바와 같이 핀(6, 6', 6", 6"')의 형상의 예가 도 6에 도시된다. 핀(6, 6', 6", 6"')은 개구(4, 4')의 컨투어 내로 또는 본 발명에서 청구된 바와 같이 소정 형상으로 일치될 수 있을 뿐만 아니라 예를 들어 더 넓은 표면을 갖는 반도체 기판(15) 상에 작용하도록 단면(핀(6'))이 T-형으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 보다 주의 깊게 처리할 수 있다. 핀(6')의 헤드는 이에 따라 개구(4)의 내부 컨투어를 초과하여 오목부(2) 내에서 연장되는 압력 플레이트일 수 있다. 게다가, 핀(6, 6', 6", 6"')은 선호되는 실시 형태에 따라 스프링-장착식일 수 있다.
본 발명에서 청구된 바와 같이 외부 링 섹션(10)의 하나의 링 폭(bA)이 내부 링 반경(R1)보다 좁고, 구체적으로 내부 링 섹션(11)의 링 폭(b1)보다 좁다(도 1a 및 도 1b 참조).
이전의 실시 형태와 조합될 수 있는 다른 실시 형태가 도 7a 및 도 7b에 도시된다. 오목부(2)의 영역에는 특정 허니컴 고정 요소(16)가 제공되고, 상기 고정 요소를 이용하여 제1 기판(15)의 해당 고정 섹션은 제1 기판(15)이 변형 시에 내부 표면(15i)상에 작용하는 방향에 대해 마운팅 장치 상에 국부적으로 고정될 수 있다. 고정 요소(16)는 제어 장치에 의해 트리거링된다. 제1 기판(15)의 변형은 이에 따라 전용 방식으로 제2 기판의 방향에 영향을 미칠 수 있다. 접합될 제1 기판(15)의 변형/응력 맵을 이용하여 제1 기판(15)의 응력/변형의 제어된 감소가 본 발명에서 청구된 바와 같이 가능하며, 이에 따라 서로에 대해 기판(또는 기판 상의 가능한 구조물/요소)의 주어진 정렬 정확도가 적어도 제1 기판(15) 또는 기판의 현준 응력/변형에 의해 감소되지 않는다. 제1 기판(15)의 해당 고정 섹션의 변형(전단, 압축, 연신, 회전)은 개별 고정 요소(16)의 제어된 트리거링에 의해 가능하다. 250 nm 미만, 구체적으로 150 nm 미만, 바람직하게는 100 nm 미만의 정렬 정확도가 구현되며, 이는 기판의 뒤틀림/변형이 최대 100 nm까지의 국부적 정렬 오차를 야기할 수 있기 때문에 증가적으로 더 큰 부분으로 작용한다.
이 고정 요소(16)는 피에조요소로 제조되거나 또는 정전기적으로 충전될 수 있다.
이 실시 형태에서, 전술된 실시 형태에 비해 더 큰 유효 마운팅 표면(7IV)과 마운팅 컨투어(8IV)가 형성되어 제1 기판(15)에 대한 더 우수한 지지 기능이 제공된다.
1 마운팅 장치
1k 마운팅 몸체
2 오목부
2b 하부
3 음압 채널
4, 4' 개구
5, 5' 돌출부
6 핀
7, 7', 7", 7"', 7IV 마운팅 표면
8, 8', 8", 8"', 8IV 마운팅 컨투어
9 숄더
10 외부 링 섹션
11 내부 링 섹션
12, 12', 12" 지지 표면
13 돌출부
14 돌출부
15 제1 기판(반도체 기판)
15i 내부 표면
16 고정 요소
bA 링 폭
b1 링 폭
Rk 반경
RA 외부 링 반경
RI 내부 링 반경
Z 중심
E 마운팅 평면
M 중앙

Claims (22)

  1. 제2 기판과 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 장치로서,
    제1 기판(15)의 제어식 고정을 위해 외부 링 섹션(10)을 갖는 마운팅 장치의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하기 위한 마운팅 장치,
    제1 기판(15)의 제어 가능한 변형을 위한 변형 수단 - 변형 수단은 내부 링 섹션에서 작용함 - , 및
    제2 기판(15')에 제1 기판(15')을 접합하기 위한 접합 수단을 포함하고,
    내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 고정 수단이 제공되는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV), 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV) 및 마운팅 장치 중 적어도 하나는 마운팅 장치의 중심(Z)에 대해 회전 대칭 구조로 형성되는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 차단하는 하나 이상의 음압 채널(3)이 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)의 외부 링(10) 내에 제공되고, 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)는 적어도 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)에 대하여 하나의 내부 링 섹션(11) 내에 배치되는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 음압 채널(3)은 마운팅 장치의 중심(Z)에 대해 동심 구조로 형성되는 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외부 원형 링-형 섹션(10)의 링 폭(bA)은 내부 링 섹션(11)의 링 폭(b1)보다 작은 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)의 돌출부 표면은 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)보다 2배 이상인 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 링 섹션(11) 내에서 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)는 반도체 기판(15)의 능동 고정 없이 지지하기 위하여 중심(Z)에 대해 동심 방향으로 배열되는 하나 이상의 원형 링-형 지지 표면(12, 12', 12")을 가지며, 지지 표면(12, 12', 12")은 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV) 내에 포함하고 마운팅 평면(E) 내에서 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)과 동일 높이에 배열되는 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형 수단은 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)에 침투하는 하나 이상의 압력 요소(6, 6', 6", 6"')인 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변형 수단은 변형이 제1 기판(15)에 대해 동심으로 수행되도록 형성되는 장치.
  11. 제2항에 있어서, 내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 개별적으로 트리거링 가능한 고정 수단(16)이 제공되는 장치.
  12. 제2 기판에 제1 기판(15)을 접합하기 위한 방법으로서,
    제1 기판(15)의 제어 가능한 고정을 위해 외부 링 섹션(10)과 마운팅 장치(1)의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하는 단계,
    제1 기판(15)의 제어가능한 변형을 위해 변형 수단에 의해 내부 링 섹션에서 제1 기판(15)을 변형시키는 단계, 및
    접합 수단에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판에 접합하는 단계를 포함하고,
    내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 고정 수단이 제공되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 접합은 제1 기판(15)의 변형에 의해 제1 및 제2 기판(15)의 접촉 표면의 중앙(M)으로부터 동심 방향으로 수행되는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 업스트림 측정 방법에 의해 측정되는 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나의 기판의 뒤틀림 및 변형 중 적어도 하나는 해당 고정 섹션의 고정을 위한 고정 요소(16)에 의해 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 작용함으로써 감소되는 방법.
  15. 제2 기판과 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 장치로서,
    제1 기판(15)의 제어식 고정을 위해 외부 링 섹션(10)을 갖는 마운팅 장치의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하기 위한 마운팅 장치,
    제1 기판(15)의 제어 가능한 변형을 위한 변형 수단 - 변형 수단은 내부 링 섹션에서 작용함 - , 및
    제2 기판(15')에 제1 기판(15')을 접합하기 위한 접합 수단을 포함하고,
    내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 개별적으로 트리거링 가능한 고정 수단이 제공되는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV), 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV) 및 마운팅 장치 중 적어도 하나는 마운팅 장치의 중심(Z)에 대해 동심으로 회전 대칭 구조로 형성되는 장치.
  17. 제3항에 있어서, 음압 채널(3)은 전체 주연부 주위에서 마운팅 장치의 중심(Z)에 대해 원형 링의 형태로 동심 구조로 형성되는 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV)의 돌출부 표면은 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)보다 3배 이상인 장치.
  19. 삭제
  20. 제2 기판에 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 방법으로서,
    제1 기판(15)의 제어가능한 고정을 위해 외부 링 섹션(10)과 마운팅 장치(1)의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하는 단계,
    제1 기판(15)의 제어 가능한 변형을 위해 변형 수단에 의해 내부 링 섹션에서 제1 기판(15)을 변형시키는 단계, 및
    접합 수단에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판에 접합하는 단계
    를 이러한 순서로 포함하고,
    내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 개별적으로 트리거링 가능한 고정 수단이 제공되는 방법.
  21. 제12항 또는 제13항에 있어서, 업스트림 측정 방법에 의해 측정되는 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나의 기판의 뒤틀림 및 변형 중 적어도 하나는 해당 고정 섹션의 고정을 위한 고정 요소(16)에 의해, 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나의 기판 상에서, 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나의 기판의 섹션의 제어된 뒤틀림 및 변형 중 적어도 하나의 작용에 의해 감소되는 방법.
  22. 제2 기판에 제1 기판(15)을 순간 접합하기 위한 방법으로서,
    제1 기판(15)의 제어 가능한 고정을 위해 외부 링 섹션(10)과 마운팅 장치(1)의 능동 마운팅 표면(7, 7', 7", 7"', 7IV)을 이용하여 마운팅 컨투어(8, 8', 8", 8"', 8IV) 상에 제1 기판(15)을 장착하는 단계,
    제1 기판(15)의 제어가능한 변형을 위해 변형 수단에 의해 내부 링 섹션에서 제1 기판(15)을 변형시키는 단계, 및
    접합 수단에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판에 접합하는 단계를 포함하고,
    내부 링 섹션(11) 내에는 제1 기판(15)을 따라 해당 고정 섹션을 고정하기 위한 고정 수단이 제공되는 방법.
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