KR20040039477A - 취약한 물품의 취급 방법, 장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
물체에 대하여 진공 고정력을 적용하기 위한 핸들러가 제공된다. 핸들러는 고정면 높이와 흡입면 높이 그리고 임의의 하나 또는 그이상의 중간 높이를 포함하는 다수 높이의 개구부들을 갖는 몸체를 구비한다. 일반적으로, 개구부들은 흡입 면 높이로부터 고정면 높이로 갈수록 크기(즉, 유효 직경)가 감소한다. 흡입면 높이에 있는 개구부들은 고정면 높이에 있는 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결된다.
Description
많은 분야에 있어서, 기술의 선도적인 과제는 소형화에 있다. 이것은 특히 반도체 기초 기술들에 있어서 실질적인 과제이며, 특히 반도체 장치들의 제조에 있어서 특히 실질적인 과제이다. 크기감소를 위한 트렌드로서의 소형화는 성능향상, 신뢰성 증진, 재료 및 노동력 절감의 열쇠이다. 트랜지스터, 집적회로, 칩, 광학 장치, 극소전자화학적장치들(MEMS)과 같은 반도체 기술들은 성능과 속도를 개선시키기 위한 많은 다른 과학 및 기술분야, 예를들면 생물학 분야 등에 보급되고 있다.
최소화의 열쇠는 박막처리 및 취급에 달려있다. 예를 들면, 실리콘 온 인설레이터(Silicon on Insulator;SOI)기술은 필수적인 박막기술이다. SOI에 있어서,광전지, 예를 들면 부피가 큰 기판이 적용되는 많은 다른 기술들은 불필요하다. 특히, 기판들은 기판의 표면에 매우 얇은 층의 기계적 및 열적 지지를 위해서 제공된다. 장치들의 수평 칫수들이 줄어듦에 따라, 생산비율이 100 나노미터에 접근하고 실험실 규모로는 수십 나노미터에 달하고 구조물의 두께 또한 작아진다. 그러므로, 기술은 얇은 장치 또는 얇은 박막을 지향하는 쪽으로 진보하고 있다. 오늘날 반도체 기술 기초 박막은 약 50마이크로미터 내지 약 100나노미터의 두께를 갖는다. 미래에는, 10나노미터 또는 그 이하 두께의 박막을 취급하는 기술들이 필요할 것이다. 그런데 이러한 구조물들은 약하기 때문에 신뢰성 있고 섬세한 핸들러의 개발 필요성이 대두된다.
박막들은 예를 들어 메모리 큐브(memory cubes)와 같은 3차원적 구조물들의 제조에 사용된다. 여기에서는 참조문헌으로 기재된 Sadeg. M. Faris에게 허여된 미합중국 특허 제5,786,629호에는 "3-D Packaging Using Massive Fillo-Leaf Technology"라는 발명의 명칭으로 그와 같은 3차원 장치가 개시된바 있다.
만일 그러한 기판들의 가격이 비싸다면, 그들의 역할은 그들의 표면상에 있는 지지 구조물들을 지지하도록 제한될 것이다. 임계적인 기술적 목표는 부피가 크고 불필요한 기판들을 제거하고 박막과 같은 취약한 물품들을 취급할 수 있는 능력을 제공함으로써 달성된다. 만일 박막이 기판에 대한 박막의 영구적인 부착없이 취급될 수 있다면, 기판의 가격이 절감될 수 있을 뿐만아니라 처리의 새로운 분야가 개척될 수 있고 박막의 대량생산이 가능해진다. 그러나, 그러한 분야에서는 기술적인 어려움을 피할 수가 없다. 박막은 통상적으로 극히 얇고 큰 칫수를 갖는다.이것은 반도체 제조에 있어서 처한 현실이다. 비용면을 고려하면 큰 칫수의 기판 또는 웨이퍼를 제조하게 된다. 오늘날, 기판의 표준 크기는 200㎜ 웨이퍼이다. 그러나 우주기술 관련분야에서는 300㎜ 웨이퍼이다. 반도체 기술과 연관된 박막은 동일한 크기이다. 임계적인 과제는 수 미크론의 두께와 직경 200㎜ 또는 그이상의 박막을 어떻게 한번에 취급하느냐는 것이다.
또한, 박막이 핸들러에 의해서 지지되는 동안에 박막에 대한 처리단계들을 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 생물학과 같은 다른 기술분야에 있어서, 응집에 의해서 형성된 것과 같은 취약한 물품의 취급 필요성에 직면하게 되므로, 기계적인 지지와 열적인 안전성을 강화시킬 필요가 있다.
웨이퍼의 취급과 관련하여 몇가지 시도들이 있어왔다. 예를 들면, Aveneri 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,257,564 호에는 지지 니플과 진공 니플을 사용하여 웨이퍼의 부드러운 취급을 가능하게하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 그러한 구조물은 웨이퍼의 취급에 대해서는 유용하나, 구조물 상에 지지된 웨이퍼의 처리는 취급된 웨이퍼 상에 유도되지 않는다. 기노시타(Kinoshita et al.) 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,534,073 호에는 웨이퍼들이 "더러운 상태(dirty)"인 경우에 웨이퍼들을 취급하기 위한 구조물이 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허의 구조물은 적어도 한쌍의 진공 펌프를 필요로한다.
본 발명은 박막과 같은 취약한 물품을 취급하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 방법 및 장치는 제조공정에 있어서 박막을 지지하기 위한 지지 기판으로서 사용하기에 적합한 진공 흡입력을 이용한다.
도 1A는 취급될 물체와 진공 공급원 사이에 위치하는 핸들러를 포함하는 장치의 개략도;
도 1B는 취급될 물체와 진공 공급원 사이에 위치하는 핸들러를 포함하는 장치의 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 3A 및 3B는 도 2의 핸들러를 높이 n 및 n+1로 나타낸 지형도;
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 5는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 7은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 8은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 핸들러의 단면도;
도 9A 내지 도 9D는 핸들러의 제조방법의 일 실시예를 나타낸 도면;
도 10A 및 10B는 극소 밸브를 포함하는 핸들러의 일 실시예를 나타낸 도면;
도 11A 및 11B는 극소 밸브를 포함하는 핸들러의 다른 실시예를 나타낸 도면;
도 12는 채널 패턴 구조물을 형성하기에 적합한 층 구조물의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 13 내지 도 24는 도 12에 도시된 구조물의 층들의 선택적인 고착을 위한 여러 가지 처리 기술들을 나타낸 도면;
도 25 내지 도 27는 도 12의 구조물에 대한 여러 가지 결합 기하학을 나타낸 도면; 및
도 28 및 도 29는 여러 가지 분리 기술들을 나타낸 도면.
종래기술과 관련하여 전술한 바와 같은 문제 및 다른 문제들은 취약한 물품을 취급하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해서 극복되거나 완화될 것이다. 핸들러는 물체에 진공 고정력을 적용시키기 위하여 개시된다. 핸들러는 매우 작은 직경의 구멍들을 갖는데, 이들 구멍은 매우 취약한 물품들을 진공 흡입력을 이용하여 고정 시키는데 적합한다. 핸들러는 뒤틀림이나 파열을 최소화하거나 제거하기에 충분한 두께를 갖는다. 진공 흡입력을 전달하기 위하여 핸들러 내에 제공된 진공 통로는 저항을 감소시키도록 구성되므로, 필요한 진공 흡입력을 부과하는데 요구되는 에너지를 최소화시키며, 또한 물체의 연결 및 분리속도를 증가시킨다.
핸들러는 고정면 높이와 흡입면 높이로 제공된 다수 높이의 개구부들을 갖는 몸체를 포함한다. 일반적으로, 흡입면 높이로 형성된 개구부는 고정면 높이로 형성된 개구부들보다 크다. 또한, 흡입면 높이로 형성된 개구부는 고정면 높이로 형성된 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결된다. 몇몇 실시 예에 있어서, 흡입면 높이로 형성된 개구부의 빈도수는 고정면 높이로 형성된 개구부들의 빈도수보다 크다. 또한, 고정면 높이로 형성된 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결된 흡입면 높이로 형성된 개구부들중 적어도 일부는 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되며, 개구부들의 정렬에 의해서 직접적으로 유체 연결이 되지 않는 고정면 높이로 제공된 상호연결 개구부들을 위해서 상호 연결 개구부가 제공된다.
몇몇 실시 예에 있어서, 핸들러는 고정면 높이와 흡입면 높이 사이에 적어도 하나의 중간 높이를 포함한다. 중간 높이의 개구부들의 빈도수는 흡입면 높이로 형성된 개구부들의 빈도수보다 크다. 또한, 중간 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결된 흡입면 높이의 개구부들중 적어도 일부는 개구부들의 정렬에 의해서직접 유체 연결되고, 고정면 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결된 중간 높이의 개구부들중 적어도 일부는 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되고, 핸들러는 중간 높이와 고정면 높이의 개구부들 사이를 상호연결하기 위한 상호연결 개구부들을 더 포함하며, 이들 상호연결 개구부들은 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되지 않는다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 핸들러는 개구부들중 적어도 하나에 적어도 하나의 극소 밸브(micro-valve)를 포함한다.
핸들러를 제조하는 방법은, 다음으로 제한되는 것은 아니지만, 각각의 높이에 있는 개구부들을 극소 기계가공하는 단계, 각각의 높이에서 개구부들을 형성하도록 패턴 층들을 적층하는 단계 또는 이들의 조합을 포함한다.
작동에 있어서, 상기 핸들러는 박막의 처리과정 동안에 일시적인 기판으로서 기능할 수 있다. 핸들러가 의도된 목적과 양립할 수 있는 재료로 형성되는 경우, 매우 가혹한 여러 가지 상황하에서 처리 조건들에 처하게 된다. 핸들러는 물품을 처리한 후에 분리되고 다른 물체의 처리를 위하여 재사용된다.
본 발명의 상기한 특징 및 다른 특징과 장점들은 하기의 상세한 설명 및 도면을 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백하게 이해될 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
핸들러는 취약한 물체로 하여금 잠재적인 거친 기계적인 취급을 견딜 수 있는 충분한 강성과 강도를 갖게 하며, 포토리쏘그래피 또는 플라즈마 처리 환경과 같은 통상적인 반도체 처리환경에서 기판으로서 기능할 수 있게 한다. 흡입력 또는 진공은 진공 장치에 부착될 수 있는 하나 또는 그이상의 배면을 갖는 핸들러의 일면으로부터 취약한 물체가 전면에 수용될 수 있는 대향면으로 전달된다. 여기에서, 취약한 물체는 다수의 틈새들을 통해서 진공 흡입력에 노출된다. 개시된 핸들러는 물체들로 하여금 흡입력에 대하여 극단적인 파열을 견딜 수 있게 한다.
중요하게 고려해야할 한가지는 핸들러의 전면에 형성되는 구멍들의 크기와 수이다. 필름의 취약성 및 진공 흡입력의 특성과 강도로 인하여, 핸들러의 전면에 형성된 구멍들은 취급될 필름의 두께와 거의 동등한 유효 직경을 갖는다. 큰 구멍들은 진공조성을 훨씬 용이하게 하므로, 전면상의 구멍들의 직경을 크게하는 것이 바람직하며, 얇은 물체의 취약성은 구멍 크기를 최소화함으로써 보완할 수 있다. 그 결과, 유용한 구멍들의 직경은 얇은 취약 물품의 두께와 거의 동등하게 균형을 이룬다. 예를 들면, 약 100㎚의 두께를 갖는 필름은 100㎚의 직경을 갖는 구멍들을 갖는 핸들러의 표면에 대하여 가압된다. 큰 크기의 구멍들은 구멍의 전체를 거쳐서 필름의 일부에 균열이 생길 위험성을 증가시킨다. 필름의 다른 두 칫수들 및 핸들러의 칫수들은 100㎜ 이상이 될 것이며, 앞으로 언급될 것은 300㎜ 직경을 가질 것으로 예상된다. 핸들러의 전면에 형성되는 구멍들의 직경들은 필름의 직경보다 수백배 작으며, 핸들러의 직경보다 수백배 작다. 핸들러가 기계적으로 강하고 단단하므로, 굽힘을 피하기 위하여 표면에서 배면까지의 통상적인 거리는 핸들러의 전체 직경의 약 1/10 보다 작고, 바람직하게는 핸들러의 전체 직경의 약 1/50 보다 작고, 보다바람직하게는 핸들러의 전체 직경의 약 1/100 보다 작다.
핸들러의 직경이 약 100㎜인 경우의 예를 고려해보면, 본 발명의 보다 바람직한 실시 예에 있어서, 핸들러의 두께는 수 ㎜이다. 결과적으로, 기계적인 완결성의 이유로 인하여 예를 들어 실시콘(Si) 같은 반도체 웨이퍼의 두께는 약 1㎜이다.
따라서, 이러한 통상적인 진공은 100㎚ 직경의 구멍 내에서 적어도 수 ㎜의 길이를 갖는 통로에 걸쳐서 전달된다. 그러한 구멍의 길이는 그것의 직경의 10,000배이다. 그러한 비율은 실제적이지 않고 공기나 다른 가스가 사용되므로 구멍들을 진공시키기 위해서 기대하지 않았던 만큼 오랜시간이 소요된다. 예를 들면, 몇몇 온도와 압력 및 몇몇 가스에 대하여, 가스 분자들의 평균 자유 통로는 구멍 직경에 도달하고, 그러므로 가스 유량은 부적절하다.
앞서 설명한 바와 같이, 핸들러의 흡입표면에 형성된 작은 구멍들의 이용과 관련된 유량 문제들의 해결은 흡입 표면에 작은 구멍들과 연관하여 시작되며, 흡입 표면의 작은 구멍들과 유체 연결되는 큰 구멍들의 대략적인 축적을 통해서 이루어지고, 그에 따라 전방 흡입면으로부터 후방 진공 공급원 표면으로의 가스 유량의 크기에 의해서 증가된다.
가스 유동학을 통해서 가스 유량이 구멍 단면적에 대한 구멍 직경비가 동일한 구멍들 내에서 대략적으로 유사함을 알 수 있다. 예를 들면, 만일 제 1 구멍이 제 2 구멍의 직경의 2배이면, 2개의 구멍은 제 1 구멍이 제 2 구멍의 4배인 경우에 가스 유량과 동일하게 될 것이다. 여기에서 설명한 바람직한 실시 예들에 있어서, 이러한 원리는 다음에도 해당된다. 진공 조성율을 개선시키기 위해서 작은 직경의 구멍들을 짧게 유지시키는 것이 바람직한 반면에, 서로의 상부에 적층될 수 있는 구멍들의 직경 비들에는 강도를 고려하여 제한하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 구멍 직경은 구멍을 갖는 층의 두께보다 크지않은 것이 바람직하다.
여기에서 설명한 구멍들은 원통형상으로 언급되지만 사각형상이나 테이퍼진 모양등의 다른 불규칙한 형상들이 될 수 있다. 그러나, 어떠한 경우에 있어서도 요구되는 유효한 직경, 유효 단면적등을 합당하게 정의할 수 있다. 또한, 그들의 형상과는 별개로, 각각의 구멍은 길이를 가지며, 상단부는 강체의 배면쪽으로 예리하게 형성되고, 바닥 단부는 강체의 전면쪽으로 예리하게 형성된다.
도 1A 및 1B는 취급될 물체(110)와 진공 공급원(140) 사이에 위치하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핸들러(100)를 포함하는 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1A는 각각의 물체를 아래에서 올려다본 도면이고, 도 1B는 단면도이다. 취약한 물체(110)는 박막으로서, 핸들러(100)에 대응되도록 빗금(도 1A)으로 도시하였다. 이러한 실시 예에 있어서, 핸들러 장치(100)는 디스크 형상의 물체를 취급하도록 디스크 형상을 갖는다.
핸들러 장치(100)는 전면(160)(도 1A)과 배면(170)(도 1B)을 포함한다. 전면(160)과 배면(170)은 서로에 대하여 평행하며, 핸들러 장치(100)에 대하여 일정하게 한정된 두께(130)를 부여한다. 전면(160)에는 바닥 구멍들(120)이 규칙적인 패턴으로 형성된다. 이러한 바닥 구멍들은 전면을 배면과 연결하는 구멍들의 말단으로서, 이들에 의해 물체(110)에 적용될 잘 분배된 진공 흡입력을 위한(즉, 취급을 위한) 낮은 공기 저항성의 진공통로가 조성된다. 배면(170)은 부착물(140)을 거쳐서 진공 공급원(150)에 부착되기에 적합하다. 그러한 부착은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 잘 알려진 바와 같은 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 핸들러(100)와 물체(110)는 진공 흡입력이 유지되는 경우에(물체(110)가 진공 흡입력을 유지하도록 핸들러(100)에 제거가능하게 부착된 후에 배면(170) 상의 개구부들을 폐쇄하거나 외부 진공을 유지함에 의해서) 단일 유니트로서 운반되고 취급될 것이다. 이것은 물체(110)의 처리를 상당히 용이하게 한다. 또한, 처리 후에는, 흡입력의 전부 또는 일부를 간단히 제거함으로써, 물체(110)가 핸들러(100)로부터 쉽게 이탈될 수 있다.
도 2를 참조하면, 핸들러(200)의 단면이 도시되어 있다. 또한, 도 3A 및 3B를 참조하면, 핸들러(200)의 개별적인 높이가 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 핸들러(200)는 다수의 높이 n, n+1, ... n+x를 포함하며, 이때 n+x는 여러 가지 요소들에 따른 원하는 수의 높이를 의미한다. 도 2에 있어서, 핸들러(200)는 4개의 높이, 즉 n=1; n+1=2; n+2=3; 및 n+3=4를 포함한다. 각각의 높이에서, 개구부들은 그 위의(도면에서의 방향기준) 개구부들(202n+1)과 정렬되는 개구부(202n)들 및 그 위의(도면에서의 방향기준) 개구부들(202n+1)과 정렬되지 않는 개구부들(204n)로서나타내어진다. 개구부들(204n+x)(이때, x는 도면에 도시된 바와 같이 0과 2사이)은 서로 유체 연결되고, 수평(도 2의 방향 기준) 채널(206n+x)을 통해서 개구부들(202n+x)과 정렬된다. 상부 높이가 진공 공급원과 유체 연결되므로(직접적으로 또는 하나이상의 부착물을 통해서), 본 실시예에서 설명하고 있는 y는 상부 높이에 대한 제 2의 높이로서 언급된다.
핸들러(200)는 몇몇 매개변수에 의해서 한정된다. 위에서 언급한 바와 같이, 높이(n+x)의 수는 여러 가지 요소들에 따른 원하는 수의 높이이다. 각각의 높이는 두께(tn), 구멍 직경(dn), 빈도수 또는 구멍들 사이의 거리(pn)에 의해서 특징지워진다. 일반적으로, 기계적인 완결성과 고정력, 즉 공기흐름의 균형을 이루기 위해서, 핸들러(200)의 비율 dn/pn은 1보다 작다. 몇몇 실시 예에 있어서, 비율 dn/pn은 원하는 고정력에 따라 0.5, 0.25 또는 그이하가 된다.
또한, 다수의 높이들에 걸쳐서 가능한한 일관성 있도록 각각의 높이에서 공기흐름 속도를 유지하기 위하여, 값 tn, dn및 pn은 n이 증가함에 따라 증가하게 된다. 실험적인 방법들 및/또는 방정식들, 이론적인 방법들 및/또는 방정식들과 같은 다양한 최적의 기술들이 값 tn, dn및 pn을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, pn=tn=2n-1t이다.
또한, 채널들 206n, 206n+1, ... 206n+x의 직경은 공기흐름 속도를 최적화하도록 선택될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, n번째 높이에서 채널(206)의 직경은 동일한 높이에서 구멍(202,204)의 직경(dn)과 거의 동일하다. 그러나, 채널(206)의 직경은 원하는, 이것들로 제한되지는 않으나, 공기흐름 속도, 원하는 고정 능력 및 원하는 기계적인 완결성을 포함하는 요소들을 기초로하여 선택될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
일반적으로, 취급될 물체들의 손상을 방지하기 위하여 개구부들 202n=1및 204n=1의 크기를 최소화하는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 바와 같이, 핸들러의 전체 두께는 취급 및/또는 처리과정 동안에 구조적인 완결성을 유지하기에 충분하여야 한다. 그러므로, 도 2, 3A 및 3B를 참조로하여 설명한 바와 같이, 적당한 적층되고 상호연결된 높이에서, 핸들러의 전체 두께에 대하여 매우 작은 개구부들 202n=1및 204n=을 사용할 수 있다. 이때, 개구부 202n=1및 204n=1의 전체두께 대 표면 직경의 비는
, 여기에서 약 107내지 102, 바람직하게는 약 106내지 103, 보다 바람직하게는 약 105내지 104이다.
도 4를 참조하면, 핸들러의 또다른 실시 예가 도시되어 있다. 핸들러(300)는 제 1 높이(n)로부터 제 2 높이(n+1)까지 연장되는 구멍들(310n,n+1)을 제외하고는, 위에서 설명한 바 있는 핸들러(200)와 유사하다. 그위의 개구부들과 정렬되는 개구부들은 302n, 302n=1, 302n=2및 302n=3으로서 언급된다. 그위의 개구부들과 정렬되지 않으며 주어진 높이를 넘어서 연장되지 않는 개구부들은 304n=1및 304n=2로서 언급된다. 수평 채널 306n, 306n=1및 306n=2들이 또한 제공되는데, 이때 채널 306n및 306n=1은 구멍 310n,n+1과 유체 연결된다.
도 5를 참조하면, 핸들러의 또다른 실시 예가 도시되어 있다. 핸들러(400)는 제 1 높이(n)로부터 제 2 높이(n+1)로 연장되는 구멍(410n,n+1) 그리고 제 2 높이(n+1)로부터 제 3 높이(n+2)로 연장되는 구멍(410n+1,n+2)을 제외하고는, 위에서 설명한 바 있는 핸들러(200)와 유사하다. 그위의 개구부들과 정렬되는 개구부들은 402n, 402n=1, 402n=2및 402n=3으로서 언급된다. 그위의 개구부들과 정렬되지 않으며 주어진 높이를 넘어서 연장되지 않는 개구부들은 404n=2로서 언급된다. 수평 채널 406n, 406n=1및 406n=2가 또한 제공되며, 이때 채널 406n및 406n=1은 구멍 410n,n+1과 유체 연결되고, 채널 406n+1및 406n=2은 구멍 410n+1,n+2과 유체 연결된다.
도 6을 참조하면, 핸들러의 또다른 실시 예가 도시되어 있다. 핸들러(500)는 제 1 높이(n)로부터 제 2 높이(n+1)와 제 3 높이(n+2)로 연장되는 구멍(510n,n+1,n+2)을 제외하고는, 위에서 설명한 바 있는 핸들러(200)와 유사하다. 그위의 개구부들과 정렬되는 개구부들은 502n, 502n=1, 502n=2및 502n=3으로서 언급된다. 그위의 개구부들과 정렬되지 않으며 주어진 높이를 넘어서 연장되지 않는 개구부들은 504n=1및 504n+2로서 언급된다. 수평 채널 506n=1및 506n=2가 또한 제공되며, 이때 채널 506n+1및 506n=2은 구멍 510n,n+1,n+2과 유체 연결된다.
도 7을 참조하면, 수평의 상호 연결채널이 없는 핸들러의 예가 도시되어 있다. 핸들러(600)는 일련의 적층된 구멍들(602n, 602n=1, 602n=2및 602n=3)을 포함한다. 구멍들의 형성빈도수는 각각의 높이에서 동일하므로, 상호연결 구멍들이 불필요하다.
도 8을 참조하면, 잔여 구조물과 비교하여 고정 면에 다수의 큰 구멍들을 갖는 핸들러의 예가 도시되어 있다. 핸들러(700)는 일련의 적층된 구멍들(702n, 702n=1, 702n=2및 702n=3)을 포함한다. 또한, 다수의 구멍들(704n)이 제 1 높이에 제공되는데, 여기에서는 고정될 물체가 위치된다. 다수의 구멍들(704n)은 채널(706n)을 통해서 일련의 적층 구멍들(702n, 702n=1, 702n=2및 702n=3)과 유체 연결된다. 높이 n+1, N=2 및 n+3에 있는 다수의 구멍들과 비교하여 구멍들(704n)의 너무 큰 비율을 보상하기 위해서, 몇몇 실시 예에 있어서, 채널(706n)의 직경은 구멍(704n)의 직경보다 크다. 또한, 몇몇 실시 예에 있어서, 채널(706n)의 위치는 높이 n과 n+1 사이에 놓인다.
상기한 핸들러들은 여러 가지 방법에 의해서 구성될 것이다. 예를 들면, 몇몇 실시 예에 있어서, 개구부나 채널들의 전부 또는 일부는 미세 기계가공될 것이다. 다른 실시 예에 있어서, 도 9A 내지 도 9D를 참조하면, 다수의 패턴 층들이 정렬되어 적층되고 결합될 것이다. 층들은 적층될 때 패터닝되고, 구멍들과 채널들(즉, 도 2 내지 도 8에 도시된 여러 실시 예들과 같이)이 한정된다. 층들은, 다음의 예로서 제한되지는 않지만, 성장층, 식각된 층, 미세 기계가공된 층 등의 여러 소스(source)로부터 유도될 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 층들을 위한 박막은, 여기에서 참조문헌으로 기재된, Sadeg M. Faris가 "박막 및 그 제조방법(Thin Films and Production Methods Thereof)"라는 발명의 명칭으로 2001년 9월 21일자로 출원한 바 있는 미합중국 특허출원 제 09/950,909 호에 개시된 바와 같은 기술에 의해서 유도될 것이다. 일반적으로, 적층 구조물을 형성하기 위한 방법은, 제 1 기판을 제 2 기판에 선택적으로 고착시키는 단계를 포함하며, 층들 사이의 고착이 취약한 영역에서 제 1 층 내부 또는 제 1 층 위에서 패턴 또는 다른 유용한 구조물중 적어도 일부를 처리하는 단계를 포함한다. 상기 특허출원에 있어서, 제 1 기판은 패터닝될 층을 포함하며, 패터닝된 층은 제 2 지지 층으로부터 분리될 것이다.
패터닝된 층의 결합은, 하기의 예로서 한정되지는 않지만, 융해(eutectic), 용해(fusion), 양극처리(anodic), 진공, 반데르발스(Van der Waals), 화학 고착, 소수성 현상, 친수성 현상, 수소결합, 쿨롱힘(coulombic force), 모세관 힘, 단범위 힘 또는 상기한 결합 기술들 및/또는 물리적인 현상들중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 다양한 기술들 및/또는 물리적인 현상에 의해서 달성된다.
핸들러들 내의 하나 또는 그이상의 개구부들은 흡입력의 공급을 조절하기 위하여 밸브들을 구비한다. 이 밸브들은 예를 들어 핸들 및 견인 물체의 이송(도 1B를 참조로하여 위에서 설명한 바와 같이)을 용이하게 하도록 사용된다. 또한, 이들 밸브는 물체의 나머지 부분과 같이 동일한 흡입력을 받지 않는 민감한 지역과 같은 불규칙한 형상이나 특별한 패턴 또는 구조물을 갖는 물체들을 제거가능하게 끌어들이는데 사용된다. 핸들러에 존재하는 극소 밸브들(micro-valves)의 일 예가 도 10A 및 10B에 도시되어 있다. 여기에서, 힌지가능하게 들어올릴 수 있는 극소 밸브(850)는 흡입 표면 높이에 있는 개구부에 제공된다. 핸들러에 존재하는 극소 밸브들의 다른 예들이 도 11A 및 11B에 도시되어 있다. 여기에서 활주가능한 다수의 밸브들(850)이 흡입 표면 높이에 있는 개구부들에 제공된다. 그러나, 유사한 극소 밸브들이 상호 연결채널 또는 낮은 높이의 개구부에 제공된다. 극소 밸브들은 온-보드(on-board)(즉, 핸들러내에 설치됨) 전자제어 또는 외부 전자제어에 의해서 제어될 것이다.
일 실시 예에 있어서, 여기에서는 참고문헌으로서 언급하는, "박막 및 그 제조방법(Thin Films and Production Methods Thereof)"의 미합중국 특허출원 제 09/950,909 호에는 극소 밸브들을 포함하는 높이들에서 층들을 조립하는데 사용되는 기술이 개시된바 있다. 이 제조기술은 극소-전자-기계 구조물을 포함한 극소전자기술로서 극소 밸브들의 통합을 용이하게 한다.
핸들러의 구성 재료는 구조적 완결성과 화학적인 불활성을 갖는 적당한 재료가 될 것이다. 예를 들면, 다양한 금속들, 합금들, 반도체 재료, 세라믹, 및 상기한 재료들중 적어도 하나를 함유한 조합이 될 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 이해하게 될 것이다. 만일 핸들러가 반도체 처리에 사용되면, 반도체 재료들은, 하기의 예로서 한정되는 것은 아니지만, 실리콘, Ⅲ-Ⅴ족 반도체, Ⅱ-Ⅴ족 반도체, Ⅱ-Ⅵ족 반도체, Ⅳ-Ⅵ족 반도체, 게르마늄, 탄소, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 상기한 재료들중 적어도 하나를 함유하는 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성되는 것임을 해당기술분야의 숙련된 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
상기한 바와 같이, 웨이퍼-스케일(wafer-scale) 결합을 이용한 핸들러의 제조방법에 따르면 핸들러의 제조비용이 절감된다. 본 발명에 따른 방법은 각각의 층(즉, n, n+1)의 "슬라이스(slice)" 또는 기층을 형성하도록 패터닝된 얇은 층의 이송을 수행한다. 얇은 층은 하기에서 설명할 이온 주입 손상의 평면들을 따른 균열들의 조절에 의해서 바람직하게 제거된다. 일반적으로, 이 층은 실리콘-산화물-실리콘 라미네이트를 형성하도록 산화 실리콘 웨이퍼에 영구적으로 결합된다. 이러한 결합은 접착제를 사용하지 않고 이루어진다.
이와는 달리, 영구적인 결합을 형성하기 위하여, 결합 강도는 전체 웨이퍼 면에 걸쳐서 조절될 수 있거나 또는 강한 결합 영역과 약한 결합 영역의 선택된 패턴에서 제어될 수 있다. 조절된 에너지의 내부 평면을 갖는 이들 웨이퍼들은 채널들, 임의의 연관된 MEMs(즉, 채널들에 밸브들을 포함하도록), 논리 구조물(즉, 임의의 집적된 MEMs을 제어하도록) 및 다른 특징있는 지형을 형성하도록 기계적인 패턴을 조립하기 위하여 사용될 수 있다. 조립후에, 각각의 얇은 부-층(sub-layer)은핸들 웨이퍼로 이송된다(여기에서 설명한 바와 같이 동일하거나 다르다). 장치 층의 이송과 결합은 웨이퍼 스케일 상에서 발생하고, 전체 상부 층은 단일 체로 이송되어 핸들 웨이퍼에 직접 결합된다. 추가적인 부-층들은 핸들 구조물을 형성하도록 "슬라이스들(slices)"를 적층하도록 상기 공정을 반복함으로써 핸들 웨이퍼 상에 정렬되어 적층된다. 이러한 방식은 일정 형태의 센서가 적층된 스위트(suite) 내로 집적될 수 있게 한다.
도 12를 참조하면, 선택적으로 결합된 다층 기판(1000)이 도시되어 있다(즉, 웨이퍼를 제어된 에너지의 내부 평면을 갖는 것으로 나타냄). 다층 기판(1000)은 노출면(1B) 및 층(2)의 표면(2A)에 선택적으로 결합되는 표면(1A)을 갖는 층(1)을 포함한다. 층(1)은 상기한 바와 같은 층(n,n+1,...)의 부-층(sub-layer)으로서 사용될 것이다. 층(2)은 대향하는 면(2B)을 더 포함한다. 일반적으로, 선택적으로 결합된 다층 기판(1000)을 형성하기 위해서, 층(1), 층(2) 또는 층(1)과 층(2) 모두는 약한 결합(5)과 강한 결합(6)의 영역들을 한정하도록 처리되고 추후에 결합된다. 이때, 취약한 결합(5)의 영역은 패턴 구조물(즉, 도 9A 내지 9D에 도시된 적당한 개구부들) 또는 MEMs 및/또는 논리 구조물들을 포함하는 다른 유용한 장치나 구조물들을 처리할 수 있는 조건에 놓이게 된다.
일반적으로, 층(1)과 층(2)는 양립가능하고, 층(1)은 핸들을 위해서 사용될 재료이다. 즉, 층(1)과 층(2)는 양립가능한 열적, 기계적 및/또는 결정 성질을 구성한다. 몇몇 바람직한 실시 예에 있어서, 층(1)과 (2)는 동일한 재료로 이루어진다. 물론, 다른 재료들도 채용이 가능하지만 양립성을 고려하여 선택된다.
층(1)의 하나 또는 그이상의 영역들은 채널 또는 다른 유용한 장치의 일부로서 개구부와 같은 하나 또는 그 이상의 패턴 구조물들의 내부 또는 그 위에서 기판 영역으로서 기능하도록 한정된다. 이들 영역은 하기에서 설명하는 바와 같이 원하는 패턴으로 형성될 것이다. 층(1)의 선택된 영역들은 결합을 최소화하도록 처리될 것이며 취약한 결합 영역(5)을 형성한다. 이와는 달리, 층(2)의 대응하는 영역들은 결합을 최소화하도록 처리될 것이다(층(1)의 처리와 연결하거나 또는 층(1)에 대한 처리대신에). 이와는 달리, 강한 결합 영역(6)에서 결합 강도를 향상하기 위하여 구조물들을 형성하도록 선택된 것과는 다른 영역에서 층(1) 및/또는 층(2)에 대한 처리가 이루어진다.
층(1) 및/또는 층(2)에 대한 처리를 완료한 후에, 층들은 정렬되거나 결합될 것이다. 결합은 하기에서 설명하는 바와 같은 다른 적당한 방법에 의해서 이루어질 것이다. 이와는 달리, 정렬은 기계적, 광학적 또는 이들의 조합에 의해서 이루어질 것이다. 이러한 단계에서의 정렬은 임계적이지 않으며, 층(1) 상에 구조물이 형성되지 않을 정도로 이루어진다. 그러나, 만일 층(1) 및 층(2)가 처리되면, 정렬은 선택된 기판 영역으로부터의 변형이 최소화되도록 수행될 것이다.
다층 기판(1000)은 층(1) 내부 또는 상부에 MEMs 밸브 및/또는 논리 구조물들과 같은 채널 패턴 또는 다른 유용한 장치들을 형성하도록 처리될 것이다. 따라서, 채널 패턴 구조물이나 다른 유용한 구조물들 또는 장치들은 영역(3) 내부 또는 상부에 형성될 것이며, 취약한 영역(5) 위로 부분적으로 또는 전체적으로 겹쳐질 것이다. 따라서, 강한 영역(6) 위로 부분적으로 또는 전체적으로 겹쳐질 영역(4)은내부 또는 상부에 구조물들을 가지지 않을 것이다. 다층 기판(1000)의 층(1) 내부 또는 상부에 패턴 구조물 또는 다른 유용한 장치들을 형성한 후에, 층(1)은 분리될 것이다. 분리는 패턴 구조물들 또는 다른 유용한 구조물들에 유해한 박리기술을 직접적으로 적용시킴이 없이 박피(peeling)와 같은 종래의 방법에 의해서 이루어진다. 패턴 구조물이나 다른 유용한 구조물들이 영역(4) 내부 또는 상부에 형성되지 않으므로, 이들 영역은 영역(3) 내부 또는 상부에 형성된 구조물들을 해침이 없이 이온이나 입자 주입과 같은 분리 공정을 거치게 된다.
취약한 결합 영역(5)을 형성하기 위해서, 표면(1A), (2A) 또는 이들 모두는 결합을 형성하지 않거나 또는 취약한 결합을 형성하도록 취약한 결합 영역(5)의 위치에서 처리될 것이다. 이와는 달리, 취약한 결합 영역(5)은 처리되지 않으며, 강한 결합 영역(6)은 강한 결합을 유도하도록 처리된다. 영역(4)은 강한 결합 영역(6)을 부분적으로 또는 실질적으로 중첩하게 된다. 강한 결합 영역(4)을 형성하기 위해서, 표면(1A), (2A) 또는 이들 모두는 강한 결합 영역(6)에서 처리될 것이다. 이와는 달리, 강한 결합 영역(6)은 처리되지 않으며, 약한 결합 영역(5)은 취약한 결합을 유도하도록 처리된다. 또한, 취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)은 각기다른 처리기술에 의해서 처리되며, 이때 처리기술은 양적으로 또는 질적으로 구분된다.
취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)중 하나 또는 이들 모두를 처리한 후에, 층(1)과 (2)는 일체의 다층 기판(1000)을 형성하도록 함께 결합된다. 그러므로, 다층 기판(1000)은 층(1)의 영역(3) 내부 또는 상부에 구조물이나 장치들을 형성하도록 마지막 사용자에 의해서 가혹한 환경을 거치게 된다.
"취약한 결합"과 "약한 결합"이라는 말은 박피, 다른 기계적 분리, 열, 빛, 압력 또는 상기한 분리기술들중 적어도 하나를 포함하는 조합들과 같은 분리 기술들에 의해서 쉽게 분리될 층들 또는 층들의 일부 사이의 결합을 언급한다. 이들 분리 기술들은 취약한 결합 영역(5)의 근처에서 층(1)과 (2)의 결함이나 손실을 최소화한다.
취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)중 하나 또는 이들 모두의 처리는 다양한 방법에 의해서 이루어질 것이다. 처리의 중요한 면은 취약한 결합 영역(5)이 강한 결합 영역(6) 보다 쉽게 분리된다는 점이다(하기에서 설명하는 바와 같이 부수적인 분리 단계에서). 이것은 분리중에 패턴 구조물 또는 다른 유용한 구조물들을 상부에 포함하는 영역(3)에 대한 손상을 최소화하거나 방지한다. 또한, 강한 결합 영역(6)을 포함함으로써, 구조물 처리중에 다층 기판(1000)의 기계적인 완결성을 향상시킨다. 따라서, 유용한 구조물들이 내부 또는 상부로부터 제거되는 경우, 층(1)의 부수적인 처리는 최소화되거나 제거된다.
취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)중 하나 또는 이들 모두의 특별한 방식의 처리는 선택된 재료에 따라 수행된다. 또한, 층(1)과 (2)의 결합 기술의 선택은 적어도 부분적으로는 선택 처리 방법론에 의존하게 될 것이다. 또한, 부수적인 분리 기술은 처리 기술, 결합 방법, 재료들, 유용한 구조물의 형식이나 존재 또는 상기한 요소들중 적어도 하나를 포함한 조합에 의존하게 된다. 몇몇 실시 예에 있어서, 처리, 결합 및 부수적인 분리(즉, 영역(3)에서 유용한 구조물을 형성하는마지막 사용자에 의해서 수행되거나 이와는 달리 높은 높이 장치에서 중간 부품으로서 선택된다)는 층(2)으로부터 층(1)을 분리시키기 위한 균열 전파의 필요성을 제거하거나 또는 층(2)을 제거하도록 기계적인 박리화를 수행할 필요성을 제거하며, 바람직하게는 균열 전파와 기계적인 박리화 모두를 제거한다. 따라서, 아래에 높인 기판은 최소의 처리 또는 처리없이 재사용되고, 종래의 기술들에 따라서 균열 전파나 기계적인 박리화가 층(2)을 손상시키므로 더 이상의 부수적인 처리없이도 이들을 불필요하게 만든다.
한가지 처리 기술로는 취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6) 사이의 표면 거칠기에서의 변화를 들 수 있다. 표면 거칠기는 표면(1A)(도 15), 표면 2A(도 16) 또는 이들 두 표면 (1A) 및 (2A)에서 변경된다. 일반적으로, 취약한 결합 영역(5)은 강한 결합 영역(6) 보다 높은 표면 거칠기(7)(도 15 및 도 16)를 갖는다. 반도체 재료에 있어서, 예를 들면 취약한 결합 영역(5)은 약 0.5㎚보다 큰 표면 거칠기를 가지며, 강한 결합 영역(4)은 일반적으로 약 0.5㎚ 이하의 낮은 표면 거칠기를 갖는다. 다른 예에 있어서, 취약한 결합 영역(5)은 약 1㎚보다 큰 표면 거칠기를 가지며, 강한 결합 영역(4)은 일반적으로 약 1㎚ 이하의 낮은 표면 거칠기를 갖는다. 또다른 예에 있어서, 취약한 결합 영역(5)은 약 5㎚보다 큰 표면 거칠기를 가지며, 강한 결합 영역(4)은 일반적으로 약 5㎚ 이하의 낮은 표면 거칠기를 갖는다. 표면 거칠기는 식각(즉, KOH 또는 HF 용액에 침지시킴) 또는 증착 처리(즉, 저압 화학기상증착(LPCVD)) 또는 플라즈마 화학기상증착(PECVD)에 의해서 변경될 수 있다. 표면 거칠기와 연관된 결합강도는, 여기에서는 참고문헌으로 기재한,Journal of The Electrochemical Society,148(4) G225-G228(2001)에 Gui et al.이 "Selective Wafer Bonding by Surface Roughness Control"이라는 타이틀로 기재된바 있다.
유사한 유사한 방식에 있어서(유사하게 위치된 영역들은 도 15 및 16에 기재된 참조부호와 유사한 참조부호를 사용함), 다공성 영역(7)은 취약한 결합 영역(5)에 형성되고, 강한 결합 영역(6)은 처리되지 않은 상태로 남겨진다. 그러므로, 층(1)은 다공성 특성으로 인하여 취약한 결합 영역(5)에서 층(2)에 최소한으로 결합된다. 다공성은 표면 1A(도 15), 표면 2A(도 16) 또는 두 표면 (1A)와 (2A)에서 변경될 것이다. 일반적으로, 취약한 결합 영역(5)은 다공성 영역(7)(도 15 및 16)에서 강한 결합 영역(6) 보다 높은 다공성을 갖는다.
다른 처리 기술로는 취약한 결합 영역(5)(표면 1A(도 15), 2A(도 16) 또는 (1A) 와 (2A) 모두)의 선택적인 식각 및 식각된 영역에서 포토레지스트 또는 다른 탄소 함유재료(즉, 중합체 기지 분해성 재료)를 이용한 증착을 들 수 있다. 유사한 영역들은 도 15 및 16에서 나타낸 참조부호와 유사한 참조부호로서 언급된다. 캐리어 재료의 분해에 충분한 온도에서 층(1)과 (2)의 결합시, 취약한 결합 영역(5)은 다공성 탄소재료를 함유하고, 이에 의해 취약한 결합 영역(5)에서 층(1)과 층(2) 사이의 결합은 강한 결합 영역(6)에서의 층(1)과 층(2) 사이의 결합보다 매우 취약하다. 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 영역(3) 내부 또는 상부에 형성될 기지 층(1), (2) 또는 다른 유용한 구조물을 오염시킬 수 있는 가스나 악취물질 또는 다른 오염물질들을 발생시키지 않도록 분해성 재료가 환경에 따라 선택될 것임을 이해할 수 있을 것이다.
또다른 처리 기술들은 강한 결합 영역(6) 및/또는 취약한 결합 영역(5)을 달성하도록 빛의 조사(照射)를 들 수 있다. 이러한 기술에 있어서, 층(1) 및/또는 층(2)은 강한 결합 및/또는 약한 결합을 달성하도록 중성자, 이온, 입자 빔 또는 이들의 조합으로 조사된다. 예를 들면, He+, H+와 같은 입자들 또는 다른 적당한 이온들이나 입자들, 전자기 에너지 또는 레이저빔이 강한 결합 영역(6)(표면 1A(도 17), 2A(도 18), 또는 1A 및 2A)에 조사될 것이다. 조사를 이용한 이러한 방법은 층의 박리를 목적으로한 이온주입과는 다르다는 것을 명백하게 이해하게 될 것이다. 즉, 도우즈(dose) 및/또는 주입 에너지는 훨씬 작다(즉, 박리를 위해서 사용된 조사량의 1/100회 내지 1/1000회).
또다른 처리기술로는 표면 (1A), (2A) 또는 (1A)와 (2A) 모두에 위치하는 고체 성분 및 분해성 성분을 함유하는 슬러리의 사용을 들 수 있다. 예를 들면, 고체 성분은 알루미나, 실리콘 산화물(SiO(x)), 다른 고체 재료 또는 금속 산화물, 또는 층(1)과 (2)의 결합을 최소화하는 다른 재료가 될 것이다. 일반적으로, 슬러리(8)는 표면 1A(도 13), 2A(도 14), 또는 (1A)와 (2A) 모두에서 취약한 결합 영역(5)에 적용된다. 따라서, 다공성 구조물들(슬러리의 고체 성분을 함유함)은 취약한 결합 영역(5)에 잔류하며, 결합시에 층(1) 및 (2)는 취약한 결합 영역(5)에서 결합되지 않는다.
또다른 처리 기술들로는 취약한 결합 영역(5)의 표면을 에칭시키는 것을 들수 있다. 이러한 식각 단계 동안에, 필러들(pillars)(9)이 표면 1A(도 19), 2A(도 20), 또는 (1A)와 (2A) 모두에서 취약한 결합 영역(5)에 한정된다. 필러들은 선택적인 식각에 의해서 한정되며, 추후에 남겨질 것이다. 필러들의 형상은 삼각형, 피리미드형, 사각형, 반구형 또는 다른 적당한 형상이 될 것이다. 이와는 달리, 필러들은 식각된 영역에서 성장하거나 증착될 것이다. 결합될 재료에 대하여 결합 사이트가 적기 때문에, 취약한 결합 영역(5)에서의 전체적인 결합 강도는 강한 결합 영역(6)에서의 결합 강도보다 훨씬 약하다.
또다른 처리 기술로는 층(1)(도 12), 층(2)(도 13)의 취약한 결합 영역(5)에서 식각, 기계가공 또는 이들 모두(사용될 재료에 따름)에 의해서 형성된 공극 영역(10)(도 23 및 24)의 적용을 들 수 있다. 따라서, 제 1 층(1)이 제 2 층(2)에 결합되는 경우, 공극 영역(10)은 강한 결합 영역(6)에 비해서 결합을 약하게 하며, 이에 따라 추후의 분리가 용이해진다.
또다른 처리 기술로는 층(1A)(도 13), 층(2A)(도 14) 또는 (1A)와 (2A) 모두의 취약한 결합 영역(5)에서 하나 또는 그이상의 금속 영역(8)의 적용을 들 수 있다. 예를 들면, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 구리, 금, 백금, 또는 이들의 조합이나 합금이 취약한 결합 영역(5)에 증착될 것이다. 층(1)과 층(2)를 결합시키는 경우, 취약한 결합 영역(5)이 약하게 결합될 것이다. 강한 결합 영역들은 처리되지 않은 상태로 남겨지거나(강한 결합차는 취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)에 대한 필수적인 강한 결합을 취약한 결합에 제공한다), 또는 강한 고착을 증진시키기 위하여 위에서 설명한 바와 같이 또는 하기에서 설명하는 바와 같이 처리될 것이다.
또다른 처리 기술로는 층(1A)(도 21), 층(2A)(도 22) 또는 (1A)와 (2A) 모두의 강한 결합 영역(6)에서 하나 또는 그이상의 고착 증진물(11)의 사용을 들 수 있다. 적당한 고착 증진물(6)은, 하기의 예로서 제한되지는 않지만, TiO(x), 티타늄 산화물 또는 다른 고착 증진물을 함유한다. 이와는 달리, 고착 증진물은 표면 1A 및/또는 2A 전체에 결쳐서 사용될 것이며, 금속 재료는 취약한 결합 영역(5)에서 고착 증진물과 표면 1A 또는 2A 사이에 위치할 것이다(고착 증진물의 위치에 따라). 그러므로, 결합시, 금속 재료는 취약한 결합 영역(5)에서 강한 결합을 방지하는 반면에, 강한 결합 영역(6)에서 잔류하는 고착 증진물은 강한 결합을 증진시킨다.
또다른 처리 기술로는 소수성 및/또는 친수성을 여러 지역에 적용시키는 것을 들 수 있다. 예를 들면, 실리콘과 같은 재료가 상온에서 자발적으로 결합하기 때문에, 친수성 영역들은 강한 결합 영역(6)에 대하여 특히 유용하다. 소수성 및 친수성 결합 기술들은 상온 또는 증가된 온도에서 적용이 가능함이 공지되어 있다. 예를 들면, 여기에서는 참고문헌으로서 언급되는 Q.Y.Tong, U. Goesle, Semiconductor Wafer Bonding, Science and Technology, p49-135, John Wiley and Sons, NY 1999에 기재되어 있다.
또다른 처리 기술로는 선택적으로 조사되는 하나 또는 그이상의 박락층들(exfoliation layers)의 적용을 들 수 있다. 예를 들면, 하나 또는 그이상의 박락층들이 표면 1A 및/또는 2A상에 위치한다. 빛의 조사가 없는 경우, 박락층은 접착제로서 거동한다. 자외선 조사와 같은 빛의 조사에 노출되는 경우, 취약한 결합 영역(5)에서 박락층들의 접착제 특성들은 최소화된다. 유용한 구조물들은 취약한 결합 영역(5)의 내부 또는 상부에 형성되며, 부수적인 자외선 조사 단계나 다른 분리 기술이 강한 결합 영역(6)에서 층들(1)과 (2)를 분리하는데 사용될 것이다.
또다른 처리 기술로는 열척 처리중에 다수의 미소 기포들(13)이 층(1)(도 17), 층(2)(도 18) 또는 취약한 영역(3)에서 층(1)과 층(2) 모두에 형성될 수 있도록 하기 위한 주입 이온들(12)(도 17 및 18)의 적용을 들 수 있다. 층(1)과 (2)이 결합되는 경우, 취약한 결합 영역(5)은 강한 결합 영역(6) 보다 약한 결합을 나타내게 되고, 그 결과 취약한 영역(3)에서 층(1)과 층(2)의 분리는 쉬워진다.
또다른 처리 기술로는 이온 주입에 이어서 식각을 수행하는 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 이러한 기술은 표면(1B) 모두의 이온주입을 통해서 수행된다. 부수적으로, 취약한 결합 영역(5)은 선택적으로 식각된다. 이러한 방법은 여기에서는 참조문헌으로서 언급된 Simpson et al, "Implantation Induced Selective Chemical Etching of Indium Phosphide", Electrochemical and Solid-State Letters, 4(3) G26-G27"에 개시된 바와 같이 결함을 제거하도록 선택적인 식각을 손상시키는 것이다.
또다른 처리 기술로는 조사 흡수 및/또는 반사특성을 갖는 하나 또는 그이상의 층들을 취약한 결합 영역(5) 및/또는 강한 결합 영역(6)에 선택적으로 위치시키는 것이다. 이것은 좁은 파장범위 또는 넓은 파장 범위를 기초로한다. 예를 들면,강한 결합 영역(6)에서 선택적으로 위치된 하나 또는 그 이상의 층들은 일정한 조사 파장에 노출될 때 접착제 특성을 갖는다. 그리하여 이 층은 강한 결합 영역(6)에서 빛의 조사를 흡수하고 층(1)과 층(2)를 결합시킨다.
해당 기술분야의 숙련된 당업자는 추가적인 처리 기술들이 채용될 뿐만아니라 상기한 처리 기술들중 적어도 하나를 포함하는 조합이 채용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 모든 처리 기술의 중요한 특성은 하나 또는 그 이상의 취약한 결합 및 하나 또는 그이상의 강한 결합영역을 형성하도록 하는 것이다.
충(1)과 층(2)의 계면에서 취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)의 기하학은, 다음의 예로서 제한되지는 않지만, 영역(3)의 내부 또는 상부에 형성되는 유용한 구조물들의 형태, 선택된 분리/결합의 형태, 선택된 처리기술 및 다른 요소들을 포함한 요소들에 크게 의존하게 될 것이다. 도 25 내지 도 27에 도시된 바와 같이, 취약한 결합 영역(5)과 강한 결합 영역(6)은 동심성이다. 물론, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 모든 기하학적 형상이 가능함을 이해하게될 것이다. 또한, 약한 결합 영역대 강한 결합 영역의 비는 매우 가변적이다. 일반적으로, 구조물을 처리하는 동안에, 약한 결합 영역대 강한 결합 영역의 비는 다층 구조물(1000)의 완결성을 포함하지 않도록 하기 위하여 충분한 결합(즉, 강한 결합 영역(6)에서)을 제공한다. 바람직하게는, 약한 결합 영역대 강한 결합 영역의 비는 구조물의 처리를 위하여 유용한 영역들(즉, 취약한 결합 영역(5))을 최대화한다.
상기한 바와 같이 취약한 결합 영역(5) 및/또는 강한 결합 영역(6)에서 표면 1A 및 2A중 하나 또는 이들 모두를 처리한 후에, 층(1) 및(2)는 일체형 다층기판(1000)을 형성하도록 함께 결합된다. 층(1) 및(2)는, 하기의 예로서 한정되는 것은 아니지만, 융해, 용해, 양극처리, 진공, 반데르발스, 화학적 고착, 소수성 현상, 친수성 현상, 수소결합, 쿨롱힘, 모세관 힘, 단범위 힘 또는 상기한 결합 기술들 및/또는 물리적인 현상들중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 다양한 기술들 및/또는 물리적인 현상에 의해서 달성된다. 물론, 해당 기술분야의 숙련된 당업자에 있어서 결합 기술 및/또는 물리적인 현상은 채용된 하나 또는 그이상의 처리 기술들, 상부 또는 내부에 형성되는 유용한 구조물의 형태나 존재, 원하는 분리방법 또는 다른 요소들에 부분적으로 의존함을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 다층 기판(1000)은 영역(3)의 내부 또는 상부에 채널 패턴 구조물들 또는 하나 또는 그이상의 다른 유용한 구조물들을 포함하며 표면 1A 및 2A의 계면에서 취약한 결합 영역(5)에 실질적으로 또는 부분적으로 중첩되는 부-층들을 형성하도록 사용될 것이다. 채널 패턴 구조물들은 수직한 채널들(202,204,302,304,402,404,410,502,504,510,602,702,704) 또는 수평 채널들(206,306,406,506,706)을 형성하도록 개구부들을 포함할 것이다. 임의의 유용한 구조물들은 하나 또는 그이상의 능동요소 또는 수동요소, 장치들, 도구들, 공구들, 채널들, 다른 유용한 구조물들, 또는 상기한 유용한 구조물들중 적어도 하나를 포함하는 조합을 구비한다. 예를 들면, 유용한 구조물은 집적회로 또는 태양전지를 포함할 것이다. 물론, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 다양한 마이크로테크놀로지 및 나노테크놀로지 기초 장치가 형성될 수 있으며 센서들, 스위치들, 거울들, 마이크로모터들, 마이크로팬들과 같은 다양한 목적을 위한 MEMS, 및 다른 MEMS를 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
하나 또는 그이상의 패턴 구조물들 및/또는 임의의 유용한 구조물들이 층(1)의 하나 또는 그이상의 선택된 영역들(3) 상에 형성된 후에, 층(1)은 다양한 방법에 의해서 분리될 것이다. 구조물들이 취약한 결합 영역(5)에 부분적으로 또는 실질적으로 충첩되는 영역(4)의 내부 또는 상부에 형성되기 때문에, 층(1)의 분리는 구조적인 결함이나 변형과 같은 분해와 연관된 구조물들의 통상적인 손상을 최소화하거나 제거하는 동안에 발생할 수 있음을 해당기술분야의 숙련된 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
분리는 다양한 공지된 기술들에 의해서 달성될 것이다. 일반적으로, 분리는 적어도 부분적으로는 처리 기술, 결합 기술, 재료들, 유용한 구조물의 형식과 존재 또는 다른 요소들에 의존한다.
도 28 내지 도 39를 참조하면, 분리 기술들은 층(1)의 두께와 같은 참조 깊이에서 미소기포들을 형성하기 위한 이온주입이나 입자 주입을 기초로 한다. 이온이나 입자들은 산소, 수소, 헬륨 또는 다른 입자들(16)로부터 파생될 것이다. 입자들이나 이온들이 미소기포들(17)을 형성하여 궁극적으로는 층(1) 및 (2)를 팽창시키고 박리시키도록 강한 전자기 조사(照射), 열, 빛(즉, 적외선 또는 자외선), 압력 또는 상기한 것들중 적어도 하나를 포함한 조합에 노출된다. 이온이나 입자주입 및 임의의 열, 빛, 및/또는 압력의 적용에 이어서 기계적인 분리단계(도 30,33,36,39)가 수행되는데, 예를 들면 층(1) 및 (2)의 평면에 대하여 수직한 방향, 층(1) 및 (2)의 평면에 대하여 평행한 방향, 층(1) 및 (2)의 평면에 대하여 다른 각도, 박피 방향(도 30,33,36,39에서 파선으로 나타냄) 또는 이들의 조합의 방향으로 수행된다. 박층의 분리를 위한 이온주입은 여기에서는 참조문헌으로 기재한 것으로 Cheung, et al. 에게 허여된 미합중국 특허 제 6,027,988 호에 "Method Of Separating Films From Bulk Substrates By Plasma Immersion Ion Implantation"라는 발명의 명칭으로 기재된 바 있다. 수소의 통상적인 주입 조건들은 5×1016㎝-2의 투여량 및 120keV 에너지이다. 상기한 조건에 대하여, 약 1미크론의 층두께가 웨이퍼로부터 갈라질 수 있다. 층 두께는 단지 주입 깊이의 함수로서, 실리콘에서 수소에 대한 것은 90Å/keV 주입 에너지1(M. Bruel, "Process for the production of thin semiconductor material films", U. S. Patent No. 5,374,564 (1994))이다. 고에너지 입자들의 주입에 의해서 목표들이 상당한 수준으로 가열된다. 블리스터링(Blistering)은 수소의 주입이 1/2 또는 그이상의 요소들에 의해서 빔 전류를 감소시키거나 또는 웨이퍼를 고정하고 냉각되는 경우에 회피된다. 낮은 수소 주입량으로의 스플리팅은 헬륨2(He+H co-implant) 또는 붕소(Smarter-Cut 공정)3(Q.-Y. Tong, R. Scholz, U. Goesele, T.-H. Lee, L-J. Huang, Y.-L. Chao, and T.Y.Tan, " A 'smart-cut' approach to low temperature silicon layer transfer", Appl. Phys. Lett., 72, 49 (1998)의 공동 주입에 의해서 달성된다. 틈새가 갈라진 표면의 표면 질은 훌륭하다4(Smart cut surface quality). 얇은 층은 수소 이온들의 주입에 의해서 형성된 미소 균열들을 따라서 분할된다. 스플리팅은열적 처리에 의해서 수행되는데, 이 열적처리는 격자에서 수소 미소기포들에서의 내부 압력을 증가시키거나 또는 기계적인 응력이 파열을 개시하고 전파시키게 한다. 미소전자 장치들은 주입 손상에 대하여 매우 민감하므로, 이 기술들은 출발 웨이퍼들을 준비하도록 독점적으로 사용되며, 결코 완벽하게 수행되거나 공정 웨이퍼들에 대해서 수행되지 않는다. 또한, 구조화된 웨이퍼를 통한 고에너지의 이온 주입은 확산 이온 깊이 프로파일을 야기시킨다. 입사 이온들은 각기다른 재료와 지형학을 경험하게 되며, 그러므로 범위 매개변수는 웨이퍼 위치들에 의존하게 된다.
도 28 내지 도 30 및 도 31 내지 도 33을 참조하면, 층(1)과 (2) 사이의 계면은 특히 강한 결합 영역(6)에 미소기포들(17)을 형성하도록 이온이나 입자들(16)로 선택적으로 주입된다. 이러한 방식에 있어서, 영역(3)(내부 또는 상부에 하나 또는 그이상의 유용한 구조물들을 구비함)에서의 입자들(16)의 주입은 최소화되며, 그리하여 영역(3)에서 하나 또는 그이상의 유용한 구조물들에 발생할 수 있는 수리가능하거나 수리불가능한 손상의 존재빈도수가 줄어들게 된다. 선택적인 주입은 강한 결합 영역(4)(도 28 내지 도 30)의 선택적인 이온 빔 주사 또는 영역(3)(도 31 내지 도 33)의 마스킹(masking)에 의해서 수행될 것이다. 선택적인 이온 빔 주사는 주입될 이온들이나 입자들에 방향성을 부여하도록 사용된 구조물(1000) 및/또는 장치의 기계적인 조작을 의미한다. 해당기술분야의 숙련된 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 다양한 장치 및 기술들이 이온 빔 및 전자기 빔과 같은 선택적인 주사를 수행하도록 채용될 것이다. 또한, 다양한 마스킹 재료와 기술이 해당 기술분야에 공지되었다.
도 34 내도 도 36을 참조하면, 이온 주입은 표면 1B 또는 2B에 걸쳐서 이루어진다. 주입은 목표물과 주입된 재료들 그리고 주입의 원하는 깊이에 따라 적당한 높이로 이루어진다. 그러므로, 층(2)은 층(1) 보다 훨씬 두껍다. 이것은 표면 2B를 통한 주입에 실제적이지 않다. 그러나, 만일 층(2)이 적당한 주입 두께(즉, 실행가능한 주입 에너지 내에 존재)를 가지면, 표면 2B을 통해서 주입을 하는 것이 바람직하다. 이것은 영역(3)에서 하나 또는 그이상의 구조물들에 대하여 발생 가능한 치유가능하거나 치유가 불가능한 손상의 가능성을 제거한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 도 26, 도 37 내지 도 39를 참조하면, 강한 결합 영역(6)은 층(1)과 (2) 사이에서의 계면의 외주면에 형성된다. 따라서, 층(1)을 층(2)으로부터 분리시키기 위하여 층(1)과 (2) 사이에서의 계면에서 미소기포들(17)을 형성하도록 이온이나 입자들(16)이 영역(4)을 통해서 주입될 것이다. 바람직하게는, 선택적인 주사는 구조물(1000)이 회전되거나(화살표 20으로 나타냄) 주사 장치(21)가 회전되거나(화살표 22로 나타냄) 또는 이들의 조합의 경우에 사용된다. 이러한 실시 예에 있어서, 내부 또는 상부에 형성되는 유용한 구조물들의 선택에 있어서 마지막 사용자에게 여유가 있다는 것이 장점이다. 강한 결합 영역(6)의 칫수는 다층 기판(1000)의 기계적 열적 완결성을 유지시키기에 적당하다. 바람직하게는, 강한 결합 영역(6)의 칫수는 최소화되고, 그리하여 구조물 처리를 위하여 취약한 결합 영역(5)이 최소화된다. 예를 들면, 강한 결합 영역(6)은 8인치 웨이퍼의 약 1미크론이다.
또한, 층(2)으로부터 층(1)을 분리시키는 것은 예를 들어 강한 결합 영역(6)에 식각을 형성하도록 식각(표면에 대하여 평행함)과 같은 다른 종래의 방법에 의해서 시행될 것이다. 그러한 실시 예에 있어서, 처리 기술은 벌크 재료(즉, 층 (1) 및 (2))에 대하여 높은 식각 선택도를 갖는 산화층으로 강한 결합 영역(6)이 처리되는 경우에 양립할 수 있다. 선택된 처리 또는 그것의 부족으로 인하여 층(2)에 대한 층(1)의 결합의 단계에서 결합이 이루어지지 않으므로, 취약한 결합 영역(5)의 국부적인 위치에서 층(2)으로부터 층(1)을 분리시키기 위하여 식각을 수행할 필요가 없다.
이와는 달리, 균열 전파는 층(2)으로부터 층(1)을 분리시키는데 사용된다. 다시, 분리는 취약한 결합 영역(5)에서의 결합에 한계가 있기 때문에 강한 결합 영역(6)에서의 국부적인 위치에서만 요구된다. 또한, 공지된 바와 같이 분리는 식각(표면에 대하여 수직한 방향)에 의해서 개시되므로, 영역(4)의 국부적인 위치(강한 결합 영역(6)을 부분적으로 또는 실질적으로 중첩시킴)로 제한되는 것이 바람직하다.
층(1) 및 (2)는 필름 및/또는 기판 구조물들을 형성하도록 증착된 웨이퍼 또는 유체 재료를 포함한 다양한 소스들로부터 유도될 것이다. 출발 재료가 웨이퍼인 경우, 종래의 공정이 층(1) 및/또는 (2)를 유도하도록 사용될 것이다. 예를 들면, 층(2)는 웨이퍼로 이루어지고, 층(1)은 동일하거나 다른 웨이퍼의 일부분을 함유하게 될 것이다. 층(1)을 구성하는 웨이퍼의 일부분은 기계적인 박리화(즉, 기계적인 연마, 절단, 폴리싱(polishing); 화학적-기계적 폴리싱;폴리시-스톱(polish-stop); 또는 상기한 것들중 적어도 하나를 포함한 조합), 균열 전파, 이온 주입에 이은 기계적인 분리(즉, 구조물(1000)의 평면에 수직한 균열 전파, 구조물(1000)의 평면에 대하여 평행한 균열 전파, 박피 방향으로의 균열 전파, 또는 이들의 조합), 이온주입에 이은 열, 빛, 및/또는 압력 유도 층 스플리팅(splitting), 화학적 에칭 등으로부터 파생될 것이다. 또한, 층(1) 및 (2)는 예를 들어 화학적인 증기 증착, 에피택셜(epitaxial) 성장 방법 등에 의해서 증착되거나 성장될 것이다.
채널 패턴 구조물 또는 다른 유용한 구조물들을 상부에 갖는 다층 기판을 형성하는 방법의 중요한 잇점은 유용한 구조물들이 영역(3)의 내부 또는 상부에 형성되어 취약한 결합 영역(5)을 부분적으로 또는 실질적으로 덮는다는 것이다. 이것은 층(1)이 층(2)으로부터 제거되는 경우에 유용한 구조물들에 대한 손상 가능성을 최소화하거나 제거할 수 있다. 분리 단계는 층(1)과 (2)를 분리시키는데 요구되는 침입(즉, 이온 주입), 힘 적용 또는 다른 기술들의 적용을 요구한다. 몇몇 실시 예에 있어서, 구조물들에 수리가능하거나 가능하지 않게 손상을 입힐 수 있는 국부적인 침입, 힘 적용 또는 다른 공정 단계들을 필요로 하지 않는 영역(3) 내부 또는 상부에 구조물들이 존재하기 때문에, 층(1)은 제거되고, 그로부터 구조물들을 수리를 위한 부수적인 처리없이 구조물들이 유도된다. 부분적으로 또는 실질적으로 강한 결합 영역(6)을 중첩하는 영역들(4)은 상부에 구조물들을 구비하지 않으므로, 이들 영역(4)은 구조물들에 손상을 끼침이 없이 이온주입되거나 힘을 받는다.
핸들러를 제조하기 위한 방법에서의 한가지 장점은 재료 구성 층(2)이 재사용 가능하거나 재활용 가능하다는 점이다. 예를 들면, 공지된 방법에 의해서 층(1)을 유도하도록 단일의 웨이퍼가 사용될 수 있다. 유도된 층(1)은 상기한 바와 같이잔여 부분(층(2))에 선택적으로 결합된다. 박막이 분리되는 경우, 다음 층(1)으로서 상용될 박막을 얻기 위하여 층(2)의 나머지 부분을 사용하여 공정이 반복된다. 이것은 층(1)에 대한 박막을 유도하도록 층(2)의 나머지 부분을 사용하는 것이 더 이상 실제적이지 않을때까지 반복된다.
작용에 있어서, 여기에서 설명하고 있는 핸들러의 다양한 실시 예들은 예를 들어 박막의 처리중에 일시적인 기판으로서 기능할 수 있는 능력을 갖는다. 핸들러가 의도된 공정들(즉, 처리되는 재료들과 유사함)과 양립할 수 있는 재료로 형성되는 경우, 매우 가혹한 많은 환경의 처리 조건들에 처하게 된다. 핸들러는 물체를 처리한 후에 분리되고 다른 물체를 처리하기 위해 재사용될 것이다. 여기에서 설명한 핸들러는 필수적인 기계적 완결성의 균형을 맞추고, 고정 면들에 원하는 작은 구멍들을 제공하며, 충분하게 낮은 진공 통로 저항을 제공한다. 이에 의해, 핸들러에 박막과 같은 물제를 부착시키고 핸들러를 기판으로서 이용하면서 물체를 처리하고 처리후에는 물체를 신속하게 분리시키며 그이상의 동작을 위해서 핸들러를 재사용하는 것과 같은 동작들이 가능해진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 예들로 제한되지 않으며 하기의 청구범위에 나타낸 본 발명의 진실한 영역 및 사상의 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
Claims (22)
- 물체에 진공 고정력을 적용하기 위한 핸들러로서,고정면 높이와 흡입면 높이로 제공된 다수 높이의 개구부들을 갖는 몸체를 포함하며, 상기 흡입면 높이의 개구부들은 상기 고정면 높이의 개구부들 보다 크고, 상기 흡입면 높이의 개구부들은 상기 고정면 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고정면 높이의 개구부들의 빈도수는 상기 흡입면 높이의 개구부들의 빈도수 보다 큰 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 2 항에 있어서, 상기 고정면 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결되는 상기 흡입면 높이의 개구부들중 적어도 일부는 상기 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되고, 상기 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되지 않는 상기 고정면 높이의 개구부들과 상호 연결하기 위한 상호 연결 개구부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 2 항에 있어서, 상기 고정면 높이와 상기 흡입면 높이 사이에 적어도 하나의 중간 높이를 더 포함하며, 상기 중간 높이의 개구부들은 상기 고정면 높이의 개구부들 보다 크고 상기 흡입면 높이의 개구부들 보다 작은 것을 특징으로 하는핸들러.
- 제 4 항에 있어서, 상기 중간 높이의 개구부들의 빈도수는 상기 흡입면 높이의 개구부들의 빈도수 보다 큰 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 5 항에 있어서, 상기 중간 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결되는 상기 흡입면 높이의 개구부들중 적어도 일부는 상기 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되고, 상기 고정면 높이의 개구부들중 적어도 일부와 유체 연결되는 상기 중간 높이의 개구부들중 적어도 일부는 상기 개구부들의 정렬에 의해서 직접 유체 연결되며, 개구부들의 정렬에 의해서 직접적으로 유체 연결되지 않는 상기 중간 높이 및 상기 고정면 높이의 개구부들을 상호연결시키기 위한 상호 연결 개구부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 1 항에 있어서, 상기 개구부들중 적어도 하나에 존재하는 적어도 하나의 극소-기계적(micro-mechnical) 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 1 항에 있어서, 금속, 합금, 번도체 재료, 세라믹 및 상기한 재료들중 적어도 하나를 함유하는 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 1 항에 있어서, 실리콘, Ⅲ-Ⅴ족 반도체, Ⅱ-Ⅴ족 반도체, Ⅱ-Ⅵ족 반도체, Ⅳ-Ⅵ족 반도체, 게르마늄, 탄소, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 상기한 재료들중 적어도 하나를 함유하는 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 각각의 높이에 있는 개구부들을 극소-기계가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 핸들러의 제조방법.
- 각각의 높이에 있는 개구부들을 극소-기계가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 3 항에 따른 핸들러의 제조방법.
- 각각의 높이에 있는 개구부들을 형성하도록 패턴 층들을 적층(stacking)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 핸들러의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서, 각각의 패턴된 층은 패터닝될 층을 지지 층에 선택적으로 고착시키고 패터닝하며 패턴된 층을 상기 지지층으로부터 제거함에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 핸들러의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 각각의 높이에 개구부들을 형성하도록 패턴 층들을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들러의 제조방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 각각의 패턴된 층은 패터닝될 층을 지지 층에 선택적으로 고착시키고 패터닝하며 패턴된 층을 상기 지지층으로부터 제거함에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 핸들러의 제조방법.
- 물체에 진공 고정력을 적용하기 위한 핸들러로서,일정 두께를 가지며, 물체에 진공 고정력을 부여하기 위한 다수의 구멍들을 갖는 고정면, 및 진공 공급원을 위한 적어도 하나의 구멍을 갖는 진공면을 갖는 핸들러 몸체를 포함하며, 상기 고정면 구멍들은 진공 고정력을 이용하여 취약한 물체들을 고정하기에 적합한 직경을 가지며, 진공 통로가 다수의 고정면 구멍들로부터 적어도 하나의 진공면 구멍까지 형성되며, 상기 진공 통로는 상기 진공 통로를 통해서 유동하는 기체의 저항을 감소시키도록 형성되고 위치하며 그에 해당하는 칫수를 갖는 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 16 항에 있어서, 상기 핸들러 몸체 두께 대 상기 고정면 구멍 직경의 비는 약 107내지 약 102인 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 16 항에 있어서, 상기 핸들러 몸체 두께 대 상기 고정면 구멍 직경의 비는 약 106내지 약 103인 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 제 16 항에 있어서, 상기 핸들러 몸체 두께 대 상기 고정면 구멍 직경의 비는 약 105내지 약 104인 것을 특징으로 하는 핸들러.
- 박막의 처리방법으로서,처리될 제 1 박막을 제공하는 단계;상기 청구항 16의 상기 핸들러에 상기 제 1 박막을 부착하는 단계; 그리고일시적인 기판으로서 상기 핸들러를 이용하여 상기 제 1 박막을 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 처리방법.
- 제 20 항에 있어서, 상기 박막을 상기 핸들러로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 처리방법.
- 제 21 항에 있어서, 처리될 제 2 박막을 제공하고 상기 제 2 박막을 상기 핸들러에 부착시키고 상기 핸들러를 일시적인 기판으로이용하여 상기 제 2 박막을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 처리방법.
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