KR20190110623A - 상온 유리-대-유리, 유리-대-플라스틱 및 유리-대-세라믹／반도체 접합 - Google Patents

상온 유리-대-유리, 유리-대-플라스틱 및 유리-대-세라믹／반도체 접합 Download PDF

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KR20190110623A
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레이몬드 밀러 카람
조루즈 루소스
마크 핑클
다니엘라 엠. 하비
파스칼 알. 애커먼-카람
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피코시스 인코포레이티드
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Abstract

상온 기판 접합을 위한 프로세스는 레이저 파장에 대해서 실질적으로 투과적인 제1 기판이 선택되는 단계를 채용한다. 이어서, 상기 제1 기판과 계면에서 짝을 이루기 위한 제2 기판이 선택된다. 투과율의 변화가 계면에서 생성되고 제1 및 제2 기판이 계면에서 짝을 이루게 된다. 이어서, 제1 기판이 계면에서 실질적으로 포커싱된 투과 파장의 레이저로 조사(照射)되고, 레이저에 의해서 공급된 에너지로 인한 계면에서의 지역적인 고온이 생성된다. 계면에 바로 근접한 제1 및 제2 기판이 계면에 걸친 확산으로 연성화되어 기판을 융합시킨다.

Description

상온 유리-대-유리, 유리-대-플라스틱 및 유리-대-세라믹／반도체 접합{Room temperature glass-to-glass, glass-to-plastic and glass-to-ceramic／semiconductor bonding}
개시 내용의 실시예는 전반적으로 투과성 기판의 접합 분야에 관한 것이며, 더욱 특별하게는 제1 레이저 파장 투과성 기판을 중간 열 흡수 층을 두고 제2 기판에 상온 레이저 접합하는 방법에 관한 것이다.
생물학적 슬라이드(slide) 및 마이크로유체(microfluidic) 적용례뿐만 아니라 다른 적용례를 위한 유리-대-유리 기판 및 다른 투과성 및 비-투과성 기판의 조합의 접합은 전형적으로 접착제가 채용되지 않는 경우에 기판 경계에 걸친 재료의 접합 확산을 획득하기 위해서 기판을 가열하는 것을 필요로 한다. 현재의 접합 실무의 여러 가지 예에는 융합 접합하는 것, 나트륨 풍부화(sodium rich) 유리를 반도체에 양극(anodic) 접합하는 것 및 접착제 접합하는 것이 포함된다.
유리-대-유리를 융합 접합하는 것은 폴리싱된 또는 낮은 조도 유리 표면상에서 실시된다. 강하고 기포가 없는 접합을 달성하기 위해서, 전형적으로 표면 마무리는 대략 수 옹스트롬 RA로 이루어져야 한다. 일반적으로 프로세스는 2개의 유리 기판을 서로 접촉하여 배치하는 단계, 그 다음에 이어지는 압력 및 열을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 압력은 상부 유리 기판의 추(weight)로부터 유리의 상단부 상의 로드 위치(load place)까지의 범위를 가질 수 있다. 상기 추가 유리에 고착되는 것을 방지하기 위해서 특별한 재료가 사용되어야 한다. 일반적으로, 벌크(bulk) 기판이 적어도 유리의 제1 전이 온도(연성화(softening) 온도)까지 가열된다. 모든 실무적인 목적을 위해서, 유리 표면이 함께 용융되어 하나가 되기 시작한다. 이러한 프로세스는 청정실 분위기에서 일반적으로 발견되는 환경 입자에 대해서는 매우 강건(robust)하지 못하다. 예를 들면, 50 nm 직경 입자로 인해 유리는 그러한 특별한 지역에서 접합되지 않을 것이고, 뉴턴 링(Newton Ring)의 존재에 의해서 확인되는 유리 기포를 유발할 것이다.
칼슘과 같은 이온으로 표면을 처리하는 단계 및 불산으로 표면을 활성화하는 단계로 이러한 프로세스를 보조할 수 있다. 그러한 처리는 접합 온도를 낮추는 경향을 가지나, 오염 문제를 악화시키는 경향이 있다. 오염은 더욱 어려운 문제가 되는데, 이는 미립자가 유리를 변형시키는 능력을 가지지 않음으로써, 오염 입자가 더 이상 방해가 되지 않게 리세스를 형성하여(recess out of the way) 2개의 표면을 분리된 상태로 유지하지 않을 것이기 때문이다.
융합 접합은 낮은 수득(yield)을 유발하는 이하의 두 가지 상충되는(competing) 이슈를 가진다; 저온에서 기포를 생성하지 않도록 하기 위해서 유리 표면은 절대적으로 청정해야만 하는 반면, 높은 온도가 적용될 때에 공기 갭은 덜 문제가 되고, 유리의 표면이 왜곡되며, 그 표면을 다시 광학적으로 깨끗하게 만들기 위해서 유리 표면을 다시 프로세싱하여야만 한다. 높은 온도는 또한 유리를 흐릿하거나 누르스름하게 만들 수 있다.
몇 가지 예외가 있지만, 이는 일반적으로 양극 접합 프로세스로 유리-대-유리를 접합하는 것을 불가능하게 한다. 이러한 프로세스는 유리 대 실리콘 접합에서도 일반적으로 마찬가지이다. 일반적으로, 양극 접합은 구성요소 중 하나로서 나트륨을 가지는 유리 기판을 이용하여 실시된다. 일반적으로 온도는 약 400 ℃까지 상승한다. 이어서, 유리-실리콘 조립체의 경계에 걸쳐 나트륨 원자를 이동시키기(drive) 위해서 전위차가 인가된다. 이러한 프로세스는 경계에 걸친 나트륨-산화물 접합을 생성한다. 일반적으로 이러한 프로세스는 유리의 표면을 투과적으로 그리고 매끄럽게 유지한다. 그러나 그러한 접합 프로세스는 채널 근처에서 발생하고, 접합된 계면 층 근처의 유리 표면으로부터의 나트륨 원자의 고갈은 유리에 나트륨이 풍부화되게 하는 것으로 추측된다. 이어서, 이러한 표면이 양으로 대전된다. 유리의 표면상의 그러한 전하는 칩의 이용 중에 하류(downstream) 프로세스와 용이하게 간섭할 수 있다.
유리 대 유리를 접합하도록 특별하게 설계된 접착제가 존재한다. 접착제는 도포가 용이하지만, 기포가 없는 연결부를 만들기는 매우 어렵다. 또한, 접합 라인이 완성되도록 그러나 접합된 표면들 사이로부터 이웃하는 채널 내로 압출되지 않도록 접착제를 패터닝하는 것도 매우 어렵다. 접착제는 하류 프로세스에 대해서 유해할 수 있다. 특정 접착제 조성물은 해당 구성요소가 수용하는 생물상(biology)을 사멸시킬 수 있다.
전술한 접합 프로세스의 각각은 화학적으로 불활성인 접합 프로세스를 제공하지 못한다. 각각의 경우에, 접합 라인은 고농도의 산 또는 염기에 대해서 강건하지 않다. 접합 라인은 벌크 표면의 에칭 레이트(rate)보다 훨씬 더 큰 레이트로 에칭되는 경향을 가질 것이다. 큰 에칭 레이트는 작은 크레바스(crevasse)를 유도할 수 있고, 그러한 크레바스는 제거하기가 어렵거나 마이크로-유체의 경우에 채널 조립체 내의 액체의 유동을 방해한다.
전술한 것의 각각이 전형적으로 열을 필요로 하기 때문에, 각각의 재료의 열 팽창 계수를 합치시킬 필요가 있다. 그러한 합치가 이루어지지 않는다면, 재료가 상온으로 되돌아갈 때에 접합된 구성요소가 휘어지거나 및/또는 파괴될 것이다. 사용 온도가 접합 온도와 다른 경우에는 접착제 연결부가 전단되거나 박층(peel)되어 고장을 유발할 것이다; 접착제 전단 강도는 일반적으로 낮다.
그에 따라, 양극 접합 또는 열 확산 접합에 대한 몇 시간에 대비되는 것으로서, 분 단위 범위의 접합 시간을 제공하는 유리-대-유리 또는 다른 기판 접합 프로세스를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 100 nm 직경 입자를 통해서 접합될 수 있고 오물에 대한 내성(tolerance)을 가지는 접합 프로세스를 제공하는 것이 추가적으로 바람직할 것이다. 또한, 접합 프로세스가 1 ㎛의 접합된 비-접합형 식별부(bonded un-bonded discrimination)를 가지는 10 내지 100 ㎛의 선택가능한 폭의 접합-라인 폭을 제공하는 것도 바람직하다. 부가적으로, 접합 프로세스는 불활성적이고, HF/황(Sulfuric)/KOH(확산 접합에서와 같음)에서 과다 에칭되지 않으며, 양극 접합에서와 같이 유리의 표면상의 전하를 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 또한, 접합-라인이 사실상 투과적인 것 그리고 접합 프로세스가 접합 라인뿐만 아니라 동일한 표면상의 접합된 구조물 내의 전도체 및 비-전도체를 구조화할 수 있는 것도 바람직하다. 마지막으로 효모, 탄저(anthrax) 또는 다른 생물학적 재료와 같은 살아 있는 배양체(culture)가 로딩된 유체 장치상에서 그러한 배양체에 위해를 가하지 않고 접합이 달성될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본원에 개시된 실시예는, 레이저 파장에 대해서 실질적으로 투과적인 제1 기판이 선택되는, 상온 기판 접합을 위한 프로세스를 제공한다. 이어서, 상기 제1 기판과 계면에서 짝을 이루기(mating) 위한 제2 기판이 선택된다. 투과율의 변화가 계면에서 생성되고 제1 및 제2 기판이 계면에서 짝을 이루게 된다. 이어서, 제1 기판이 계면에서 실질적으로 포커싱된 투과 파장의 레이저로 조사(照射)되고, 레이저에 의해서 공급된 에너지로 인한 계면에서의 지역적인 고온이 생성된다. 계면에 바로 근접한 제1 및 제2 기판이 계면에 걸친 확산으로 연성화되어 기판을 융합시킨다.
예시적인 실시예에서, 계면에서 일 기판의 표면상에 열 흡수 차단 코팅을 침착(deposition)하는 것에 의해서 투과율 변화가 달성될 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서는, 기판 자체의 투과율을 상이하게 하는 것에 의해서 투과율 변화가 달성될 수 있을 것이다.
상온 레이저 접합을 위한 장치에 대한 예시적인 실시예는 베이스에 장착된 x-축 이동 스테이지 및 상기 x-축 이동 스테이지에 장착된 y-축 이동 스테이지를 포함한다. 공작물로서 적어도 2개의 기판을 상호 계면과 정렬 및 고정하도록 구성된 y-축 이동 스테이지 상에 기판 정렬 고정구(fixture)가 장착된다. 갠트리(gantry)가 상기 베이스에 장착되고, 상기 정렬 고정구 내의 공작물 상에 레이저를 포커싱하기 위한 정렬 광학장치를 지지한다. 제어기는 공작물 상에서의 포커싱된 레이저의 이동을 위한 x-축 이동 스테이지 및 y-축 이동 스테이지의 병진운동을 제공한다.
설명된 특징, 기능 및 장점이 본원 개시 내용의 여러 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있고 또는 다른 실시예에서 조합될 수 있을 것이고, 상기 다른 실시예에 대한 추가적인 상세 내용은 이하의 설명 및 도면을 참조하여 확인할 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예의 도식적인 개략적 대표도이고;
도 2는 상온 기판 접합을 위한 방법의 흐름도이며;
도 3a는 짝을 이룬 기판을 홀딩하고 레이저 경로 안내를 제공하기 위한 고정 및 병진운동 시스템의 도면이고;
도 3b는 기판 정렬 고정구의 상세도이며;
도 3c는 도 3b의 정렬 고정구의 분해도이고;
도 3d는 기판 홀딩 프레임의 상세도이며;
도 3e는 기판 홀딩 프레임의 분해도이고;
도 4는 상온 기판 접합을 위한 프로세스 제어 단계의 흐름도이며; 그리고
도 5는 기판의 접합과 함께 리드의 프로세싱을 위한 예시적인 실시예를 도시한 흐름도이다.
본원에 개시된 실시예는 유리-대-유리와 같은 유사한 기판의 접합을 위한 그리고 유리-대-유리(열 팽창 계수(CTE)와 같은 상이한 재료 성질을 가짐), 유리 대 플라스틱, 유리 대 실리콘 및 유리 대 세라믹과 같은 유사한 기판의 접합을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 도 1을 참조하면, 기판(10, 12)의 접합이 레이저(14)를 이용하여 달성되고, 상기 레이저는 기판 중 적어도 하나(예를 들어, 도시된 기판(10))가 해당 파장에 대해서 투과적이 되는 파장을 갖는다. 층들 사이의 계면(15)은, 계면에서의 레이저 에너지의 흡수 및 접합을 형성하기 위한 지역적인 가열을 초래하는 투과도 또는 광학적 투과율의 변화를 제공한다. 제1 실시예에서, 레이저 파장에 대해서 불투명하거나 차단적이고 기판 내로의 확산에 대한 친화성(affinity)을 가지는 열 흡수 층(16)이 상기 기판 중 적어도 하나(예를 들어, 도시된 기판(12))의 짝을 이루는 표면(18) 상에 침착된다. 유리-대-유리 및 본 실시예와 다른 기판 접합에 대한 예시적인 실시예에서의 열 흡수 층은 금속, 반도체 또는 세라믹 재료일 수 있을 것이다. 그러나 대안적인 실시예에서는 적절한 파장 흡수 및 확산 친화성 특성을 갖는 다른 재료가 채용될 수 있을 것이다. 열 흡수 층의 두께는 10 Å 정도로 얇을 수 있고, 후속하여 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이, 표면 조도 또는 프로세스의 온도 및 제어 타이밍을 보상하기 위한 희망하는 바에 따른 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
계면에서의 희망하는 투과율의 변화는 또한 불투명한(레이저 파장에 대한 낮은 투과율) 하나의 기판을 가지는 기판 재료 또는 초기 기판과 합치되지 않는(mismatched) 투과도를 가지는 액체 필름의 이용을 통해서 달성될 수 있다.
유리-대-유리 접합의 제1 예에 대한 도 1에 개시된 요소를 참조할 때, 접합 프로세스가 도 2에 도시된 바와 같이 달성될 수 있고, 사용되는 레이저(14)의 파장에 대해서 대체로 투과적인 임의 타입의 유리 기판(10)이 제1 기판으로서 선택된다(202). 제1 실시예의 예에 대해서, 제1 기판(10) 또는 접합하고자 하는 제2 기판(12)에 도포된 열 흡수 층(16)을 이용하여, 투과율의 변화가 계면(15)에서 생성된다(204). 상기 열 흡수 층은 마이크로유체 채널과 같은 기판 내의 특징부를 둘러싸는, 연속적이거나 세그먼트화된 스트립일 수 있다. 이어서, 2개의 기판이 서로 접촉하여 배치되고, 상기 열 흡수 층은 상기 2개의 기판들 사이의 계면에 위치되도록 배치된다(206). 기판이 극도로 양호하게 폴리싱될 수 있거나 그렇게 폴리싱되지 않을 수 있다. 열 흡수 층의 두께가 표면 조도를 보상하기 위해서 후박화(thickened) 될 수 있다. 이어서, 조립된 기판은 이하에서 보다 구체적으로 설명되는 고정구 내에 클램핑되고, 상기 고정구는 이용되는 레이저 에너지의 파장에 대해서 투과적이다(208). 이어서, 상기 레이저는 고정구 내의 조립된 기판의 계면 상에서 대략적으로 포커싱된다(210). 이어서, 레이저 에너지가 접합되는 기판으로 인가된다(212).
레이저 에너지가 제1 기판(12)으로 침투하여 열 흡수 층과 충돌한다(214). 상기 열 흡수 층은 플라즈마가 형성되고 열 흡수 층의 온도가 확산 온도로 상승할 때까지 에너지를 계속 흡수할 것이다(216). 그러나 확산 층이 확산하기 전에, 열 흡수 층이 유리 내로 확산될 때까지(220), 열 흡수 층에 대한 표면에 가까운 근접부에서 유리 표면이 연성화된다(218). 유리 내로의 확산시에, 열 흡수 층으로부터의 재료가 레이저 에너지에 대해서 투과적이 되기 시작한다(222). 열 흡수 층이 확산되면, 플라즈마가 붕괴되고, 연성화된 유리가 영구적으로 접합된 연결부로 함께 융합된다(224). 유리가 연성화되기 시작하도록 그리고 이웃하는 유리에 대해서 접합되도록 보장하기 위해서는, 열 흡수 층이 상기 유리의 제1 전이 온도보다 더 높은 온도에서 확산되어야 한다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 이러한 접근 방식은 가장 강건하면서도 미립자에 가장 둔감한 접합 연결부를 제공한다.
이러한 유리-대-유리 접합의 제1 예에서, 벌크 재료가 상온에서 유지되도록 그리고 열 흡수 층 및 접합-라인 자체에 바로 인접한 기판의 재료만이 레이저에 의해서 열 흡수 층이 유리로 확산되는 온도까지 상승하도록 전체 프로세스가 이루어진다. 단일 접합-라인의 폭은 약 0.001 ㎛로부터 100 ㎛ 이상으로 변화될 수 있고, 접합-라인의 깊이는 구조물의 각각의 구성요소 내로 공칭적으로(nominally) 500 nm가 된다. 그러나 이는 마이크로미터로부터 수(multiple) 마이크로미터까지 변화될 수 있다.
개시된 프로세스는, 접합-라인이 가시광선 스펙트럼 및 레이저 복사 파장 모두에 대해서 실질적으로 투과적이 되게 하는, 상승된 온도에서 유리 내로 확산하는 것에 대한 금속, 세라믹 및 반도체의 친화성의 장점을 취한다. 그에 따라, 프로세스가 자가-조절된다(self-regulating). 흡수 층이 유리 내로 완전히 확산되었을 때, 레이저 에너지는 더 이상의 가열 없이 그리고 반응이 중단된 상태로 유리를 통과한다. 그에 따라, 유리는 레이저에 의해서 결코 마멸(ablate)되지 않거나 과열되지 않는다.
레이저가 통과하는 기판(들)에 대해서, 재료 투과는 레이저 에너지 파장의 파장에서 적어도 70퍼센트가 되어야 한다. 이는, 유리를 통해서 열 흡수 층의 깊이까지 충분한 파워 침투를 허용한다. 만약 레이저 복사선이 흡수된다면, 유리가 균열될 수 있고 흡수 층이 확산되지 않을 수 있으며, 그 결과 불완전한 접합이 초래되거나 전혀 접합되지 않는 결과가 초래될 수 있을 것이다. 레이저-투과는 레이저가 통과하는 층에 대해서 요구되는 한편, 제1 기판에 효과적으로 접합하고자 하는 적층체 내의 제2 기판에 대해서는 필수적이 아닐 수 있을 것이다.
레이저 접합 프로세싱 중에 짝을 이루는 기판의 지지를 위한 예시적인 고정구가 도 3a 내지 도 3d에 도시되어 있다. 배치 시스템(30)은 베이스(33) 상에 장착된 x-축 이동 스테이지(32) 및 상기 x-축 장착 스테이지에 장착된 y-축 이동 스테이지(34)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 기판 정렬 고정구(36)가 y-축 이동 스테이지 상에 장착된다. 그러나 대안적인 실시예에서는, 이동 스테이지들이 수직 적층체 내에서 반대가 될 수 있고, 상기 정렬 고정구가 x-축 스테이지 상에 장착될 수 있을 것이다. 각각의 이동 스테이지는 연관된 스크루 드라이브(40)를 가지는 구동 모터(38) 또는 유사한 병진운동 메커니즘을 가진다. 커버(42)가 조작자 안전을 위해서 이동 스테이지의 동작 요소를 차폐한다. 갠트리(44)는 레이저(14)에 대한 정렬 광학장치(46), 최종 포커싱 광학장치(48), 카메라(50) 및 접합 동작의 모니터링 및 제어를 위해서 요구되는 바에 따른 다른 기구 사용(instrumentation) 시스템을 위한 지지를 제공한다. 도시된 실시예에 대해서, 기판 접합을 위한 레이저 광학 장치 아래에서의 정렬 고정구의 이동 이전에, 레이저 파워의 측정 및/또는 교정을 위해서 레이저 광학장치 트레인 아래에 배치되도록, 파워 미터(52)가 x-축 이동 스테이지에 장착된다. 도시된 실시예에서는, z-축 이동 스테이지(54)가 정렬 고정구에 대한 광학 및 측정 시스템의 수직 배치를 위해서 제공된다. 컴퓨터 제어기(55)는 공작물 상에서의 레이저의 병진운동을 위해서 x-축, y-축, 및 z-축 이동 스테이지의 병진운동에 대해서 프로그래밍될 수 있다. 비임 분할기를 채용하는 것 및 광학 트레인을 복수 배치 시스템으로 포커싱하는 것에 의해서, 단일 레이저를 채용하여 개별적인 배치 시스템 내의 복수의 기판 공작물을 조명할 수 있을 것이다. 또한, 단독적인 또는 대형 이동 X-Y 배치 시스템과 조합된, Z-자동-포커스 및 X-Y 스캐너를 가지는 f-쎄타(theta) 렌즈로 고정된 렌즈를 대체할 수도 있을 것이다.
정렬 고정구(36)에 관한 상세 내용이 도 3b 및 도 3c에 도시되어 있다. 정렬 고정구를 y-축 스테이지에 장착하기 위해서 장착 구조물(56)이 제공된다. 도시된 실시예에서, 장착 구조물은 부착 플레이트(58), 이격부재(60) 및 결합 지지 플레이트(62)로부터 제조된다. 수직 병진운동 결합 슬라이더(64)가 부싱(67) 내에 수용된 병진운동 막대(66)에 의해서 지지가 된다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 결합 슬라이더(64)와 결합 지지 플레이트(62) 중간에 배치된 공압식 팽창 장치(68)가 결합 슬라이더의 수직 조정을 제공한다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 공작물 홀딩 프레임(70)이 짝을 이룬 기판(10, 12)으로 이루어진 공작물(71)을 지지한다. 상승부(72)가 결합 지지 플레이트(62)로부터 위쪽으로 연장하여, 홀딩 프레임 위에 배치하고자 하는 광학적 편평부(74)(flat)를 수용한다. 이격부재(78)가 장착된 고정 플레이트(76)가 광학적 편평부를 상승부에 고정한다. 상기 광학적 편평부는 레이저에 대해서 투과적이고 융합된 실리카 또는 유사한 재료일 수 있을 것이다.
공압식 팽창 장치(68)의 편향은 결합 슬라이더(64)를 낮춰서, 홀딩 프레임(70)이 결합 슬라이더 상의 위치 내로 삽입될 수 있게 한다. 수용 프레임(79)은 상기 홀딩 프레임을 배치한다. 상기 공압식 팽창 장치의 팽창은 상기 결합 슬라이더 및 홀딩 프레임을 위쪽으로 가압하여, 기판(10)을 광학적 편평부(74)에 대하여 압축한다.
도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 홀딩 프레임(70)이 베이스(80), 클램핑 구조물(82) 및 기판 캐리어(84)를 포함한다. 상기 클램핑 구조물은 케이싱(86)을 포함하고, 상기 케이싱은 측방향 클램프(88) 및 길이방향 클램프(90)를 반송한다. 상기 기판 캐리어(84)가 상기 기판(10, 12)을 밀접하게 수용하도록 크기가 결정된 릴리프(92)(relief)를 포함하여, 하부 기판을 릴리프(92) 내에 삽입된 또는 릴리프와 일체형인 유연한(compliant) 표면(94) 상에서 지지한다. 공압식 팽창 장치의 팽창 후에 광학적 편평부에 대한 기판의 탄성적인 클램핑을 제공하기 위해서, 실리콘 고무(rubber) 또는 유사 재료가 유연한 표면을 위해서 채용될 수 있을 것이다. 도시된 실시예에서, 측방향 클램프(88)는 상기 릴리프(92)에 인접한 상기 기판 캐리어 내의 슬롯형 개구(98)를 통해서 연장하는 2개의 수직 아암(96)을 포함한다. 상기 측방향 클램프는 스프링 로딩되고(spring loaded), 그에 따라 기판을 릴리프 내로 삽입하기 위해서 버튼(100)을 누르는 것에 의해서 아암(96)이 외측으로 변위되게끔 한다. 버튼(100)의 해제시에는, 아암이 기판의 측부(side)와 결합하고 기판을 상기 슬롯형 개구에 대향하는 릴리프의 벽에 대해서 가압한다. 유사하게, 길이방향 클램프(90)는 릴리프(92)에 근접한 기판 캐리어 내의 슬롯형 개구(104)를 통해서 연장하는 단일 아암(102)을 가진다. 상기 길이방향 클램프가 스프링 로딩되고, 그에 따라 기판을 릴리프 내로 삽입하기 위해서 버튼(106)을 누르는 것에 의한 상기 아암(102)의 외측 변위를 허용한다. 버튼(106)의 해제시에는, 상기 아암이 기판의 단부와 결합하고 상기 슬롯형 개구에 대향하는 릴리프의 벽에 대해서 기판을 가압한다. 상기 기판은 릴리프의 2개의 직각 표면에 대해서 확실하게 배치된다.
상기 x-축 이동 스테이지(42) 및 y-축 이동 스테이지(44) 상에 장착된 정렬 고정구(36)는, 열 흡수 층 노출을 위해서 최종 광학장치로부터 방출된 레이저 비임 아래에서 기판 공작물(71)이 병진운동하는 것을 허용한다. 레이저 비임이 짝을 이룬 기판상에 충돌하여, 도 2의 단계(213)로서 도시된 미세유체 채널과 같은 기판 내의 특징부를 따르도록 허용하기 위해서, 홀딩 툴에 부착된 이동 스테이지를 위한 제어부(55) 내로 트랙킹 경로가 프로그래밍될 수 있을 것이다. 개시된 실시예에서는 기판 홀딩 고정구의 병진운동이 채용되었지만, 대안적인 실시예는 레이저 또는 레이저 비임이 광학적 수단을 통해서 병진운동으로 이동하는 정지형 홀딩 고정구를 채용할 수 있을 것이다.
레이저 에너지가 고정구를 연소시키지 않도록 또는 반사되지 않도록 그리고 구성요소의 일부 다른 양태(aspect)를 손상시키지 않도록, 레이저 광 트랩이 접합 고정구에서 요구된다. 개시된 실시예에서, 실리콘 고무 유연성 표면(94)이 레이저를 흡수하고 연소되지 않는다. Teflon®과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 층이 대안적으로 채용될 수 있고 또는 435 Route 206 North Newton, NJ 07860에 소재하는 Thorlabs에 의해서 제공되는 것과 같이 유리 칩 아래에 물리적으로 형성된 광 트랩이 고정구 내로 통합될 수 있을 것이다.
프로세스의 부가적인 예가 이하에서 제공된다.
예 1 - 상이한 열 팽창 계수( TCE )의 기판들:
통상적인 접합 프로세스는 전형적으로 상승된 온도에서 이루어지고, 여기에서 접합된 조립체가 냉각될 때, 매우 상이한 TCE는 심각한 온도 왜곡을 생성한다. 그러나 여기에서 개시된 레이저 접합 프로세스에서는 상이한 TCE 재료들을 그 온도에서 접합할 수 있다. 접합되는 재료의 벌크 온도가 사용 온도로 세팅될 수 있기 때문에, 여전히 상이한 TCE가 기판 재료에 응력을 가하거나 달리 왜곡시키지 않는데, 이는 온도 변화가 없기 때문이다.
예를 들어, 150 mm 직경의 2개의 기판을 100 ℃의 온도에서 7ppm/℃ 만큼 달라지는 TCE와 융합 접합할 때. 상단부 기판으로부터 하단부 기판까지의 길이의 상이한 변화는 54.6Mpa(7.92 kpsi)의 하단부 기판 내의 인장 응력으로 해석되는 0.07%의 엔지니어링 변형(strain)을 유발한다. 예를 들어, 대부분의 유리는, 안정화되지 않을 때, 1 내지 2 kpsi의 장력하에서 고장을 일으킬 것이다.
7ppm/℃ 유리 대 실리콘 양극 접합시에, 유리의 접합 온도가 400 ℃가 되는 것이 일반적이다. 그러한 온도는 200 Mpa 초과의 인장 응력을 유발할 것이다. 이는 유리를 파단시킬 것이다. 그러나 개시된 프로세스를 채용하여 상온 레이저 접합된 기판 적층체는 그러한 큰 온도 변화에 결코 노출되지 않을 것이고, 그에 따라, 접합 프로세스 동안에 파단되지 않을 것이다. 접합 후에, 웨이퍼 형태가 될 수 있는 기판이 보다 작은 구성요소로 다이스 가공(dicing)될 것이다. 길이 감소가 발생할 때, 웨이퍼의 길이에 대비할 때, 구성요소의 길이 감소에 의해서 응력이 감소하고, 다시 말해서 100 ℃와 만나게 되는 10 mm 길이의 구성요소가 5.5 Mpa(0.8 kpi)의 응력을 받을 것이다. 유리는 이러한 응력을 매우 용이하게 견딜 것이다.
예 2 - 유사한 레이저 복사선 파장에서의 상이한 광 투과도:
유리 패키징을 실리콘 칩에 접합하는 것은 일반적인 실무이다. 이러한 프로세스를 실시할 때, 각각의 재료의 CTE를 합치시키는 것 그리고 상승된 온도의 접합 프로세스 동안에 이동할 수 있는 나트륨 원자를 가지는 유리 재료를 이용하는 것이 일반적으로 필요하다. 상기와 같은 성질을 나타내는 상업적으로 이용가능한 유리 재료가 존재하나, 그러한 재료는 비아(via)를 도입하는 것과 같은 단계 중에는 프로세싱하기가 어렵다. Forturan과 같은 감광성 유리 세라믹 재료가 구조화하기 용이하나; 그러한 재료는 10 ppm/℃의 CTE를 가지고 나트륨 이온을 포함하지 않는다. 이러한 두 가지 속성은 실리콘에 대한 양극 접합을 거의 불가능하게 한다. 융합 접합될 수 있지만, 이는 500 ℃까지의 가열을 필요로 한다. 그러한 높은 온도 변화는 냉각 프로세스 중에 유리-실리콘 조립체의 파단을 유발할 것이다.
Forturan 대 실리콘을 확산 또는 양극 접합하는 것이 실용적이지 않지만, 여기에서 개시된 레이저 접합 프로세스는 구조화된 Fortruan 대 실리콘 또는 많은 다른 세라믹 또는 금속에 대해서 채용될 수 있을 것이다. 상온 레이저 접합의 프로세스가 열 흡수 층의 생성을 위해서 계면에서의 투과율 변경을 필요로 하기 때문에, 레이저 파장에 대해서 불투명한 재료의 차단 플레이트 또는 제2 기판에 대한 유리의 투과적 플레이트가 2개의 투과적인 기판에서와 상당히 동일한 방식으로 채용된다. 그러나 전체 차단 플레이트 대 투과적 플레이트의 접합 시에는, 프로세스가 자가-조절적이지 않을 것이고, 차단 플레이트가 표면을 마멸시키게 되는 너무 큰 파워에 노출되지 않도록 프로세스가 반드시 매우 주의 깊게 제어되어야 할 필요가 있다. 이는, 계면에서의 제2 기판의 표면이 유리의 제1 전이 온도보다 상당히 높게 가열되도록 그리고 유리가 제2 기판에 의해서 흡수되는 레이저 복사선 하에서 연화되도록 레이저 영향을 제어함으로써 이루어진다. 이는, 냉각 프로세스 동안에 실리콘 이산화물 접합이 계면에서 형성되는 것 그리고 구성요소의 각각이 서로에 대해서 접착되는 것을 보장할 것이다. 이러한 프로세스는 유리 대 실리콘, 유리 대 세라믹, 유리 대 금속 및 유리 대 플라스틱 접합에서 기능을 한다.
예 2에서와 같은 재료에 적용될 때, 레이저 접합 프로세스에 대한 프로세스 제어의 예가 도 4에 도시되어 있고, 여기에서 초기 단계는 차단 열 흡수 층을 위한 재료를 선택하는 단계이다(402). 이어서, 열 확산 길이(Lfi)가 광학적 침투 깊이(α-1)보다 짧게 하는 두께의 층으로 차단 열 흡수 재료의 층이 침착된다(404). 상기 층이 계면 표면상에서 제1 기판 또는 제2 기판상에 침착될 수 있을 것이다. 이어서, 레이저 복사선 파장이 70% 초과의 투과를 위해서 선택된다(406). 레이저 복사선 펄스 폭이 열 확산 길이(Lfi)와 일치되게(consistent) 선택된다(408). 차단 층 증기화 지점이 달성되도록 레이저 복사선 파워가 선택된다(410). 레이저 복사선 펄스 레이트에서 50% 미만의 펄스 대 펄스 중첩이 존재하도록 보장하기 위해서, 홀딩 툴을 위한 스테이지 병진운동 레이트가 제어된다(412). 이어서, 접합을 실시하기 위한 짝을 이룬 기판상의 희망하는 레이저 경로를 달성하기 위해서, 홀딩 툴이 병진운동 된다(414).
예 3 - 유리-대-플라스틱 접합:
유리 대 플라스틱 접합은 상기 프로세스와 매우 유사하나, 한 가지 제한을 가진다; 유리에 대해서 부착되는 폴리머를 용융시키지 않도록, 차단 층이 비교적 낮은 온도 확산 재료이어야만 한다. 낮은 확산 온도를 가지는 특히 양호한 재료로서는 AuSn(금-주석 공정합금(eutectic))이 있다. 금-주석 차단 열 흡수 층은 280 ℃의 확산 온도를 가진다. 다른 유용한 속성은, 레이저-펄스-폭이 차단 열 흡수 층 층의 열-시간-상수(constant)에 접근한다는 것, 즉 펨토-초 체제(regime)라는 것이다. 펄스 길이가 짧을수록, 높은-용융-온도 유리 재료 대 낮은 온도 용융 플라스틱 재료를 접합하기에 앞서서 폴리머의 연소 또는 용융 가능성이 낮아진다. 또한, 중간 층 없이도 적외선 레이저 복사선을 이용할 수 있고, 접합을 실시하기 위해서 이러한 파장에서의 폴리머의 차단 성질을 이용할 수 있다.
예 4 - 실리콘 대 유리 접합:
이전의 프로세스 설명에서는, 레이저 광이 가시적으로 투과적인 기판을 통해서 가시적 차단 기판으로 전달되는 것이 허용되도록 레이저 투과 파장이 선택되었다. 그러나 이러한 것이 항상 가능한 것은 아니고, 요구되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 실리콘은 1 um 내지 10 um 파장에서 55% 광 투과를 나타내는 한편, Bk-7 유리는 3 um 파장 이상에서 거의 0의 투과를 나타낸다. 이는, 실리콘은 침투하나 유리는 침투하지 않도록 하기 위해서 CO2 레이저를 이용할 수 있게 한다. 그러한 프로세스는, 기판들 사이의 계면에서의 접합 위치에 레이저를 정렬시키면서, 유리의 전방 측부에 실리콘 후방 측부를 부착하는 것을 실시하기 위해서 이용될 수 있다. 레이저는 실리콘을 통과하고, 유리/금속 차단 층을 타격하고 접합한다.
미리-충진된 마이크로 유체 채널을 가지는 기판의 접합을 제공하는 것과 같은 특정 상황하에서는, 하나의 기판 또는 양 기판 내의 기판 표면 또는 채널을 10 nm 내지 100 nm 두께의 코팅 또는 생물 활성 유체로 각각 사전-코팅 또는 사전-충진할 필요가 있거나 이와 같은 과정이 요구될 수 있을 것이다. 상온 이상에서 기판을 가열하는 현재의 접합 프로세스에서는, 필름 또는 유체가 탄화되거나(carburized) 과열될 것이고, 그에 의해서 필름을 파괴하고, 유체를 비등시키며, 살아 있는 배양체를 사멸시킬 것이다. 본원에 개시된 레이저 접합 프로세스는 벌크 기판의 온도를 상승시키지 않고, 그에 따라 표면 코팅을 손상시키지 않거나, 채널 내의 유체를 비등시키지 않거나, 살아 있는 배양체를 사멸시키지 않는다. 레이저 접합으로 인한 열 영향 구역은 약 1 um가 된다. Teflon, Paraline 및 다른 폴리머의 100 nm 두께 층을 통해서 접합하는 것이 또한 제시되어 있다.
부가적으로, 여기에서 개시된 상온 레이저 접합 프로세스의 특유의 속성은, 접합되는 동일한 계면 층 내로 구조물 전도성 리드(lead)를 형성할 수 있는 능력이다. 리드의 구조물은 접합 시에 짝을 이루는 기판상의 레이저 트랙에 의해서 형성된다. 그에 따라, 접촉(contact) 리드 구조물을 형성하기 위해서 접합 층을 패터닝할 필요가 없다. 이는 또한, 현재에 요구되는 침착 및 에칭 프로세스를 회피함으로써 매우 친환경적인(green) 프로세스가 되게 한다.
예를 들어 만약 전기분해 채널의 어레이가 프로세스를 구동하기 위한 각각의 채널에 대한 복수의 연결부를 필요로 한다면, 그러한 연결부는 접합 프로세스와 동시에 형성될 수 있을 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전체 제1 기판이 금속화되고(502), 에칭-정지 층으로서 이용된다. 이어서, 채널이 패터닝되고 에칭될 수 있을 것이다(504). 이어서, 금속 층이 유지되는 한편, 에칭 마스크가 제거된다(506). 금속 층은 차단 열 흡수 층을 구성한다. 이어서, 전체적으로 금속화된 제1 기판이 캡핑(capping) 제2 기판과 조립되고, 상기 캡핑 제2 기판은 유입구 및 배출구 비아로 구조화되거나 구조화되지 않을 수 있을 것이다(508). 이어서, 채널화된 제1 기판과 조립된 캡핑 제2 기판이 레이저 충돌을 위해 미리 결정된 경로 상에서의 병진운동에 의해 서로 접합되어, 계면 층을 직각으로 통과하는 리드를 형성하기 위한 확산되지 않은 금속 트레이스를 남긴다(510).
리드는 비록 접합 계면을 통과하지만 누설(leak)되지 않는데, 이는 냉각시에, 접합 프로세스가 계면을 압축시키기 때문이다. 이는 채널 기판이 표면 기판상으로 하향 클램핑되도록 유도하여, 타이트한(tight) 밀봉을 생성한다. 리드가 넓어야 할 필요가 있을 때에는, 압축이 좁은 스트립으로 인가되도록 그러나 리드 자체는 전도적으로 넓게 유지되도록, 리드가 섹션으로 분할될 수 있다. 또한, 유리 내로 금속을 전체적으로 확산시키지 않고서도 트레이스를 인접한 유리에 접합할 수 있다. 확산되지 않은 금속 트레이스가 보다 짧은 펄스로 레이저 접합될 수 있고, 그에 따라 금속 층이 유리에 접합되지만 유리 내로 전체적으로 확산되지는 않을 것이다. 유리는 접합되었으나 여전히 전도성을 유지한다.
마지막으로, 이러한 프로세스는 동시에 복수의 기판 계면에 작용할 수 있다. 레이저 프로세스가 자가-조절적이고, 기판 및 차단 열 흡수 층이 열 흡수 층의 확산 시에 레이저 복사선에 대해서 투과적이기 때문에, 레이저는 제1 계면을 통해서 다음 계면으로 이동할 것이고 그와 동시에 다음 계면을 접합할 것이다. 계면의 수를 특별한 수로 제한할 필요는 없지만, 실험적인 데이터는 각각의 계면 내에 접촉 리드를 남기면서 7개 정도의 많은 계면이 한번에 접합될 수 있다는 것을 보여주고 있다.
설명된 실시예에서, 하나의 기판을 다른 기판에 접합할 때에는, 접합하고자 하는 각각의 기판의 계면 표면상에서 적어도 100 nm Ra 표면 마감으로 시작하는 것이 최적이다. 기판은 1 um Ra 정도로 거칠 수 있다; 하지만, 차단/금속 층이 실질적으로 더 두껍지 않은 경우에는 접합의 드러나지 않은(hermitic) 성질에 의문을 가질 수 있을 것이다. 양극 접합 또는 융합 접합의 경우에서와 같이 기판은 반드시 세정되어야만 하고 파편이 없어야 한다. 그러나, 이러한 접합 프로세스가 전체 표면에 걸쳐서 100% 접합될 것을 요구하지 않고 이음매 밀봉될(seam sealed) 수 있기 때문에, 전형적인 접합 프로세스의 수득보다 큰 수득 방향으로 양호한 접합의 통계치가 가중된다.
2개의 투명한 기판을 접합할 때에는, 기판 중 하나의 표면상에 금속/차단 층을 도포할 필요가 있다. 전형적인 4 Å Ra 표면 마감의 경우에는, 100 nm의 Cr이 차단 열 흡수 층으로서 충분하다.
인접한 투명 기판을 향해서 배치된 차단 층과 조립되기에 앞서서, 기판은 제시된 100 nm 이하의 입자/10 mm 오염까지 세정되어야 한다. 얇은 기판의 경우에는, 각각의 기판의 외측 표면으로 압력을 인가하여 기판들 사이에 갭이 존재하지 않도록 기판을 클램핑할 필요가 있다. 클램핑은, 예시적인 지지 고정구에 대해서 설명된 바와 같은 물리적 외부 접촉력을 이용해서 또는 기판들의 표면들 사이로부터 외부로 공기를 인출하기 위해 진공을 인가하는 것에 의해서 이루어질 수 있다.
물리적 클램프를 이용할 때, 실리콘 고무와 같은 유연성 층이 하나의 기판의 외측 표면상에 배치되고, 비교적 경질의(융합된 실리카) 투명한 표면이 대향하는 외측 기판상에 배치된다. 예시적인 실시예는, 내부의 인접한 표면들 사이의 밀접한 접촉을 보장하기 위한 충분한 압력량으로서 138 kPa(20 psi)를 적용한다.
보다 두꺼운 기판을 클램핑하기 위해서 진공을 인가할 때에는, 전형적인 웨이퍼 정렬기 분야에서 공지된 프로세스를 이용할 수 있다. 그러나 브랭킷(blanket) 노출 광이 감광성 화학물질의 노출을 위해서 이용되지 않고, 오히려 레이저가 차단 층을 확산시키기 위해서 이용된다.
기판 표면이 근접하여 접촉하는 경우에는, 조립된 공작물이 이동 플랫폼 타입으로 로딩될 수 있고, 그에 의해서 스테이지가 기판을 레이저 비임 아래에 배치하거나 또는 그에 의해서 f-쎄타 렌즈를 이용하는 스캐너가 비임을 기판 위에 배치하게 되고; 양(either) 프로세스가 정밀도 또는 속도 각각의 목적을 위해서 채용될 수 있다.
스테이지, 스캐너 또는 스테이지/스캐너 조립체를 배치하기 위해서 제어 소프트웨어가 요구된다. 예시적인 실시예에서, 3차원적인 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어가 접합 경로를 생성하고, 이어서 그러한 접합 경로가 컴퓨터 지원 제조 소프트웨어에 의해서 G-코드로 변환되며, 다시 이동 보드 위치 명령으로 후속하여 프로세싱된다.
얇은 기판을 접합할 때, 이전에 접합된 경로에 중복 기록(over write)하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 이는, 차단 층이 유리 내로 일단 흡수되면 기판을 통한 레이저의 투과가 변화되기 때문이다. 전형적으로는, 투과가 감소하고 그에 따라 기판이 온도의 지역적인 상승을 유발하는 충분한 레이저 에너지를 흡수하게 될 것이고 그에 의해 얇은 기판 내에서 재료의 CTE로 인한 과도한 응력을 유발하여 잠재적으로 조립체를 파단시킬 수 있을 것이다. 개구를 통과하는 레이저 복사선 비임이 전형적으로 가우스(Gaussian) 분포를 가지기 때문에, 제1 통과의 테일(tail)과 메인 비임 사이의 공간에 제2 통과의 테일을 끼워 넣는 것이 최적이 다. 이는 일반적으로 기판이 파단되지 않도록 보장해줄 것이다.
특허 법령에서 요구되는 바에 따라서 개시 내용의 여러 실시예를 구체적으로 설명하였지만, 당업자는 여기에서 개시된 구체적인 실시예에 대한 변형 및 치환을 인지할 수 있을 것이다. 그러한 변형은 이하의 청구항에서 규정된 본원 개시 내용의 범위 및 의도 내에 포함된다.

Claims (11)

  1. 상온 레이저 접합을 위한 장치로서:
    베이스(33)에 장착된 x-축 이동 스테이지(32);
    상기 x-축 이동 스테이지에 장착된 y-축 이동 스테이지(34);
    상기 y-축 이동 스테이지 상에 장착된 기판 정렬 고정구(36)로서, 상기 정렬 고정구가 공작물로서 상호 계면을 가지는 적어도 2개의 기판을 정렬 및 고정하도록 구성되는, 기판 정렬 고정구;
    상기 베이스에 장착되고 상기 정렬 고정구 내의 공작물 상에서 포커싱하기 위한 레이저(14)에 대한 정렬 광학장치(46)를 지지하는 갠트리(44); 및
    상기 공작물 상에서의 포커스된 레이저의 이동을 위한 x-축 이동 스테이지 및 y-축 이동 스테이지의 병진운동에 대한 제어기(55)를 포함하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 정렬 고정구가:
    상기 정렬 고정구를 y-축 스테이지에 장착하기 위한 장착 구조물(56);
    상기 장착 구조물로부터 연장하는 병진운동 막대(66)에 의해서 지지되는 수직 병진운동 결합 슬라이더(64);
    상기 결합 슬라이더의 수직 조정을 위해서 상기 결합 슬라이더와 상기 장착 구조물 중간에 배치된 팽창 장치(68);
    상기 공작물을 지지하기 위한 공작물 홀딩 프레임(70);
    상기 홀딩 프레임 위에 배치되도록 광학적 편평부(74)를 수용하기 위해서 상기 장착 구조물로부터 상향 연장하는 상승부(72);
    상기 광학적 편평부를 상기 상승부에 대해서 고정하기 위해서 이격부재와 함께 장착되는 고정 플레이트(76)를 포함하고,
    그에 의해서, 상기 팽창 장치의 후퇴가 상기 결합 슬라이더를 하강시켜, 상기 홀딩 프레임이 결합 슬라이더 상의 위치로 삽입될 수 있게 허용하고, 공압식 팽창 장치의 팽창은 상기 결합 슬라이더 및 홀딩 프레임을 위쪽으로 가압하여, 상기 공작물을 광학적 편평부에 대하여 압축하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀딩 프레임이 베이스(80), 클램핑 구조물(82) 및 기판 캐리어(84)를 포함하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클램핑 구조물이 케이싱(86)을 포함하고, 상기 케이싱은 측방향 클램프(88) 및 길이방향 클램프(90)를 반송하며, 상기 기판 캐리어는 하부 기판을 유연한 표면상에서 지지하는 상기 공작물의 기판을 밀접하게 수용하도록 크기가 결정된 릴리프(92)를 가지는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측방향 클램프는 상기 릴리프에 인접한 상기 기판 캐리어 내의 제1 및 제2 슬롯형 개구(98)를 통해서 연장하는 제1 및 제2 수직 아암(96)을 포함하며, 상기 측방향 클램프는 스프링 로딩되고, 그에 따라 기판을 릴리프 내로 삽입하기 위해서 버튼(100)을 누르는 것에 의해서 아암(96)이 외측으로 변위되도록 허용하며, 상기 아암은 버튼(100)의 해제시에 기판의 측부와 결합하고 기판을 상기 슬롯형 개구에 대향하는 릴리프의 벽에 대해서 가압하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 길이방향 클램프가 상기 릴리프에 근접한 기판 캐리어 내의 제3 슬롯형 개구(104)를 통해서 연장하는 제3 아암(102)을 가지며, 상기 길이방향 클램프가 스프링 로딩되고, 그에 따라 기판을 릴리프 내로 삽입하기 위해서 제2 버튼(106)을 누르는 것에 의한 상기 제3 아암의 외측 변위를 허용하고, 상기 아암은 제2 버튼의 해제시에 기판의 단부와 결합하고 상기 슬롯형 개구에 대향하는 릴리프의 벽에 대해서 기판을 가압하며, 그에 의해서 상기 기판을 상기 릴리프의 2개의 수직 표면에 대해서 확실하게 배치하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 이동 스테이지가 연관된 스크루 드라이브(40)를 가지는 구동 모터(38)를 구비하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 고정구에 대한 광학적 및 측정 시스템의 수직 배치를 위한 z-축 이동 스테이지(54)를 더 포함하는, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 광학적 편평부가 상기 레이저에 대해서 투과적인, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광학적 편평부가 융합된 실리카인, 상온 레이저 접합을 위한 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 팽창 장치가 공압식인, 상온 레이저 접합을 위한 장치.

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