KR20230029607A - 기판 홀더 및 기판 고정 및 접합 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판(13)을 고정하기 위한 고정 요소(6,6',6'')를 포함하는, 기판(13)을 장착하기 위한 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1'''''), 및 상응하는 방법에 관한 것으로서, 상기 고정 요소(6,6',6'')는 존(7, 7')으로 그룹화될 수 있다.

Description

기판 홀더 및 기판 고정 및 접합 방법
본 발명은 기판 홀더 및 기판 고정 및 접합 방법을 설명한다.
기판이 최적의 방식으로 서로 결합될 수 있는 방법이 개시되어 있는 선행 기술에 간행물이 있다. 특히 공개 WO2017162272A1은 개별 존을 포함하는 기판 홀더를 보여준다. 또한, 공보 WO2013023708A1, WO2012083978A1, WO2018028801A1이 언급되어야 한다.
비대칭적으로 형성된 기판은 종래 기술에서 매우 큰 문제를 나타낸다. 많은 기판은 기계적 이방성을 가지고 있는데, 즉, 이들의 탄성 계수는 방향에 크게 의존한다. 탄성 계수의 방향 의존성으로 인해, 다른 기계적 특성, 특히 확장도 방향 의존적이다. 힘, 특히 중력이 이러한 기판에 작용하면, 비대칭 변형이 발생한다. 이러한 비대칭 변형은 두 기판 사이의 접촉 동안 및/또는 접합 공정 중에 여전히 존재하며, 필연적으로 접합 파면의 비대칭 전파 및 이에 따라 원하지 않는 런아웃 효과로 이어진다.
기판은 반도체 산업에서 수년 동안 이른바 접합 프로세스에 의해 함께 결합되었다. 결합하기 전에, 이들 기판들은 가능한 한 정확하게 서로 정렬되어야 하며, 오늘날에는 나노미터 범위의 차이가 중요한 역할을 한다. 기판의 정렬은 일반적으로 정렬 마크를 통해 이루어진다. 정렬 마크와는 별개로, 다른 특히 기능적인 요소도 기판 상에 존재하며, 이들은 접합 프로세스 중에 서로 정렬되어야 한다. 개별 기능 요소 간의 이러한 정렬 정확도는 전체 기판 표면에 대해 필요하다. 따라서, 예를 들어, 정렬 정확도가 기판 중앙에서 매우 양호하지만 에지로 갈수록 감소하는 것으로는 충분하지 않다.
선행 기술에는, 앞서 언급한 바와 같이, 예를 들어 공개 WO2017162272A1, EP2656378B1 또는 WO2014191033A1과 같이 접합 프로세스에 영향을 미치기 위한 시도를 할 수 있는 많은 방법 및 시스템이 있다.
접합에서 가장 큰 문제 중 하나는 두 기판이 서로 독립적으로 결합되는 시간이다. 그것은 접합 시작부터 기판의 접촉면이 완전히 접촉할 때까지의 기간이다. 서로에 대한 2개의 기판의 정렬은 이전 정렬과 비교하여 여기에서 여전히 결정적으로 변할 수 있다. 2개의 기판 표면이 먼저 함께 결합되면, 이론적으로 분리가 다시 가능하지만, 높은 비용, 낮은 처리량 및 오류 민감성과 관련이 있다.
본 발명의 과제는, 종래 기술의 문제점이 제거되고 특히 기판의 에지에서의 접합 정확도가 증가되는 2개의 기판을 접합하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 문제는 조정된 청구항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 발전은 종속항에 제시되어 있다. 명세서, 청구범위 및/또는 도면에 주어진 적어도 두 가지 특징의 모든 조합은 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 명시된 값 범위에서 명시된 한계 내에 있는 값은 제한 값으로 개시된 것으로 간주되며 모든 조합으로 청구될 수 있다.
본 발명은 기판을 고정하기 위한 고정 요소를 포함하는 기판 장착용 기판 홀더에 관한 것으로, 여기서 고정 요소는 존으로 그룹화될 수 있고, 여기서 존은 바람직하게는 링 형상으로 배열되고, 더욱 바람직하게는 원형 링 형상으로 배열된다.
존은 고정 요소가 공간적으로 에지 영역에 인접하거나 반대쪽 에지 영역에 위치하는지 여부에 관계없이 임의의 수의 고정 요소이다. 존은 다수의 고정 요소를 나타내므로, 존의 정의 또는 설정도 시간에 따라 변경될 수 있다.
본 공보의 다음 텍스트에서, 존의 형상 또는 위치에 대한 참조가 이루어진다. 이는 하나의 이러한 존 내부에 있는 모든 고정 요소를 둘러싸는 엔벨로프의 형상과 위치를 의미한다. 존의 전환 기능에 대해 언급할 때, 이는 존 내부의 모든 고정 요소의 전환 기능을 의미한다. 특히, 존의 스위칭 오프는 존 내부의 모든 고정 요소의 스위칭 오프를 의미한다. 이에 영향을 받지 않고, 존 내부의 모든 고정 요소를 개별적으로 전환할 수도 있다. 극단적인 경우, 존은 하나의 고정 요소만을 포함한다.
동일한 존의 모든 고정 요소는 바람직하게 단일 제어 요소, 특히 진공 고정 요소를 사용하는 제어 밸브에 의해 작동될 수 있다. 따라서, 존의 모든 고정 요소를 동시에 전환하는 것이 유리하게 가능하다.
다양한 고정 요소 또는 존은 특히 목표된 방식으로 전진하는 접합 웨이브를 유리하게 변형하기 위해 시간에 따라 오프셋 전환될 수 있다.
또한, 본 발명은 특히 본 발명에 따른 기판 홀더를 사용하여 기판 또는 복수의 기판을 고정 및 접합하기 위한 방법에 관한 것으로서, 고정 요소는 존으로 그룹화되고, 여기서 존은 바람직하게는 링 형상으로 구성되며, 더욱 바람직하게는 원형 링 형상으로 구성된다.
링 형상의 배열에 의해, 접합 프로세스 동안 기판이 유리하게는 최적의 방식으로 고정되고 해제될 수 있어, 특히 "런아웃" 오류가 최소화될 수 있고 따라서 접합 정확도가 상당히 증가될 수 있다. 바람직한 원형 링 형태의 배열로, 접합 웨이브가 일반적으로 원형 링 형태로도 전파되기 때문에, 훨씬 더 유리한 방식으로 고정 및 해제가 가능하다.
기판 홀더가 바람직하게 제공되며, 여기서 존들은 기판 홀더의 중심에 대해 대칭적으로 배열된다. 접합 웨이브는 일반적으로 기판 홀더의 중심에 대해 대칭적으로 전파되기 때문에, 접합 정확도의 추가 개선이 유리하게 달성된다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 존은 기판 홀더의 중심 주위에 복수의 링, 바람직하게는 원형 링으로 배열된다. 따라서 최적의 해제가 기판 홀더의 반경 방향에서도 유리하게 일어날 수 있다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 존은 반경 방향 및/또는 방위각 방향으로 서로 균일하게 이격되어 있다. 따라서 해제의 특히 정확한 제어가 유리하게 이루어질 수 있다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 존은 기판 홀더의 중심으로부터 기판 홀더의 에지로 폭이 변화하는, 특히 증가하는 폭으로 형성된다. 접합 웨이브가 전파되는 속도가 중심으로부터의 거리의 함수로 변경될 수 있기 때문에, 더 나은 접합 결과를 달성하기 위해 이러한 변화하는 폭이 필요할 수 있다.또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 존은 개별적으로 전환될 수 있다. 따라서 원하는 해제에 따라 이러한 존을 유연하게 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 복수의 존이 공통으로 그룹화되어 전환될 수 있다. 따라서 필요에 따라 더 큰 영역을 유리하게 전환할 수 있으므로, 해제가 보다 유연하고 정확하게 이루어질 수 있다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 존 내의 고정 요소의 수는 유연하게 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들어 개별 존의 인력을 증가시키거나 감소시킬 수 있으므로, 해제의 정확한 제어가 유리하게 가능해진다.
또한, 바람직하게는 기판 홀더가 제공되며, 여기서 고정 요소는 상이한 존에 유연하게 할당될 수 있다. 또한, 고정 요소가 교차-존 방식으로 트리거되는 것이 대안적으로 또는 추가적으로 가능하다. 따라서 존의 유지력은 필요에 따라 유리하게 유연하게 조정될 수 있다.
본 발명은 특히 최소 런아웃으로 2개의 기판 사이의 접합을 생성하기 위한 장치 및 방법을 설명한다. 본 발명은 특히 비대칭적으로 변형된 기판을 고정하기 위해 복수의 고정 요소로 구성된 특별하게 형성된 존을 포함하는 적어도 하나의 기판 홀더를 사용하는 사상에 기초한다. 특별히 형성된 존 및 고정 요소에 의해, 특히 이러한 존 또는 고정 요소의 독창적인 전환에 의해, 특히 접합 프로세스가 진행되는 동안 기판의 비대칭 변형은 최적의 접합 파면 및 그에 따른 최적의 접합이 생성되는 방식으로 보상된다.
일반적으로 어떤 기판이 기판 홀더 상에 다음에 고정되는지, 기판이 어떤 기계적 이방성을 가지며, 고정하는 동안 얼마나 크게 왜곡되는지는 알려져 있지 않다. 또한, 두께가 다른 기판들은 일반적으로 상부 기판 홀더에 고정될 때 중력으로 인해 다른 정도로 변형된다. 따라서 발생하는 각 유형의 비대칭에 대해 새로운 기판 홀더를 생성하는 것은 불가능하다.
본 발명에 따른 기판 홀더에 의해, 특히 비대칭적으로 변형된 기판은 특히 접합 프로세스가 여전히 발생하는 동안 비대칭이 보상될 수 있는 방식으로 존의 목표된 전환 기술에 의해 유리하게 보상된다. 유리하게는, 따라서 오직 한 종류의 기판 홀더만이 설계되어야 하고, 후자는 상이한 정도의 비대칭 변형을 갖는 상이한 기판에 대해 사용될 수 있다.
본 발명은 접합 결과를 향상시키는 형상, 배열 및 트리거링을 갖는 특수하게 형성된 존을 갖는 기판 홀더를 제공하는 사상에 기초한다. 공보 WO2017162272A1에 이미 상세히 기술된 바와 같이, 기판의 곡률의 조정은 결함 없는 성공적인 접합 공정을 위해 결정적으로 중요하다. 따라서 본 발명은 주로 지난 몇 개월 및 몇 년 동안 개발이 완료된 매우 특수한 기판 홀더를 설명한다. 특히, WO2017162272A1에서 이미 공개된 공정 단계들도 참조된다.
본 발명에 따른 기판 홀더는 주로 상부 기판 홀더로서 사용되지만, 확실히 하부 기판의 고정을 위한 접합 설비의 하부에서도 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 기판 홀더는 각각 상부 기판 홀더로서 사용될 수 있고 본 발명에 따른 기판 홀더는 하부 기판 홀더로서 사용될 수 있다. WO2017162272A1에서 상세히 다루어지고 개시된 곡률의 목표된 조정은 본 발명에 따른 새로운 기판 홀더의 설계에 의해 더욱 개선된다.
곡률의 변화는 특히 기판의 초기 상태(특히 접촉 전에 조정된 곡률)로부터 발산하는 상태를 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따르면, 접촉면 사이에 접촉이 이루어진 후, 접합은 특히 기판의 고정의 제어된 안내에 의해 제어된다. 상응하는 고정 수단이 특히 장치에 따라 제공된다.
특히 독립적인 본 발명의 또 다른 측면은, 특히 개별적으로 전환될 수 있고 특별하게 형성된 존으로 그룹화되며 이를 통해 접촉 표면 사이의 진행하는 접합 웨이브가 관리 방식으로 제어 또는 조절될 수 있는 고정 요소의 사용에 있다. 개시된 존의 형태는 매우 특별하여 WO2017162272A1에 대해 중요한 구별되는 특징이 나타난다.
존은 일반적으로 적어도 하나의 고정 요소, 특히 개별적으로 제어될 수 있는 복수의 고정 요소를 포함한다.
사상의 기본이 되는 개념은 두 기판 중 적어도 하나의 곡률 및/또는 고정 및/또는 해제의 목표된 제어, 안내 또는 조절을 통해 진행하는 접합 웨이브를 제어, 안내 또는 조절하는 것이다. 특히 안쪽에서 바깥쪽으로 진행하는 접촉 표면을 따라 두 기판의 최적의 순차적 접촉이 발생하는 방식으로 이루어진다. 본 발명에 따른 이 방법에 의해, 접합 전에 및/또는 동안에 존재하는 기판의 비대칭, 특히 기계적 비대칭은 접합 웨이브가 원하는, 특히 방사상 대칭 형태를 갖도록 보상되도록 의도된다. 본 발명에 따르면, 이러한 효과는 특별하게 형성된 존 및 존의 고정 요소의 독창적인 트리거링에 의해 달성된다. 최적의 접촉은 특히 "런아웃" 결함이 최소이거나 최적의 경우 두 기판 사이의 접촉 인터페이스의 모든 지점에서 사라지는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
일반적으로, 본 발명에 따른 기판 홀더는 접합 웨이브의 진행이 방향 의존 방식으로 영향을 받도록 한다. 특히, 방사상 대칭 방식, 즉 원형 방식으로 전파하는 본 발명에 따른 기판 홀더로 접합 파면이 생성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 홀더에 의해 유지되는 기판은 특별히 형성된 개별 존의 트리거링에 의해 목표된 방식으로 이방성 변형될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 홀더가 상부측에 사용되는지 또는 하부측에 사용되는지에 관계없이, 이들에 의해 고정되는 기판에 다른 영향이 발생한다. 두 기판의 가장 큰 차이점은 접합 과정에서 중력이 작용하는 방향이다. 상부 고정 기판의 경우, 중력은 적어도 일부 존의 활성화 및/또는 비활성화 후에 일반적으로 이방성 처짐을 초래한다. 하부 기판의 경우에는 그렇지 않다.
센서
기판과 기판 홀더 사이의 거리를 모니터링하기 위한 센서는 바람직하게는 본 발명에 따른 기판 홀더에 통합된다. 센서의 도움으로, 전파 속도 및 특히 대칭인 접합 웨이브의 형태를 접합 프로세스 중에 모니터링할 수 있으며 필요한 경우 적응적으로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 연장부가 두 기판 홀더에 통합되면, 두 기판이 동시에 측정될 수 있고, 특히 접합 프로세스가 여전히 발생하는 동안, 런아웃 에러가 최소화되도록 적응될 수 있다. 적응은 특히 특별히 형성된 다양한 존의 목표된 전환에 의해 이루어진다.
고정 요소
본 발명에 따라 언급된 모든 고정 요소는 개별적으로, 즉 고정 또는 비고정 상태로 전환될 수 있다. 특히, 고정 요소에 대한 기판의 가압력은 또한 법선 항력 또는 법선 응력이 결정될 수 있도록 목표된 방식으로 조정될 수 있다.
고정 요소는 밀봉 요소에 의해 서로 분리될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 고정 요소는 기판 홀더 표면에 대해 후퇴되고, 특히 밀링된다. 이 실시예는 진공 고정 요소를 사용할 때 특히 적합하다. 본 발명에 따른 연장부에서, 작은 융기부, 핀 또는 웹이 함몰부에 위치되며, 그 표면은 기판 홀더 표면과 합동이다.
존 내부의 개별 고정 요소(예를 들어, 동일한 반경의 원형 세그먼트)는 유연하게 제어될 수 있으므로, 예를 들어 거의 전체 원주를 따라 로딩 프로세스 중에 기판을 고정할 수 있다. 이때 기판은 가능한 한 평평하다. 접합 프로세스 자체에 대해, 동일한 반경을 따라 복수의 고정 요소를 비활성화하는 것이 가능하다.
또한 존의 고정 요소의 고정 속성을 동시에 또는 정의된 지연으로 전환하여, 접합 속도를 보다 미세하게 제어할 수 있다. 특히 접합 파면의 비-방사상 대칭 전진이 측정될 때, 개별 고정 요소는 접합 파면이 다시 방사상 대칭이 되는 방식으로 전환될 수 있다.
고정 요소가 진공 고정 요소로 설계된 경우, 0.01mbar와 1000mbar 사이, 바람직하게는 0.01mbar와 800mbar 사이, 더욱 더 바람직하게는 0.01mbar와 500mbar 사이, 가장 바람직하게는 0.01mbar와 100mbar 사이, 가장 바람직하게는 0.01mbar와 10mbar 사이의 압력이 진공 고정에 존재한다. 진공 고정 요소에서 더 큰 외부 압력과 더 작은 내부 압력 사이의 차압은 기판의 고정으로 이어지는 기판에 대한 접촉 압력이다.
존
개별 고정 요소는 존으로 그룹화될 수 있다.
본 발명에 따른 제1 실시예에서, 복수의 존은 전적으로 기판 홀더의 주변에 위치된다. 존은 방사상 및/또는 방위각으로 서로 분리된다. 특히, 방사상 및 방위각 분리가 존재한다.
존은 바람직하게는 n-겹 대칭을 갖는 회전축에 대해 대칭적으로 배열된다. n의 값은 1보다 크고, 바람직하게는 4보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 6보다 크고, 가장 바람직하게는 12보다 크고, 가장 바람직하게는 24보다 크다. 회전축의 단계 크기가 클수록, 원형 원주를 따라 더 많은 존이 존재하지만, 방위각을 따라 더 작은 존이 나타난다. 원형 원주당 존의 최적의 개수, 및 반경 방향을 따른 최적의 존 개수는 특히 경험적 측정 및/또는 시뮬레이션에 의해 결정된다.
본 발명에 따른 제1 실시예에서, 특히 복수의 고정 요소를 포함하는 복수의 존이 기판 홀더의 주변에 위치되고, 특히 중앙에 단 하나의 단일 고정 요소를 포함하는 큰 존이 위치된다. 이러한 중앙 존은 기판 표면의 대부분을 차지하며 기판의 강력한 고정에 사용된다. 기판 홀더 주변의 존은 더 미세한 제어, 특히 접합 웨이브 형태에 대한 목표된 영향을 제공하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 제2 실시예에서, 기판 홀더는 특히 복수의 고정 요소로 구성되는 주변부에 제공되는 존으로만 구성된다. 면적 측면에서 기판 홀더의 가장 큰 부분에는 존이 없다.
본 발명에 따른 제3 실시예에서, 기판 홀더는 복수의 고정 요소로 구성되는 주변부에 제공된 존으로만 구성될 뿐만 아니라, 적어도 바람직하게는 정확히 하나의 고정 요소로 구성된 특히 완전히 원주형의 폐쇄된 단일 존으로 구성되기도 한다.
본 발명에 따른 제4 실시예에서, 기판은 적어도 하나의 고정 요소로 이루어진 완전한 원주형, 특히 폐쇄된, 가장 바람직하게는 원형 존에 의해 외부 에지에 고정된다. 외부 존 내부에 위치된 존은 기판을 변형시키는 방식으로 전환될 수 있다. 이것은 특히 개별 고정 요소의 고정 기능이 진공 흡입 또는 유체 세척 옵션을 기반으로 할 때 가능하다.
본 발명에 따른 제5 실시예에서, 존의 적어도 일부는 다른 존을 둘러싸거나 적어도 스커트하도록 형성된다.
존 및/또는 고정 요소는 특히 다음 구성으로 배열될 수 있다.
1. 링 형상
2. 나선
3. 그리드 형태
4. 방사선
5. 전술한 것의 조합(특히, 방사선에 의해 연결된 링)
로딩 핀
기판 홀더가 로딩 핀을 포함하는 경우, 구멍은 반드시 기판 홀더 표면에 위치된다. 존이 진공 고정 장치를 통해 전환되는 경우, 밀봉 목적에 따라 조치를 취해야 할 수 있다. 이러한 로딩 핀이 이동하는 구멍으로 인해, 존에 과압을 적용하기 위한 다양한 변형이 있다.
제1 변형예에서, 구멍은 (소량의 누출에 대한 실시예의 최적화로) 단순히 개방된 상태로 유지되고, 초과 압력은 기판과 기판 홀더 사이의 영역에서 유체의 대응하는 연속 흐름에 의해 유지되어야 한다(유입과 유출 사이의 평형).
제2 변형에서, 로딩 핀에는 시일이 제공되어, 웨이퍼와 고정 장치 사이의 폐색된 영역에 정적 과압을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 홀더가 상부 기판 홀더로 구성되는 경우, 로딩 핀은 로딩 핀 표면에서 진공이 발생하는 그 내부에 구멍, 튜브 또는 다른 유체 시스템을 포함하는 핀일 수 있으므로, 중력의 반대방향으로 로딩되는 기판을 고정하여 들어올릴 수 있다. 따라서 이러한 로딩 핀은 고정된 기판이 기판 홀더 표면과 접촉하고 최종적으로 후자에 의해 고정될 때까지 로딩 프로세스 동안 고정된 기판을 위로 당긴다.
컷아웃
본 발명에 따른 기판 홀더는 특히 고정된 기판의 배면을 볼 수 있도록 특히 글레이징될 수 있는 통로 또는 컷아웃을 포함한다. 통로는 바람직하게는 특히 자동으로 뚜껑으로 폐쇄될 수 있다.
변형 요소
추가의, 특히 독립적인 사상 또는 전술한 발명과 결합될 수 있는 사상은 특히 가스 출구 개구부에 의해 형성되는 곡률을 변경하는 수단 및/또는 곡률 수단으로서 변형 요소의 사용에 있다. 따라서 기판과의 기계적 접촉이 방지된다. 곡률의 제어는 앞서 언급한 기능의 조합에 의해 더욱 정확하게 이루어진다.
본 발명에 따라 설명된 모든 실시예는 고정 기판을 변형시키는 변형 요소를 포함할 수 있다. 특히, 각각의 개별 존은, 진공 고정 요소를 포함하는 한, 기판의 변형을 위해 유체를 사용할 수 있다.
변형 요소가 유체와 함께 작동하는 경우, 유체의 압력은 0.1bar와 10bar 사이, 바람직하게는 0.2bar와 8bar 사이, 더욱 더 바람직하게는 0.3bar와 7bar 사이, 가장 바람직하게는 0.4bar와 6bar 사이에 있으며, 가장 바람직하게는 0.5bar와 5bar 사이이다.
변형 요소가 기판에 가하는 힘은 0.1N 내지 1000N, 바람직하게는 0.2N 내지 500N, 더욱 바람직하게는 0.3N 내지 250N, 가장 바람직하게는 0.4N 내지 200N, 가장 바람직하게는 0.5N 내지 100N이다.
접합 웨이브의 모니터링
접합 파면의 전파 속도를 방향 의존적으로 결정하기 위해, 센서를 기판 홀더에 통합할 수 있어, 임의의 시간에 기판 홀더 표면과 로딩된 기판 사이의 거리를 측정할 수 있다.
1. 중심으로부터의 거리의 함수로서, 특히 개별 존의 중심을 통과하는 반경을 따라 속도를 결정하기 위해 반경을 따라 있는 복수의 센서.
2. 포인트 1에서 언급된 반경 사이에 있는, 반경을 따라 있는 복수의 센서. 따라서 서로 다른 방향의 속도를 결정할 수 있다.
기판과 기판 홀더 표면 사이의 거리를 결정할 수 있는 기존 센서를 사용하여, 접합 웨이브의 전파를 모니터링할 수 있다. 각 센서는 접합 프로세스가 시작되기 전에 특정 시작 값을 갖는다. 시작 값은 예를 들어 센서 영역의 기판이 기판 홀더 표면과 접촉할 때 0이다. 기판이 전체 영역에 걸쳐 고정되지 않고 예를 들어 국부적으로 처지거나 또는 국부적으로 만곡된 경우 시작 값은 0보다 큰 값을 갖는다. 각 센서는 특히 접합 프로세스 완료 후 최종 값을 받는다. 이제 센서의 값이 그에 따라 변하면, 기판이 주어진 센서의 영역에 접합되었는지 여부를 이것으로부터 결론을 내릴 수 있다. 따라서 시간의 함수로서 접합 웨이브 위치의 과정이 발생한다. 센서의 정확한 배열에 따라, 서로 다른 방향에서 시간의 함수로 접합 웨이브 위치의 데이터를 수집하는 것도 가능하다.
방법
접합 측정 방법
접합될 2개의 기판의 접합 파면이 측정되고 적응될 수 있는 본 발명에 따른 바람직한 제1 방법은 다음과 같이 진행된다.
제1 공정 단계에서, 제1 기판은 특히 본 발명에 따른 제1 기판 홀더 상에 고정된다.
제2 공정 단계에서, 제2 기판은 특히 본 발명에 따른 제2 기판 홀더 상에 고정된다.
제3 공정 단계에서, 제1 기판 및/또는 제2 기판의 기판 후면을 측정하는 센서의 값이 결정되고 및/또는 0으로 설정된다. 특히 센서는 거리 센서이다.
본 발명에 따른 제4 공정 단계에서, 2개의 기판은 함께 접합될 기판 표면 사이에 원하는 거리가 존재하는 시간까지 서로를 향해 전진된다.
본 발명에 따른 제5 공정 단계에서, 상부 및/또는 하부 기판은 이미 언급된 변형 요소의 도움으로 변형되어 두 기판 사이에 적어도 하나, 특히 정확히 하나의 지점에서 접촉이 이루어진다. 특히, 센서의 도움으로, 기판 표면 후면의 측정은 상부 및/또는 하부 기판의 변형 중에 이미 발생하므로, 상부 및/또는 하부 기판의 곡률은 접촉 전 및/또는 접촉 중에 이미 매우 정확하게 알려져 있다. 따라서 편향에서 발생할 수 있는 비대칭이 이미 감지될 수 있다.
본 발명에 따른 제6 공정 단계에서는, 특히 목표된 방식으로 제어되는 개별 존의 고정 요소의 개별 전환에 의해 발생되는 제1 및/또는 제2 기판의 해제가, 접합 파면이 시간의 관점에서 원하는 대로 전개되는 방식으로 정확하게 발생한다. 특히, 두 기판 사이의 접합 파면은 항상 방사형 대칭 형태를 취해야 한다. 접합 파면의 전파 동안, 센서는 제1 및/또는 제2 기판의 기판 표면 후면을 연속적으로 측정하므로, 접합 파면의 바람직하지 않은 편차가 발생하는 경우, 존의 개별 고정 요소를 목표한 대로 트리거링하여 접합 파면을 원하는 형태로 되돌릴 수 있다.
본 발명에 따른 대안적인 제2 바람직한 방법은 본 발명에 따른 제1 방법의 제4 및 제5 공정 단계를 역순으로 수행한다. 제1 및/또는 제2 기판은 서로 접촉하지 않고 먼저 변형된다. 서로를 향한 두 기판의 상대적 접근은 접촉이 이루어질 때까지 발생한다. 특히, 2개의 기판 홀더의 상대적인 병진 이동에 의한 2개의 기판의 상대적 접근은 접촉이 이루어지자마자 종료된다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에서, 하부 기판은 항상 전체 영역에 걸쳐 고정되는데, 즉 만곡되지 않는다.
접합 웨이브 측정을 위한 본 발명에 따른 방법 외에, 접합 웨이브 조작을 위한 본 발명에 따른 방법도 있다. 후자는 특히 공정 단계 6에서 접합 웨이브 측정을 위한 전술한 방법과 결합될 수 있다. 본 발명에 따른 이들 방법은 매우 특별하고, 주로 본 발명에 따른 특별한 존을 갖는 기판 홀더에 의존한다. 여기에 자세히 설명되어 있다.
접합 웨이브 조작을 위한 본 발명에 따른 제1 방법은 또한 특히 다음의 공정 단계를 포함한다:
1차 접합 공정
본 발명에 따른 제1 공정 단계에서, 하부 기판은 전체 영역에 걸쳐 고정되며, 즉 만곡되지 않는다.
본 발명에 따른 제2 공정 단계에서, 상부 기판은 특히 기판 홀더의 주변부에만 존재하는 복수의 존을 갖는 기판 홀더에 고정된다. 바람직하게는 2*n-겹 대칭이 생성될 수 있는 많은 존이 있다. 특히 바람직하게는, 기판 홀더 각각은 8개의 주변 존을 갖는다.
이 경우 4개의 존이 예를 들어 0°, 90°, 180° 및 270°에 위치하며, 이후에 정상 위치라고 한다. 나머지 4개, 특히 더 긴 존은 후자 사이, 즉 45°, 135°, 225° 및 315°에 위치하며, 이후에 대각선 위치라고 한다. 우선, 모든 2n 존이 전환 상태에 있고 상부 기판을 고정하므로, 상부 기판이 견고하게 고정되고 중력에 의한 처짐의 영향이 적어도 최소화된다.
본 발명에 따른 제3 공정 단계에서, 2*n 존 중 n개가 비활성화된다. 특히, 대각선 위치의 긴 존은 비활성화된다. n-존의 비활성화 결과, 기판은 바람직하게는 기계적 이방성 및 중력으로 인한 비대칭이 보상되는 방식으로 변형되어, 접합 웨이브는 접합 프로세스 중에 원하는 형태, 특히 반경 방향 대칭을 얻는다.
본 발명에 따른 제4 공정 단계에서, 기판의 접촉은 특히 변형 수단의 도움으로 및/또는 서로를 향한 기판 홀더의 상대적인 접근에 의해 발생한다.
본 발명에 따른 제5 공정 단계에서, 제1 및/또는 제2 기판의 기판 홀더 후면의 측정이 발생하고, 필요하다면, 개별 존의 고정 요소의 적절한 전환에 의해 전파하는 접합 파면의 대응 적응이 이루어진다.
제2 접합 방법
접합 웨이브 조작을 위한 본 발명에 따른 제2 방법은 특히 다음 공정 단계를 포함한다:
본 발명에 따른 제1 공정 단계에서, 하부 기판은 특히 기판 홀더의 주변부에만 존재하는 복수의 존을 갖는 기판 홀더에 고정된다. 바람직하게는 2*n-겹 대칭이 생성될 수 있는 많은 존이 있다. 특히 바람직하게는, 기판 홀더 각각은 8개의 주변 존을 갖는다. 이 경우 4개의 존이 예를 들어 0°, 90°, 180° 및 270°에 위치하며, 이후에 정상 위치라고 한다. 나머지 4개, 특히 더 긴 존은 후자 사이에, 즉 45°, 135°, 225° 및 315°에 위치하며, 이후에 대각선 위치라고 한다. 우선, 모든 2n 존은 전환 상태에 있고, 하부 기판을 고정한다.
본 발명에 따른 제2 공정 단계에서, 상부 기판은 특히 기판 홀더의 주변부에만 존재하는 복수의 존을 갖는 기판 홀더에 고정된다. 바람직하게는 2*n-겹 대칭이 생성될 수 있는 많은 존이 있다. 특히 바람직하게는, 기판 홀더 각각은 8개의 주변 존을 갖는다. 이 경우 4개의 존이 예를 들어 0°, 90°, 180° 및 270°에 위치하며, 이후에 정상 위치라고 한다. 나머지 4개, 특히 더 긴 존은 후자 사이, 즉 45°, 135°, 225° 및 315°에 위치하며, 이후에 대각선 위치라고 한다. 우선, 모든 2n 존이 전환 상태에 있고, 상부 기판을 고정하므로, 상부 기판이 견고하게 고정되고 중력에 의한 처짐의 영향이 적어도 최소화된다.
본 발명에 따른 제3 공정 단계에서, 대각선 위치의 존이 비활성화된다.
본 발명에 따른 제4 공정 단계에서, 기판의 접촉은 특히 변형 수단의 도움으로 및/또는 서로를 향한 기판 홀더의 상대적인 접근에 의해 발생한다.
본 발명에 따른 제5 공정 단계에서는, 제1 및/또는 제2 기판의 기판 홀더 후면의 측정이 발생하고, 필요하다면, 개별 존의 고정 요소의 적절한 전환에 의해 전파하는 접합 파면의 대응 적응이 이루어진다.
서로 접근한 기판 사이의 거리는 0㎛ 내지 2000㎛, 바람직하게는 0㎛ 내지 1500㎛, 더욱 바람직하게는 0㎛ 내지 1000㎛, 가장 바람직하게는 0㎛ 내지 500㎛이다.
본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 세부 사항은 도면의 도움으로 실시예의 바람직한 예에 대한 다음의 설명으로부터 드러난다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예에서 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예에서 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 제3 실시예에서 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 제4 실시예에서 단순화된 형태로 표현된 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 제5 실시예에서 단순화된 형태로 표현된 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 제6 실시예에서 단순화된 형태로 표현된 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시하고,
도 7은 고정된 기판을 포함하는 도 4에 따라 단순화된 형태로 표현된 본 발명에 따른 기판 홀더를 도시한다.
동일한 구성요소 또는 동일한 기능을 가진 구성요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 표시된다.
도시된 모든 도면은 존과 고정 요소가 있는 기판 표면의 도식적 표현이며, 반드시 실제 비율과 일치하지는 않는다. 모든 구성요소를 갖는 기판 홀더의 완전한 표현은 본 발명에 따른 사상에 대한 부가적인 가치가 없기 때문에 의도적으로 생략된다. 특히, 본 발명에 따른 처음 3개의 기판 홀더는 마지막 3개의 기판 홀더보다 더 정확하게 표현된다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 예시적인 실시예에서 본 발명에 따른 기판 홀더(1)의 고정 표면을 도시한다. 기판 홀더(1)는 베이스 본체(2), 특히 플레이트를 포함한다. 베이스 본체(2)는 장치 상에 체결부(3)로 장착될 수 있다. 베이스 본체(2)에 위치한 고정 영역에는, 2개의 컷아웃(4), 특히 기판(미도시)의 후면을 관찰할 수 있는 세장형 구멍이 있다.
변형 요소(5), 특히 핀 또는 노즐이 기판 홀더(1)의 중심에 위치된다. 기판 홀더는 본 발명에 따라 2개의, 특히 상이하게 구성된 고정 요소(6, 6')를 포함한다. 외부 고정 요소(6)는 특히 전체 원주 주위에 원형으로 설계된다. 고정 요소(6, 6'')는 특히 매우 얇게 구성된 함몰부(11)이고, 이는 유체 개구부(12)를 통해 바람직하게 비워질 수 있으므로 진공 고정 요소로 작용한다.
내부 고정 요소(6')는 베이스 본체(2)의 나머지 영역에 걸쳐 함몰부(11)의 네트워크로 설계된다. 고정 요소(6')는 특히 진공 고정 요소로도 설계된다. 따라서 외부 고정 요소(6)는 존(7)에 속하는 유일한 고정 요소이다. 내부 고정 요소(6')는 존(7')에 속하는 유일한 고정 요소이다. 기판 홀더(1)는 또한 다양한 센서(8), 특히 압력 측정 센서를 포함할 수 있다.
존(7,7')은 모든 실시예에서 링 형상, 특히 원형 링 형상으로 배열된다.
다음 도면에 표시된 핀(9)의 수는 실제 기판 홀더에서보다 도면에서 훨씬 적다. 본 발명에 따른 기판 홀더는 고정 요소(6'')당 이러한 핀(9)을 수천 개는 아니더라도 수백 개 가질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예에서 본 발명에 따른 기판 홀더(1')의 고정 표면을 도시한다. 베이스 본체(2)는 고정 장치(3)로 장치 상에 장착될 수 있다. 기판 홀더(1')는 특히 방사상 및 방위각으로 한정된 복수의 고정 요소(6'')를 포함한다.
고정 요소(6'')는 특히 후퇴되어 있고, 바람직하게는 핀(9)이 여러 지점에 위치되는 접시형 함몰부(11)이다. 핀(9)의 핀 표면은 특히 웹(10)의 웹 표면과 일치한다.
고정 요소(6'')는 특히 진공 고정 요소로 구성된다. 함몰부(11)는 유체 출구(12)를 통해, 특히 웹(10)에 의한 분리에 의해 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 비워질 수 있다. 고정 요소(6'')가 변형 요소로도 작용하는 경우, 유체는 유체 개구부(12)를 통해 유입될 수 있으며, 이는 특히 고정 기판의 국부적 변형을 초래한다.
복수의 고정 요소(6'')는 존(7)을 형성하기 위해 함께 그룹화되는 반면, 추가로 다르게 형성된 동심 고정 요소(6'')는 제2 동심 존(7')을 형성한다. 기판 홀더(1')의 중심에 바람직하게는 고정된 기판을 특히 동심원으로 변형시킬 수 있는 변형 요소(5)가 위치된다. 핀(9)은 특히 고정 기판의 접촉 면적을 감소시키는 역할을 하며, 바람직하게는 오염을 방지한다. 복수의 센서(8), 특히 압력 센서가 기판 홀더(1')의 고정 영역에 걸쳐 분포될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 홀더(1'')의 본 발명에 따른 추가의 더 유리한 실시예를 도시한다. 고정 요소(6, 6'')는 기판 홀더(1'')의 주변에 위치되고, 서로 방위각으로 분리되어 있다. 고정 요소(6)는 특히 단순한 함몰부(11), 다시 매우 얇게 형성된 홈인 반면, 고정 요소(6)는 다시 핀(9) 및 유체 출구(12)를 갖는 함몰부(11)로 설계되었다. 핀(9)이 있는 함몰부(11)가 있는 영역은 고정 요소(6, 6'') 사이에 위치할 수 있다. 이러한 영역은 반드시 그럴 필요는 없지만 고정 요소로 설계될 수도 있다. 중심 영역은 마찬가지로 핀(9)을 갖는 함몰부(11)로서 배타적으로 설계될 수 있고 및/또는 다시 고정 요소로 작용할 수 있다. 도면과 같이 중심 영역이 평평한 표면을 갖는 것도 생각할 수 있다. 이 표현은 이 경우 주변의 고정 요소(6, 6'')에 초점을 두고 이들을 더 잘 강조하기 위해 선택되었다. 기판 홀더(1'')는 다시 센서(8) 및/또는 변형 요소(5)를 포함할 수 있다. 특히, 개별 고정 요소(6, 6'')는 다시 고정 및/또는 변형 요소의 역할을 할 수도 있다.
본 발명에 따라 도시된 모든 실시예는 존(7, 7')을 형성하도록 그룹화될 수 있는 복수의 고정 요소(6, 6', 6'')의 개념을 개시하도록 의도된다. 그러나 존 형성의 개념은 서로 인접한 개별 고정 요소의 그룹화를 훨씬 뛰어넘는다. 본 발명에 따르면, 실제로 서로 인접하지 않은 고정 요소를 존으로 그룹화하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 이러한 측면을 예시하기 위해, 모든 세부 사항을 갖는 기판 홀더의 예시는 다음 도면에서 생략될 것이다. 반대로, 고정 요소는 참조 번호 6, 6', 6''으로만 언급되고, 존은 참조 번호 7, 7', 7'', 7'''로 언급된다.
서로로부터 방위각으로 분리된 표현된 존은 5° 내지 90°, 바람직하게는 10° 내지 70°, 더욱 바람직하게는 20° 내지 50°, 가장 바람직하게는 22° 내지 30°, 가장 바람직하게는 약 22.5°의 원 세그먼트 각도를 갖는다.
존은 50mm 내지 1mm, 바람직하게는 50mm 내지 10mm, 보다 더 바람직하게는 50mm 내지 20mm, 가장 바람직하게는 50mm 내지 30mm, 가장 바람직하게는 50mm 내지 40mm의 방사상 길이를 갖는다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 홀더의 또 다른 특별한 실시예를 도시하며, 여기서 3개의 상이한 존이 있다. 제1 존(7)은 총 12개의 고정 요소(6)로 구성되며, 이들은 각각 대각선으로 3개의 고정 요소(6)를 갖는 그룹으로 위치된다. 제2 존(7')은 총 12개의 고정 요소로 구성되며, 이들 고정 요소는 각각 본 발명에 따른 기판 홀더의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 3개의 고정 요소(6)를 갖는 그룹으로 위치된다. 또한 중앙에는 특히 단 하나의 단일 고정 요소(6)로 구성된 큰 존(7'')이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 홀더의 또 다른 특별한 실시예를 도시하며, 여기에는 4개의 상이한 존(7, 7', 7'', 7''')이 있다. 제1, 가장 바깥쪽 존은 원을 따라 위치된 4개의 고정 요소(6)로 구성된다. 각 경우에 더 작은 반경에 위치한 존(7' 및 7'')에도 동일하게 적용된다. 제4 존(7''')은 반경이 더 작은 더 큰 존으로서, 특히 전체 원주 주위에서 폐쇄되고 특히 단 하나의 고정 요소(6)로 구성된다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 홀더의 또 다른 특별한 실시예를 도시하며, 여기에는 3개의 상이한 존(7, 7', 7'')이 있다. 제1 존(7)은 6개의 고정 요소(6)로 구성된다. 고정 요소(6)는 각각 상부 및 하부 위치에 3개의 고정 요소를 갖는 2개의 그룹으로 위치된다. 제2 존(7')은 6개의 고정 요소(6)로 구성된다. 고정 요소(6)는 각각 왼쪽 및 오른쪽 위치에 3개의 고정 요소가 있는 2개의 그룹으로 위치된다. 특히 단 하나의 고정 요소(6)로 구성된 추가의 대-면적 존(7'')은 나머지 영역의 대부분을 채우고, 2개의 존(7, 7')을 부분적으로 에워싼다.
본 개념은 임의의 존을 형성하기 위해 함께 결합될 수 있는 임의의 수의 고정 요소(6)가 도시된 도면으로부터 나타나야 한다. 이 존 형성이 필요한 이유는 추가 도면에서 설명될 것이다.
도 7은 도 4의 본 발명에 따른 기판 홀더(1''')의 예를 보여준다. 기판 홀더(1''')는 사실상 고정 요소(6)를 덮는 기판(13)을 고정한다. 그럼에도 불구하고 존(7, 7')의 위치는 표시된다. 화살표(14)는 기계적 비등방성을 상징하며, 이는 본 발명에 따른 존(7, 7', 7'')으로 그리고 정확히 말하면 결합 프로세스 전에 및/또는 동안에 보상된다. 표현된 기판(13)은 예를 들어 결정학적 (100) 평면 내부의 입방체 재료의 경우와 같이, 방향에 의존하는 탄성 계수를 가질 수 있다. 기판(13)의 처짐을 야기하는 그 자체가 균일하게 맞물리는 중력과 같은 힘은 따라서 기판 내부에서 이방성 팽창을 야기할 것이다. 존(7')에 의한 기판의 고정으로 인해, 기계적 이방성이라고도 하는 왜곡이 발생하는 것도 생각할 수 있다. 이것은 아마도 존(7'')(기판(13)에 의해 덮임)의 추가 전환에 의해 보상될 수 있을 것이다. 기계적 이방성(14)의 최적의 원하는 보상을 위한 개별 존의 올바른 전환은 테스트에 의해 이상적으로 결정된다. 존의 개별 고정 요소(6)는 특히 방사상으로 배열되도록 설계될 수 있다는 것이 또한 언급된다. 특히, 이러한 배열은 접합 웨이브가 중앙에서 에지로 이동하는 동안 방사형 적응을 허용한다.
1,1',1'',1''',1'''',1''''' 기판 홀더
2 베이스 본체
3 체결부
4 컷아웃
5 변형 요소
6, 6', 6'' 고정 요소
7, 7' 존
8 센서
9 핀
10 웹
11 함몰부
12 유체 출구, 특히 드릴 홀
13 기판
14 기계적 이방성

Claims (15)

  1. 기판(13)을 고정하기 위한 고정 요소(6,6',6'')를 포함하는, 기판(13)을 장착하기 위한 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')로서,
    상기 고정 요소(6,6',6'')는 존(7, 7')으로 그룹화될 수 있고, 상기 존(7, 7')은 바람직하게는 링 형상, 더 바람직하게는 원형 링 형상으로 배열되는, 기판 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')의 중심에 대해 대칭으로 배열되는, 기판 홀더.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')의 중심 주위에 복수의 링, 바람직하게는 원형 링으로 배열되는, 기판 홀더.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 반경 방향 및/또는 방위각 방향으로 서로 균일하게 이격되어 있는, 기판 홀더.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')의 중심으로부터 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')의 에지로 변하는 폭으로, 특히 증가하는 폭으로 형성되는, 기판 홀더.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 개별적으로 전환될 수 있는, 기판 홀더.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 존(7, 7')이 공통으로 그룹화되어 전환될 수 있는, 기판 홀더.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 존(7, 7')의 고정 요소(6,6',6'')의 개수는 유연하게 변경될 수 있는, 기판 홀더.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 요소(6, 6')는 상이한 존(7, 7')에 유연하게 할당될 수 있는, 기판 홀더.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 요소(6, 6')는 교차-존 방식으로 트리거될 수 있는, 기판 홀더.
  11. 특히 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더(1,1',1'',1''',1'''',1''''')를 사용하여, 기판(13) 또는 복수의 기판을 고정 및 접합하는 방법으로서,
    상기 고정 요소(6,6',6'')는 존(7, 7')으로 그룹화되고, 상기 존(7, 7')은 바람직하게는 링 형상, 더 바람직하게는 원형 링 형상으로 구성되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 존(7, 7')은 개별적으로 전환되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 존(7, 7')이 공통으로 그룹화되고 전환되는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 존(7, 7') 내의 고정 요소(6,6',6'')의 개수는 유연하게 변경될 수 있는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 요소(6, 6')는 상이한 존(7, 7')에 할당되는, 방법.
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