KR20230134463A - 접합용 기판 홀더 및 기판 홀더의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 홀더(substrate holder), 접합 장치(bonding device), 기판 홀더의 제조 방법 및 접합 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기판 홀더(substrate holder), 접합 장치(bonding device), 기판 홀더 제조 방법 및 기판을 접합하는 방법, 특히 융합 접합(fusion bonding) 또는 하이브리드 접합을 위한 방법에 관한 것이다.
다양한 기판 홀더가 종래 기술에서 존재한다. 특히 최근 몇 년간 고정 기판이 전체적 영역이 아닌 부분적으로, 특히 돌출부(elevations)에서만 받쳐지도록 구성된 기판 홀더가 제조되었다. 종래 기술에서는 이러한 돌출부를 때로는 너브(nub) 또는 핀(pin)이라고도 한다. 이후 본원의 명세서에서는 이것을 돌출부의 용어를 사용하여 지칭한다. 이러한 돌출부는 여러 가지 다른 효과를 가지고 있다. 한편으로는, 기판의 후면에 대한 오염을 최소화해야 한다. 전체 영역이 아닌 부분적으로만 기판 홀더와 접촉하는 기판은, 대부분 접촉 지점에서만 오염이나 더러움이 발생한다. 이러한 기판 홀더를 사용하는 또 다른 이유는 돌출부의 중간 공간을 소개시켜 고정 요소를 제공하거나, 유체, 특히 가스를 주입하여 물리적인 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
일부 기판 홀더는 서로 다른 영역을 분리하여 돌출부를 배치하므로, 분절된 기판 홀더라고 지칭할 수 있다. 이러한 분절은 주로 밀링(milling)을 통해 이루어진다. 예를 들어, 돌출부를 재료에서 밀어내는 방식으로 만들어진다. 이러한 복수의 분절은 개별적으로 소개하고 및/또는 유체를 주입할 수 있게 한다. 특히, 일부 분절은 진공을 생성하여 기판을 돌출부에 배치 또는 위치시켜 고정할 수 있다. 또한, 다른 분절은 유체를 주입하여, 해당 분절 내에서 과압을 생성할 수 있고, 기판이 타겟 방식으로 구부러질 수 있다. 이 경우, 볼록하게 구부러졌거나 외향하여 만곡된 기판은 예를 들어 유리하게 곡률 영역에서 타겟 방식으로 다른 기판과 접촉하여 접합될 수 있다. 접촉은 예를 들어, 기판을 다른 기판에 대해 떨어뜨림으로써 발생할 수 있다. 접합 웨이브(bond wave)로 알려진 웨이브가 두 기판의 이러한 초기 접촉점에서 시작하여 전파되어, 두 기판이 접합 웨이브를 따라 접합하게 된다.
종래 기술에서, 하나의 문제는 접합 중에, 특히 융합 접합 중에 상부 기판과 하부 기판이 접합 웨이브가 진행하는 중에 특히 국부적으로 왜곡되어, 부정확한 접합 결과가 발생한다는 사실이 있다. 상부 기판이 하부 기판에 대해 상대적으로 변위되는 에러는 벡터로 설명될 수 있다.
이러한 에러는 특히 위치에 따라 다르며, 즉 에러의 공간 분포는 벡터 필드로 설명될 수 있다. 두 기판이 접합 과정에서 국부적으로 이동하는 이유는 몇 가지가 있다. 하나의 이유는 접합 웨이브와 관련된 탄성 및 연속 웨이브의 전파이다. 다른 이유는 상부 기판과 하부 기판이 접촉 후 진동하게 설정되어 있다는 것이다. 또한, 이러한 특히 탄성 진동은 하부 기판과 상부 기판으로 이루어진 접합된 기판 스택의 접합 결과에도 영향을 미친다.
이상적인 시나리오에서는 상부 기판이 하부 기판에 상대적으로 정렬된 다음 떨어지게 하여, 상부 및/또는 하부 기판의 탄성 웨이브 없이 접합 웨이브가 확장될 수 있는 것이다. 그러나 실험과 계산의 결과는 상부 기판을 떨어뜨리고/뜨리거나 두 기판을 접촉시키면, 하부 기판, 특히 양측 기판이 진동하기 시작한다는 것을 보여주었다. 상부 기판과 하부 기판으로 이루어진 기판들 또는 기판 스택 모두가 접합 웨이브의 전파로 인해 융합되고, 여기된다.
진동의 진폭은 서브 미크론, 특히 나노미터 범위에 있으며, 검출하기가 어렵다. 그러나 이러한 진동의 결과로 생성되는 에러 또는 왜곡은 검출할 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점 중 적어도 일부를 해결하거나, 특정적으로는 완전하게 극복하는 기판 홀더, 접합 장치, 기판 홀더 제조 방법 및 접합 방법을 제공하는 것이다. 특히 본 발명의 목적은 개선된 기판 홀더, 개선된 접합 장치, 기판 홀더 제조 방법 및 접합 방법을 특정하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 개선된 접합 결과를 달성할 수 있는 기판 홀더, 접합 장치, 기판 홀더 제조 방법 및 접합 방법을 특정하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 특별히 접합 중 발생하는 진동의 결과로서, 기판 또는 접합할 기판 스택의 국부적인 왜곡을 감소시키고 특정적으로 방지할 수 있게 지원하는, 기판 홀더, 접합 장치, 기판 홀더 제조 방법 및 접합 방법을 특정하는 것이다.
본 발명의 목적은 코디네이트(coordinate) 청구범위의 독립 청구항으로 달성된다. 본 발명의 유리한 특징적인 기술구성은 종속 청구항에 명시되었다. 명세서, 청구범위 및/또는 도면에 명시된 적어도 두 개의 특징들의 모든 조합도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 값의 범위가 주어진 경우, 언급된 한계 내에 있는 값도 한계 값으로 공개되며, 원하는 임의의 조합으로 청구할 수 있는 것으로 간주 한다.
따라서, 본 발명은 기판을 접합하는, 특히 융합 접합 또는 하이브리드 접합하기 위한 기판 홀더에 관한 것으로, 적어도 기판 홀더 표면, 기판 홀더 표면 상에 배치된 중앙 돌출부, 특히 기판 홀더 표면의 중앙에 위치한 중앙 돌출부, 및 제2 부착면이 있는 기판 홀더 표면 상에 적어도 하나의 지지 돌출부를 구비하며, 기판은 중앙 돌출부의 제1 부착면과 적어도 하나의 지지 돌출부의 제2 부착면에 배치될 수 있고, 제1 부착면은 제2 부착면보다 크다.
실험 결과는, 놀랍게도 적어도 하나의 지지 돌출부의 제2 부착면보다 큰 제1 부착면을 갖는 중앙 돌출부가 개선된 접합 결과를 가져온다는 것이 밝혀졌다.
다음에서는 접합 결과가 나쁜 이유 중 하나는 너무 작은 부착면으로 인한 것임을 보여준다. 접합은 두 기판 사이의 접촉점에서 시작한다. 바람직하게는, 접촉하기 위한 두 기판 중 적어도 하나는 변형 수단을 이용하여 변형된다. 이를 위해서, 변형 수단은 기판에 힘을 가해야 하며, 이 힘은 마찬가지로 중앙 돌출부에도 작용한다. 중앙 돌출부의 크기가 너무 작으면, 상대적으로 높은 압력이 작용하여 중앙 돌출부가 탄성적으로 또는 최악의 경우에는 심지어 소성적으로 변형이 된다. 중앙 돌출부의 변형으로 인해, 접합 웨이브는 최적한 상태에서 시작되지 못하고, 이미 접합 시작 시에 에러가 포함되어 있어서, 최악의 경우에는 전체 접합 결과, 즉 전체 표면에 걸쳐 전파가 된다. 이 경우, 놀랍게도 중앙 돌출부와 다른 돌출부의 관계가 접합 결과에 특히 중요하다는 것이 확인되었다. 중앙 돌출부의 부착면이 상응하는 크기로 치수가 지정되면, 동일한 힘이 작용할 때 중앙 돌출부에 작용하는 압력은 더 작아진다. 그 결과, 중앙 돌출부 또는 기판이 덜 탄성적으로 및/또는 소성적으로 변형이 된다.
본 발명에 따른 기판 홀더를 사용하면, 특히 접합된 기판 스택에서의 국부적인 왜곡을 줄일 수 있으며, 부분적으로만 기판이 지지되는 경우, 돌출부를 가진 기판 홀더의 장점을 동시에 활용할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 기판 홀더에 배치된 기판은, 중앙 돌출부가 초기 접촉점과 같은 높이가 되도록 추가적인 기판과 접촉하게 된다. 접합하는 중에 기판 또는 기판 스택에서 발생하는 진동은 중앙 돌출부 또는 제1 부착면에 의해 특히 효과적으로 감소될 수 있다.
제1 부착면 및 제2 부착면 상의 본 발명에 따른 기판 홀더 상에 놓이는 기판은 바람직하게는 이미 접합된 기판 스택에 의해 자체적으로 형성될 수도 있다. 적어도 하나의 지지 돌출부의 제2 부착면은 바람직하게는 제1 부착면과 수평적으로 동일한 평면이어서, 기판이 특히 수평적으로 유지될 수 있다. 중앙 돌출부 및 적어도 하나의 지지 돌출부는 일반적으로 원하는 대로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 부착면 및 제2 부착면의 윤곽도 원하는 대로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 부착면은 특히 기판이 배치된 상태로 놓이는 기판 홀더 표면으로부터 돌출하는 각각의 돌출부(중앙 돌출부 및 지지 돌출부)의 상부 부분을 의미한다. 접합하는 동안, 기판 또는 접합 기판 스택은 돌출부에 의해 지지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 기판 홀더는 적어도 3개, 바람직하게는 적어도 4개, 가장 바람직하게는 적어도 8개 이상의 지지 돌출부를 갖고 제공된다. 기판이 복수의 지지 돌출부에 의해 지지되는 경우, 접합 결과를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 경우 지지 돌출부에는 각각의 경우에 제2 부착면이 있다. 이 경우, 지지 돌출부의 각각의 제2 부착면은 중앙 돌출부의 제1 부착면보다 각각의 경우에서 더 작다. 지지 돌출부가 조정 가능하거나 수직 및/또는 수평으로 이동 가능한 지지 돌출부이면, 기판 홀더의 지지 동작이 추가로 본원의 방식으로 제어될 수 있다. 각각의 제2 부착면의 정렬은 바람직하게는 개별적으로 이동 가능한 지지 돌출부의 수직 이동에 의해 유리하게 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 돌출부는 기판을 특히 수평한 방식으로 지지할 수 있다. 또한, 기판이 개별 지지 돌출부에 의해 지지되지 않도록, 개별 지지 돌출부를 제거하거나 기판 홀더 표면의 방향으로 또는 그 아래쪽으로 배치될 수 있다. 지지 돌출부의 수직 이동이 가능한 경우, 기판의 지지 위치를 정확히 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 위치를 각각의 지지 돌출부로 접합 공정에 맞추어 개별적으로 조정할 수 있으므로, 접합 에러를 더욱 유리하게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중앙 돌출부의 제1 부착면은 적어도 하나의 지지 돌출부의 제2 부착면보다, 적어도 1.1배, 바람직하게는 적어도 1.2배, 보다 바람직하게는 적어도 1.5배, 가장 바람직하게는 적어도 2배, 최고 바람직하게는 적어도 3배 더 큰 것으로 제공된다. 따라서 중앙 돌출부의 제1 부착면은 더 넓은 영역에서 기판을 지지할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중앙 돌출부의 제1 부착면은 원형 구조로 제공된다. 이 경우, 중앙 돌출부 또한 원형 구조로 바람직하게 제공된다. 중앙 돌출부의 원형 부착면은 제1 부착면의 영역에서 기판의 방사상 대칭 지지를 이점으로 제공한다. 특히 원형 웨이퍼 접합의 경우, 원형 구조의 제1 부착면은 개선된 접합 결과를 이끌어낼 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 경우에, 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 3개, 가장 바람직하게는 적어도 4개 이상의 지지 돌출부가 중앙 돌출부의 중심점 주위의 방사상 위치에 배치되어 제공된다. 이 경우, 각각의 경우에, 2개 이상의 지지 돌출부가 복수의 방사상 위치에 배치될 수 있다. 이 경우 중심점은 특히 제1 부착면의 이론적 무게 중심이다. 그러나, 중심점은 임의로 위치결정된 기준점에 의해 형성되는 것도 고려해 볼 수 있다. 중앙 돌출부의 제1 부착면이 원형 구조이고 그리고 중앙 돌출부가 웨이퍼의 중앙에 배치되는 경우, 중심점은 수직 방향으로, 바람직하게는 기판 홀더 면의 중심점과 동일한 평면 상에 있다. 이 경우, 특히 원형 기판은 유리하게는 내부에서 외부로 접합될 수 있다. 따라서, 방사상 위치는 중심점 또는 기준점으로부터의 특정 거리로 정의된다. 적어도 2개의 지지 돌출부가 방사상 위치 또는 특정 거리에 배치된다. 이러한 방식으로, 기판은 유리하게는 중심점으로부터 일정 거리를 둔 특정 위치에서 접합하는 동안 기판 홀더에 의해 지지될 수 있다. 특히, 접합하는 동안, 중심점 또는 기준점 위에서 기판이 여기된 경우, 기판의 진동은 지지 돌출부에 의해 반경방향으로 대칭적으로, 동시에 흡수될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방사상 위치에 배치된 각각의 지지 돌출부의 제2 부착면이 동일하게 구성되어 제공된다. 이러한 방식으로, 각각의 방사상 위치에 있는 기판은 각각의 지지 돌출부에 의해 특별히 균등하게 지지될 수 있다. 특히, 중심점으로부터의 거리가 증가함에 따라, 기판의 진동은 방사상 위치에서 동일하게 구성된 지지 돌출부에 의해 다르게 변화하지 않거나 가능한 한 균일하게 영향을 받는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방사상 위치에 배치된 지지 돌출부는 각각의 방사상 위치에 의해 정의된 원을 따라 서로 동일한 거리를 갖고 제공된다. 따라서, 원을 따라 또는 방사상 위치에서 지지 돌출부 사이의 원호 라인은 동일한 길이이다. 이러한 방식으로, 기판은 지지 돌출부에 의해 기판 홀더 상에 특히 균일하게 지지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 방사상 위치의 지지 돌출부의 각각의 제2 부착면은 제2 방사상 위치의 지지 돌출부의 각각의 제2 부착면보다 크고, 제1 방사상 위치는 중앙 돌출부의 중심점으로부터의 거리가 더 작은 것이 제공된다. 따라서, 제1 방사상 위치는 중심점 또는 기준점에 더 가깝게 있다. 즉, 각각의 제2 부착면의 크기는 중앙 돌출부으로부터의 거리가 커짐에 따라 작아진다. 이러한 방식으로, 기판은 특히 효과적으로 지지될 수 있다. 특히, 전체 접촉면 또는 전체 베어링 면이 유리하게 특히 작게 유지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 방사상 위치, 바람직하게는 모든 방사상 위치가 기판의 진동 진폭, 바람직하게는 기판의 기판 홀더 표면의 방향으로의 진동 진폭과 동일한 높이의 평면 상에 존재할 수 있게 제공된다. 즉, 기판은 기판 홀더 표면의 방향에서 특정 기판의 하방으로의 최대 편향이 발생하는 바람직하게 정의된 지점에서만 기판 홀더에 의해 지지된다. 기판 홀더 상에 배치된 특정 기판에 대해, 특히 접합 시 진동 동작이 미리 결정되거나, 진동 동작이 이전에 구현된 접합 공정의 접합 에러에 기초하여 결정된다. 또한, 접합되는 기판 스택의 진동 동작이 결정되는 것도 고려해 볼 수 있다. 지지 돌출부는 기판 홀더의 방향으로 각각의 진동 진폭으로 배치되어 있기 때문에, 기판의 지지를 특히 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 접합 결과도 더욱 향상된다. 지지 돌출부 또는 적어도 하나의 지지 돌출부가 수평방향으로 이동할 수 있는 경우, 기판 홀더는 특정 기판 또는 기판 스택의 접합 공정에 따라 유리하게 조정될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 접합하기 위한 접합 장치에 관한 것으로, 접합 장치는 본 발명에 따른 적어도 하나의 기판 홀더를 갖는다. 이 경우, 양측 기판 홀더가 또한 본 발명에 따른 기판 홀더일 수 있다. 특히 접합 시에, 결정적으로, 기판 중 하나가 본 발명에 따른 기판 홀더에 의해 유지되거나 지지된다. 이와 같이 하여, 접합 결과를 개선할 수 있다. 또한, 접합되는 2개의 기판 사이의 국부적인 왜곡을 줄일 수도 있다.
또한, 본 발명은 적어도 다음의 단계를 갖는 기판을 접합하기 위한 기판 홀더의 제조 방법에 관한 것이며, 다음의 단계는:
i) 기판 홀더를 제공하고,
ii) 제1 부착면으로 중앙 돌출부를 생성하고,
ⅲ) 제2 부착면으로 적어도 하나의 지지 돌출부를 생성하는 것이고,
여기서, 제1 부착면(mounting surface)은 제2 부착면보다 크다. 이러한 방식으로, 제조된 기판 홀더는 유리하게 중앙 돌출부의 더 큰 제1 부착면 상에 기판을 지지할 수 있다. 단계 ii)에서의 중앙 돌출부 및 단계 ⅲ)에서의 적어도 하나의 지지 돌출부의 생성은 서로 다른 방식으로 수행될 수 있다. 이 경우, 돌출부는 생성 후 기판 홀더 표면에 대해 상승 한다. 따라서, 중앙 돌출부 및 적어도 하나의 지지 돌출부는 기판 홀더 표면으로부터 돌출되어서, 기판이 제1 부착면 및 제2 부착면에 배치될 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판 홀더를 제조하는 방법은 다음 단계를 더 포함하여, 제공되며, 다음 단계는:
a) 기판의 진동 동작을 결정하고,
b) 접합 시의 기판의 기판 홀더 방향으로의 진동 진폭의 위치를 결정하는 것이고, 여기서, 단계 ⅲ)에서의 적어도 하나의 지지 돌출부의 생성은 단계 b)에 따라 결정된 위치 중 하나에서 수행된다. 이 경우, 복수의 지지 돌출부는 단계 b)에서 결정된 복수의 위치에서 수행될 수도 있다. 위치는 특히 반경방향으로의 위치이다. 단계 a)에서의 기판의 진동 동작의 결정은 제조될 기판 홀더 상에 배치될 제1 기판 및 추가 기판으로 이루어진 접합될 기판 스택의 전체 진동 동작도 또한 포함할 수 있다. 이 경우, 진동 동작은 바람직하게는 특정 기판 또는 접합될 기판 스택에 대한 이론적인 탄성 계산으로 결정된다. 따라서, 기판 홀더의 방향으로 진동 진폭이 발생하는 위치에 지지 돌출부를 생성하여, 접합 시에 제조되는 기판 스택에 의한 기판 또는 기판 스택에 대한 향상된 지지를 할 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판 홀더를 제조하는 방법은 다음 단계를 더 포함하여, 제공되며, 다음 단계는:
iv) 기판을 추가 기판과 접합하여 기판 스택을 형성하고;
v) 기판 스택의 접합 에러를 결정하고,
vi) 접합 에러에 기초하여 접합 중에 기판의 진동 진폭의 위치를 결정하고,
ⅶ) 단계 vi)에서 결정된 위치에서 적어도 하나의 지지 돌출부를 위치 설정하는 것이다.
단계 ⅶ)에서의 위치 설정은, 이 경우에는 특히, 지지 돌출부의 새로운 재배치와 지지 돌출부의 새로운 생성을 포함하며, 필요한 경우 새로 제공된 기판 홀더 상에도 새로운 지지 돌출부를 생성해야 한다. 이 경우의 접합 에러는 특히 기판과 추가 기판 사이의 국부적인 왜곡을 포함한다. 이러한 접합 에러는, 예를 들어, 전위 또는 변위의 벡터로서 결정될 수 있다. 접합 중에 발생하는 기판 또는 기판 스택의 실제 진동 동작은 특히 이에 기초하여 결정된다. 이 방법으로 결정된 기판 홀더 방향으로의 진동 진폭은 적어도 하나의 지지 돌출부 또는 다수의 지지 돌출부들의 위치 설정을 하기 위한 기초로서 사용된다. 이러한 위치는 바람직하게는 방사상 위치로서 결정된다. 부차적으로, 단계 iv) 내지 ⅶ)가 선택적으로 원하는 접합 결과를 얻을 때까지 반복수행될 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 기판 홀더는 접합 중에 기판 또는 기판 스택이 최적하게 지지가 되며, 이를 통해 접합 결과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 다음 단계를 갖는, 특히 본 발명에 따른 접합 장치를 사용하여 기판을 접합하는 방법에 관한 것이며, 다음 단계는:
i) 본 발명에 따른 기판 홀더 상에 기판을 제공하고,
ii) 추가 기판을 추가 기판 홀더에 제공하고,
ⅲ) 기판을 추가 기판과 접합하여 기판 스택을 형성하는 것이고, 여기서, 기판 및/또는 기판 스택은 단계 ⅲ)에서의 접합 중에 중앙 돌출부의 제1 부착면에 의해 지지된다. 기판은 단계 ⅲ)에서 접합 중에 기판 홀더 상에 배치되고, 따라서 중앙 돌출부의 제1 부착면 및 적어도 하나의 지지 돌출부/돌출부들의 제2 부착면/부착면들 상에 배치된다. 중앙 돌출부의 대형 제1 부착면은 접합 공정 동안 기판을 지지하고, 따라서 형성되는 기판 스택도 또한 지지한다. 이러한 방식으로, 향상된 접합 결과를 접합 방법을 수행하는 과정에서 달성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 접합 방법 중에, 제1 기판 및/또는 기판 스택이 단계 ⅲ)에서 접합하는 동안 기판 홀더의 방향으로 제1 기판의 진동 진폭의 위치에서 적어도 하나의 지지 돌출부에 의해 추가적으로 지지되는 것이 제공된다. 단계 ⅲ)에서 접합을 하는 동안, 적어도 하나의 지지 돌출부 또는 지지 돌출부들은 기판/기판 스택을 기판 홀더의 방향으로 최대 편향이 발생하는 위치에서 지지한다. 특히 바람직하게는, 복수의 지지 돌출부는 진동 진폭이 발생하는 모든 방사상 위치에서 기판 또는 기판 스택을 지지한다. 이런 방식으로 하면, 접합 결과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 기판 홀더 상의 돌출부의 위치가, 접합되는 기판 또는 생성되는 기판 스택의 진동 진폭이 발생하는 위치와 동일한 영역에 동일하게 배치되도록, 기판 홀더의 돌출부들, 즉 중앙 돌출부 및 지지 돌출부를 제조하는 것이다. 이 경우, 돌출부의 위치는 먼저 특정 기판에 대해 이론적으로 계산되거나 또는 다양한 위치에서 기판 스택의 진동 동작을 시뮬레이션할 수 있다. 발명에 따라 제조된 적어도 하나의 기판 홀더를 사용하여, 기판을 접합한 후, 순차적으로 접합 결과를 측정한다. 측정된 왜곡 또는 에러 벡터 필드를 기반으로, 필요에 따라, 돌출부의 위치도 조정하거나 최적화하여, 돌출부가 진폭 또는 최대 편향 영역에서만 접합하는 동안에 생성된 기판 스택을 지지하도록 할 수 있다. 이러한 방식으로 접합 결과를 개선하고, 기판 스택 내의 국부적인 왜곡을 최소화 할 수 있다.
이것은 공지된 설계를 기판 홀더에 사용할 수 있고, 약간의 비용으로 기판 홀더의 돌출부의 형상 및/또는 위치를 조정할 수 있는 이점이 있다. 대응하는 기판 홀더를 새롭게 제조할 필요가 있기는 하지만, 이러한 새로운 기판 홀더를 사용함으로써 매우 양호한 접합 결과를 얻을 수 있다. 특히, 국부적인 왜곡을 감소시킬 수 있다.
특히, 본원의 제안은 적어도 하나의 기판 홀더를 고정 기판이 명확하게 정의된 지점에 돌출부에 의해서만 지지되도록 구성되게 할 수 있다. 돌출부의 위치는 기판이 연속한 탄성 웨이브의 탄성 변형에 대한 진폭이 발생하는 곳에 돌출부 상의 지점 또는 영역에서 정확하게 위치하도록 선택된다. 따라서, 이러한 기판 홀더를 설계하기 위한, 이론적인 탄성 계산 및/또는 이동하는 탄성 웨이브의 측정이 수행된다.
진동(vibration)은 특히 시간에 따라 탄성이 있는 기판의 왜곡을 의미한다. 진동은 기판이 평판인 것으로 간주될 수 있도록 특정한 적어도 부분적으로 둥근 평판에 대한 이론적 탄성 미분 방정식 또는 미분 방정식 시스템의 해결책(solution) 이다.
웨이브(wave)는 특히 시간 및 위치에 따른 탄성적인 기판의 왜곡을 의미한다. 웨이브는 특히 적어도 부분적으로 둥근 평판에 대한 특정한 이론적 탄성 미분 방정식 또는 미분 방정식 시스템의 해결책이다. 따라서 웨이브는 진동과는 대조적으로 추가적으로 위치에 따라 변한다. 웨이브는 특히 웨이브 팩킷(packet)으로 공간적으로 이동할 수 있는 것이다.
아래의 기술에서는 진동과 웨이브의 구분을 더 이상하지 않는다. 기판 스택을 형성하기 위한 기판의 접합 과정에서 보상해야 할 현상은 진동 성격을 갖고, 웨이브 성격은 갖지 않을 것이다. 그러므로 아래의 기술에서는 오직 진동에 대해서만 기술 한다.
진동은 특히 감쇠되고, 다시 말해서, 진동의 진폭은 시간의 함수로 감소 된다. 일반적으로 진폭은 또한 위치의 함수로도 감소하고, 특히 둥근 기판의 중심에서 가장자리로 갈수록 감소한다.
구역/분절(zones/segments)
기판 홀더의 다른 구역 또는 분절에 대해서는 이미 다른 공개된 문헌에서 자세히 설명되어 있다. 그러나, 구역 또는 분절과 관련하여 본원에서 언급된 기판 홀더의 확장에 대해서는 개시했다.
기판 홀더(substrate holder)
기판 홀더의 다른 실시예는 본 섹션의 나머지 부분에서 기술된다.
제1 실시예에서, 기판 홀더는 구역을 갖는다. 다른 구역이 존재하지 않기 때문에, 이들은 또한 서로에 대해 분리될 필요는 없고, 돌출부는 기판에 대한 개별적인 지지 점이다. 상기 돌출부는 특히 바람직하게는 접합 공정 동안 기판의 진동의 진폭, 특히 기판 홀더의 방향으로 진동이 발생하는 지점에 정확히 구성될 수 있다.
제2 실시예에서, 기판 홀더는 구역 기판 홀더이다. 구역 기판 홀더는 기능적인 영역, 즉 구역을 가진 기판 홀더이다. 구역은 일반적으로 고정 역할을 하는 기능을 갖고 있다. 구역은 개별적으로 제어할 수 있기 때문에, 고정 동작은 특히 위치에 따라 개별적으로 제어할 수 있다.
기판 홀더는 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 4개, 보다 바람직하게는 적어도 6개, 가장 바람직하게는 적어도 8개, 최고 바람직하게는 적어도 12개의 구역을 갖는다.
구역은 대칭적으로 배치되어 있으며, 원형 분절로 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 방사 좌표계에서 n개 구역은 각도 좌표 라인을 따라 동일한 각도 범위에서 배치되는 것이 좋다. 그러면, 구역은 각도 좌표 라인을 따라 방사 좌표계에서 n-배 대칭성을 갖는다. 서로 다른 방사 좌표계에서는 다수의 각도 좌표 라인이 가능하다. 구역은 복수의 돌출부를 갖는 것이 좋다. 구역 기판 홀더는, 예를 들어, 공개 문헌 WO2017162272A1, WO2018028801A1 및 WO2019057286A1 에 기재되어 있다.
기판 홀더는 원칙적으로 임의의 원하는 재료로 제조될 수 있다. 특히, 기판 홀더는 복수의 재료로 제조된 복수의 구성요소로 구성된다. 그러나, 특히 유리한 것은 돌출부를 형성하는 구성요소에 다음의 재료 클래스 또는 재료들을 사용하는 것이다.
- 세라믹, 특히
- 합금, 특히
- 금속, 특히
실리콘 질화물로 제조된 본 발명에 따른 기판 홀더가 특히 양호한 결과를 나타낸다. 따라서, 돌출부의 재료로서 실리콘 질화물을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 질화물은 약 300GPa의 탄성률을 갖는다. 순수 티탄의 탄성률은 약 105GPa 이고, 공구강의 탄성률은 약 210~250GPa 이다. 돌출부는 가능한 한 높은 탄성 계수를 갖는 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 특히, 높은 탄성률을 갖는 재료는 일반적으로 비교적 높은 경도 값을 갖는다.
돌출부(elevations)
돌출부는 기판 홀더 표면으로부터 돌출하고, 제1 부착면 및 제2 부착면에 의해, 기판을 지지하고 국부적인 왜곡을 감소시키기 위한 베어링 면을 형성한다. 그러므로, 중앙 돌출부 및 지지 돌출부는 개선된 접합 결과를 제공하기 위해 충분히 정의된 지점에 배치된 돌출부이다.
일 실시예에서, 돌출부는 핀이며, 핀은 조립식 드릴 구멍 또는 나사산에 삽입되거나 나사 고정될 수 있다. 그 결과, 특히 돌출부의 위치를 변경하는 것이 가능하다.
다른 실시예에서, 돌출부는 절환가능한 요소, 특히 압전 소자이며, 그것은 전압에 의해 양호하게 정의된 높이로 변경할 수 있다. 이러한 결과로서, 특히 돌출부의 베어링 면의 위치를 동적(dynamic)으로 조정할 수 있다. 이러한 방식으로, 대응 기판의 수평으로, 또는 원활한 부착을 할 수 있다.
기판 홀더의 다른 실시예에서는, 기판 진폭을 지지하는 원하는 효과를 얻기위해 사용되는 돌출부 옆에 다른 기능을 수행하는 부가적인 돌출부가 위치한다. 아래의 기술에서는 이러한 부가적인 돌출부를 "추가 돌출부"로 지칭한다. 추가 돌출부는 정적인 상태에서 기판을 추가로 지지하기 위한 목적으로 사용될 수 있으며, 이는 돌출부 사이의 강력한 굽힘을 방지하거나 최소화하기 위한 것이다. 특히, 추가 돌출부는 돌출부처럼 직경이 크지 않은 베어링 면을 갖는다. 추가 돌출부는 진동하는 기판의 진폭을 흡수할 필요가 없으며, 지지 효과만 있으면 되므로, 추가 돌출부는 바람직하게는 그에 따라 좁게 치수화되어 구성될 수 있다. 추가 돌출부는 부가적인 베어링 면을 갖는다. 이러한 돌출부의 베어링 면과 함께, 추가 돌출부의 부가적인 베어링 면이 기판 홀더에 배치될 수 있는 기판에 대한 전체적인 부착면이나 전체적인 지지 면을 형성한다.
바람직한 실시예에 따르면, 추가적인 돌출부는 중앙 돌출부의 부착면 또는 그 직경의 1.0배 미만, 바람직하게는 0.8배 미만, 보다 바람직하게는 0.5배 미만, 가장 바람직하게는 0.1배 미만, 최고 바람직하게는 0.05배 미만이다.
특히 바람직한 실시예에서, 추가 돌출부는 돌출부와는 다른 재료로 제조된다. 예를 들어, 추가 돌출부는 인서트 매트의 일부로서 폴리머로부터 생성될 수 있다는 것이 고려될 수 있다. 이러한 인서트 매트는 돌출부에 대한 대응 리세스가 있는 기판 홀더에 간단히 설치되거나 삽입될 수 있다. 추가 돌출부가 있는 인서트 매트는 바람직하게는 주입 성형 부품이다. 폴리머는 반도체 재료와 비교하여 특히 낮은 오염 반응성을 갖는 이점이 있다.
제조 방법
기판 홀더를 제조하기 위한 제1 예시적인 방법이 하기에서 설명되며, 특히 다음의 단계를 포함한다.
기판 홀더를 제조하기 위한 예시적인 방법의 제1 방법 단계에서, 미리 결정된 기판 또는 기판 스택의 진동 파라미터, 특히 진폭이 위치 및/또는 시간의 함수로서 계산된다. 계산은 분석적으로, 바람직하게는 그러나 수치적으로, 특히 FEM 프로그램을 사용하여 수행된다. FEM 프로그램은 바람직하게는 설계 소프트웨어에 이미 포함되어 있고, 그 도움으로 기판 홀더가 또한 설계된다. 따라서, 제조되는 기판 홀더와 관련된 기판 또는 기판 스택의 이론적 탄성 계산이 특히 간단하고 효율적으로 실현될 수 있다. 기판의 진동 동작을 정확하게 파악하기 위해서는 초기 조건과 경계 조건을 알아야 한다. 특히 조건은 다음과 같은 조건이 필요하다.
- 기판 고정, 특히
- 환경 분위기, 특히
- 해결 수단, 특히
- 접합 핀의 접촉 압력
-노즐, 특히
- 노즐의 가스 압력
-시간적, 국소적인 공정.
기판 홀더를 제조하기 위한 예시적인 방법의 제2 방법 단계에서, 기판 홀더가 제조된다. 이 경우, 더 큰 부착면을 갖는 중앙 돌출부는, 바람직하게 기판 홀더에 배치될 수 있는 기판과 더불어, 부가적인 기판과의 초기 접촉이 이루어져야 할 위치에 생성된다. 특히, 이론적 탄성 계산에 따라 접합 공정 중에 탄성 진동의 진폭이 발생하는 위치에, 돌출부 특히 적어도 하나 이상의 지지 돌출부 또는 다수의 지지 돌출부들이 정확하게 위치하도록 주의한다.
기판 홀더를 제조하기 위한 예시적인 방법의 제3 방법 단계에서, 접합 공정은 제조된 기판 홀더를 사용하여 두 기판 사이에서 수행된다.
기판 홀더를 제조하기 위한 예시적인 방법의 부가적인 선택적 제4 방법 단계에서는, 대응하는 계측 시스템을 사용하여 접합 상태를 검사 한다. 특히, 계측 시스템은 최소 국소 지역 왜곡을 검출할 수 있어야 한다. 제조된 기판 홀더를 사용한 접합 결과는, 종래의 기판 홀더 또는 기준 기판 홀더를 사용한 경우보다 접합에서 에러가 적고 및/또는 작게 제공되며, 특히 돌출부가 제1 방법 단계에 따른 계산에 따라 분산되지 않는다. 조사 중에 왜곡이 검출되는 경우, 왜곡의 위치 및/또는 강도를 사용하여 제조된 기판 홀더, 특히 돌출부의 부착면의 위치, 및/또는 직경 또는 크기 등을 최적화하는 데 사용할 수 있다. 따라서 이상적인 경우, 경험적 측정 및 (재)이론적 탄성 계산을 결합하여 생성된 기판 홀더의 지속적인 개선을 달성한다. 이것을 기반으로, 제조된 기판 홀더를 조정하거나, 부가적인 기판 홀더가 제조될 수 있고, 이것은 돌출부, 특히 적어도 하나의 지지 돌출부의 개선된 배치 및 제4 방법 단계에 따라 결정된 최적화된 돌출부의 베어링 표면의 최적화된 크기를 가진다.
계측 시스템은 바람직하게는 간섭계(interferometer)이고, 보다 바람직하게는 전면과 후면을 동시에 측정 할 수 있는 간섭계이다. 측정된 에러가 원하는 값보다 크면, 시뮬레이션을 개선하기 위한 측정 데이터가 사용된다. 그 다음, 개선 공정이 제1 방법 단계에서 다시 시작된다. 제조 방법은 바람직하게는 유사하거나 동일한 설계로 이루어진 피 접합 기판을 사용하여 특정한 접합 공정에 대해 연속적으로 여러 번 수행된다.
접합 방법
특히, 본 발명에 따른 기판 홀더를 이용한 예시적인 접합 방법을 이하에 설명한다.
예시적인 접합 방법의 제1 방법 단계에서, 제1 기판은 제1, 특히 상부 기판 홀더에 로딩된다.
예시적인 접합 방법의 제2 방법 단계에서, 제2 기판은 제2, 특히 하부 기판 홀더에 로딩된다.
두 기판 홀더 모두가 본 발명에 따른 기판 홀더인 것이 고려될 수 있다. 그러나, 상부 기판은 특히 구부러진 후에 정렬되어 하부 기판 상에 제어된 방식으로떨어질 수 있도록 고정된다. 따라서, 상부 기판과 하부 기판이 접촉하는 과정에서 진동이 발생하므로, 바람직하게 하부 기판 홀더만이 본 발명에 따른 기판 홀더가 된다. 접촉에 의해 발생하는 진동은 하부 기판 홀더의 중앙 돌출부에 의해 감쇠된다. 이 경우, 중앙 돌출부의 제1 부착면은 더 작은 제2 부착면 영역의 적어도 하나의 지지 돌출부보다 더 큰 면적에서 기판을 지지한다.
예시적인 접합 방법의 제3 방법 단계에서는, 상부 기판이 하부 기판과 제어된 방식으로 접촉하게 된다. 제어된 방식이란, 특히 상부 기판이 하부 기판과 중앙 및 점적으로 접촉하기 위해 구부러지는 것을 의미한다. 접촉점은 바람직하게는 중앙 돌출부와 동일 평면 상에 있다. 또한, 하부 기판 홀더가 하부 기판을 구부리는 수단을 갖는 것도 고려해 볼 수 있다. 간단히 말해서, 하부 기판은 본 발명에 따른 하부 기판 홀더 상에 수평하게 놓여 있다고 가정한다.
또한, 제어된 방식이란 상부 기판이 중앙에서부터 가장자리로 단계적으로 해제(release)되는 것을 의미한다. 상부 기판이 계속하여 상부 기판 홀더에 부분적으로 고정되어 위치하는 경우에도 탄성 웨이브가 상부 기판 및/또는 하부 기판에 형성될 수 있다. 특히 두 기판 중 하나의 상태가 동적으로 변할 때마다 탄성 웨이브가 형성된다.
예시적인 접합 방법의 제4 방법 단계에서는, 상부 기판이 상부 기판 홀더로부터 완전히 분리되어 남아있게 된다. 특히, 이 상태에서 중력의 영향을 완전하게 받게된다. 이 방법 단계에서는, 상부 기판 및/또는 하부 기판에 탄성 웨이브가 형성되어, 접합 결과에 최대로 영향을 미치게 된다. 특히, 아직 서로 접촉하지 않은 기판 부분의 개별 부분이 기판 가장자리의 방향으로 진동할 뿐만 아니라, 적어도 이미 부분적으로 접합된 기판 스택 전체도 진동한다.
본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 세부사항은 바람직한 예시적인 실시예를 통한 다음의 설명으로부터 그리고 도면에 기초하여 알 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 기판 홀더의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에 따른 본 발명에 따른 기판 홀더를 측면도로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 홀더를 진동하는 기판 스택을 구비한 측면도로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a는 본 발명에 따른 기판 홀더의 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에 따른 본 발명에 따른 기판 홀더를 측면도로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 홀더를 진동하는 기판 스택을 구비한 측면도로 개략적으로 도시한 도면이다.
도면에서, 동일한 구성요소 또는 동일한 기능을 갖는 구성요소에는 동일한 참조 번호가 부여되었다.
기판 홀더, 돌출부(중앙 돌출부 및 지지 돌출부), 기판 스택, 진폭 또는 다른 특징부들은 모두 정확한 축척으로 도시되지 않았다. 특히, 변형된 기판의 돌출부 및 특별한 진폭은 도시를 용이하게 하고, 국부적인 왜곡을 감소시키는 원하는 효과에 대한 이해를 높이기 위해 수 배로 확대하여 도시했다.
특히, 본 발명을 이해하는데 사용되는 기판 홀더의 특징부만을 예시 했다. 특히, 여분의 특징들의 도시는 제외했다. 실제 기판 홀더는 일반적으로 더 많은 구성요소로 구성된다.
도 1a는 본 발명에 따른 기판 홀더(1)의 평면도이다. 중앙 돌출부는 지지 돌출부(2', 2") 형태의 돌출부보다 큰 중앙 돌출부 직경(d)을 갖는 중앙 돌출부(2)의 형태임을 알 수 있다. 접촉점은 (도시되지 않은) 2개의 기판(5, 5')에 대한 접합 공정을 처리하는 과정에서 최대 왜곡 및 진폭을 갖는 것이 실증적인 측정으로 나타났다. 이 경우, 놀랍게도, 중앙 돌출부의 제1 부착면이 지지 돌출부의 제2 부착면보다 크면, 매우 양호한 접합 결과를 얻을 수 있다는 것이 입증되었다. 예시로 제시된 기판 홀더(1)에서, 돌출부의 부착면, 즉 중앙 돌출부(2) 및 지지 돌출부(2', 2")의 부착면은 둥글다. 이 관점에서, 더 큰 중앙 돌출부의 직경(d)으로 인해, 각각의 경우에 중앙 돌출부(2)는 지지 돌출부의 직경(d', d")을 갖는 지지 돌출부(2', 2")의 제2 부착면보다 큰 제1 부착면을 갖는다.
복수의 지지 돌출부(2', 2")는 기판 홀더(1) 상에 분산 배치되어 있다. 이들은 특정한 상부 기판(5')이 특정한 하부 기판(5)에 상대적으로 접합될 때 진동 극대가 발생하는 위치, 즉 진폭이 정확히 발생하는 위치에 따라 기판 홀더 표면을 따라 배치된다(도 2 참조). 특히, 기판(5, 5')의 위치는 기판 홀더(1)와 관련하여 알려져 있다. 그 결과로, 지지 돌출부(2', 2")의 양호하게 정의된 위치를 명확하게 결정할 수 있게 한다.
비선호적인 실시예에서는, 기판(5, 5')이 정렬되는 레퍼런스(4)가 제공된다. 대부분의 경우, 하부 기판(5)만이 레퍼런스(4)에 대해 정렬되고, 상부 기판(5')은 하부 기판(5)에 대해 정렬된다. 레퍼런스(4)는 예를 들어 위치설정 핀일 수 있으며, 핀에 의해 기판, 특히 웨이퍼의 노치의 위치가 결정된다. 또한, 면은 기판, 특히 웨이퍼의 편평한 면을 위치시키는 면도 고려될 수 있다. 또한, 기판(5)이 위치가 결정되고 배향되는 정렬 마크도 고려될 수 있다. 대칭으로 배치된 8개의 고정 요소(3)도 볼 수 있다. 단순하게 보면, 이들은 돌출부(2, 2', 2") 사이에 진공을 발생시키는 진공 개구이다. 상이한 유형의 고정 요소를 사용하는 것도 마찬가지로 고려된다. 구역 기판 홀더의 경우, 각 구역 또는 각 분절은 적어도 하나의 고정 요소를 갖게 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 레퍼런스(4)를 생략하고, 하부 기판(5)의 정렬을 돌출부(2, 2', 2")와 직접적으로 관련하여 이루어진다. 하부 기판(5)은 본 발명에 따른 기판 홀더 상에 위치한다. 상부 기판(5')은 광학 정렬 시스템을 이용하여 하부 기판(5)에 상대적으로 위치하게 된다. 그 후, 상부 기판(5')은 바람직하게는 초기에는 중앙에서 하부 기판(5)에 가깝게 접근하고, 접촉 요소(도시되지 않음), 예를 들어 핀 또는 노즐의 유체 흐름이 상부 기판(5')을 구부린다. 특히 융합 접합에 대한 이러한 유형의 접촉 공정은 해당 분야의 당업자에게 공지되어 있는 것이어서, 여기서는 더 이상 자세히 설명하지 않는다.
도 1b는 중앙에 배치된 중앙 돌출부(2) 및 복수의 지지 돌출부(2', 2")를 갖는 본 발명에 따른 기판 홀더(1)의 측면도를 도시한다. 돌출부(2, 2', 2")는 각각의 경우에 직경(d, d', d")을 갖는다. 이 경우, 지지 돌출부의 직경은 반경방향 위치(x', x")를 따라 일정하거나 동일한 크기이다. 돌출부(2, 2', 2")는 일반적으로 다른 형태를 가질 수도 있다(여기에는 도시되지 않음). 더 큰 제1 부착면을 갖는 중앙 돌출부(2)는 예시된 실시예에서 둥근 기판 홀더 표면의 중앙에 위치하게 된다. 기판 홀더(1)의 중앙점 또는 중앙 돌출부(2)를 기준으로, 지지 돌출부(2', 2")는 특정 방사상 위치(x, x")에 배치된다. 지지 돌출부(2, 2")는 대칭적으로 분포된다. 이 경우, 지지 돌출부(2')는 방사상 위치(x')에 배치되고, 지지 돌출부(2")는 중심점에서 더 멀리 있는 더 먼 방사상 위치(x")에 배치된다. 지지 돌출부(2')의 각각의 제2 부착면, 지지 돌출부(2")의 각각의 제2 부착면은 예시된 실시예에서 더 작은 것이다. 따라서, 지지 돌출부의 부착면의 크기가 외향하여 감소하여서, 방사상 위치에 따라 감소한다.
지지 돌출부(2', 2")의 방사상 위치(x', x")는 이 경우, 기판 홀더의 방향으로 접합 중에 생성되는 탄성 진동의 최대 진동 위치와 동일한 평면이 되도록 배치된다. 이런 방식으로, 기판(5) 또는 기판 스택은, 예상되고 바람직하게 계산되고 측정되는 최대 진동이 발생하는 최대 진동의 진폭에서 접합하는 동안 지지될 수 있다. 지지 돌출부(2', 2")의 정확한 위치 및 수는 특히 실증적인 실험 및/또는 이론적인 진동 계산으로 결정된다.
도 2는 하부 기판(5)과 상부 기판(5')이 서로 접합되어 있는 본 발명에 따른 기판 홀더(1)의 측면도를 도시한다. 두 기판(5, 5')이 완전히 접촉한 직후의 상태를 도시했다. 상부 기판 홀더의 도시는 생략했다. 접합 공정을 기반으로 진동 공정이 생성되며, 특히 상부 기판(5')이 떨어질 수 있도록 도시했다. 특히 중앙에서 가장자리로 갈수록 감소하는 진폭을 과장하여 도시했다. 실제 진폭은 마이크로미터 내지 나노미터 범위에 있다. 그러나, 기판 홀더(1) 방향으로의 진폭은 돌출부(2, 2', 2")의 위치에서 발생한다는 것을 알 수 있을 것이다. 이 경우에, 가장 큰 진폭은 더 큰 제1 부착면을 갖는 중앙 돌출부(2)의 위치에서 기판 홀더의 방향으로 발생한다. 이러한 방식으로, 하부 기판(5) 또는 기판 스택이 유리하게 지지될 수 있고, 국부적인 왜곡을 최소화 할 수 있다. 지지 돌출부(2', 2")는 이 경우 마찬가지로 기판 홀더 방향으로 진동의 최대 편향이 발생하는 영역에 배치된다. 이러한 방식으로, 서로에 대한 제1 기판(5)과 제2 기판(5') 사이의 에러를 최소화 할 수 있다.
1
기판 홀더
2 돌출부, 중앙 돌출부
2', 2" 돌출부, 지지 돌출부
3 고정 요소
4 레퍼런스
5, 5' 기판
x', x" 방사상 위치
d 직경, 중앙 돌출부 직경
d', d" 직경, 지지 돌출부의 직경
6 부착면, 제1 부착면(중앙 돌출부)
6', 6" 부착면, 제2 부착면(지지 돌출부)
7 중심점
8 기판 홀더 표면
2 돌출부, 중앙 돌출부
2', 2" 돌출부, 지지 돌출부
3 고정 요소
4 레퍼런스
5, 5' 기판
x', x" 방사상 위치
d 직경, 중앙 돌출부 직경
d', d" 직경, 지지 돌출부의 직경
6 부착면, 제1 부착면(중앙 돌출부)
6', 6" 부착면, 제2 부착면(지지 돌출부)
7 중심점
8 기판 홀더 표면
Claims (15)
- 기판 홀더로서, 상기 기판 홀더는 적어도:
- 기판 홀더 표면(8);
- 제1 부착면(6)을 갖는 기판 홀더 표면(8), 특히 기판 홀더 표면(8) 상의 중앙에 배치된 중앙 돌출부(2); 및
- 제2 부착면(6', 6")을 갖는 기판 홀더 표면(8)에 배치된 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2");를 포함하며;
기판(5)은 중앙 돌출부(2)의 제1 부착면(6) 및 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")의 제2 부착면(6', 6") 상에 배치될 수 있는;
기판(5, 5')을 접합하기 위한, 특히 융합 접합 또는 하이브리드 접합을 위한 기판 홀더(1)에 있어서,
제1 부착면(6)은 제2 부착면(6', 6")보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1). - 제1항에 있어서, 기판 홀더(1)는 적어도 3개, 바람직하게는 적어도 4개, 가장 바람직하게는 8개 이상의 지지 돌출부(2', 2")를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 중앙 돌출부(2)의 제1 부착면(6)은 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")의 각각의 제2 부착면(6', 6")보다, 적어도 1.1배, 바람직하게는 적어도 1.2배, 보다 바람직하게는 적어도 1.5배, 가장 바람직하게는 적어도 2배, 최고 바람직하게는 적어도 3배 더 큰 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 돌출부(2)의 제1 부착면(6)이 원형 구조 인 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제2항에 있어서, 각각의 경우에, 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 3개, 가장 바람직하게는 적어도 4개 이상의 지지 돌출부(2', 2")가 중앙 돌출부(2)의 중심점(7) 주위의 방사상 위치(x', x")에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제5항에 있어서, 방사상 위치(x', x")에 배치된 지지 돌출부(2', 2")는 각각의 방사상 위치(x', x")에 의해 정의된 원을 따라 서로 동일한 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상 위치(x', x")에 배치된 각각의 지지 돌출부(2', 2")의 제2 부착면(6', 6")이 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 방사상 위치(x')의 지지 돌출부(2')의 각각의 제2 부착면(6')은 제2 방사상 위치(x")의 지지 돌출부(2")의 각각의 제2 부착면(6")보다 크고, 제1 방사상 위치(x')는 제2 방사상 위치(x")보다 중앙 돌출부(2)의 중심점(7)으로부터의 거리가 작은 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1).
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방사상 위치(x', x"), 바람직하게는 모든 방사상 위치(x', x")가 기판(5)의 진동 진폭, 바람직하게는 기판(5)의 기판 홀더 표면(8) 방향으로 진동 진폭과 동일한 높이인 것을 특징으로하는 기판 홀더(1).
- 기판(5, 5 ')을 접합하기 위한 접합 장치로서, 상기 접합 장치는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 기판 홀더(1)를 갖는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
- 기판(5, 5')을 접합하기 위한 기판 홀더(1)를 제조하기 위한 방법으로, 상기 방법은 적어도 다음의 단계:
i) 기판 홀더 표면(8)을 갖는 기판 홀더(1)를 제공하는 단계;
ii) 제1 부착면(6)을 갖는 중앙 돌출부(2)를 생성하는 단계;
ⅲ) 제2 부착면(6', 6")을 갖는 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")를 생성하는 단계;를 구비하는; 기판 홀더(1)를 제조하기 위한 방법에 있어서;
제1 부착면(6)은 제2 부착면(6', 6")보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1)를 제조하기 위한 방법. - 제11항에 있어서, 상기 방법은 부가적으로 다음의 단계:
a) 기판(5)의 진동 동작을 결정하는 단계; 및
b) 접합 중의 기판(5)의 기판 홀더(1) 방향으로의 진동 진폭의 위치를 결정하는 단계;를 구비하고,
단계 ⅲ)에서 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")의 생성은 단계 b)에 따라 결정된 위치 중 하나에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1)를 제조하기 위한 방법. - 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 방법은 다음의 단계:
iv) 기판(5)을 추가 기판(5')과 접합하여 기판 스택을 형성하는 단계;
v) 기판 스택의 접합 에러를 결정하는 단계;
vi) 접합 에러에 기반하여 접합 중에 기판(5)의 진동 진폭의 위치를 결정하는 단계; 및
ⅶ) 단계 vi)에서 결정된 위치에 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")를 배치하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더(1)를 제조하기 위한 방법. - 특히 제10항에 따른 접합 장치를 사용하여 기판(5, 5')을 접합하는 방법으로, 상기 방법은:
i) 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 기판 홀더(1) 상에 기판(5)을 제공하는 단계;
ii) 추가 기판(5')을 추가 기판 홀더에 제공하는 단계;
ⅲ) 기판(5)을 추가 기판(5')과 접합하여 기판 스택을 형성하는 단계;를 구비하고;
기판(5) 및/또는 기판 스택은 단계 ⅲ)에서 접합하는 동안 중앙 돌출부(2)의 제1 부착면(6)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제14항에 있어서, 제1 기판(5) 및/또는 기판 스택은 기판 홀더(1)의 방향으로 기판(5)의 진동 진폭의 위치에서 적어도 하나의 지지 돌출부(2', 2")에 의해 단계 ⅲ)에서 접합하는 동안 추가적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
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