TWI817543B - 基材接合設備、基材處理設備及其系統 - Google Patents

基材接合設備、基材處理設備及其系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI817543B
TWI817543B TW111121210A TW111121210A TWI817543B TW I817543 B TWI817543 B TW I817543B TW 111121210 A TW111121210 A TW 111121210A TW 111121210 A TW111121210 A TW 111121210A TW I817543 B TWI817543 B TW I817543B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
temperature
fluid
temperature control
conduit
Prior art date
Application number
TW111121210A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202310126A (zh
Inventor
陳翰德
鄧運楨
蔡承峯
許志成
張惠政
育佳 楊
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW202310126A publication Critical patent/TW202310126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI817543B publication Critical patent/TWI817543B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0438Apparatus for making assemblies not otherwise provided for, e.g. package constructions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/011Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016Soldering of electronic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261Processes for packaging MEMS devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P70/00Cleaning of wafers, substrates or parts of devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0431Apparatus for thermal treatment
    • H10P72/0434Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/06Apparatus for monitoring, sorting, marking, testing or measuring
    • H10P72/0602Temperature monitoring
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P74/00Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
    • H10P74/20Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by the properties tested or measured, e.g. structural or electrical properties
    • H10P74/203Structural properties, e.g. testing or measuring thicknesses, line widths, warpage, bond strengths or physical defects
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本揭露提供能夠偵測溫度與控制溫度的基材接合設備。基材接合設備包含流體冷卻模組與用於基材內之複數個區域(例如二或更多個區域)偵測溫度之感測器模組。根據本揭露,基材接合設備實現了基材中之溫度穩定。基材接合設備更藉由減少變形殘留物、減少在基材之邊緣上的氣泡、與縮減在基材內之非接合面積,來改善接合製程效能。

Description

基材接合設備、基材處理設備及其系統
本揭露之實施方式是有關於一種基材接合設備、基材處理設備及其系統。
本揭露之技術領域與基材接合相關。在微機電系統(MEMS)與微電子領域中,例如為了在真空腔室或氣控腔室內封裝結構,經常有接合基材的需求。直接接合、或熔融接合用於無額外中間層之基材接合製程。
依照本揭露的一些實施方式,基材處理設備包含電漿模組,其配置以將電漿施加至第一基材與第二基材;清洗模組,其配置以清洗第一基材與第二基材之一或多個表面;溫度控制模組,其配置以調整第一基材的第一溫度與第二基材的第二溫度,其中溫度控制模組至少包含一個用於輸送溫度控制流體的導管;以及接合模組,其配置以接合第一基材與第二基材,其中接合模組包含上座與下座, 其中上座包含用於在上座中輸送溫度控制流體之上座導管,且下座包含用於在下座中輸送溫度控制流體之下座導管。
依照本揭露的一些實施方式,基材接合設備包含上座,其配置以固定第一基材;下座,其配置以固定第二基材;上座導管,包含在上座中,用於在上座中輸送溫度控制流體;以及下座導管,包含在下座中,用於在下座中輸送另一溫度控制流體。
依照本揭露的一些實施方式,基材處理設備包含電漿模組,其配置以將電漿施加至第一基材與第二基材;清洗模組,其配置以清該第一基材與第二基材之一或多個表面;溫度控制模組,其配置以調整第一基材的第一溫度與該第二基材的第一溫度,其中溫度控制模組包含用於輸送溫度控制流體的導管;接合模組,配置以接合第一基材與第二基材,其中接合模組包含上座與下座,其中上座包含用於在上座中輸送溫度控制流體之上座導管,且下座包含用於在下座中輸送溫度控制流體之下座導管;第一組感測器,耦合至溫度控制模組,其中第一組感測器配置以偵測第一基材之第一區域的溫度與第一基材之第二區域的溫度;第二組感測器,其耦合至接合模組,其中第二組感測器配置以偵測第二基材之第三區域的溫度與第二基材之第四區域的溫度;第一流體移動裝置,其耦合至溫度控制模組;第二流體移動裝置,其耦合至接合模組;以及回饋電路,其可操作地耦合至第一組紅外線溫度計、第二組紅外線溫度計、第一流體控制馬達、與第二流體控制馬達,其中回 饋電路在操作中,配置以基於在溫度控制模組中控制溫度控制流體,以控制第一基材與第二基材之第一溫度,且配置基於在接合模組中控制溫度控制流體,以控制第一基材之第二溫度與第二基材之第二溫度。
110:下基材、基材
120:上基材、基材
125:接合之基材
130:第一載入埠
140:第二載入埠
150:機器手臂
160:對位台
170:電漿台、電漿模組
180:清洗台、清洗模組
190:溫度控制台、溫度控制模組
200:接合台、接合模組
205:溫度控制設備
210:基材溫度控制盤、基材支座
213:中央溫度控制區域、中央區域
215:外溫度控制區域、外區域
220:紅外線檢測器、紅外線感測器
230:流體冷卻系統
240:第一區域流體移動裝置、中央馬達
250:第二區域流體移動裝置、邊緣馬達
260:流體
262:第一區域導管
264:第二區域導管
270:回饋電路、回饋迴路電路、回饋迴路系統
300:螺旋路徑
310:流體入流管
320:流體出流管
330:最外螺旋點
340:中心點
400:螺旋路徑
410:最內螺旋點
420:最外螺旋點
600:基材支座
610:流體入流管
613:中央區域
615:外區域
620:流體出流管
630:最外螺旋點
640:中心點
700:螺旋路徑
800:螺旋路徑
810:最內螺旋點
820:最外螺旋點
B-B’:線
C-C’:線
D-D’:線
E-E’:線
IRcenter:紅外線感測器、中央紅外線感測器
IRedge:紅外線感測器、邊緣紅外線感測器
從以下詳細描述及附隨的圖,能最佳地瞭解本揭露的內容。要強調的是,根據業界的標準實務,各特徵並未依比例繪製並只用以圖示為目的。事實上,為了闡明討論的內容,各特徵的尺寸均可任意地增加或縮減。
圖1係繪示依照本揭露之一或多個實施方式之用於基材接合製程中之基材處理設備之模組的示意圖。
圖2係繪示依照本揭露之一或多個實施方式之用於溫度控制台中之溫度控制設備的示意圖。
圖3A係繪示基材溫度控制盤之中央區域的俯視圖。
圖3B係繪示沿圖3A之線B-B’剖切之基材溫度控制盤的橫截面圖。
圖3C係繪示沿圖3A之線C-C’剖切之基材溫度控制盤的橫截面圖。
圖4A係繪示基材溫度控制盤之外區域的俯視圖。
圖4B係繪示沿圖4A之線D-D’剖切之基材溫度控制盤的橫截面圖。
圖4C係繪示沿圖4A之線E-E’剖切之基材溫度控制盤的橫截面圖。
圖5係繪示依照本揭露之一實施方式之在用於接合下基材至上基材之接合台中之基材支座的側視圖。
圖6A係繪示基材支座之中央區域的俯視圖。
圖6B係繪示沿圖6A之線B-B’剖切之基材支座的橫截面圖。
圖6C係繪示沿圖6A之線C-C’剖切之基材支座的橫截面圖。
圖7A係繪示基材支座之外區域的俯視圖。
圖7B係繪示沿圖7A之線D-D’剖切之基材支座的橫截面圖。
圖7C係繪示沿圖7A之線E-E’剖切之基材支座的橫截面圖。
以下的揭露提供了許多不同實施方式或實施例,以實施所提供之標的的不同特徵。以下所描述之部件與安排的特定實施例係用以簡化本揭露。當然這些僅為實施例並且非以作為限制為目的。舉例而言,於下列描述中,第一特徵形成於第二特徵之上或上方,可包含第一特徵與第二特徵以直接接觸形成的實施方式,亦可包含額外特徵可能在第一特徵與第二特徵之間形成的實施方式,以使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸。除此之外,在本揭露的各類實施例中可能會重覆參考數字和/或字母。此重覆係以簡明為目的,其本身並非為了界定描述中的各實施方式和/或 配置間的關係。
此外,在此可能使用空間上的相對用語,諸如「在...之下(beneath)」、「在...下面(below)」、「較低(lower)」、「在...上面(above)」、「較高(upper)」與相似用語,以簡明描述如圖所示之一元件或特徵與另一(另一群)元件或特徵的關係之敘述。空間上的相對用語旨在包含裝置在使用或操作中除了圖上所描繪的定向之外的不同定向。設備可另外定向(旋轉90度或其他定向),且在此使用的空間關係敘述可同樣地依此解釋。除非特意地另外描述,用語例如「附著(attached)」、「固定(affixed)」、「連接(connected)」與「互相連接(interconnected)」表示一種關係,其中結構係透過中間結構以及可移動或剛性附接件或關係,直接地或非直接地固定或附著至另一個結構。
除非另有定義,在此使用之所有用語(包含技術與科學用語)與在本揭露所屬之技藝中之一般技能之其中之一普遍地理解的用語具有相同意義。還應理解的是,例如在普遍使用之字典中定義的用語,應當詮釋為具有與其在本揭露及相關技藝之文脈中之意義一致的意義,且不會被理想化或過度形式上地詮釋,除非在此明顯地定義。
現在將對本揭露之實施方式作詳細地標記,其實施例繪示於附圖中。在可能的情況下,在附圖與描述中使用相同的元件符號來表示相同或相似的部分。
熔融接合(也稱為直接接合)是一種在沒有中間層 的情況下連接表面的製程。製程包含當表面足夠地平坦、乾淨、與平滑時,在表面之間形成化學鍵。熔融接合在半導體製造產業中有許多應用,例如用於封裝MEMS(微機電系統)元件,例如加速度計、壓力感測器、陀螺儀,或用於製造半導體基材,例如絕緣層上矽(SOI)基材。其能夠形成對於各高效能微電子元件應用變得逐漸重要之非標準材料堆。隨著半導體產業在元件縮放方面面臨根本的挑戰,有更多動力探索替代材料與元件結構,且基材接合提供的靈活性可能影響許多有展望的新技術。例如,藉由基材接合形成之三維(3D)積體電路(IC)將使系統設計師有更大的機會優化電路效能且提升電路功能。藉由基材接合堆疊不同的半導體(例如砷化鎵與矽),促進光學與電子元件之單片整合。當藉由傳統的異質磊晶形成而具有高缺陷密度之替代的基材,例如藍寶石上矽,可藉由基材接合以更低的缺陷密度實現,並改善射頻電路的效能。基材接合亦有助於新穎元件結構的製造,例如具有改善效能與延展性的雙閘極金屬氧化物半導體電晶體。
值得注意的是,對於在介電層之間的熔融接合,表面受限於粗糙度的要求。低粗糙度有助於矽熔融接合。矽或矽氧化的熔融接合要求表面兼具高度地拋光與光滑。根據熔融接合的表面粗糙度要求,均方根(RMS)表面粗糙度數值必須減少至小於1奈米(1nm),通常低於兩個水分子的尺寸。在一些實施方式中,對於一般的親水性矽表面,均方根表面粗糙度小於約0.522奈米。
圖1係繪示依照一或多個本揭露的實施方式之在基材接合製程中有用之基材處理設備的示意圖。在圖1中,顯示了使用基材處理設備/系統取得下基材110與上基材120(例如矽晶圓)、處理下基材110與上基材120的表面、以及將下基材110與上基材120彼此接合的順序。
下基材110從前開式晶圓傳送盒(Front Opening Unified/Universal Pod,FOUP)攜帶並裝載至第一載入埠130。相似地,上基材120從FOUP攜帶並裝載至第二載入埠140。配置以在台之間搬運與轉移基材之機器手臂150,從第一載入埠130挑選下基材110,並將基材110放置在對位台160中,且亦從第二載入埠140挑選上基材120,並將基材120放置在對位台160中。在對位台160內之對位係概略的對位,且詳細/精密對位(例如微米或更小之量級)發生在接合製程前,且將隨後與在接合台200(或接合模組200)中之步驟一起解釋。機器手臂150接著將兩基材110、基材120放置在電漿台170(或電漿模組170)中,以利用電漿處理兩基材110、基材120的表面。在電漿台170中,電漿活化形成懸鍵(例如在基材表面的矽懸鍵)。
完成電漿處理後,機器手臂150將兩基材110、基材120轉移至清洗台180(或清洗模組180),以清洗基材的表面。使用流體以清洗基材110、基材120,且流體之實施例將隨後呈現(參照與圖2、圖4A、圖4B、與圖4C相關的描述)。一旦完成清洗製程,機器手臂150將兩 基材110、基材120轉移至溫度控制台190(或溫度控制模組190),以控制或保持兩基材110、基材120的溫度。溫度控制模組配置以調整下基材110的第一溫度與上基材120的第二溫度。溫度控制模組包含用於輸送溫度控制流體的導管。在一些例子中,流體可用以冷卻基材的溫度。控制兩基材110、基材120的溫度,以使得兩基材保持在實質上相同的溫度。完成溫度控制製程後,機器手臂150將兩基材110、基材120轉移至接合台200以接合兩基材110、基材120。在接合台200中將上基材120翻轉,且接合於下基材110之頂部上。例如,在包含上座與下座的接合模組中,上座固定上基材120且下座固定下基材110(例如使用真空)。在此製程中,將下基材110與上基材120對位,以使得接合製程考量在基材110、基材120中之分子的晶格方向。可使用攝影機以觀察兩基材上的圖案,以確保下基材110與上基材120之間的精確對位(例如在下基材110與上基材120之間沒有位移)。當完成基材接合製程時,機器手臂150轉移接合之基材125,並將基材125放回第一載入埠130中。
在一些實施方式中,每一個台可藉由使用個別的腔室來實施。例如,對位台160可利用對位腔室來實施,且電漿台170可利用電漿腔室來實施等等。然而,在其他實施方式中,每一個台不一定要在一個腔室中進行。例如,溫度控制台190可不必作為溫度控制腔室來實施,只要基材在被輸送至接合台200之前進行溫度控制功能即可。
在接合台200中,為了不產生圖案變形或扭曲,在進行接合之前在基材之間實施對位。當接合發生時,接合銷將上基材120壓向下基材110,以使得基材彼此接合。在接合製程中,可以採用各種基材接合方案,包含但不限於,氧化物熔融接合、混合熔融接合等等。在一些實施方式中,下基材110可為在頂部上具有氧化物層之結構基材。例如,在矽基材上,在矽基材上形成結構層,且在結構層上形成氧化物層。在結構層中應用前端(Front-end-of-line,FEOL)製程、中端(Middle-end-of-line,MEOL)製程、與後端(Back-end-of-line,BEOL)製程。前端製程是指直接在基材中建構IC(積體電路)之部件。為了使個別的裝置互相連接,利用名為金屬化的製程來進行後端製程步驟,在裝置之間設置金屬佈線。亦即,後端製程係積體電路製造的第二部分,其中利用佈線在基材之金屬化層上將個別的裝置(電晶體、電容、電阻等等)互相連接。在一些實施方式中,上基材120可係在頂部上具有氧化物層之覆蓋基材。例如,在矽基材上形成氧化物層。
氧化物熔融接合係將結構基材與覆蓋基材接合的製程。亦即,將結構基材的上氧化物層與覆蓋基材的上氧化物層接合。替代地,覆蓋基材可與另一覆蓋基材接合。亦即,如果下基材110係覆蓋基材,且上基材120係覆蓋基材,將下基材110的上氧化物層與上基材120的上氧化物層接合。
在一些實施方式中,結構基材可不具有形成在頂部上之氧化物層。例如在矽基材上,在矽基材上形成結構層,且不在結構層上形成之氧化物層。使用混合熔融接合,此類型之結構基材也使用混合熔融接合與其他相似類型之結構基材接合。在這混合熔融接合方案中,下基材110的結構層可與上基材120的結構層接合。
在本揭露的一或多個實施方式中,在溫度控制台190與接合台200進行溫度控制功能。在接合台200中之溫度控制方案將在隨後詳細解釋。
圖2係繪示依照本揭露之一或多個實施方式之在溫度控制台190中利用之溫度控制設備205的示意圖。如圖2所示,將下基材110放置在基材溫度控制盤210(或基材支座210)上。基材溫度控制盤210具有中央溫度控制區域213與接近中央溫度控制區域213之外圍的外溫度控制區域215。中央溫度控制區域213從第一區域導管262接收溫度控制流體,且外溫度控制區域215從第二區域導管264接收溫度控制流體。在全篇說明書中使用之用語「冷卻」,意旨廣泛地控制溫度。因此,用語「冷卻」將不一定意旨從高溫降至低溫。基材溫度控制盤210可被供應流體以控制溫度,且不一定意旨放置在基材溫度控制盤210上之基材的溫度會降低。例如依照本揭露之一些實施方式,在溫度控制盤上之基材的溫度將保持不變,或在其他實施方式中基材的溫度可以升高。
溫度控制設備205包含用於偵測基材110之溫度 的感測器。可使用適用於偵測基材之溫度的各種感測器,且在本揭露的一些實施方式中,使用紅外線(IR)感測器或檢測器以偵測基材110之溫度。紅外線感測器的一實施例包含紅外線溫度計,但可利用能夠偵測基材之溫度之其他合適的感測器。圖2顯示用於偵測基材110之溫度的兩區域。然而,可能有超過兩個區域之其他數量的區域。如所示,使用紅外線感測器IRcenter,以偵測在中央溫度控制區域213之基材110之溫度。使用另一紅外線感測器IRedge,以偵測在外溫度控制區域215之基材110之溫度。在其他實施方式中,例如在多區域方案中,可利用多個紅外線感測器在複數個區域偵測基材110之溫度。在進一步的實施方式中,可利用一或多個紅外線感測器在特定區域偵測基材的溫度,以例如改善溫度讀數的精確性。亦即,本揭露不限制每一個區域有一紅外線感測器。
在一或多個實施方式中,使用溫度控制設備205控制基材110的溫度可減少由基材110中之不等熱膨脹所誘發之基材110的變化。例如,矽的熱膨脹係數係2.5×10-6 K -1(在20℃時)。如果基材/晶粒的尺寸係30mm×40mm,且如果中央溫度控制區域213與外溫度控制區域215有1℃的溫度差,在基材之中央形成之晶粒與在基材之外圍形成之晶粒可有75nm×100nm的尺寸差,其中基材之外圍之溫度與基材之中央之溫度不同。此晶圓之尺寸與其他潛在性質的差異(例如力學性質與其他相似者)可能惡化接合變形,且產生覆蓋殘留物。
依照本揭露之一些實施方式,藉由使用溫度控制設備205減少基材110之溫度變化(例如保持整個基材的溫度均勻性),來解決前述的問題。依照在此論述之實施方式所達成的溫度控制可改善在基材中之接合波之傳播的控制,以在不同的晶格方向上達成等向性的楊氏模量與剪力模量。例如,可基於一或多個本揭露之實施方式的溫度控制方案,在矽表面之平面(100)達成等向性的楊氏模量與剪力模量。
回頭參照圖2,設置流體冷卻系統230,以控制基材110中之溫度變化。流體冷卻系統230可為溫度控制設備205的一部分,或可操作地連接至溫度控制設備205。在一或多個實施方式中,流體冷卻系統230包含用於控制流體流入或流出基材溫度控制盤210之第一區域流體移動裝置240(或在一實施方式中之中央馬達240)與第二區域流體移動裝置250(或在一實施方式中之邊緣馬達250)。流體透過耦合至接合模組中之座(例如上座與下座)之一或多個導管傳輸。在溫度控制模組中,一或多個導管耦合至基材支座,其中基材安裝在基材支座上。中央馬達240透過使用第一區域導管262傳輸之流體260來控制中央溫度控制區域213的溫度。如圖2所示,第一區域導管262耦合至基材溫度控制盤210與中央馬達240。邊緣馬達250透過使用第二區域導管264傳輸的流體260來控制外溫度控制區域215的溫度。第二區域導管264耦合至基材溫度控制盤210與邊緣馬達250。
在此,紅外線檢測器(或紅外線感測器)220,中央紅外線感測器IRcenter與邊緣紅外線感測器IRedge,分別偵測中央溫度控制區域213與外溫度控制區域215的溫度讀數。將來自每一個中央紅外線感測器IRcenter與邊緣紅外線感測器IRedge的溫度讀數訊號(例如第一區域溫度訊號與第二區域溫度訊號)傳送至回饋電路270或回饋迴路電路270(或用於閉迴路控制機構的回饋迴路系統)。回饋迴路電路270接收來自中央紅外線感測器IRcenter(例如第一感測器)之第一區域溫度訊號,且接收來自邊緣紅外線感測器IRedge(例如第二感測器)之第二區域溫度訊號。回饋迴路電路270藉由輸出流速控制訊號至第一區域流體移動裝置240與第二區域流體移動裝置250,來控制在第一區域導管262與第二區域導管264中之溫度控制流體的流動。回饋迴路電路270輸出流體溫度控制訊號,其係配置以依照第一區域溫度訊號與第二區域溫度訊號控制在第一區域導管262與第二區域導管264中之溫度控制流體的溫度。
亦即,在一或多個實施方式中,回饋迴路電路270接收來自紅外線感測器220的溫度讀數、從中央馬達240與邊緣馬達250供應之流體的流速、來自紅外線感測器之每一個區域之溫度變化的速率、與其他相似者。在來自紅外線感測器220之溫度讀數結果與其他讀數被發送至回饋迴路電路270之後,回饋迴路電路270發送配置以控制由中央馬達240、邊緣馬達250所提供之流體260的流體流 速的控制訊號,例如流體流速控制訊號,且發送配置以控制由中央馬達240、邊緣馬達250所提供之流體260的溫度的流體溫度控制訊號。在一實施方式中,基材的溫度的目標是保持在室溫。例如,基材的溫度可設定在約23℃。然而,在其他實施方式中,基材的溫度可設定在更適合將兩基材110、基材120接合在一起的不同溫度。
舉例而言,如果中央區域213的溫度高於外區域215的溫度,回饋迴路電路270將進行控制,以使得冷卻流體的流速增加,從而冷卻具有較高溫度的中央區域213。附加地或替代地,可控制冷卻流體的溫度,以降低具有較高溫度之區域的溫度。對於具有較低溫度的區域,回饋迴路電路270可進行與如上論述相反的操作。本揭露之一或多個實施方式利用基材溫度控制盤210,以確保上基材120與下基材110在轉移至接合台200之前具有實質相同的溫度。
在一些上基材120與下基材110的溫度實質上相同的例子中,可停止供應流體,以保持在上基材120與下基材110之間沒有溫度差。在其他例子中,當上基材120與下基材110的溫度實質上相同時,供應之流體的溫度可保持在相同水平,以幫助上基材與下基材維持在實質上相同的溫度。在進一步的例子中,當上基材120與下基材110的溫度實質上相同時,供應之流體的溫度可保持在相同水平,且不停地繼續流動,以保持上基材與下基材在實質上相同的溫度。對於熟習此技藝者,明顯地可依照在此提供 之論述,單獨地或組合地利用各種流體控制方案與流體溫度控制方案。
在一或多個實施方式中,基材溫度控制盤210的溫度控制方案不只維持基材(例如下基材110或上基材120)中之溫度的均勻性,且確保在下基材110與上基材120之間的溫度差係最小的,以使得基材110、基材120具有實質上相同的溫度。
接合模組包含如圖2所示之用於溫度控制模組的相似部件與相似配置。例如,接合模組之上座包含用於在上座中輸送溫度控制流體的上座導管,且下座包含用於在下座中輸送溫度控制流體的下座導管。
上座流體移動裝置(例如與在溫度控制模組中提供流體之馬達相似者)與上座導管有流體連通。此外,下座流體移動裝置與下座導管有流體連通。
接合模組包含回饋電路,可操作地耦合至第一感測器(例如位於基材之中央的紅外線感測器)、第二感測器(例如位於基材之邊緣的紅外線感測器)、上座流體移動裝置、與下座流體移動裝置。第一感測器配置以基於第一區域(例如基材之中央區域)中之第一基材之溫度來感測第一溫度讀數訊號,且第二感測器配置以基於第二區域(例如基材之外區域)中之第一基材之溫度來感測第二溫度讀數訊號。
回饋電路配置以接收來自第一基材之第一區域與第二區域之溫度讀數訊號。溫度讀數訊號包含第一溫度讀數訊號與第二溫度讀數訊號。
回饋電路配置以依照溫度讀數訊號輸出流速控制訊號,配置以控制在上座流體移動裝置與下座流體移動裝置中之溫度控制流體之流速,且依照溫度讀數訊號輸出流體溫度控制訊號,配置以控制在上座流體移動裝置與下座流體移動裝置中之溫度控制流體之溫度。
圖3A、圖3B、與圖3C係依照本揭露之一實施方式之用於基材溫度控制盤之中央區域的流體冷卻配置。圖3A係基材溫度控制盤之中央區域的俯視圖。圖3B係沿圖3A的線B-B’剖切之基材溫度控制盤之橫截面圖。圖3C係沿圖3A的線C-C’剖切之基材溫度控制盤之橫截面圖。在一些實施方式中,在此所描述之與圖3A、圖3B、與圖3C相關之配置亦可應用於上座與下座之配置。然而,在其他實施方式中,在此所描述之與圖3A、圖3B、與圖3C相關之配置可應用於在上座與下座之間之其中之一者的配置。依照溫度感測器與流體控制機構之不同配置,其他座可具有不同的溫度控制機構。此變化可同樣地應用於在圖4A至圖7C中描述之其他實施方式。
在圖3A中,流體入流管310與流體出流管320耦合至基材溫度控制盤210。當供給流體260進入中央區域213時,可沿中央區域213之螺旋路徑300供給流體260。如所示,流體入流管310從螺旋路徑300之最外螺旋點330供給流體260,且在流體260於中央區域213中循環之後,流體260透過連接至基材溫度控制盤210之中心點340(或一些接近中心的點)的流體出流管320離開。 此螺旋路徑配置僅作為示例,且可利用其它合適的路徑配置,例如彎曲的或矩形的,以有效率地控制與保持放置在基材溫度控制盤210上之基材的溫度。此外,流體260的方向不一定須要從最外區進入與從中心區離開。亦即,流體260的方向可從中心區供給,且在循環之後在最外區離開。流體260的相反流動方向不一定影響溫度控制效率,且熟習此技藝者將輕易地構思其他變化或配置。
利用以控制溫度之流體260可包含去離子水(DIW)。流體260之進一步實施例包含具有丙二醇的95%去離子水與具有乙二醇的95%去離子水。除此之外,可添加抗氧化劑或丙三醇至上述的實施例。亦即,可使用添加抗氧化劑或丙三醇之去離子水、添加抗氧化劑或丙三醇之具有丙二醇之95%去離子水、以及添加抗氧化劑或丙三醇之具有乙二醇之95%去離子水,作為供給至基材溫度控制盤210的流體260。
在一些實施方式中,基於從紅外線感測器220接收的溫度讀數訊號,回饋迴路電路270可藉由供給流速控制訊號至中央馬達240(在外區域215被控制的情況下為邊緣馬達250),來控制流體流動速率。例如,根據流速控制訊號,流體流動速率可在約15L/min(公升/分鐘)至約50L/min的範圍內變化。
回饋迴路電路270控制中央馬達240、邊緣馬達250,以將基材溫度控制盤210之溫度調節在約15℃至約65℃,其為接合溫度的範圍(亦即基材溫度控制盤210具 有將溫度設定在此範圍的能力)。在一些例子中,溫度可從接合溫度設定點(例如約15℃至約65℃)變化約±5℃。
雖然未顯示,上基材120可放置在類似的基材溫度控制盤210上。在溫度控制台190中,使用真空將上基材120與下基材110固定至基材溫度控制盤210。
圖4A、圖4B、與圖4C係依照本揭露的一實施方式之用於基材溫度控制盤之外區域的流體冷卻配置。圖4A係基材溫度控制盤之外區域的俯視圖。圖4B係沿圖4A的線D-D’剖切之基材溫度控制盤之橫截面圖。圖4C係沿圖4A的線E-E’剖切之基材溫度控制盤之橫截面圖。在一或多個實施方式中,在此所描述之與圖4A、圖4B、與圖4C相關之配置亦可應用於上座與下座之配置。
在圖4A中,當供給流體260進入外區域215時,可沿著外區域215之螺旋路徑400供給流體260。如所示,流體入流管310從最內螺旋點410供給流體260,且在流體260在外區域215中循環之後,流體260透過連接至基材溫度控制盤210之最外螺旋點420的流體出流管320離開。流體260的方向不一定須要從外區域215的最內區進入與從外區域215的最外區離開。亦即,流體260的方向可從外區域215的最外區供給,且在循環之後在外區域215的最內區離開。例如圖4A所示之流體260的相反流動方向不一定影響在外區域215中的溫度控制效率。
圖5係依照本揭露之一實施方式之在接合台中之用於接合下基材與上基材之基材支座的側視圖。對於熟習 此技藝者顯而易見的是,基材支座之配置可用於固定下基材,且作為下座。在一些實施方式中,在此所描述之與圖5相關之基材支座相同的配置亦可用於上基材,且作為上座。
回頭參照圖1,依照一些實施方式,溫度控制也可以在接合台200與溫度控制台190中進行。在前述之溫度控制台190中,基材溫度控制盤210確保下基材110與上基材120在轉移至接合台200之前具有實質上相同的溫度。亦即,除了避免中央區域213與外區域215或特定基材之間之溫度差所造成的應力之外,也有益於使基材110、基材120具有實質上相同的溫度,或使基材110與基材120之間的溫度差在可接受的臨界值內。例如,基材的溫度差可低於1℃。然而,對於溫度差,可接受的臨界值不受限於前述的範圍。
在這方面,在轉移入接合台200的過程中,或在接合台200中之基材110與基材120之接合期間,基材110與基材120的溫度可能改變。因此,依照本揭露,基材支座600(亦可稱為「座」;進一步如前所述,如果用來支撐上基材,其可稱為「上座」,且如果用來支撐下基材,其可稱為「下座」)在基材支座600中提供溫度控制功能。例如,在接合製程期間,基材支座600藉由使用與在溫度控制台190中使用之相似之流體260(例如冷卻水),來控制基材110的溫度。依照本揭露,藉由在接合台200期間控制基材的溫度,基材支座600避免上基材與下基材具有 不同的縮放值與誘發變形。
圖6A、圖6B、與圖6C係依照本揭露之一實施方式之用於基材接合設備中之基材支座(或座)之中央區域的流體冷卻配置。圖6A係基材支座之中央區域的俯視圖。圖6B係沿圖6A的線B-B’剖切之基材支座之橫截面圖。圖6C係沿圖6A的線C-C’剖切之基材支座之橫截面圖。在一或多個實施方式中,基材溫度控制盤210與基材支座600可具有實質上相似之利用流體流動控制基材之溫度的配置。在一些實施方式中,在此與圖6A、圖6B、與圖6C相關之描述之配置亦可應用於上座與下座之配置。
在圖6A中,流體入流管610(或第一座導管)與流體出流管620(或第二座導管)耦合至基材支座600。當供給流體260進入中央區域613時,可沿著在中央區域613中之螺旋路徑700供給流體260。如所示,流體入流管610從螺旋路徑700之最外螺旋點630供給流體260,且在流體260在中央區域613中循環之後,流體260透過連接至基材支座600之中心點640(或接近中心的一些點)的流體出流管620離開。此螺旋路徑配置僅作為示例,且可利用其它合適的路徑配置,以有效率地控制或保持放置在基材支座600上之基材的溫度。此外,流體260的方向不一定須要從最外區進入與從中心區離開。亦即,流體260的方向可從中心區供給,且在循環之後在最外區離開。流體260的相反流體方向不一定影響溫度控制效率,且熟習此技藝者將輕易地構思其他變化或配置。
用於控制溫度之流體260實質上與用於基材溫度控制盤210的流體相似。
此外,基材支座600可具有與如圖2所述之相似之用於控制溫度的回饋迴路電路實質上相同的配置。因此,依照本揭露,紅外線感測器220、中央馬達240、與邊緣馬達250可用於基材支座600。為避免多餘的說明,將以圖2作為參考。
在接合台200中,基於從紅外線感測器220接收之溫度讀數訊號,回饋迴路電路270可藉由供給流速控制訊號至中央馬達240(在外區域615被控制的情況下為邊緣馬達250),來控制流體流動速率。例如,基於流速控制訊號,流體流動速率可在約15L/min(公升/分鐘)至約30L/min。在接合台中之最大流體流動速率實質上低於在溫度控制台190之基材溫度控制盤210中之流體流動速率。在兩基材110、基材120之接合期間,基材在某種程度上接合,以使得晶格方向匹配。因此,高於30L/min之流體速率由於高流體流速可能誘發震動,且阻礙兩基材110、基材120之接合。
雖未顯示,上基材120可放置在相似之基材支座600上。亦即,放置在上座或上基材支座之上基材120與放置在下座或下基材支座之下基材110將在接合台中結合,且在接合台200中可使用真空,以固定上基材120與下基材110至每一個基材支座。
圖7A、圖7B、與圖7C係依照本揭露之一實施 方式之用於基材支座之外區域的流體冷卻配置。圖7A係基材支座之外區域的俯視圖。圖7B係沿圖7A的線D-D’剖切之基材支座之橫截面圖。圖7C係沿圖7A的線E-E’剖切之基材支座之橫截面圖。在一些實施方式中,在此與圖7A、圖7B、與圖7C相關之描述之配置亦可應用於上座與下座之配置。
在圖7A中,當供給流體260進入外區域615時,可沿著外區域615之螺旋路徑800供給流體260。如所示,流體入流管610從螺旋路徑800之最內螺旋點810供給流體260,且在流體260在外區域615中循環之後,流體260透過連接至基材支座600之最外螺旋點820的流體出流管620離開。流體260的方向不一定須要從外區域615的最內區進入與從外區域615的最外區離開。亦即流體260的方向可從外區域615的最外區供給,且在循環之後在外區域615的最內區離開。例如,在與圖7A所示之流體260的相反流動方向不一定影響外區域615的溫度控制效率。
依照本揭露之一些實施方式,提供一種獨特機台,其可設計以主動地控制在基材接合製程之不同台(例如溫度控制台190與接合台200)之基材環境。本揭露提供一種能夠偵測溫度與控制溫度之基材接合設備。在基材接合設備之溫度控制台190中,利用基材溫度控制盤210,以監控與控制處理中之基材的溫度。在基材接合設備之接合台200中,利用基材支座600監控與控制處理中之基材的 溫度。基材溫度控制盤210與基材支座600皆包含流體控制模組與用於偵測在基材內之複數個區域(例如二或更多個區域)的感測器模組。依照本揭露之基材接合設備達成在基材中之溫度穩定。基材接合設備更藉由減少變形殘留物、減少在基材之邊緣上的氣泡、與縮減在基材中之非接合面積,改善接合製程效能。
在一些實施方式中,在溫度控制台中之基材上具有複數個區域。每一個區域之設定點可設置在不同位置,以確保在基材上均勻地測量溫度。藉此,本揭露之實施方式藉由在熔融接合機中控制基材溫度,以在基材熔融接合期間改善基材變形、在基材熔融接合中避免氣泡缺陷、且在基材熔融接合中改善批次穩定度。本揭露之技術效益不受限於如上所列之論述,且依照在此所提供之詳細論述,熟習此技藝者可輕易地理解進一步之技術效益。
本揭露之實施方式可應用之技術領域包含基材熔融接合、氧化物-氧化物接合、混合接合、親水性接合、與疏水性接合。然而,這些實施例非作為限制,且熟習此技藝者可輕易地理解其他可應用的技術領域。
依照本揭露的一些實施方式,基材處理設備包含電漿模組,其配置以將電漿施加至第一基材與第二基材;清洗模組,其配置以清洗第一基材與第二基材之一或多個表面;溫度控制模組,其配置以調整第一基材的第一溫度與第二基材的第二溫度,其中溫度控制模組至少包含一個用於輸送溫度控制流體的導管;以及接合模組,其配置以接 合第一基材與第二基材,其中接合模組包含上座與下座,其中上座包含用於在上座中輸送溫度控制流體之上座導管,且下座包含用於在下座中輸送溫度控制流體之下座導管。在一些實施方式中,溫度控制模組更包含第一感測器,其用於偵測該第一基材之第一區域的溫度;以及一第二感測器,其用於偵測該第一基材之一第二區域的一溫度,其中該第一區域鄰近該第二區域。在一些實施方式中,溫度控制模組更包含基材支座,其包含用於輸送溫度控制流體至第一區域之第一區域導管與用於輸送溫度控制流體至第二區域之第二區域導管;第一區域流體移動裝置,其與第一區域導管流體連通;以及第二區域流體移動裝置,其與第二區域導管流體連通。在一些實施方式中,溫度控制模組更包含回饋電路,其可操作地耦合至第一感測器、第二感測器、第一區域流體移動裝置、與第二區域流體移動裝置,其中回饋電路在操作中配置以從第一感測器接收第一區域溫度訊號,且從第二感測器接收第二區域溫度訊號,並藉由輸出流速控制訊號到第一區域流體移動裝置與第二區域流體移動裝置之至少其中一者,以控制在第一區域導管與第二區域導管中之至少其中一者中之溫度控制流體的流動。在一些實施方式中,回饋電路更配置以基於第一區域溫度訊號與第二區域溫度訊號之至少其中一者,輸出流體溫度控制訊號,流體溫度控制訊號配置以控制在第一區域導管與第二區域導管之至少其中一者中之溫度控制流體的溫度。在一些實施方式中,接合模組更包含上座流體移動裝置, 與該上座流體連通;下座流體移動裝置,與下座流體連通;以及回饋電路,可操作地耦合至第一感測器、第二感測器、上座流體移動裝置、與下座流體移動裝置。其中回饋電路配置以從第一基材之第一區域與該第二區域接收複數個溫度讀數訊號,其中溫度讀數訊號包含第一溫度讀數訊號與第二溫度讀數訊號;基於溫度讀數訊號,輸出流速控制訊號,流速控制訊號配置以控制在上座流體移動裝置與下座流體移動裝置之至少其中一者中之溫度控制流體的流速;以及基於溫度讀數訊號,輸出流體溫度控制訊號,流體溫度控制訊號配置以控制在上座流體移動裝置與下座流體移動裝置之至少其中一者中之溫度控制流體的溫度。
依照本揭露的一些實施方式,基材接合設備包含上座,其配置以固定第一基材;下座,其配置以固定第二基材;上座導管,包含在上座中,用於在上座中輸送溫度控制流體;以及下座導管,包含在下座中,用於在下座中輸送另一溫度控制流體。在一些實施方式中,接合設備更包含第三感測器,其用於偵測第二基材之第三區域的溫度;以及第四感測器,其用於偵測第二基材之第四區域的溫度。在一些實施方式中,上座導管包含第一區域導管與第二區域導管,且下座導管包含第三區域導管與第四區域導管。在一些實施方式中,接合設備更包含第一區域流體移動裝置,其與第一區域導管流體連通;第二區域流體移動裝置,其與第二區域導管流體連通;第三區域流體移動裝置,其與第三區域導管流體連通;以及第四區域流體移動裝置, 其與第四區域導管流體連通。在一些實施方式中,接合設備更包含回饋電路,其可操作地耦合至第一感測器至該四感測器與第一區域流體移動裝置至第四區域流體移動裝置。其中回饋電路在操作上配置以從第一感測器接收第一區域溫度訊號;從第二感測器接收第二區域溫度訊號;從第三感測器接收第三區域溫度訊號;從第四感測器接收第四區域溫度訊號;基於第一區域溫度訊號與第二區域溫度訊號之至少其中一者,藉由輸出流速控制訊號到第一區域流體移動裝置與第二區域流體移動裝置之至少其中一者,以控制在第一區域導管與第二區域導管之至少其中一者中之溫度控制流體的流動;以及基於第三區域溫度訊號與第四區域溫度訊號之至少其中一者,藉由輸出另一流速控制訊號到第三區域流體移動裝置與第四區域流體移動裝置之至少其中一者,以控制在第三區域導管與第四區域導管之至少其中一者中之另一溫度控制流體的流動。在一些實施方式中,回饋電路更配置以基於第一區域溫度訊號與第二區域溫度訊號之至少其中一者,輸出流體溫度控制訊號,其中流體溫度控制訊號配置以控制在第一區域導管與第二區域導管中之至少其中一者中之溫度控制流體的溫度;基於第三區域溫度訊號與第四區域溫度訊號之至少其中一者,輸出另一流體溫度控制訊號,其中另一流體溫度控制訊號配置以控制在第三區域導管與第四區域導管中之至少其中一者之另一溫度控制流體的溫度。
依照本揭露的一些實施方式,基材處理設備包含電 漿模組,其配置以將電漿施加至第一基材與第二基材;清洗模組,其配置以清該第一基材與第二基材之一或多個表面;溫度控制模組,其配置以調整第一基材的第一溫度與該第二基材的第一溫度,其中溫度控制模組包含用於輸送溫度控制流體的導管;接合模組,配置以接合第一基材與第二基材,其中接合模組包含上座與下座,其中上座包含用於在上座中輸送溫度控制流體之上座導管,且下座包含用於在下座中輸送溫度控制流體之下座導管;第一組感測器,耦合至溫度控制模組,其中第一組感測器配置以偵測第一基材之第一區域的溫度與第一基材之第二區域的溫度;第二組感測器,其耦合至接合模組,其中第二組感測器配置以偵測第二基材之第三區域的溫度與第二基材之第四區域的溫度;第一流體移動裝置,其耦合至溫度控制模組;第二流體移動裝置,其耦合至接合模組;以及回饋電路,其可操作地耦合至第一組紅外線溫度計、第二組紅外線溫度計、第一流體控制馬達、與第二流體控制馬達,其中回饋電路在操作中,配置以基於在溫度控制模組中控制溫度控制流體,以控制第一基材與第二基材之第一溫度,且配置基於在接合模組中控制溫度控制流體,以控制第一基材之第二溫度與第二基材之第二溫度。在一些實施方式中,溫度控制模組更包含基材支座,其包含用於輸送溫度控制流體至第一區域之第一區域導管與用於輸送溫度控制流體至第二區域之第二區域導管;且其中第一流體移動裝置與第一區域導管以及第二區域導管流體連通;且其中第二流 體移動裝置與上座導管以及下座導管流體連通。在一些實施方式中,回饋電路在操作中配置以從第一組感測器接收複數個第一區域溫度訊號,且從第二組感測器接收複數個第二區域溫度訊號;藉由輸出流速控制訊號至第一流體移動裝置,以控制在第一區域導管與第二區域導管中之其中至少一者中之溫度控制流體的流動;以及藉由輸出另一流速控制訊號至第二流體移動裝置,以控制在上座導管與下座導管中之其中至少一者中之溫度控制流體的流動。在一些實施方式中,回饋電路在操作中配置以從第一組感測器接收複數個第一區域溫度訊號,包含基於第一組感測器,從第一基材之第一區域該第二區域接收複數個溫度讀數訊號,其中溫度讀數訊號包含第一溫度讀數訊號與第二溫度讀數訊號,其中第一溫度讀數訊號係基於第一區域的溫度,且第二溫度讀數訊號係基於第二區域的溫度;以及基於第一溫度讀數訊號與第二溫度讀數訊號之間之差異,輸出第一流速控制訊號配置以控制在第一流體移動裝置中之溫度控制流體的流速,以在第一基材之第一區域與第二區域之間保持相同或實質上相同的溫度。在一些實施方式中,回饋電路在操作中配置以從第二組感測器接收複數個第二區域溫度訊號,包含基於第二組感測器,從第二基材之第三區域與第四區域接收複數個溫度讀數訊號,其中溫度讀數訊號包含第三溫度讀數訊號與第四溫度讀數訊號,其中第三溫度讀數訊號係基於第三區域的溫度,且第四溫度讀數訊號係基於第四區域的溫度;以及基於在第三溫度讀數訊 號與第四溫度讀數訊號之間之差異,輸出第二流速控制訊號配置以控制在第二流體移動裝置中之溫度控制流體的流速,以在第二基材之第三區域與第四區域之間保持相同或實質上相同的溫度。在一些實施方式中,回饋電路在操作中配置以基於在第一溫度讀數訊號與第二溫度讀數訊號之間之差異,輸出第一流體溫度控制訊號,第一流體溫度控制訊號配置以控制在第一流體移動裝置中之溫度控制流體的溫度,以在第一基材之第一區域與第二區域之間保持相同或實質上相同的溫度。在一些實施方式中,回饋電路更配置以基於在第三溫度讀數訊號與第四溫度讀數訊號之間之差異,輸出第二流體溫度控制訊號,其中第二流體溫度控制訊號配置以控制在第二流體移動裝置中之溫度控制流體的溫度,以在第二基材該第三區域與第四區域之間保持相同或實質上相同的溫度。
先前的揭露已概要說明了數個實施方式的特徵,因此熟習此技藝者可更加了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應當理解到其可輕易地利用本揭露做為基礎,來設計或修正其他製程與結構,以實現與在此介紹之實施方式或實施例相同的目的和/或達成相同的優勢。熟習此技藝者也應當理解,這樣等效架構並未脫離本揭露之精神和範疇,並且熟習此技藝者可在不脫離本揭露之精神和範疇下於此進行各類的更動、取代與修改。
110:下基材、基材
205:溫度控制設備
210:基材溫度控制盤、基材支座
213:中央溫度控制區域、中央區域
215:外溫度控制區域、外區域
220:紅外線檢測器、紅外線感測器
230:流體冷卻系統
240:第一區域流體移動裝置、中央馬達
250:第二區域流體移動裝置、邊緣馬達
260:流體
262:第一區域導管
264:第二區域導管
270:回饋電路、回饋迴路電路、回饋迴路系統
IRcenter:紅外線感測器、中央紅外線感測器
IRedge:紅外線感測器、邊緣紅外線感測器

Claims (10)

  1. 一種基材處理設備,包含:一電漿模組,配置以將電漿施加至一第一基材與一第二基材;一清洗模組,配置以清洗該第一基材與該第二基材之一或多個表面;一溫度控制模組,配置以調整該第一基材的一第一溫度與該第二基材的一第二溫度,該溫度控制模組至少包含一個用於輸送一溫度控制流體的一導管;以及一接合模組,配置以接合該第一基材與該第二基材,該接合模組包含一上座與一下座,其中該上座包含用於在該上座中輸送該溫度控制流體之一上座導管,且該下座包含用於在該下座中輸送該溫度控制流體之一下座導管。
  2. 如請求項1所述之基材處理設備,其中該溫度控制模組更包含:一第一感測器,用於偵測該第一基材之一第一區域的一溫度;以及一第二感測器,用於偵測該第一基材之一第二區域的一溫度,其中該第一區域鄰近該第二區域。
  3. 如請求項2所述之基材處理設備,其中該溫度控制模組更包含:一基材支座,該基材支座包含用於輸送該溫度控制流體 至該第一區域之一第一區域導管與用於輸送該溫度控制流體至該第二區域之一第二區域導管;一第一區域流體移動裝置,與該第一區域導管流體連通;以及一第二區域流體移動裝置,與該第二區域導管流體連通。
  4. 如請求項3所述之基材處理設備,其中該溫度控制模組更包含:一回饋電路,可操作地耦合至該第一感測器、該第二感測器、該第一區域流體移動裝置、與該第二區域流體移動裝置,其中該回饋電路在操作中配置以:從該第一感測器接收一第一區域溫度訊號,且從該第二感測器接收一第二區域溫度訊號;以及藉由輸出一流速控制訊號到該第一區域流體移動裝置與該第二區域流體移動裝置之至少其中一者,以控制在該第一區域導管與該第二區域導管中之至少其中一者中之該溫度控制流體的流動。
  5. 如請求項4所述之基材處理設備,其中該回饋電路更配置以:基於該第一區域溫度訊號與該第二區域溫度訊號之至少其中一者,輸出一流體溫度控制訊號,該流體溫度控制訊號配置以控制在該第一區域導管與該第二區域導管之至少 其中一者中之該溫度控制流體的一溫度。
  6. 如請求項2所述之基材處理設備,其中該接合模組更包含:一上座流體移動裝置,與該上座流體連通;一下座流體移動裝置,與該下座流體連通;以及一回饋電路,可操作地耦合至該第一感測器、該第二感測器、該上座流體移動裝置、與該下座流體移動裝置,其中該回饋電路配置以:從第一基材之該第一區域與該第二區域接收複數個溫度讀數訊號,其中該些溫度讀數訊號包含一第一溫度讀數訊號與一第二溫度讀數訊號;基於該些溫度讀數訊號,輸出一流速控制訊號,該流速控制訊號配置以控制在該上座流體移動裝置與該下座流體移動裝置之至少其中一者中之該溫度控制流體的一流速;以及基於該些溫度讀數訊號,輸出一流體溫度控制訊號,該流體溫度控制訊號配置以控制在該上座流體移動裝置與該下座流體移動裝置之至少其中一者中之該溫度控制流體的一溫度。
  7. 一種基材接合設備,包含:一上座,配置以固定一第一基材;一下座,配置以固定一第二基材; 一上座導管,包含在該上座中,用於在該上座中輸送一溫度控制流體;以及一下座導管,包含在該下座中,用於在該下座中輸送另一溫度控制流體。
  8. 如請求項7所述之基材接合設備,其中該基材接合設備更包含:一第一感測器,用於偵測該第一基材之一第一區域的一溫度;以及一第二感測器,用於偵測該第一基材之一第二區域的一溫度,其中該第二區域包圍該第一區域。
  9. 如請求項8所述之基材接合設備,其中該基材接合設備更包含:一第三感測器,用於偵測該第二基材之一第三區域的一溫度;以及一第四感測器,用於偵測該第二基材之一第四區域的一溫度。
  10. 一種基材處理系統,包含:一電漿模組,配置以將電漿施加至一第一基材與一第二基材;一清洗模組,配置以清洗該第一基材與該第二基材之一或多個表面; 一溫度控制模組,配置以調整該第一基材的一第一溫度與該第二基材的該第一溫度,該溫度控制模組包含用於輸送一溫度控制流體的一導管;一接合模組,配置以接合該第一基材與該第二基材,該接合模組包含一上座與一下座,其中該上座包含用於在該上座中輸送該溫度控制流體之一上座導管,且該下座包含用於在該下座中輸送該溫度控制流體之一下座導管;一第一組感測器,耦合至該溫度控制模組,其中該第一組感測器配置以偵測該第一基材之一第一區域的一溫度與該第一基材之一第二區域的一溫度;一第二組感測器,耦合至該接合模組,其中該第二組感測器配置以偵測該第二基材之一第三區域的一溫度與該第二基材之一第四區域的一溫度;一第一流體移動裝置,耦合至該溫度控制模組;一第二流體移動裝置,耦合至該接合模組;以及一回饋電路,可操作地耦合至一第一組紅外線溫度計、一第二組紅外線溫度計、該第一流體控制馬達、與該第二流體控制馬達,其中該回饋電路在操作中,配置以基於在該溫度控制模組中控制該溫度控制流體,以控制該第一基材與該第二基材之該些第一溫度,以及基於在該接合模組中之該溫度控制流體,控制該第一基材之一第二溫度與該第二基材之一第二溫度。
TW111121210A 2021-08-30 2022-06-08 基材接合設備、基材處理設備及其系統 TWI817543B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/461,672 2021-08-30
US17/461,672 US12368129B2 (en) 2021-08-30 2021-08-30 Temperature controllable bonder equipment for substrate bonding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202310126A TW202310126A (zh) 2023-03-01
TWI817543B true TWI817543B (zh) 2023-10-01

Family

ID=84696657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111121210A TWI817543B (zh) 2021-08-30 2022-06-08 基材接合設備、基材處理設備及其系統

Country Status (3)

Country Link
US (2) US12368129B2 (zh)
CN (1) CN115527891B (zh)
TW (1) TWI817543B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025018726A (ja) * 2023-07-27 2025-02-06 株式会社Screenホールディングス 基板接合装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050146694A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Toshinobu Tokita Exposure apparatus and device manufacturing method
US20090256581A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Applied Materials, Inc. Solar parametric testing module and processes
US20100197051A1 (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Applied Materials, Inc. Metrology and inspection suite for a solar production line
WO2010135321A2 (en) * 2009-05-19 2010-11-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for solar cell production line control and process analysis
US20110014774A1 (en) * 2009-04-16 2011-01-20 Suss Microtec Inc Apparatus for temporary wafer bonding and debonding

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060105182A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Applied Materials, Inc. Erosion resistant textured chamber surface
JP5389847B2 (ja) * 2011-03-04 2014-01-15 東京エレクトロン株式会社 接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、接合装置及び接合システム
JP5867068B2 (ja) * 2011-12-26 2016-02-24 セイコーエプソン株式会社 接合方法
JP6184843B2 (ja) * 2013-11-18 2017-08-23 東芝メモリ株式会社 基板接合方法、及び基板接合装置
JP5941589B1 (ja) * 2015-09-14 2016-06-29 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050146694A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Toshinobu Tokita Exposure apparatus and device manufacturing method
US20090256581A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Applied Materials, Inc. Solar parametric testing module and processes
US20100197051A1 (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Applied Materials, Inc. Metrology and inspection suite for a solar production line
US20110014774A1 (en) * 2009-04-16 2011-01-20 Suss Microtec Inc Apparatus for temporary wafer bonding and debonding
WO2010135321A2 (en) * 2009-05-19 2010-11-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for solar cell production line control and process analysis

Also Published As

Publication number Publication date
US12368129B2 (en) 2025-07-22
CN115527891A (zh) 2022-12-27
CN115527891B (zh) 2026-04-24
US20250323206A1 (en) 2025-10-16
TW202310126A (zh) 2023-03-01
US20230067088A1 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6952853B2 (ja) 接合システム、および接合方法
TWI791283B (zh) 接合方法
US9576827B2 (en) Apparatus and method for wafer level bonding
CN107611060B (zh) 接合系统
US20130153116A1 (en) Joint system, substrate processing system, and joint method
CN102456590B (zh) 接合装置及接合方法
US20250323206A1 (en) Temperature controllable bonder equipment for substrate bonding
CN107611071B (zh) 接合系统
US11177146B2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
US10071544B2 (en) Separation apparatus, separation system, and separation method
CN114871876A (zh) 一种晶圆磨削监测方法及监测系统
US11688653B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR102779117B1 (ko) 접합 시스템 및 접합 방법
JP5569169B2 (ja) 基板貼り合せ装置の制御方法、基板貼り合せ装置、積層半導体装置製造方法及び積層半導体装置
US20220085268A1 (en) Methods and apparatus for warpage correction
US20260107720A1 (en) Substrate trimming apparatus and substrate processing equipment including the same
TW202349466A (zh) 用於半導體裝置之薄化基板的方法
Schmidt et al. FUSION BONDING AND INTEGRATED METROLOGY–TECHNOLOGY EXPANSION OF SUSS MICROTEC’S PRODUCT RANGE
Chang et al. Low Temperature Fusion Bonding of Glass to Si Using Plasma Activation
TW202522616A (zh) 用於晶圓對晶圓接合的製程控制技術
TW202533338A (zh) 加工設備及封裝結構的製造方法
Kim et al. Wafer Bonding Techniques
Jeong et al. Design for Enhanced Precision in 300 mm Wafer Full-Field TTV Measurement
Farrens Evolution of bond technology to hybridized process flows
JPH10291159A (ja) ポリシングマシンにおける調温方法