TWI821880B - 基板固持器及製造用於接合之基板固持器之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種基板固持器、一種接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種用於接合之方法。

Description

基板固持器及製造用於接合之基板固持器之方法
本發明係關於一種基板固持器、一種接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種接合基板，特別是用於熔融接合或混合接合之方法。
先前技術中存在範圍廣泛之基板固持器。特定而言，近年來，已構建基板固持器，其中一固定基板並非擱置於整個區域上方，而是僅部分地擱置，特別是擱置於隆起(elevation)上。在先前技術中，此等隆起有時亦被稱為凸塊(nub)或銷。本文之其餘部分使用詞隆起。此等隆起具有若干不同效應。一方面，其等應最小化基板之背側污染。基板(其等並非在整個區域上方與一基板保持器接觸，而是僅部分地與一基板固持器接觸)主要僅在接觸點處具有沾污及污染。使用此等基板固持器之一進一步原因在於抽空隆起之中間空間以便提供一固定元件，或用一流體，特別是一氣體滿溢中間空間以便達成一物理效應之可能性。
有些基板固持器劃定此等隆起相對於彼此定位之不同區，使得其可被稱作分段基板固持器。此一段之製造主要藉由銑削進行。該等隆起例如由材料銑削而成。複數個此等段可較佳地個別抽空及/或用一流體沖洗。特定而言，有些段可藉由產生一真空來固定配置或放置於該等隆起上之基板。另外，其他段可滿溢一流體，其中在各自段中產生一過壓且基板可以一目標方式彎曲。在此情況下，一凸形彎曲或向外彎曲的基板例如可有利地在彎曲區中以一目標方式與一進一步基板接觸且因此被接合。例如，可藉由允許一基板下落至一進一步基板上來進行接觸。所謂的接合波自兩個基板之此初始接觸點開始傳播，使得該兩個基板沿著接合波接合。
先前技術中之一個問題在於以下事實：在接合期間，特別是在熔融接合期間，一上基板及一下基板在接合波之行進期間變形，特別是局部地變形且因此產生一不確切的接合結果。上基板相對於下基板移位的誤差可藉由一向量來描述。該等誤差特別是位置相依的，即，該等誤差之空間分佈可藉由一向量場來描述。在接合程序期間兩個基板之局部位移存在數個原因。一個原因係與接合波相關聯之彈性及連續波之傳播。一進一步原因係上基板及下基板被設定為在接觸之後振動。
另外，此等特別是彈性的振動亦影響由下及上基板組成之經接合基板堆疊之接合結果。
在一理想情境中，一上基板將相對於一下基板對準且接著被允許下落，使得接合波可在沒有上及/或下基板之一彈性波之情況下擴展。然而，實驗及計算已表明，歸因於允許上基板下落及/或歸因於兩個基板之接觸，下基板，特別是兩個基板開始振動。歸因於接合波之傳播而熔融之兩個基板或由上及下基板組成之基板堆疊被激發。振動之振幅位於亞微米，特別是奈米範圍內且難以偵測。然而，可偵測由於此等振動所致之誤差或變形。
因此，本發明之目的係指定至少部分地，特別是完全克服先前技術中所列出缺點之一種基板固持器、一種接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種用於接合之方法。本發明之目的特別是指定一種經改良基板固持器、一種經改良接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種用於接合之方法。此外，本發明之目的係指定藉助於其等可達成一經改良接合結果之一種基板固持器、一種接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種用於接合之方法。另外，本發明之目的係指定藉助於其等可減少且特別是可防止基板之局部變形(特別是由於在接合期間基板或待接合基板堆疊之所產生之振動所致)之一種基板固持器、一種接合裝置、一種用於製造一基板固持器之方法及一種用於接合之方法。
本目的係使用協同技術方案之特徵來達成。本發明之有利發展係在從屬技術方案中指定。在[實施方式]、[發明申請專利範圍]及/或[圖式簡單說明]中指定之至少兩個特徵之所有組合亦落入本發明之範疇內。當給出值範圍時，位於所提及極限內之值亦應被視為作為極限值而揭示且可以任何所要組合來主張。
據此，本發明係關於一種用於接合基板，特別是用於熔融接合或混合接合之基板固持器，該基板固持器至少具有：一基板固持器表面；一中心隆起，其經配置於該基板固持器表面上，特別是居中地配置於該基板固持器表面上，該中心隆起具有一第一安裝表面；及至少一個支撐隆起，其經配置於該基板固持器表面上，該至少一個支撐隆起具有一第二安裝表面，其中一基板可經配置於該中心隆起之該第一安裝表面及該至少一個支撐隆起之該第二安裝表面上，且其中該第一安裝表面大於該第二安裝表面。
已在實驗中令人驚訝地表明，具有大於該至少一個支撐隆起之該第二安裝表面之一第一安裝表面之一中心隆起導致一經改良接合結果。
在下文中，一不良接合結果之原因之一係藉由過小之一安裝表面表示。接合開始於兩個基板之間的一接觸點處。較佳地，用於接觸之兩個基板之至少一者藉助於一變形構件而變形。為此，變形構件必須將一力施加至基板，該力同樣作用於中心隆起上。若中心隆起經定尺寸為過小，則一相對高的壓力對中心隆起起作用且使中心隆起彈性變形，或在最壞情況下，甚至塑性變形。歸因於中心隆起之變形，接合波無法最佳地起始且在接合起始時已併入一誤差，該接合波在最壞情況下傳播至整個接合結果，即，在整個表面上方。在此情況下，已出人意料地確定，中心隆起與其他隆起之關係特別是對於接合結果係決定性的。若中心隆起之安裝表面經定尺寸為對應地大，則對於相同力作用於中心隆起上之壓力係較小的。因此，中心隆起或基板不太強烈地彈性及/或塑性變形。
使用根據本發明之基板固持器，特別是可減少經接合基板堆疊中之局部變形且，同時可使用具有隆起之一基板固持器 (在該情況下該基板僅部分地擱置)之優點。較佳地，配置於根據本發明之基板固持器上之一基板與一進一步基板接觸，使得中心隆起與一初始接觸點齊平。藉由中心隆起或藉由第一安裝表面可特別有效地減少在接合期間該基板或該基板堆疊中出現之振動。
擱置於根據本發明之基板固持器上之第一安裝表面及第二安裝表面上之基板甚至可自身由一較佳已接合之基板堆疊形成。至少一個支撐隆起之第二安裝表面較佳地與第一安裝表面水平齊平，使得可特別水平地固持該基板。中心隆起及至少一個支撐隆起通常可根據需要來構建。據此，第一安裝表面及第二安裝表面之輪廓亦可根據需要來構建。在此背景下，安裝表面特別是意謂自基板固持器表面突出之各自隆起(中心隆起及支撐隆起)之一上部分，該基板在經配置狀態下擱置於該上部分上。在接合期間，該基板或該接合基板堆疊係由該等隆起支撐。
在本發明之一較佳實施例中，提供該基板固持器具有至少三個，較佳地至少四個，最佳地至少八個或更多個支撐隆起。若該基板係由複數個支撐隆起支撐，則可有利地進一步改良接合結果。在此情況下，該等支撐隆起在各情況下具有一第二安裝表面。在此情況下，該等支撐隆起之各自第二安裝表面在各情況下小於該中心隆起之第一安裝表面。若該等支撐隆起係可調整的或垂直及/或水平可移動的支撐隆起，則可以此方式另外控制該基板固持器之支撐行為。各自第二安裝表面之一對準可有利地憑藉較佳地個別可移動的支撐隆起之一垂直移動來進行。以此方式，該等支撐隆起可以一特別水平的方式支撐該基板。另外，個別支撐隆起可經移除或目前可配置於基板固持器表面之方向上或其下方，使得該基板並非由個別支撐隆起支撐。在一支撐隆起之一垂直可移動性之情況下，可有利地判定該基板之支撐之確切位置。以此方式，可有利地進一步減小接合誤差，此係因為支撐之位置可憑藉各自支撐隆起個別地適應接合程序。
在本發明之一較佳實施例中，提供該中心隆起之第一安裝表面係該至少一個支撐隆起之第二安裝表面之至少1.1倍，較佳地至少1.2倍，更佳地至少1.5倍，最佳地至少2倍，最最佳地至少3倍。該中心隆起之第一安裝表面因此可有利地將該基板支撐於一更大區域中。
在本發明之一較佳實施例中，提供該中心隆起之第一安裝表面具有圓形構造。在此情況下，該中心隆起較佳地同樣具有圓形結構。該中心隆起之圓形安裝表面有利地允許該基板在該第一安裝表面之區中之一徑向對稱支撐。特別是在圓形晶圓之接合之情況下，圓形構造之一第一安裝表面可導致一經改良接合結果。
在本發明之一較佳實施例中，提供在各情況下至少兩個，較佳地至少三個，最佳地至少四個或更多個支撐隆起圍繞該中心隆起之一中心點配置於一徑向位置處。在此情況下兩個或更多個支撐隆起可在各情況下經配置於複數個徑向位置處。在此情況下，該中心點特別是該第一安裝表面之理論重心。然而，亦可設想該中心點係由任意定位的參考點形成。若該中心隆起之第一安裝表面具有圓形構造且該中心隆起居中地配置於該晶圓上，則該中心點在垂直方向上，較佳地與基板固持器表面之中心點齊平。在此情況下，特別是圓形基板可有利地自內向外接合。因此，一徑向位置由距中心點或參考點之一特定距離界定。兩個支撐隆起經配置於此徑向位置或此指定距離處。以此方式，在距該中心點一距離之指定位置處接合期間，該基板可有利地由該基板固持器支撐。特別是在接合期間在該中心點或參考點上方激發該基板之情況下，該基板之一振動可被支撐隆起徑向對稱地吸收，特別是同時吸收。
在本發明之一較佳實施例中，提供配置於一徑向位置處之各自支撐隆起之第二安裝表面經相同地構建。以此方式，各自徑向位置處之基板可由各自支撐隆起特別均勻地支撐。特定而言，隨著距該中心點之距離增加，該基板之一振動未不同地改變或儘可能均勻地受一徑向位置處之相同地構建的支撐隆起影響。
在本發明之一較佳實施例中，提供配置於一徑向位置處之支撐隆起沿著由各自徑向位置界定之一圓具有彼此相同之距離。因此，沿著該圓或在徑向位置之支撐隆起之間的圓弧線具有相同長度。以此方式，該基板可由該等支撐隆起特別均勻地支撐於該基板固持器上。
在本發明之一較佳實施例中，提供一第一徑向位置之支撐隆起之各自第二安裝表面大於一第二徑向位置之支撐隆起之各自第二安裝表面，其中第一徑向位置具有距中心隆起之中心點之一更小距離。第一徑向位置因此更靠近中心點或參考點。換言之，各自第二安裝表面之大小隨著距中心隆起之距離變大而減小。以此方式，可特別有效地支撐該基板。特定而言，可有利地將一總體接觸表面或一總體支承表面保持為特別小。
在本發明之一較佳實施例中，提供至少一個徑向位置，較佳地所有徑向位置與該基板之一振動振幅，較佳在該基板之基板固持器表面之方向上之一振動振幅齊平。換言之，該基板由該基板固持器僅支撐於明確界定的點處，在該等點處特定基板在基板固持器表面之方向上向下發生一最大偏轉。針對配置於基板固持器上之特定基板，特別是提前判定在接合期間之振動行為或基於先前實行之一接合程序之一接合誤差判定振動行為。亦可設想，判定待接合基板堆疊之振動行為。支撐隆起沿基板固持器之方向配置於各自振動振幅處，使得可特別有效地實行該基板之支撐。另外，進一步改良接合結果。若該等支撐隆起或至少一個支撐隆起水平可移動，則該基板固持器可有利地依據特定基板或基板堆疊之接合程序調整。
此外，本發明係關於一種用於接合基板之接合裝置，其中該接合裝置具有根據本發明之至少一個基板固持器。在此情況下，兩個基板固持器亦可為根據本發明之基板固持器。在此情況下，特別決定性的是，在該接合期間，該等基板之一者係由根據本發明之一基板固持器固持或支撐。可以此方式改良接合結果。此外，可減少待接合之兩個基板之間的局部變形。
此外，本發明係關於一種用於製造用於接合基板之一基板固持器之方法，該方法至少具有以下步驟： i)提供一基板固持器， ii)產生具有一第一安裝表面之一中心隆起， iii)產生具有一第二安裝表面之至少一個支撐隆起， 其中該第一安裝表面大於該第二安裝表面。以此方式，所製造基板固持器可有利地將一基板支撐於該中心隆起之較大第一安裝表面上。步驟ii)中之中心隆起及步驟iii)中之至少一個支撐隆起之產生可以不同方式進行。在此情況下，該等隆起在產生之後相對於該基板固持器表面升高。該中心隆起及該至少一個支撐隆起因此自該基板固持器表面突出，使得一基板可經配置於該第一安裝表面及該第二安裝表面上。
在本發明之一較佳實施例中，提供用於製造一基板固持器之方法另外具有以下步驟： a)判定一基板之一振動行為， b)判定在接合期間在該基板之該基板固持器之方向上之振動振幅之位置， 其中步驟iii)中之該至少一個支撐隆起之該產生在根據步驟b)判定之該等位置之一者處進行。在此情況下，複數個支撐隆起亦可出現於步驟b)中判定之複數個位置處。該等位置特別是徑向位置。步驟a)中之基板之振動行為之判定亦可包括待接合基板堆疊之總體振動行為，該基板堆疊由應配置於待製造基板固持器上之第一基板及一進一步基板組成。在此情況下，振動行為較佳地憑藉對一特定基板或待接合基板堆疊之理論彈性計算來判定。因此，在基板固持器之方向上出現振動振幅之位置處產生支撐隆起允許在接合期間製造之基板堆疊對該基板或該基板堆疊之一經改良支撐。
在本發明之一較佳實施例中，提供用於製造一基板固持器之方法另外具有以下步驟： iv)將該基板與一進一步基板接合以形成一基板堆疊， v)判定該基板堆疊之一接合誤差， vi)基於該接合誤差判定在接合期間該基板之該等振動振幅之位置， vii)將該至少一個支撐隆起定位於步驟vi)中判定之一位置處。
在此情況下，步驟vii)中之定位特別是包括支撐隆起之一更新配置及支撐隆起之一更新產生，在適當情況下亦在一新提供的基板固持器上。在此情況下，接合誤差特別是包括該基板與該進一步基板之間的局部變形。例如，此接合誤差可被判定為位錯或位移之一向量。特別是基於此判定在接合期間該基板或該基板堆疊之實際上出現的振動行為。以此方式判定之在基板固持器之方向上之振動振幅用作用於定位該至少一個支撐隆起或該等支撐隆起之一基礎。該等位置較佳地被判定為徑向位置。隨後，可視情況重複步驟iv)至vii)直至達成一所要接合結果。以此方式，可進一步改良接合結果且可在接合期間由以此方式製造之基板固持器最佳地支撐該基板或該基板堆疊。
此外，本發明係關於一種用於接合基板，特別是使用根據本發明之一接合裝置接合基板之方法，該方法至少具有以下步驟： i)在根據本發明之一基板固持器上提供一基板， ii)在一進一步基板固持器上提供一進一步基板， iii)將該基板與該進一步基板接合以形成一基板堆疊， 其中該基板及/或該基板堆疊在步驟iii)中之該接合期間由該中心隆起之該第一安裝表面支撐。在步驟iii)中之接合期間，該基板經配置於該基板固持器上且因此配置於該中心隆起之第一安裝表面及該至少一個支撐隆起/該等支撐隆起之該第二安裝表面/該等第二安裝表面上。該中心隆起之較大第一安裝表面在接合程序期間支撐該基板且因此亦支撐正在形成之基板堆疊。以此方式，在用於接合之方法期間可達成一經改良接合結果。
在本發明之一較佳實施例中，提供在用於接合之方法期間，第一基板及/或基板堆疊在步驟iii)中之接合期間由至少一個支撐隆起另外支撐於第一基板在基板固持器之方向上之一振動振幅之一位置處。在步驟iii)中之接合期間，該至少一個支撐隆起或該等支撐隆起將該基板/該基板堆疊支撐於一位置處，在該位置處發生在該基板固持器之方向上之一最大偏轉。特別較佳地，複數個支撐隆起將該基板或該基板堆疊支撐於每個徑向位置處，在該每個徑向位置處出現一振動振幅。以此方式可進一步改良接合結果。
本發明之一個態樣在於製造基板固持器之隆起，即，中心隆起及支撐隆起，使得基板固持器上之隆起之位置經相同地配置或配置於相同於出現待接合基板或所得基板堆疊之振動之振幅之位置之區中。在此情況下，最初可在理論上針對一特定基板計算隆起之位置或針對各種位置模擬基板堆疊之振動行為。使用根據本發明製造之至少一個基板固持器，接著接合基板且隨後量測接合結果。基於經量測變形或誤差向量場，接著亦可在必要時調整或最佳化隆起之位置，使得該等隆起在接合期間將所得基板堆疊僅支撐於振幅或最大偏轉之區中。以此方式，可改良接合結果且至少可減少基板堆疊中之局部變形。
一個優點係已知設計可用於基板固持器且可以很少費用調適一基板固持器中之隆起之形狀及/或位置。儘管必須重新製造對應基板固持器，但利用此等新穎基板固持器，吾人達成更好的接合結果。特定而言，可減少局部變形。
特定而言，理念在於構建至少一個基板固持器，使得擱置基板僅由隆起在明確界定的點處支撐。選擇該等隆起之位置，使得該基板精確地擱置於該等隆起上之點或區處，在該等點或區處出現一連續彈性波之一彈性變形之振幅。據此，待實行行進彈性波之理論彈性計算及/或量測以設計此一基板固持器。
一振動被理解為意謂一基板之一彈性變形，特別是時間相依變形。該振動特別是特定而言至少部分圓形的板之一理論彈性微分方程式或一微分方程式系統之一解，此係因為基板可被視為板。
一波被理解為意謂一基板之一彈性變形，特別是時間及位置相依變形。該波特別是特定而言至少部分圓形的板之一理論彈性微分方程式或一微分方程式系統之一解。因此，與振動相比，波亦另外係位置相依的。其等能夠在空間上傳播，特別是作為波包傳播。
在本文之剩餘部分中，將不再進一步區分一振動與一波。待在接合基板以形成一基板堆疊期間補償之現象更可能具有一振動特性且不具有一波特性。出於此原因，在本文之剩餘部分中唯一地提到振動。
振動特別被阻尼，即，其等之振幅隨著時間而減小。一般而言，振幅亦隨著位置而減小，特別是自較佳地圓形的基板之中心至邊緣減小。 區帶/段
基板固持器之不同區帶或段已在其他公開文獻中詳細地進行論述。然而，當然應揭示本文結合區帶或段所提及之基板固持器之延伸。 基板固持器
在該章節之剩餘部分中描述基板固持器之不同實施例。
在一第一實施例中，基板固持器具有一區帶。由於不存在不同區帶，因此此等亦不必相對於彼此劃定，且該等隆起係基板之個別支撐點。此等可特別較佳地精確構建於在接合程序期間出現基板之振動，特別是在基板固持器之方向上之振動之振幅之點處。
在一第二實施例中，基板固持器係一區帶基板固持器。一區帶基板固持器係具有功能區(其等被稱為區帶)之一基板固持器。區帶通常具有一功能，特別是固定之任務。由於可個別地控制該等區帶，因此亦可個別地控制，特別是以一位置相依方式控制固定。
基板固持器具有至少2個，較佳地至少4個，更佳地至少6個，最佳地至少8個，最最佳地至少12個區帶。
該等區帶較佳地對稱地配置，較佳地作為圓段。針對一徑向座標，例如n個區帶較佳地沿著一角座標線沿著相同角範圍配置。接著，該等區帶在沿著角座標線之一徑向座標處具有一n重對稱性。在不同徑向座標處可能有複數個角座標線。一區帶較佳地具有複數個隆起。例如在公開文獻WO2017162272A1、WO2018028801A1及WO2019057286A1中描述區帶基板固持器。
基板固持器原則上可由任何所要材料製造。特定而言，基板固持器由複數個組件組成，該複數個組件由複數種材料製造。然而，特別有利的是將以下材料類別或材料用於形成隆起之組件 Ÿ 陶瓷，特別是 o    氮化矽(Si 3N 4) o    碳化矽 Ÿ 合金，特別是 o    鋼 o    鈦合金 Ÿ 金屬，特別是 o    鈦。
根據本發明之由氮化矽製成之基板固持器展示特別好的結果。據此，氮化矽作為用於隆起之材料的使用係較佳的。氮化矽具有近似300 GPa之一彈性模量。純鈦之彈性模量係近似105 GPa，且一工具鋼之彈性模量係近似210 GPa至250 GPa。隆起較佳地係由具有最高可能彈性模量之一材料製造。特定而言，具有一高彈性模量之材料通常亦具有相對高的硬度值。 隆起
隆起自基板固持器表面突出且憑藉第一安裝表面及第二安裝表面形成用於支撐基板並用於減少局部變形之一支承表面。因此，中心隆起及支撐隆起係配置於明確界定的點處以便實現一經改良接合結果之隆起。
在一實施例中，隆起係銷，其等可經插入或經擰入至預製鑽孔或螺紋中。因此，特別是隆起之位置的改變係可能的。
在一不同實施例中，隆起係可切換元件，特別是壓電元件，可藉由一電壓將其等帶至一明確界定的高度。因此，特別是可確保隆起之支承表面之位置之一動態調適。可以此方式進行對應基板之一水平或期望地均勻的安裝。
在基板固持器之一進一步實施例中，履行不同任務之進一步之隆起經定位於用於支援基板振幅之所要效應之隆起旁邊。在本文之剩餘部分中，此等進一步隆起被稱為額外隆起。額外隆起可用於將基板進一步支撐於靜止狀態之目的，因此以便防止或至少最小化該等隆起之間的一過強下垂。特定而言，額外隆起具有遠小於該等隆起之支承表面或直徑。由於額外隆起不必吸收振動基板之振幅，而是僅具有一支撐效應，因此額外隆起較佳地經定尺寸及經構建為對應地更窄。額外隆起具有進一步支承表面。額外隆起之進一步支承表面連同該等隆起之支承表面一起形成用於可經配置於基板固持器上之一基板之一總體安裝表面或一總體支撐件。
根據一較佳實施例，額外隆起具有小於1.0倍，較佳地小於0.8倍，更佳地小於0.5倍，最佳地小於0.1倍，最最佳地小於0.05倍之中心隆起之安裝表面或直徑。
在一特別較佳的實施例中，額外隆起由不同於該等隆起之一材料製造。例如可設想，額外隆起係由聚合物產生作為一插入墊之部分。接著可將此插入墊簡單地安裝或插入至具有用於該等隆起之對應凹部之基板固持器中。接著具有額外隆起之插入墊較佳地係一射出成型部件。與半導體材料相較，聚合物有利地具有一特別低的污染回應。 製造方法
用於製造一基板固持器之一第一實例性方法在下文中描述且特別是包括以下步驟。
在用於製造一基板固持器之一實例性方法之一第一方法步驟中，依據位置及/或時間計算一預定基板或一基板堆疊之振動參數，特別是振幅。該計算以分析方式、然而較佳地以數值方式，特別是使用FEM程式進行。FEM程式較佳地已整合於設計軟體中，亦藉助於該設計軟體設計基板固持器。因此，可特別容易地且有效地實現與待製造基板固持器相關之基板或基板堆疊之一理論彈性計算。為了判定一基板之確切振動行為，必須知道初始條件及邊界條件。此等特別是包含 Ÿ 該基板之固定，特別是 o    固定點/固定表面之數目 o    每個固定點/固定表面之固定力 Ÿ 環境氣氛，特別是 o    其組合物 o    溫度 o    密度 Ÿ 解決構件，特別是 o    接合銷，特別是 -     接合銷之接觸壓力 Ÿ 噴嘴，特別是 -     噴嘴之氣壓 Ÿ 時間及本端程序。
在用於製造一基板固持器之一實例性方法之一第二方法步驟中，製造基板固持器。在此情況下，較佳地在可經配置於該基板固持器上之該基板與一進一步基板之一初始接觸應進行之一位置處產生具有一較大安裝表面之中心隆起。特定而言，應注意，根據理論彈性計算，該等隆起，特別是至少一個支撐隆起或該等支撐隆起精確地定位於在接合程序期間出現彈性振動之振幅之位置處。
在用於製造一基板固持器之一實例性方法之一可選第三方法步驟中，使用所製造基板固持器在兩個基板之間實行一接合程序。
在用於製造一基板固持器之一實例性方法之一進一步可選第四方法步驟中，使用對應計量系統測試接合。特定而言，該等計量系統應能夠偵測最小局部變形。若與使用其中特別是該等隆起未根據按照第一方法步驟之計算分佈之一習知或參考基板固持器相比，使用所製造基板固持器之接合結果在接合中傳遞更少及/或更小誤差。若在研究期間仍然可偵測到變形，則可使用變形之位置及/或強度以便最佳化所製造基板固持器，特別是該等隆起之安裝表面之位置及/或直徑或大小。因此，在理想情況下，經驗量測及(更新的)理論彈性計算彼此組合以便達成一所製造基板固持器之一持續改良。基於此，可調適所製造基板固持器或可製造一進一步基板固持器，其具有該等隆起，特別是至少一個支撐隆起之經改良配置)，及根據第四方法步驟判定之該等隆起之支承表面之經最佳化尺寸。
該計量系統較佳地係一干涉儀，更佳地係可同時量測前側及背側之一干涉儀。
若經量測誤差大於期望，則使用來自量測之資料以便改良模擬。接著，改良程序再次自第一方法步驟開始。針對其中類似地或相同地設計待接合基板之一特定接合程序，較佳地連續多次實行該製造方法。 接合方法
下文中特別是描述根據本發明之具有一基板固持器之一實例性接合方法。
在一實例性接合方法之一第一方法步驟中，將一第一基板裝載至一第一基板固持器，特別是上基板固持器上。
在一實例性接合方法之一第二方法步驟中，將一第二基板裝載至一第二基板固持器，特別是下基板固持器上。
可設想，兩個基板固持器係根據本發明之基板固持器。然而，上基板僅按順序固定，特別是在彎曲之後固定，以允許其以一受控方式下落至下基板上。因此，振動特別是在使上基板與下基板接觸之程序期間產生，使得較佳地僅下基板固持器係根據本發明之一基板固持器。由接觸起始之振動被下基板固持器之中心隆起阻尼。在此情況下，中心隆起之第一安裝表面將該基板支撐於大於較小第二安裝表面之區中之至少一個支撐隆起之一表面上。
在一實例性接合方法之一第三方法步驟中，使上基板與下基板接觸，特別是以一受控方式接觸。受控意謂著特別是上基板彎曲，以便接觸下基板，特別是以一中心及點狀方式接觸下基板。接觸點較佳地與中心隆起齊平。亦可設想，下基板固持器具有用於使下基板彎曲之構件。為簡單起見，假定下基板水平定位於根據本發明之下基板固持器上。
此外，受控意謂著上基板被逐步釋放，特別是自中心朝向邊緣釋放。若上基板仍然部分地固定定位於上基板固持器上，則甚至在上及/或下基板中形成一彈性波係可能的。特定而言，兩個基板之一者之狀態之各動態變化與一彈性波之形成有關。
在一實例性接合方法之一第四方法步驟中，使上基板與上基板固持器完全分離並留下。特定而言，自此狀態開始，其完全經受重力之影響。在此方法步驟中，在上及/或下基板中形成一彈性波且因此接合結果之影響係最大的。特定而言，不僅基板部分之尚未彼此接觸之個別部件在基板邊緣之方向上振動，而且整個，至少已部分接合之基板堆疊亦振動。
在圖中，相同組件或具有相同功能之組件係用相同元件符號來標記。
未以正確比例繪示基板固持器及隆起(中心隆起及支撐隆起)、基板堆疊、振幅或其他特徵。特定而言，變形基板之隆起及最重要的是振幅被繪示為大許多倍，以便促進繪示且改良對減少局部變形之所要效應之理解。
特定而言，僅繪示用於理解本發明之基板固持器之彼等特徵。特定而言，避免多餘特徵之繪示。一實際基板固持器通常由更多組件組成。
圖1a展示根據本發明之一基板固持器1之一平面視圖。可看到一中心隆起呈一中心隆起2之形式，其具有大於呈支撐隆起2’、2’’之形式之隆起之一中心隆起直徑d。已自經驗量測得出，在兩個基板5、5’ (未繪製)之一接合程序期間，接觸點具有最大變形及振幅。在此情況下，已出人意料地表明，若中心隆起之第一安裝表面大於一支撐隆起之一第二安裝表面，則可達成一更好的接合結果。在舉例而言繪示之基板固持器1中，該等隆起，即，中心隆起2及支撐隆起2’、2’’之安裝表面係圓形的。就此而言，歸因於較大中心隆起直徑d，中心隆起2在各情況下具有大於具有支撐隆起直徑d’、d’’之支撐隆起2’、2’’之第二安裝表面之一第一安裝表面。
複數個支撐隆起2’、2’’經分佈於基板固持器1上方。此等係沿著基板固持器表面配置，使得當一特定上基板5’相對於一特定下基板5接合時出現振動最大值，即，振幅精確地出現於其等位置處(參見圖2)。特定而言，基板5、5’相對於基板固持器1之位置係已知的。僅由此可清楚地判定支撐隆起2’、2’’之明確界定的位置。
在一不太佳的實施例中，提供一基板5、5’相對於其對準之一參考4。在大多數情況下，僅下基板5相對於參考4對準，而上基板5’相對於下基板5對準。參考4例如可為憑藉其判定一基板，特別是一晶圓之一凹口之位置之一定位銷。亦將可設想沿著其定位一基板，特別是一晶圓之一平坦側之一表面。此外，將可設想一基板5相對於其定位及定向之一對準標記。亦可看到八個對稱配置的固定元件3。在最簡單情況下，此等係用於在隆起2、2’、2’’之間產生一真空之真空開口。同樣可設想不同類型之固定元件之使用。若此係一區帶基板固持器，則各區帶或各段較佳地具有至少一個固定元件。
較佳地，省略一參考4且下基板5之對準直接相對於隆起2、2’、2’’進行。下基板5經放置於根據本發明之基板固持器上。上基板5’藉助於一光學對準系統相對於下基板5定位。此後，使上基板5’更靠近下基板5，較佳地最初居中，其中一接觸元件(未繪製)，例如一銷或一噴嘴之流體流使上基板5’彎曲。此類型之接觸程序，特別是用於熔融接合之接觸程序對於熟習此項技術者而言係已知的且本文未更詳細地進行描述。
圖1b展示根據本發明之具有一居中配置的中心隆起2及複數個支撐隆起2’、2’’之一基板固持器1之一側視圖。在各情況下，隆起2、2’、2’’具有一直徑d、d’、d’’。在此情況下，支撐隆起直徑沿著一徑向位置x’、x’’係恆定的或相同大小。隆起2、2’、2’’通常亦可具有不同形狀(在此未繪製)。在所繪示實施例中，具有一較大第一安裝表面之中心隆起2居中地定位於圓形基板固持器表面上。自基板固持器1之中心點或中心隆起2開始，支撐隆起2’、2’’經配置於一特定徑向位置x、x’’處。支撐隆起2、2’’係對稱地分佈的。在此情況下，支撐隆起2’經配置於一徑向位置x’處且支撐隆起2’’經配置於更遠離中心點之一進一步徑向位置x’’處。在所繪示實施例中，支撐隆起2’之各自第二安裝表面、支撐隆起2’’之各自第二安裝表面更小。就此而言，支撐隆起之安裝表面之大小向外減小且因此隨著徑向位置而減小。
在此情況下，支撐隆起2’、2’’之徑向位置x’、x’’經配置使得其等與在接合期間在基板固持器之方向上產生之一彈性振動之一振動最大值之一位置齊平。以此方式，基板5或基板堆疊可在接合期間支撐於振動最大值之振幅處，在該等振幅處出現預期且較佳地計算及量測之振動最大值。支撐隆起2’、2’’之確切位置及數目特別是藉由經驗實驗及/或理論振動計算來判定。
圖2展示根據本發明之一下基板5及一上基板5’彼此接合於其上之一基板固持器1之一側視圖。可看到緊接在兩個基板5、5’之完全接觸之後的狀態。省略一上基板固持器之圖解。吾人可看到，基於接合程序產生一振動程序，特別是允許上基板5’下落。以一誇大方式繪示特別是自中心至邊緣減小之振幅。實際振幅位於微米至奈米範圍內。然而，可看到在基板固持器1之方向上之振幅出現於隆起2、2’、2’’之位置處。在此情況下，最大振幅沿基板固持器之方向出現於具有較大第一安裝表面之中心隆起2之位置處。以此方式，可有利地支撐下基板5或基板堆疊且可最小化一局部變形。在此情況下，支撐隆起2’、2’’同樣經配置於基板固持器之方向上之振動之一最大偏轉發生之區中。以此方式，最小化第一基板5與第二基板5’之間相對於彼此之誤差。
1:基板固持器 2:隆起、中心隆起 2’,2’’:隆起、支撐隆起 3:固定元件 4: 參考 5,5’:基板 6:安裝表面、第一安裝表面(中心隆起) 6’,6’’:安裝表面、第二安裝表面(支撐隆起) 7:中心點 8:基板固持器表面 d:直徑、中心隆起直徑 d’,d’’:直徑、支撐隆起直徑 x’,x’’:徑向位置
本發明之進一步優點、特徵及細節由較佳實例性實施例之以下描述並且基於圖式得出。在圖中：
圖1a以俯視圖示意性地展示根據本發明之一基板固持器之一實施例之一示意性圖解，
圖1b以側視圖示意性地展示根據圖1a之根據本發明之一基板固持器之一示意性圖解，
圖2以側視圖示意性地展示根據本發明之具有一振動基板堆疊之一基板固持器之一示意性圖解。
1:基板固持器
2:隆起、中心隆起
2’,2”:隆起、支撐隆起
3:固定元件
4:參考
6:安裝表面、第一安裝表面(中心隆起)
6’,6”:安裝表面、第二安裝表面(支撐隆起)
7:中心點
8:基板固持器表面
d:直徑、中心隆起直徑
d’,d”:直徑、支撐隆起直徑
x’,x”:徑向位置

Claims (15)

  1. 一種用於接合基板(5、5’)，特別是用於熔融接合或混合接合之基板固持器(1)，該基板固持器至少具有：一基板固持器表面(8)，一中心隆起(2)，其經配置於該基板固持器表面(8)上，特別是居中地配置於該基板固持器表面(8)上，該中心隆起具有一第一安裝表面(6)，及至少一個支撐隆起(2’、2”)，其經配置於該基板固持器表面(8)上，該至少一個支撐隆起具有一第二安裝表面(6’、6”)，其中一基板(5)可經配置於該中心隆起(2)之該第一安裝表面(6)及該至少一個支撐隆起(2’、2”)之該第二安裝表面(6’、6”)上，其特徵在於，該第一安裝表面(6)大於該第二安裝表面(6’、6”)。
  2. 如請求項1之基板固持器(1)，其中該基板固持器(1)具有至少三個，較佳地至少四個，最佳地八個或更多個支撐隆起(2’、2”)。
  3. 如請求項1或2之基板固持器(1)，其中該中心隆起(2)之該第一安裝表面(6)係該至少一個支撐隆起(2’、2”)之該各自第二安裝表面(6’、6”)之至少1.1倍，較佳地至少1.2倍，更佳地至少1.5倍，最佳地至少2倍，最最佳地至少3倍。
  4. 如請求項1或2之基板固持器(1)，其中該中心隆起(2)之該第一安裝表面(6)具有圓形構造。
  5. 如請求項2之基板固持器(1)，其中在各情況下，至少兩個，較佳地至少三個，最佳地至少四個或更多個支撐隆起(2’、2”)圍繞該中心隆起(2)之一中心點(7)配置於一徑向位置(x’、x”)處。
  6. 如請求項5之基板固持器(1)，其中配置於一徑向位置(x’、x”)處之該等支撐隆起(2’、2”)沿著由該各自徑向位置(x’、x”)界定之一圓具有彼此相同之距離。
  7. 如前述請求項5或6中至少一項之基板固持器(1)，其中配置於一徑向位置(x’、x”)處之該等各自支撐隆起(2’、2”)之該等第二安裝表面(6’、6”)經相同地構建。
  8. 如請求項5或6之基板固持器(1)，其中一第一徑向位置(x’)之該等支撐隆起(2’)之該等各自第二安裝表面(6’)大於一第二徑向位置(x”)之該等支撐隆起(2”)之該等各自第二安裝表面(6”)，其中該第一徑向位置(x’)與該第二徑向位置(x”)相比具有距該中心隆起(2)之該中心點(7)之一較小距離。
  9. 如請求項1、2、5、6中至少一項之基板固持器(1)，其中至少一個徑向位置(x’、x”)，較佳地所有徑向位置(x’、x”)與該基板(5)之一振動振幅，較佳地在該基板(5)之該基板固持器表面(8)之方向上之一振動振幅齊平。
  10. 一種用於接合基板(5、5’)之接合裝置，其特徵在於，該接合裝置具有如前述請求項1至9中任一項之至少一個基板固持器(1)。
  11. 一種用於製造用於接合基板(5、5’)之一基板固持器(1)之方法，該方法至少具有以下步驟：i)提供具有一基板固持器表面(8)之一基板固持器(1)，ii)產生具有一第一安裝表面(6)之一中心隆起(2)，iii)產生具有一第二安裝表面(6’、6”)之至少一個支撐隆起(2’、2”)，其特徵在於，該第一安裝表面(6)大於該第二安裝表面(6’、6”)。
  12. 如請求項11之用於製造一基板固持器(1)之方法，其中該方法另外具有以下步驟：a)判定一基板(5)之一振動行為，b)判定在接合期間在該基板(5)之該基板固持器(1)之方向上之振動振幅之位置，其中步驟iii)中之該至少一個支撐隆起(2’、2”)之該產生在根據步驟b)判定之該等位置之一者處進行。
  13. 如請求項11或12之用於製造一基板固持器(1)之方法，其中該方法另外具有以下步驟：iv)將該基板(5)與一進一步基板(5’)接合以形成一基板堆疊， v)判定該基板堆疊之一接合誤差，vi)基於該接合誤差判定在接合期間該基板(5)之該等振動振幅之位置，vii)將該至少一個支撐隆起(2’、2”)配置於步驟vi)中判定之一位置處。
  14. 一種用於接合基板(5、5’)，特別是使用如請求項10之接合裝置接合基板(5、5’)之方法，該方法具有以下方法步驟：i)在如請求項1至9中任一項之基板固持器(1)上提供一基板(5)，ii)在一進一步基板固持器上提供一進一步基板(5’)，iii)將該基板(5)與該進一步基板(5’)接合以形成一基板堆疊，其中該基板(5)及/或該基板堆疊在步驟iii)中之該接合期間由中心隆起(2)之第一安裝表面(6)支撐。
  15. 如請求項14之用於接合之方法，其中該第一基板(5)及/或該基板堆疊在步驟iii)中之該接合期間由至少一個支撐隆起(2’、2”)另外支撐於在該基板固持器(1)之方向上之該基板(5)之一振動振幅之一位置處。
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