WO2017162272A1 - Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten - Google Patents

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WO2017162272A1
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Thomas Wagenleitner
Thomas PLACH
Jürgen Markus SÜSS
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Definitions

  • the present invention relates to a method for bonding a first substrate to a second substrate according to claim 1 and a
  • substrates in the semiconductor industry have been connected by so-called bonding processes. Before the connection, these substrates must be aligned as closely as possible to each other, with deviations in the nanometer range now playing a role.
  • the orientation of the substrates is usually over
  • Alignment marks In addition to the alignment marks are still other, in particular functional elements on the substrates, which must be aligned during the bonding process also to each other. This alignment accuracy between the individual functional elements is required for the entire substrate surface. It is therefore not sufficient, for example, if the alignment accuracy in the center of the substrate.
  • Object of the present invention is to provide a device and a
  • Bonding accuracy, especially at the edge of the substrates is increased.
  • the invention is based on the idea that both substrates are curved prior to contacting or bonding and the curvature of at least one of the two substrates is changed during the bonding, in particular during the course of a bond wave, preferably during fusion bonding, by controlling the curvature.
  • the curvature of the other (preferably upper) substrate is preferably also changed under control.
  • the curvature also changes by automatically contacting the
  • the automatic contacting takes place, in particular, by the weight force acting on the substrate and / or other attractive forces between the substrates.
  • the control of the change in curvature of the one (in particular lower) substrate is carried out in particular analogously to
  • a curvature set by an initial state (in particular, the curvature set before the contact) is
  • Invention consists in the use of, in particular individually switchable fixing elements, with the aid of a progressing bond wave between the contact surfaces can be controlled controlled or controlled.
  • combinable, inventive idea consists in the use of a deformation element as a curving means and / or curvature changing means, which is in particular formed as a gas outlet opening.
  • Curvature is more accurate by combining the aforementioned features.
  • the invention describes a method and a device by means of which two substrates aligned with one another can be optimally bonded to one another.
  • the idea is based above all on the idea, through a targeted control, control or regulation of
  • Optimal contacting means in particular that the "run-out" error at every point of the
  • a fixation of the substrates by a plurality, in particular arranged in zones, fixing elements is provided.
  • the curvature of at least one of the substrates is provided by means of overpressure.
  • the substrates are usually more or less flat, in particular on a contact surface, apart from any of those
  • a curvature can be considered as a measure of the local deviation of a curve from its plane state.
  • substrates are considered whose thicknesses are small compared to the diameter. Therefore, one can speak to a good approximation of the curvature of a plane.
  • the initially mentioned flat state is the tangent plane of the curve at the point where the curvature is considered.
  • a body in particular the substrate, does not have a homogeneous
  • Curvature so that the curvature is an explicit function of the place.
  • a non-planar substrate in the center has a concave curvature, in other places, however, has a convex curvature.
  • curvature or curvature change - unless otherwise described - a macroscopic, ie on the meant substrate or the contact surface related curvature or curvature change meant.
  • Preferred in accordance with the invention are convex curvatures, in each case from the view of the opposing substrate. More preferably, the curvatures of the two substrates are mirror images of each other.
  • the radius of curvature is the radius of one considered to the surface
  • the difference between the two radii of curvature at the bond front / bond line of the substrates is less than 10m, preferably less than Im, more preferably less than 1cm, most preferably less than 1mm, most preferably less than 0.01mm, most preferably less than ⁇ .
  • all embodiments according to the invention which minimize the difference of the radii of curvature R 1, R 2 are advantageous.
  • the invention relates in particular to a method and a system by means of which it is possible to use two substrates in this way
  • the invention is furthermore based in particular on the idea of controlling the curvatures / changes in curvature of both substrates to be joined together, in particular by a fixation that can be controlled, in particular over large area parts, such that the influencing factors on the developing bond wave are selected such that the Both substrates do not move to each other during bonding locally, so stay properly aligned. Furthermore, the invention describes an article consisting of two substrates allied with inventively reduced "run-out" error.
  • An inventively characteristic process during bonding is the most centric and / or point-like contacting of the two contact surfaces of the
  • the contacting of the two substrates can also not be centric.
  • the bond wave propagating from a non-centric contact point would reach different locations of the substrate edge at different times. Accordingly complicated would be the complete mathematical-physical description of the
  • the contact point will not be far from the center of the substrate, so that the possible resulting effects, especially at the edge of the substrates, are negligible non-centric
  • Contact point and the center of the substrate according to the invention is in particular less than 100mm, preferably less than 10mm, more preferably less than 1mm, most preferably less than 0.1mm, most preferably less than 0.01mm.
  • Contact point and the center of the substrate according to the invention is in particular less than 100mm, preferably less than 10mm, more preferably less than 1mm, most preferably less than 0.1mm, most preferably less than 0.01mm.
  • center is understood to be the geometric center of an underlying, if necessary, asymmetry-compensated, ideal body. In industrial wafers with a notch, the center is therefore the center of the circle Circle surrounding the ideal wafer without notch. For industry standard wafers with a Fiat (flattened side) is the center of
  • curvature means Provided with curvature means and / or curvature changing means,
  • receiving device in particular upper, receiving device (substrate holder) in particular provided with a radially symmetrical fixation as a fixing agent. It would also be conceivable to use a nozzle as a curvature means and / or
  • Curvature changing means which uses a fluid, preferably a gas in place of the pin for, in particular direct, fluid pressurization of the substrate (Fluiddruckbeetzschungsstoff). Furthermore, even completely dispensing with the use of such elements can be dispensed with by providing devices which pass through the two substrates
  • both substrates in particular due to gravity and / or a bias voltage, have an impressed curvature in the direction of the other substrate.
  • the fixing elements are either attached vacuum holes, one or more circular vacuum lips or comparable vacuum elements with the aid of which the wafer can be fixed. It is also conceivable to use a plurality of electrostatic fixing elements (fixing agent).
  • the pin in the central bore or a conduit from which creates an overpressure, by an introduced gas, between the substrate holder and the substrate can serve, serve the controllable deflection of the fixed substrate (curving means and / or curvature changing means).
  • the fixing means of the receiving devices are controlled in particular so that a controlled deformation / change in curvature of at least one of the substrates takes place.
  • An upper substrate is pulled down on the one hand by gravity and on the other hand by a bond force acting along the bond wave and between the substrates.
  • the upper substrate is thus connected to the lower substrate radially from the center to the side edge. It thus comes to an inventive design of a radially symmetrical bond wave, which extends in particular from the center to the side edge.
  • An upper substrate is then, if it is completely dropped, practically on a kind of gas cushion. From a defined point in time, all fixing elements of the substrate holder can be switched off so that the upper substrate is left to itself under the influence of gravity and / or the forces of attraction between the substrates. At this point in time, the change in curvature of the upper substrate is no longer controlled or regulated, but is still controlled, since the framework conditions are known or have been determined empirically. Based on this controlled change in curvature and progression of the bond wave, the change in curvature of the lower substrate is controlled or regulated.
  • the embodiment does not consist in completely dropping the upper substrate, but in a complete control of the two substrates until the bond wave is at least more than 10%, preferably more than 20%, more preferably more than 30%, most preferably more than 50%, most preferably, more than 75% of the area of the substrates has spread. From the above date, in which all fixing elements of the upper receiving device have been turned off, in particular, no additional fixation is required.
  • the upper substrate can therefore move freely and also distort apart from the fixation at the bond initiation site.
  • Bond wave front occurring stress states and the present geometric boundary conditions will be subject to each infinitesimal small circle segment of a distortion with respect to its radial thickness.
  • the substrates are rigid bodies, they add up
  • the invention thus relates in particular to a method and a
  • the invention relates to a corresponding article which is produced by the device according to the invention and the method according to the invention.
  • the substrate holders according to the invention have fixing agents,
  • the fixing elements can be grouped in zones.
  • a grouping of the fixing elements in zones fulfills either a geometric, optical but preferably a functional task.
  • a functional task is to be understood, for example, that all fixing elements of a zone can be switched simultaneously. It is also conceivable that all fixing elements can be switched individually in a zone.
  • a plurality of fixing elements can be driven simultaneously for fixing or for releasing the substrate within the zone or they can indeed be controlled individually, but produce in their zone a very individual deformation property of the substrate.
  • the zones can in particular assume the following geometries:
  • Fixing elements are located. The distance between such zones is
  • the distance would be the distance between the inner ones
  • Circular ring of an outer circle segment and the outer circular ring of an inner circle segment are identical to each other.
  • the number of fixing elements per zone is arbitrary.
  • at least one fixing element preferably at least two fixing elements, preferably more than 10, more preferably more than 50, are still present in one zone most preferably more than 100, most preferably more than 200, most preferably more than 500.
  • the first receiving device and / or the second receiving device are identical to each other.
  • the fixing means are designed as, in particular evenly distributed on the receiving surfaces, preferably concentrically arranged, arranged in zones, in particular separately controllable, fixing elements formed.
  • the fixing means in particular exclusively, are arranged in an edge region of the receiving surface.
  • the edge region extends in particular to half the radius, preferably up to a quarter of the radius of the receiving surface.
  • the number of fixing elements per cross section can also be considered.
  • the number of fixing elements in cross section is less than 20, preferably less than 10, more preferably less than 5, on
  • the fixing elements can be acted upon with negative pressure for fixing, can be acted upon to release the substrate with overpressure.
  • the fixing elements are annular, in particular annular, in particular slots produced by a milling process.
  • the Fixing elements are provided with vacuum lips. If the fixing elements are provided as vacuum elements, they can produce a pressure of less than 1 bar, preferably less than 0.1 mbar, more preferably 0.01 mbar, most preferably less than 0.001 mbar, most preferably less than 0.0001 mbar.
  • Fixing elements of conductive plates which are used as electrostatic fixing.
  • the conductive plates can be switched unipolar, but preferably bipolar. In a bipolar circuit, two plates are placed on mutual potential.
  • Substrate holder then acts in its zones as an electrostatic substrate holder with one, depending on the number of plates, high-resolution
  • Receiving area in particular a first receiving plane of the first receiving surface and a second receiving plane of the second
  • receiving devices with elevations in particular nodal substrate holders, are described.
  • a substrate holder is understood to mean a substrate holder which has a plurality of, in particular symmetrically arranged, pillars.
  • These supports are designed in particular as nubs.
  • the nubs can have any shape.
  • naps are provided in the form of:
  • Pyramids in particular three-sided or quadrilateral pyramids
  • Kugelschalennoppen, conical nubs and cylinder knobs are expensive to produce, whereas pyramidal or cuboidal knobs can be made relatively easy by etching and / or milling processes and thus are preferred according to the invention.
  • nodal substrate sample holders can be closed off at their periphery by means of an edge element, so that the spatial areas between the dimples can be interpreted as depressions. But it is also possible that the nubs represent the only elevations in relation to the knobbed plane on which all nubs are present.
  • the substrate holder is designed as a nub substrate holder with webs.
  • the individual zones are interrupted by webs. Within each zone ends at least one line that allows evacuation of the space between the nubs.
  • Substrate holder as a complete Noppensubstrathalter, ie without webs executed.
  • the width or the diameter of the elevations, in particular knobs, is in particular less than 5 mm, preferably less than 1 mm, still
  • the height of the elevations, in particular knobs is in particular less than 2 mm, preferably less than 1 mm, more preferably less than 500 ⁇ , most preferably less than 200 ⁇ .
  • the ratio between the width or the diameter of the elevations and the height of the elevations is greater than 0.01, preferably greater than 1, more preferably greater than 2, most preferably greater than 10, most preferably greater than 20.
  • a first zone consists of electrostatically operating fixing elements, and a second zone has vacuum fixations.
  • a substrate holder according to the invention may in particular have holes, referred to as surveying holes in the further course of the document, which allow viewing of the fixed substrate surface from the rear side of the substrate holder. This allows a measurement of the fixed substrate surface in this area.
  • Surveying holes can also be closed with a lid.
  • the lid In a very particularly preferred embodiment, the
  • An inventive substrate holder may alternatively or additionally have sensors with the aid of which physical and / or chemical
  • the sensors are preferably
  • the particularly preferred distance sensors can be used as a curvature measuring means by the distance between the substrate and the
  • Recording device determines the curvature of the substrate, in particular interpolated between nodes and / or calculated, is.
  • a plurality of sensors are designed primarily as distance sensors in order to measure the distance of the substrate before and / or during the bonding process with respect to a plane.
  • the plane is preferably the receiving surface and / or the receiving surface, in particular a plane formed by the elevations.
  • sensors are located at different levels.
  • the sensors in particular exclusively, measure the change in a distance, preferably transversely to the contact surface, so that the reference to one and / or more planes is irrelevant. In this case, only the relative, especially spatially different,
  • the measurement of the distance serves primarily the process control.
  • the control / regulation of the fixing elements according to the invention for optimal, in particular stepwise, detachment of the substrate is particularly efficient.
  • several different types of sensors are installed.
  • sensors for distance and pressure measurement in particular symmetrical and
  • Deformation element is a introduced via a line fluid, in particular gas or gas mixture.
  • the adjustment and / or control of the curvatures and / or changes in curvature can be carried out on the basis of empirically determined parameters.
  • the first and second substrate holders according to the invention have
  • curvature means and / or curvature changing means preferably via at least one, in particular centrically constructed, deformation element for the curvature / curvature change of the substrates (curvature means and / or curvature changing means).
  • the curvature element is a pin.
  • This pin has at least one, preferably exactly one, degree of freedom of translation along the normal to the receiving surface or receiving plane. It would also be conceivable that the pen has degrees of freedom along the receiving surface in order to be calibrated in the x and / or y direction. Preferably, the pin is fixable in the x and / or y direction.
  • the pin can have a force of 0.01 N-1000N, preferably 0. 1 N-500N, most preferably 0.25-100N, on
  • the deformation element for curvature / curvature change is a fluid outlet opening, via which a fluid, in particular gas or gas mixture, can be fed between the substrate and the receiving surface (Fluiddruckbeetzstoffsstoff).
  • a fluid in particular gas or gas mixture
  • the fluid outlet opening is installed in a separate partial element, which is movable in particular in the x and / or y direction, so that x and / or y positioning of the fluid outlet opening can take place.
  • the position of the fluid outlet is precisely determined, which also affects an optimal, inventive
  • the fluid outlet opening is an opening which represents the end of a line.
  • the fluid outlet opening is a nozzle.
  • the nozzle is a nozzle.
  • Conceivable is the use of multiple nozzles to build up pressure at several points between the
  • Substrate sample holder and the substrate to vary. All statements for one nozzle then apply analogously to multiple nozzles. Via the fluid outlet opening, in particular a nozzle, between the substrate and the substrate holder, a pressure of more than 1 mbar, preferably more than 10 mbar, on
  • All substrate holders according to the invention can have loading pins.
  • Loading pins serve to load the substrate holder according to the invention with a substrate.
  • the charging pins are guided in particular through holes in the receiving device, wherein the holes are preferably carried out sealed against the charging pins.
  • the charging pins are extended.
  • a substrate in particular fully automatic, is deposited on the loading pins.
  • the third process step the
  • the charging pins also serve to discharge a bonded substrate stack.
  • the process step sequence then rotates accordingly.
  • the loading pins may be pressure sinks unless they have been sealed to the holes in which they are moving. In this case, the static maintenance of a vacuum on Vakuumfixieriana and / or the static
  • a continuous evacuation via the vacuum fixing elements and / or a continuous overpressure generation via the gas outlet opening is disclosed, which is preferably characterized by a stationary, in particular laminar, flow. It is also conceivable, however, the use of seals, so that a static pressure can be built without it comes to the formation of a flow.
  • the substrate holder can basically be made of any material. Particularly preferred is one or more of the following
  • a nub sample substrate holder according to the invention is produced by the method of the patent
  • EP2655006B 1 produced.
  • the preferred material is silicon carbide or silicon nitride.
  • the preferred nub structure in this case is a four-sided pyramid.
  • the receiving device is according to an inventive
  • Embodiment preferably designed to be heated and / or cooled.
  • temperature control mechanisms allow the substrate to be tempered between -50 ° C and 500 ° C, preferably between -25 ° C and 300 ° C, most preferably between 0 ° C and 200 ° C, most preferably between 10 ° C and 100 ° C.
  • Substrate holder designed so that the substrate by heating and / or
  • Coolant can be specifically deformed before contacting, in particular laterally compressed or stretched, can be, by the amount that is necessary in the subsequent contact to the
  • the fixation of the lower / first substrate in this embodiment takes place only after the corresponding deformation, so there is no need to pay particular attention to the thermal expansion coefficients of the lower / first substrate or to the lower substrate
  • the substrate may be contacted with a heated gas through the spaces between the nubs, to maintain the fixability of the fuser members, the pressure of the heated gas must be lower be than the ambient pressure, which presses the substrate in the region of the zones on the substrate holder. Bonder
  • a device according to the invention consists of two receiving devices / substrate holders according to the invention.
  • at least the upper substrate holder has surveying holes.
  • the surveying holes are in particular designed to be closable and / or sealed.
  • the embodiments according to the invention are preferably operated in a defined, in particular controllable, atmosphere, in particular under normal pressure.
  • All of the above-mentioned embodiments of the invention can be operated in a special embodiment in low vacuum, more preferably in high vacuum, even more preferably in ultrahigh vacuum, especially at a pressure of less than 100 mbar, preferably less than 0.1 mbar, more preferably less as 0.001 mbar, even more preferably less than 10e-5 mbar, most preferably less than 10e-8 mbar.
  • a pressure of less than 100 mbar preferably less than 0.1 mbar, more preferably less as 0.001 mbar, even more preferably less than 10e-5 mbar, most preferably less than 10e-8 mbar.
  • the higher the vacuum or the lower the pressure in the environment the more difficult it is to fix a substrate by means of vacuum holes.
  • a first substrate is loaded onto a first substrate holder and a second substrate is loaded onto a second substrate holder and in particular fixed in a peripheral section.
  • the two substrates are aligned with each other.
  • the orientation of the substrates will not be described in detail here. Insofar as we refer to the publications US6214692B 1, WO2015082020A1, WO2014202106A 1.
  • the substrates are aligned in particular to each other before the bonding process, to congruence (exact alignment, in particular with an accuracy of less than 2 ⁇ , preferably less than 250nm, more preferably less than 150nm, most preferably less than lOOnm, on
  • a third optional process step according to the invention of a first process according to the invention the two substrates are approached by a relative movement of the two substrate holders relative to one another. As a result, a well-defined gap between the two substrates are approached by a relative movement of the two substrate holders relative to one another. As a result, a well-defined gap between the two substrates are approached by a relative movement of the two substrate holders relative to one another. As a result, a well-defined gap between the
  • the distance is in particular less than ⁇ , with preference less than 500 ⁇ , more preferably less than 250 ⁇ , with very great preference less than ⁇ .
  • the radius of curvature of the two substrates, in particular on the bond front differs by less than 15%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, even more preferably less than 2%, is most preferably the same ,
  • a curvature of the first and / or the second substrate takes place.
  • the curvature of the first and / or second substrate is measured and monitored with the aid of the sensors.
  • a control loop in particular a desired curvature on the lower and / or upper substrate can be adjusted automatically. It will be a
  • control loop then controls the fixing and / or the deformation element until the desired
  • Curvature profile has been set. It should be mentioned that the Gravity acts in one direction and therefore may have different effects on the deformation of the substrates. While an upper fixed substrate by gravity continues towards the desired
  • Curvature changing means, fixing elements and sensors can be set for each of the two substrates, in particular as part of a control loop, the desired curvature profile. If the two substrates have been approached close enough to each other, the contacting of the two substrates takes place. The contacting can be done either by the steadily increasing curvature and / or by a relative approach of the two substrate holder to each other. In the bonding method according to the invention, therefore, the substrates are not placed flat on top of each other but first brought into contact with each other in the center M (bond initiation site) by slightly pressing one of the two curved substrates against the second substrate or correspondingly in the direction of the second substrate
  • the process of the invention proceeds, monitoring and controlling the bonding wave. As far as the bond initiation office in
  • Center of the contact surfaces of the substrates is arranged is a
  • the deformation, preferably curvature, of the first and / or second substrate and / or of the second substrate takes place in a lateral direction and / or convex and / or concave
  • the deformation according to the invention follows in particular by stretching and / or compression and / or curvature of the first substrate and / or the second substrate.
  • the substrates preferably have approximately identical diameters D 1, D 2, which deviate from each other in particular by less than 5 mm, preferably less than 3 mm, more preferably less than 1 mm.
  • the deformation takes place by means of deformation or bending means and / or curvature changing means and / or by temperature control of the first and / or second receiving means.
  • first substrate and / or the second substrate exclusively in the region of the periphery or the circumference of the first and / or second
  • Substrate holder or the first and / or second substrates is fixed, the inventive deformation / curvature / curvature change is easier to achieve.
  • Control unit in particular a computer with a control software. For controlling and / or regulating the sensors described above are used.
  • the substrates are fixed only on a circle segment as far as possible outside in the region of the side edge to the Provide substrates as much flexibility and freedom from expansion within the fixation.
  • the first and / or second substrate is preferably radially symmetric. Although the substrate can have any diameter, the
  • Substrate diameter in particular 1 inch, 2 inches, 3 inches, 4 inches, 5 inches, 6 inches, 8 inches, 12 inches, 18 inches or greater than 18 inches.
  • the thickness of the first and / or second substrate is between ⁇ and 2000 ⁇ , with preference between ⁇ and 1500 ⁇ , with greater preference between ⁇ and ⁇ .
  • a substrate may also have a rectangular shape, or at least deviating from the circular shape. Wafers are preferably used as substrates.
  • variable parameters are chosen so that the bond wave propagates with the best possible speed with respect to the existing initial and boundary conditions.
  • the average velocity of the bond wave is in particular less than 200 cm / s, more preferably less than 100 cm / s, more preferably less than 50 cm / s, most preferably less than 10 cm / s, most preferably less than 1 cm / s.
  • the speed of the bond wave is greater than 0, 1 cm / s.
  • the velocity of the bond wave along the bond front is constant. In a vacuum environment, the
  • Velocity of the bond wave automatically faster because the connecting along the bond line substrates do not have to overcome resistance by a gas.
  • a further, in particular independent, aspect of the invention is to contact as coordinated as possible and at the same time quasi-automatically, by at least one of the substrates with a, in particular concentric to Center M of a contact surface of the substrate radially outwardly extending bias is applied before contacting and then only the start of contacting is influenced, while after contacting a portion, in particular the center M of the substrate, the substrate is released and automatically due to its Bias controls bonded to the opposite substrate.
  • the bias is by a deformation, in particular curvature, of the first substrate by deformation means, in particular curvature means and / or
  • Curvature changing means reaches, wherein the deformation means, in particular on the basis of their shape, act on the side facing away from the bond side and the deformation accordingly by use
  • different (in particular exchangeable) deformation means is controllable. Control is also provided by the pressure or force with which the deformation elements act on the substrate. It is advantageous to reduce the effective receiving surface of the substrate holder with the substrate, so that the substrate is only partially supported by the receiving device. In this way results due to the smaller contact area a lower adhesion between the substrate and the substrate holder.
  • a fixation according to the invention in particular, applied in the region of the circumference of the substrate, so that an effective fixation is given at the same time the lowest possible effective receiving surface between the receiving contour of the substrate holder and the substrate.
  • the detachment is especially controllable, especially by
  • Controllable means that after contact of the substrate with a second substrate, the substrate remains fixed on the sample holder and only by targeted (controlled) reduction of the negative pressure at the receiving surface
  • Detachment of the substrate (wafer) from the sample holder (receiving device), in particular from the inside out, is effected.
  • the embodiment of the invention leads above all to the fact that the detachment by very low Forces can be accomplished. In particular, several different methods of detachment are disclosed.
  • Deformation agent is inactive
  • Deforming agent is spontaneously returned to its initial state and thus immediately stops acting on the substrate
  • Deforming agent gradually but continuously ceases to act on the substrate
  • Stepwise in particular zone by zone, preferably carried out from inside to outside detachment of the substrate, by stepwise switching off the fixations, while the
  • Deformation agent acts on the substrate
  • the embodiment of the invention discloses in its optimum form a bonding process in which both substrates are curved. In general, however, at least one substrate can not be deformed.
  • Figure l a is a schematic, not to scale partial view of a first
  • Figure lb is a schematic, not to scale partial view of a
  • Figure lc is a schematic, not to scale partial view of a third
  • Figure l d is a schematic, not to scale partial view of a
  • Figure le is a schematic, not to scale partial view of a first
  • Figure lf is a schematic, not to scale partial view of a
  • Figure 2a is a schematic, not to scale supervision of a fifth
  • Figure 2b is a schematic, not to scale supervision of a sixth
  • Figure 2c is a schematic, not to scale supervision of a seventh
  • Figure 2d is a schematic, not to scale supervision of eighth
  • Figure 2e is a schematic, not to scale supervision of a ninth
  • Embodiment of a receiving device according to the invention, 3a-3e are schematic, not to scale, side views and plan views of embodiments of a survey according to the invention,
  • Figure 4a is a schematic, not to scale cross-sectional view of an embodiment of a bonder according to the invention with pressure and distance diagrams in a first
  • Figure 4b is a schematic, not to scale cross-sectional view of
  • Figure 4c is a schematic, not to scale cross-sectional view of
  • Figure 4d is a schematic, not to scale cross-sectional view of
  • Figure 4e is a schematic, not to scale cross-sectional view of
  • FIG. 1a shows a schematic, not to scale, partial view of a cross section of a first embodiment of a receiving device 1 according to the invention (alternatively referred to as substrate holder), wherein only one edge region R with fixing elements 2 (fixing means) is shown.
  • the receiving device 1 consists of several zones Zi, which are preferably located in the edge region R.
  • Each of the zones Zi may have a plurality of fixing elements 2.
  • the zones Zi may be limited to the edge region R of the substrate holder 1 or distributed over the entire substrate holder 1.
  • the fixing elements 2 are used for fixing a substrate receiving surface 4a of a first, in particular upper, substrate lo or of a second, in particular lower, substrate lu.
  • sensors 3, 3 ' there are a plurality of sensors 3, 3 ', in particular
  • the sensors are used to measure physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the receiving surface l s.
  • the sensors 3, 3 ' are, in particular, distance sensors with the aid of which a distance between the receiving surface 1s and the substrate receiving surface 4a is measured.
  • the substrate holder 1 is preferably constructed such that in its center C (see FIGS. 1 e and 1 f) there is a curvature element 5, 5 '.
  • curvature means by means of which a fixed to the substrate holder 1 substrate 4o, 4u can be curved.
  • the curvature element 5 is a fluid outlet opening, via which a gas, in particular compressed air, can be pumped between the substrate holder 1 and the substrate 4. Due to the overpressure, the substrate 4 is arched while at the same time it is fixed by the fixing elements 2 or released in a controlled manner.
  • the curvature element 5 ' is a pin which extends through the
  • Receiving device 1 extends and which is designed to be movable perpendicular to this (means of curvature or curvature changing means).
  • FIG. 1b shows a substrate holder 1 'in a second embodiment according to the invention.
  • the substrate holder 1 ' consists of several zones Zi which are preferably located in the edge region R.
  • Each of the zones Zi may generally have a plurality of fixing elements 2 '.
  • the fixing elements 2 ' are electrodes of an electrostatic fixing.
  • two zones ZI and Z2 are exemplified.
  • the zones Zi may be confined to the outer edge of the substrate holder 1 ', or distributed over the entire substrate holder 1'.
  • sensors 3, 3 ' there are a plurality of sensors 3, 3 ', in particular
  • the sensors 3, 3 'are used to measure physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the receiving surface l s'.
  • the sensors 3, 3 'are in particular, distance sensors with the aid of which the distance between the receiving surface 1s' and the substrate receiving surface 4a is measured.
  • the substrate holder 1 in a third embodiment according to the invention, the substrate holder 1 "consists of a plurality of zones Zi, which are preferably located exclusively in the edge region R. Each of the zones Zi may in particular have a plurality of fixing elements 2 ".
  • the fixing elements 2 "are spaces 9 between the
  • a pressure is set to suck the substrate 4o, 4u and thus to fix.
  • the knobs 7 are used in particular Avoidance of excessive contamination.
  • the nubs 7 were shown in Figure 1c above average to improve the view. In fact, the dimples 7 are substantially smaller compared to the thickness of the substrate holder 1 ".
  • zones ZI and Z2 are exemplified.
  • the first zone ZI one recognizes three fixing elements 2 "in cross section; in the second zone Z2, three fixing elements 2" are also recognizable in cross section.
  • the zones Zi can be limited to the outer edge of the substrate holder 1 "or distributed over the entire substrate holder 1".
  • sensors 3, 3 ' there are a plurality of sensors 3, 3 ', in particular
  • the sensors are used to measure physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the receiving surface ls' defined by the nub surface 7o and the peripheral edge element 10.
  • the sensors 3, 3 ' are, in particular, distance sensors with the aid of which the distance between the nub surface 7o and the substrate surface 4o is measured.
  • a substrate holder ⁇ "in a fourth embodiment according to the invention is shown in Figure ld.
  • the substrate holder ⁇ " consists in particular of a plurality of zones Zi, which are preferably located in the edge region R.
  • Each of the zones Zi may have a plurality of fixing elements 2 "'.
  • the fixing elements 2 "'are the spatial regions 9
  • a limitation of the spatial regions 9 takes place only at the circumference of the receiving device 1 "'by a peripheral edge element 10, on which the substrate lo, lu circumferentially rests and which together with the nub surface 7o defines a receiving surface ls".
  • the knobs 7 are used in particular to avoid too large
  • the nubs 7 were shown in the figure lc above average to improve the view. In reality, the dimples are substantially smaller compared to the thickness of the substrate holder 1 "'.
  • zones ZI and Z2 are exemplified.
  • a fixing element 2 "'in cross section in the first zone ZI can be seen a fixing element 2 "'in cross section, in the second zone Z2 is also a fixing element 2"' in cross section.
  • the zones Zi may be limited to the outer edge of the substrate holder 1 "'or distributed over the entire substrate holder 1'".
  • sensors 3, 3 ' there are a plurality of sensors 3, 3 ', in particular
  • the sensors 3, 3 'are used to measure physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the ground.
  • the sensors 3, 3 'are in particular distance sensors, with the aid of which the distance between the ground and the
  • Substrate receiving surface 4a is measured. From this it is possible to calculate the distance of the substrate receiving surface 1a to the nub surface 7o via the known height of the nubs 7.
  • FIG. 2a shows a receiving device IV , in which fixing elements 2 are arranged in four concentric zones Z1-Z4. In the center C of the
  • Receiving device 1 IV is a curvature element 5, 5 '(see Figure le or lf).
  • Corresponding fixing elements 2 of several zones are each arranged along radially extending lines L.
  • 2b shows a receiving device l v, are arranged in the fixing elements 2 in four zones Z1 -Z4. In the center of the reception l v there is a curvature element 5, 5 "(see Figure le or lf).
  • Corresponding fixing elements 2 of several zones are each arranged along a line L ', which does not extend through the curvature element 5, in particular not through the center C.
  • the line L 'does not have to be a straight line.
  • fixing elements 2 are arranged point-mirrored to the center C.
  • FIG. 2 c shows a receiving device 1 VI with a plurality of nubs 7, surrounded by an edge element 10 analogous to the embodiment according to FIG. 1 c. Between the nubs 7 are the space regions 9, which act as fixing elements 2 IV in an evacuation. The evacuation takes place via lines 6. Since no webs 8 are present in this embodiment according to the invention, which separate the space regions 9 from one another, a fluid introduced via a curvature element 5 (see FIG. Therefore, this is
  • Embodiment of the invention an example of a substrate holder, in which a stationary laminar flow between the substrate holder 1 VI and the substrate 4o, 4u is constructed.
  • FIG. 2 d shows an embodiment according to the invention, in which a plurality of zones Z are provided with three fixing elements 2 each.
  • the zones Z are designed as hexagons and occupy the receiving surface at least predominantly.
  • the center Z and the peripheral edge are not occupied.
  • FIG. 2 e shows an embodiment according to the invention, in which the fixing elements 2 are arranged along a spiral.
  • the entire recording area ls represents the only zone Z.
  • the individual or grouped control of the fixing elements is conceivable.
  • the curvature element 5, 5 ' is arranged at the end of the spiral and in the center C.
  • Substrate holder can be realized with electrostatic fixing.
  • the sensors 3, 3 ' have not been shown for the sake of clarity, but can be carried out according to the embodiments according to figures la to ld.
  • Figures 3a-3e show embodiments for forms of the elevations 7, 7 ', 7 ", 7"', 7 "".
  • the shape of Figure 3a consists of a
  • the shape of Figure 3b consists of a cylindrical body with a round head.
  • the shape of Figure 3b consists of a cylindrical body with a flat head.
  • the shape of Figure 3c consists of a hemispherical body.
  • the shape according to FIG. 3d consists of a three-sided pyramid.
  • the shape according to FIG. 3e consists of a four-sided pyramid.
  • FIG. 4 a shows a bonder 13 according to the invention for contacting and bonding oppositely arranged contact surfaces 4 k of a first / upper substrate 4 o and a second / lower substrate 4 u.
  • the bonder 13 is composed of a lower substrate holder lu and an upper substrate holder lo.
  • the substrate holder lu, lo can in particular as above-described receiving devices 1, 1 ', 1 ", 1", 1 IV , l v , 1 V1 to
  • Substrate 4u be performed, wherein the lower substrate holder lu may be designed or equipped differently than the upper substrate holder lo.
  • the upper substrate holder lo preferably has surveying holes 12, through which lo from a back side of the substrate holder
  • Measurement of the substrate 4o can take place.
  • sensors may be placed in the surveying holes.
  • the surveying holes 12 are in particular between the curvature changing means and the
  • Substrate holder lu have corresponding Verticianslöcher 12.
  • Verticianslöcher enforce the receiving device 1 and in particular orthogonal to the receiving surface l s.
  • the surveying holes 12 are arranged in particular at the same distance from the center of the receiving surface ls. Preferably, the surveying holes 12 are arranged at a distance of 180 ° or 120 ° to each other.
  • the substrate holders lu, lo have a receiving surface ls, with a plurality of fixing elements 2 and sensors 3, 3 '.
  • the fixing elements 2 are evacuated via lines 6 and fix the substrates 4u, 4o.
  • Below and below the substrate holder lu, lo diagrams are drawn, each showing distances d between the sensors 3 as the distance sensors and the substrate 4u, 4o along the x-direction (substrate diameter) for the respective x-positions.
  • the distance sensors are directly at
  • Curvature changing means 5 arranged distributed to the fixing means. They thus extend over a partial surface of the receiving surface ls.
  • sensors 3 'designed as pressure sensors are arranged, with which the pressures i are measured along the x position of the sensors 3' between the substrates 4u, 4o and the substrate holders lu, lo.
  • the upper substrate 4o has an actual curvature 14o, in particular due to gravity, while the lower substrate rests flat and therefore has no actual curvature 14u (in reality a vanishingly small) in the sense of the present invention. However, it is also conceivable that the actual curvature 14o caused by gravity is negligibly small.
  • Both desired curvatures 15u, 15o are mirror-symmetrical in the example shown. Any desired curvatures 15u, 15o can be specified.
  • the pressure profiles 16u and 16o show a pressure drop in the area of the activated fixing elements 2. This shows that the fixing of the substrates 4u, 4o is activated. A process step of the alignment of both substrates lu, lo each other is not shown.
  • FIG. 4b shows the bonder 13 in a further process step.
  • the two substrates 4u and 4o were approximated by a relative movement of the two substrate holder lu, lo together. Otherwise, nothing has changed with respect to the situation according to FIG. 4a.
  • FIG. 4c shows the bonder 13 in a further process step.
  • a regulation of the pressure by means of the distance sensors takes place.
  • the control / regulation and the pressures of the fixing elements 2 can be used, so that they also perform tasks of the bending means 5, 5 'or curvature changing means 5, 5' and thus can also count in the context of the invention.
  • one of the fixing elements 2 is reset from the pressure p 1 to the pressure p 0 in order to achieve the desired curvature before contacting the substrates 4 o, 4 u.
  • one of the fixing elements 2 is reset from the pressure p 1 to the pressure p 0 in order to achieve the desired curvature before contacting the substrates 4 o, 4 u.
  • FIG. 4d shows the bonder 13 in a further process step.
  • the two substrates 4u, 4o form by the approach of the substrates 4u, 4o a bonding wave, which propagates radially outwards, wherein the
  • the pressures of four inner circumferential rows of fixing elements 2 are at the upper receptacle l o and the lower
  • Recording device l u simultaneously reduced to pO.
  • FIG. 4e shows the bonder 13 in a further process step.
  • the two substrates lu, lo have been bonded together in a controlled manner by reducing the pressure of the outermost row of fixing elements 2 of the upper receiving device 10o to p0.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bonden eines ersten Substrats (4o) mit einem zweiten Substrat (4u) an einander zugewandten Kontaktflächen (4k) der Substrate (4o, 4u) mit folgenden Schritten, insbesondere folgendem Ablauf: Aufnahme des ersten Substrats (4o) an einer ersten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") einer ersten Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"', 1IV, lV, 1VI) und Aufnahme des zweiten Substrats (4u) an einer zweiten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") einer zweiten Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1'", 1IV, lV, 1VI), Krümmung der Kontaktflächen (4k) vor einer Kontaktierung der Kontaktflächen (4k), dadurch gekennzeichnet, dass eine Krümmungsänderung der Kontaktfläche (4k) des ersten Substrats (4o) und/oder eine Krümmungsänderung der Kontaktfläche (4k) des zweiten Substrats (4u) während des Bondens gesteuert werden. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine korrespondierende Vorrichtung.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bonden von Substraten
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bonden eines ersten Substrats mit einem zweiten Substrat gemäß Anspruch 1 sowie eine
korrespondierende Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
Seit mehreren Jahren werden in der Halbleiterindustrie Substrate durch sogenannte Bondprozesse miteinander verbunden. Vor der Verbindung müssen diese Substrate möglichst genau zueinander ausgerichtet werden, wobei mittlerweile Abweichungen im Nanometerbereich eine Rolle spielen. Die Ausrichtung der Substrate erfolgt dabei meistens über
Ausrichtungsmarken. Neben den Ausrichtungsmarken befinden sich noch andere, insbesondere funktionale Elemente, auf den Substraten, die während des Bondprozesses ebenfalls zueinander ausgerichtet sein müssen. Diese Ausrichtungsgenauigkeit zwischen den einzelnen funktionalen Elementen wird für die gesamte Substratoberfläche verlangt. Es ist daher beispielsweise nicht auseichend, wenn die Ausrichtungsgenauigkeit im Zentrum der
Substrate sehr gut ist, zum Rand hin aber abnimmt.
Im Stand der Technik existieren mehrere Verfahren und Anlagen, mit deren Hilfe versucht werden kann, einen Einfluss auf den Bondvorgang zu nehmen, wie beispielsweise die Druckschriften EP2656378B 1 oder WO2014191033A1. Eine der größten Herausforderungen beim Bonden besteht beim Bondvorgang selbst, also während der Bondinitiierung bis zur vollständigen Kontaktierung der Kontaktflächen der Substrate. Hierbei kann sich die Ausrichtung der beiden Substrate zueinander gegenüber der vorherigen Ausrichtung noch maßgeblich ändern. Sind die beiden Substratoberflächen erst einmal miteinander verbunden, ist eine Trennung zwar theoretisch wieder möglich, allerdings mit hohen Kosten, geringem Durchsatz und Fehleranfälligkeit verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Bonden zweier Substrate vorzusehen, mit welchen die
Bondgenauigkeit, insbesondere am Rand der Substrate, erhöht wird.
Die vorliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei in der Beschreibung, in den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger
Kombination beanspruchbar sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass beide Substrate vor der Kontaktierung oder dem Bonden gekrümmt werden und die Krümmung mindestens eines der beiden Substrate während des Bondens, insbesondere während des Laufs einer Bondwelle, vorzugsweise beim Fusionsbonden, durch Steuerung der Krümmung geändert wird. Die Krümmung des anderen (vorzugsweise oberen) Substrats wird vorzugsweise auch gesteuert geändert.
Die Krümmung ändert sich auch durch selbsttätiges Kontaktieren der
Substrate. Das selbsttätige Kontaktieren erfolgt insbesondere durch die auf das Substrat wirkende Gewichtskraft und/oder sonstige Anziehungskräfte zwischen den Substraten. Die Steuerung der Krümmungsänderung des einen (insbesondere unteren) Substrats erfolgt insbesondere analog der
Krümmungsänderung des anderen (insbesondere oberen) Substrats,
vorzugsweise in Abhängigkeit (bevorzugt durch Messung und Regelung) von dessen Krümmungsänderung.
Mit Krümmungsänderung ist insbesondere ein von einem Ausgangszustand (insbesondere die vor dem Kontaktieren eingestellte Krümmung) der
Substrate abweichender Zustand gemeint. Erfindungsgemäß wird das Bonden nach einer Kontaktierung der Kontaktflächen, insbesondere durch
kontrollierte Steuerung einer Fixierung der Substrate, gesteuert.
Entsprechende Fixiermittel sind vorrichtungsgemäß insbesondere vorgesehen.
Ein weiterer, insbesondere eigenständiger, Aspekt der vorliegenden
Erfindung besteht in der Anwendung von, insbesondere einzeln schaltbaren Fixierelementen, mit deren Hilfe eine sich fortschreitende Bondwelle zwischen den Kontaktflächen kontrolliert gesteuert oder geregelt werden kann.
Eine weitere, insbesondere eigenständige oder mit der vorgenannten
kombinierbare, erfindungsgemäße Idee besteht in der Verwendung eines Verformelements als Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel, das insbesondere als Gasaustrittsöffnung ausgebildet wird. Dadurch
unterbleibt ein mechanischer Kontakt zum Substrat. Die Kontrolle der
Krümmung erfolgt durch Kombination der vorgenannten Merkmale noch genauer.
Die Erfindung beschreibt insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe zwei zueinander ausgerichtete Substrate optimal miteinander verbondet werden können. Der Idee liegt dabei vor allem der Gedanke zu Grunde, durch eine gezielte Kontrolle, Steuerung oder Regelung der
Krümmung, Fixierung und/oder Loslösung mindestens eines der beiden
Substrate die fortschreitende Bondwelle so zu kontrollieren, zu steuern oder regeln, dass eine optimale, sequentielle, insbesondere von innen nach außen fortschreitende, Kontaktierung der beiden Substrate entlang der
Kontaktflächen erfolgt. Unter optimaler Kontaktierung versteht man insbesondere, dass der„run-out" Fehler an jeder Stelle der
Kontaktgrenzfläche zwischen den beiden Substraten, minimal ist oder im optimalen Fall sogar verschwindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Fixierung der Substrate durch mehrere, insbesondere in Zonen gegliederte, Fixierelemente vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Krümmung mindestens eines der Substrate mittels Überdruck vorgesehen.
Im Ausgangszustand sind die Substrate im Regelfall, insbesondere an einer Kontaktfläche, mehr oder weniger eben, abgesehen von etwaigen die
Kontaktfläche überragenden Strukturen (Mikrochips, funktionale Bauteile) und Substrattoleranzen wie B iegung und/oder Dickenschwankungen. Die Substrate besitzen im Ausgangszustand aber in den meisten Fällen eine von Null verschiedene Krümmung. Für einen 300 mm Wafer sind Krümmungen von weniger als 100 μ ηι üblich. Mathematisch gesehen kann eine Krümmung als ein Maß für die lokale Abweichung einer Kurve von ihrem ebenen Zustand angesehen werden. Im konkreten Fall werden Substrate betrachtet, deren Dicken gering im Vergleich zum Durchmesser sind. Daher kann man in guter Näherung von der Krümmung einer Ebene sprechen. Im Fall einer Ebene ist der anfangs erwähnte, ebene Zustand die Tangentialebene der Kurve im Punkt, an welchem man die Krümmung betrachtet. Im Allgemeinen besitzt ein Körper, im speziellen Fall das Substrat, keine homogene
Krümmung, so dass die Krümmung eine explizite Funktion des Ortes ist. So kann es beispielsweise sein, dass ein nicht ebenes Substrat im Zentrum eine konkave Krümmung, an anderen Stellen allerdings eine konvexe Krümmung aufweist. Erfindungsgemäß ist mit Krümmung oder Krümmungsänderung - soweit nichts Anderes beschrieben ist - eine makroskopische, also auf das gesarate Substrat beziehungsweise die Kontaktfläche bezogene Krümmung oder Krümmungsänderung gemeint.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind konvexe Krümmungen, jeweils aus Sicht des gegenüberliegenden Substrats. Noch bevorzugter verlaufen die Krümmungen der beiden Substrate spiegelbildlich zueinander.
Eine weitere Möglichkeit die Krümmung an einem Punkt anzugeben besteht darin, einen Krümmungsradius anzugeben. Der Krümmungsradius ist der Radius eines, an die Oberfläche angeschmiegten, den betrachteten
Oberflächenpunkt beinhaltenden, Kreises.
Ein, insbesondere eigenständiger, Kerngedanke für die meisten
erfindungsgemäßen Ausführungsformen besteht somit darin, dass die
Krümmungsradien der zwei miteinander zu verbondenden Substrate
zumindest im Kontaktierungsbereich der Substrate, also an einer Bondfront der Bondwelle bzw. an der Bondlinie gleich sind, oder zumindest nur marginal voneinander abweichen. Die Differenz der beiden Krümmungsradien an der Bondfront/Bondlinie der Substrate ist dabei kleiner als 10m, mit Vorzug kleiner als Im, mit größerem Vorzug kleiner als 1cm, mit größtem Vorzug kleiner als 1mm, mit allergrößtem Vorzug kleiner als 0.01mm, am bevorzugtesten kleiner als Ιμπι. Im Allgemeinen sind alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen von Vorteil, welche die Differenz der Krümmungsradien Rl , R2 minimieren.
Mit anderen Worten: Die Erfindung betrifft insbesondere eine Methode und eine Anlage, mit deren Hilfe man in der Lage ist, zwei Substrate so
miteinander zu verbonden, dass deren lokale Ausrichtungsfehler, die man als „run-out" Fehler bezeichnet, minimal werden. Die unterschiedlichen run-out Fehler werden ausführlich in der WO2014191033A1 beschrieben und referenziert. Die Beschreibung des run-out Fehlers in der WO2014191033A1 wird hiermit explizit in den Offenbarungsgehalt dieser Beschreibung
aufgenommen. Auf dessen genaue Beschreibung wird daher hier verzichtet. Der Erfindung liegt dabei weiterhin insbesondere der Gedanke zu Grunde, die Krümmungen/Krümmungsänderungen beiden miteinander zu verbündenden Substrate, insbesondere durch eine, insbesondere über weite Flächenteile, kontrollierbare Fixierung so zu steuern, dass die Einflussfaktoren auf die sich ausbildende Bondwelle so gewählt werden, dass die beiden Substrate sich während des Bondens lokal nicht zueinander verschieben, also richtig ausgerichtet bleiben. Des Weiteren beschreibt die Erfindung einen Artikel, bestehend aus zwei miteinander verbündeten Substraten mit erfindungsgemäß reduziertem„run-out" Fehler.
Ein erfindungsgemäß charakteristischer Vorgang beim Bonden, insbesondere Permanentbonden, vorzugsweise Fusionsbonden, ist die möglichst zentrische und/oder punktförmige Kontaktierung der beiden Kontaktflächen der
Substrate. Im Allgemeinen kann die Kontaktierung der beiden Substrate auch nicht zentrisch erfolgen. Die sich von einem nicht-zentrischen Kontaktpunkt ausbreitende Bondwelle würde unterschiedliche Stellen des Substratrandes zu unterschiedlichen Zeiten erreichen. Entsprechend kompliziert wäre die vollständige mathematisch-physikalische Beschreibung des
Bondwellenverhaltens und der daraus resultierenden„run-out"-Fehler- Kompensation. Bevorzugt wird der Kontaktierungspunkt nicht weit vom Zentrum des Substrats entfernt liegen, sodass die sich daraus möglicherweise ergebenden Effekte, insbesondere am Rand der Substrate, vernachlässigbar sind. Die Distanz zwischen einem möglichen nicht-zentrischen
Kontaktierungspunkt und dem Zentrum des Substrats ist erfindungsgemäß insbesondere kleiner als 100mm, mit Vorzug kleiner als 10mm, mit größerem Vorzug kleiner als 1 mm, mit größtem Vorzug kleiner als 0.1 mm, mit allergrößtem Vorzug kleiner als 0.01 mm. Im weiteren Verlauf der
Beschreibung soll unter Kontaktierung im Regelfall eine zentrische
Kontaktierung gemeint sein. Unter Zentrum versteht man im weiteren Sinne mit Vorzug den geometrischen Mittelpunkt eines zugrundeliegenden, wenn nötig um Asymmetrien kompensierten, idealen Körpers. Bei industrieüblichen Wafern mit einem Notch ist das Zentrum also der Kreismittelpunkt des Kreises, der den idealen Wafer ohne Notch umgibt. Bei industrieüblichen Wafern mit einem Fiat (abgeflachte Seite) ist das Zentrum der
Kreismittelpunkt des Kreises, der den idealen Wafer ohne flat umgibt.
Analoge Überlegungen gelten für beliebig geformte Substrate. In speziellen Ausführungsformen kann es allerdings von Nutzen sein, unter dem Zentrum den Schwerpunkt des Substrats zu verstehen.
Um eine exakte, zentrische, punktförmige Kontaktierung zu gewährleisten wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine mit einer zentrischen Bohrung und einem darin translatorisch bewegbaren Stift als
Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel versehene,
insbesondere obere, Aufnahmeeinrichtung (Substrathalter) insbesondere mit einer radialsymmetrischen Fixierung als Fixiermittel versehen. Denkbar wäre auch die Verwendung einer Düse als Krümmungsmittel und/oder
Krümmungsänderungsmittel, welche ein Fluid, mit Vorzug ein Gas an Stelle des Stifts zur, insbesondere direkten, Fluiddruckbeaufschlagung des Substrats verwendet (Fluiddruckbeaufschlagungsmittel). Des Weiteren kann sogar vollständig auf die Verwendung derartiger Elemente verzichtet werden, wenn man Vorrichtungen vorsieht, welche die beiden Substrate durch eine
Translationsbewegung aneinander annähern können unter der weiteren
Voraussetzung, dass beide Substrate, insbesondere auf Grund der Gravitation und/oder einer Vorspannung, eine aufgeprägte Krümmung in Richtung des anderen Substrats besitzen. Die Substrate kontaktieren bei der
translatorischen Annäherung, bei genügend geringem Abstand zum
entsprechenden zweiten Substrat automatisch.
Bei den Fixierelementen handelt es sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung entweder um angebrachte Vakuumlöcher, eine oder mehrere kreisrunde Vakuumlippen oder vergleichbare Vakuumelemente, mit deren Hilfe der Wafer fixiert werden kann. Denkbar ist auch die Verwendung mehrerer elektrostatischer Fixierelemente (Fixiermittel). Der Stift in der zentrischen Bohrung oder eine Leitung, aus dem ein Überdruck, durch ein eingeleitetes Gas, zwischen dem Substrathalter und dem Substrat erzeugt werden kann, dienen der steuerbaren Durchbiegung des fixierten Substrats (Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel).
Nach der erfolgten Kontaktierung der Zentren beider Substrate werden die Fixiermittel der Aufnahmeeinrichtungen insbesondere so angesteuert, dass eine kontrollierte Verformung/Krümmungsänderung zumindest eines der Substrate erfolgt. Ein oberes Substrat wird einerseits durch die Schwerkraft und andererseits bedingt durch eine entlang der Bondwelle und zwischen den Substraten wirkende Bondkraft kontrolliert nach unten gezogen. Das obere Substrat wird somit radial vom Zentrum zum Seitenrand hin mit dem unteren Substrat verbunden. Es kommt so zu einer erfindungsgemäßen Ausbildung einer radialsymmetrischen Bondwelle, die insbesondere vom Zentrum zum Seitenrand verläuft. Während des Bondvorganges drücken die beiden
Substrate das zwischen den Substraten vorliegende Gas, insbesondere Luft, vor der Bondwelle her und sorgen damit für eine Bondgrenzfläche ohne Gaseinschlüsse. Ein oberes Substrat liegt dann, sofern es vollständig fallen gelassen wird, praktisch auf einer Art Gaspolster. Ab einem definierten Zeitpunkt können alle Fixierelemente des Substrathalters ausgeschaltet werden, sodass das obere Substrat unter dem Einfluss der Schwerkraft und/oder der Anziehungskräfte zwischen den Substraten sich selbst überlassen wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Krümmungsänderung des oberen Substrats nicht mehr gesteuert oder geregelt, läuft aber nach wie vor kontrolliert ab , da die Rahmenbedingungen bekannt sind oder empirisch ermittelt worden sind. Auf Basis dieser kontrollierten Krümmungsänderung und Fortschreiten der Bondwelle wird die Krümmungsänderung des unteren Substrats gesteuert oder geregelt. Die erfindungsgemäße bevorzugte
Ausführung besteht aber nicht im vollständigen Fallenlassen des oberen Substrats, sondern in einer vollständigen Kontrolle der beiden Substrate bis sich die Bondwelle zumindest über mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, noch bevorzugter mehr als 30%, am bevorzugtesten mehr als 50%, am allerbevorzugtesten mehr als 75 % der Fläche der Substrate ausgebreitet hat. Ab dem vorgenannten Zeitpunkt, bei dem alle Fixierelemente der oberen Aufnahmeeinrichtung ausgeschaltet wurden, bedarf es insbesondere keiner zusätzlichen Fixierung. Das obere Substrat kann sich also abgesehen von der Fixierung an der Bondinitiierungsstelle frei bewegen und auch verzerren. Durch die erfindungsgemäß voranschreitende Bondwelle, die an der
Bondwellenfront auftretenden Spannungszustände und die vorliegenden geometrischen Randbedingungen wird jedes bezüglich seiner radialen Dicke infinitesimal kleine Kreissegment einer Verzerrung unterliegen. Da die Substrate allerdings starre Körper darstellen, summieren sich die
Verzerrungen als Funktion des Abstandes vom Zentrum her auf. Dies führt zu „run-out" Fehlern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung beseitigt werden. Denkbar ist auch, dass das obere Substrat während dem gesamten Zeitabschnitt, in dem die Bondwelle läuft, fixiert gehalten wird und ein Fortschreiten der Bondwelle durch ein sukzessives Ausschalten der Fixierelemente, insbesondere beginnend mit den Fixierelemente im Inneren des Substrathalters voranschreiten kann. Ein Fortlaufen der Bondwelle kann insbesondere auch dadurch begünstigt werden, dass während dem Fortschreiten der Bondwelle eine relative
Annäherung der beiden Substrathalter zueinander erfolgt.
Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren und eine
Vorrichtung, um den„run-out"-Fehler zwischen zwei gebondeten Substraten, insbesondere durch thermodynamische und/oder mechanische
Kompensationsmechanismen, beim Bonden zu verringern oder sogar ganz zu vermeiden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen entsprechenden Artikel, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Aufnahmeeinrichtung/Substrathalter
Die erfindungsgemäßen Substrathalter verfügen über Fixiermittel,
insbesondere mehrere Fixierelemente. Die Fixierelemente können in Zonen gruppiert sein. Eine Gruppierung der Fixierelemente in Zonen erfüllt entweder eine geometrische, optische vorzugsweise aber eine funktionelle Aufgabe. Unter einer funktionellen Aufgabe ist beispielsweise zu verstehen, dass alle Fixierelemente einer Zone gleichzeitig geschaltet werden können. Denkbar ist auch, dass alle Fixierelemente in einer Zone individuell geschalten werden können. So können mehrere Fixierelemente gleichzeitig zur Fixierung bzw. zum Lösen des Substrats innerhalb der Zone angesteuert werden oder sie können zwar individuell angesteuert werden, erzeugen aber in ihrer Zone eine sehr individuelle Verformungseigenschaft des Substrats.
Die Zonen können insbesondere folgende Geometrien annehmen:
• Einflächig,
• Kreissegment,
• Gekachelt, insbesondere als Dreieck, Viereck oder Sechseck.
Insbesondere können sich zwischen den Zonen auch Flächen ohne
Fixierelemente befinden. Der Abstand zwischen solchen Zonen ist
insbesondere kleiner als 50 mm, vorzugsweise kleiner als 25 mm, noch bevorzugter kleiner als 20 mm, am bevorzugtesten kleiner als 10 mm, am allerbevorzugtesten kleiner als 5mm. Sind die Zonen als Kreissegmente ausgelegt, dann wäre der Abstand die Distanz zwischen dem inneren
Kreisring eines äußeren Kreissegments und dem äußeren Kreisring eines inneren Kreissegments.
Die Anzahl der Fixierelemente pro Zone ist beliebig. Insbesondere befinden sich in einer Zone mindestens 1 Fixierelement, vorzugsweise mindestens 2 Fixierelemente, vorzugsweise mehr als 10, bevorzugter mehr als 50, noch bevorzugtesten mehr als 100, am bevorzugtesten mehr als 200, am allerbevorzugtesten mehr als 500.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste Aufnahmeeinrichtung und/oder die zweite Aufnahmeeinrichtung,
insbesondere ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig, am Umfang von Aufnahmeflächen der ersten Aufnahmeeinrichtung und/oder der zweiten Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Substrate, insbesondere
ausschließlich im Bereich von Seitenrändern der Substrate, angeordnete Fixiermittel auf.
Die Fixiermittel sind als, insbesondere gleichmäßig an den Aufnahmeflächen verteilt, vorzugsweise konzentrisch, angeordnete, in Zonen gegliederte, insbesondere separat steuerbare, Fixierelemente ausgebildet. Vorzugsweise sind die Fixiermittel, insbesondere ausschließlich, in einem Randbereich der Aufnahmefläche angeordnet. Der Randbereich erstreckt sich insbesondere bis zum halben Radius, vorzugsweise bis zu einem Viertel des Radius, der Aufnahmefläche.
Bei einer radialsymmetrischen Anordnung der Fixierelemente in einer Zone, können auch die Anzahl der Fixierelemente pro Querschnitt betrachtet werden. Die Anzahl der Fixierelemente im Querschnitt ist dabei kleiner als 20, vorzugsweise kleiner als 10, noch bevorzugter kleiner als 5, am
bevorzugtesten kleiner als 3, am allerbevorzugtesten 1.
Die Fixierelemente sind mit Unterdruck zur Fixierung beaufschlagbar, können zum Loslösen des Substrats auch mit Überdruck beaufschlagt werden.
In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform bestehen die
Fixierelemente aus einfachen, insbesondere durch Bohrung oder
Funkenerosion erzeugten, Löchern. In einer speziellen Ausführungsform sind die Fixierelemente ringförmige, insbesondere kreisringförmig, insbesondere durch einen Fräsprozess erzeugte, Schlitze. In Weiterbildung können die Fixierelemente mit Vakuumlippen versehen werden. Sind die Fixierelemente als Vakuumelemente vorgesehen, so können Sie einen Druck von weniger als lbar, vorzugsweise weniger als 0, 1 mbar, noch bevorzugter 0,01 mbar, am bevorzugtesten weniger als 0,001 mbar, am allerbevorzugtesten weniger als 0,0001 mbar erzeugen.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform bestehen die
Fixierelemente aus leitfähigen Platten, die als elektrostatische Fixierung verwendet werden. Die leitfähigen Platten können unipolar, vorzugsweise aber bipolar geschaltet werden. Bei einer bipolaren Schaltung werden zwei Platten auf wechselseitiges Potential gelegt. Der erfindungsgemäße
Substrathalter wirkt dann in seinen Zonen als elektrostatischer Substrathalter mit einer, abhängig von der Anzahl der Platten, hochaufgelösten
elektrostatischen Fixiereigenschaft.
Je größer die Anzahl der Fixierelemente pro Einheitsfläche, desto besser die Steuerung der Fixiereigenschaft des Substrathalters für das Substrat.
Mit Vorteil werden die erste Aufnahmefläche und/oder die zweite
Aufnahmefläche aus, insbesondere eine erste Aufnahmeebene der ersten Aufnahmefläche und eine zweite Aufnahmeebene der zweiten
Aufnahmefläche bildenden, Erhebungen gebildet.
Gemäß zwei weiteren Ausführungsformen werden Aufnahmeeinrichtungen mit Erhebungen, insbesondere Noppensubstrathalter, beschrieben. Unter einem solchen Substrathalter versteht man einen Substrathalter, der über mehrere, insbesondere symmetrisch angeordnete, Stützen (engl.: pillars) verfügt. Diese Stützen werden insbesondere als Noppen ausgeführt. Die Noppen können beliebige Formen besitzen. Insbesondere vorgesehen sind Noppen in der Form von:
• Pyramiden, insbesondere dreiseitigen oder vierseitigen Pyramiden,
• Zylindern, insbesondere mit flachem oder abgerundetem Kopf, • Quadern,
β Kegeln,
• Kugelschalen.
Kugelschalennoppen, Kegelnoppen und Zylindernoppen sind aufwendig herzustellen, wohingegen pyramidenförmige oder quaderförmige Noppen durch Ätz- und/oder Fräsprozesse relativ einfach gefertigt werden können und somit erfindungsgemäß bevorzugt sind.
Die genannten Noppensubstratprobenhalter können an Ihrer Peripherie über ein Randelement abgeschlossen sein, sodass die Raumbereiche zwischen den Noppen als Vertiefungen interpretiert werden können. Möglich ist aber auch, dass die Noppen die einzigen Erhöhungen in Bezug zur Noppenebene darstellen, auf denen alle Noppen vorhanden sind.
In einer dritten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Substrathalter als Noppensubstrathalter mit Stegen ausgeführt. Die einzelnen Zonen werden hierbei durch Stege unterbrochen. Innerhalb einer jeden Zone endet mindestens eine Leitung, die eine Evakuierung des Raumes zwischen den Noppen gestattet. Durch die Verwendung mehrerer, insbesondere individuell ansteuerbarer, Kanäle ist eine örtlich abhängige, unterschiedlich starke, Evakuierung des Raumes möglich.
In einer vierten, noch bevorzugteren Ausführungsform wird der
Substrathalter als vollständiger Noppensubstrathalter, also ohne Stege, ausgeführt.
Die Breite bzw. der Durchmesser der Erhebungen, insbesondere Noppen, ist insbesondere kleiner als 5mm, vorzugsweise kleiner als 1mm, noch
bevorzugter kleiner als 500μηι, am bevorzugtesten kleiner als 200μιη. Die Höhe der Erhebungen, insbesondere Noppen, ist insbesondere kleiner als 2mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm, noch bevorzugter kleiner als 500μηι, am bevorzugtesten kleiner als 200μηι.
Insbesondere ist das Verhältnis zwischen der Breite bzw. dem Durchmesser der Erhebungen und der Höhe der Erhebungen größer als 0.01 , vorzugsweise größer als 1 , noch bevorzugter größer als 2, am bevorzugtesten größer als 10, am allerbevorzugtesten größer als 20.
Alle genannten erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch beliebig miteinander kombiniert werden. So ist es denkbar, dass eine erste Zone aus elektrostatisch arbeitenden Fixierelementen besteht, und eine zweite Zone Vakuumfixierungen besitzt.
Ein erfindungsgemäßer Substrathalter kann insbesondere über Löcher, im weiteren Verlauf der Druckschrift als Vermessungslöcher bezeichnet, verfügen, die eine Betrachtung der fixierten Substratoberfläche von der Rückseite des Substrathalters erlauben. Dadurch wird eine Vermessung der fixierten Substratoberfläche in diesem Bereich ermöglicht. Die
Vermessungslöcher können auch mittels eines Deckels verschlossen werden. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform lassen sich die
Vermessungslöcher mit dem Deckel vollautomatisch öffnen oder schließen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Aufnahmeeinrichtung Krümmungsmessmittel zur Messung der Krümmung auf.
Ein erfindungsgemäßer Substrathalter kann alternativ oder zusätzlich über Sensoren verfügen, mit deren Hilfe physikalische und/oder chemische
Eigenschaften zwischen dem fixierten Substrat und dem Substratprobenhalter vermessen werden können. Bei den Sensoren handelt es sich vorzugsweise um
Temperatursensoren und/oder • Drucksensoren und/oder
• Abstandssensoren.
Die besonders bevorzugten Abstandssensoren sind als Krümmungsmessmittel einsetzbar, indem vom Abstand zwischen dem Substrat und der
Aufnahmeeinrichtung die Krümmung des Substrats ermittelt, insbesondere zwischen Stützstellen interpoliert und/oder berechnet, wird.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden, insbesondere entlang der
Aufnahmefläche verteilte, Abstandssensoren verwendet, um eine bessere Steuerung oder sogar Regelung der Krümmung und/oder Krümmungsänderung zu ermöglichen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Sensoren vor allem als Abstandssensoren ausgebildet, um den Abstand des Substrats vor und/oder während des Bondvorgangs in Bezug zu einer Ebene zu vermessen. Bei der Ebene handelt es sich vorzugsweise um die Aufnahmefläche und/oder die Aufnahmefläche, insbesondere eine durch die Erhebungen gebildete Ebene.
Denkbar ist auch, dass sich Sensoren auf unterschiedlichen Ebenen befinden. Vorzugsweise vermessen die Sensoren, insbesondere ausschließlich, die Veränderung eines Abstandes, vorzugsweise quer zur Kontaktfläche, sodass der Bezug auf eine und/oder mehrere Ebenen irrelevant ist. In diesem Fall muss nur die relative, insbesondere örtlich unterschiedliche,
Abstandsänderung des Substrats erfasst werden.
Die Vermessung des Abstandes dient vor allem der Prozesssteuerung. Durch die Kenntnis des exakten Krümmungszustandes des Substrats/der Substrate, erfolgt die Ansteuerung/Regelung der erfindungsgemäßen Fixierelemente zur optimalen, insbesondere schrittweisen, Loslösung des Substrats besonders effizient. Denkbar ist auch, dass mehrere unterschiedliche Sensorarten verbaut werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Sensoren zur Abstands- und Druckvermessung, insbesondere symmetrisch und
gleichverteilt, im Substrathalter verbaut. Dadurch ist eine diskrete, aber flächendeckende Abstandsvermessung und Druckvermessung möglich. Die Druckvermessung ist von besonderem Vorteil, wenn es sich bei dem
Verformungselement um ein über eine Leitung eingebrachtes Fluid, insbesondere Gas- oder Gasgemisch handelt.
Soweit eine oder beide Aufnahmeeinrichtungen ohne Krümmungsmessmittel und/oder ohne Sensoren ausgebildet sind, kann die Einstellung und/oder Steuerung der Krümmungen und/oder Krümmungsänderungen auf Basis empirisch ermittelter Parameter erfolgen.
Die erfindungsgemäßen ersten und zweiten Substrathalter verfügen
vorzugsweise über mindestens ein, insbesondere zentrisch konstruiertes, Verformungselement zur Krümmung/Krümmungsänderung der Substrate (Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel).
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei dem Krümmungselement um einen Stift (engl. : pin). Dieser Stift verfügt über mindestens einen, vorzugsweise genau einen, Freiheitsgrad der Translation entlang der Normalen auf die Aufnahmefläche oder Aufnahmeebene. Denkbar wäre auch, dass der Stift Freiheitsgrade entlang der Aufnahmefläche besitzt, um in x- und/oder y-Richtung kalibriert zu werden. Vorzugsweise ist der Stift in x- und/oder y-Richtung fixierbar. Der Stift kann eine Kraft von 0.01 N- 1000N, vorzugsweise 0. 1 N-500N, am bevorzugtesten 0.25- 100N, am
allerbevorzugtesten zwischen 0.5- 10 N aufbringen.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei dem Verformungselement zur Krümmung/Krümmungsänderung um eine Fluidaustrittsöffnung, über die ein Fluid, insbesondere Gas oder Gasgemisch, zwischen das Substrat und die Aufnahmefläche gespeist werden kann (Fluiddruckbeaufschlagungsmittel). In einer ganz bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Fluidaustrittsöffnung in einem eigenen, insbesondere in x- und/oder y-Richtung beweglichen Teilelement verbaut, sodass eine x- und/oder y-Positionierung der Fluidaustrittsöffnung erfolgen kann. Dadurch wird die Position des Fluidaustritts exakt festgelegt, was ebenfalls Auswirkungen auf ein optimales, erfindungsgemäßes
Bondergebnis haben kann. Bei der Fluidaustrittsöffnung handelt es sich im einfachsten Fall um eine Öffnung, die das Ende einer Leitung darstellt. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Fluidaustrittsöffnung um eine Düse. Vorzugsweise kann die Düse
elektronisch gesteuert werden, sodass zu j edem Zeitpunkt der Fluiddruck und/oder die Fluidgeschwindigkeit des ausströmenden Fluids
gesteuert/reguliert werden kann. Denkbar ist die Verwendung mehrere Düsen, um einen Druckaufbau an mehreren Stellen zwischen dem
Substratprobenhalter und dem Substrat zu variieren. Alle Aussagen für eine Düse gelten dann analog für mehrere Düsen. Über die Fluidaustrittsöffnung, insbesondere eine Düse, kann zwischen dem Substrat und dem Substrathalter ein Druck von mehr als 1 mbar, vorzugsweise mehr als 10 mbar, am
bevorzugtesten mehr als 100 mbar, noch bevorzugter mehr als 200 mbar, am allerbevorzugtesten mehr als 500 mbar aufgebaut werden.
Alle erfindungsgemäßen Substrathalter können über Ladestifte (engl. : loading pins) verfügen. Ladestifte dienen der Beladung des erfindungsgemäßen Substrathalters mit einem Substrat. Die Ladestifte werden insbesondere durch Bohrungen in der Aufnahmeeinrichtung geführt, wobei die Bohrungen vorzugsweise gegenüber den Ladestiften gedichtet ausgeführt werden.
In einem ersten Prozessschritt werden die Ladestifte ausgefahren. In einem zweiten Prozessschritt wird ein Substrat, insbesondere vollautomatisch, auf den Ladestiften abgelegt. In einem dritten Prozessschritt fahren die
Ladestifte ein und bringen das Substrat so mit der Aufnahmefläche in
Kontakt. In einem vierten Prozessschritt wird das Substrat durch die
Fixierelemente fixiert. Die Ladestifte dienen auch der Entladung eines gebondeten Substratstapels . Die Prozessschrittreihenfolge dreht sich dann entsprechend um. Die Ladestifte können insbesondere Drucksenken darstellen, sofern sie nicht zu den Bohrungen, in denen sie sich bewegen, abgedichtet wurden. In diesem Fall kann die statische Aufrechterhaltung eines Unterdrucks über Vakuumfixierelemente und/oder die statische
Aufrechterhaltung eines Überdrucks durch eine Gasaustrittsöffnung nicht möglich sein. Entsprechend wird eine kontinuierliche Evakuierung über die Vakuumfixierelemente und/oder eine kontinuierliche Überdruckerzeugung über die Gasaustrittsöffnung offenbart, die sich vorzugsweise durch eine stationäre, insbesondere laminare, Strömung auszeichnet. Denkbar ist allerdings auch die Verwendung von Dichtungen, sodass ein statischer Druck aufgebaut werden kann, ohne dass es zur Ausbildung einer Strömung kommt.
Der Substrathalter kann grundsätzlich aus jedem beliebigen Material gefertigt werden. Besonders bevorzugt ist eines oder mehrere der folgenden
Materialien:
• Metall, insbesondere
• Reinmetall, insbesondere
• Aluminium
• Legierung, insbesondere
• Stahl, insbesondere
• niedriglegierter Stahl,
• Keramik, insbesondere
• Glaskeramik, insbesondere
• Zerodur,
• Nitridkeramik, insbesondere
• Siliziumnitrid,
• Karbidkeramik, insbesondere« Siliziumkarbid,
• Polymere, insbesondere
• Hochtemperaturpolymere, insbesondere
• Teflon,
• Polyetheretherketon (PEEK). In einer ganz bevorzugten Ausführungsform wird ein erfindungsgemäßer Noppensubstratprobenhalter mit der Methode aus der Patentschrift
EP2655006B 1 hergestellt. Das bevorzugte Material ist dabei Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid. Die bevorzugte Noppenstruktur ist in diesem Fall eine vierseitige Pyramide.
Die Aufnahmeeinrichtung ist gemäß einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform bevorzugt heizbar und/oder kühlbar ausgebildet. In diesem Fall erlauben Temperaturregelmechanismen eine Temperierung des Substrats zwischen -50°C und 500°C, vorzugsweise zwischen -25°C und 300°C, am bevorzugtesten zwischen 0°C und 200°C, am allerbevorzugtesten zwischen 10°C und 100°C.
In einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der
Substrathalter so ausgebildet, dass das Substrat durch Heiz- und/oder
Kühlmittel noch vor der Kontaktierung gezielt verformt werden kann, insbesondere lateral gestaucht oder gedehnt, werden kann, und zwar um den Betrag, der bei der späteren Kontaktierung notwendig ist, um den
entstehenden„run-out"-Fehler bestmöglich, im Idealfall vollständig, zu kompensieren. Da die Fixierung des unteren/ersten Substrats in dieser Ausführungsform erst nach der entsprechenden Verformung erfolgt, muss man keinen besonderen Wert auf die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des unteren/ersten Substrats bzw. der unteren/ersten Aufnahmeeinrichtung legen. In der besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Noppensubstrathalters kann das Substrat über die Raumbereiche zwischen den Noppen mit einem geheizten Gas in Kontakt gebracht werden. Um die Fixierfähigkeit der Fixierelemente aufrecht zu erhalten, muss der Druck des geheizten Gases kleiner sein als der Umgebungsdruck, welches das Substrat im Bereich der Zonen auf den Substrathalter drückt. Bonder
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtungen/Substrathaltern. Vorzugsweise besitzt mindestens der obere Substrathalter Vermessungslöcher. Die Vermessungslöcher sind insbesondere verschließbar und/oder gedichtet ausgebildet.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden mit Vorzug in einer definierten, insbesondere steuerbaren, Atmosphäre, insbesondere unter Normaldruck, betrieben.
Alle erwähnten erfindungsgemäßen Ausführungsformen können in einer speziellen Ausführungsvariante im Niedervakuum, mit größerem Vorzug im Hochvakuum, mit noch größerem Vorzug im Ultrahochvakuum betrieben werden, insbesondere bei einem Druck von weniger als 100 mbar, mit Vorzug weniger als 0, 1 mbar, mit größerem Vorzug weniger als 0,001 mbar, mit noch größerem Vorzug weniger als 10e-5 mbar, mit allergrößtem Vorzug weniger als 10e-8 mbar. Je höher das Vakuum bzw. je geringer der Druck in der Umgebung, desto schwieriger wird es allerdings, ein Substrat mit Hilfe von Vakuumlöchern zu fixieren.
Prozesse
In einem ersten erfindungsgemäßen Prozessschritt eines ersten
erfindungsgemäßen Prozesses werden ein erstes Substrat auf einen ersten Substrathalter und ein zweites Substrat auf einen zweiten Substrathalter geladen und insbesondere in einem Umfangsabschnitt fixiert.
In einem zweiten erfindungsgemäßen Prozessschritt eines ersten
erfindungsgemäßen Prozesses werden die beiden Substrate zueinander ausgerichtet. Die Ausrichtung der Substrate wird hier nicht im Detail beschrieben. Insofern wir auf die Druckschriften US6214692B 1 , WO2015082020A1 , WO2014202106A 1 Bezug genommen. Die Substrate werden vor dem Bondvorgang insbesondere zueinander ausgerichtet, um Deckungsgleichheit (exakte Ausrichtung, insbesondere mit einer Genauigkeit von weniger als 2μπι, vorzugsweise weniger als 250nm, noch bevorzugter weniger als 150nm, am bevorzugtesten weniger als lOOnm, am
allerbevorzugtesten kleiner als 50nm) korrespondierender Strukturen auf deren Oberflächen zu gewährleisten.
In einem dritten optionalen, erfindungsgemäßen Prozessschritt eines ersten erfindungsgemäßen Prozesses erfolgt die Annäherung der beiden Substrate durch eine Relativbewegung der beiden Substrathalter zueinander. Dadurch wird ein wohldefinierter Abstand (engl. : gap) zwischen den
Substratoberflächen erzeugt. Denkbar ist auch, dass dieser Abstand schon vor dem oder während des Ausrichtungsprozesses eingestellt wird. Der Abstand beträgt insbesondere weniger als ΙΟΟΟμπι, mit Vorzug weniger als 500μπι, mit größerem Vorzug weniger als 250μηι, mit allergrößtem Vorzug weniger als ΙΟΟμπι.
Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, wenn der Krümmungsradius der beiden Substrate, insbesondere an der Bondfront, um weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 10%, noch bevorzugter weniger als 5%, noch bevorzugter weniger als 2% voneinander abweicht, am allerbevorzugtesten gleich ist.
In einem vierten erfindungsgemäßen Prozessschritt eines ersten
erfindungsgemäßen Prozesses erfolgt eine Krümmung des ersten und/oder des zweiten Substrats. Gleichzeitig wird die Krümmung des ersten und/oder zweiten Substrats mit Hilfe der Sensoren vermessen und überwacht. Durch eine Regelschleife kann insbesondere eine gewollte Krümmung am unteren und/oder oberen Substrat automatisch eingestellt werden. Es wird ein
Sollwert vorgegeben. Die Regelschleife steuert daraufhin die Fixierelemente und/oder das Verformungselement solange, bis das gewünschte
Krümmungsprofil eingestellt wurde. Dabei ist zu erwähnen, dass die Gravitation in eine Richtung wirkt und sich daher unterschiedlich auf die Verformung der Substrate auswirken kann. Während ein oberes fixiertes Substrat durch die Gravitation weiter in Richtung des angestrebten
Kontaktpunktes verformt wird, wirkt die Gravitation der Krümmung des unteren Substrats entgegen. Der Einfluss der Gravitation kann allerdings auch vernachlässigbar klein sein. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von automatisch gesteuerten oder geregelten Krümmungsmitteln oder
Krümmungsänderungsmitteln, Fixierelementen und Sensoren kann für jedes der beiden Substrate, insbesondere als Teil einer Regelschleife, das gewünschte Krümmungsprofil eingestellt werden. Sind die beiden Substrate nahe genug aneinander angenähert worden, erfolgt die Kontaktierung der beiden Substrate. Die Kontaktierung kann entweder durch die stetig steigende Krümmung erfolgen und/oder durch eine relative Annäherung der beiden Substrathalter zueinander. Bei dem erfindungsgemäßen Bondverfahren werden die Substrate also nicht plan aufeinandergelegt, sondern zunächst in der Mitte M miteinander in Kontakt gebracht (Bondinitiierungsstelle), indem eines der beiden gekrümmten Substrate leicht gegen das zweite Substrat gedrückt wird beziehungsweise entsprechend in Richtung des
gegenüberliegenden Substrates verformt wird. Nach dem Loslösen des verformten (in Richtung des gegenüberliegenden Substrats) durchgebogenen Substrats erfolgt durch das Voranschreiten einer Bondwelle ein
kontinuierliches und gleichmäßigeres, mit minimalster Kraft und damit mit minimalsten, vorwiegend horizontalen, Verzerrungen verbundenes,
insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, selbsttätiges Bonden entlang der Bondfront.
In einem fünften erfindungsgemäßen Prozessschritt eines ersten
erfindungsgemäßen Prozesses erfolgt das Voranschreiten, die Überwachung und die Steuerung der Bondwelle. Soweit die Bondinitiierungsstelle im
Zentrum der Kontaktflächen der Substrate angeordnet wird, ist ein
gleichmäßiger, insbesondere konzentrischer Verlauf der Bondwelle
realisierbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verformung, vorzugsweise Krümmung, des ersten und/oder zweiten Substrats und/oder des zweiten Substrats in lateraler Richtung und/oder konvex und/oder konkav erfolgt, noch
bevorzugter spiegelsymmetrisch. Mit anderen Worten folgt die Verformung erfindungsgemäß insbesondere durch Dehnung und/oder Stauchung und/oder Krümmung des ersten Substrats und/oder des zweiten Substrats.
Bevorzugt weisen die Substrate annähernd identische Durchmesser D l , D2 auf, die insbesondere um weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm, noch bevorzugter weniger als 1 mm, voneinander abweichen.
Gemäß einem weiteren, insbesondere eigenständigen, Erfindungsaspekt erfolgt die Verformung, vorzugsweise Krümmung, durch Verformungsmittel oder Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel und/oder durch Temperatursteuerung der ersten und/oder zweiten Aufnahmeeinrichtungen.
Indem das erste Substrat und/oder das zweite Substrat ausschließlich im Bereich der Peripherie oder des Umfangs des ersten und/oder zweiten
Substrathalters oder der ersten und/oder zweiten Substrate fixiert wird, ist die erfindungsgemäße Verformung/Krümmung/Krümmungsänderung leichter realisierbar.
Die Steuerung der vorbeschriebenen Schritte und/oder Bewegungen und/oder Abläufe, insbesondere der Verformungsmittel oder Krümmungsmittel und/oder Krümmungsänderungsmittel und/oder Fixiermittel, die Annäherung der Substrate zueinander, die Temperatur-, Druck- und
Gaszusammensetzungskontrolle, erfolgt mit Vorzug über eine zentrale
Steuereinheit, insbesondere einen Computer mit einer Steuerungssoftware. Zur Steuerung und oder Regelung werden die oben beschriebenen Sensoren verwendet.
Mit Vorzug werden die Substrate ausschließlich an einem möglichst weit außenliegenden Kreissegment im Bereich des Seitenrandes fixiert, um den Substraten möglichst große Flexibilität und Dehnungsfreiheit innerhalb der Fixierung zu gewähren.
Das erste und/oder zweite Substrat ist mit Vorzug radialsymmetrisch. Obwohl das Substrat jeden beliebigen Durchmesser besitzen kann, ist der
Substratdurchmesser insbesondere 1 Zoll, 2 Zoll, 3 Zoll, 4 Zoll, 5 Zoll, 6 Zoll, 8 Zoll, 12, Zoll, 18 Zoll oder größer als 18 Zoll. Die Dicke des ersten und/oder zweiten Substrats liegt zwischen Ιμηι und 2000μηι, mit Vorzug zwischen ΙΟμηι und 1500μπι, mit größerem Vorzug zwischen ΙΟΟμπι und ΙΟΟΟμηι.
In besonderen Ausführungsformen kann ein Substrat auch eine rechteckige, oder zumindest von der kreisförmigen Gestalt abweichende, Form besitzen. Als Substrate werden vorzugsweise Wafer verwendet.
Mit besonderem Vorzug werden alle veränderbaren Parameter so gewählt, dass die Bondwelle sich mit einer möglichst optimalen Geschwindigkeit bezüglich der vorhandenen Anfangs- und Randbedingungen ausbreitet. Vor allem bei vorhandener Atmosphäre, insbesondere Normaldruck, ist eine möglichst langsame Geschwindigkeit der Bondwelle vorteilhaft. Die mittlere Geschwindigkeit der Bondwelle ist insbesondere geringer als 200 cm/s, mit größerem Vorzug gering er als 100 cm/s, mit größerem Vorzug geringer als 50 cm/s, mit größtem Vorzug geringer als 10 cm/s, mit allergrößtem Vorzug geringer als 1 cm/s. Insbesondere ist die Geschwindigkeit der Bondwelle größer als 0, 1 cm/s. Insbesondere ist die Geschwindigkeit der Bondwelle entlang der Bondfront konstant. In einer Vakuumumgebung wird die
Geschwindigkeit der Bondwelle automatisch schneller, da die sich entlang der Bondlinie verbindenden Substrate keinen Widerstand durch ein Gas überwinden müssen.
Ein weiterer, insbesondere eigenständiger, Erfindungsaspekt besteht darin, möglichst koordiniert und gleichzeitig quasi-selbsttätig zu kontaktieren, indem zumindest eines der Substrate mit einer, insbesondere konzentrisch zur Mitte M einer Kontaktfläche des Substrats radial nach außen verlaufenden, Vorspannung vor dem Kontaktieren beaufschlagt wird und dann nur der B eginn des Kontaktierens beeinflusst wird, während nach Kontaktierung eines Abschnitts, insbesondere der Mitte M des Substrats, das Substrat freigelassen wird und selbsttätig auf Grund seiner Vorspannung kontrolliert mit dem gegenüberliegenden Substrat bondet. Die Vorspannung wird durch eine Verformung, insbesondere Krümmung, des ersten Substrats durch Verformungsmittel, insbesondere Krümmungsmittel und/oder
Krümmungsänderungsmittel, erreicht, wobei die Verformungsmittel, insbesondere auf Grund ihrer Form, auf die von der Bondseite abgewandte Seite einwirken und die Verformung entsprechend durch Einsatz
unterschiedlicher (insbesondere austauschbarer) Verformungsmittel steuerbar ist. Die Steuerung erfolgt auch durch den Druck oder die Kraft, mit der Die Verformungselemente auf das Substrat wirken. Vorteilhaft ist es dabei, die wirksame Aufnahmefläche der Substrathalterung mit dem Substrat zu reduzieren, so dass das Substrat nur teilweise von der Aufnahmeeinrichtung gestützt wird. Auf diese Weise ergibt sich durch die kleinere Kontaktfläche eine geringere Adhäsion zwischen dem Substrat und der Substrathalterung. Eine Fixierung wird erfindungsgemäß, insbesondere, im Bereich des Umfangs des Substrats angelegt, so dass eine effektive Fixierung gegeben ist bei gleichzeitig geringstmöglicher wirksamer Aufnahmefläche zwischen der Aufnahmekontur der Substrathalterung und dem Substrat. Somit ist
gleichzeitig ein schonendes und sicheres Ablösen des Substrats möglich, da die zum Ablösen des Substrats notwendigen Lösekräfte so gering wie möglich sind. Das Ablösen ist vor allem kontrollierbar, insbesondere durch
Reduzierung des Unterdrucks an der Aufnahmefläche. Kontrollierbar bedeutet, dass nach dem Kontakt des Substrats mit einem zweiten Substrat, das Substrats am Probenhalter noch fixiert bleibt und erst durch gezielte (gesteuerte) Reduzierung des Unterdrucks an der Aufnahmefläche ein
Loslösen des Substrats (Wafers) vom Probenhalter (Aufnahmeeinrichtung), insbesondere von innen nach außen, bewirkt wird. Die erfindungsgemäße Ausführungsform führt vor allem dazu, dass das Ablösen durch sehr geringe Kräfte bewerkstelligt werden kann. Im speziellen werden mehrere, unterschiedliche Methoden des Loslösens offenbart.
• Vollständiges, plötzliches Loslösen des Substrats, während das
Verformungsmittel inaktiv ist,
• Vollständiges, plötzliches Loslösen des Substrats, während das
Verformungsmittel spontan in seinen Ausgangszustand gestellt wird und damit sofort aufhört auf das Substrat zu wirken,
• Vollständiges, plötzliches Loslösen des Substrats, während das
Verformungsmittel schrittweise aber kontinuierlich aufhört auf das Substrat zu wirken,
• Schrittweises, insbesondere Zone für Zone bezogenes, vorzugsweise von Innen- nach Außen durchgeführtes Loslösen des Substrates, durch schrittweises Abschalten der Fixierungen, während das
Verformungsmittel auf das Substrat einwirkt,
• Eine Kombination der genannten Methoden
Die erfindungsgemäße Ausführungsform offenbart in ihrer optimalen Form einen Bondvorgang, bei dem beide Substrate gekrümmt sind. Im Allgemeinen kann aber mindestens ein Substrat auch nicht verformt werden. In
Kombination mit den genannten Loslösemechanismen, ergibt sich folgende Tabelle
Figure imgf000027_0001
Vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale sollen auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und umgekehrt. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Figur l a eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer ersten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur lb eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer
zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Aufnahmeeinrichtung,
Figur lc eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer dritten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur l d eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer
vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Aufnahmeeinrichtung,
Figur l e eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer ersten
Ausführungsform eines Krümmungs(änderungs)mittels der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung,
Figur lf eine schematische, nicht maßstabsgetreue Teilansicht einer
zweiten Ausführungsform eines Krümmungs(änderungs)mittels der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung,
Figur 2a eine schematische, nicht maßstabsgetreue Aufsicht einer fünften
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur 2b eine schematische, nicht maßstabsgetreue Aufsicht einer sechsten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur 2c eine schematische, nicht maßstabsgetreue Aufsicht einer siebten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur 2d eine schematische, nicht maßstabsgetreue Aufsicht einer achten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figur 2e eine schematische, nicht maßstabsgetreue Aufsicht einer neunten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, Figuren 3a-3e schematische, nicht maßstabsgetreue Seitenansichten und Aufsichten von Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Erhebung,
Figur 4a eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bonders mit Druck- und Abstandsdiagrammen in einem ersten
Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4b eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht der
Ausführungsform gemäß Figur 4a in einem weiteren Verfahrensschritt,
Figur 4c eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht der
Ausführungsform gemäß Figur 4a in einem weiteren
Verfahrensschritt,
Figur 4d eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht der
Ausführungsform gemäß Figur 4a in einem weiteren
Verfahrensschritt und
Figur 4e eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht der
Ausführungsform gemäß Figur 4a in einem weiteren
Verfahrensschritt.
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Figur l a zeigt eine schematische, nicht maßstabsgetreue, Teilansicht eines Querschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung 1 (alternativ als Substrathalter bezeichnet), wobei nur ein Randbereich R mit Fixierelementen 2 (Fixiermittel) dargestellt ist.
Die Aufnahmeeinrichtung 1 besteht aus mehreren Zonen Zi, die sich vorzugsweise im Randbereich R befinden. Jede der Zonen Zi kann mehrere Fixierelemente 2 besitzen. In der Figur la werden beispielhaft zwei Zonen ZI und Z2 dargestellt. In der ersten Zone ZI sind vier Fixierelemente 2 im Querschnitt gezeigt, während in der zweiten Zone Z2 zwei Fixierelemente 2 gezeigt sind. Insbesondere können sich die Zonen Zi auf den Randbereich R des Substrathalters 1 beschränken oder über den gesamten Substrathalter 1 verteilt sein.
Die Fixierelemente 2 dienen zur Fixierung einer Substrataufnahmefläche 4a eines ersten, insbesondere oberen, Substrats lo oder eines zweiten, insbesondere unteren, Substrats lu.
Vorzugsweise befinden sich mehrere Sensoren 3, 3 ', insbesondere
Abstandssensoren in der Aufnahmefläche ls. Die Sensoren dienen der Vermessung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften zwischen dem fixierten Substrat 4 und der Aufnahmefläche l s. Bei den Sensoren 3, 3 ' handelt es sich insbesondere um Abstandssensoren, mit deren Hilfe ein Abstand zwischen der Aufnahmefläche ls und der Substrataufnahmefläche 4a gemessen wird.
Der Substrathalter 1 ist vorzugsweise so konstruiert, dass sich in seinem Zentrum C (siehe Figur le und lf) ein Krümmungselement 5, 5 '
(Krümmungsmittel) befindet, mit dessen Hilfe ein am Substrathalter 1 fixiertes Substrat 4o, 4u gekrümmt werden kann. Mit besonderem Vorzug handelt es sich bei dem Krümmungselement 5 um eine Fluidaustrittsöffnung, über die ein Gas, insbesondere Druckluft, zwischen den Substrathalter 1 und das Substrat 4 gepumpt werden kann. Durch den Überdruck wird das Substrat 4 gewölbt, während es gleichzeitig von den Fixierelementen 2 fixiert oder kontrolliert losgelassen wird.
In der alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Figur lf ist das Krümmungselement 5 ' ein Stift (engl. : pin), der sich durch die
Aufnahmeeinrichtung 1 erstreckt und der senkrecht zu dieser verfahrbar ausgebildet ist (Krümmungsmittel oder Krümmungsänderungsmittel).
Die Ausführungen zu den Figuren le und lf gelten analog für die
Ausführungsformen gemäß Figuren la bis ld. In Figur lb ist ein Substrathalter 1 ' in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Der Substrathalter 1 ' besteht aus mehreren Zonen Zi die sich vorzugsweise im Randbereich R befinden. Jede der Zonen Zi kann im Allgemeinen mehrere Fixierelemente 2 ' besitzen. Bei den Fixierelementen 2' handelt es sich um Elektroden einer elektrostatischen Fixierung. In der Figur lb werden beispielhaft zwei Zonen ZI und Z2 dargestellt. In der ersten Zone ZI erkennt man zwei Fixierelemente 2' im Querschnitt, in der zweiten Zone Z2 sind drei Fixierelemente 2 ' im Querschnitt erkennbar. Insbesondere können sich die Zonen Zi auf den äußeren Rand des Substrathalters 1 ' beschränken, oder über den gesamten Substrathalter 1 ' verteilt sein.
Vorzugsweise befinden sich mehrere Sensoren 3, 3 ', insbesondere
Abstandssensoren, in der Aufnahmefläche ls '. Die Sensoren 3, 3 ' dienen der Vermessung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften zwischen dem fixierten Substrat 4 und der Aufnahmefläche l s ' . Bei den Sensoren 3 , 3 ' handelt es sich insbesondere um Abstandssensoren, mit deren Hilfe der Abstand zwischen der Aufnahmefläche ls ' und der Substrataufnahmefläche 4a vermessen wird.
In Figur lc ist ein Substrathalter 1 " in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform offenbart. Der Substrathalter 1 " besteht aus mehreren Zonen Zi, die sich vorzugsweise ausschließlich im Randbereich R befinden. Jede der Zonen Zi kann insbesondere mehrere Fixierelemente 2 " besitzen.
Die Fixierelemente 2 " sind Raumbereiche 9 zwischen der
Substrataufnahmefläche la, benachbarten Stegen 8 oder einem Randelement 10 und Stegen 8 und einem von Leitungen 6 durchsetzten Boden. In den Leitungen 6 wird ein Druck eingestellt, um das Substrat 4o, 4u anzusaugen und somit zu fixieren.
In dem Raumbereich 9 befinden sich insbesondere mehrere Noppen 7, auf welchen das Substrat 4o, 4u aufliegt. Die Noppen 7 dienen insbesondere der Vermeidung einer zu großen Kontamination. Die Noppen 7 wurden in der Figur 1c überdurchschnittlich groß dargestellt, um die Ansicht zu verbessern. In Wirklichkeit sind die Noppen 7 im Vergleich zur Dicke des Substrathalters 1 " wesentlich kleiner.
In der Figur l c werden beispielhaft zwei Zonen ZI und Z2 dargestellt. In der ersten Zone ZI erkennt man drei Fixierelemente 2" im Querschnitt, in der zweiten Zone Z2 sind ebenfalls drei Fixierelemente 2 " im Querschnitt erkennbar. Insbesondere können sich die Zonen Zi auf den äußeren Rand des Substrathalters 1 " beschränken oder über den gesamten Substrathalter 1 " verteilt sein.
Vorzugsweise befinden sich mehrere Sensoren 3, 3 ' , insbesondere
Abstandssensoren, in den Noppen 7, insbesondere an einer Noppenoberfläche 7o der Noppen 7, welche die Substrataufnahmefläche l a im nicht gekrümmten Zustand kontaktiert. Die Sensoren dienen der Vermessung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften zwischen dem fixierten Substrat 4 und der durch die Noppenoberfläche 7o und das umlaufende Randelement 10 definierte Aufnahmefläche ls '. Bei den Sensoren 3, 3 ' handelt es sich insbesondere um Abstandssensoren, mit deren Hilfe der Abstand zwischen der Noppenoberfläche 7o und der Substratoberfläche 4o vermessen wird.
In Figur ld ist ein Substrathalter Γ " in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Der Substrathalter Γ " besteht insbesondere aus mehreren Zonen Zi die sich vorzugsweise im Randbereich R befinden. Jede der Zonen Zi kann mehrere Fixierelemente 2 " ' besitzen.
Bei den Fixierelementen 2" ' handelt es sich um die Raumbereiche 9
zwischen zwei benachbarten Leitungen 6, in denen ein Druck eingestellt werden kann. Eine Begrenzung der Raumbereiche 9 findet nur am Umfang der Aufnahmeeinrichtung 1 " ' durch ein umlaufendes Randelement 10 statt, auf dem das Substrat l o, lu umfänglich aufliegt und das gemeinsam mit der Noppenoberfläche 7o eine Aufnahmefläche l s " definiert. In dem Raumbereich 9 befinden sich insbesondere mehrere Noppen 7, auf deren Noppenoberfläche 7o ein Substrat 4o, 4u aufgenommen werden kann. Die Noppen 7 dienen insbesondere der Vermeidung einer zu großen
Kontamination. Die Noppen 7 wurden in der Figur lc überdurchschnittlich groß dargestellt, um die Ansicht zu verbessern. In Wirklichkeit sind die Noppen im Vergleich zur Dicke des Substrathalters 1 " ' wesentlich kleiner.
In der Figur ld werden beispielhaft zwei Zonen ZI und Z2 dargestellt. In der ersten Zone ZI erkennt man ein Fixierelement 2 " ' im Querschnitt, in der zweiten Zone Z2 ist ebenfalls ein Fixierelement 2 " ' im Querschnitt vorhanden. Insbesondere können sich die Zonen Zi auf den äußeren Rand des Substrathalters 1 " ' beschränken oder über den gesamten Substrathalter 1 ' " verteilt sein.
Vorzugsweise befinden sich mehrere Sensoren 3, 3 ', insbesondere
Abstandssensoren, auf einem Boden der Raumbereiche 9 zwischen den
Noppen 7. Die Sensoren 3 , 3 ' dienen der Vermessung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften zwischen dem fixierten Substrat 4 und dem Boden. Bei den Sensoren 3, 3 ' handelt es sich insbesondere um Abstandssensoren, mit deren Hilfe der Abstand zwischen dem Boden und der
Substrataufnahmefläche 4a vermessen wird. Hieraus lässt sich über die bekannte Höhe der Noppen 7, der Abstand der Substrataufnahmefläche la zu der Noppenoberfläche 7o berechnen.
Die Figur 2a zeigt eine Aufnahmeeinrichtung 1IV, bei der Fixierelemente 2 in vier konzentrischen Zonen Z1 -Z4 angeordnet sind. Im Zentrum C der
Aufnahmeeinrichtung 1 IV befindet sich ein Krümmungselement 5, 5 ' (siehe Figur le oder lf). Korrespondierende Fixierelemente 2 mehrerer Zonen sind jeweils entlang radial verlaufender Linien L angeordnet.
Die Figur 2b zeigt eine Aufnahmeeinrichtung lv, bei der Fixierelemente 2 in vier Zonen Z1 -Z4 angeordnet sind. Im Zentrum der Aufnahmeeinrichtung lv befindet sich ein Krümmungselement 5, 5 " (siehe Figur le oder lf).
Korrespondierende Fixierelemente 2 mehrerer Zonen sind jeweils entlang einer Linie L' angeordnet, die nicht durch das Krümmungselement 5, insbesondere nicht durch das Zentrum C, verläuft. Die Linie L' muss insbesondere keine Gerade sein. Jeweils gegenüberliegende,
korrespondierende, Fixierelemente 2 sind punktgespiegelt zum Zentrum C angeordnet.
Die Figur 2c zeigt eine Aufnahmeeinrichtung 1VI mit mehreren Noppen 7, umgeben von einem Randelement 10 analog der Ausführungsform gemäß Figur l c. Zwischen den Noppen 7 befinden sich die Raumbereiche 9, die bei einer Evakuierung als Fixierelemente 2IV wirken. Die Evakuierung erfolgt über Leitungen 6. Da bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform keine Stege 8 vorhanden sind, welche die Raumbereiche 9 voneinander abtrennen, wird ein über ein Krümmungselement 5 (siehe Figur le) eingebrachtes Fluid direkt über die Kanäle 6 wieder abgesaugt werden. Daher ist diese
erfindungsgemäße Ausführungsform ein Beispiel für einen Substrathalter, bei dem eine stationäre laminare Strömung zwischen dem Substrathalter 1VI und dem Substrat 4o, 4u aufgebaut wird.
Die Figur 2d zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der mehrere Zonen Z mit jeweils drei Fixierelementen 2 versehen sind. Die Zonen Z sind als Hexagone ausgeführt und belegen die Aufnahmefläche zumindest überwiegend. Das Zentrum Z und der Umfangsrand sind nicht belegt.
Die Figur 2e zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Fixierelemente 2 entlang einer Spirale angeordnet sind. In diesem Fall stellt die gesamte Aufnahmefläche ls die einzige Zone Z dar. Denkbar ist die einzelne oder gruppierte Ansteuerung der Fixierelemente. Am Ende der Spirale und im Zentrum C ist das Krümmungselement 5, 5 ' angeordnet.
Alle Ausführungsformen gemäß den Figuren 2a-2e sind
Aufnahmeeinrichtungen, bei denen die Fixierungen als Unterdruck- oder Vakuumfixierungen ausgeführt wurden. Analog können entsprechende
Substrathalter mit elektrostatischer Fixierung realisiert werden. Die Sensoren 3 , 3 ' wurden der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, können aber entsprechend den Ausführungsformen gemäß Figuren la bis ld ausgeführt werden.
Die Figuren 3a-3e zeigen Ausführungsbeispiele für Formen der Erhebungen 7, 7 ', 7 ", 7 " ' , 7 " ". Die Form gemäß Figur 3a besteht aus einem
zylindrischen Grundkörper mit rundem Kopf. Die Form gemäß Figur 3b besteht aus einem zylindrischen Grundkörper mit flachem Kopf. Die Form gemäß Figur 3c besteht aus einem halbkugelförmigen Grundkörper. Die Form gemäß Figur 3d besteht aus einer dreiseitigen Pyramide. Die Form gemäß Figur 3e besteht aus einer vierseitigen Pyramide.
Die Figur 4a zeigt einen erfindungsgemäßes Bonder 13 zur Kontaktierung und zum Bonden von gegenüberliegend angeordneten Kontaktflächen 4k eines ersten/oberen Substrats 4o und eines zweiten/unteren Substrats 4u. Der Bonder 13 besteht aus einem unteren Substrathalter lu und einem oberen Substrathalter lo. Die Substrathalter lu, lo können insbesondere als oben beschriebene Aufnahmeeinrichtungen 1 , 1 ', 1 ", 1 ", 1 IV, l v, 1 V1 zur
Aufnahme eines ersten/oberen Substrats 4o und eines zweiten/unteren
Substrats 4u ausgeführt sein, wobei der untere Substrathalter lu anders als der obere Substrathalter lo ausgeführt oder ausgestattet sein kann.
Der obere Substrathalter lo weist vorzugsweise Vermessungslöcher 12 auf, durch welche hindurch von einer Rückseite des Substrathalters lo eine
Vermessung des Substrats 4o stattfinden kann. Alternativ können Sensoren in den Vermessungslöchern angeordnet werden. Die Vermessungslöcher 12 sind insbesondere zwischen den Krümmungsänderungsmitteln und den
Fixiermitteln angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann der untere
Substrathalter lu entsprechende Vermessungslöcher 12 aufweisen. Die
Vermessungslöcher durchsetzen die Aufnahmeeinrichtung 1 und verlaufen insbesondere orthogonal zur Aufnahmefläche l s. Die Vermessungslöcher 12 sind insbesondere im selben Abstand zum Zentrum der Aufnahmefläche ls angeordnet. Vorzugsweise sind die Vermessungslöcher 12 in einem Abstand von 180° oder 120° zueinander angeordnet.
Die Substrathalter lu, lo besitzen eine Aufnahmefläche ls, mit mehreren Fixierelementen 2 und Sensoren 3, 3 ' . Die Fixierelemente 2 werden über Leitungen 6 evakuiert und fixieren die Substrate 4u, 4o. Unter- und oberhalb der Substrathalter lu, lo sind Diagramme eingezeichnet, welche jeweils Abstände d zwischen den als Abstandssensoren ausgeführten Sensoren 3 und dem Substrat 4u, 4o entlang der x-Richtung (Substratdurchmesser) für die jeweiligen x-Positionen zeigen. Die Abstandssensoren sind direkt am
Krümmungsänderungsmittel 5 bis zu den Fixiermitteln verteilt angeordnet. Sie erstrecken sich somit über eine Teilfläche der Aufnahmefläche ls.
Im Bereich der Fixiermittel sind als Drucksensoren ausgebildete Sensoren 3 ' angeordnet, mit welchen entlang der x-Position der Sensoren 3 ' zwischen den Substraten 4u, 4o und den Substrathaltern lu, lo die Drücke i gemessen werden.
In den Abstandsdiagrammen sind angestrebte, insbesondere durch eine Software eingestellte, Soll-Krümmungen 15u, 15o, sowie die von den
Abstandssensoren gemessenen Ist-Krümmungen 14u, 14o eingezeichnet. Das obere Substrat 4o weist eine, insbesondere auf Grund der Gravitation vorhandene, Ist-krümmung 14o auf, während das untere Substrat lu plan aufliegt und daher im Sinne der vorliegenden Erfindung keine (in Realität eine verschwindend geringe) Ist-Krümmung 14u besitzt. Denkbar ist allerdings auch, dass die durch die Gravitation hervorgerufene Ist-Krümmung 14o vernachlässigbar klein ist. Beide angestrebten Krümmungen 15u, 15o sind im ausgeführten Beispiel spiegelsymmetrisch. Es können beliebige Krümmungen 15u, 15o vorgegeben werden. Die Druckverläufe 16u und 16o zeigen einen Druckabfall im Bereich der aktivierten Fixierelemente 2. Dies zeigt, dass die Fixierung der Substrate 4u, 4o aktiviert ist. Ein Prozessschritt der Ausrichtung beider Substrate lu, lo zueinander wird nicht dargestellt.
Die Figur 4b zeigt den Bonder 13 bei einem weiteren Prozessschritt. Die beiden Substrate 4u und 4o wurden durch eine Relativbewegung der beiden Substrathalter lu, lo aneinander angenähert. Ansonsten hat sich gegenüber der Situation gemäß Figur 4a nichts geändert.
Die Figur 4c zeigt den Bonder 13 bei einem weiteren Prozessschritt. Durch die Verwendung der Krümmungselemente 5, im gezeigten Fall eine
Gasaustrittsöffnung, durch die ein Gas mit einem Druck p2 strömt, werden die beiden Substrate lu, l o in die Soll-Krümmung gebracht, wobei
vorzugsweise eine Regelung des Drucks mittels der Abstandssensoren erfolgt. Für die Steuerung/Regelung können auch die Drücke der Fixierelemente 2 verwendet werden, so dass diese auch Aufgaben der Krümmungsmittel 5, 5 ' oder Krümmungsänderungsmittel 5, 5 ' übernehmen und somit im Sinne der Erfindung auch zu diesen zählen können.
Im gezeigten Beispiel wird hierzu eines der Fixierelemente 2 vom Druck p l auf den Druck pO zurückgesetzt, um die gewünschte Krümmung vor einer Kontaktierung der Substrate 4o, 4u zu erreichen. In den gezeigten
Darstellungen werden, der Einfachheit halber nur drei Druckwerte pO, p l und p2 gezeigt. Dir Druckwerte sind insbesondere kontinuierlich und/oder stetig steuerbar/regelbar.
Die Figur 4d zeigt den Bonder 13 bei einem weiteren Prozessschritt. Die beiden Substrate 4u, 4o bilden durch die Annäherung der Substrate 4u, 4o eine Bondwelle, die sich radial nach außen ausbreitet, wobei sich die
Krümmung der Substrate 4u, 4o kontinuierlich ändert
(Krümmungsänderungsmittel). Dabei wird die Krümmungsänderung des unteren Substrats lu und des oberen Substrats lo kontinuierlich mittels der Abstandssensoren überwacht und falls nötig durch das Krümmungselement 5 und/oder die Fixierelemente 2 so korrigiert, dass das die jeweils erwünschte beziehungsweise eingestellte Soll-Krümmung erreicht wird
(Krümmungsänderungsmittel). Wichtige Parameter stellen die
Krümmungsradien R l des oberen Substrats 4o und R2 des unteren Substrats 4u im Punkt der Bondwelle dar.
Die Drücke von vier inneren umfänglichen Reihen von Fixierelementen 2 wird bei der oberen Aufnahmeeinrichtung l o und der unteren
Aufnahmeeinrichtung l u gleichzeitig auf pO reduziert. Hierdurch verlieren die Substrate l u, l o die Fixierung zur Aufnahmefläche l o, insbesondere kontinuierlich von innen nach außen, wodurch sich der Druck p2 aus dem Krümmungselement 5 weiter ausbreiten kann.
Dadurch, dass die Steuerung die Krümmungen und Krümmungsänderungen der Substrate berücksichtigt, werden run-out-Fehler minimiert.
Die Figur 4e zeigt den Bonder 13 bei einem weiteren Prozessschritt. Die beiden Substrate l u, l o sind kontrolliert miteinander verbondet worden, indem der Druck der äußersten Reihe der Fixierelemente 2 der oberen Aufnahmeeinrichtung l o auf pO reduziert wurde.
B ez u g s z e i ch enl iste
1, i\ i", i"% Aufnahmeeinrichtung/Substrathalter
1IV, lv, 1VI Aufnahmeeinrichtung/Substrathalter
lo erste Aufnahmeeinrichtung/ oberer Substrathalter lu zweite Aufnahmeeinrichtung/unterer Substrathalter ls, ls\ ls", ls'" Aufnahmefläche
2, 2', 2", 2'" Fixierelemente
2o"' Fixierelementoberfläche
3, 3' Sensoren
4o erstes/oberes Substrat
4u zweites/unteres Substrat
4a Substrataufnahmefläche
5, 5' Krümmungselement
6 Leitung
7, 7', 7", 7"', 7"" Erhebungen/Noppen
7o Noppenoberfläche
8 Steg
9 Raumbereich
10 Randelement
11 Noppenebene
12 Vermessungslöcher
13 Bonder
14u, 14o Ist-Krümmung
15u, 15o Soll-Krümmung
16u, 16o Druckverlauf
L, L' Linie
X Position
d Abstand
P Druck
Rl, R2 Krümmungsradius

Claims

P at en t an s p rü ch e
1. Verfahren zum Bonden eines ersten Substrats (4o) mit einem zweiten Substrat (4u) an einander zugewandten Kontaktflächen (4k) der
Substrate (4o, 4u) mit folgenden Schritten, insbesondere folgendem Ablauf:
Aufnahme des ersten Substrats (4o) an einer ersten
Aufnahmefläche (ls, ls', ls", 1s'") einer ersten
Aufnahmeeinrichtung (1, Γ, 1", 1"', 1IV, lv, 1VI) und Aufnahme des zweiten Substrats (4u) an einer zweiten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls"') einer zweiten Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"\ 1IV, lv, 1VI),
Krümmung der Kontaktflächen (4k) vor einer Kontaktierung der Kontaktflächen (4k),
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Krümmungsänderung der Kontaktfläche (4k) des ersten Substrats (4o) und/oder eine Krümmungsänderung der Kontaktfläche (4k) des zweiten Substrats (4u) während des Bondens gesteuert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Krümmungen und/oder Krümmungsänderungen vor einer Kontaktierung der Kontaktflächen (4k) spiegelsymmetrisch und/oder konzentrisch zu den Kontaktflächen (4k) eingestellt und/oder gesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine der Krümmungen und/oder Krümmungsänderungen durch, insbesondere mechanische, Krümmungsmittel (5'), insbesondere einen Stift, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine der Krümmungen und/oder Krümmungsänderungen durch Fluiddruckbeaufschlagung mittels eines, insbesondere direkt das Substrat beaufschlagenden, Fluids eingestellt und/oder gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Substrat (4o) und/oder das zweite Substrat (4u) durch,
insbesondere ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig, am Umfang der Aufnahmeflächen (ls, ls', ls", ls'"), insbesondere ausschließlich im Bereich von Seitenrändern (4os, 4us) der Substrate (4o, 4u), angeordnete Fixiermittel fixiert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fixiermittel, insbesondere gleichmäßig an den Aufnahmeflächen (ls, ls', ls", ls"') verteilt, vorzugsweise konzentrisch, angeordnete, in Zonen gegliederte, insbesondere separat steuerbare, Fixierelemente (2) aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") und/oder die zweite
Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") aus, insbesondere eine erste Aufnahmeebene der ersten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") und eine zweite Aufnahmeebene der zweiten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") bildenden, Erhebungen (7, 7', 7", 7"', 7"") gebildet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die
Krümmung und/oder Krümmungsänderung durch, insbesondere entlang der ersten und/oder zweiten Aufnahmeflächen (ls, ls\ ls", ls'") angeordnete, Krümmungsmessmittel, insbesondere Sensoren (3), vorzugsweise Abstandssensoren, erfasst werden.
9. Vorrichtung zum Bonden eines ersten Substrats (4o) mit einem zweiten Substrat (4u) an einander zugewandten Kontaktflächen (4k) der Substrate (4o, 4u) mit:
einer ersten Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"', 1IV, lv, 1VI) zur Aufnahme des ersten Substrats (4o) an einer ersten Aufnahmefläche (ls, ls', 1s", ls'") und einer zweiten Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"', 1IV, lv, 1VI) zur Aufnahme des zweiten Substrats (4u) an einer zweiten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'"),
Krümmungsmitteln zur Krümmung der Kontaktflächen (4k) vor einer Kontaktierung der Kontaktflächen (4k),
dadurch gekennzeichnet, dass
Krümmungsänderungsmittel zur Krümmungsänderung des ersten Substrats (4o) und/oder zur Krümmungsänderung des zweiten Substrats (4u) während des Bondens steuerbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die erste Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"', 1IV, lv, 1VI) und/oder die zweite Aufnahmeeinrichtung (1, 1', 1", 1"', 1IV, lv, 1VI), insbesondere mechanische,
Krümmungsmittel und/oder Fluiddruckbeaufschlagungsmittel zur Einstellung und/oder Steuerung der Krümmungen und/oder
Krümmungsänderungen aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die erste
Aufnahmeeinri chtung (1, Γ, 1", 1"', 1IV, lv, 1V1) und/oder die zweite Aufnahmeeinr ichtung (1, Γ, 1", 1"', l,v, lv, 1VI), insbesondere ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig, am Umfang der
Aufnahmeflächen (ls, ls', ls", ls'"), insbesondere ausschließlich im Bereich von Seitenrändern (4os, 4us) der Substrate (4o, 4u),
angeordnete Fixiermittel aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Fixiermittel, insbesondere gleichmäßig an den Aufnahmeflächen (ls, ls', ls", ls'") verteilt, vorzugsweise konzentrisch, angeordnete, in Zonen gegliederte, insbesondere separat steuerbare, Fixierelemente (2) aufweisen.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der die erste Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") und/oder die zweite
Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") durch, insbesondere eine erste Aufnahmeebene der ersten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") und eine zweite Aufnahmeebene der zweiten Aufnahmefläche (ls, ls', ls", ls'") bildende, Erhebungen (7, 7', 7", 7"', 7"") gebildet sind.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der die Krümmung und/oder Krümmungsänderung durch, insbesondere entlang der ersten und/oder zweiten Aufnahmeflächen (ls, ls', ls", ls'") angeordnete, Krümmungsmessmittel, insbesondere Sensoren,
vorzugsweise Abstandssensoren, erfassbar sind.
PCT/EP2016/056249 2016-03-22 2016-03-22 Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten WO2017162272A1 (de)

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SG11201806511XA SG11201806511XA (en) 2016-03-22 2016-03-22 Device and method for bonding substrates
CN202410270903.5A CN118099068A (zh) 2016-03-22 2016-03-22 用于衬底的接合的装置和方法
US16/080,156 US20190019678A1 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Device and method for bonding of substrates
CN201680083320.5A CN108701592B (zh) 2016-03-22 2016-03-22 用于衬底的接合的装置和方法
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PCT/EP2016/056249 WO2017162272A1 (de) 2016-03-22 2016-03-22 Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten
EP22163709.3A EP4036956A1 (de) 2016-03-22 2016-03-22 Vorrichtung zum bonden von substraten
EP16711614.4A EP3433875B1 (de) 2016-03-22 2016-03-22 Verfahren zum bonden von substraten
KR1020237012034A KR20230052997A (ko) 2016-03-22 2016-03-22 기판을 결합하기 위한 방법 및 장치
TW108113658A TWI714061B (zh) 2016-03-22 2017-03-22 結合基材的裝置與方法
TW108113657A TWI714060B (zh) 2016-03-22 2017-03-22 結合基材的裝置與方法
TW108113656A TWI714059B (zh) 2016-03-22 2017-03-22 結合基材的裝置與方法
TW106109484A TWI672733B (zh) 2016-03-22 2017-03-22 結合基材的裝置與方法
TW108113659A TWI714062B (zh) 2016-03-22 2017-03-22 結合基材的裝置與方法
US16/386,580 US11282706B2 (en) 2016-03-22 2019-04-17 Device and method for bonding of substrates
US17/550,008 US11955339B2 (en) 2016-03-22 2021-12-14 Device and method for bonding of substrates

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Related Child Applications (2)

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US16/080,156 A-371-Of-International US20190019678A1 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Device and method for bonding of substrates
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US (3) US20190019678A1 (de)
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TW (5) TWI672733B (de)
WO (1) WO2017162272A1 (de)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021037328A1 (de) 2019-08-23 2021-03-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zum ausrichten von substraten
US10954122B2 (en) 2017-03-16 2021-03-23 Ev Group E. Thallner Gmbh Method for bonding of at least three substrates
US10964562B2 (en) 2016-09-29 2021-03-30 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of two substrates
US10991609B2 (en) 2016-08-12 2021-04-27 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and substrate holder for the controlled bonding of substrates
WO2021089173A1 (de) 2019-11-08 2021-05-14 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum verbinden von substraten
JP2021180337A (ja) * 2020-09-18 2021-11-18 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体
WO2022002345A1 (de) 2020-06-29 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Substrathalter und verfahren zum fixieren und bonden eines substrats
WO2022002346A1 (de) 2020-06-29 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zum bonden von substraten
WO2022002372A1 (de) 2020-06-30 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten
WO2022161636A1 (de) 2021-02-01 2022-08-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Substrathalter und verfahren zur herstellung eines substrathalters zum bonden
JP2022536828A (ja) * 2019-05-13 2022-08-19 ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 基板をボンディングするためのボンディング装置および方法
AT525844A1 (de) * 2019-05-13 2023-07-15 Suss Microtec Lithography Gmbh Bondvorrichtung sowie Verfahren zum Bonden von Substraten
US11764198B2 (en) 2017-03-02 2023-09-19 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and device for bonding of chips
WO2024046578A1 (de) 2022-09-02 2024-03-07 Ev Group E. Thallner Gmbh Vakuumsubstrathalter mit optimierter vakuumdichtung
WO2024046577A1 (de) 2022-09-02 2024-03-07 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen einer bondwelle beim bonden
DE102022127274A1 (de) 2022-10-18 2024-04-18 Tesa Se Applikationselement und Verfahren zur zerstörungsfreien Setzkontrolle beim Applizieren von Klebeelementen
US12009230B2 (en) 2019-05-13 2024-06-11 Suss Microtec Lithography Gmbh Bonding device as well as method for bonding substrates

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4036956A1 (de) * 2016-03-22 2022-08-03 EV Group E. Thallner GmbH Vorrichtung zum bonden von substraten
JP6727069B2 (ja) * 2016-08-09 2020-07-22 東京エレクトロン株式会社 接合装置および接合システム
TWI828760B (zh) * 2018-10-25 2024-01-11 日商尼康股份有限公司 基板貼合裝置、參數計算裝置、基板貼合方法及參數計算方法
US11094575B2 (en) * 2019-06-03 2021-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Simultaneous bonding approach for high quality wafer stacking applications
KR102566141B1 (ko) * 2019-07-02 2023-08-11 삼성전자주식회사 웨이퍼 본딩 방법 및 웨이퍼 본딩 장치
JP7286493B2 (ja) * 2019-09-13 2023-06-05 キオクシア株式会社 基板貼合装置
JP2021086989A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 東京エレクトロン株式会社 真空チャック、及び接合装置
JP7471862B2 (ja) * 2020-02-27 2024-04-22 キオクシア株式会社 貼合装置および貼合方法
CN114975077B (zh) * 2021-08-04 2023-09-19 江苏汉印机电科技股份有限公司 SiC外延片的加工设备及其方法
TWI802956B (zh) * 2021-08-11 2023-05-21 日商雅馬哈智能機器控股股份有限公司 部材間接合裝置以及接合部材製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214692B1 (en) 1998-01-13 2001-04-10 Erich Thallner Method and apparatus for the aligned joining of disk-shaped semiconductor substrates
US7682933B1 (en) * 2007-09-26 2010-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Wafer alignment and bonding
US20120193009A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-02 Sony Corporation Substrate bonding method and substrate bonding apparatus
US20120329241A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
WO2014191033A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten
WO2014202106A1 (de) 2013-06-17 2014-12-24 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten
EP2655006B1 (de) 2010-12-21 2015-01-07 EV Group GmbH Vorrichtung mit zwei schwingungskomponenten zum spanenden bearbeiten eines werkstücks und verfahren dafür
EP2656378B1 (de) 2010-12-20 2015-03-18 Ev Group E. Thallner GmbH Aufnahmeeinrichtung zur halterung von wafern
WO2015082020A1 (de) 2013-12-06 2015-06-11 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3636026A1 (de) 1986-10-23 1988-04-28 Hilti Ag Handgeraet mit werkzeughalter
JPH0766093A (ja) 1993-08-23 1995-03-10 Sumitomo Sitix Corp 半導体ウエーハの貼り合わせ方法およびその装置
JPH1022184A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Sony Corp 基板張り合わせ装置
JPH1174164A (ja) * 1997-08-27 1999-03-16 Canon Inc 基板処理装置、基板支持装置及び基板処理方法並びに基板の製造方法
US6257564B1 (en) 1998-05-15 2001-07-10 Applied Materials, Inc Vacuum chuck having vacuum-nipples wafer support
US20020036881A1 (en) * 1999-05-07 2002-03-28 Shamouil Shamouilian Electrostatic chuck having composite base and method
JP2002009140A (ja) 2000-06-22 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp 静電チャック装置
JP2003051466A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Sony Corp 半導体ウエーハのダイシング装置およびダイシング方法
KR20070095270A (ko) * 2005-01-18 2007-09-28 가부시키가이샤 니콘 액체 제거 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP4942364B2 (ja) 2005-02-24 2012-05-30 京セラ株式会社 静電チャックおよびウェハ保持部材並びにウェハ処理方法
JP2006332563A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Nikon Corp ウェハ搬送装置、ウェハ積層体搬送装置及び積層型半導体装置製造方法
US20070090479A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Chien-Hua Chen Controlling bond fronts in wafer-scale packaging
EP2053635A4 (de) * 2006-06-29 2010-09-22 Nikon Corp Vorrichtung zum waferbonden
JP2009010072A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板貼付装置
KR20100108418A (ko) * 2008-11-14 2010-10-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 접합 장치 및 접합 방법
US8147630B2 (en) * 2008-11-16 2012-04-03 Suss Microtec Lithography, Gmbh Method and apparatus for wafer bonding with enhanced wafer mating
US8851133B2 (en) * 2009-03-31 2014-10-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus of holding a device
JP5549343B2 (ja) 2010-03-18 2014-07-16 株式会社ニコン 基板接合装置、基板ホルダ、基板接合方法、デバイスの製造方法および位置合わせ装置
KR101583894B1 (ko) 2010-09-03 2016-01-08 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 웨지 에러를 줄이기 위한 장치 및 방법
FR2965974B1 (fr) 2010-10-12 2013-11-29 Soitec Silicon On Insulator Procédé de collage moléculaire de substrats en silicium et en verre
JP2012156163A (ja) * 2011-01-21 2012-08-16 Toshiba Corp 半導体製造装置
JP2012175043A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Tokyo Electron Ltd 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
WO2013023708A1 (de) 2011-08-12 2013-02-21 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten
JP5606429B2 (ja) 2011-12-08 2014-10-15 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
JP2013187393A (ja) 2012-03-08 2013-09-19 Tokyo Electron Ltd 貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法
JP5626736B2 (ja) 2012-03-15 2014-11-19 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
DE102012111246A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bonden
US9633889B2 (en) 2013-03-06 2017-04-25 Applied Materials, Inc. Substrate support with integrated vacuum and edge purge conduits
KR20160013916A (ko) 2013-05-23 2016-02-05 가부시키가이샤 니콘 기판 유지 방법 및 장치, 그리고 노광 방법 및 장치
JP5538613B1 (ja) * 2013-11-13 2014-07-02 東京エレクトロン株式会社 接合装置及び接合システム
JP2015119088A (ja) 2013-12-19 2015-06-25 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
JP6282861B2 (ja) 2013-12-20 2018-02-21 住友ゴム工業株式会社 トラック・バスタイヤ
US9837291B2 (en) * 2014-01-24 2017-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer processing method and apparatus
US9576827B2 (en) * 2014-06-06 2017-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for wafer level bonding
JP6177739B2 (ja) 2014-08-07 2017-08-09 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6407803B2 (ja) * 2015-06-16 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
CA2992082A1 (en) 2015-07-21 2017-01-26 Immunogen, Inc. Methods of preparing cytotoxic benzodiazepine derivatives
JP6616181B2 (ja) * 2015-12-25 2019-12-04 東京エレクトロン株式会社 接合装置
CN114334624A (zh) 2016-02-16 2022-04-12 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于接合衬底的设备和方法
JP6448848B2 (ja) 2016-03-11 2019-01-09 ボンドテック株式会社 基板接合方法
EP4036956A1 (de) * 2016-03-22 2022-08-03 EV Group E. Thallner GmbH Vorrichtung zum bonden von substraten

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214692B1 (en) 1998-01-13 2001-04-10 Erich Thallner Method and apparatus for the aligned joining of disk-shaped semiconductor substrates
US7682933B1 (en) * 2007-09-26 2010-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Wafer alignment and bonding
EP2656378B1 (de) 2010-12-20 2015-03-18 Ev Group E. Thallner GmbH Aufnahmeeinrichtung zur halterung von wafern
EP2655006B1 (de) 2010-12-21 2015-01-07 EV Group GmbH Vorrichtung mit zwei schwingungskomponenten zum spanenden bearbeiten eines werkstücks und verfahren dafür
US20120193009A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-02 Sony Corporation Substrate bonding method and substrate bonding apparatus
US20120329241A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
WO2014191033A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum bonden von substraten
WO2014202106A1 (de) 2013-06-17 2014-12-24 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten
WO2015082020A1 (de) 2013-12-06 2015-06-11 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10991609B2 (en) 2016-08-12 2021-04-27 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and substrate holder for the controlled bonding of substrates
US11276589B2 (en) 2016-09-29 2022-03-15 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of two substrates
US10964562B2 (en) 2016-09-29 2021-03-30 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of two substrates
US11862487B2 (en) 2016-09-29 2024-01-02 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of two substrates
US11562912B2 (en) 2016-09-29 2023-01-24 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of two substrates
US11764198B2 (en) 2017-03-02 2023-09-19 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and device for bonding of chips
US11990463B2 (en) 2017-03-02 2024-05-21 Ev Group E. Thallner Gmbh Device for bonding chips
US10954122B2 (en) 2017-03-16 2021-03-23 Ev Group E. Thallner Gmbh Method for bonding of at least three substrates
US12009230B2 (en) 2019-05-13 2024-06-11 Suss Microtec Lithography Gmbh Bonding device as well as method for bonding substrates
JP7320621B2 (ja) 2019-05-13 2023-08-03 ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 基板をボンディングするためのボンディング装置および方法
AT525844A1 (de) * 2019-05-13 2023-07-15 Suss Microtec Lithography Gmbh Bondvorrichtung sowie Verfahren zum Bonden von Substraten
JP2022536828A (ja) * 2019-05-13 2022-08-19 ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 基板をボンディングするためのボンディング装置および方法
WO2021037328A1 (de) 2019-08-23 2021-03-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zum ausrichten von substraten
WO2021089173A1 (de) 2019-11-08 2021-05-14 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum verbinden von substraten
WO2022002346A1 (de) 2020-06-29 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zum bonden von substraten
WO2022002345A1 (de) 2020-06-29 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Substrathalter und verfahren zum fixieren und bonden eines substrats
EP4354495A2 (de) 2020-06-29 2024-04-17 EV Group E. Thallner GmbH Verfahren und vorrichtung zum bonden von substraten
WO2022002372A1 (de) 2020-06-30 2022-01-06 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von substraten
JP7203918B2 (ja) 2020-09-18 2023-01-13 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体
JP2021180337A (ja) * 2020-09-18 2021-11-18 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体
WO2022161636A1 (de) 2021-02-01 2022-08-04 Ev Group E. Thallner Gmbh Substrathalter und verfahren zur herstellung eines substrathalters zum bonden
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