KR20220007687A - 본딩 장치 및 기판을 본딩하기 위한 방법 - Google Patents

본딩 장치 및 기판을 본딩하기 위한 방법 Download PDF

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수스 마이크로텍 리소그라피 게엠바하
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Abstract

본딩 장치(10)는 2개의 척(24, 26), 2개의 가스 압력 조절기(38, 40) 및 제어 유닛(32)을 갖는다. 척(24, 26) 각각은 개별적인 가스 압력 조절기(38, 40)에 유체 연결된 압력 포트(50, 52)를 갖는 홀딩 표면(46, 48)을 갖는다. 제어 유닛(32)은 가스 압력 조절기(38, 40)에 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결되고 서로 독립적으로 가스 압력 조절기(38, 40)를 제어하도록 구성된다. 압력 포트(50, 52) 내에 이동 가능하게 장착된 핀 형태의 지지 요소(68, 70)도 기판의 총 편향을 측정하고 개별적인 가스 압력을 조정하고 추가 기계적 압력을 기판(12, 14)에 적용하기 위해 제공된다. 2개의 척(24, 26)은 대응하는 지지 구조(20, 22)에 장착되어 그로부터 단열될 수 있다. 2개의 척(24, 26)의 온도는 척(24, 26)이 접촉하도록 이동함으로써 균등화될 수 있다. 척 템퍼링 장치(30)는 2개의 척(24, 26)의 온도를 균등화하기 위해 사용될 수 있다. 본딩 장치(10)는 본딩 웨이브 전파에 의해 2개의 기판(12, 14)을 본딩하기 위해 사용된다.

Description

본딩 장치 및 기판을 본딩하기 위한 방법
본 발명은 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치 및 기판을 본딩하는 방법에 관한 것이다.
전자 장치의 제조에서 기판, 특히 구조가 있는 웨이퍼를 본딩하는 것은 장치의 전체 크기를 줄이는 일반적인 기법이다.
본딩의 경우, 기판을 서로 단단히 눌러 본딩시키는 소위 직접 또는 용융 본딩 기법이 알려져 있다.
보이드와 왜곡을 피하기 위해 웨이퍼 중 하나가 중심에서 다른 웨이퍼를 향해 편향되는 본드 전방 전파 방법(bond front propagation method)이 알려져 있다. 초기 본딩 후 본딩 전면 또는 본딩 웨이브(bonding wave)는 두 기판 사이에 입사각을 가지고 외향하여 이동한다.
그러나 두 웨이퍼의 스케일 왜곡으로 인한 오류는 여전히 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 스케일 왜곡을 감소시키고 본딩 품질을 증가시키는 본딩 장치 및 기판을 본딩하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치가 제공된다. 본딩 장치는 제1 척, 제2 척, 제1 가스 압력 조절기, 제2 가스 압력 조절기 및 제어 유닛을 포함한다. 제1 척은 제1 기판을 홀딩하기 위한 제1 홀딩 표면을 포함하고, 제1 홀딩 표면은 제1 가스 압력 조절기에 유체 연결된 제1 압력 포트를 갖는다. 제2 척은 제2 기판을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면을 포함하고, 제2 홀딩 표면은 제2 가스 압력 조절기에 유체 연결된 제2 압력 포트를 갖는다. 제어 유닛은 제1 가스 압력 조절기 및 제2 가스 압력 조절기에 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결되고, 제어 유닛은 서로 독립적으로 제1 가스 압력 조절기 및 제2 가스 압력 조절기를 제어하도록 구성된다.
제2 기판의 편향을 야기하는 제2 가스 압력과는 독립적으로 제1 기판의 편향을 야기하는 가스 압력을 제어함으로써, 스케일 왜곡을 야기했을 다양한 상황을 설명하는 것이 가능하다.
가스 압력은 12 내지 25mbar 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 압력 포트에 가해지는 압력은 서로 상이하다.
본딩 장치는 용융 본딩 및/또는 직접 본딩을 위한 장치일 수 있다.
제1 기판 및/또는 제2 기판은 웨이퍼, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 특히 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 기판 중 하나 또는 둘 모두는 구조를 가질 수 있다.
척 및/또는 기판은 서로 평행하고 그리고/또는 동심이다. 특히, 척은 서로를 향해 이동가능하다.
예를 들어, 제어 유닛은 제1 기판의 적어도 하나의 특성 및/또는 제2 기판의 적어도 하나의 특성, 특히, 기판의 공칭 크기 및/또는 직경, 기판의 실제 크기 및/또는 직경, 기판의 강성과 같은 기계적 특성 및/또는 기판의 온도와 같은 환경적 특성에 대해 접근한다. 제어 유닛은 제1 기판의 적어도 하나의 특성, 제2 기판의 적어도 하나의 특성 또는 제1 기판 및 제2 기판의 적어도 하나의 특성에 따라 제1 가스 압력 조절기 및/또는 제2 가스 압력 조절기를 제어하도록 구성된다. 이러한 방식으로 가스 압력으로 인한 편향이 훨씬 더 정확하게 제어될 수 있다.
제어 유닛은 개별적인 특성이 저장된 데이터베이스 또는 개별적인 특성을 수신하기 위한 사용자 인터페이스를 사용하여 제1 기판의 적어도 하나의 특성 및/또는 제2 기판의 적어도 하나의 특성에 액세스할 수 있다. 개별적인 특성은 측정되어 데이터베이스에 저장되거나 사용자 인터페이스에 제공된다.
일 실시예에서, 제1 압력 포트 및/또는 제2 압력 포트는 중심에, 특히 개별적인 홀딩 표면 또는 척 영역의 중심에 배열되고, 그리고/또는 제1 압력 포트 및 제2 압력 포트는 정렬되어 각 기판의 회전 대칭 편향 및/또는 기판의 최상의 중첩을 생성한다.
안정적이고 안전한 프로세스를 위해, 척, 특히 홀딩 표면은 기판 고정을 위한 홀딩 수단, 특히 진공 수단, 정전(electrostatic) 수단 또는 기계적 클램핑 수단을 포함한다.
충분한 편향을 허용하기 위해, 홀딩 수단, 특히 적어도 하나의 진공 홈이 개별적인 홀딩 표면의 에지 부분에 제공된다.
에지 부분은 특히 반경의 반경 방향 외부 5% 내지 20%에 각각 대응하는 기판 및 척의 영역이다.
진공 수단은 진공 소스에 연결될 수 있다.
충분한 가스 압력을 공급하기 위해, 본딩 장치는 적어도 하나의 가스 압력 소스를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스는 제1 가스 압력 조절기 및 제2 가스 압력 조절기에 유체 연결된다.
예를 들어, 가스 압력 소스, 예를 들어 압축기는 그 자체로 압력 조절기이다. 이 경우, 제1 및 제2 가스 압력 소스가 필요하다.
상기 언급된 목적을 위해, 제1 압력 포트를 갖는 제1 척 및 제2 압력 포트를 갖는 제2 척을 포함하는 본딩 장치를 사용하여 제1 기판을 제2 기판에 본딩하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은:
a) 제1 압력 포트를 덮는 제1 척 상에 제1 기판을 놓고, 제1 기판의 에지 부분을 제1 척에 고정하는 단계,
b) 제2 압력 포트를 덮는 제2 척 상에 제2 기판을 놓고, 제2 기판의 에지 부분을 제2 척에 고정하는 단계,
c) 기판들이 서로를 향해 편향되도록 제1 압력 포트에 제1 가스 압력을 갖는 가스를 공급하고, 제2 압력 포트에 제2 가스 압력을 갖는 가스를 공급하는 단계, 및
d) 적어도 제1 기판 및 제2 기판이 서로 접촉할 때까지 서로를 향해 제1 척 및 제2 척을 서로 이동시키는 단계를 포함하고,
제1 가스 압력 및 제2 가스 압력은 서로 독립적으로 제어된다.
기판이 서로 완전히 접촉하기 전에 척의 움직임이 정지될 수 있다. 예를 들어, 척 사이의 거리는 이동이 중지되었을 때 기판 중 하나의 두께의 5배 미만이다.
본딩 장치와 관련하여 논의된 특징 및 이점은 방법에도 적용되며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 본딩 장치가 방법에 사용될 수 있다.
예를 들어, 가스 압력이 동시에 가해지고, 그리고/또는 기판과 척이 서로 동심이다.
편향을 보다 정확하게 제어하기 위해, 상기 방법은:
a) 제1 기판의 적어도 하나의 특성 및/또는 제2 기판의 적어도 하나의 특성, 특히 개별적인 기판의 공칭 크기 및/또는 직경, 개별적인 기판의 실제 크기 및/또는 직경, 개별적인 기판의 강성과 같은 기계적 특성 및/또는 개별적인 기판의 온도와 같은 환경적 특성을 측정하는 단계, 및
b) 제1 기판의 적어도 하나의 특성에 따라, 제2 기판의 적어도 하나의 특성에 따라, 또는 제1 기판 및 제2 기판의 적어도 하나의 특성에 따라 제1 가스 압력 및/또는 제2 가스 압력을 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 기판의 접촉 부분은 개별적인 기판의 압력 포트에 놓여 있고, 접촉 부분은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 적용될 때 가장 큰 편향을 받으며, 제1 기판 및 제2 기판은 척이 서로를 향해 이동할 때 초기에 개별적인 접촉 부분과 접촉한다. 따라서, 초기 접촉과 초기 결합이 접촉부에 의해 이루어짐이 보장된다.
스케일 왜곡을 더욱 줄이기 위해, 척의 이동 중, 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판과 상기 제 기판 사이의 입사각이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 상기 입사각이 기판들 사이의 최종 평면에 의해 고르게 분리되도록 제어된다. 제1 및/또는 제2 가스 압력에 대한 제어 유닛은 본딩 웨이브(bonding wave)의 전파 프로세스 동안 개별적인 압력 값을 변경하도록 프로그래밍될 수 있다.
예를 들어, 입사각은 본딩 중에 일정하게 홀딩된다. 본딩 동안, 본딩 웨이브는 방사상 외측으로 전파될 수 있고 따라서 각도는 방사상 외측으로 이동한다.
매우 정확한 결과를 위해, 제1 압력 포트와 제2 압력 포트는 접촉 부분이 정렬되도록 정렬될 수 있다. 압력 포트는 기판의 중앙에 있을 수 있다.
또한, 상기 언급된 목적을 위해, 제1 척, 제2 척, 제1 가스 압력 조절기, 이동 가능한 제1 지지 요소 및 제1 지지 요소를 위한 제1 액추에이터를 포함하는 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치가 제공된다. 제1 척은 제1 기판을 홀딩하기 위한 제1 홀딩 표면을 포함하고, 제1 홀딩 표면은 제1 가스 압력 조절기에 유체 연결된 제1 압력 포트를 갖는다. 상기 제1 지지 요소는, 제1 압력 포트 내에서 적어도 부분적으로 이동 가능하게 장착되어, 상기 제1 액추에이터가, 상기 제1 지지 요소가 상기 제1 홀딩 표면 위로 돌출하지 않는 철수 위치와, 상기 제1 지지 요소가 상기 제2 척을 향해 상기 제1 홀딩 표면 위로 돌출하는 연장 위치 사이에서 제1 지지 요소를 이동시킬 수 있다.
지지 요소에 의해, 가스 압력의 기능이 제어 그리고/또는 지지될 수 있어 공정의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본딩 장치는 또한 적어도 하나, 예를 들어 언급된 이점과 함께 위에서 설명된 본딩 장치의 모든 특징을 가질 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다.
일 실시예에서, 본딩 장치는 제2 가스 압력 조절기, 제2 지지 요소 및 제2 지지 요소를 위한 제2 액추에이터를 포함한다. 제2 척은 제2 기판을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면을 포함하고, 제2 홀딩 표면은 제2 가스 압력 조절기에 유체 연결된 제2 압력 포트를 갖는다. 상기 제2 지지 요소는 상기 제2 압력 포트 내에서 적어도 부분적으로 이동 가능하게 장착되어서, 상기 제2 액추에이터가, 상기 제2 지지 요소가 상기 제2 홀딩 표면 위로 돌출하지 않는 철수 위치와 상기 제2 지지 요소가 상기 제1 척을 향해 상기 제2 홀딩 표면 위로 돌출하는 연장 위치 사이에서 제2 지지 요소를 이동될 수 있다. 이러한 방식으로 본딩의 초기 지점은 적절한 본딩 개시를 보장하기 위해 더 높은 국부적 계면 압력으로 훨씬 더 정확하게 제어될 수 있다.
제1 액추에이터 및/또는 제2 액추에이터는 전기 모터, 압전 액추에이터, 공압 액추에이터, 및/또는 유압 액추에이터일 수 있다.
제1 지지 요소 및/또는 제2 지지 요소는 긴 부재, 예를 들어 핀일 수 있다
일 측면에서, 본딩 장치는 제1 가스 압력 조절기 및 제1 액추에이터 및/또는 제2 가스 압력 조절기 및 제2 액추에이터에 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결되는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 제1 압력 포트에 제1 가스 압력을 갖는 가스를 공급하도록 제1 가스 압력 조절기를 제어하도록 구성되고 제1 액추에이터를 통해 제1 지지 요소의 이동을 제어하도록 구성되며, 그리고/또는 제어 유닛은 제2 압력 포트에 제2 가스 압력을 갖는 가스를 공급하도록 제2 가스 압력 조절기를 제어하도록 구성되고 제2 액추에이터를 통해 제2 지지 요소의 이동을 제어하도록 구성된다. 이와 같이 본딩 공정을 세부적으로 제어할 수 있다.
지지 요소 및 압력 포트 둘 다를 배치하기 위해, 동일한 지점에서, 제1 척 및/또는 제2 척은 개별적인 홀딩 표면으로부터 연장되는 개구, 특히 개별적인 척을 통해 완전히 연장되는 개구를 가질 수 있으며, 개별적인 홀딩 표면에 인접한 개구의 부분은 개별적인 압력 포트이고, 특히 개별적인 지지 요소는 개구에 장착되며, 압력 포트를 형성하는 부분으로부터 개별적인 척의 후면 또는 주변 표면까지 연장하는 공급 채널이 제공된다.
후면은 특히 홀딩 표면의 반대편에 있다.
압력 조절기는 압력 포트에 가스를 공급하기 위해 공급 채널에 유체 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 압력 포트 및/또는 제2 압력 포트는 중심에, 특히 개별적인 홀딩 표면 또는 척의 영역의 중심에 배열되고, 그리고/또는 제1 압력 포트 및 제2 압력 포트는 정렬되어 각 기판의 회전 대칭 편향 및/또는 기판의 최상의 중첩을 생성한다.
안정적이고 안전한 프로세스를 위해, 척, 특히 홀딩 표면은 기판 고정을 위한 홀딩 수단, 특히 진공 수단, 정전 수단 또는 기계적 클램핑 수단을 포함한다.
충분한 편향을 허용하기 위해, 홀딩 수단, 특히 적어도 하나의 진공 홈이 개별적인 홀딩 표면의 에지 부분에 제공된다.
에지 부분은 특히 반경의 반경방향 외부 5% 내지 20%에 각각 대응하는 기판 및 척의 영역이다.
진공 수단은 진공 소스에 연결될 수 있다.
충분한 가스 압력을 공급하기 위해, 본딩 장치는 적어도 하나의 가스 압력 소스를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스는 제1 가스 압력 조절기 및 제2 가스 압력 조절기에 유체 연결된다.
예를 들어, 가스 압력 소스, 예를 들어 압축기는 그 자체로 압력 조절기이다. 이 경우, 제1 및 제2 가스 압력원이 필요하다.
또한, 상기 언급된 목적을 위해, 제1 압력 포트를 갖는 제1 척 및 제1 지지 요소 및 제2 척을 포함하는 본딩 장치를 사용하여 제1 기판을 제2 기판에 본딩하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은:
a) 제1 압력 포트를 덮는 제1 척 상에 제1 기판을 놓고, 제1 기판의 에지 부분을 제1 척에 고정하는 단계,
b) 제2 척 상에 제2 기판을 놓고, 제2 기판을 제2 척에 고정하는 단계,
c) 제1 기판이 제2 기판을 향해 편향되도록 제1 가스 압력을 갖는 가스를 제1 압력 포트에 공급하는 단계,
d) 제1 지지 요소를 제1 척 위에서 제2 척을 향해 돌출하는 연장 위치로 제1 지지 요소를 이동시키는 단계, 및
e) 적어도 제1 기판 및 제2 기판이 서로 접촉할 때까지 서로를 향해 제1 척 및 제2 척을 서로에 이동시키는 단계를 포함한다.
기판이 서로 완전히 접촉하기 전에 척의 이동이 정지될 수 있다. 예를 들어, 척 사이의 거리는 이동이 중지되었을 때 기판 중 하나의 두께의 5배 미만이다.
본딩 장치 및/또는 방법의 실시예의 상기 맥락에서 논의된 특징 및 이점은 또한 방법에 적용되고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 본딩 장치가 방법에 사용될 수 있다.
초기 접촉 지점의 제어 정확도를 더욱 향상시키기 위해, 상기 방법은:
a) 제2 기판이 제1 기판을 향해 편향되도록 제2 가스 압력을 갖는 가스를 제2 척의 제2 압력 포트에 공급하는 단계, 및
b) 제2 지지 요소가 제2 척 위에서 제1 척을 향하여 돌출하는 연장 위치로 제2 지지 요소를 이동시키는 단계를 포함한다.
제1 및/또는 제2 지지 요소의 이동은 개별적인 압력 포트에서 가스를 공급하는 것과 동시에 또는 개별적인 압력 포트에서 개별적인 가스 압력이 설정된 후에 발생할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 제1 지지 요소 및/또는 제2 지지 요소는 편향된 제1 기판 또는 편향된 제2 기판과 각각 접촉할 때까지 이동되며, 개별적인 기판의 총 편향은 위치에 기초하여 측정되고, 특히, 개별적인 가스 압력은 개별적인 기판의 측정된 총 편향에 기초하여 조정된다. 이를 통해 지지 요소의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있다.
개별적인 지지 요소를 사용하는 제1 가스 압력 및/또는 제2 가스 압력에 대한 폐쇄 루프 제어가 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 특히 기판의 초기 접촉 후에, 제1 지지 요소가 작동되어 제1 기판에 추가 기계적 압력을 가하고 그리고/또는 특히 기판의 초기 접촉 후에 제2 지지 요소가 제2 기판에 추가 기계적 압력을 가하도록 작동된다. 기계적 압력은 기판의 초기 결합을 보장한다. 국부적으로, 즉 지지 요소가 맞물리는 지점에서 압력을 가함으로써 본딩의 초기 지점과 본딩 웨이브의 근원을 정확하게 제어할 수 있다.
기계적 압력은 개별적인 가스 압력을 초과할 수 있다.
예를 들어, 두 지지 요소 모두 기계적 압력을 가하도록 작동될 수 있다.
지지 요소 중 하나만 이동되고 다른 지지 요소는 개별적인 기판을 접촉하고 지지하면서 제자리에 잠기는 것도 생각할 수 있다.
기계적 압력을 가하더라도 가스 압력에 의해서만 편향이 발생할 수 있다.
일 측면에서, 제1 지지 요소 및/또는 제2 지지 요소는 기판이 서로 완전히 접촉하기 전이되 기계적 압력이 적용된 후에 특히 철수된 위치로 철수된다. 이러한 방식으로 지지 요소는 일단 기판이 처음에 결합되면 결합 프로세스를 방해하지 않는다.
철수된 위치에서, 지지 요소는 개별적인 척의 표면 위로 또는 개별적인 홀딩 표면 위로 돌출되지 않는다.
일 실시예에서, 기판의 접촉 부분은 개별적인 압력 포트에 놓이고, 접촉 부분은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 가해질 때 가장 크게 편향되며, 제1 기판과 제2 기판은, 초기에, 척이 서로를 향해 이동할 때 개별적인 접촉 부분과 접촉한다. 따라서, 최초 접촉이 접촉 부분에 의해 이루어지는 것이 보장된다.
스케일 왜곡을 더욱 줄이기 위해, 상기 척의 이동 동안, 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판과 상기 제 기판 사이의 입사각이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 상기 입사각이 기판들 사이의 최종 평면에 의해 고르게 분리되도록 제어된다. 제1 및/또는 제2 가스 압력을 위한 제어 유닛은 본딩 웨이브의 전파 프로세스 동안 개별적인 압력 값을 변경하도록 프로그래밍가능할 수 있다.
예를 들어, 입사각은 본딩 중에 일정하게 홀딩된다. 본딩 동안, 본딩 웨이브는 방사상 외측으로 전파될 수 있고 따라서 각도는 방사상 외측으로 이동한다.
매우 정확한 결과를 위해, 제1 압력 포트와 제2 압력 포트는 접촉 부분이 정렬되도록 정렬될 수 있다. 압력 포트는 기판의 중앙에 있을 수 있다.
상기 목적을 위해, 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치가 더 제공된다. 본딩 장치는 제1 척, 제1 지지 구조, 제2 척 및 제2 지지 구조를 포함한다. 제1 척은 제1 지지 구조로부터 단열되도록 제1 척이 제1 지지 구조에 장착되고, 제2 척이 제2 지지 구조로부터 단열되도록 제2 척이 제2 지지 구조에 장착된다.
척을 단열함으로써, 척의 온도는 기판이 일단 척 상에 배치된 척의 온도를 가정할 때 상이한 온도 및/또는 상이한 열팽창 계수로 인한 기판의 스케일 왜곡을 피하기 위해 정확하게 제어될 수 있다.
본딩 장치는 또한 적어도 하나, 예를 들어 언급된 이점과 함께 위에서 설명된 본딩 장치 및/또는 방법의 실시예의 모든 특징을 가질 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
일 측면에서, 제1 척 및/또는 제2 척은 장착 요소에 의해 개별적인 지지 구조에 장착되고, 제1 척 및/또는 제2 척은 개별적인 지지 구조로부터 이격되어 있다. 이러한 방식으로, 척과 개별적인 지지 구조 사이의 단열은 척과 지지 구조 사이의 거리, 즉 공기, 가스, 진공에 의해 달성된다.
열로 인한 스케일 왜곡을 추가로 줄이기 위해, 본딩 장치는 제1 척 및 제2 척의 온도를 균등화하도록 구성된 적어도 하나의 척 템퍼링 장치를 포함한다.
본 개시내용 내에서, 균등화는 온도 차이를 1℃ 미만, 특히 0.5℃ 미만, 특히 0.1℃ 미만으로 감소시키는 것을 의미한다.
일 실시예에서, 제1 척 및 제2 척은 각각 적어도 하나의 템퍼링 채널을 포함하고, 척 템퍼링 장치는 동일한 템퍼링 회로에 제1 척의 적어도 하나의 템퍼링 채널 및 제2 척의 적어도 하나의 템퍼링 채널을 포함하는 템퍼링 회로를 포함하고, 척이 열적으로 균등화되도록 한다.
대안적으로 또는 추가로, 제1 척 및/또는 제2 척은 가열 요소, 특히 폐쇄 루프 가열 요소를 포함하여 본딩 장치를 단순화한다.
척 및/또는 기판 사이의 온도 차이를 피하기 위해, 본딩 장치는 가스 템퍼링 장치를 포함할 수 있다. 제1 척은 제1 기판을 고정하기 위한 제1 홀딩 표면을 포함하고, 제1 홀딩 표면은 가스 템퍼링 장치에 유체 연결된 제1 압력 포트를 갖는다. 제2 척은 제2 기판을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면을 포함하고, 제2 홀딩 표면은 가스 템퍼링 장치에 유체 연결된 제2 압력 포트를 갖는다.
일 측면에서, 가스 템퍼링 장치는 적어도 하나의 채널을 갖는 템퍼링 재료를 포함하고, 적어도 하나의 채널은 제1 압력 포트 및/또는 제2 압력 포트에 유체 연결된다. 동일한 템퍼링 재료를 통해 가스를 가이드하여 제1 압력 포트와 제2 압력 포트로 향하는 가스가 동일한 온도를 갖도록 보장한다.
가스 및/또는 척의 온도를 제어하기 위해, 제1 척 및/또는 제2 척은 개별적인 척의 개별적인 압력 포트와 연관된 온도 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 압력 포트 및/또는 제2 압력 포트는 중심에, 특히 개별적인 홀딩 표면 또는 척 영역의 중심에 배열되고, 그리고/또는 제1 압력 포트 및 제2 압력 포트는 정렬되어 각 기판의 회전 대칭 편향 및/또는 기판의 최상의 중첩을 생성한다.
안정적이고 안전한 프로세스를 위해, 척, 특히 홀딩 표면은 홀딩 수단, 특히 진공 수단, 정전 수단, 또는 기판 고정을 위한 기계적 클램핑 수단을 포함한다.
충분한 편향을 허용하기 위해, 홀딩 수단, 특히 적어도 하나의 진공 홈이 개별적인 홀딩 표면의 에지 부분에 제공된다.
에지 부분은 특히 반경의 반경방향 외부 5% 내지 20%에 대응하는 기판 및 척의 영역이다.
진공 수단은 진공 소스에 연결될 수 있다.
충분한 가스 압력을 공급하기 위해, 본딩 장치는 적어도 하나의 가스 압력 소스를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스는 제1 가스 압력 조절기 및 제2 가스 압력 조절기에 유체 연결된다.
예를 들어, 가스 압력 소스, 예를 들어 압축기는 그 자체로 압력 조절기이다. 이 경우, 제1 및 제2 가스 압력 소스가 필요하다.
상기 언급된 목적을 위해, 제1 척 및 제2 척을 포함하는, 본딩 장치를 사용하여 제1 기판을 제2 기판에 본딩하기 위한 방법이 추가로 제공된다. 상기 방법은:
a) 제1 척 및 제2 척의 온도를 균등화하는 단계,
b) 상기 제1 척 상에 상기 제1 기판을 놓고, 상기 제1 척에 상기 제1 기판을 고정하는 단계,
c) 상기 제2 척 상에 상기 제2 기판을 놓고, 상기 제2 척에 상기 제2 기판을 고정하는 단계, 및
d) 적어도 제1 기판과 제2 기판이 서로 접촉할 때까지 서로를 향해 제1 척과 제2 척을 서로 이동시키는 단계를 포함한다.
기판이 서로 완전히 접촉하기 전에 척의 이동이 정지될 수 있다. 예를 들어, 척 사이의 거리는 이동이 중지되었을 때 기판 중 하나의 두께의 5배 미만이다.
본딩 장치 및 방법의 실시예의 상기 맥락에서 논의된 특징 및 이점은 또한 방법에 적용되며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 본딩 장치가 방법에 사용될 수 있다.
예를 들어, 균등화 및/또는 템퍼링은 적어도 기판이 척 상에 배치될 때까지, 특히 기판이 초기 접촉될 때까지 또는 기판이 완전히 본딩될 때까지 계속된다.
간단하고 효율적인 방식으로 척을 균등화하기 위해, 제1 척 및 제2 척은 척이 서로 직접 접촉할 때까지, 특히 척이 적어도 척의 온도가 균등화될 때까지 접촉 상태로 홀딩될 때까지 서로를 향해 이동된다.
매우 정밀한 온도 균등화를 위해 제1 척과 제2 척의 온도는 척 템퍼링 장치를 사용하여 균등화된다.
일 측면에서, 균등화는 척 템퍼링 장치의 동일한 템퍼링 회로를 사용하여 제1 척의 적어도 하나의 템퍼링 채널 및 제2 척의 적어도 하나의 템퍼링 채널을 통해 템퍼링 유체를 순환시킴으로써 수행된다. 이러한 방식으로 매우 정밀한 균등화가 수행된다.
추가로 또는 대안적으로, 균등화는 개별적인 척에서 척 템퍼링 장치의 가열 요소, 특히 폐쇄 루프 가열 요소를 사용하여 제1 척 및/또는 제2 척을 가열함으로써 수행된다. 따라서, 본딩 장치가 단순화될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 척은 제1 압력 포트를 포함하고 그리고/또는 제2 척은 제2 압력 포트를 포함하고, 제1 가스 압력을 갖는 가스는 제1 압력 포트에 공급되고 그리고/또는 제2 가스 압력을 갖는 가스는 제2 압력 포트에 공급되어 기판은 서로를 향해 편향되어 본딩 부정확성을 감소시킨다.
일 측면에서, 가스는 특히 개별적인 척과의 접촉에 의해 개별적인 압력 포트에 도달하기 전에 템퍼링되어, 가스에 의해 야기되는 온도 차이를 감소시킨다.
정확한 템퍼링을 위해, 가스는 가스 템퍼링 장치에 의해 템퍼링되며, 제1 압력 포트 및 제2 압력 포트로 향하는 가스는 가스 템퍼링 장치의 공통 가스 템퍼링 재료를 통과하고, 특히 공통 가스 템퍼링 재료의 온도가 제어된다.
템퍼링은 특히 제1 압력 포트 및 제2 압력 포트의 가스가 동일한 온도를 갖도록 수행된다.
다른 측면에서, 본딩 장치는 적어도 2개의 가스 온도 센서를 포함하고, 개별적인 가스 온도 센서는 제1 압력 포트 또는 제2 압력 포트와 연관되고, 가스 온도 센서는 개별적인 연관 압력 포트에 지향되는 가스의 온도를 측정한다. 이러한 방식으로 온도 차이 및 예를 들어 스케일 왜곡을 더욱 줄일 수 있다.
척의 온도를 밀접하게 제어하기 위해, 본딩 장치는 적어도 2개의 척 온도 센서를 포함할 수 있고, 개별적인 척 온도 센서는 제1 척 또는 제2 척과 연관되고, 척 온도 센서는 개별적인 척의 온도를 측정한다.
일 실시예에서, 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력은 제1 압력 포트로 지향되는 가스, 제2 압력 포트로 지향되는 가스의 측정된 온도, 제1 척의 측정된 온도, 제2 척의 측정된 온도 또는 상기 온도들의 임의의 조합을 기초로 제어된다. 이러한 방식으로 본딩의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
일 실시예에서, 기판의 접촉 부분은 개별적인 압력 포트에 놓여 있고, 접촉 부분은 제1 가스 압력 및/또는 제2 가스 압력이 적용될 때 가장 큰 편향을 받으며, 제1 기판 및 제2 기판은 초기에 척이 서로를 향해 이동할 때 개별적인 접촉 부분과 접촉하게 한다. 따라서, 최초의 접촉이 접촉 부분에 의해 이루어지는 것이 보장된다.
스케일 왜곡을 더욱 줄이기 위해, 척의 이동 동안, 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판과 상기 제 기판 사이의 입사각이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 상기 입사각이 기판들 사이의 최종 평면에 의해 고르게 분리되도록 제어된다. 제1 및/또는 제2 가스 압력을 위한 제어 유닛은 본딩 웨이브의 전파 프로세스 동안 개별적인 압력 값을 변경하도록 프로그래밍가능할 수 있다.
예를 들어, 입사각은 본딩 중에 일정하게 홀딩된다. 본딩 동안, 본딩 웨이브는 방사상 외측으로 전파될 수 있고 따라서 각도는 방사상 외측으로 이동한다.
매우 정확한 결과를 위해, 제1 압력 포트와 제2 압력 포트는 접촉 부분이 정렬되도록 정렬될 수 있다.
압력 포트는 기판의 중앙에 있을 수 있다.
추가 특징 및 이점은 참조되는 첨부 도면뿐만 아니라 다음의 설명으로부터 명백할 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 본딩 장치를 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명에 따른 본딩 장치의 제2 실시예를 도시한다.
- 도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 방법의 다양한 단계 동안 도 1 또는 도 2에 따른 본딩 장치의 척을 도시한다.
도 1은 제1 기판(12)을 제2 기판(14)에 본딩하기 위한 본딩 장치(10)를 개략적으로 도시한다.
본딩 장치(10)는, 예를 들어 용융 본딩(fusion bonding) 또는 직접 본딩을 위한 본딩 장치이다. 기판(12, 14)은 예를 들어 반도체, 특히 실리콘으로 만들어진 웨이퍼일 수 있다.
기판(12, 14) 중 하나 또는 둘 모두는 특히 다른 기판(12, 14)과 대면하는 표면에서 마이크로 또는 나노구조와 같은 구조를 가질 수 있다.
본딩 장치(10)는 내부에 프로세스 챔버(18)를 형성하는 하우징(16)을 포함한다. 본딩 장치(10)의 프로세스 챔버(18)에서, 제1 지지 구조(20), 제2 지지 구조(22), 제1 척(24) 및 제2 척(26)이 배열된다.
척(24, 26)은 수직으로 이동하더라도 서로 평행한다. 또한, 척(24, 26)은 서로 동심일 수 있다.
척(24, 26)은 원형일 수 있고 그리고/또는 100mm, 150mm, 200mm, 300mm 및/또는 450mm 기판 또는 웨이퍼를 수용하기 위한 직경을 가질 수 있다.
"제1" 및 "제2"라는 단어는 본 발명의 맥락에서 서로 다른 하위 구성요소를 구분하는 데 사용된다. 이것은 구성 요소가 제2 하위 구성 요소를 포함하는 경우 해당 구성 요소가 실제로 두 개의 하위 구성 요소를 포함한다는 것을 의미하지는 않는다.
본딩 장치(10)는 공정 챔버(18)의 외부에 진공 소스(28), 척 템퍼링 장치(30), 제어 유닛(32), 가스 템퍼링 장치(34), 압력 소스(36), 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)를 더 포함한다.
물론, 전술한 구성 요소들 중 하나 이상이 프로세스 챔버(18) 내부에 배열되는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)는 프로세스 챔버(18)에, 특히, 보다 정확한 가스 압력 제어를 위해 개별적인 척(24, 26)에 근접하게 또는 그 내에 배열될 수 있다.
제1 척(24) 및 제1 지지 구조(20)는 본딩 장치(10)의 하부 유닛을 형성한다. 유사하게, 제2 척(26) 및 제2 지지 구조(22)는 본딩 장치(10)의 상부 유닛을 형성한다. 상부 유닛은 하부 유닛 위에 배열되고, 척(24, 26)은 서로 마주보고 있다.
상부 유닛 및 하부 유닛은 제1 척(24)이 제1 지지 구조(20)에 장착되고 제2 척(26)이 제2 지지 구조(22)에 장착되게 하는 장착 요소(42), 예를 들어 로드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 장착 요소(42)는 열전도율이 낮은 재료로 구성된다.
장착 요소(42)로 인해, 척(24, 26)은 개별적인 지지 구조(20, 22)로부터 이격된다. 따라서, 척은 개별적인 지지 구조(20, 22)과 직접 접촉하지 않는다.
척(24, 26)과 개별적인 지지 구조(20, 22) 사이의 갭으로 인해, 척(24, 26)은 개별적인 지지 구조(20, 22)로부터 단열된다.
갭 내에는, 프로세스 챔버(18)의 분위기가 존재할 수 있다. 대기는 공기, 질소와 같은 가스 또는 진공일 수 있다.
도 1의 실시예에서, 상부 유닛은 장착 요소(42)에 결합된 척 액추에이터(44)를 더 포함한다. 척 액추에이터(44)에 의해, 제2 척(26)은 제1 척(24)을 향해 수직으로 이동될 수 있다.
따라서, 제1 척(24) 및 제2 척(26)은 서로에 대해 이동 가능하다.
지지 구조(20, 22)는 차례로 하우징(16)에 장착될 수 있다.
척(24, 26)은 각각 다른 척(26, 24)을 향하는 표면 상에 적어도 하나의 압력 포트를 갖는 홀딩 표면을 포함한다. 즉, 제1 척(24)은 제1 압력 포트(50)를 갖는 제1 홀딩 표면(46)을 갖고, 제2 척(26)은 제2 압력 포트(52)를 갖는 제2 홀딩 표면(48)을 갖는다.
물론, 본 발명에 따른 본딩 장치(10)는 압력 포트 및 지지 요소가 제공된 하나의 척(24, 26)만을 가질 수 있다는 것이 고려될 수 있다.
압력 포트(50, 52)는 예를 들어 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 또는 척(24, 26)의 영역의 중심에 배열된다. 예를 들어, 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)는 서로 정렬된다.
척(24, 26)은 개별적인 홀딩 표면(46, 48)에서 기판(12, 14)의 고정을 위한 홀딩 수단(54)을 더 포함한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 홀딩 수단(54)은 홀딩 표면(46, 48)의 반경 방향 외측 에지 부분에 위치된 적어도 하나의 진공 홈(56)인 진공 수단이다.
예를 들어, 에지 부분은 척(24, 26) 반경의 반경 방향 외측 5% 내지 20%에 대응하는 부분으로 정의된다. 홀딩 수단(54), 여기서 진공 홈(56)은 진공 소스(28)에 유체 연결된다.
척(24, 26)에는 개구(58)가 제공되며, 개구(58)는 예를 들어 개별적인 척(24, 26)의 전체 두께를 통해 연장된다.
개구(58)는 척(24, 26) 영역의 중심에 있을 수 있고 개별적인 홀딩 표면(46, 48)으로 개방된다.
개별적인 홀딩 표면(46, 48)으로 개방되는 개구(58)의 부분, 즉 홀딩 표면(46, 48)에 인접한 부분은 척(24, 26)의 개별적인 압력 포트(50, 52)를 형성한다.
개별적인 척(24, 26)에 대해, 개별적인 압력 포트(50, 52)와 연관된 온도 센서(60)가 제공된다. 예를 들어, 온도 센서(60)는 홀딩 표면(46, 48)에 인접한 개구(58)의 부분에 제공된다.
온도 센서(60)는 가스 온도 센서(61)를 포함하거나 가스 온도 센서일 수 있다. 가스 온도 센서(61)는 예를 들어 개별적인 압력 포트(50, 52)에 또는 그 안에 배열된다.
대안적으로 또는 추가로, 온도 센서(60)는 척의 온도를 측정하도록 구성된 척 온도 센서(63)를 포함하거나 척 온도 센서일 수 있다.
개별적인 척(24, 26)에서, 공급 채널(62)은 개구(58)로부터 개별적인 척(24, 26)의 후면으로 연장되며, 후면은 다른 척(26, 24)에 반대로 향하는 척(24, 26)의 표면이다.
물론 공급 채널(62)이 개별적인 척(24, 26)의 주변 표면까지 연장되는 것을 고려할 수 있다.
후면에서, 공급 채널(62)은 개별적인 척(24, 26)과 관련된 압력 조절기(38, 40)에 유체 연결된다. 따라서, 제1 척(24)의 공급 채널(62)은 제1 가스 압력 조절기(38)에 유체 연결되고, 제2 척(26)의 공급 채널(62)은 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체 연결된다.
압력 조절기(38, 40)는 차례로 가스 템퍼링 장치(34) 및 최종적으로 압력 소스(36)에 유체 연결된다.
가스 템퍼링 장치(34)는 템퍼링 모듈(64) 및 2개의 채널(66)을 갖는 템퍼링 재료(65)를 포함한다.
압력 소스(36)에서 제1 가스 압력 조절기(38)로의 유체 연결 및 압력 소스(36)에서 제2 가스 압력 조절기(40)로의 유체 연결은 각각 채널(66) 중 하나에 의해 제공된다
물론, 템퍼링 재료(65)가 하나의 채널만을 포함하고, 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)를 향한 유체 연결이, 템퍼링 재료(65)를 통과한 후에 압력 조절기(38, 40)로 향하는 중에 나뉘거나(fork) 분할된다(split).
상부 유닛 및 하부 유닛은 각각 적어도 하나의 지지 요소, 즉 제1 지지 요소(68) 및 제2 지지 요소(70)를 각각 포함한다. 또한, 제1 액추에이터(72) 및 제2 액추에이터(74)는 각각 제1 지지 요소(68) 및 제2 지지 요소(70)에 제공된다.
액추에이터(72, 74)는 개별적인 척(24, 26) 내에 또는 개별적인 척에서 또는 개별적인 지지 구조(20, 22) 내에 또는 개별적인 지지 구조에서 장착될 수 있고, 예를 들어 전기 모터, 압전 액추에이터, 공압 액추에이터 및/또는 유압 액추에이터일 수 있다.
지지 요소(68, 70)는 개별적인 척(24, 26)의 개구(58) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 지지 요소(68, 70)는 핀과 같은 세장형 요소일 수 있다.
지지 요소(68, 70)는 예를 들어 베어링(76)에 의해 개구(58)에 이동 가능하게 장착된다.
공급 채널(62)은 압력 포트(50, 52)와 베어링(76) 사이의 개구(58)로부터 연장된다.
제1 지지 요소(68) 및 제2 지지 요소(70)는 동일한 라인 상에 수직으로 배열된다.
지지 요소(68, 70)는 지지 요소(68, 70)가 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 또는 척(24, 26) 위로 돌출하지 않는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 철수 위치를 취할 수 있다.
또한, 지지 요소(68, 70)는 액추에이터(72, 74)에 의해 연장 위치로 이동될 수 있으며, 여기서 지지 요소(68, 70)는 부분적으로 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 위로 돌출된다.
물론 하나 이상의, 특히 연속하는 연장 위치가 존재한다.
도 1에 도시된 제1 실시예에서, 척(24, 26)은 각각이 척 템퍼링 장치(30)와 유체 연결되는 적어도 하나의 템퍼링 채널(78)을 더 포함한다.
템퍼링 채널(78)은 전체 개별적인 척(24, 26)을 통해, 예를 들어 나선형 형태 또는 복수의 원으로 연장될 수 있다.
척 템퍼링 장치(30)는 템퍼링 유체(82), 유체 펌프(84) 및 유체 템퍼링 모듈(86)을 갖는 템퍼링 회로(80)를 포함한다
템퍼링 회로(80)는 적어도 하나의 템퍼링 채널(78) 모두가 동일한 템퍼링 회로(80)에 포함되도록 템퍼링 채널(78)을 포함한다.
템퍼링 회로(80) 내의 템퍼링 유체(82)는 유체 템퍼링 모듈(86)에 의해 템퍼링되고 유체 펌프(84)를 통해 템퍼링 회로(80)를 통해 펌핑될 수 있다.
제어 유닛(32)은 진공 소스(28), 척 템퍼링 장치(30), 가스 템퍼링 장치(34), 압력 소스(36), 압력 조절기(38, 40), 척 액추에이터(44), 온도 센서(60) 및/또는 제1 및 제2 액추에이터(72, 74)와 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결된다. 제어 유닛(32)은 이들 구성요소 모두 또는 각각을 제어하도록 구성된다.
제어 유닛(32)은 기판(12, 14)의 특성을 포함하는 데이터베이스에 액세스할 수 있다. 데이터베이스는 제어 유닛(32) 내에 또는 제어 유닛(32)이 액세스할 수 있는 서버에 위치, 즉 저장될 수 있다.
추가로 또는 대안적으로, 제어 유닛(32)은 척(24, 26)에 위치된 기판(12, 14)의 특성을 포함하는 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스(88)를 포함한다.
도 2는 본딩 장치(10)의 제2 실시예를 개략적으로 도시한다. 제2 실시예의 본딩 장치(10)는 일반적으로 제1 실시예의 본딩 장치(10)에 상응하므로, 상이한 측면들만 이하에서 논의된다. 동일하고 기능적으로 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
본딩 장치(10)의 제1 실시예와 본딩 장치(10)의 제2 실시예 사이의 제1 차이점은 홀딩 수단(54)이 정전(electrostatic) 홀딩 수단(90)으로서 제공된다는 점이다. 정전 홀딩 수단(90)은 또한 개별적인 척(24, 26)의 에지 부분에 위치될 수 있다.
물론, 홀딩 수단(54)은 기계적 클램핑 수단일 수도 있다.
다른 제2 측면은 압력 조절기(38, 40)에 관한 것이다. 제2 실시예에서, 압력 조절기(38, 40)는 각각 압축기와 같은 압력 소스이다.
즉, 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)인 2개의 압력 소스(36)가 각각 제공된다.
또한, 제1 실시예와 달리, 가스 템퍼링 장치는 척(24, 26)의 공급 채널(62)을 포함하는 수동 장치이다
공급 채널(62)은 이러한 제2 실시예에서, 템퍼링 부분(92)을 갖는다. 템퍼링 부분(92)은 직접적으로 그리고/또는 효율적으로 압력 포트(50, 52)를 개별적인 압력 조절기(38, 40)에 단순히 연결하는 데 필요한 거리보다 더 길게 공급 채널(62)의 길이를 연장한다.
또한, 제1 실시예와 달리, 하부 유닛도 척 액추에이터(44)를 포함하여, 제1 척(24)도 제2 척(26)을 향하여 수직으로, 즉 상향으로 이동될 수 있다.
또 다른 측면에서, 척 템퍼링 장치(30)는 척(24, 26)을 템퍼링하기 위해 척(24, 26) 모두 내에 위치된 가열 요소(94)를 포함한다. 척 템퍼링 장치는 폐쇄 루프 제어 장치일 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 본딩 장치(10)는 제1 및 제2 실시예의 특징의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 본딩 장치(10)는 제1 실시예에 따라 제공될 수 있지만 제2 실시예의 전술한 측면들 중 하나 이상이 구현된다.
도 3a 내지 도 3g에서, 본 발명에 따른 본딩 장치(10)로 기판(12, 14)을 본딩하는 방법이 예시된다. 도 3a 내지 도 3g에서, 방법을 명확히 하기 위해 척(24, 26) 및 지지 요소(68, 70)만이 이전보다 덜 상세하게 도시되어 있다.
본딩 장치(10)의 초기 위치는 도 3a에 도시되어 있다. 두 척(12, 14)은 서로 분리되어 있고 지지 요소(68, 70)는 철수 위치에 있다.
척(24, 26)에는 아직 기판(12, 14)이 존재하지 않는다.
방법의 일 실시예에서, 기판(12, 14)이 척(24, 26) 상에 배치되기 전에, 척(24, 26)의 온도는, 제1 척(24)과 제2 척(26) 사이의 온도 차이가 1℃ 미만, 특히 0.5℃ 미만으로 감소되는 것을 의미하며 균등화된다. 예를 들어, 온도 차이는 0.1℃ 미만일 수 있다.
즉, 제1 척(24) 및 제2 척(26)은 열평형(thermal equilibrium)이 된다.
온도를 균등화하기 위해, 척 템퍼링 장치(30)는 척(24, 26)의 온도를 동일한 온도로 제어한다. 척 템퍼링 장치(30)는 차례로 제어 유닛(32)에 의해 제어될 수 있다.
따라서, 척 템퍼링 장치(30)는 특히 폐쇄 루프 방식으로 가열 요소(94)를 사용하여 척(24, 26) 중 하나 또는 둘 모두를 가열한다
대안적으로 또는 추가로, 척 템퍼링 장치(30)는 템퍼링된 템퍼링 유체(82)가 양쪽 척(24, 26)의 적어도 하나의 템퍼링 채널(78)을 통해 순환하도록 공통 템퍼링 회로(80)의 유체 펌프(84)를 활성화한다. 따라서, 척(24, 26)은 척(24, 26)이 동일한 템퍼링 회로(80)의 일부이기 때문에 템퍼링 유체(82)가 두 척(24, 26) 모두에서 동일하기 때문에 동일한 온도에 도달한다.
척의 균등화는 척 온도 센서(63)를 사용하여 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 본딩 장치는 척 템퍼링 장치(30) 없이 제공될 수 있으므로, 제1 척(24) 및 제2 척(26)의 온도는 또한 척(24, 26)의 직접 접촉이 성취될 때까지 척(24, 26)을 서로를 향해 이동시킴으로써 균등화될 수 있다(도 3b 참조).
이동은 척 액추에이터(44)에 의해 영향을 받고 제어 유닛(32)을 통해 제어된다.
척(24, 26)은 척(24, 26)의 온도가 균등화될 때까지 서로 직접 접촉하여 홀딩된다. 척(24, 26)의 온도는 온도 센서(60), 특히 척 온도 센서(63)를 사용하여 측정될 수 있다.
물론, 템퍼링 장치(30)가 존재하더라도 척(24, 26)은 서로 직접 접촉할 수도 있다. 이렇게 하면 균등화 단계가 빨라진다.
척(24, 26)의 온도가 균등화되면, 즉 온도의 차이가 1℃ 미만, 특히 0.5℃ 미만, 예를 들어 0.1℃ 미만이면, 척(24, 26)은 서로로부터 멀리 이동된다.
본딩 장치(10)는 이어서 기판(12, 14)으로 로딩될(loaded) 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 제1 기판(12)은 제1 척(24)의 제1 홀딩 표면(46) 상에 위치되고, 제2 기판(14)은 제2 척(26)의 제2 홀딩 표면(48) 상에 위치된다.
기판(12, 14)은 서로 동심으로 배열되고 척(24, 26)에 대해 동심으로 배열된다.
기판(12, 14)이 홀딩 표면(46, 48) 상에 배치되면, 홀딩 수단(54)이 활성화된다.
따라서, 진공 소스(28)는 진공 홈(56)에 진공을 가할 수 있거나 정전 홀딩 수단(90)에 전력을 공급할 수 있다.
그 결과, 제1 기판(12)은 그 에지 부분에서 제1 홀딩 표면(46)의 에지 부분에 고정되고, 제2 기판(14)은 그 에지 부분에서 제2 홀딩 표면(48)의 에지 부분에 고정된다.
본딩 장치(10)에 기판(12, 14)을 배치하기 전 또는 배치하는 동안, 기판(12, 14)의 특성이 측정되어 제어 유닛(32)에 제공될 수 있다.
이것은 사용자 인터페이스(88)를 통해 제어 유닛(32)에 측정된 특성을 입력하거나 데이터베이스에 측정된 특성을 저장함으로써 수행될 수 있다.
기판(12, 14)의 특성은 개별적인 기판(12, 14)의 공칭 크기 및/또는 공칭 직경, 개별적인 기판(12, 14)의 실제 크기 및/또는 직경, 개별적인 기판(12, 14)의 강성과 같은 기계적 특성을 포함할 수 있다. 또한, 기판(12, 14)의 특성은 또한 개별적인 기판(12, 14)의 온도와 같은 환경적 특성을 포함할 수 있다.
측정된 특성 중 적어도 하나에 따라, 제어 유닛(32)은 압력 소스(36) 및/또는 압력 조절기(38, 40)를 제어하여, 제1 압력 포트(50)에서 제1 가스 압력을 갖는 가스, 예를 들어 압축 공기 또는 질소 및 제2 압력 포트(52)에서 제2 가스 압력을 갖는 가스, 예를 들어 압축 공기 또는 질소를 제공한다. 예를 들어, 압력이 동시에 가해진다. 가스 흐름은 도 3d, 도 3e 및 도 3f에서 화살표로 표시된다.
온도 센서(60), 특히 척 온도 센서(63)의 측정치는 제1 및 제2 가스 압력을 결정하기 위해 제어 유닛(32)에 의해 사용될 수 있다.
예를 들어, 제1 압력 포트(50)에서 가스의 제1 가스 압력은 제1 기판(12)의 특성에 따라 결정되고, 제2 압력 포트(52)에서 가스의 제2 가스 압력은 제2 기판(14)의 특성에 기초하여 선택된다.
물론, 두 기판(12, 14)의 특성은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력을 결정하는데 사용될 수 있다.
따라서, 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력은 서로 상이할 수 있고 대부분 상이할 수 있으며, 이는 제어 유닛(32)이 서로 독립적으로 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)를 제어한다는 것을 의미한다.
제1 척(24)과 제2 척(26), 따라서 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이의 온도차를 증가시키지 않기 위해, 제1 압력 포트(50)와 제2 압력 포트(52)에 가해지는 가스도 가스 템퍼링 장치(34)를 사용하여 열적으로 균등화되고, 즉 가스는 개별적인 압력 포트(50, 52)에 도달하기 전에 템퍼링된다.
이것은 제1 실시예에 따른 본딩 장치(10)에서, 제1 압력 포트(50)로 향하는 가스 및 제2 압력 포트(52)로 향하는 가스가 가이드되는 템퍼링 재료(65)에 의해 수행될 수 있다. 제1 압력 포트(50)로 향하는 가스 흐름 및 제2 압력 포트(52)로 향하는 가스 흐름이 동일한 템퍼링 재료(65)를 통해 흐르고, 이는 템퍼링 모듈(64)에 의해 일정한 온도로 홀딩되기 때문에, 두 가스 흐름은 동일한 온도를 갖는다.
대안적으로 또는 추가로, 제2 실시예에 따른 본딩 장치(10)에서, 가스는 템퍼링을 위해 척(24, 26)을 통해 안내된다. 가스가 특히 공급 채널(62)의 템퍼링 부분(92)으로 인해 척(24, 26)을 통해 이동해야 하는 긴 경로로 인해, 가스는 개별적인 척(24, 26)의 온도를 취한다. 척(24, 26)이 온도가 균등화되면, 제1 및 제2 압력 포트(50, 52)로 향하는 가스도 열적으로 균등화되어 템퍼링된다.
압력 포트(50, 52)에서 가스의 온도는 또한 온도 센서(60)를 사용하여 측정될 수 있다.
온도의 템퍼링 및/또는 균등화, 즉 가스 템퍼링 장치(34) 및 척 템퍼링 장치(30)의 기능은 적어도 기판(12, 14)이 척(24, 26) 상에 배치될 때까지, 예를 들어 기판이 초기 접촉 및/또는 초기 본딩될 때 까지 계속된다. 더 바람직하게는, 균등화 및 템퍼링은 기판(12, 14)이 완전히 본딩될 때까지 계속된다.
도 3d에서 알 수 있는 바와 같이, 기판(12, 14)은 개별적인 압력 포트(50, 52) 위에서 서로를 향해 편향된다. 총 편향(amount of deflection), 즉 변위는 각각 제1 가스 압력 또는 제2 가스 압력에 의존한다.
압력 포트(50, 52)의 위 또는 아래에 수직으로 놓이는 부분은 기판의 접촉 부분(96)을 형성하고 가장 큰 편향의 대상이 된다.
압력 포트(50, 52)가 정렬됨에 따라 접촉 부분(96)도 정렬된다.
특히, 제1 및 제2 가스 압력은 기판(12, 14)의 편향이 동일하고 그리고/또는 접촉 부분(96)이 합동(congruent)이 되도록 선택된다.
제1 및 제2 가스 압력이 가해지는 것과 동시에 또는 바람직하게는 그 후에, 제1 지지 요소(68) 및 제2 지지 요소(70)는 수직으로 이동되어 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 위로 돌출되고, 그 연장 위치로 이동된다.
지지 요소(68, 70)는 개별적인 편향된 기판(12, 14), 보다 정확하게는 개별적인 기판(12, 14)의 접촉 부분(96)과 접촉할 때까지 이동된다.
액추에이터(72, 74) 또는 적절한 센서는 지지 요소(68, 70)가 이동된 정도(amount)를 결정할 수 있어 개별적인 접촉 부분(96)의 총 편향이 측정될 수 있다. 총 편향은 제1 및 제2 기판(12, 14)에 대해 상이할 수 있다.
편향의 측정에 기초하여, 제1 및/또는 제2 가스 압력은 제어 유닛(32)에 의해 조정될 수 있다. 따라서, 폐쇄 루프 제어가 달성될 수 있다.
도 3e에 도시된 다음 단계에서, 접촉 부분(96)이 서로 접촉할 때까지, 즉 초기 접촉이 이루어질 때까지 척(24, 26)은 단지 하나의 척 또는 양쪽 척을 이동함으로써 서로를 향해 이동된다.
접촉은, 기판이 서로 본딩하는 것, 즉, 초기 접촉 및 초기 본딩이 상이한 시점에 발생하는 것을 꼭 의미하지 않는 것을 이해하는 것이 중요하다.
기판(12, 14)의 초기 접촉이 이루어지기 조금 전에, 그 때 또는 후에, 지지 요소(68) 중 하나 또는 둘 모두가 개별적인 기판(12, 14)에 기계적 압력을 가하기 위해 개별적인 액추에이터(72, 74)에 의해 작동된다.
가스 압력 외에 추가적인 기계적 압력을 가함으로써, 기판(12, 14)이 바람직하게는 기판(12, 14)의 중심인 지지 요소(68, 70) 사이의 위치에서 본딩을 시작하는 것이 보장된다. 기계적 압력은 개별적인 가스 압력을 초과한다.
물론, 지지 요소(68, 70) 중 하나만 작동되고 다른 지지 요소(70, 68)는 제자리에 고정되지만 개별적인 기판과 접촉하는 것을 고려할 수 있다.
예를 들어, 지지 요소(68, 70)에 의해 가해지는 기계적 압력은 추가 편향을 초래하지 않고 초기 본딩을 보장하기 위해서만 사용된다는 점에 주목할 가치가 있다. 편향은 전적으로 가스 압력에 의해 발생한다.
일단 기판(12, 14)이 초기에 본딩되면, 소위 본딩 웨이브 또는 본딩 전면이 형성된다. 본딩 웨이브에서 기판(12, 14)은 도 3e의 확대된 부분에서 볼 수 있는 바와 같이 입사각(α)을 갖는다.
입사각(α)은 기판(12, 14)의 이미 본딩된 부분에 의해 규정된 평면(P)의 양 측면에서 연장된다. 이 평면(P)은 본 발명의 맥락에서 최종 평면으로 지칭된다.
제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이의 입사각(α)이 0.1°와 1.5°사이에서, 특히 0.4°와 0.8°사이에서 홀딩되도록 척(24, 26)은 제어 유닛(32)이 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력을 제어하는 동안 서로를 향해 더 이동된다. 특히, 입사각(α)은 일정하게 유지된다.
또한, 제어 유닛(32)은 입사각(α)이 최종 평면(P)에 의해 고르게 분할되도록 제2 가스 압력과 상이한 제1 가스 압력을 제어한다.
척이 이동함에 따라 본딩 웨이브도 반경 방향으로 외향으로 전파되므로 입사각이 반경 방향으로 외향으로 이동한다(도 3f 참조).
물론, 제어 유닛(32)은 전파 프로세스 동안 제1 및/또는 제2 가스 압력의 값을 변경하도록 프로그래밍될 수 있다.
지지 요소(68, 70)는 기판(12, 14)이 서로 완전히 접촉하기 전이되 초기 본딩이 발생한 후에 액추에이터(72, 74)에 의해 철수 위치로 철수된다.
척(24, 26)의 이동 및 가스 압력의 제어는 기판(12, 14)이 서로 거의 완전히 접촉할 때까지 계속된다. 척(24, 26)의 이동이 이어서 정지되되, 기판(12, 14)이 완전히 본딩될 때까지 본딩 웨이브은 계속 전파된다(도 3g).
예를 들어, 척(24, 26) 사이의 거리는 이동이 정지될 때 기판(12, 14) 두께의 5배 미만이다.
그러면 본딩이 완료된다. 따라서, 척(24, 26)은 서로 멀어지게 이동될 수 있고, 홀딩 수단(54)이 비활성화될 수 있고, 가스 공급이 중단될 수 있고, 본딩된 기판(12, 14)이 본딩 장치(10)로부터 제거될 수 있다.
지지 요소(68, 70)의 사용으로 인해, 기판(12, 14)이 본딩되는 지점이 초기에 원하는 위치, 즉 기판(12, 14)의 중심에 놓이는 것이 보장될 수 있다.
또한, 척(24, 26)과 그에 따른 기판(12, 14) 사이의 열평형으로 인해, 열 팽창으로 인한 왜곡도 제거될 수 있다.
또한, 제2 가스 압력과 독립적으로 제1 압력의 차동 제어로 인해, 입사각이 원하는 대로 홀딩되고 평면(P)을 중심으로 대칭이 될 수 있다. 특히 세 가지 요소 중 하나, 특히 모든 요소가 제2 기판(14)에 대한 제1 기판(12)의 매우 정밀한 본딩을 유도한다.

Claims (53)

  1. 제1 척(24), 제2 척(26), 제1 가스 압력 조절기(38), 제2 가스 압력 조절기(40) 및 제어 유닛(32)을 포함하는 기판(12, 14)을 본딩하기 위한 본딩 장치로서,
    제1 척(24)은 제1 기판(12)을 홀딩하기 위한 제1 홀딩 표면(46)을 포함하고, 제1 홀딩 표면(46)은 제1 가스 압력 조절기(38)에 유체 연결된 제1 압력 포트(50)를 갖고,
    제2 척(26)은 제2 기판(14)을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면(48)을 포함하고, 제2 홀딩 표면(48)은 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체 연결된 제2 압력 포트(52)를 갖고,
    상기 제어 유닛(32)은 상기 제1 가스 압력 조절기(38) 및 상기 제2 가스 압력 조절기(40)에 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결되고, 상기 제어 유닛(32)은 서로 독립적으로 상기 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)를 제어하도록 구성되는, 본딩 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 제어 유닛(32)은 제1 기판(12)의 적어도 하나의 특성 및/또는 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성, 특히 기판(12, 14)의 공칭 크기 및/또는 직경, 기판(12, 14)의 실제 크기 및/또는 직경, 기판(12, 14)의 강성과 같은 기계적 특성, 및/또는 기판(12, 14)의 온도와 같은 환경적 특성에 접근하고,
    제어 유닛(32)은 제1 기판(12)의 적어도 하나의 특성, 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성 또는 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성에 따라 제1 가스 압력 조절기(38) 및/또는 제2 가스 압력 조절기(40)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 제1 압력 포트(50) 및/또는 제2 압력 포트(52)는 중앙에, 특히 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 또는 척(24, 26)의 영역의 중앙에 배열되는 것, 그리고/또는 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)가 정렬되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 척(24, 26), 특히 홀딩 표면(46, 48)은 홀딩 수단(54), 특히 진공 수단, 정전(electrostatic) 홀딩 수단(90) 또는 기판(12, 14)의 고정을 위한 기계적 클램핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 홀딩 수단(54), 특히 적어도 하나의 진공 홈(56)은 개별적인 홀딩 표면(46, 48)의 에지 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 본딩 장치(10)는 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)는 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  7. 본딩 장치(10), 예를 들어, 제1 압력 포트(50)를 갖는 제1 척(24) 및 제2 압력 포트(52)를 갖는 제2 척(26)을 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 본딩 장치(10)를 사용하여 제1 기판(12)을 제2 기판(14)에 본딩하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 상기 제1 압력 포트(50)를 덮는 상기 제1 척(24) 상에 상기 제1 기판(12)을 놓고, 상기 제1 기판(12)의 에지 부분을 상기 제1 척(24)에 고정하는 단계,
    b) 상기 제2 압력 포트(52)를 덮는 상기 제2 척(26) 상에 상기 제2 기판(14)을 놓고, 상기 제2 기판(14)의 에지 부분을 상기 제2 척(26)에 고정하는 단계,
    c) 상기 기판(12, 14)이 서로를 향해 편향되도록 제1 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제1 압력 포트(50)에 공급하고 제2 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제2 압력 포트(52)에 공급하는 단계, 및
    d) 상기 제1 기판(12)과 상기 제2 기판(14)이 서로 접촉할 때까지, 서로를 향해 상기 제1 척(24)과 상기 제2 척(26)을 서로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 서로 독립적으로 제어되는, 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    a) 제1 기판(12)의 적어도 하나의 특성 및/또는 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성, 특히 개별적인 기판(12, 14)의 공칭 크기 및/또는 직경, 개별적인 기판(12, 14)의 실제 크기 및/또는 직경, 개별적인 기판(12, 14)의 강성과 같은 기계적 특성 및/또는 개별적인 기판(12, 14)의 온도와 같은 환경적 특성을 측정하는 단계, 및
    제1 기판(12)의 적어도 하나의 특성, 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성 또는 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)의 적어도 하나의 특성에 따라 제1 가스 압력 및/또는 제2 가스 압력을 제어하는 단계를 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 기판(12, 14)의 접촉 부분(96)은 개별적인 압력 포트(50, 52)에 놓이고, 접촉 부분(96)은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 가해질 때 최대로 편향되고, 척(24, 26)이 서로를 향해 이동될 때 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)은 개별적인 접촉 부분(96)과 초기에 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 척(24, 26)의 이동 동안, 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판(12)과 상기 제 기판(14) 사이의 입사각(α)이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 상기 입사각(α)이 기판(12)과 기판(14) 사이의 최종 평면(P)에 의해 고르게 분리되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 제1 압력 포트(50)와 제2 압력 포트(52)는 접촉 부분(96)이 정렬되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치, 예를 들어, 제1 척(24), 제2 척(26), 제1 가스 압력 조절기(38), 이동 가능한 제1 지지 요소(68) 및 제1 지지 요소(68)를 위한 제1 액추에이터(72)를 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 본딩 장치(10)로서,
    상기 제1 척(24)은 상기 제1 기판(12)을 홀딩하기 위한 제1 홀딩 표면(46)을 포함하고, 상기 제1 홀딩 표면(46)은 상기 제1 가스 압력 조절기(38)에 유체 연결된 제1 압력 포트(50)를 갖고,
    상기 제1 지지 요소(68)는, 제1 압력 포트(50) 내에서 적어도 부분적으로 이동 가능하게 장착되어, 상기 제1 액추에이터(72)가, 상기 제1 지지 요소(68)가 상기 제1 홀딩 표면(46) 위로 돌출하지 않는 철수 위치(retracted position)와, 상기 제1 지지 요소(68)가 상기 제2 척(26)을 향해 상기 제1 홀딩 표면(48) 위로 돌출하는 연장 위치(extended position) 사이에서 제1 지지 요소(68)를 이동시킬 수 있는, 본딩 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 본딩 장치(10)는 제2 가스 압력 조절기(40), 제2 지지 요소(70) 및 상기 제2 지지 요소(70)를 위한 제2 액추에이터(74)를 포함하고,
    상기 제2 척(26)은 제2 기판(14)을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면(48)을 포함하고, 상기 제2 홀딩 표면(48)은 상기 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체 연결된 제2 압력 포트(52)를 갖고,
    상기 제2 지지 요소(70)는 상기 제2 압력 포트(52) 내에서 적어도 부분적으로 이동 가능하게 장착되어서, 상기 제2 액추에이터(74)가, 상기 제2 지지 요소(70)가 상기 제2 홀딩 표면(48) 위로 돌출하지 않는 철수 위치와 상기 제2 지지 요소(70)가 상기 제1 척(24)을 향해 상기 제2 홀딩 표면(48) 위로 돌출하는 연장 위치 사이에서 제2 지지 요소(70)를 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 본딩 장치(10)는 상기 제1 가스 압력 조절기(38) 및 상기 제1 액추에이터(72)에 그리고/또는 상기 제2 가스 압력 조절기(40) 및 상기 제2 액추에이터(74)에 전기적으로 그리고/또는 무선으로 연결되는 제어 유닛(32)을 포함하고, 상기 제어 유닛(32)은 제1 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제1 압력 포트(50)에 공급하도록 상기 제1 가스 압력 조절기(38)를 제어하도록 구성되며 상기 제1 액추에이터(72)를 통해 상기 제1 지지 요소(68)의 이동을 제어하도록 구성되고, 그리고/또는 상기 제어 유닛(32)은 제2 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제2 가스 압력 포트(52)에 공급하도록 상기 제2 가스 압력 조절기(40)를 제어하도록 구성되며 상기 제2 액추에이터(74)를 통해 상기 제2 지지 요소(70)의 이동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 척(24) 및/또는 상기 제2 척(26)은, 상기 개별적인 홀딩 표면(46, 48)으로부터 연장되는, 특히 상기 개별적인 척(24, 26)을 통해 완전히 연장하는 개구(58)를 갖고, 상기 개별적인 홀딩 표면(46, 48)에 인접한 개구(58)의 일부는 상기 개별적인 압력 포트(50, 52)이며, 특히, 상기 개별적인 지지 요소(68, 70)가 상기 개구(58)에 장착되며 상기 압력 포트(50, 52)를 형성하는 부분으로부터 상기 개별적인 척(24, 26)의 후면 또는 주변 표면으로 연장하는 공급 채널(62)이 제공되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  16. 청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 제1 압력 포트(50) 및/또는 제2 압력 포트(52)는 중심, 특히 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 또는 척(24, 26)의 영역의 중심에 배열되는 것, 그리고/또는 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)가 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  17. 청구항 12 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 척(24, 26), 특히 홀딩 표면(46, 48)은 홀딩 수단(54), 특히 진공 수단, 정전 홀딩 수단(90) 또는 기판(12, 14)의 고정을 위한 기계적 클램핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 홀딩 수단(54), 특히 적어도 하나의 진공 홈(56)은 개별적인 홀딩 표면(46, 48)의 에지 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  19. 청구항 12 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 본딩 장치(10)는 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)는 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  20. 본딩 장치(10), 예를 들어, 제1 압력 포트(50)를 갖는 제1 척(24) 및 제1 지지 요소(68) 및 제2 척(26)을 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 또는 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 기재된 본딩 장치(10)를 사용하여, 청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된, 제1 기판(12)을 제2 기판(14)에 본딩하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 상기 제1 압력 포트(50)를 덮는 상기 제1 척(24) 상에 상기 제1 기판(12)을 놓고, 상기 제1 기판(12)의 에지 부분을 상기 제1 척(24)에 고정하는 단계,
    b) 상기 제2 척(26) 상에 상기 제2 기판(14)을 놓고, 상기 제2 기판(14)을 상기 제2 척(26)에 고정하는 단계,
    c) 상기 제1 기판(12)이 상기 제2 기판(14)을 향하여 편향되도록 제1 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제1 압력 포트(50)에 공급하는 단계,
    d) 상기 제1 지지 요소(68)가 상기 제1 척(24) 위로 상기 제2 척(26)을 향해 돌출되는 연장 위치로 상기 제1 지지 요소(68)를 이동시키는 단계, 및
    e) 상기 제1 기판(12)과 상기 제2 기판(14)이 서로 접촉할 때까지, 서로를 향해 상기 제1 척(24)과 상기 제2 척(26)을 서로 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    a) 상기 제2 기판(14)이 상기 제1 기판(12)을 향해 편향되도록 상기 제2 가스 압력을 갖는 가스를 상기 제2 척(26)의 상기 제2 압력 포트(52)에 공급하는 단계, 및
    b) 상기 제2 지지 요소(70)가 상기 제2 척(26) 위로 상기 제1 척(24)을 향해 돌출되는 연장 위치로 상기 제2 지지 요소(70)를 이동시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
  22. 청구항 20 또는 청구항 21에 있어서, 상기 제1 지지 요소(68) 및/또는 상기 제2 지지 요소(70)는, 편향된 상기 제1 기판(12) 또는 편향된 상기 제2 기판(14)과 접촉할 때까지 개별적으로 이동되고, 상기 개별적인 기판(12, 14)의 총 편향(amount of deflection)은 상기 지지 요소(68, 70)의 위치에 기초하여 측정되고, 특히 상기 개별적인 가스 압력은 상기 개별적인 기판(12, 14)의 측정된 총 편향에 기초하여 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 청구항 20 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서, 특히, 상기 기판(12, 14)의 초기 접촉 후에, 상기 제1 지지 요소(68)는 상기 제1 기판(12)에 추가 기계적 압력을 가하도록 작동되는 것, 그리고/또는
    특히, 상기 기판(12, 14)의 초기 접촉 후에, 상기 제2 지지 요소(70)는 상기 제2 기판(14)에 추가 기계적 압력을 가하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 제1 지지 요소(68) 및/또는 상기 제2 지지 요소(70)는, 상기 기판(12, 14)이 서로 완전히 접촉하기 전이되, 기계적 압력이 가해진 후에 특히 철수 위치로 철수되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 청구항 20 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서, 기판(12, 14)의 접촉 부분(96)은 개별적인 압력 포트(50, 52)에 놓이고, 접촉 부분(96)은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 가해질 때 최대 편향의 대상이 되고, 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)은 척(24, 26)이 서로를 향해 이동될 때 개별적인 접촉 부분(96)과 초기에 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 청구항 20 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 척(24, 26)의 이동 동안, 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판(12)과 상기 제 기판(14) 사이의 입사각(α)이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 상기 입사각(α)이 기판(12)과 기판(14) 사이의 최종 평면(P)에 의해 고르게 분리되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)는 접촉 부분(96)이 정렬되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 기판을 본딩하기 위한 본딩 장치, 예를 들어, 제1 척(24), 제1 지지 구조(20), 제2 척(26) 및 제2 지지 구조(22)를 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 또는 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 기재된 본딩 장치(10)로서,
    상기 제1 척(24)은 상기 제1 척(24)이 상기 제1 지지 구조(20)로부터 단열되도록 상기 제1 지지 구조(20)에 장착되고, 그리고
    상기 제2 척(26)은 상기 제2 척(26)이 상기 제2 지지 구조(22)로부터 단열되도록 상기 제2 지지 구조(22)에 장착되는, 본딩 장치.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 제1 척(24) 및/또는 상기 제2 척(26)은 장착 요소(42)에 의해 개별적인 지지 구조(20, 22)에 장착되고, 상기 제1 척(24) 및/또는 상기 제2 척(26)은 개별적인 지지 구조(20, 22)로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  30. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서, 본딩 장치(10)는 제1 척(24) 및 제2 척(26)의 온도를 균등화하도록 구성된 적어도 하나의 척 템퍼링 장치(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  31. 청구항 28 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 척(24) 및 상기 제2 척(26)은 적어도 하나의 템퍼링 장치(78)를 각각 포함하고, 척 템퍼링 장치(30)는 동일한 템퍼링 회로(80)에 제1 척(24)의 적어도 하나의 템퍼링 채널(78) 및 제2 척(26)의 적어도 하나의 템퍼링 채널을 포함하는 템퍼링 회로(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  32. 청구항 30 또는 청구항 31에 있어서, 상기 제1 척(24) 및/또는 상기 제2 척(26)은 가열 요소(94), 특히 폐쇄 루프 가열 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  33. 청구항 28 내지 청구항 32 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 장치(10)는 가스 템퍼링 장치(34)를 포함하고,
    상기 제1 척(24)은 상기 제1 기판(12)을 홀딩하기 위한 제1 홀딩 표면(46)을 포함하고, 상기 제1 홀딩 표면(46)은 상기 가스 템퍼링 장치(34)에 유체 연결된 제1 압력 포트(50)를 갖고,
    상기 제2 척(26)은 제2 기판(14)을 홀딩하기 위한 제2 홀딩 표면(48)을 포함하고, 상기 제2 홀딩 표면(48)은 상기 가스 템퍼링 장치(34)에 유체 연결된 제2 압력 포트(52)를 갖는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  34. 청구항 33에 있어서, 상기 가스 템퍼링 장치(34)는 적어도 하나의 채널(66)을 갖는 템퍼링 재료(65)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 채널(66)은 상기 제1 압력 포트(50) 및/또는 상기 제2 압력 포트(52)에 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  35. 청구항 28 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 척(24) 및/또는 상기 제2 척(26)은 개별적인 척(24, 26)의 개별적인 압력 포트(50, 52)와 연관된 온도 센서(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  36. 청구항 28 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서, 제1 압력 포트(50) 및/또는 제2 압력 포트(52)는 중심, 특히 개별적인 홀딩 표면(46, 48) 또는 척(24, 26)의 영역의 중심에 배열되는 것, 그리고/또는 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)가 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  37. 청구항 28 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서, 척(24, 26), 특히 홀딩 표면(46, 48)은 홀딩 수단(54), 특히 진공 수단, 정전 홀딩 수단(90) 또는 기판(12, 14)의 고정을 위한 기계적 클램핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  38. 청구항 37에 있어서, 홀딩 수단(54), 특히 적어도 하나의 진공 홈(56)은 개별적인 홀딩 표면(46, 48)의 에지 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  39. 청구항 28 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서, 본딩 장치(10)는 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)를 포함하고, 특히 적어도 하나의 가스 압력 소스(36)는 제1 가스 압력 조절기(38) 및 제2 가스 압력 조절기(40)에 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  40. 본딩 장치(10), 예를 들어, 제1 척(24) 및 제2 척(26)을 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6, 청구항 12 내지 청구항 19 또는 청구항 29 내지 청구항 39 중 어느 한 항에 기재된 본딩 장치(10)를 사용하여, 예를 들어, 청구항 7 내지 청구항 11 또는 청구항 20 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 기재된, 제1 기판(12)을 제2 기판(14)에 본딩하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 상기 제1 척(24) 및 상기 제2 척(26)의 온도를 균등화하는 단계,
    b) 상기 제1 척(24) 상에 상기 제1 기판(12)을 놓고, 제1 기판(12)을 상기 제1 척(24)에 고정하는 단계,
    c) 상기 제2 척(26) 상에 상기 제2 기판(14)을 놓고, 상기 제2 기판(14)을 상기 제2 척(26)에 고정하는 단계, 및
    d) 적어도 상기 제1 기판(12)과 상기 제2 기판(14)이 서로 접촉할 때까지, 서로를 향해 상기 제1 척(24)과 상기 제2 척(26)을 서로 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 청구항 40에 있어서, 상기 제1 척(24) 및 상기 제2 척(26)은 상기 척(24, 26)이 서로 직접 접촉할 때까지 서로를 향해 이동되고, 특히 상기 척(24, 26)은 적어도 상기 척의 온도가 균등화될 때까지 접촉 상태를 홀딩하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 청구항 40 또는 청구항 41에 있어서, 상기 제1 척(24) 및 상기 제2 척(26)의 온도는 척 템퍼링 장치(30)를 사용하여 균등화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 청구항 42에 있어서, 균등화는 상기 척 템퍼링 장치(30)의 동일한 템퍼링 회로(80)를 사용하여 제1 척(24)의 적어도 하나의 템퍼링 채널(78) 및 상기 제2 척(26)의 적어도 하나의 템퍼링 채널(78)을 통해 템퍼링 유체(82)를 순환시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 청구항 42 또는 청구항 43에 있어서, 균등화는 상기 척 템퍼링 장치(30)의 가열 요소(94)를, 특히 개별적인 척(24, 26)의 폐쇄 루프 가열 요소를 사용하여 제1 척(24) 및/또는 제2 척(26)을 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 청구항 40 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 척(24)은 제1 압력 포트(50)를 포함하고 그리고/또는 상기 제2 척(26)은 제2 압력 포트(52)를 포함하고, 제1 가스 압력을 갖는 가스가 상기 제1 압력 포트(50)에 공급되고 그리고/또는 제2 가스 압력을 갖는 가스가 상기 제2 압력 포트(52)에 공급되어, 상기 기판(12, 14)이 서로를 향해 편향되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 청구항 45에 있어서, 가스는 특히 상기 개별적인 척(24, 26)과의 접촉에 의해 상기 개별적인 압력 포트(50, 52)에 도달하기 전에 템퍼링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 청구항 46에 있어서, 가스는 가스 템퍼링 장치(34)에 의해 템퍼링되고, 상기 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)로 향하는 가스는 상기 가스 템퍼링 장치(34)의 공통 가스 템퍼링 재료(65)를 통과하고, 특히 공통 가스 템퍼링 재료(65)의 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 청구항 45 내지 청구항 47 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 장치(10)는 적어도 2개의 가스 온도 센서(61)를 포함하고, 개별적인 가스 온도 센서(61)는 제1 압력 포트(50) 또는 제2 압력 포트(52)와 연관되고, 상기 가스 온도 센서(61)는 개별적인 연관된 압력 포트(50, 52)로 향하는 가스의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 청구항 40 내지 청구항 48 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 장치(10)는 적어도 2개의 척 온도 센서(63)를 포함하고, 개별적인 척 온도 센서(63)는 상기 제1 척(24) 또는 상기 제2 척(26)과 연관되고, 상기 척 온도 센서(63)는 개별적인 척(24, 26)의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 청구항 48 또는 청구항 49에 있어서, 상기 제1 가스 압력 및 상기 제2 가스 압력은, 상기 제1 압력 포트(50)로 지향되는 가스, 상기 제2 압력 포트(52)로 지향되는 가스의 측정된 온도, 상기 제1 척(24)의 측정된 온도, 상기 제2 척(26)의 측정된 온도 또는 상기 온도들의 임의의 조합에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 청구항 40 내지 청구항 50 중 어느 한 항에 있어서, 기판(12, 14)의 접촉 부분(96)은 개별적인 압력 포트(50, 52)에 놓이고, 접촉 부분(96)은 제1 가스 압력 및 제2 가스 압력이 가해질 때 최대로 편향되고, 척(24, 26)이 서로를 향해 이동될 때 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)은 개별적인 접촉 부분(96)과 초기에 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 청구항 40 내지 청구항 51 중 어느 한 항에 있어서, 상기 척(24, 26)의 이동 동안, 상기 제1 가스 압력과 제2 가스 압력은, 초기 접촉 후에 상기 제1 기판(12)과 상기 제 기판(14) 사이의 입사각(α)이 0.1°와 1.5° 사이, 특히 0.4°와 0.8° 사이에서 홀딩되도록 그리고/또는 입사각(α)이 기판(12)과 기판(14) 사이의 최종 평면(P)에 의해 고르게 분리되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 청구항 52에 있어서, 제1 압력 포트(50) 및 제2 압력 포트(52)는 접촉 부분(96)이 정렬되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
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