CZ283025B6 - Metoda a zařízení pro stohování substrátů, spojovaných bondováním - Google Patents

Metoda a zařízení pro stohování substrátů, spojovaných bondováním Download PDF

Info

Publication number
CZ283025B6
CZ283025B6 CZ94576A CZ57694A CZ283025B6 CZ 283025 B6 CZ283025 B6 CZ 283025B6 CZ 94576 A CZ94576 A CZ 94576A CZ 57694 A CZ57694 A CZ 57694A CZ 283025 B6 CZ283025 B6 CZ 283025B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
substrate
substrates
working area
handling device
heating
Prior art date
Application number
CZ94576A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ57694A3 (en
Inventor
Horst Plankenhorn
Thomas Lindner
Original Assignee
Mannesmann Kienzle Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Kienzle Gmbh filed Critical Mannesmann Kienzle Gmbh
Publication of CZ57694A3 publication Critical patent/CZ57694A3/cs
Publication of CZ283025B6 publication Critical patent/CZ283025B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10807Making laminated safety glass or glazing; Apparatus therefor
    • B32B17/1088Making laminated safety glass or glazing; Apparatus therefor by superposing a plurality of layered products
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/17Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means
    • Y10T156/1702For plural parts or plural areas of single part
    • Y10T156/1744Means bringing discrete articles into assembled relationship

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Stacking Of Articles And Auxiliary Devices (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

Metoda spočívá v tom, že stohované substráty jsou nejprve orientovány v první pracovní oblasti (10) manipulačního zařízení (12) a poté dopraveny ke druhé pracovní oblasti (11) manipulačního zařízení (12) a tam jsou orientované sustráty odkládány na sebe. Na substrát nacházející se v první pracovní oblasti (10) je namířen mikroskop k zobrazení dvou prostorově oddělených justačních značek substrátu na jednom nosiči obrazu. Skutečná poloha substrátu je otáčením a posuvem prostředku pro umístění měněna tak dlouho, dokud se zobrazení nekryje s polohou zadanou na nosiči obrazu. Zařízení je tvořeno souřadnicovým stolem (13) a manipulačním zařízením (12), nad nimiž jsou umístěny transportní prostředky (15) Součástí zařízení je mikroskop a topné zařízení (38).ŕ

Description

Metoda pro stohování substrátů, spojovaných bondováním a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Tento vynález se týká metody pro stohování substrátů spojovaných bondováním a zařízeni k jeho provádění.
Dosavadní stav techniky
Předmět vynálezu se užívá především při výrobě senzorů zhotovovaných vrstvením. Takto lze například zvláště výhodně vyrábět senzory tlaku nebo zrychlení pomocí na sebe vrstvených substrátů, přičemž substráty jsou předtím vhodným způsobem upraveny, tzn. obzvláště jsou opatřeny určitými jemnými strukturami.
Byly již vyvinuty různé techniky pro spojování substrátů. Zde pouze bez bližšího vysvětlení zmíníme mezi, odborníky známé metody: anodické bondování, silicon fusion bonding, eutectic bondig a low temperature glass bonding.
Všem těmto bondovacím metodám je společné, že povrch substrátu musí být vyleštěný a důkladně očištěný, a že se substráty k bondování je tudíž třeba manipulovat v prostředí velmi prostém částic, že jsou kladeny velmi vysoké požadavky na rovinnost dosedacích ploch jednotlivých substrátů a že spojování substrátů musí probíhat bez mechanických pnutí, aby se zamezilo mezerám mezi substráty. Nerespektování těchto základních požadavků značně snižuje jakost spojovaných ploch. Může dokonce zpochybnit zamýšlenou funkci vyráběného produktu. Tento vynález budiž pro lepší srozumitelnost níže popsán na příkladu metody anodického bondování, i když se samozřejmě neomezuje pouze na tuto speciální metodu, nýbrž je použitelný též u ostatních bondovacích metod.
Anodické bondování slouží ke zhotovení hermeticky a mechanicky pevného spojení mezi skelnými a kovovými substráty nebo spojení mezi skelnými a polovodičovými substráty. K tomu je třeba substráty položené na sebe zahřát na teplotu několika set °C a vystavit stejnosměrnému napětí kolem 1000 voltů. Elektrostatické síly a putování iontů vedou k nevratnému chemickému spojení v dotykové vrstvě mezi jednotlivými substráty.
Této výrobní metody se užívá například při výrobě senzorů zrychlení. Anisotropním leptáním lze v polovodičovém substrátu vytvořit struktury v mikrometrové oblasti. Lí mnoha aplikací nejsou substráty proleptávány, takže substrát zůstává neprůhledný. Takto strukturovaný polovodičový substrát se pro výrobu funkčního senzoru oboustranně kryje skelnými substráty, přičemž skelné substráty většinou vykazují na straně přivrácené k polovodičovému substrátu rovněž jemné struktury, například vodivé spoje a kontakty pro senzor, vytvořené metalizací nebo ve vyleptaných kanálcích, které jsou zorientovány vůči aktivním strukturám polovodičového substrátu, tj. podílením se na přeměně měřené veličiny.
Při výrobě takových vícevrstvých balíků substrátů je problémem, není-li (nejsou-li) jeden nebo několik ze substrátů, které je třeba vysoce přesně navzájem orientovat, průhledný(é).
Jsou známy metody a zařízení, sestavující balík, sestávající z několika vrstev substrátů, tak, že se nejprve orientuje a spojí se bondováním, poté se tento dvouvrstvý balík otočí a na druhý povrch polovodičového substrátu se umístí druhá skelná vrstva.
Tato metoda ovšem má několik nevýhod. Jednak mají sklo a polovodičové materiály různé koeficienty tepelné roztažnosti, takže při prvním bondování dvou vrstev se balík prohne na
- 1 CZ 283025 B6 principu bimetalu. Nerovnost způsobenou vyklenutím je třeba při orientování druhého skelného substrátu vykompenzovat tlakem. U této metody je nevyhnutelné, že takto vytvořený vícevrstvý balík je asymetricky zdeformován pnutím.
Zařízení k provádění popsaného postupu mají často jedno topné zařízení, konstruované tak, že bondovaný balík substrátů lze ohřívat pouze jednostranně. Při prvním bondování je polovodičový substrát například položen na topnou desku, při druhém bondování leží na topné desce skelný substrát. Skelný substrát má ovšem podstatně horší tepelnou vodivost než polovodičový substrát. Je tudíž teplota na bondovaných styčených plochách v obou případech rozdílná. Regulace teploty na bondovací ploše nepřináší žádné zlepšení, neboť různě vysoké teploty topného zařízení způsobují zkřivení substrátového balíku.
Další nevýhodou je u známých, popsaných zařízení k provádění výrobního postupu to, že při druhém bondování je první substrátový balík elektricky přepólován, neboť topná deska je, většinou v důsledku své konstrukce, pevně spojená s potenciálem katody. Anodové elektrody by se ovšem měly přikládat vždy k polovodičovému substrátu. Ohrožení mechanických vlastností prvního spojení chemickým procesem na stykové ploše, vyvolaným přepólováním, není vyloučeno.
Základem tohoto vynálezu je úloha vytvořit postup a příslušné zařízení, kterým se při dodržení velmi vysoké přesnosti vzájemného justování substrátů, zorientovávaných vůči sobě dle jejich struktury, z nichž alespoň jeden není transparentní, tyto vzájemně spojí bondováním, přičemž je třeba realizovat výrobní takty, umožňující sériovou výrobu bondovaných substrátových balíků.
Řešení musí jako okrajovou podmínkou respektovat, že zařízení musí vyhovovat zvláštním požadavkům, kladeným na zařízení, vsazená do čistého prostoru. Ktomu patří zvláště nepřítomnost částic, tzn. že je třeba zajistit, aby žádná část zařízení nevytvářela částice. Tak např. se pro transportní prostředky nesmí použít žádná vedení způsobující oděr a při použití pneumatických pohonů je třeba upotřebený vzduch odvést vně plochy.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje metoda pro stohování substrátů, spojovaných bondováním a zařízení kjeho provádění, jehož podstata spočívá vtom, že postupně jsou na sebe stohované substráty nejprve orientovány v první pracovní oblasti manipulačního zařízení, poté dopraveny ke druhé pracovní oblasti manipulačního zařízení a tam podle provedené orientace odkládány na sebe, přičemž na substrát nacházející se v první pracovní oblasti manipulačního zařízení je namířen mikroskop ke zobrazení dvou prostorově oddělených justačních značek substrátu na jednom nosiči obrazu, přičemž justační značky jsou zobrazeny aktivními strukturami substrátu samého nebo odděleně od těchto vlastním značením a skutečná poloha substrátu nacházejícího se v první pracovní oblasti manipulačního zařízení je otáčením a posuvem pohyblivě uloženého prostředku pro umístění pro substrát měněna tak dlouho, dokud zobrazení justačních značek se nekryje s polohou zadanou na nosiči obrazu, a že takto zorientovaný substrátový balík ve svém celku pro současné bondování všech substrátů v jediné pracovní operaci topného zařízení je přiváděn k všestranně rovnoměrnému ohřevu.
Podstata zařízení k provádění metody spočívá v tom, že v první pracovní oblasti manipulačního zařízení jsou prostředky k umístění a držení substrátu, a že se prostředky k umístění substrátu nachází na justační jednotce v podobě souřadnicového stolu, přičemž souřadnicový stůl má pro všechny tři stupně volnosti jedné roviny (x, y, theta) přesné pohony pro změnu polohy substrátu, který má být orientován, a že v první pracovní oblasti manipulačního zařízení se pracuje s mikroskopem, který zobrazuje dvě prostorově oddělené justační značky substrátu nacházejícího se v prostředcích k umístění, a že v druhé pracovní oblasti manipulačního zařízení jsou prostředky k umístění a držení orientovaných, postupně a na sebe odkládaných substrátů, a že se předpokládají transportní prostředky, které dopravují substrát zorientovaný v první pracovní oblasti ke druhé pracovní oblasti manipulačního zařízení a tam jej odkládají příslušně k orientaci provedené v první pracovní oblasti, a že se předpokládá topné zařízení, k němuž je přiváděn celý substrátový balík, aby byl ze všech stran rovnoměrně ohřát pro proces bondování, přičemž topné zařízení je dimenzováno tak, aby mohlo pro bondování pojmout i několik substrátových balíků současně.
Pro správnou funkci je výhodné, že mikroskop, se kterým se pracuje v první pracovní oblasti manipulačního zařízení je Splitfieldův mikroskop, simultánně zobrazující prostorově oddělené justační značky, a že prostředky k umístění a držení substrátového balíku jsou z materiálu, jehož koeficient tepelné roztažnosti co nejlépe odpovídá koeficientu substrátů, a že topné zařízení má regulaci teploty alespoň s přesností 1 °C, a že všechny komponenty manipulačního zařízení a topného zařízení jsou dimenzovány tak, aby po ukončení všech kroků metody, obzvláště justování, transportu, stohování, ohřevu a bondování ohledně vůči sobě zorientovávaných a spolu spojovaných substrátů byla dodržena přesnost justace pod 10 mikrometrů. Dále je výhodné, že v topném prostoru topného zařízení se nacházejí prostředky, které při vložení jednoho nebo několika substrátových balíků spojují anodu vysokonapěťového zdroje s polovodičovým(i) substrátem(y) a skelné substráty s potenciálem katody a že plocha elektrody při anodickém bondování skelných substrátů je vytvořena tak, že pokryje alespoň povrch skelných substrátů.
Nalezené řešení řeší položenou úlohu výhodným způsobem a zcela se vyhýbá nevýhodám známých metod a zařízení. Obzvláště výhodné je prostorové oddělení justační a topné jednotky. Justační jednotka, která orientuje polohu substrátů s přesností na několik mikrometrů, tak není vystavena vysokým teplotám, potřebným pro bondování. Délková a objemová roztažnost prostředků k umístění a přidržování substrátů jakož i roztažnost substrátů samých by při potřebných teplotách byla stejného řádu jako přesnost justování potřebná ohledně šířky struktur nebo by ji dokonce překračovala. Proto podle vynálezu v první pracovní oblasti manipulačního zařízení dochází k přesné orientaci substrátů vůči sobě, odpovídající jejich strukturám. Transportními prostředky potom substráty dopravují do druhé pracovní oblasti manipulačního zařízení a tam jsou definovaným způsobem odkládány na sebe, než budou všechny substráty společně jakožto vzájemně zorientovaný substrátový balík vedeny k topnému zařízení.
Všechny na sobě ležící substráty jsou bondovány současně pouze v jedné pracovní operaci, čímž se zcela zamezí nevýhodám tepelné deformace v důsledku postupného bondování a zřetelně se zkracuje doba výroby. Bondování je jedním z časově nejnáročnějších výrobních kroků celého výrobního procesu. Ohledně sériové výroby senzorů je tímto opatřením podstatně zkrácen takt, zvláště je-li topné zařízení dimenzováno tak, že může pojmout více substrátových balíků najednou. Současným bondováním všech rozhraní substrátového balíku se zamezí též následkům, které vznikají přepólováním dříve bondovaných vrstev.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen na příkladu provedení pomocí 3 obrázků. Obrázek 1 ukazuje substrátový balík 1 v pohledu. Na obrázku 2 je zvětšený výřez A ze substrátového balíku obrázku 1, přičemž navíc je na řezu patrná vrstevná struktura tří substrátů 2, 3 a 4 s jemnými a komplexními strukturami, které jsou do těchto substrátů vneseny resp. na nich naneseny. Tyto dva obrázky ozřejmují problém, který vzniká, když jsou tyto substráty definovaným způsobem položeny na sebe a alespoň jeden ze substrátů není transparentní, jako např. zde substrát 3. Obrázek schématicky znázorňuje zařízení k provádění metody dle vynálezu.
Příklad provedení vynálezu
Metoda se člení na následující podstatné pracovní kroky:
- justování
- transport
- stohování
- bondování.
Justování resp. orientování substrátu se dějí v první pracovní oblasti 10 manipulačního zařízení
12, aby mechanické komponenty justační jednotky nebyly vystaveny tepelnému zatížení. Nehledě na zvýšené opotřebení a významně nákladnější konstrukci celého manipulačního zařízení 12 a zvláště justačního stolu 13 by jinak bylo při teplotách 300 °C a výše velmi obtížné reprodukovatelně dodržovat potřebnou přesnost justace méně než 10 mikrometrů.
Manipulační zařízení 12 disponuje dvěma pracovními oblastmi 10 a 11, ve kterých se pracuje s prostředkem k umístění 14 a s přidržováním substrátů, a transportní prostředky 15, spojujícími obě pracovní oblasti 10 a 11 a umožňujícími, aby substrát byl dopravován z jedné pracovní oblasti do druhé a tam definovaným způsobem odložen.
Prostředky k umístění 14 v první pracovní oblasti 10 sestávají například z talířovitého upínacího zařízení, na které je ručně nebo automaticky pokládán substrát a přidržován podtlakem ihned po aktivování vakuového přisátí. Prostředky pro vakuové přisátí nejsou na obrázku 3 znázorněny.
Vákuové upínací zařízení pro substrát v první pracovní oblasti 10 je uloženo na justačním stole
13, otočeném o 360°. Nastavení polohy se děje pomocí přesných pohonů 16. Přesnost posuvu v obou osách činí 1 mikrometr. Rotačně se dociluje přesnosti nastavení 0,1°.
V druhé pracovní oblasti 11 se počítá s odkládacím stolem 17, na kterém spočívá spodní část umístění pro substrát, aretovaná dvěma vodícími sloupky 18. Umístění pro substrát 19 sestává z desky, která sestává z elektricky vodivého materiálu a na straně substrátu je opatřena kanálky pro přisátí podtlakem a na zadní straně je opatřena pevně umístěnými magnety 20. Symetrický protikus 21 je uložen rovněž pomocí vodicích sloupků 18 na umístění na prostředku k umístění 14 a magnetickou přitažlivostí drží substrátový balík 1, který je mezi nimi. Oběma vodícími sloupky 18 jsou obě přídržné desky 19 a 21 spolu vodivě spojeny. Oba substráty 2 a 4, spočívající na přídržných deskách 19 a 21, mají velkoplošné kontakty pro následné bondování.
Pro zabránění tepelnému křivení bondovaného substrátového balíku 1 se doporučuje vytvořit přídržné desky 19 a 21 k umístění a přidržování substrátu z materiálu, jehož tepelný koeficient roztažnosti co nejlépe odpovídá koeficientu substrátů. Teplotní koeficienty bondovaných substrátů jsou sice zpravidla rozdílné, jsou ovšem stejného řádu. K jakosti bondovaného spojení značně přispívá, volí-li se pro umístění pro substrát materiál, jehož tepelný koeficient roztažnosti se co nejvíce řádově blíží, aby se zamezilo tepelnému zkroucení v důsledku ohřívání celého balíku.
Transportní prostředky 15 k přepravě substrátů z první do druhé pracovní oblasti sestávají například z transportních saní 23, jejichž vidlice se podle řezu na obrázku 3 otevírá doleva, aby nekolidovala s mikroskopovým systémem 31, 32. Transportní saně 23 jsou rovněž vybaveny prostředky k umístění substrátů vakuovým přisátím, které ovšem nejsou na obrázku 3 znázorněny. Transportní saně 23 jsou s nepatrným třením uloženy na podélném vedení 24 a jezdí mezi pevnými zarážkami 22 a 25. Kromě toho je zde umístěno zařízení 26 ke spouštění transportních saní 23 směrem k justovačnímu stolu 13 v první pracovní oblasti 10 resp. k odkládacímu stolu 17 v druhé pracovní oblasti 11. Ke snížení a omezení přítlačné síly transportních saní 23 na stůl působí zdvih Z proti pružině 27.
-4CZ 283025 B6
Problematika orientace substrátů vyplývá ze skutečnosti, že nejméně jeden polovodičový substrát není průhledný. Proto řešení dle vynálezu navrhuje orientovat každý substrát relativně vůči žádným polohám. Přednostně se k tomu užívá nitkových křížů 28, 29 v pevném mikroskopovém systému 30.
V upřednostněném provedení jsou zobrazeny dvě justační značky substrátu pomocí Splitfieldova mikroskopu. Spiltfieldův mikroskop má tu vlastnost, že může simultánně zobrazovat prostorově oddělené justační značky. Zde sestává ze dvou mikroskopů pro pozorování v dopadajícím světle 31 a 32 s koaxiálním vedením polarizovaného světla, které jsou osvětlovány světlovody 33, 34 od zdroje studeného světla. Oba mikroskopy pro pozorování v dopadajícím světle 31 a 32 jsou např. s lOx zvětšujícími objekty namontovány na traverze a jejich optické parametry jsou přestavitelně. Vlastní vyobrazení se děje vždy polovodičovou kamerou na jednom monitoru 35, 36 jakožto nositeli obrazu substrátu jsou dvěma generátory nitkových křížů 28 a 29 promítnuty přesuvné svislé a vodorovné měřicí linky. Tyto tvoří pevné žádané polohy, podle nichž je substrát v první pracovní oblasti 10 orientován. Na obrázku 3 jsou shrnuty jednotlivé komponenty zdroj studeného světla, polovodičová kamera s monitory 35 a 36 a ovládací jednotka v poli 37, potřebná pro provoz těchto zařízení.
Justační značky substrátu jsou buď vytvářeny aktivními strukturami substrátu samého, nebo se užívá struktur, vnesených nebo nanesených speciálně pro justování. Skutečné polohy, pozorované na monitorech 35 a 36, jsou přesnými pohony 16 justačního stolu 13 vylaďovány do žádných poloh, daných nitkovými kříži 28 a 29.
Aby bylo možno dodržet potřebnou přesnost justování, je zapotřebí vysoké mechanické stability manipulačního zařízení 12. Zde zmíníme obzvláště odstup mezi mikroskopem a umístěním pro substrát jakož i reprodukovatelnost polohování transportních saní 23 na zarážkách 22 a 25.
Rovněž i umístění a odložení substrátů se musí dít přesně definovaným způsobem, tzn. v maximálně přesné poloze. K tomu vyjedou transportní saně 23 z klidové polohy nad odkládacím stolem 17 v druhé pracovní oblasti 11 manipulačního zařízení 12 k levé zarážce 22 nad justačním stolem 13 v první pracovní oblasti JO. Tam jsou spouštěny, dokud jejich prostředky k umístění substrátu nedosednou na justovaný substrát, určený k transportu. Ovládací obvod, který na obrázku 3 není znázorněn, hlídá umístění substrátu vakuovým přisátím prostředku pro umístění transportních saní 23, neboť současně musí být uvolněn držák substrátu v justační jednotce. Bod přepínání, kdy substrát je buďto držen transportními saněmi 23, nebo justační jednotkou, je variabilně nastavitelný.
Poté, co je substrát vzat do transportních saní 23, zdvihají se transportní saně 23 a jedou k pravé zarážce 25 v druhé pracovní oblasti 11 manipulačního zařízení 12, kde jsou transportní saně 23 spouštěny na odkládací stůl 17. Pouze první substrát, odkládaný v druhé pracovní oblasti 11, je vakuem nasát v tamnějším umístění, přičemž přechod od uvolnění v přídržných deskách 19 a 21 transportních saní 23 pro držení substrátu na odkládacím stole 17 probíhá podobně jako v první pracovní oblasti 10 kontrolované. Všechny další substráty jsou na předchozí substrát pouze položeny, přičemž se před zdvihem transportních saní 23 do jejich klidové polohy počítá s nastavitelným časovým zpožděním mezi spouštění dolů a vypnutím vakua, aby se vytěsnil vzduchový polštář mezi substráty.
Jsou-li všechny žádané substráty popsaným způsobem nastehovány na odkládacím stole 17, jak je to vidět na obrázku 3, je horní přídržná deska 21, vedená vodícími sloupky 18. položena na substrátový balík 1. Tato horní přídržná deska 21 tedy nepotřebuje žádné justační značky. Je držena magnetickou přitažlivostí.
- 5 CZ 283025 B6
Celý substrátový balík 1, sestávající z nastohovaných substrátů a přídržných desek 19 a 21, mezi kterými je zasazen, je nyní veden k topnému zařízení 38. Obvod pro regulaci teploty 39 udržuje nastavenou teplotu s přesností minimálně 1 °C. Je účelné, aby topné zařízení 38 mělo indikaci teploty 40, indikační přístroj 41 pro bondovací napětí dodávané z vysokonapěťového zdroje 45 a prostředky 42 k všestrannému a rovnoměrného ohřívání substrátového balíku 1. Metoda dle vynálezu je ovšem závislá na tom, zda tyto komponenty jsou integrovány v topném zařízení 38, či nikoliv.
Topné zařízení 38 má též vysokonapěťovou průchodku 43 do vlastního topného prostoru 44 topného zařízení 38 pro přívod elektrické energie, potřebné pro bondování, z vysokonapěťového zdroje 45 k substrátovému balíku L, nacházející se v topném prostoru 44. Pro elektrické kontaktování substrátového balíku 1 je v topném zařízení počítáno s prostředky 46, 47, které spojují anodu vysokonapěťového zdroje 45 kontaktem s polovodičovým substrátem 3, a skelné substráty 2, 4 velkoplošně spojují s katodou. Tímto způsobem lze vícevrstvé substrátové balíky 1 výhodně bondovat v pouhé jedné pracovní operaci. Může být výhodné uložit substrátový balík 1 v topném prostoru 44 na pomocný podstavec 48.
Čerchovaným ohraničením 49 všech jednotek zařízení k provádění metody dle vynálezu je naznačeno, že tyto jednotky zařízení jsou provozovány v prostředí čistého prostoru. To platí především pro manipulační zařízení 12 a k němu přiváděné substráty. Na obrázku 3 jsou naznačeny dva stohy 50 a 51 různých druhů substrátů, např. skelné substráty 2, 4 polovodičové substráty 3, které jsou připraveny v zásobníku nebo v jiném kontejneru, který není znázorněn, k dalšímu zpracování na manipulačním zařízení 12. Po nastehování substrátů a jejich prachotěsném zasazení v přidržovacích deskách 19 a 21 lze dle čistě praktických hledisek topné zařízení 38 instalovat prostorově blízko manipulačního zařízení 12 rovněž uvnitř čistého prostoru, aby se eventuálně umožnila vsázka do topného prostoru 44 rozšířením manipulačního zařízení 12. Toto provedení ohledně uspořádání topného zařízení 38 je účelné, ale na rozdíl od uspořádání manipulačního zařízení 12 k provádění metody dle vynálezu není nutně potřebné.
Takto vytvořené zařízení plně vyhovuje požadavkům na celoplošné bondování vícevrstvých substrátových balíků 1 při rovnoměrném zahřátí při krátkých taktech způsobem vhodným pro sériovou výrobu senzorů, přičemž stukturované substráty jsou předtím v pracovní oblasti oddělené od topného zařízení vysoce přesně vzájemně zorientovány podle své struktury. Všechna popsaná opatření řešení dle vynálezu přispívají ktomu, že je ohledně bondovaného substrátového balíku 1 po ukončení všech kroků metody dosaženo reprodukovatelné přesnosti justace 10 mikrometrů nebo lepší.
Navržené řešení je vhodné pro automatickou výrobu, neboť pro mechanický pohyb lze beze všeho nasadit pneumatické nebo elektrické pohony a dokonce justování elektronickým vyhodnocováním obrazu s následnou regulací polohy umístění pro substrát v justační jednotce může v případě potřeby probíhat plně automaticky. Zařízení lze rovněž zkonstruovat způsobem vhodným pro čistý prostor, čímž se vyhoví všem aspektům zadání úlohy.

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Metoda pro stohování substrátů, spojovaných bondováním, zorientovaných vůči sobě podle jejich struktury, vyznačující se tím, že postupně jsou na sebe stohované substráty nejprve orientovány v první pracovní oblasti (10) manipulačního zařízení (12), poté dopraveny ke druhé pracovní oblasti (11) manipulačního zařízení (12) a tam podle provedené orientace odkládány na sebe, přičemž na substrát nacházející se v první pracovní oblasti (10) manipulačního zařízení (12) je namířen mikroskop ke zobrazení dvou prostorově oddělených justačních značek substrátu na jednom nosiči obrazu, přičemž justační značky jsou zobrazeny aktivními strukturami substrátu samého nebo odděleně od těchto vlastním značením a skutečná poloha substrátu nacházejícího se v první pracovní oblasti (10) manipulačního zařízení (12) je otáčením a posuvem pohyblivě uloženého prostředku pro umístění (14) pro substrát měněna tak dlouho, dokud zobrazení justačních značek se nekryje s polohou zadanou na nosiči obrazu, a že takto zorientovaný substrátový balík (1) ve svém celku pro současné bondování všech substrátů v jediné pracovní operaci je přiváděn k všestranně rovnoměrnému ohřevu do topného zařízení (38).
  2. 2. Zařízení kprovádění metody dle nároku 1, vyznačující se tím, že první pracovní oblast (10) manipulačního zařízení (12) obsahuje prostředky k umístění a držení substrátu, a že se prostředky k umístění substrátu nachází na justační jednotce v podobě souřadnicového stolu (13), přičemž souřadnicový stůl (13) má pro všechny tři stupně volnosti jedné roviny (x, y, theta) přesné pohony (16) pro změnu polohy substrátu, který má byt orientován, a že první pracovní oblast (10) manipulačního zařízení (12) obsahuje mikroskop, který zobrazuje dvě prostorově oddělené justační značky substrátu nacházejícího se v prostředcích k umístění, a že druhá pracovní oblast (11) manipulačního zařízení (12) obsahuje prostředky k umístění a držení orientovaných, postupně a na sebe odkládaných substrátů, a dále obsahuje transportní prostředky (15) a topné zařízení (38).
  3. 3. Zařízení dle nároku 2, vyznačující se tím, že první pracovní oblast (10) manipulačního zařízení (12) je opatřena mikroskopem např. Splitfieldovým mikroskopem, simultálně zobrazující prostorově oddělené justační značky.
  4. 4. Zařízení dle nároků 2 nebo 3, vyznačující se tím, že prostředky k umístění a držení substrátového balíku (1) jsou z materiálu, jehož koeficient tepelné roztažnosti odpovídá koeficientu tepelné roztažnosti substrátů.
  5. 5. Zařízení dle nároku 2, vyznačující se tím, že topné zařízení (38) má regulaci teploty (39) alespoň s přesností 1 °C.
  6. 6. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že všechny komponenty manipulačního zařízení (12) a topného zařízení (38) se vzájemně propojenými vodícími sloupky (18) jsou dimenzovány tak, že po ukončení všech kroků, především nastavování, transportování, seřazování, vyhřívání a vytvrzování včetně vzájemně vyrovnaných a společně propojených substrátů je dodržena nastavovací přesnost menší než 10 mikrometrů.
  7. 7. Zařízení dle nároku 2, vyznačující se tím, že topný prostor (44) topného zařízení (38) obsahuje prostředky, které při vložení jednoho nebo několika substrátových balíků (1) spojují anodu vysokonapěťového zdroje (45) s polovodičovými i) substrátem(y) a skelné substráty s potenciálem katody.
    -7CZ 283025 B6
  8. 8. Zařízení dle nároku 7, vyznačující se tím, že plocha elektrody při bondování skelných substrátů je vytvořena tak, že pokryje alespoň povrch skelných substrátů.
CZ94576A 1992-06-17 1993-06-11 Metoda a zařízení pro stohování substrátů, spojovaných bondováním CZ283025B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4219774A DE4219774C1 (de) 1992-06-17 1992-06-17 Verfahren und Vorrichtung zum Stapeln von Substraten, die durch Bonden miteinander zu verbinden sind
PCT/EP1993/001480 WO1993026040A1 (de) 1992-06-17 1993-06-11 Verfahren und vorrichtung zum stapeln von substraten, die durch bonden miteinander zu verbinden sind

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ57694A3 CZ57694A3 (en) 1994-12-15
CZ283025B6 true CZ283025B6 (cs) 1997-12-17

Family

ID=6461179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ94576A CZ283025B6 (cs) 1992-06-17 1993-06-11 Metoda a zařízení pro stohování substrátů, spojovaných bondováním

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6168678B1 (cs)
EP (1) EP0605679B1 (cs)
JP (1) JP2515490B2 (cs)
AT (1) ATE163800T1 (cs)
CZ (1) CZ283025B6 (cs)
DE (1) DE4219774C1 (cs)
FI (1) FI940722A7 (cs)
NO (1) NO307437B1 (cs)
WO (1) WO1993026040A1 (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4428808C2 (de) * 1994-08-13 2003-07-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach dem Anodic-Bonding-Verfahren und Bauelement
DE19755088A1 (de) * 1997-12-11 1999-06-17 Daimler Chrysler Ag Kalibriervorrichtung zum Verkleben von Scheiben
US7192841B2 (en) 2002-04-30 2007-03-20 Agency For Science, Technology And Research Method of wafer/substrate bonding
DE10230373B3 (de) * 2002-07-05 2004-03-04 Süss Microtec Lithography Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bonden eines Stapels aus drei oder mehr scheibenförmigen Substraten, insbesondere eines 3-Wafer-Stacks
KR100475716B1 (ko) * 2002-08-13 2005-03-10 매그나칩 반도체 유한회사 복합 반도체 장치의 멀티 반도체 기판의 적층 구조 및 그방법
US7361593B2 (en) * 2002-12-17 2008-04-22 Finisar Corporation Methods of forming vias in multilayer substrates
US7259466B2 (en) * 2002-12-17 2007-08-21 Finisar Corporation Low temperature bonding of multilayer substrates
EP2221865B1 (en) * 2004-01-07 2019-05-22 Nikon Corporation Stacking apparatus and method for stacking a plurality of wafers
US20070188757A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-16 Jeffrey Michael Amsden Method of sealing a glass envelope
US20070246450A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Cady Raymond C High temperature anodic bonding apparatus
KR101484348B1 (ko) * 2007-08-10 2015-01-19 가부시키가이샤 니콘 기판접합장치 및 기판접합방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982979A (en) * 1973-06-28 1976-09-28 Western Electric Company, Inc. Methods for mounting an article on an adherent site on a substrate
US4062462A (en) * 1973-11-09 1977-12-13 Western Electric Co., Inc. Method for orienting an article
JPS5516228A (en) 1978-07-21 1980-02-04 Hitachi Ltd Capacity type sensor
US4322980A (en) * 1979-11-08 1982-04-06 Hitachi, Ltd. Semiconductor pressure sensor having plural pressure sensitive diaphragms and method
DE3116634A1 (de) * 1981-04-27 1982-11-11 Karl Süss KG, Präzisionsgeräte für Wissenschaft und Industrie - GmbH & Co, 8046 Garching Vorrichtung zum automatischen justieren von ebenen gegenstaenden mit zwei bezugspunkten, insbesondere bei der herstellung von halbleiterbauelementen
US4490111A (en) * 1982-09-23 1984-12-25 California Linear Circuits, Inc. Apparatus for making stacked high voltage rectifiers
US4795518A (en) * 1984-02-17 1989-01-03 Burr-Brown Corporation Method using a multiple device vacuum chuck for an automatic microelectronic bonding apparatus
US4669866A (en) * 1985-01-28 1987-06-02 Phillips Edward H Step-and-repeat alignment and exposure system and method therefore
US4938654A (en) 1985-05-17 1990-07-03 Schram Richard R Automated wafer inspection system
GB2194500B (en) * 1986-07-04 1991-01-23 Canon Kk A wafer handling apparatus
DE3640616A1 (de) * 1986-11-27 1988-06-09 Standard Elektrik Lorenz Ag Justiervorrichtung
US5062149A (en) * 1987-10-23 1991-10-29 General Dynamics Corporation Millimeter wave device and method of making
US4899921A (en) * 1988-10-28 1990-02-13 The American Optical Corporation Aligner bonder
US4984731A (en) * 1989-10-05 1991-01-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of packaging electronic component parts using a eutectic die bonder
US5079070A (en) * 1990-10-11 1992-01-07 International Business Machines Corporation Repair of open defects in thin film conductors
JP2648638B2 (ja) * 1990-11-30 1997-09-03 三菱マテリアル株式会社 ウェーハの接着方法およびその装置

Also Published As

Publication number Publication date
NO940463L (no) 1994-02-10
FI940722A0 (fi) 1994-02-16
NO940463D0 (no) 1994-02-10
JPH06510639A (ja) 1994-11-24
JP2515490B2 (ja) 1996-07-10
EP0605679A1 (de) 1994-07-13
DE4219774C1 (de) 1994-01-27
US6168678B1 (en) 2001-01-02
FI940722L (fi) 1994-02-16
EP0605679B1 (de) 1998-03-04
CZ57694A3 (en) 1994-12-15
FI940722A7 (fi) 1994-02-16
NO307437B1 (no) 2000-04-03
WO1993026040A1 (de) 1993-12-23
ATE163800T1 (de) 1998-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101441337B (zh) 传送和约束大型扁平柔性介质的高精度气浮轴承分轴台
CN111321374B (zh) 输送载体、蒸镀装置以及电子器件的制造装置
CN101828250B (zh) 定位装置、贴合装置、层叠基板制造装置、曝光装置及定位方法
CN111321375A (zh) 蒸镀装置、电子器件的制造装置以及蒸镀方法
CN111326461B (zh) 对准装置、蒸镀装置以及电子器件的制造装置
US11676843B2 (en) System and method for connecting electronic assemblies
CZ283025B6 (cs) Metoda a zařízení pro stohování substrátů, spojovaných bondováním
KR102530431B1 (ko) 마스크 부착 장치, 성막 장치, 마스크 부착 방법, 성막 방법, 전자 디바이스의 제조 방법, 마스크, 기판 캐리어, 및 기판 캐리어와 마스크의 세트
KR20120094122A (ko) 성막 장치 및 성막 방법
KR102859773B1 (ko) 전자 조립체들을 연결하기 위한 시스템 및 방법
KR102505832B1 (ko) 흡착장치, 위치 조정 방법, 및 성막 방법
KR101209654B1 (ko) 트레이 틸트 장치
CN113088871A (zh) 成膜装置
KR101809803B1 (ko) 기판을 안정화시키는 밀착판을 구비한 기판 얼라인 시스템
KR20220107970A (ko) 성막 장치
JPH05198663A (ja) 試料搬送ホルダ
JP5707950B2 (ja) 基板重ね合わせ装置および基板重ね合わせ方法
JP5493713B2 (ja) 基板ホルダ、基板貼り合わせ装置、基板ホルダ対および搬送装置
JP2011159821A (ja) 位置検出装置及びデバイスの製造方法
JP5560590B2 (ja) 基板貼り合わせ装置
KR102809545B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
JP6245685B2 (ja) 製造装置
KR102752100B1 (ko) 턴테이블 방식 프로브핀 레이저 본딩장치의 다축 그리퍼 유닛
JP2025173969A (ja) 成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法
JP2011129777A (ja) 基板重ね合わせ装置及びデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20000611