JP2009542012A5

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Publication number: JP2009542012A5
Application number: JP2009516742A
Authority: JP
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2027-06-22

Claims

半導体構造体の接合のための装置であって、
第１の半導体構造体の第１の表面を第２の半導体構造体の第１の表面に真向かいに接触するように位置付ける器具と、
前記第１の半導体構造体の前記第１の表面と前記第２の半導体構造体の前記第１の表面との間の接合界面エリア全体に均一な圧力を印加するように構成されている力柱（４５０）を用いて、前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を共に押圧することによって前記第１の表面間に前記接合界面エリアを形成する接合形成器具と、
を備える、半導体構造体の接合のための装置。
前記力柱は、前記第１の表面間の前記接合界面エリア全体と一致する寸法になっているベースを有する円柱状に構成されている複数の力を含む、請求項１に記載の装置。
前記ベースの寸法は調整可能であって、前記ベースの寸法が、４インチ（約１０．１６ｃｍ）、６インチ（約１５．２４ｃｍ）又は８インチ（約２０．３２ｃｍ）の直径のうちの１つを有する前記接合界面エリアと一致するように調整されうる、請求項２に記載の装置。
前記力柱は、前記接合界面エリア全体に、前記圧力を少なくとも９０パーセントの均一性を有するように印加し、前記圧力は、１０００ｍｂａｒ〜５００００ｍｂａｒの範囲である、請求項１〜３のいづれか一に記載の装置。
前記接合形成器具は、前記力柱を生成するように構成されているアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、加圧気体又は磁石によって駆動する固体プレートを含む、請求項１〜４のいづれか一に記載の装置。
前記位置付ける器具は、前記第１の半導体構造体の第２の表面と接触するように構成されている第１のクランプ部材と、前記第２の半導体構造体の第２の表面と接触するように構成されている第２のクランプ部材とを有するクランプ（２８６）を備え、前記第１の半導体構造体の前記第２の表面、及び前記第２の半導体構造体の前記第２の表面は、前記第１の半導体構造体の前記第１の表面、及び前記第２の半導体構造体の前記第１の表面に対してそれぞれ反対であり、前記力柱を用いて前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を共に押圧することは、前記力柱を用いて前記第１のクランプ部材及び前記第２のクランプ部材のうちの少なくとも一方を押圧することを含む請求項１〜５のいづれか一に記載の装置。
前記位置付け器具及び前記接合形成器具の荷重に耐えるように構成されているフレームをさらに備え、前記フレームは、少なくとも１つの剛性の支柱をさらに備え、前記第１のクランプ部材及び前記第２のクランプ部材は、前記半導体構造体の前記接合中に生成されるあらゆる曲げモーメントを前記フレームに伝達するように前記支柱に接続されるように構成されており、前記フレームは３つの剛性の支柱（４２）を備える、請求項１〜６のいづれか一に記載の装置。
前記第１のクランプ部材及び前記第２のクランプ部材のうちの一方又は両方は、前記剛性の支柱に可動に接続される請求項７に記載の装置。
前記フレームは上部プレート及び底部プレートをさらに備え、該上部プレート及び該底部プレートは前記剛性の支柱に接続される、請求項８に記載の装置。
制御雰囲気チャンバをさらに備え、前記チャンバ内の圧力を監視するように構成されている圧力計（２９５）をさらに備える、請求項１〜９のいづれか一に記載の装置。
前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を、前記チャンバ内に出し入れするように搬送すると共に前記第１のクランプ部材及び前記第２のクランプ部材間に配置するように構成されているキャリヤ締結具（２４）をさらに備え、前記キャリヤ締結具は、前記第１の半導体構造体の前記第１の表面、及び前記第２の半導体構造体の前記第１の表面を第１の距離に維持するように構成されている少なくとも１つのスペーサ（２８４）を備え、前記キャリヤ締結具は、前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を共に締め付ける少なくとも１つのクランプをさらに備える、請求項１〜１０のいづれか一に記載の装置。
前記少なくとも１つのスペーサ及び前記少なくとも１つのクランプは独立して作動する、請求項１１に記載の装置。
前記力柱を用いて前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を共に押圧する前に、該第１の半導体構造体の前記第１の表面、及び該第２の半導体構造体の前記第１の表面を固定するように構成されているピンをさらに備え、前記ピンは、調整可能な力を用いて前記第１の半導体構造体の前記第１の表面、及び前記第２の半導体構造体の前記第１の表面を固定する、請求項１〜１２のいづれか一に記載の装置。
前記チャンバは、前記キャリヤ締結具を該チャンバ内に出し入れするように搬送することができるような寸法になっているポートを備える、請求項１１に記載の装置。
前記ポートを介して前記チャンバと連通するように構成されている予装填チャンバ（１５）であって、前記ポートは該予装填チャンバを前記チャンバから分離するシャッターを備える、予装填チャンバをさらに備える、請求項１４に記載の装置。
前記第１のクランプ部材の第１の表面を前記第２のクランプ部材の第１の表面に平行に位置合せする器具であって、前記第１のクランプ部材の前記第１の表面は、前記第１の半導体構造体の前記第２の表面と接触するように構成されており、且つ前記第２のクランプ部材の前記第１の表面は、前記第２の半導体構造体の前記第２の表面と接触するように構成されている、位置合せする器具をさらに備え、前記位置合せ器具は、前記力柱が前記接合界面エリアに垂直に印加されるように、前記第１の半導体構造体の前記第１の表面と、前記第２の半導体構造体の前記第１の表面とを位置合せするように構成されている、請求項１〜１５のいづれか一に記載の装置。
前記位置合せ器具は、リニアアライメント工具及び/又は回転アライメント工具を備え、前記回転アライメント器具は、前記接合界面エリアの中心の周囲で前記２つの第１の表面のうちの一方を回転によって位置合せするように構成されている、請求項１６に記載の装置。
前記接合界面エリア全体が±１度の温度均一性に達するように前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を加熱する器具をさらに備える、請求項１〜１７のいづれか一に記載の装置。
前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を前記位置付け器具及び前記接合形成器具から熱分離するように構成されている熱分離システム（７２）をさらに備える、請求項１８に記載の装置。
前記熱分離システムは、弾性膜と、低いＣＴＥの材料を含む基板との間に閉じ込められる真空分離層を備え、前記基板は、前記膜との接触を最小限にするような構造になっている表面を備える、請求項１９に記載の装置。
前記加熱する器具は、前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体の中心領域並びに周縁領域の加熱を独立して制御するように構成されている独立制御式マルチゾーンヒータを備える、請求項２０に記載の装置。
前記加熱する器具は、前記第１の半導体基板を加熱するように構成されている第１のセットのヒータと、前記第２の半導体基板を加熱するように構成されている第２のセットのヒータとを備え、前記第１のセットのヒータは、前記第２のセットのヒータの鏡像構成に配置される、請求項２１に記載の装置。
前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体は、半導体ウェハ、フラットパネル構造体、集積回路デバイス、３Ｄ集積マイクロエレクトロニクス、又はマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
前記第１の半導体構造体の前記第１の表面、及び前記第２の半導体構造体の前記第１の表面は、金属、半導体、１つの絶縁体、接着剤、格子構造体、ガラス又は複数の絶縁体のうちの少なくとも１つを含む、第１の接合層及び第２の接合層をそれぞれさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記接合は、陽極接合、共昌接合、接着接合、溶融接合、ガラスフリット接合又は熱圧着接合のうちの１つを含む、請求項１に記載の装置。
半導体構造体を接合する方法であって、
第１の半導体構造体の第１の表面を第２の半導体構造体の第１の表面に真向かいに接触するように位置付けること、及び
前記第１の半導体構造体の前記第１の表面と前記第２の半導体構造体の前記第１の表面との間の接合界面エリア全体に均一な圧力を印加するように構成されている力柱を用いて、前記第１の半導体構造体及び前記第２の半導体構造体を共に押圧することによって前記第１の表面間に前記接合界面エリアを形成すること、
を含み、前記力柱は、前記第１の表面間の前記接合界面エリア全体と一致する寸法になっているベースを有する円柱状に構成されている複数の力を含む、半導体構造体を接合する方法。
前記接合は、陽極接合、共昌接合、接着接合、溶融接合、ガラスフリット接合又は熱圧着接合のうちの１つを含む、請求項２６に記載の方法。