(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ウェハー構造体の一時的なボンディング及びデボンディングのための改善された装置であって、
一時的なボンダーモジュールのクラスターであって、
接着剤層を介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第１のボンダーモジュール、及び
接着剤層とリリース層との組み合わせを介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第２のボンダーモジュール、
を含む、一時的なボンダーモジュールのクラスターと、
デボンダーモジュールのクラスターであって、
接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む、熱摺動デボンダーモジュールであって、前記機器は、該ボンディングされた２つのウェハーを加熱する手段、及び熱が加えられている間に一方のウェハーを他方のウェハーに対して摺動させる手段を含む、熱摺動デボンダーモジュール、及び
接着剤層とリリース層との組み合わせを介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む、機械的デボンダーモジュールであって、前記機器は、該ボンディングされた２つのウェハーを加熱する手段、及び熱が加えられている間に一方のウェハーを他方から離すように機械的に押す手段を含む、機械的デボンダーモジュール、
を含むデボンダーモジュールのクラスターと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記一時的なボンダーモジュールのクラスターは、ＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせを介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第３のボンダーモジュールを更に含み、
前記デボンダーモジュールのクラスターは、ＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせを介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む、照射デボンダーモジュールを更に含み、前記デボンディングする機器は、該ボンディングされた２つのウェハーにレーザー照射を加える手段、及び一方のウェハーを他方から離すように機械的に分離する手段を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記一時的なボンダーモジュール及びデボンダーモジュールは縦に積み重ねられる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のボンダーモジュールは、前記接着剤層をキャリアウェハーの表面上に施す手段と、前記施された接着剤層を焼成する手段及び冷却する手段と、デバイスウェハーの表面上に保護層を施す手段と、前記施された保護層を焼成する手段及び冷却する手段と、該接着剤層が該保護層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対を加熱し、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２のボンダーモジュールは、デバイスウェハーの表面上にリリース層を形成する手段及び前記形成されたリリース層上に第１の接着剤層を施す手段と、キャリアウェハーの表面上に第２の接着剤層を施す手段と、該第２の接着剤層が該第１の接着剤層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対を加熱し、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第３のボンダーモジュールは、デバイスウェハーの表面上にＵＶ光硬化性接着剤層を施す手段と、キャリアウェハーの表面上にレーザー吸収リリース層を施す手段と、該レーザー吸収リリース層が該ＵＶ光硬化性接着剤層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対にＵＶ光をあて、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記ボンダーモジュールのいずれかは、
上側ブロックアセンブリと、
該上側ブロックアセンブリの下に対向して配置される下側ブロックアセンブリと、
該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間に設けられており、該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間の容積を囲んでシールする入れ子式カーテンであって、前記シールされる容積は、前記第１のボンダーモジュールを収容する一時的なボンディングチャンバーを画定する、入れ子式カーテンと、
前記一時的なボンディングチャンバーを真空排気する手段と、
前記一時的なボンディングチャンバーにガスを供給する手段と、
を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記ボンダーモジュールのいずれかは、２つ以上のＺガイドポストを更に含み、前記上側ブロックアセンブリ及び前記下側ブロックアセンブリは前記Ｚガイドポストと可動接続される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記下側ブロックアセンブリは、
上面及び下面を有するヒーター板であって、前記ヒーター板の上面は、第１のウェハーを支持及び加熱するように構成されている、ヒーター板と、
上面及び下面を有する断熱層であって、前記断熱層の上面は前記ヒーター板の下面と接触している、断熱層と、
上面及び下面を有する冷却支持フランジであって、前記冷却支持フランジの上面は前記断熱層の下面と接触している、冷却支持フランジと、
前記冷却支持フランジの下に配置されており、前記冷却支持フランジを通る３つ以上の移送ピンを支持する、移送ピンステージであって、前記断熱層及び前記ヒーター板は前記第１のウェハーを昇降させるように構成されている、移送ピンステージと、
精密Ｚドライブ、及びサブミクロン位置制御用リニアエンコーダーフィードバックを含むＺ軸ブロックドライブであって、前記下側ブロックアセンブリをＺ方向に上下に移動させるように構成されている、Ｚ軸ブロックドライブと、
を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記ヒーター板は、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを加熱するように構成された、独立して制御される２つの同心円状加熱ゾーンを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ヒーター板は、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを該ヒーター板の上面上に保持するように構成された、独立して制御される２つの同心円状真空ゾーンを更に含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記上側ブロックアセンブリは、
第２のウェハーを保持するように構成された上側セラミックチャックであって、非常に平坦で薄い半順応性セラミック板を含む、上側セラミックチャックと、
静止チャンバー壁であって、該静止チャンバー壁に対して前記入れ子式カーテンがシール要素によりシールを形成する、静止チャンバー壁と、
２００ミリメートル及び３００ミリメートルの直径をそれぞれ有する同心円状の第１の膜層及び第２の膜層であって、前記上側セラミックチャックと上部ハウジング壁との間でクランプされ、２００ミリメートル及び３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを保持するように設計された別個の第１の真空ゾーン及び第２の真空ゾーンを形成する、第１の膜層及び第２の膜層と、
該上側セラミックチャックをレベリングして該上部ハウジング壁に対してクランプするように構成された３つ以上の調整可能なレベリングクランプ／ドライブアセンブリと、
を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
前記膜層はエラストマー材料又は金属ベローズのうちの一方を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記クランプ／ドライブアセンブリは、該上側セラミックチャックを、並進させることなく、該保持された第２のウェハーの中心部に対応する中心点を中心に回転及び／又は傾斜させるウェッジエラー補償機構を更に備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ボンダーモジュールのいずれかにおいて前記第１のウェハー及び前記第２のウェハーをプリアライメント、ローディング及びアンローディングするように構成された機械的センタリング機構を更に備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１６】
前記機械的センタリング機構は、
２つのプリアライメントアームであって、各プリアライメントアームはその第１の端に機械的ジョーを備え、前記機械的ジョーは、前記第１のウェハー及び前記第２のウェハーの湾曲エッジに合致するテーパー面を含む、２つのプリアライメントアームと、
前記第１のウェハー及び前記第２のウェハーの該湾曲エッジに合致するテーパー面を有する静止ジョーと、
を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
電子ウェハー構造体の一時的なボンディング及びデボンディングのための改善された装置であって、
接着剤層によるボンディング、接着剤層とリリース層との組み合わせによるボンディング及びＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせによるボンディングを含む電子ウェハーボンディング工程を行うように構成された一時的なボンダーモジュールのクラスターと、
一時的なボンダーモジュールによって行われた該電子ウェハーボンディング工程を介してボンディングされた電子ウェハーをデボンディングするデボンディング工程を行うように構成されたデボンダーモジュールのクラスターであって、前記デボンディング工程は、熱摺動デボンディング、機械的デボンディング及び照射デボンディングを含む、デボンダーモジュールのクラスターと、
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一時的な半導体ウェハーボンディング及びデボンディングのための改善された装置に関し、より詳細には、種々の一時的なウェハーボンディング能力及びデボンディング能力を備えた、工業規模の一時的なウェハーボンディング装置に関する。
【０００２】
［関連の同時係属中の出願の相互参照］
本願は、２００９年４月１６日に出願された、「IMPROVEDAPPARATUS FOR TEMPORARY WAFER BONDING」と題する米国仮特許出願第６１／１６９，７５３号（この内容は参照により本明細書に明示的に援用される）の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの半導体ウェハー工程はウェハー薄化ステップを含む。用途によっては、ウェハーは、集積回路（ＩＣ）デバイスの作製のために１００マイクロメートル未満の厚さまで薄化される。薄いウェハーは、作製されたＩＣデバイスの熱除去が改善されていると共にその電気的動作がより良好であるという利点を有する。一例では、ＧａＡｓウェハーは、熱除去が改善されているパワーＣＭＯＳデバイスを作製するのに２５マイクロメートルまで薄化される。ウェハー薄化は、デバイス容量の低減及びそのインピーダンスの増加にも寄与し、その双方の結果、作製されたデバイスのサイズ全体が縮小する。他の用途では、ウェハー薄化は、３Ｄ集積ボンディング及びスルーウェーハビア（through wafer vias）の作製に用いられる。
【０００４】
ウェハー薄化は通常、バックグラインド（back-grinding：裏面研削）及び／又は化学機械研磨（ＣＭＰ）を介して行われる。ＣＭＰは、スラリー液の存在下でウェハー表面を硬質の平坦な回転式水平プラッターと接触させることを伴う。スラリーは通常、アンモニア、フッ化物又はそれらの組み合わせのような化学エッチング液と共にダイヤモンド又は炭化ケイ素のような研磨粉を含有している。エッチング液により基板表面をサブミクロンレベルで研磨しながら、研磨剤により基板を薄化させる。ウェハーは、目標厚さを達成するために或る特定量の基板が除去されるまで研磨剤との接触を維持される。
【０００５】
２００マイクロメートルを超えるウェハー厚の場合、ウェハーは通常、真空チャックを利用する固定具又は機械的取付けの何らかの他の手段により所定位置に保持される。しかしながら、２００マイクロメートル未満のウェハー厚、特に１００マイクロメートル未満のウェハーの場合、薄化中、ウェハーを機械的に保持してウェハーの平坦度及び完全性の制御を維持することはますます困難となっている。これらの場合、実際には、ウェハーがＣＭＰ中に微小破壊を発生し破損することがよく見られる。
【０００６】
薄化中、ウェハーを機械的に保持することの一代替例は、デバイスウェハー（すなわち処理されてデバイスになるウェハー）の第１の表面をキャリアウェハーに取着すること、及び露出した対向するデバイスウェハー表面を薄化することを伴う。キャリアウェハーとデバイスウェハーとの結合（bond：接合)は一時的なものであり、薄化及び任意の他の処理ステップが完了すると分離される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
処理後に化学的に溶融される接着剤化合物を用いること、又は処理後に熱的に若しくは照射を介して分解される接着剤テープ若しくは接着剤層を用いることを含む、いくつかの一時的なボンディング技法が提案されている。これらの技法のほとんどは、デバイスウェハー及びキャリアウェハーに固有のものであり、カスタマイズされた機器を必要とする。上述の一時的なボンディング技法のうちの２つ以上を様々なタイプのデバイスウェハー／キャリアウェハー組み合わせを処理するのに適用することができる装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
包括的には、本発明は、一態様では、一時的なボンダーモジュールのクラスター及びデボンダーモジュールのクラスターを含む、電子ウェハー構造体の一時的なボンディング及びデボンディングのための改善された装置を特徴とする。該一時的なボンダーモジュールのクラスターは、接着剤層によるボンディング、接着剤層とリリース層との組み合わせのボンディング又はＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせによるボンディングのうちの少なくとも１つを含む電子ウェハーボンディング工程を行うように構成されている。デボンダーモジュールのクラスターは、該一時的なボンダーモジュールによって行われた該電子ウェハーボンディング工程を介してボンディングされた電子ウェハーをデボンディングするデボンディング工程を行うように構成されており、該デボンディング工程は、熱摺動（thermal slide）デボンダー、機械的デボンダー又は照射デボンダーのうちの少なくとも１つを含む。
【０００９】
包括的には、本発明は、別の態様では、一時的なボンダーモジュールのクラスター及びデボンダーモジュールのクラスターを含む、電子ウェハー構造体の一時的なボンディング及びデボンディングのための改善された装置を特徴とする。該一時的なボンダーモジュールのクラスターは、接着剤層を介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第１のボンダーモジュール、及び接着剤層とリリース層との組み合わせを介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第２のボンダーモジュールを含む。デボンダーモジュールのクラスターは、熱摺動デボンダー及び機械的デボンダーを含む。該熱摺動デボンダーモジュールは、接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む。該熱摺動デボンダー機器は、該ボンディングされた２つのウェハーを加熱する手段、及び熱が加えられている間に一方のウェハーを他方のウェハーに対して摺動させる手段を含む。該機械的デボンダーモジュールは、接着剤層とリリース層との組み合わせを介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む。該機械的デボンダーモジュール機器は、該ボンディングされた２つのウェハーを加熱する手段、及び熱が加えられている間に一方のウェハーを他方から離すように機械的に押す手段を含む。
【００１０】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。一時的なボンダーモジュールのクラスターは、ＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせを介して２つのウェハー表面間に一時的な結合を形成する機器を含む、第３のボンダーモジュールを更に含む。該デボンダーモジュールのクラスターは、ＵＶ光硬化性接着剤層とレーザー吸収リリース層との組み合わせを介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングする機器を含む、照射デボンダーモジュールを更に含む。該照射デボンダー機器は、該ボンディングされた２つのウェハーにレーザー照射を加える手段、及び一方のウェハーを他方から離すように機械的に分離する手段を含む。該一時的なボンダーモジュール及びデボンダーモジュールは縦に積み重ねられる。該第１のボンダーモジュール機器は、該接着剤層をキャリアウェハーの表面上に施す手段と、該施された接着剤層を焼成する手段及び冷却する手段と、デバイスウェハーの表面上に保護層を施す手段と、該施された保護層を焼成する手段及び冷却する手段と、該接着剤層が該保護層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対を加熱し、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える。該第２のボンダーモジュール機器は、デバイスウェハーの表面上にリリース層を形成する手段及び該形成されたリリース層上に第１の接着剤層を施す手段と、キャリアウェハーの表面上に第２の接着剤層を施す手段と、該第２の接着剤層が該第１の接着剤層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対を加熱し、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える。該第３のボンダーモジュール機器は、デバイスウェハーの表面上にＵＶ光硬化性接着剤層を施す手段と、キャリアウェハーの表面上にレーザー吸収リリース層を施す手段と、該レーザー吸収リリース層が該ＵＶ光硬化性接着剤層に対向するように該キャリアウェハーを配向して該デバイスウェハーとアライメントする手段と、該アライメントしたキャリアウェハーを該デバイスウェハーと接触させ、それによって、積層されたウェハー対を形成する手段と、該積層されたウェハー対上に力を加える手段と、力が加えられている間に該積層されたウェハー対にＵＶ光をあて、それによって、ボンディングされたウェハー対を形成する手段とを備える。該ボンダーモジュールのいずれかは、上側ブロックアセンブリと、該上側ブロックアセンブリの下に対向して配置される下側ブロックアセンブリと、該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間に設けられており、該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間の容積を囲んでシールする入れ子式カーテンとを含む。該シールされる容積は、該ボンダーモジュール機器を収容する一時的なボンディングチャンバーを画定する。該ボンダーモジュールはまた、該一時的なボンディングチャンバーを真空排気する手段と、該一時的なボンディングチャンバーにガスを供給する手段とを含む。該ボンダーモジュールは、２つ以上のＺガイドポストを更に含む。該上側ブロックアセンブリ及び該下側ブロックアセンブリは該Ｚガイドポストと可動接続される。該下側ブロックアセンブリは、上面及び下面を有するヒーター板であって、該ヒーター板の上面は、第１のウェハーを支持及び加熱するように構成されている、ヒーター板を含む。該下側ブロックアセンブリはまた、上面及び下面を有する断熱層であって、該断熱層の上面は該ヒーター板の下面と接触している、断熱層を含む。該下側ブロックアセンブリはまた、上面及び下面を有する冷却支持フランジであって、該冷却支持フランジの上面は該断熱層の下面と接触している、冷却支持フランジを含む。該下側ブロックアセンブリはまた、該冷却支持フランジの下に配置されており、該冷却支持フランジを通る３つ以上の移送ピンを支持する、移送ピンステージであって、該断熱層及び該ヒーター板は該第１のウェハーを昇降させるように構成されている、移送ピンステージを含む。該下側ブロックアセンブリはまた、精密なＺドライブ、及びサブミクロン位置制御用リニアエンコーダーフィードバックを含むＺ軸ブロックドライブであって、該下側ブロックアセンブリをＺ方向に上下に移動させるように構成されている、Ｚ軸ブロックドライブを含む。該ヒーター板は、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを加熱するように構成された、独立して制御される２つの同心円状加熱ゾーンを含む。該ヒーター板は、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを該ヒーター板の上面上に保持するように構成された、独立して制御される２つの同心円状真空ゾーンを更に含む。該上側ブロックアセンブリは、第２のウェハーを保持するように構成された上側セラミックチャックと、静止チャンバー壁であって、該静止チャンバー壁に対して該入れ子式カーテンがシール要素によりシールを形成する、静止チャンバー壁と、２００ミリメートル及び３００ミリメートルの直径をそれぞれ有する同心円状の第１の膜層及び第２の膜層であって、該上側チャックと上部ハウジング壁との間でクランプされる、第１の膜層及び第２の膜層と、該上側セラミックチャックをレベリングして該上部ハウジング壁に対してクランプするように構成された３つ以上の調整可能なレベリングクランプ／ドライブアセンブリとを含む。該第１の膜層及び該第２の膜層は、２００ミリメートル及び３００ミリメートルをそれぞれ有するウェハーを保持するように設計された別個の第１の真空ゾーン及び第２の真空ゾーンを形成する。該膜層はエラストマー材料又は金属ベローズを含む。該クランプ／ドライブアセンブリは、該上側セラミックチャックを、並進させることなく、該保持された第２のウェハーの中心部に対応する中心点を中心に回転及び／又は傾斜させるウェッジエラー補償（Wedge Error Compensating）機構を更に備える。該装置は、該ボンダーモジュールのいずれかにおいて該第１のウェハー及び該第２のウェハーをプリアライメント、ローディング及びアンローディングするように構成された機械的センタリング機構を更に備えることができる。該機械的センタリング機構は、２つのプリアライメントアーム及び静止ジョーを含む。各プリアライメントアームはその第１の端に機械的ジョーを備え、該機械的ジョーは、該第１のウェハー及び該第２のウェハーの湾曲エッジに合致するテーパー面を含む該静止ジョーは、該第１のウェハー及び該第２のウェハーの該湾曲エッジに合致するテーパー面を有する。
【００１１】
包括的には、本発明は、別の態様では、以下のステップを含む、２つのウェハー表面を一時的にボンディングするための方法を特徴とする。まず、対して反対にある第１のウェハー表面及び第２のウェハー表面を含む第１のウェハーを準備するステップ。次に、対して反対にある第１のウェハー表面及び第２のウェハー表面を含む第２のウェハーを準備するステップ。次に、該第２のウェハーの該第１の表面上に接着剤層を施すステップ。次に、上側ブロックアセンブリと、該上側ブロックアセンブリの下に対向して配置される下側ブロックアセンブリと、該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間に設けられており、該上側ブロックアセンブリと該下側ブロックアセンブリとの間の容積を囲んでシールする入れ子式カーテンであって、該シールされる容積は一時的なボンディングチャンバーを画定する、入れ子式カーテンと、該一時的なボンディングチャンバーを真空排気する手段と、該一時的なボンディングチャンバーにガスを供給する手段とを備える、ボンダーモジュールを準備するステップ。次に、該第１のウェハーを該ボンダーモジュールに挿入し、その第１の表面が下向きになるように該上側ブロックアセンブリによって該第１のウェハーを保持する、挿入及び保持するステップ。次に、該第２のウェハーを該ボンダーモジュールに挿入し、該接着剤層が該第１のウェハーの第１の表面に対向するように該下側ブロックアセンブリ上に該第２のウェハーを載置する、挿入及び載置するステップ。次に、該第１のウェハー及び該第２のウェハーをセンタリングし、該第１のウェハーの第１の表面が該第２のウェハーの該接着剤層に対向して平行になるようにアライメントする、センタリング及びアライメントするステップ。次に、該接着剤層と該第１のウェハーの該第１の表面との間に狭まったプロセス間隙（close process gap）を形成するように、該下側ブロックアセンブリを上方に移動させるステップ。次に、該入れ子式カーテンを閉鎖するステップであって、それによって、該第１のウェハー及び該第２のウェハーを囲む一時的なボンディングチャンバーを形成する、閉鎖するステップ。次に、該第１のウェハーが機械的ジョーを介して保持されている間、該一時的なボンディングチャンバーを最初の深い真空に真空排気するステップ。該最初の深い真空に達すると、該一時的なボンディングチャンバーの圧力を該最初の深い真空を超えて僅かに上げるように該一時的なボンディングチャンバーにガスを供給するステップであって、それによって、該第１のウェハーを該上側ブロックアセンブリと接触状態に保持する差圧を生じさせる、供給するステップ。次に、該下側ブロックアセンブリを、該接着剤層を該第１のウェハーの該第１の表面と接触させるように上方に移動させるステップ。次に、該第１のウェハー及び該第２のウェハーを該接着剤層の融点を超えるプロセス温度に加熱しながら、該上側ブロックアセンブリを介して該第１のウェハー及び該第２のウェハーに力を加えるステップであって、それによって、一時的にボンディングされたウェハー対を形成する、力を加えるステップ。次に、該ボンディングされたウェハー対を冷却し、該ボンダーモジュールからアンローディングする、冷���しアンローディングするステップ。
【００１２】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。  該上側ブロックアセンブリは半順応性チャックを含み、該力は、該半順応性チャックを介して該第１のウェハー及び該第２のウェハーの結合界面に対して垂直に加えられる。該上側ブロックは非順応性チャックを含み、該方法は、該下側ブロックアセンブリの上方移動を介して、該ボンディングされたウェハー対における該接着剤層の最終厚を制御することをさらに含む。
【００１３】
包括的には、本発明は、一態様では、上部チャックアセンブリ、下部チャックアセンブリ、該上部チャックアセンブリを支持する静止ガントリー、該下部チャックアセンブリを支持するＸ軸キャリッジドライブ及びＸ軸ドライブ制御部を含む、接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングするためのデボンダー装置を提供する。該上部チャックアセンブリはヒーター及びウェーハホルダーを含む。該Ｘ軸ドライブ制御部は、ローディングゾーンから該上部チャックアセンブリの下のプロセスゾーンまで、及び、該プロセスゾーンから該ローディングゾーンに戻るまで、該下部チャックアセンブリを水平に駆動する。接着剤層を介してデバイスウェハーにボンディングされたキャリアウェハーを含むウェハー対が、該デバイスウェハーのボンディングされていない表面が該下部アセンブリと接触するように配向された該ローディングゾーンにおいて該下部チャックアセンブリ上に載置され、該Ｘ軸キャリッジドライブによって該上部チャックアセンブリの下の該プロセスゾーンに運ばれ、該キャリアウェハーのボンディングされていない表面は該上部チャックアセンブリと接触して載置される。該Ｘ軸ドライブ制御部は、該ウェハー対に該ヒーターを介して熱が加えられている間、及び、該キャリアウェハーが該ウェハーホルダーを介して該上部チャックアセンブリによって保持されている間、該Ｘ軸に沿って該Ｘ軸キャリッジドライブの水平の移動を開始し、それによって、該デバイスウェハーを該キャリアウェハーから分離させて離れるように摺動させる。
【００１４】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。デボンダーは、該下部チャックアセンブリ上に載置されたウェハーを昇降させるように設計されたリフトピンアセンブリを更に含む。デボンダーは、該Ｘ軸キャリッジドライブ及び該静止ガントリーを支持するベース板を更に含む。該ベース板は、ハニカム構造体及び防振支持体又は花崗岩板を含む。該下部チャックアセンブリは、低熱質量セラミック材料を含む下部チャックを含み、該Ｘ軸キャリッジドライブ上の該Ｘ軸に沿って水平に摺動するように設計されていると共に、該Ｚ軸を中心に捻るように設計されている。該Ｘ軸キャリッジドライブはエアベアリングキャリッジドライブを含む。該デボンダーは、該Ｘ軸に沿って該Ｘ軸キャリッジドライブをその水平移動にガイドする２つの平行な横キャリッジ案内トラックを更に含む。該上部チャックアセンブリは、該静止ガントリーにボルト締めされた上部支持チャックと、該上部支持チャックの下面と接触しているヒーター支持板と、なお、前記ヒーターは該ヒーター支持板の該下面と接触しており、該ヒーターと接触している上部ウェハー板と、該上部ウェハー板をＺ方向に移動させ、該上部ウェハー板を該キャリアウェハーのボンディングされていない表面と接触させて載置する、Ｚ軸ドライブと、該上部ウェハー板をレベリングし、該上部ウェハー板のウェッジエラー補償を提供する板レベリングシステムとを更に含む。該ウェハーホルダーは該キャリアウェハーの真空引きとすることができる。該板レベリングシステムは、該ヒーターを該上部支持チャックに接続する３つのガイドシャフト、及び３つの空気圧作動式分割クランプを含む。該ヒーターは、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを加熱するように構成された、独立して制御される２つの同心円状加熱ゾーンを含む。
【００１５】
概して、別の態様では、本発明は、以下のステップを含む、接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングするための方法を特徴とする。まず、上部チャックアセンブリと、下部チャックアセンブリと、該上部チャックアセンブリを支持する静止ガントリーと、該下部チャックアセンブリを支持するＸ軸キャリッジドライブと、該Ｘ軸キャリッジドライブ及び該下部チャックアセンブリを、ローディングゾーンから該上部チャックアセンブリの下のプロセスゾーンまで、及び、該プロセスゾーンから該ローディングゾーンに戻るまで、水平に駆動するように構成されたＸ軸ドライブ制御部とを備えるボンダーを準備するステップ。次に、デバイスウェハーのボンディングされていない表面が該下部アセンブリと接触するように配向された該ローディングゾーンにおいて該下部チャックアセンブリ上に接着剤層を介して該デバイスウェハーにボンディングされたキャリアウェハーを含むウェハー対をローディングするステップ。次に、該Ｘ軸キャリッジドライブ及び該下部チャックアセンブリを該上部チャックアセンブリの下の該プロセスゾーンに駆動するステップ。次に、該キャリアウェハーのボンディングされていない表面を該上部チャックアセンブリに接触させて積置し、該上部チャックアセンブリによって該キャリアウェハーを保持する、積置し保持するステップ。次に、該キャリアウェハーを、該上部チャックアセンブリ内に含まれているヒーターにより加熱するステップ。最後に、熱が該キャリアウェハーに加えられている間、及び、該キャリアウェハーが該上部チャックアセンブリによって保持されている間、該Ｘ軸ドライブ制御部によってＸ軸に沿って該Ｘ軸キャリッジドライブの水平移動を開始するステップであって、それによって、該デバイスウェハーを該キャリアウェハーから分離して離すように摺動させる、開始するステップ。
【００１６】
概して、一態様では、本発明は、チャックアセンブリ、屈曲板アセンブリ及び接触ローラーを含む、リリース層と組み合わされた接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングするデボンダー装置を特徴とする。該チャックアセンブリは、チャック、及び該チャックの上面と接触状態にウェハーを保持するように構成された第１のウェハーホルダーを含む。該屈曲板アセンブリは、屈曲板、及び該屈曲板の第１の表面と接触状態にウェハーを保持するように構成された第２のウェハーホルダーを含む。該屈曲板は、ヒンジに接続された第１の縁、及び該第１の縁に直径方向に対向する第２の縁を含み、該屈曲板の第１の縁は該チャックの第１の縁に隣接して配置され、該屈曲板は、該ヒンジを中心に揺動するように構成されていると共に、該チャックの該上面よりも上に載置されるように構成されている。該接触ローラーは、該チャックの第２の縁に隣接して配置され、該チャックの該第２の縁はその第１の縁と直径方向に対向している。デボンドドライブモーターが、該チャックの上面の平面に対して垂直に該接触ローラーを移動させるように構成されている。動作時には、デバイスウェハーに積層され、接着剤層及びリリース層を介して該デバイスウェハーにボンディングされるキャリアウェハーを含むウェハー対が、該デバイスウェハーのボンディングされていない表面が該チャックの上面と接触するように該チャック上に載置される。次に、該屈曲板は該ヒンジを中心に揺動し、その第１の表面が該キャリアウェハーのボンディングされていない表面に接触するように該下部チャックの上に載置される。次に、該接触ローラーは、該第２のウェハーホルダー及び該第１のウェハーホルダーをそれぞれ介して、該キャリアウェハーが該屈曲板によって保持されていると共に該デバイスウェハーが該チャックによって保持されている間、該屈曲板の該第２の縁と接触して該屈曲板の該第２の縁を押し上げるまで上方に駆動される。該接触ローラーは該屈曲板の該第２の縁を押して屈曲させ、該リリース層に沿って該ウェハー対の離層を生じさせる。
【００１７】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。デボンダーは、ヒンジを駆動するヒンジモーターを更に備えることができる。該第１のホルダー及び該第２のホルダーは、該チャック及び該屈曲板をそれぞれ通じての真空引きを含む。該ウェハー対はテープフレームを更に含み、該デバイスウェハーは、該チャックを通じての真空引きによって該テープフレームを保持することにより該チャックによって保持される。該デボンダーは、該チャックアセンブリ、該屈曲板アセンブリ及び該ヒンジを支持する支持板を更に含む。該デボンダーは、該支持板、該接触ローラー、該ヒンジモーター及び該デボンドドライブモーターを支持するベース板を更に含む。該屈曲板アセンブリは、該屈曲板の該第１の表面上に載置されたウェハーを昇降させるように設計されるリフトピンアセンブリを更に含む。該屈曲板は、２００ミリメートル又は３００ミリメートルの直径をそれぞれ有するウェハーを保持するように構成された、独立して制御される２つの同心円状真空ゾーンを更に含む。該真空ゾーンはＯリング又は吸着盤のうちの一方を介してシールされる。該チャックは多孔質セラミック材料から作製される真空チャックを含む。該デボンダーは、該屈曲板の不慮のバックスイングを防止するように構成されたアンチバックラッシュギアドライブを更に含む。
【００１８】
概して、別の態様では、本発明は、リリース層と組み合わせた接着剤層を介して一時的にボンディングされた２つのウェハーをデボンディングするための方法を特徴とする。該方法は以下のステップを含む。まず、チャックアセンブリと、屈曲板アセンブリと、接触ローラーとを備える、デボンド装置を準備するステップ。該チャックアセンブリは、チャック、及び該チャックの上面と接触状態にウェハーを保持するように構成された第１のウェハーホルダーを含む。該屈曲板アセンブリは、屈曲板、及び該屈曲板の第１の表面と接触状態にウェハーを保持するように構成された第２のウェハーを含む。該屈曲板は、ヒンジに接続された第１の縁及び該第１の縁に直径方向に対向している第２の縁を含み、該屈曲板の第１の縁は、該チャックの第１の縁に隣接して配置され、該屈曲板は、該ヒンジを中心に遥動するように構成されていると共に、該チャックの該上面の上に載置されるように構成されている。該接触ローラーは、該チャックの第２の縁に隣接して配置され、該チャックの該第２の縁はその第１の縁に直径方向に対向している次に、デバイスウェハーに積層され、接着剤層及びリリース層を介して該デバイスウェハーにボンディングされるキャリアウェハーを含むウェハー対を準備するステップ。次に、該デバイスウェハーのボンディングされていない表面が該チャックの上面と接触するように該ウェハー対を該チャックに載置するステップ。次に、該ヒンジを中心に該屈曲板を揺動させ、前記屈曲板をその表面が該キャリアウェハーのボンディングされていない表面に接触するように該下部チャックの上に載置する、揺動させ載置するステップ。次に、該第２のウェハーホルダー及び該第１のウェハーホルダーをそれぞれ介して、該キャリアウェハーが該屈曲板によって保持されていると共に該デバイスウェハーが該チャックによって保持されている間、該接触ローラーが該屈曲板の該第２の縁と接触して該屈曲板の該第２の縁を押し上げるまで該接触ローラーを上方に駆動するステップ。最後に、該接触ローラーは、該屈曲板の該第２の縁を押して屈曲させ、該リリース層に沿って該ウェハー対の離層を生じさせる。
【００１９】
概して、一態様では、本発明は、センタリングすべき円形のウェハーを上面で支持する支持チャックと、第１の回転移動可能なアライメントアーム及び第２の回転移動可能なアライメントアームと、第３の直線移動アライメントアームとを含む、円形のウェハーをセンタリングする機構を特徴とする。該第１の回転移動可能なアライメントアーム及び該第２の回転移動可能なアライメントアームは、該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、第１の機械的ジョー及び第２の機械的ジョーをそれぞれ備える。該第１の機械的ジョー及び該第２の機械的ジョーは該円形のウェハーの湾曲エッジと合致する湾曲テーパー縁面を含む。該第３の直線移動アライメントアームは、該円形のウェハーの該湾曲エッジに合致する湾曲テーパー内面を含む。該第１のアライメントアーム、該第２のアライメントアーム及び該第３のアライメントアームは互いから１２０度の角度で該支持チャックの周りに配置される。動作時には、該支持チャック上に載置される円形のウェハーは、該第１の機械的ジョーの該湾曲テーパー縁面及び該第２の機械的ジョーの該湾曲テーパー縁面が第１の周囲領域及び第２の周囲領域それぞれにおいて該円形のウェハーの外周に接触するように、該支持チャックの中心部に向けて該第１のアライメントアーム及び該第２のアライメントアームを回転させることによって、また、その湾曲テーパー内面が第３の周囲領域において該円形のウェハーの外周に接触するように該支持チャックの中心部に向けて該第３のアライメントアームを直線移動させることによってセンタリング及びアライメントされる。該第１の周囲領域、該第２の周囲領域及び該第３の周囲領域は互いから１２０度の角度ずつ分けられている。該機械的ジョーは、２００ミリメートルの直径を有する円形のウェハーの湾曲エッジに合致する第１の湾曲テーパー縁面、及び３００ミリメートルの直径を有する円形のウェハーの湾曲エッジに合致する第２の湾曲テーパー縁面を有することができる。
【００２０】
概して、別の態様では、本発明は、センタリングすべき円形のウェハーを上面で支持する支持チャックと、第１の回転移動可能なアライメントアーム、第２の回転移動可能なアライメントアーム及び第３の回転移動可能なアライメントアームとを含む、円形のウェハーをセンタリングする機構を特徴とする。該第１の回転移動可能なアライメントアーム、該第２の回転移動可能なアライメントアーム及び該第３の回転移動可能なアライメントアームは、該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、それぞれ第１の機械的ジョー、第２の機械的ジョー及び第３の機械的ジョーを備え、該第１の機械的なジョーは、該円形のウェハーの湾曲エッジに合致する湾曲テーパー縁面を含む。該第１のアライメントアーム、該第２のアライメントアーム及び該第３のアライメントアームは、互いから１２０度の角度で該支持チャックの周りに配置される。該第１の機械的ジョー、該第２の機械的ジョー及び該第３の機械的ジョーの該湾曲テーパー縁面が第１の周囲領域、第２の周囲領域及び第３の周囲領域それぞれにおいて該円形のウェハーの外周に接触するように、該支持チャックの中心部に向けて該第１のアライメントアーム、該第２のアライメントアーム及び該第３のアライメントアームを回転させることによって、該支持チャック上に載置された円形のウェハーをセンタリング及びアライメントする。該第１の周囲領域、該第２の周囲領域及び該第３の周囲領域は互いに１２０度の角度ずつ分けられている。該機械的ジョーは、２００ミリメートルの直径を有する円形のウェハーの湾曲エッジに合致する第１の湾曲テーパー縁面、及び３００ミリメートルの直径を有する円形のウェハーの湾曲エッジに合致する第２の湾曲テーパー縁面を有することができる。
【００２１】
概して、別の態様では、本発明は、センタリングすべき円形のウェハーを上面で支持する支持チャックと、左センタリングリンク機構ロッド、右センタリングリンク機構ロッド及び中央センタリングリンク機構ロッドと、該左センタリングリンク機構ロッド、該右センタリングリンク機構ロッド及び該中央センタリングリンク機構ロッドの直線状の動き（rectilinear motion）を同期するカム板とを含む、円形のウェハーをセンタリングする機構を特徴とする。該左センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第１の回転アームを含み、該左センタリングリンク機構ロッドの直線状の動きが該第１の回転アームの回転の動きに変わる。該第１の回転アームは該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、該円形のウェハーの湾曲エッジに対してロールするように構成された湾曲縁面を含む。該右センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第２の回転アームを含み、該右センタリングリンク機構ロッドの直線状の動きが該第２の回転アームの回転の動きに変わる。該第２の回転アームは、該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、該円形のウェハーの該湾曲エッジに対してロールするように構成された湾曲縁面を含む。該中央センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第３のアライメントアームを含む。該第３のアライメントアームは、該円形のウェハーの該湾曲エッジに接触して載置され、該Ｙ方向への該中央センタリングリンク機構ロッドの直線移動により該第３のアライメントアーム及び該円形のウェハーを該支持チャックの中心部に対して接離するように押す。該カム板は第１の直線カムプロファイル（linear cam profiles）及び第２の直線カムプロファイルを含む。該第１のカムプロファイルは、該中央センタリングリンク機構ロッドに直線状の動きを与え、該第２の直線カムプロファイルは、該左センタリングリンク機構ロッド及び該右センタリングリンク機構ロッドに直線状の動きを与える。
【００２２】
本発明のこの態様の実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。該第１のカム直線プロファイル及び該第２のカム直線プロファイルは、互いに対して及びＹ方向に対して或る角度で配置される表面を含む。該機構は、該左センタリングリンク機構ロッド及び該右センタリングリンク機構ロッドの第２の端に取着される接続ロッドを更に含み、該接続ロッドは該カム板の該第２の直線カムプロファイルに沿ってロールするように構成されている。該中央センタリングリンク機構ロッドは第２の端にローラーを含み、該ローラーは該カム板の該第１の直線カムプロファイルに沿ってロールするように構成されている。該機構は、モーター及びリニアスライドを更に含み、該カム板は該リニアスライドに固定され、該モーターは該リニアスライド、したがって該カム板に対して直線状の動きを与える。該機構はまた、該第１のアライメントアーム、該第２のアライメントアーム及び該第３のアライメントアームが該円形のウェハーの該湾曲エッジと接触していることを示すセンサーを更に含む。該センサーは、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ：Linear Variable Differential Transformer）又は電気センサーとすることができる。
【００２３】
包括的には、本発明は、別の態様では、センタリングすべき円形のウェハーを上面で支持する支持チャックと、左センタリングリンク機構ロッド、右センタリングリンク機構ロッド及び中央センタリングリンク機構ロッドと、該左センタリングリンク機構ロッド、該右センタリングリンク機構ロッド及び該中央センタリングリンク機構ロッドの直線状の動きを同期する第１のカム板及び第２のカム板とを含む、円形のウェハーをセンタリングする機構を特徴とする。該左センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第１の回転アームを含み、該左センタリングリンク機構ロッドの直線状の動きが該第１の回転アームの回転の動きに変わる。該第１の回転アームは該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、該円形のウェハーの湾曲エッジに対してロールするように構成された湾曲縁面を含む。該右センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第２の回転アームを含み、該右センタリングリンク機構ロッドの直線状の動きが該第２の回転アームの段階的な回転の動きに変わる。該第２の回転アームは該支持チャックの該上面に対して垂直な軸を中心に回転可能であり、該円形のウェハーの該湾曲エッジに対してロールするように構成された湾曲縁面を含む。該中央センタリングリンク機構ロッドは、第１の端に第３のアライメントアームを含み、該第３のアライメントアームは該円形のウェハーの該湾曲エッジと接触して載置される。該Ｙ方向への該中央センタリングリンク機構ロッドの直線移動は、該第３のアライメントアーム及び該円形のウェハーを該支持チャックの中心部に対して接離するように押す。該第１のカム板及び該第２のカム板は、第１の直線カムプロファイル及び第２の直線カムプロファイルをそれぞれ含み、該第１のカムプロファイルは該左センタリングリンク機構ロッドに直線状の動きを提供し、該第２のカムプロファイルは該右リンク機構ロッドに直線状の動きを提供する。リニアスライドが、該中央センタリングリンク機構ロッドの第２の端に接続され、該中央センタリングリンク機構ロッドに該Ｙ方向への直線移動を与える。該第１のカム板及び該第２のカム板は、第１の接続ロッド及び第２の接続ロッドをそれぞれ介して該リニアスライドに接続され、該Ｙ方向への該リニアスライドの直線移動は、該Ｘ方向への該第１のカム板及び該第２のカム板の直線移動に変換される。
【００２４】
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面及び下記の説明において記載する。本発明の他の特徴、目的及び利点は、好ましい実施形態の以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【００２５】
図面を参照する際、同様の符号はいくつかの図面全体を通して同様の部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による改善された一時的なウェハーボンダー及びデボンダーシステムの全体概略図である。
【図１Ａ】図１のボンダーモジュールＡ及びデボンダーＡそれぞれにおいて行われる一時的なウェハーボンディング工程Ａ及びデボンディング工程Ａの概略図である。
【図１Ｂ】図１のボンダーモジュールＡの概略断面図、及び図１Ａの一時的なウェハーボンディング工程Ａを行う工程ステップのリストである。
【図２Ａ】図１のボンダーモジュールＢ及びデボンダーＢそれぞれにおいて行われる一時的なウェハーボンディング工程Ｂ及びデボンディング工程Ｂの概略図である。
【図２Ｂ】図１のボンダーモジュールＢの概略断面図、及び図２Ａの一時的なウェハーボンディング工程Ｂを行う工程ステップのリストである。
【図３Ａ】図１のボンダーモジュールＣ及びデボンダーＣそれぞれにおいて行われる一時的なウェハーボンディング工程Ｃ及びデボンディング工程Ｃの概略図である。
【図３Ｂ】図１のボンダーモジュールＣの概略断面図、及び図３Ａの一時的なウェハーボンディング工程Ｃを行う工程ステップのリストである。
【図４】固定チャックの図である。
【図５】図１の一時的なウェハーボンダークラスターの図である。
【図６】図５の一時的なウェハーボンダークラスターの上側構造をより近くで見た図である。
【図７】図５の一時的なウェハーボンダークラスターの上側構造の断面図である。
【図８】図７の一時的なウェハーボンダークラスターのホットプレートモジュールを示す図である。
【図９】図７のウェハーボンダークラスターの一時的なボンドモジュールを示す図である。
【図１０】図９の一時的なボンダーモジュールの概略的な断面図である。
【図１１】ロード方向に対して垂直な、図９の一時的なウェハーボンダーモジュールの断面図である。
【図１２】ロード方向と一致した、図９の一時的なウェハーボンダーモジュールの断面図である。
【図１３】図９の一時的なウェハーボンダーモジュールにおける、上部チャックのレベリング調整を示す図である。
【図１４】図９の一時的なウェハーボンダーモジュールの上部チャックの断面図である。
【図１５】図９の一時的なウェハーボンダーモジュールの詳細断面図である。
【図１６】プリアライメントアームが開位置にあるウェハーセンタリング機構を示す図である。
【図１７】プリアライメントアームが閉位置にある、図１６のウェハーセンタリング機構を示す図である。
【図１８】Ａ:３００ｍｍウェハーのプリアライメントを示す図である。Ｂ:２００ｍｍウェハーのプリアライメントを示す図である。
【図１９−１】Ａ:３００ｍｍウェハーのプリアライメントのための別のウェハーセンタリング機構を示す図である。Ｂ:２００ｍｍウェハーのプリアライメントのための、図１９Ａのウェハーセンタリング機構を示す図である。
【図１９−２】Ｃ:回転アームが開位置にある、ウェハーのプリアライメントのための別のウェハーセンタリング機構を示す図である。Ｄ:回転アームが閉位置にある、図１９Ｃのウェハーセンタリング機構を示す図である。
【図２０Ａ】非接着性基板のローディング及び上側チャックへのその移送を示す図である。
【図２０Ｂ】非接着性基板のローディング及び上側チャックへのその移送を示す図である。
【図２０Ｃ】非接着性基板のローディング及び上側チャックへのその移送を示す図である。
【図２１Ａ】接着性基板のローディング及び下側チャックへのその移送を示す図である。
【図２１Ｂ】接着性基板のローディング及び下側チャックへのその移送を示す図である。
【図２１Ｃ】接着性基板のローディング及び下側チャックへのその移送を示す図である。
【図２２Ａ】接着性基板を非接着性基板と接触させること及びこれらの２つの基板間の一時的な結合の形成を示す図である。
【図２２Ｂ】接着性基板を非接着性基板と接触させること及びこれらの２つの基板間の一時的な結合の形成を示す図である。
【図２３】図１の熱摺動デボンダーＡの全体概略図である。
【図２４】図２３のデボンダーＡの上部チャックアセンブリの断面図である。
【図２５】図２３のデボンダーＡの断面側面図である。
【図２６Ａ】熱摺動デボンダーＡの動作ステップを示す図である。
【図２６Ｂ】熱摺動デボンダーＡの動作ステップを示す図である。
【図２６Ｃ】熱摺動デボンダーＡの動作ステップを示す図である。
【図２７】図１の機械的デボンダーＢの全体概略図である。
【図２８】図２７のデボンダーＢの断面側面図である。
【図２９】デボンダーＢの動作ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照すると、一時的なウェハーボンディング及びデボンディングするための改善された装置１００が一時的なボンダークラスター１１０及びデボンダークラスター１２０を備える。一時的なボンダークラスター１１０は、それぞれ２１０、３１０、４１０及び５１０である一時的なボンダーモジュールＡ、モジュールＢ、モジュールＣ及びモジュールＤを含む。デボンダークラスター１２０は、熱摺動デボンダーＡ  １５０、機械的デボンダーＢ  ２５０及び照射／機械的デボンダーＣ  ３５０を含む。ボンダークラスター１１０は、特に図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ及び図４にそれぞれ示す、６０ａ、７０ａ、８０ａ及び９０ａである一時的なボンディング工程Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを促進させる。デボンダークラスター１２０は、図１Ａ、図２Ａ及び図３Ａにそれぞれ示す、６０ｂ、７０ｂ及び８０ｂであるデボンディング工程Ａ、Ｂ及びＣを促進させる。
【００２８】
図１Ａを参照すると、一時的なボンド工程Ａ  ６０ａは以下のステップを含む。初めに、デバイスウェハー２０を保護コーティング２１でコーティングし（６２）、次いで、このコーティングを焼成及び冷却し（６３）、次いで、ウェハーを裏返す（６４）。キャリアウェハー３０を接着剤層３１でコーティングし（６５）、次いで、このコーティングを焼成及び冷却する（６６）。他の実施形態では、接着剤層をコーティングする代わりに、乾燥接着剤フィルムをキャリアウェハーに積層する。次に、裏返したデバイスウェハー２０を、該デバイスウェハーの保護コーティング２０ａを有する表面がキャリアウェハー３０の接着剤層３０ａを有する表面に対向するようにキャリアウェハーとアライメントし（６７）、次いで、２つのウェハーを、図１Ｂに示す一時的なボンダーモジュールＡにおいてボンディングする（６８）。この結合は保護層２１と接着剤層３１との間の一時的な結合である。他の実施形態では、保護コーティングはデバイスウェハー表面に施されず、デバイスウェハー表面２０ａが接着剤層３１と直接ボンディングされる。デバイスウェハーの例として、ＧａＡｓウェハー、シリコンウェハー、又は１００マイクロメートル未満まで薄化される必要のある任意の他の半導体ウェハーが挙げられる。これらの薄いウェハーは、電力増幅器、又は良好な熱除去及び低力率が望ましい他の電力デバイスの作製のために軍事用途及び通信用途に用いられる。キャリアウェハーは通常、デバイスウェハーと熱的にマッチングする、すなわち、熱膨張係数（ＣＴＥ）が同じである非汚染材料からなる。キャリアウェハー材料の例として、シリコン、ガラス、サファイア、石英又は他の半導体材料が挙げられる。キャリアウェハーの直径は通常、デバイスウェハーのエッジを支持すると共にデバイスウェハーのエッジの割れ又は欠けを防止するために、デバイスウェハーの直径と同じであるか又はそれよりも僅かに大きい。一例では、キャリアウェハー厚は約１０００マイクロメートルであり、全厚変動（the total thickness variation：全厚のばらつき）（ＴＴＶ）は２マイクロメートル〜３マイクロメートルである。キャリアウェハーは、デバイスウェハーからデボンディングされた後で再利用及び再使用される。一例では、接着剤層３１はBrewer Science社（米国ミズーリ州所在）製の有機接着剤ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（商標）ＨＴ−１０．１０である。接着剤３１はスピンオン工程を介して塗布され、９マイクロメートル〜２５マイクロメートルの範囲の厚さを有する。スピン速度は１０００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲であり、スピン時間は３秒〜６０秒である。スピンオンの適用後、接着剤層を１００℃〜１５０℃の温度で２分間焼成し、次いで、１６０℃〜２２０℃の温度で１分〜３分間硬化する。ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（商標）ＨＴ−１０．１０層は光学的に透明であり、２２０℃まで安定性がある。露出したデバイスウェハー表面２０ｂの薄化後、キャリアウェハー３０を、図１Ａに示すデボンド工程Ａ  ６０ｂを介してデボンディングする。デボンド工程Ａ  ６０ｂは以下のステップを含む。初めに、接着剤層３１が軟化してキャリアウェハー３０が薄化したウェハーから摺動して外れるまでウェハー積層体１０を加熱す��（６９）。ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（商標）ＨＴ−１０．１０のデボンディング時間は５分未満である。次いで、薄化したウェハー２０を洗浄し、いかなる接着剤残渣も取り除き（５２）、薄化したウェハーをダイシングフレーム２５に載置する（５３）。幾つかの実施形態では、キャリアウェハーの小さな回転運動（捻り）が摺動並進運動の前に行われる。
【００２９】
デバイスウェハー２０へのキャリアウェハー３０の一時的なボンディング（６８）は、一時的なボンダーモジュールＡ、２１０において行われる。図１Ｂを参照すると、デバイスウェハー２０は固定チャック２０２に載置されており、固定チャックはチャンバー２１０にローディングされている。キャリアウェハー３０は接着剤層を表にして下部チャック２１０ａ上に直接載置されており、２つのウェハー２０、３０が積層されてアライメントしている。上部チャック２１０ｂが、積層されたウェハー上に降下して小さな力を加える。保護コーティング層２１と接着剤層３１との間に結合を形成するため、チャンバーを真空排気し、温度を２００℃まで上げる。次に、チャンバーを冷却して固定具をアンローディングする。
【００３０】
デボンド工程Ａ  ６０ｂは熱摺動デボンド工程であり、図１Ａに示す以下のステップを含む。ボンディングされたウェハー積層体１０を加熱することで接着剤層３１を軟質にする。次いで、キャリアウェハーを、軸１６９を中心に捻り、次いで、制御された加えられた力及び速度下でウェハー積層体を摺動させて外す（６９）。次いで、分離したデバイスウェハー２０を洗浄し（５２）、ダイシングフレーム２５上に取り付ける（５３）。
【００３１】
図２Ａを参照すると、一時的なボンド工程Ｂ  ７０ａは以下のステップを含む。初めに、リリース層２２をデバイスウェハー２０の表面２０ａ上に形成する（７２）。リリース層は、先に、前駆体化合物をデバイスウェハー表面２０ａ上にスピンコーティングすることによって、次いで、市販されているＰＥＣＶＤチャンバーにおいてプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を行うことによって形成される。一例では、リリース層の前駆体は、Wacker社（ドイツ所在）製のシリコンゴムであるＳｅｍｉｃｏＳｉｌ（商標）である。次いで、コーティングされたデバイスウェハーを接着剤でスピンコーティングし（７３）、その後、裏返す（７４）。次に、軟質層３２をキャリアウェハー３０の表面３０ａ上にスピンコーティングする（７６）。一例では、軟質層３２は高温架橋（ＨＴＣ）シリコーンエラストマーである。次に、裏返したデバイスウェハー２０を、該デバイスウェハーのリリース層２２を有する表面２０ａがキャリアウェハー３０の軟質層３２を有する表面３０ａと対向するようにキャリアウェハーとアライメントし（７７）、次いで、図２Ｂに示す一時的なボンダーモジュールＢにおいて２つのウェハーをボンディングする（７８）。一時的な結合が、０．１ｍｂａｒの真空、１５０℃〜２００℃の硬化温度及び加えられる小さな結合力下で形成される。
【００３２】
図２Ｂを参照すると、デバイスウェハー２０は接着剤層を表にして固定チャック２０２（図４に示す）に載置されている。次に、スペーサー２０３をデバイスウェハー２０の上に載置し、次いで、キャリアウェハー３０をスペーサーの上に載置し、組み付けられた固定チャック２０２をボンダーモジュールＢ  ３１０に移送する。チャンバーを真空排気し、スペーサー２０３を取り外し、キャリアウェハー３０をデバイスウェハー２０上に降ろす（drop）。いくつかの実施形態では、上側チャック２２２に形成されている真空溝を通して窒素又は他の不活性ガスをパージすることによって、キャリアウェハー３０をデバイスウェハー２０上に降ろす。他の実施形態では、上側チャック２２２が静電チャック（ＥＳＣ）であり、このＥＳＣの極性を逆にすることによってキャリアウェハー３０をデバイスウェハー２０上に降ろす。次に、結合の形成のため、低圧ガスでチャンバーをパージすることによって小さな力を加え、温度を２００℃に上げる。次に、チャンバーを冷却し、固定具をアンローディングする。他の実施形態では、Ｚ軸２３９が上に移動し、積層されたウェハー２０、３０が上側チャック２２２と接触させられる。上側チャック２２２は、後述するように半順応性（semi-compliant：セミコンプライアント）であるか又は非順応性であることができる。
【００３３】
デボンド工程Ｂ  ７０ｂは機械的リフトデボンド工程であり、図２Ａに示す以下のステップを含む。ボンディングされたウェハー積層体１０をダイシングフレーム２５上に取り付け（５４）、キャリアウェハー３０をデバイスウェハー２０から機械的に持ち上げる（５５）。薄化したデバイスウェハー２０はダイシングフレーム２５によって支持されたままとなる。
【００３４】
図３Ａを参照すると、一時的なボンド工程Ｃ、８０ａは以下のステップを含む。初めに、デバイスウェハー２０の表面を接着剤層２３でコーティングする（８２）。一例では、接着剤層２３は、3M Company（米国ミネソタ州所在）製のＵＶ硬化接着剤ＬＣ３２００（商標）である。次いで、接着剤コーティングされたデバイスウェハーを裏返す（８４）。次に、光吸収リリース層３３をキャリアウェハー３０の表面３０ａ上にスピンコーティングする（８６）。一例では、光吸収リリース層３３は、3M Company（米国ミネソタ州所在）製のＬＣ４０００である。次に、裏返したデバイスウェハー２０を、該デバイスウェハーの接着剤層２３を有する表面２０ａがキャリアウェハー３０の光吸収リリース層を有する表面３０ａに対向するようにキャリアウェハー３０とアライメントする。２つの表面２０ａ及び３０ａを接触させ、接着剤層をＵＶ光で硬化させる（８７）。２つのウェハーを、図３Ｂに示す一時的なボンダーモジュールＣ４１０においてボンディングする（８８）。この結合は、吸光リリース層３３と接着剤層２３との間の一時的な結合であり、０．１ｍｂａｒの真空及び加えられた小さな結合力下で形成される。デバイスウェハーへのキャリアウェハーの一時的なボンディング（８８）は、図３Ｂに示す一時的なモジュールＣにおいて行われる。
【００３５】
図３Ｂを参照すると、レーザー吸収リリース層であるＬＴＨＣ層を有するキャリアウェハー３０が上部チャック４１２上に載置されており、保持ピン４１３によって所定位置に保持されている。次に、デバイスウェハー２０を、接着剤層２３を表にして下部チャック４１４上に配置する。次に、ウェハー２０、３０をアライメントし、チャンバーを真空排気し、上部チャック４１２をキャリアウェハー３０と共にデバイスウェハー２０上に降ろす。リリース層３３と接着剤層２３との間に結合を形成するために小さな力を加える。次に、ボンディングされたウェハー積層体１０をアンローディングし、接着剤をＵＶ光で硬化させる。
【００３６】
再び図３Ａを参照すると、デボンド工程Ｃ  ８０ｂは以下のステップを含む。ボンディングされたウェハー積層体１０をダイシングフレーム２５上に取り付け（５６）、キャリアウェハー３０をＹＡＧレーザービームで照射する。レーザービームによりリリース層３３に沿ってウェハー積層体を分離させ（５７）、分離したキャリアウェハー３０をデバイスウェハー２０から離すように機械的に持ち上げる（５８）。接着剤層をデバイスウェハー表面２０ａから剥離し（５９）、薄化したデバイスウェハー２０がダイシングフレーム２５によって支持されたままとなる。
【００３７】
図５を参照すると、一時的なボンダークラスター１１０は、上側キャビネット構造部１０２が下側キャビネット１０３の上に積み重ねられているハウジング１０１を備えている。上側キャビネット１０２はサービスアクセス側面１０５を有し、下側キャビネットはレベリング調整部１０４及び移動キャスター１０６を有する。上側キャビネット構造部１０２内には、図６に示すように、構成可能な一時的なボンド工程モジュール２１０、３１０、４１０、５１０が縦に積み重ねられている。図７に示すように、ホットプレートモジュール１３０及びコールドプレートモジュール１４０も工程モジュール２１０、３１０の上、下又は間に縦に積み重ねられている。さらなる処理機能を与えるように付加的な工程モジュールを含むことができる。ボンド工程モジュールの例として、加えられる小さな力モジュール、加えられる大きな力モジュール、高温モジュール及び低温モジュール、照射（ＵＶ光又はレーザー）モジュール、高圧（ガス）モジュール、低（真空）圧モジュール並びにそれらの組合せが挙げられる。
【００３８】
図９〜図１２を参照すると、一時的なボンドモジュール２１０が、ロードドア２１１、上側ブロックアセンブリ２２０及び対向する下側ブロックアセンブリ２３０を有するハウジング２１２を備えている。上側ブロックアセンブリ２２０及び下側ブロックアセンブリ２３０は、４つのＺガイドポスト２４２と可動接続されている。他の実施形態では、４つよりも少ないか又は４つよりも多いＺガイドポストが用いられる。入れ子式カーテンシール（telescoping curtain seal）２３５が上側ブロックアセンブリ２２０と下側ブロックアセンブリ２３０との間に設けられている。一時的なボンディングチャンバー２０２が上側アセンブリ２２０及び下側アセンブリ２３０と入れ子式カーテンシール２３５との間に形成されている。カーテンシール２３５は、一時的なボンディングチャンバー領域２０２の外側にあるプロセス構成要素の多くをプロセスチャンバーの温度、圧力、真空及び雰囲気から隔離状態に保つ。チャンバー領域２０２の外側のプロセス構成要素として特に、案内ポスト２４２、Ｚ軸ドライブ２４３、照射源、機械的プリアライメントアーム４６０ａ、４６０ｂ及びウェハーセンタリングジョー４６１ａ、４６１ｂが挙げられる。カーテン２３５はいかなる半径方向からもボンドチャンバー２０２へのアクセスを提供する。
【００３９】
図１１を参照すると、下側ブロックアセンブリ２３０は、ウェハー２０を支持するヒーター板２３２、断熱層２３６、水冷支持フランジ２３７、移送ピンステージ２３８及びＺ軸ブロック２３９を備えている。ヒーター板２３２はセラミック板であり、抵抗性ヒーター素子２３３及び一体型空気冷却部２３４を含む。ヒーター素子２３３は２つの異なる加熱ゾーンが形成されるように配置されている。第１の加熱ゾーン２３３Ｂは、２００ｍｍウェハー、又は３００ｍｍウェハーの中心領域を加熱するように構成されており、第２の加熱ゾーン２３３Ａは３００ｍｍウェハーの外周を加熱するように構成されている。加熱ゾーン２３３Ａは、結合界面４０５全体にわたって均熱性を達成すると共にウェハー積層体のエッジにおける熱損失を軽減するように加熱ゾーン２３３Ｂとは独立して制御される。ヒーター板２３２も、２００ｍｍのウェハー及び３００ｍｍのウェハーをそれぞれ保持する２つの異なる真空ゾーンを含む。水冷断熱支持フランジ２３７は断熱層２３６によってヒーター板から分離されている。移送ピンステージ２３８は下側ブロックアセンブリ２３０の下に配置されており、４つのポスト２４２によって可動支持されている。移送ピンステージ２３８は、異なるサイズのウェハーを昇降させることができるように配置されている移送ピン２４０を支持する。一例では、移送ピン２４０は、２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハーを昇降させることができるように配置される。移送ピン２４０はストレートシャフトであり、幾つかの実施形態では、図１５に示すように中央を貫通する真空供給孔を有する。移送ピン孔を通じての真空引きにより、支持されているウェハーを移動時に移送ピン上の所定位置に保持し、ウェハーのミスアライメントを防止する。Ｚ軸ブロック２３９は、図１２に示すように、ボールねじ付き精密Ｚ軸ドライブ２４３、直線カム設計、サブミクロン位置制御用リニアエンコーダーフィードバック２４４、及びギアボックス付きサーボモーター２４６を備える。
【００４０】
図１３を参照すると、上側ブロックアセンブリ２２０は、上側セラミックチャック２２２、上部静止チャンバー壁２２１（該上部静止チャンバー壁２２１に対してカーテン２３５がシール要素２３５ａによりシールする）、２００ｍｍ膜層２２４ａ及び３００ｍｍ膜層２２４ｂ、並びに１２０度で環状に配置された３つの金属製フレクシャーストラップ（flexure straps：曲げストラップ）２２６を備えている。膜層２２４ａ、２２４ｂは、図１４に示されるように、上側チャック２２２と上部ハウジング壁２１３との間でクランプ２１５ａ、２１５ｂによってそれぞれクランプされており、２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハーをそれぞれ保持するように設計された２つの別個の真空ゾーン２２３ａ、２２３ｂを形成している。膜層２２４ａ、２２４ｂはエラストマー材料又は金属ベローズから作製される。上側セラミックチャック２２２は非常に平坦で薄い。上側セラミックチャック２２２は、ウェハー積層体１０に均一な圧力を印加するように、質量が低く、半順応性である。上側チャック２２２は、３つの調整可能なレベリングクランプ／ドライブアセンブリ２１６に対して膜圧で軽く予荷重をかけられる。クランプ／ドライブアセンブリ２１６は、１２０度で環状に配置されている。上側チャック２２２は、下側セラミックヒーター板２３２に対して平行であるように、最初にヒーター板２３２と接触したままレベリングされる。３つの金属ストラップ２２６はフレクシャーとして働き、上側チャック２２２についての最小限のＺ制約（Z-constraint）をＸ−Ｙ−Ｔ（Theta（シータ））位置決めに与える。クランプ／ドライブアセンブリ２１６は、セラミックチャック２２２を、並進させることなく、支持されたウェハーの中心部に対応する中心点を中心に回転及び／又は傾斜させる、球状のウェッジエラー補償（ＷＥＣ）機構も提供する。他の実施形態では、上側セラミックチャック２２２の位置決めは、チャック２２２が押さえ付けられる（lash）固定レベリング／ロケーティングピンにより達成される。
【００４１】
ウェハーのローディング及びプリアライメントは、図１６に示す機械的センタリング機構４６０により促進される。センタリング機構４６０は、図１６では開位置で示すと共に図１７では閉位置で示す、２つの回転可能なプリアライメントアーム４６０ａ、４６０ｂ及び直動アライメントアーム４６０ｃを含む。各アーム４６０ａ、４６０ｂの端には機械的ジョー４６１ａ、４６１ｂがある。機械的ジョー４６１ａ、４６１ｂは、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、３００ｍｍウェハー及び２００ｍｍウェハーそれぞれの湾曲エッジに合致するテーパー面４６２及び４６３を有する。直動アーム４６０ｃは、円形のウェハーの湾曲エッジに同様に合致する湾曲テーパー内面を有するジョー４６１ｃを有する。アーム４６０ａ、４６０ｂを支持チャック４６４の中心部４６５に向けて回転させると共にアーム４６０ｃを支持チャック４６４の中心部４６５に向けて直線移動させることにより、機械的ジョー４６１ａ、４６１ｂのテーパー面及びジョー４６１ｃの湾曲テーパー内面をウェハーの外周と接触させ、ウェハーを支持チャック４６４上にセンタリングする。３つのアーム４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃは支持チャック４６４の周りに１２０度で配置されている。別の実施形態では、センタリング機構４６０は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、３つの回転可能なプリアライメントアームを含み、各アームの端には機械的ジョーがある。アームを支持チャック４６４の中心部に向けて回転させることにより、機械的ジョーのテーパー面をウェハーの外周と接触させ、ウェハーを支持チャック４６４上にセンタリングする。
【００４２】
別の実施形態では、ウェハーのローディング及びプリアライメントは、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すウェハーセンタリング機構４７０により促進される。ウェハーセンタリング機構４７０は３つのセンタリングリンク機構４７１、４７２、４７３を含む。センタリングリンク機構４７１は、ウェハー３０をＹ方向に移動させる直線中間位置エアベアリング又は機械的スライド４７１ａを含む。センタリングリンク機構４７２、４７３は、時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転する回転センタリングアーム４７２ａ、４７３ａを含む。センタリングリンク機構４７１、４７２、４７３の動きは、２つの直線カムプロファイル４７４ａ、４７４ｂを有するカム板４７４の使用によって同期される。カムプロファイル４７４ａは、中間位置センタリングアーム４７１に直線状の動きを与え、カムプロファイル４７４ｂは、左センタリングアームプッシュロッド４７２ｂ及び右センタリングアームプッシュロッド４７３ｂに直線状の動きを与える。プッシュロッド４７２ｂ、４７３ｂ直線状の動きは、センタリングアーム４７２ａ、４７３ａそれぞれにおけるカム／カムフォロワーの接続面で回転の動きに変換される。カム板４７４は、電気モーター又は空気圧作動によって直線状の動き（Ｘ軸移動）に駆動されるリニアスライドに固定されている。中間位置センタリングアーム４７１における線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）又は別の電気センサーのメカニズムが、センタリング機構がウェハーのエッジに当って止まったことを示す距離フィードバックを提供する。センタリング機構４７１ａにばね予荷重がかかっており、このばね予荷重に屈するとＬＶＤＴが変位を記録する。
【００４３】
更に別の実施形態では、ウェハー３０のローディング及びプリアライメントは、図１９Ｃ及び図１９Ｄに示すウェハーセンタリング機構４８０により促進される。ウェハーセンタリング機構４８０は３つのセンタリングリンク機構４８１、４８２、４８３を含む。センタリングリンク機構４８１は、ウェハー３０をＹ方向に移動させる直線中間位置エアベアリング又は機械的スライド４８１ａを含む。センタリングリンク機構４８２、４８３は、時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転する回転センタリングアーム４８２ａ、４８３ａを含む。センタリングリンク機構４８１、４８２、４８３の動きは、直線カムプロファイル４８４ａ、４８４ｂをそれぞれ含む２つの板４８４、４８５の使用によって同期される。カムプロファイル４８４ａ、４８５ａは、左センタリングアームプッシュロッド４８２及び右センタリングアームプッシュロッド４８３それぞれに直線状の動きを与える。プッシュロッド４８２、４８３の直線状の動きは、センタリングアーム４８６ａ、４８６ｂそれぞれにおけるカム／カムフォロワーの接続面で回転の動きに変換される。板４８４、４８５は、ロッド４８６ａ、４８６ｂをそれぞれ介してリニアスライド４８１ａに接続されている。Ｙ方向へのスライド４８１ａの直線移動は、図１９Ｄに示すように、ロッド４８６ａ、４８６ｂを介して、Ｘ軸に沿って板４８４、４８５それぞれの直線移動に変換される。
【００４４】
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃを参照すると、ボンダーモジュール２１０による一時的なボンディング動作は以下のステップを含む。初めに、非接着性基板をロボットエンドエフェクターによって移送ピン２４０ａ上にローディングする（３５０）。この場合、基板は３００ｍｍウェハーであり、３００ｍｍピン２４０ａによって支持されているが、２００ｍｍピン２４０ｂは３００ｍｍピン２４０ａよりも僅かに低くなるように示されている。次に、テーパーの機械的ジョー４６１ａ、４６１ｂがウェハーの周りの所定位置に移動し、移送ピン２４０ａが下方に移動する（３５２）。移送ピンは真空機能及びパージ機能を有する。パージ機能によりセンタリングサイクル中にウェハーを浮上させ、真空機能によりセンタリング完了時にウェハーを保持する。テーパーの「漏斗」ジョー４６１ａ、４６１ｂ、４６１ｃは、ウェハーが移送ピン２４０ａを介して下降する際にウェハーを中心部に駆動する。ジョー４６１ａ、４６１ｂ、４６１ｃは、図１９及び図１８にそれぞれ示すように、２００ｍｍ及び３００ｍを含む任意のサイズのウェハーに対処及びプリアライメントするように設計されている。次に、センタリングジョー４６１ａ、４６１ｂ、４６１ｃが後退し、移送ピンが、図２０Ｃに示すように、上部基板２０を上側真空チャック２２２上に載置するように上方に移動する（３５４）。次に、図２１Ａに示すように、第２の接着剤コーティングされた基板３０を表にしてロボットエンドエフェクターによって移送ピン２４０ａ上にローディングする（３５６）。次に、図２１Ｂに示すように、テーパーの機械的ジョー４６０がウェハー３０の周りの所定位置に移動し、移送ピン２４０ａが下方に、次いで上方に移動する（３５８）。図２１Ｃに示すように、センタリングジョー４６１ａ、４６１ｂが後退し、移送ピン２４０ａが基板３０を下部真空チャック２３２上に配置するように下方に移動する（３５９）。次に、図２２Ａに示すように、下部ヒータースステージ２３０が、上部基板２０と下部基板３０との間に狭まったプロセス間隙を形成するように上方に移動し、カーテンシール２３５が一時的なボンディングチャンバー２０２を形成するように閉鎖する（３６０）。上部基板２０を機械的フィンガーを介して保持しながら、一時的なボンディングチャンバー２０２において最初に深く真空引きする（１０ｍｂａｒ〜４ｍｂａｒ）。設定された真空レベルに達したら、上部基板２０を上側チャック２２２に保持する差動真空圧を生成するようにチャンバーの圧力を約５ｍｂａｒまで僅かに上げる。図２２Ｂに示すように、Ｚ軸ステージ２３９が、下部基板３０を上部基板２０と接触させるように更に移動する（３６２）。この移動（３６２）によって上部チャック２２２が止め具２１６から持ち上げられて外れる。次に、上部膜２２４ａ及び下部上部チャック２３２を介して力を加え、ウェハー積層体１０をプロセス温度に加熱する（３６４）。一例では、加えた力は５００Ｎ〜８０００Ｎの範囲内にあり、プロセス温度は２００℃である。片面加熱を用いる場合、ウェハー積層体１０を膜圧により加圧して良好な伝熱を確実にする。この処理の終了後、ボンディングされたウェハー積層体１０を冷却し、移送ピン及びロボットエンドエフェクターを用いてアンローディングする（３６６）。
【００４５】
上述の場合、Ｚ軸は薄い半順応性の上部チャック２２２／膜２２４設計を接触させるように上方に移動する。この実施形態では、膜／チャックフレクシャーを介して結合界面に対して垂直な方向にのみ圧力を加えることによって、また、接着剤のトポグラフィーに合致するように半順応性チャックを用いることによって、接着剤層がＴＴＶ／傾斜（TTV/tilt）を制御する。他の実施形態では、Ｚ軸は非順応性チャックを接触させるように上方に移動する。これらの場合、Ｚ軸移動が接着剤層の最終的な厚さを制御し、強制的に接着剤を剛性で平坦なチャック２２２に合致させる。接着剤層厚は、Ｚ軸位置制御、予め測定した基板厚及び既知の接着剤厚を用いることによって制御することができる。更に他の実施形態では、順応性層を下部チャック２３２上に設け、接着剤を予め硬化させるか又はその粘性を調整する。更に他の実施形態では、下部チャック及び上部チャックの双方を通じて熱を加える。
【００４６】
図２３を参照すると、熱摺動デボンダー１５０は、上部チャックアセンブリ１５１と、下部チャックアセンブリ１５２と、上部チャックアセンブリ１５１を支持する静止ガントリー１５３と、下部チャックアセンブリ１５２を支持するＸ軸キャリッジドライブ１５４と、２００ｍｍ及び３００ｍｍの直径を含む種々の直径のウェハーを昇降させるように設計されているリフトピンアセンブリ１５５と、Ｘ軸キャリッジドライブ１５４及びガントリー１５３を支持するベース板１６３とを備えている。
【００４７】
図２４を参照すると、上部チャックアセンブリ１５１は、ガントリー１５３にボルト締めされている上部支持チャック１５７と、該上部支持チャック１５７の下面と接触しているヒーター支持板１５８と、該ヒーター板１５８の下面と接触している上部ヒーター１５９と、Ｚ軸ドライブ１６０と、上側ウェハー板／ヒーター下面１６４をレベリングする板レベリングシステムとを備えている。板レベリングシステムは、上部ヒーター１５９を上部支持チャック１５７に接続している３つのガイドシャフト１６２、及び３つの空気圧差動式分割クランプ１６１を備える。板レベリングシステムは、支持されたウェハーの中心部に対応する中心点を中心に並進させることなく上側ウェハー板１６４を回転及び／又は傾斜させる、球状のウェッジエラー補償（ＷＥＣ）機構を提供する。ヒーター１５９は、支持されたウェハー積層体１０を３５０℃まで加熱可能な定常状態ヒーターである。ヒーター１５９は、２００ｍｍウェハー、又は３００ｍｍウェハーの中心領域を加熱するように構成されている第１の加熱ゾーンと、３００ｍｍウェハーの周縁を加熱するように構成されている第２の加熱ゾーンとを含む。第１の加熱ゾーン及び第２の加熱ゾーンは、ウェハー積層体の結合界面全体にわたって均熱性を達成するように、かつウェハー積層体のエッジにおける熱損失を軽減するように互いに独立して制御される。ヒーター支持板１５８は、断熱を提供するように、かつ上部ヒーター１５９によって発生する可能性があるいずれもの熱膨張応力の伝播を防止するように水冷される。
【００４８】
図２５を参照すると、下部チャック１５２は低熱質量セラミック材料から作製されており、エアベアリングキャリッジドライブ１５４の上にＸ軸に沿って摺動するように設計されている。キャリッジドライブ１５４は、２つの平行な横キャリッジ案内トラック１５６によってこのＸ軸移動にガイドされる。下部チャック１５２はそのＺ軸１６９に沿って回転するようにも設計されている。下記に記載するように、小さな角度でのＺ軸回転（すなわち捻り）を用いてウェハーの分離を開始する。ベース板１６３は防振されている。一例では、ベース板は花崗岩から作製される。他の例では、ベース板１６３はハニカム構造体を有し、空気圧防振装置（図示せず）によって支持される。
【００４９】
図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃを参照すると、図２３の熱摺動デボンダー１５０によるデボンディング動作は以下のステップを含む。初めに、一時的にボンディングされたウェハー積層体１０を、キャリアウェハー３０を上にするようにすると共に薄化したデバイスウェハー２０を下にするように一次的なリフトピン１５５にローディングする（１７１）。次に、ウェハー積層体１０を、薄化したデバイスウェハー２０の下面を下部チャック１５２と接触させるように下降させる（１７２）。次いで、下部チャック１５２を上部ヒーター１５９の下にくるまで方向１６５ａに沿って移動させる（１７４）。次に、上部チャック１５１のＺ軸１６０が下方に移動し、上部ヒーター１５９の下面１６４をキャリアウェハー３０の上面と接触させ、その後、キャリアウェハー積層体３０が設定温度に達するまで空気を上部ヒーター１５９及びキャリアウェハー３０上に浮上させる。設定温度に達すると、キャリアウェハー３０が上部チャックアセンブリ１５１によって保持されるようにキャリアウェハー３０上で真空引きし、ガイドシャフト１６２を分割クランプ１６１にロックする（１７５）。この時点で、上部チャック１５１は強固に保持されているのに対し、下部チャック１５２は順応性があり、先に、下部チャック１５２を捻ることによって、次いで、強固に保持された上部チャックアセンブリ１５１から離れるように方向１６５ｂに向けてＸ軸キャリッジ１５４を移動させる（１７７）ことによって、熱摺動分離を開始する（１７６）。デボンディングされた薄化したデバイスウェハー２０をＸ軸キャリッジ１５４によってアンローディング位置に運び、この場合、該デバイスウェハー２０をピンによって持ち上げて（１７８）、取り外す（１７９）。次に、Ｘ軸キャリッジ１５４が方向１６５ａに沿って戻る（１８０）。Ｘ軸キャリッジ１５４が上部チャックアセンブリ１５１の下の位置に達すると、キャリアウェハー３０の接着剤側面を接触させるようにリフトピン１５５を上昇させ、空気をヒーター板１５９上にパージして該ヒーター板１５９からキャリアウェハーを解放する（１８１）。リフトピン１５５を、下部チャックの上面を接着剤で汚さないように下部チャック平面の真上の高さに下降させ（１８２）、Ｘ軸キャリッジ１５４が方向１６５ｂに沿ってアンローディング位置に戻る。キャリアウェハーを冷却し、その後、取り外す（１８３）。
【００５０】
図２Ａを参照すると、機械的デボンダーＢ  ２５０が、薄化したデバイスウェハー２０から離れるようにキャリアウェハー３０のエッジ３１を機械的に持ち上げることによって、薄化したデバイスウェハー２０からキャリアウェハー３０をデボンディングする。デボンディング工程の前に、一時的にボンディングされたウェハー積層体１０をフレーム２５に取着し、分離時、薄化したウェハーがフレーム２５によって支持されたままとなる。図２７及び図２８を参照すると、デボンダー２５０は、２つのゾーンのある円形状真空シール２５５を有する屈曲板２５３を備えている。シール２５５は２つのゾーンを含み、その一方は、該シールによって囲まれた領域内に配置されている２００ｍｍウェハーをシールするためのものであり、もう一方は、該シールによって囲まれた領域内の３００ｍｍウェハーをシールするためのものである。シール２５５はＯリング又は吸着盤により実装される。リフトピンアセンブリ２５４を用いて、屈曲板２５３によって搬送される分離したキャリアウェハー３０を昇降させる。デボンダー２５０は真空チャック２５６も備える。真空チャック２５６及び屈曲板２５３は双方とも支持板２５２上に互いに隣に配置され、この支持板２５２は更にベース板２５１によって支持される。屈曲板２５３は、ヒンジモータードライブ２５７によって駆動されるヒンジ２６３に接続されている縁２５３ｂを有する。真空チャック２５６は多孔質焼結セラミック材料から作製されており、分離した薄いウェハー２０を支持するように設計されている。ヒンジモータードライブ２５７を用いて、ウェハー積層体１０が真空チャック２５６にローディングされた後でウェハー積層体１０上に屈曲板２５３を駆動する。アンチバックラッシュギアドライブ２５８を用いて屈曲板２５３の不慮のバッキングを防止する。デボンドドライブモーター２５９がベース板２５１の縁２５１ａに、かつ、チャック支持板２５２ａの縁の隣に取着される。デボンドドライブモーター２５９は、以下に記載するように、ローディングしたウェハー積層体１０上に屈曲板が載置された後、方向２６１にベース板２５１の平面に対して垂直に接触コントローラー２６０を移動させ、該接触ローラー２６０のこの動きにより屈曲板２５３の縁２５３ａを持ち上げる。
【００５１】
図２９を参照すると、デボンダー２５０によるデボンディング動作２７０は以下のステップを含む。初めに、キャリアウェハー３０を上にするようにすると共に、薄化したウェハー２０を下にするように、テープフレーム２５をウェハー積層体１０と共に真空チャック２５６上にローディングする（２７１）。テープフレーム２５が、図２８に示すフレーム整合ピン２６２に対して割り出しされ、テープフレーム２５の位置がロックされる。次に、多孔質真空チャック２５６を通じて真空引きしてテープフレームの接着剤フィルムを保持する。次に、屈曲板２５３をキャリアウェハー３０の裏面と接触させるように、ローディングされたウェハー積層体上に屈曲板２５３を搬送するようにヒンジモーター２５７を係合させる（２７２）。屈曲板２５３がキャリアウェハー３０上の位置に達すると、シール２５５を介してキャリアウェハー上で真空引きする。ヒンジモーター２５７のトルクは、屈曲板２５３をこの「閉鎖位置」に維持するように一定に保たれる。次に、デボンドモーター２５９を、接触ローラー２６０を方向２６１ａに上方に移動させるようにすると共に屈曲板２５３の縁２５３ａを押し上げるように係合させる(２７３)。屈曲板の縁２５３ａのこの上方の動きにより、キャリアウェハー３０をわずかに曲げ（すなわち屈曲させ）、ウェハー積層体１０をリリース層３３に沿って離層させ、それによって、薄化したウェハー２０からキャリアウェハー３０を分離させる。シリコンウェハーは、任意の他の配向ではなく（１１０）結晶軸面に沿ってはるかに容易に破壊してしまうか又は割れる。したがって、キャリアウェハー３０は、その方向１１０が押し方向２６１ａに対して垂直であるように（１１０）平面上に作製され、それによって、離層中にウェハー３０の破壊を防止する。薄化したウェハー２０はテープフレーム２５に取着されたままであり、真空チャック２５６によって保持されている。このステップにより、デボンドモーター２５９が所定位置に一定に保持される。次に、ヒンジモータードライブ２５７は、取着されている分離したキャリアウェハー３０と共に屈曲板２５３を制御された方法で「開放位置」に開放する（２７４）。屈曲板の真空が解放されることによって、キャリアウェハー３０を解放する。次に、リフトピン２５４が、リリース層３３が表になるように配向されたキャリアウェハー３０を上昇させるように上方に移動した後で、キャリアウェハー３０が取り外される。次に、多孔質真空チャック２５６により真空が解放され、取着されている薄化したウェハー２０と共にテープ２５が取り外される。
【００５２】
本発明の幾つかの実施形態を記載してきた。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り様々な変更を行うことができることが理解されるであろう。したがって、他の実施形態も添付の特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【００５３】
図１
１００  一時的なウェハーボンディング及びデボンディングするための改善された装置
１１０  TEMPORARY BONDER  一時的なボンダー
２１０  MODULE A  モジュールＡ
３１０  MODULE B  モジュールＢ
４１０  MODULE C  モジュールＣ
５１０  MODULE D  モジュールＤ
１２０  DEBONDER  デボンダー/デボンダークラスター
１５０  THERMAL SLIDE DEBONDERA  熱摺動デボンダーＡ
２５０  MECHANICAL DEBONDER B  機械的デボンダーＢ
３５０  RADIATION ANDMECHANICAL DEBONDER C  照射及び機械的デボンダーＣ 
【００５４】
図１Ａ
TEMORARY BOND PROCESS A  一時的なボンド工程Ａ
６０ａ  一時的なボンディング工程Ａ
６０ｂ  デボンド工程Ａ  
１０  ウェハー積層体
２０  Device Wafer  デバイスウェハー
２０ａ  保護コーティング/デバイスウェハー表面
２０ｂ  露出したデバイスウェハー表面
２１  保護コーティング/保護層
２５  ダイシングフレーム
３０  Carrier Wafer  キャリアウェハー
３０ａ  接着剤層
３１  接着剤層
（６２）  Protective Coating（optional）  保護コーティング（任意選択的）
（６３）  Bake・Chill  焼成・冷却
（６４）  Flip Wafer  ウェハーを裏返す
（６５）  Adhesive LayerCoating / Dry Film Lamination  接着剤層コーティング／乾燥フィルム積層
（６６）  Bake  焼成
Chill  冷却
（６７）  Mechanical (optical)Alignment  機械的（光学的）アライメント
（６８）  Temporary Bond  一時的なボンド
DEBOND PROCESSA  デボンド工程Ａ
Processed Device Water  処理されたデバイスウェハー
Carrier  キャリア
Debonding  デボンディング
（６９）  加熱/制御された加えられた力及び速度下でウェハー積層体を摺動させて外す
Slide Lift Off  摺動させて外す
（５２）  Cleaning  洗浄 
（５３）  載置する/分離したデバイスウェハーをダイシングフレーム上に取り付け
１６９  軸
【００５５】
図１Ｂ
２０  デバイスウェハー
２０２  固定チャック
２１０  チャンバー２１０
２１０ａ 下部チャック
２１０ｂ 上部チャック
３０  キャリアウェハー
Process Basics  基本工程
Place bottom wafer on fixturechuck  下部ウェハーを固定チャック上に載置
Place top adhesive carrier direct  上部接着剤キャリアを直接載置
Manual Align  手動でアライメント
Load into chamber  チャンバーにロード
Top chuck down, force  上部にチャックを下降させ、力を加える
Vacuum pump down  真空ポンプ吸引
Heat to 〜200C  およそ２００Ｃまで加熱
Cool to unload temp  アンロード温度に冷却
Unload fixture  固定具をアンロード 
【００５６】
図２Ａ
７０ａ  TEMORARY BOND PROCESS B  一時的なボンド工程Ｂ
２０  Device Wafer  デバイスウェハー
２０ａ  デバイスウェハー表面
２２  Release layer  リリース層
３０  Carrier  キャリア/キャリアウェハー
３０ａ  表面
３２  軟質層
（７２）  Coat SemicoSil  ＳｅｍｉｃｏＳｉｌをコーティング
Plasma(PECVD  プラズマ（ＰＥＣＶＤ
（７３）  Spin Coat Adhesive  接着剤をスピンコーティング
（７４）  Flip Wafer  ウェハーを裏返す
（７６）  スピンコーティング
（７７）  Mechanical/opticalalignment  機械的／光学的なアライメント
（７８）  Temporary Bond  一時的なボンド
７０ｂ  DEBOND PROCESSB  デボンド工程Ｂ
１０  ウェハー積層体
２５  ダイシングフレーム
Processed Device Wafer  処理されたデバイスウェハー
Carrier  キャリア
（５４）  Mount to Frame  フレームに取り付ける
（５５）  Mechanical lift  機械的に持ち上げる
Thinned wafer supported by frame  薄化したウェハーがフレームによって支持される
【００５７】
図２Ｂ
２０  デバイスウェハー
２０２  固定チャック
２０３  スペーサー
２２２  上側チャック
２３９  Z-axis  Ｚ軸
３０  キャリアウェハー
３１０  MODULE B  ボンダーモジュールＢ
Process Basics  基本工程
Place bottom adhesive carrier on fixture  下部接着剤キャリアを固定具上に載置
Place top wafer on spacer flags  上部ウェハーをスペーサーフラグ上に載置
Manual Align  手動でアライメント
Load into chamber  チャンバーにロード
Vacuum pump down  真空ポンプ吸引
Remove spacers, drop wafer toedge bead  スペーサーを取り外し、ウェハーをエッジビードに降ろす
Purge chamber（force）  チャンバーをパージ（力）
Heat to 〜200C  およそ２００Ｃまで加熱
Cool to unload temp  アンロード温度に冷却
Unload fixture  固定具をアンロード
【００５８】
図３Ａ
８０ａ  ボンディング工程Ｃ  TEMORARY BOND PROCESS C  一時的なボンド工程Ｃ
２０  Device Wafer  デバイスウェハー
２０ａ  表面
２３  接着剤層
３０  キャリアウェハー/Carrier  キャリア
３０ａ  表面
３３  光吸収リリース層
（８２）  Coat with 3M adhesive  ３Ｍ接着剤でコーティング
（８４）  Flip Wafer  ウェハーを裏返す
（８６）  Coat / bake withLaser absorbing Release layer  レーザー吸収リリース層でコーティング／焼成  スピンコーティング
UV cure adhesive  接着剤をＵＶ硬化
（８７）  Mechanicaal (optical)Alignment  機械的（光学的）アライメント/接着剤層をＵＶ光で硬化
（８８）  Temporary Bond  一時的なボンド
８０ｂ  DEBOND PROCESSC  デボンド工程Ｃ
１０  ウェハー積層体
２０  デバイスウェハー
２０ａ  デバイスウェハー表面
２５  ダイシングフレーム
３０  キャリアウェハー
３３  リリース層
Processed Device Wafer  処理されたデバイスウェハー
Carrier  キャリア
（５６）Mount to Frame  フレームに取り付ける
（５７）YAG Laser release  ＹＡＧレーザー放出/ウェハー積層体を分離
（５８）Mechanical lift  機械的に持ち上げる
（５９）Peel Adhesive  接着剤を剥離
Thinned wafer supported by frame  薄化したウェハーがフレームによって支持される
【００５９】
図３Ｂ
４１０  MODULE C  モジュールＣ
２０  デバイスウェハー
２３  接着剤層
３０  キャリアウェハー
３３  リリース層
４１２  上部チャック
４１３  保持ピン
４１４  下部チャック
Process Basics  基本工程
Place LTHC carrier on top chuck  ＬＴＨＣキャリアを上部チャック上に載置
Apply holding pins  保持ピンを適用
Place adhesive wafer on bottomchuck  接着剤ウェハーを下部チャック上に載置
Robot align  ロボットアライメント
Vacuum pump down  真空ポンプ吸引
Top chuck moves down , slidingon holding pins  上部チャックを保持ピン上で摺動させながら下方に移動
Apply force  力を適用
Unload stack  積層体をアンロード
UV cure adhesive  接着剤をＵＶ硬化
【００６０】
図５
CLUSTER MODULE  クラスターモジュール
１０１  ハウジング
１０２  上側キャビネット構造部
１０３  LOWER CABINET  下側キャビネット
１０４  LEVELING ADJUSTMENTS  レベリング調整部
１０５  SERVICE ACCESS SIDE  サービスアクセス側面
１０６  TRANAPORT CASTERS  搬送キャスター
１１０  一時的なボンダークラスター
【００６１】
図６
MODULE UPPER STRUCTURE  モジュール上側構造
２１０、３１０  CONFIGURABLE PROCESSMODULES  構成可能なプロセスモジュール
１０５  ROBOT ACCESS SIDE  ロボットアクセス側面
【００６２】
図７
ROBOT SIDE VIEW  ロボット側面図
１３０  HOT PLATE MODULE  ホットプレートモジュール
１４０  COLD PLATE MODULE  コールドプレートモジュール
２１０、３１０  TEMP BOND MODULES  一時的なボンドモジュール
【００６３】
図８
HOT PLATE MODULE  ホットプレートモジュール
【００６４】
図９
TEMPORARY BOND MODULE  一時的なボンドモジュール
２１０  一時的なボンドモジュール
２１１  ロードドア
２１２  ハウジング
２２０  上側ブロックアセンブリ
２３０  下側ブロックアセンブリ
２３５  入れ子式カーテンシール（telescoping curtain seal）
２３８  移送ピンステージ
２４２  Ｚガイドポスト
【００６５】
図１０
２２０  上側アセンブリ
２３０  下側アセンブリ
２３５  入れ子式カーテンシール
２３９  Z-axis  Ｚ軸
２４２  案内ポスト
２４３  Ｚ軸ドライブ
【００６６】
図１１
２３０  下側ブロックアセンブリ
２３２  ヒーター板
２３３  抵抗性ヒーター素子
２３３Ａ  第２の加熱ゾーン
２３３Ｂ  第１の加熱ゾーン
２３４  一体型空気冷却部
２３６  断熱層
２３７  水冷支持フランジ
２３８  移送ピンステージ
２３９  Ｚ軸ブロック
２４０  移送ピン
２４２  ポスト
【００６７】
図１２
２４３  ボールねじ付き精密Ｚ軸ドライブ
２４４  サブミクロン位置制御用リニアエンコーダーフィードバック
２４６  ギアボックス付きサーボモーター
【００６８】
図１３
２２０  上側ブロックアセンブリ
２２１  上部静止チャンバー壁
２２２  上側セラミックチャック
２３５  カーテン
２３５ａシール要素
【００６９】
図１４
２１３  上部ハウジング壁
２１５ａ、２１５ｂ  クランプ
２１６  レベリングクランプ／ドライブアセンブリ
２２２  上側チャック
２２３ａ、２２３ｂ  真空ゾーン
２２４ａ ２００ｍｍ膜層
２２４ｂ ３００ｍｍ膜層
２２６  金属製フレクシャーストラップ（flexure straps：曲げストラップ）
２３２  下側セラミックヒーター板
【００７０】
図１６
４６０  機械的センタリング機構
４６０ａ、４６０ｂ  プリアライメントアーム
４６０ｃ  直動アライメントアーム
４６１ａ、４６１ｂ  機械的ジョー
４６１ｃ  ジョー
４６２、４６３  テーパー面
４６４  支持チャック
４６５  中心部
【００７１】
図１８Ａ
300MM PREALIGNMENT  ３００ｍｍプリアライメント
図１８Ｂ
200MM PREALIGNMENT  ２００ｍｍプリアライメント
４６０  センタリング機構
４６４  支持チャック
【００７２】
図１９ＡＢ
３０  ウェハー
４７１、４７２、４７３  ウェハーセンタリング機構
４７１ａ  直線中間位置エアベアリング又は機械的スライド
４７２ａ、４７３ａ  回転センタリングアーム
４７２ｂ  左センタリングアームプッシュロッド
４７３ｂ  右センタリングアームプッシュロッド
４７４  カム板
４７４ａ、４７４ｂ  直線カムプロファイル
【００７３】
図１９ＣＤ
３０  ウェハー
４８０  ウェハーセンタリング機構
４８１、４８２、４８３  センタリングリンク機構
４８１ａ  直線中間位置エアベアリング又は機械的スライド
４８２  左センタリングアームプッシュロッド
４８２ａ、４８３ａ  回転センタリングアーム
４８３  右センタリングアームプッシュロッド
４８４、４８５  板
４８４ａ、４８４ｂ  直線カムプロファイル
４８６ａ、４８６ｂ  センタリングアーム/ロッド
【００７４】
図２０ＡＢＣ  
２０  上部基板
２１０  ボンダーモジュール
２２２  上側真空チャック
２４０ａ  移送ピン
２４０ａ  ３００ｍｍピン
２４０ｂ  ２００ｍｍピン
４６１ａ、４６１ｂ  テーパーの機械的ジョー
４６１ａ、４６１ｂ、４６１ｃ  テーパーの「漏斗」ジョー
（３５０）ローディング
（３５２）  移送ピン２４０ａが下方に移動
（３５４）上方に移動
【００７５】
図２１ＡＢＣ    
３０  基板
２３２  下部真空チャック
２４０ａ  移送ピン
４６０  テーパーの機械的ジョー
４６１ａ、４６１ｂ  センタリングジョー
（３５６）  ローディング
（３５８）  上方に移動
（３５９）  下方に移動
【００７６】
図２２ＡＢ
１０  ウェハー積層体
２０  上部基板
２０２  一時的なボンディングチャンバー
２１６  止め具
２２２  上側チャック
２２４ａ  上部膜
２３０  下部ヒータースステージ
２３２  下部上部チャック
２３５  カーテンシール
２３９  Ｚ軸ステージ
３０  下部基板
（３６０）  閉鎖
（３６２）  移動
（３６４）  加熱
（３６６）  アンローディング
【００７７】
図２３
１５０  熱摺動デボンダー
１５１  TOP CHUCK ASSEMBLY  上部チャックアセンブリ
１５２  LOW THERMAL MASS BOTTOMCHUCK  低熱質量下部チャック
１５３  STATIC GANTRY  静止ガントリー
１５４  X-AXIS CARRIAGE DRIVE(AIR BEARING)  Ｘ軸キャリッジドライブ（エアベアリング）
１５５  LIFT PIN ASSEMBLY (200AND 300mm WAFER)  リフトピンアセンブリ（２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハー）
１５６  LATERAL CARRIAGEGUIDANCE (BOTH SIDES)  横キャリッジ案内（両側面）
１６２  ガイドシャフト
１６３  BASE PLATE  ベース板
Z−AXIS  Z軸
【００７８】
図２４
１５１  TOP CHUCK ASSEMBLY  上部チャックアセンブリ
１５７  TOP SUPPORT CHUCK (BOLTEDTO GANTRY)  上部支持チャック（ガントリーにボルト締めされている）
１５８  HEATER SUPPORT PLATE  ヒーター支持板
１５９  TOP HEATER  上部ヒーター
１６０  Z-AXIS  Ｚ軸
１６１  SPLIT CLAMP（３×）(PNEUMATICALLY ACTUATED)  分割クランプ（３×）（空気圧作動式）
１６２  GUIDE SHAFT (3X)  ガイドシャフト（×３）
１６４  上側ウェハー板／ヒーター下面
【００７９】
図２５
１００  一時的なウェハーボンディング及びデボンディングするための改善された装置
１５２  LOW THERMAL MASSBOTTOM CHUCK  低熱質量下部チャック
１５４  X-AXIS CARRIAGE（ON AIR BEARING）  Ｘ軸キャリッジ（エアベアリングによる）
１５５  LIFT PIN ASSEMBLY  リフトピンアセンブリ
１５６  LATERAL CARRIAGEGUIDANCE  横キャリッジ案内
１６３  GRANITE BASE  花崗岩ベース
１６９  Ｚ軸
X-axis  Ｘ軸
GANTRY  ガントリー
TOP CHUCK ASSEMBLY  上部チャックアセンブリ
【００８０】
図２６Ａ
１０  ウェハー積層体
２０  デバイスウェハー
３０  キャリアウェハー
１５１  上部チャック/上部チャックアセンブリ
１５２  下部チャック
１５５  一次的なリフトピン
１５９  上部ヒーター
１６０  Ｚ軸
１６１  分割クランプ
１６２  ガイドシャフト
１６４  下面
１６５ａ  方向
１６５ｂ  方向
（１７１）ローディング  
Load substrate stack on primarylift pins  基板積層体を一次的なリフトピン上にロード
Carrier wafer on top  キャリアウェハーを上にする
Thinned wafer on bottom  薄化したウェハーを下にする
Bonded to wafer  ウェハーにボンディングされる
On e-chuck  ｅチャック上に
（１７２）下降
X-axis carriage indexes tocontact position  Ｘ軸キャリッジが接触位置に割り出し
Bottom chuck over top heater  下部チャックを上部ヒーターに重ねる
（１７４）移動
Substrate stack and heater atgap  基板積層体及びヒーターの間隙を調整
ロック（１７５）
TOP chuck z-axis moves down  上部チャックのＺ軸を下方に移動させる
Float air on upper heater and carrier  上側ヒーター及びキャリアに空気を浮上させる
Dwell until carrier achievestemp setpoint  キャリアが温度設定点に達するまで一時停止
Pull vacuum on carrier  キャリア上で真空引き
Lock guide shaft in split clamp  ガイドシャフトを分割クランプにロック
【００８１】
図２６Ｂ
（１７６）Controlled thermal slideseparation of substrates  基板の熱摺動分離を制御
Top chuck assembly rigidly held  上部チャックアセンブリが強固に保持される
Compliant bottom wafer stack  下部ウェハー積層体は順応性がある
Twist bottom chuck and slideX-axis carriage along 165b  下部チャックを捻り、Ｘ軸キャリッジを方向１６５ｂに沿って摺動
（１７７）X-axis carriage indexes toload/unload position  Ｘ軸キャリッジがローディング／アンローディング位置に割り出し
Cool debonded wafer  デボンディングされたウェハーを冷却
Enclosure ensures operatorsafely  エンクロージャーが操作者を安全に確保
（１７８）Primary substrate lift pins upfor unload  アンロードのために一次的な基板リフトピンを上昇
（１７９）Remove bottom substrate  下部基板を取り外す
【００８２】
図２６Ｃ
（１８０）X-axis carriage indexes back tocontact position for carrier wafer removal  Ｘ軸キャリッジがキャリアウェハーの取り外しのために接触位置に戻るように割り出し
（１８１）Secondary lift pins up  二次的なリフトピンを上昇
Secondary lift pins contactadhesive side of carrier wafer  二次的なリフトピンがキャリアウェハーの接着剤側面に接触
Air purge on heater to release carrier from heater  空気をヒーター上でパージしてヒーターからキャリアを解放
（１８２）Secondary lift pins down to afly height above bottom chuck plane as not to contaminate surface with adhesive  接着剤で表面を汚さないように二次的リフトピンを下部チャック平面の真上の高さに下降
（１８３）X-axis carriage indexes back toload / unload position for carrier removal  キャリアを取り外すためにＸ軸キャリッジがロード／アンロード位置に割り出して戻る
Cool carrier wafer  キャリアウェハーを冷却
Secondary life pins to up height  二次的リフトピンの高さを上昇
Remove carrier wafer  キャリアウェハーを取り外す
【００８３】
図２７
２５  TAPE FRAME WITHSUBSTRATES LOADED  ローディングされた基板を有するテープフレーム
２５１  ベース板
２５２  支持板２５２
２５３  FLEX PLATE  屈曲板
２５４  LIFT PIN ASSEMBLY (200AND 300mm WAFERS)  リフトピンアセンブリ（２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハー）
２５５  CARRIER WAFER VACUUMSEAL (TWO ZONES FOR 200 AND 300mm WAFERS)  キャリアウェハー真空シール（２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハー用の２つのゾーン）
２５８  HINGE GEAR ASSEMBLY  ヒンジギアアセンブリ
２５９  DEBOND MOTOR DRIVE  デボンドモータードライブ
２６０  CONTACT ROLLER（LINE CONTACT OF FORCE ON FLEX PLATE）  接触ローラー（屈曲板にかかる力の直線接触）
ROLLER ASSEMBLY GIUDANCE  ローラーアセンブリ案内
【００８４】
図２８
３０  キャリアウェハー
２５１  BASE PLATE  ベース板
２５２  CHUCK SUPPORT PLATE  チャック支持板
２５３  FLEX PLATE  屈曲板
２５４  LIFT PIN ASSEMBLY(USED FOR 200 AND 300mm WAFARS)  リフトピンアセンブリ（２００ｍｍウェハー及び３００ｍｍウェハーに使用される）
２５６  POROUS VACUUM CHUCKFOR THIN WAFER SUPPORT  薄いウェハー支持用の多孔質真空チャック
２５７  HINGE MOTOR DRIVE  ヒンジモータードライブ
２５８  ANTI-BACKLASH GEARDRIVE  アンチバックラッシュギアドライブ
２５９  DEBOND MOTOR DRIVE  デボンドモータードライブ
２６０  CONTACT ROLLER  接触ローラー
２６２  TAPE FRAMEREGISTRATION PINS(RED)  テープフレーム整合ピン（赤）
２６３  ヒンジ
【００８５】
図２９
（２７１）Load tape frame with wafer stack  テープフレームをウェハー積層体と共にロード
Carrier wafer on top  キャリアウェハーを上にする
Thinned wafer on bottom  薄化したウェハーを下にする
Index tape frame againstregistration pins and lock tape frame  テープフレームを整合ピンに対して割り出し、テープフレームをロック
Pull vacuum on porous chuck tohold tape frame adhesive film  テープフレームの接着剤フィルムを保持するように多孔質チャック上で真空引き
Thinned wafer fully supported onporous vacuum chuck  薄化したウェハーが多孔質真空チャック上で十分に支持される
（２７２）Engage hinge motor to close flexplate onto wafer stack  ウェハー積層体上に屈曲板を閉鎖するようにヒンジモーターを係合
Pull vacuum on carrier wafer(top) via o-ring/suction cup sealing  Ｏリング／吸着盤のシールを介してキャリアウェハ―（上部）で真空引き
Holding torque of hinge motorkeeps flex plate in “closed position”  「閉鎖位置」に屈曲板を維持するようにヒンジモーターのトルクを保持
（２７３）Engage debond motor drive for delamination of waferstack  ウェハー積層体の離層のためにデボンドモータードライブを係合
Plasma activated release layertuned to release elastomer from thinned wafer first (bottom)  プラズマ活性化したリリース層が薄化したウェハー（下部）から先にエラストマーを解放するように調整される
Through initial flexing, carrierwafer fully delaminates / debonds from thinned wafer  最初の屈曲によりキャリアウェハーが薄化したウェハーから完全に離層／デボンディング
Hold debond motor drive at thisposition  デボンドモータードライブをこの位置に保持
（２７４）Hinge motor opens flex plate incontrolled manner to “open position”  ヒンジモーターが屈曲板を制御された方法で「開放位置」に開放
Release vacuum on carrier wafer  キャリアウェハー上で真空を解放
Lift pins up to remove carrierwafer with elastomer facing up  エラストマーが上に面したキャリアウェハーを取り外すようにピンを上昇
Release vacuum and unlocked tapeframe for manual removal  手動による取り外しのために真空を解放してテープフレームをアンロック
２５３ａ  縁
【図１】
0005439583.tif 000002
【図１Ａ】
0005439583.tif 000003
【図１Ｂ】
0005439583.tif 000004
【図２Ａ】
0005439583.tif 000005
【図２Ｂ】
0005439583.tif 000006
【図３Ａ】
0005439583.tif 000007
【図３Ｂ】
0005439583.tif 000008
【図１０】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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