基底结合设备和利用其结合基底的方法技术

一种基底结合设备和一种结合基底的方法，该设备包括：上卡盘，将第一基底固定到上卡盘的下表面上，使得第一基底向下变形为凹表面轮廓；下卡盘，布置在上卡盘下方并且将第二基底固定到下卡盘的上表面上，使得第二基底向上变形为凸表面轮廓；以及卡盘控制器，控制上卡盘和下卡盘以分别固定第一基底和第二基底，并且生成将第二基底的形状从平坦表面轮廓改变为凸表面轮廓的形状参数。

【技术实现步骤摘要】
基底结合设备和利用其结合基底的方法于2017年12月18日在韩国知识产权局提交并且专利技术名称为“SubstrateBondingApparatusandMethodofBondingSubstratesUsingtheSame(基底结合设备和利用其结合基底的方法)”的第10-2017-0174597号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
实施例涉及一种基底结合设备和一种利用基底结合设备结合基底的方法。
技术介绍
为了半导体装置和显示装置的高性能，用于竖直地堆叠多个基底的堆叠封装工艺可以用于半导体和平板显示器领域中。
技术实现思路
实施例可以通过提供一种基底结合设备实现，该基底结合设备包括：上卡盘，将第一基底固定到上卡盘的下表面上，使得第一基底向下变形为凹表面轮廓；下卡盘，布置在上卡盘下方并且将第二基底固定到下卡盘的上表面上，使得第二基底向上变形为凸表面轮廓；以及卡盘控制器，控制上卡盘和下卡盘以分别固定第一基底和第二基底，并且生成将第二基底的形状从平坦表面轮廓改变为凸表面轮廓的形状参数。实施例可以通过提供一种结合基底的方法实现，该方法包括：检测固定到上卡盘并具有凹表面轮廓的第一基底的第一中心位置、第一边缘位置和最大挠曲以及固定到下卡盘并具有平坦表面轮廓的第二基底的第二中心位置和第二边缘位置；使第二基底与第一基底对齐，使得第二基底的第二中心位置与第一基底的第一中心位置重合；从第一基底和第二基底的检测的中心位置和边缘位置生成第一基底和第二基底的水平变形，从而分别获得作为第一基底和第二基底的水平变形的第一卡盘尺度和第二卡盘尺度；将第二基底的形状从平坦表面轮廓转变为由包括第一卡盘尺度与第二卡盘尺度之间的卡盘尺度差的形状参数限定的凸表面轮廓；以及将上卡盘与下卡盘之间的间隙距离设定为结合间隙，结合间隙是在结合第一基底和第二基底时用于保持将最大挠曲和形状参数转换为卡盘尺度差的线性的最小间隙距离。实施例可以通过提供一种基底结合设备实现，该基底结合设备包括：上卡盘，第一基底可固定在上卡盘上，使得第一基底具有向下的抛物线表面轮廓；下卡盘，布置在上卡盘下方，第二基底可固定在下卡盘上，下卡盘被构造为将第二基底的形状从平坦轮廓改变为向上的抛物线轮廓；以及卡盘控制器，控制上卡盘和下卡盘，卡盘控制器被配置为：生成用于将第二基底的形状从平坦轮廓改变为向上的抛物线轮廓的形状参数；并且移动上卡盘或下卡盘以使第一基底与第二基底接触并且将第一基底与第二基底结合。附图说明通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对本领域技术人员而言将是明显的，在附图中：图1示出了根据示例实施例的基底结合设备的结构图；图2示出了图1中示出的基底结合设备的上卡盘的透视图；图3A示出了根据示例实施例的图1中示出的基底结合设备的下卡盘的平面图；图3B示出了沿图3A中示出的线I-I'截取的下卡盘的剖视图；图3C示出了当多个突起从下台突出时图3B中示出的下卡盘的剖视图；图4A示出了根据第二示例实施例的图1中示出的基底结合设备的下卡盘的平面图；图4B示出了沿图4A中示出的线II-II'截取的下卡盘的剖视图；图4C示出了当下卡盘的弹性基体扩展时图4B中示出的下卡盘的剖视图；图5A示出了图4A中示出的下卡盘的修改的平面图；图5B示出了示出图5A中示出的修改的下卡盘的第一分离环的高度变化的曲线图；图5C示出了沿图5A中示出的线III-III'截取的修改的下卡盘的剖视图；图6A示出了用于通过利用第一基底W1检测第一卡盘尺度(chuckscale)的工艺的侧视图；图6B示出了用于通过利用第二基底W2检测第二卡盘尺度的工艺的侧视图；以及图7至图10示出了在图1中示出的基底结合设备中结合基底的方法的阶段的图。具体实施方式图1示出了根据示例实施例的基底结合设备的结构图。图2示出了图1中示出的基底结合设备的上卡盘的透视图。图3A示出了根据示例实施例的图1中示出的基底结合设备的下卡盘的平面图，图3B示出了沿图3A中示出的线I-I'截取的下卡盘的剖视图。图3C示出了当多个突起从下台突出时图3B中示出的下卡盘的剖视图。参照图1、图2和图3A至图3C，根据示例实施例的基底结合设备1000可以包括上卡盘200、下卡盘300和卡盘控制器500，上卡盘200将第一基底W1固定到其下表面上使得第一基底W1可以向下变形为凹表面轮廓C1，下卡盘300布置在上卡盘200下方并且将第二基底W2固定到其上表面上使得第二基底W2可以向上变形为凸表面轮廓C2，卡盘控制器500控制上卡盘200和下卡盘300以分别固定第一基底W1和第二基底W2，并且生成用于将第二基底的形状从平坦表面轮廓变为凸表面轮廓的形状参数。下卡盘300可以以使第一基底W1和第二基底W2可以彼此对齐的方式线性移动和旋转。此外，基底结合设备1000还可以包括用于检测第一基底W1和第二基底W2的基底状态的基底检测器400。在实施方式中，基底结合设备1000可以包括具有预定腔室空间的腔室100，上卡盘200和下卡盘300可以设置在腔室100中。例如，腔室100可以包括具有足够的强度和刚度的矩形壳体或圆柱形壳体，并且腔室空间可以在基底结合工艺中与周围环境隔离。一对基底可以经由出入口110装载到腔室100中，一对竖直组合的基底(堆叠基底)可以在完成基底结合工艺之后经由出入口110从腔室100卸载。出入口110可以包括用于选择性地打开或关闭腔室空间的门。当在腔室100中进行基底结合工艺时，出入口110的门可以关闭，腔室空间可以与周围环境隔离。当完成基底结合工艺时，出入口110的门可以打开，腔室空间可以与周围环境连通。例如，上卡盘200可以设置在腔室100的上部处，下卡盘300可以设置在腔室100的下部处。第一基底W1可以固定到上卡盘200，第二基底W2可以固定到下卡盘300。第一基底和第二基底可以在基底结合工艺中彼此结合并且可以在腔室100中形成为单个堆叠基底。第一基底W1和第二基底W2可以包括具有多个半导体芯片的晶圆和具有多个薄膜晶体管的玻璃面板。第一基底W1可以固定到上卡盘200并且可以以凹表面轮廓C1向下变形。例如，上卡盘200可以包括成形为其直径可以大于第一基底W1的直径的平板(例如，具有平板形状)的上台210以及穿透上台的外围部分并且将第一吸入压力施加到第一基底W1的外围部分的多条吸入线220。上台210可以具有足够的尺寸以保持第一基底W1，并且可以根据第一基底W1的形状而具有圆盘形状或矩形板形状。上台210的上表面210a可以面对腔室100的顶板，上台210的下表面210b可以面对腔室100的底部。第一基底W1可以通过第一吸入压力固定到上台210的下表面210b。吸入线220可以沿上台210的外围部分布置并且沿圆周线以相同的间隙距离分隔开。例如，吸入线220可以包括在上台210的外围部分处穿过上台210的压力缸222以及结合到压力缸222的位于上台210下方的端部并且通过第一吸入压力吸附第一基底W1的吸盘224。压力缸222可以固定到基体230并且可以向上和向下移动。例如，齿条和小齿轮可以设置在基体230中，压力缸222可以随着小齿轮旋转而线性地向上和向下移动。例如，压力缸222可以连接到第一电源P1并且可以将第一吸入压力从第一电源P1传输到吸盘22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基底结合设备，所述基底结合设备包括：上卡盘，将第一基底固定到上卡盘的下表面上，使得第一基底向下变形为凹表面轮廓；下卡盘，布置在上卡盘下方并且将第二基底固定到下卡盘的上表面上，使得第二基底向上变形为凸表面轮廓；以及卡盘控制器，控制上卡盘和下卡盘以分别固定第一基底和第二基底，并且生成将第二基底的形状从平坦表面轮廓改变为凸表面轮廓的形状参数。

【技术特征摘要】
2017.12.18 KR 10-2017-01745971.一种基底结合设备，所述基底结合设备包括：上卡盘，将第一基底固定到上卡盘的下表面上，使得第一基底向下变形为凹表面轮廓；下卡盘，布置在上卡盘下方并且将第二基底固定到下卡盘的上表面上，使得第二基底向上变形为凸表面轮廓；以及卡盘控制器，控制上卡盘和下卡盘以分别固定第一基底和第二基底，并且生成将第二基底的形状从平坦表面轮廓改变为凸表面轮廓的形状参数。2.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，下卡盘包括下台、多个突起、吸入控制器和水平控制器，下台具有平板形状，所述多个突起布置在下台的上表面上并且支撑第二基底，吸入控制器将吸入压力经由突起施加到第二基底从而将第二基底固定到突起，水平控制器控制所述多个突起的顶表面水平。3.根据权利要求2所述的基底结合设备，其中，下台具有圆盘形状，所述多个突起相对于下台的中心以多个同心圆的形状布置的下台上，使得突起的顶表面水平与第二基底的凸表面轮廓一致地变化。4.根据权利要求3所述的基底结合设备，其中，吸入控制器包括：多条吸入线，吸入压力通过所述多条吸入线施加到第二基底；以及压力控制器，共同地连接到所述多条吸入线并且控制每条吸入线的吸入压力，使得同一同心圆的突起处于相同的吸入压力下。5.根据权利要求3所述的基底结合设备，其中，水平控制器包括：多条驱动线，驱动功率通过所述多条驱动线传输到突起，使得每个突起从下台突出到突起高度；以及功率控制器，共同地连接到多条驱动线并且控制每条驱动线的驱动功率，使得同一同心圆的突起具有相同的突起高度并且突起的突起高度沿下台的径向减小，从而使顶表面水平沿下台的径向降低。6.根据权利要求2所述的基底结合设备，其中，下卡盘还包括置于下台与所述多个突起之间并且扩展的圆盘形的弹性基体，使得圆盘形的弹性基体的高度沿径向减小，突起顶表面水平与第二基底的凸表面轮廓一致地降低。7.根据权利要求6所述的基底结合设备，其中，圆盘形的弹性基体包括中心圆盘和围绕中心圆盘并且沿径向同心地布置的多个分离环，使得中心圆盘和分离环是单独可扩展的。8.根据权利要求7所述的基底结合设备，其中，每个分离环的宽度沿径向减小，使得接近中心圆盘的最内分离环的宽度大于远离中心圆盘的最外分离环的宽度。9.根据权利要求7所述的基底结合设备，其中，水平控制器包括：多条扩展线，扩展功率通过所述多条扩展线传输到中心圆盘和分离环中的每个，使得中心圆盘和分离环从下台单独扩展到一定高度；以及功率控制器，共同地连接到所述多条扩展线并且控制扩展线中的每条扩展线的扩展功率，使得中心圆盘和分离环的高度沿径向减小，从而使所述多个突起的顶表面水平降低。10.根据权利要求9所述的基底结合设备，其中，中心圆盘和分离环中的至少一个包括以相同的中心角沿角方向分离的多个角分离块。11.根据权利要求10所述基底结合设备，其中，水平控制器包括从扩展线中的至少一条分叉的多条分支线，分支线分别单独连接到角分离块，使得扩展功率单独施加到角分离块中的每个。12.根据权利要求2所述的基底结合设备，所述基底结合设备还包括基底检测器，基底检测器具有检测第一基底和第二基底的位置的位置检测器和检测第一基底的凹表面轮廓的最大挠曲的挠曲检测器。13.根据权利要求12所述的基底结合设备，其中，位置检测器包括分别布置在上卡盘和下卡盘的侧面处的一对光学相机，挠曲检测器包括间隙传感器。14.根据权利要求12所述的基底结合设备，其中，卡盘控制器包括：校准器，使第一基底和第二基底彼此对齐，使得第一基底的中心位置与第二基底的中心位置重合；定标器，从第一基底的水平变形生成第一卡盘尺度并从第二基底的水平变形生成第二卡盘尺度；参数生成器，从第一卡盘尺度和第二卡盘尺度生成形状参数；以及结合间隙器，将上卡盘与下卡盘之间的结合间隙生成为当第一基底和第二基底彼此结合时将凹表面轮廓和凸表面轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊亨，金圣协，任京彬，金石镐，金兑泳，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR