用于接合衬底的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将第一衬底（2）与第二衬底（2＇）在所述衬底（2，2＇）的接触面（2o，2o＇）处接合的方法，其具有如下步骤、尤其是如下流程：‑用保持力FH1将所述第一衬底（2）保持在第一样品支架（1）的第一样品支架表面（1o）上，以及用保持力FH2将所述第二衬底（2＇）保持在第二样品支架（1＇）的第二样品支架表面（1o＇）上，‑将所述接触面（2o，2o＇）在接合发起部位（20）处接触并且至少将所述第二样品支架表面（1o，1o＇）加热到加热温度TH，‑沿着从所述接合发起部位（20）伸展至所述衬底（2，2＇）的侧边缘（2s，2s＇）的接合波，将所述第一衬底（2）与所述第二衬底（2＇）接合，其特征在于，在接合期间减小在所述第二样品支架表面（1o＇）上的所述加热温度TH。

A method for joining a substrate

The present invention relates to a method for engaging a first substrate (2) with a second substrate (2 ') in the contact surface (2O, 2O') of the substrate (2, 2 '), and has the following steps, especially the following process: the first sample branch of the first substrate (2) is kept on the first sample stent (1) with a retention force FH1. On the frame surface (1o), and maintaining the second substrate (2 ') on the second sample support surface (1o') of the second sample bracket (1 ') with the retention force FH2, the contact surface (2O, 2O \) is touched at the joint initiation site (20) and is heated to the surface of the second sample bracket (1o, 1o') at least. At the heating temperature TH, the first substrate (2) is joined to the second substrate (2 \) along the side edge (2S, 2S') of the substrate (2, 2 ') from the joint initiation site (20), which is characterized by reducing the surface of the second sample bracket (1o') during the engagement. The heating temperature is TH.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接合衬底的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的用于将第一衬底与第二衬底接合（Bonden）的方法。
技术介绍
在半导体工业中，多年以来将衬底彼此对准并且相互连接。连接（所谓的接合）在此用于构建多衬底叠层（Multisubstratstapel）。在这样的多衬底叠层中，功能单元、尤其是存储器、微处理器、MEMs等相互连接并且由此相互组合。通过这些组合可能性得到多种多样的应用可能性。功能单元的密度逐年升高。由于向前推进的（voranschreitend）技术开发，功能单元的大小越来越多地被减小。因而，升高的密度随着每个衬底的更大件数的功能单元而出现。件数的升高对单件成本的降低负有重大责任。就变得越来越小的功能单元而言的缺点主要在于变得越来越困难的如下实现：即实现所有功能单元沿着两个衬底的接合界面无误差地、尤其是但是也完全地叠加。在目前的对准技术中的最大问题因此并不总是只在于，依据对准标记使两个衬底、尤其是两个晶片彼此对准；而是在于，产生第一衬底的点与第二衬底的点的无误差的、尤其是完全的关联，该关联因而延伸到衬底的整个面上。经验表明：衬底的在接合过程之后的表面上的结构通常并不是彼此一致的（kongruent）。两个衬底的一般的（尤其是整体的）对准和接着其后的接合步骤因而并不总是足以获得期望的点在所述衬底表面的每个点处的完全的且无误差的一致。在现有技术中，存在如下两个基本问题：这两个基本问题给简单的整体对准和接着的接合步骤造成障碍。首先，第一衬底和/或第二衬底的结构的位置通常遭受与理论位置的偏离。该偏离可能有多种原因。例如可能会可设想的是，实际的制成的结构偏离其理想位置，因为制造工序（Herstellprozess）已有误差或者至少具有公差。对此的实例可能会是通过分步重复（Step-And-Repeat）工序来重复应用光刻技术（Lithographie），该分步重复工序在印模（Stempel）每次平移偏移时带来位置中的小的但是明显的误差。另一不太重要（wenigertrivial）的原因可能是衬底由于机械负荷、但尤其是热负荷造成的形变。衬底例如在制造这些结构的时间点具有被限定的温度。该温度通常不在衬底的整个工序流（Prozessfluss）内保持不变，而是改变。随着温度改变出现热膨胀，并且由此在最理想的情况下出现直径的改变，在最不利的情况下出现复杂的热形变。其次，甚至如下两个衬底可能在接合过程期间失去无误差的、尤其是整面的一致性：这两个衬底在接触和实际的接合过程之前不久具有该一致性，即具有所有结构的重叠。因而，在产生无误差的如下衬底叠层时有决定性的影响应归于接合工序本身：该衬底叠层因而具有结构的完美的一致性。第三，施加到衬底上的层和结构可能在衬底中产生应力。这些层例如可以是绝缘层，所述绝缘层是硅通孔（TSV，through-silicon-via）。在持久连接两个衬底时的最大的技术问题之一是在各个衬底之间的功能单元的对准精确度。尽管这些衬底经由对准设备可以非常精确地彼此对准，但是在接合过程自身期间可能发生衬底的畸变（Verzerrungen）。由于这样形成的畸变，功能单元不一定在所有位置处都正确地彼此对准。在衬底上的确定的点处的对准不精确性可能是畸变、缩放误差（Skalierungsfehler）、透镜误差（放大误差或缩小误差）等的结果。在半导体工业中，所有研究这样的问题的主题范围被纳入术语“套刻精度（Overlay）”。针对该主题的相应的介绍例如在Mack，Chris的“FundamentalPrinciplesofOpticalLithography”（TheScienceofMicrofabrication，WILEY，2007年，2012年再版）中找到。在实际的制造工序之前，在计算机中设计每个功能单元。例如，用CAD（英语：computeraideddesign（计算机辅助设计））程序设计印制导线、微芯片、MEMS或者任何其他借助微系统技术可制造的结构。然而，在制造这些功能单元期间表明：在计算机上构造的理想的功能单元与在净化室中生产的真正的功能单元之间总是存在偏离。这些差异主要归因于硬件的限制、即工程技术问题，但是非常经常地归因于物理边界。这样，通过光刻工序制造的结构的分辨率精确度（Aufloesungsgenauigkeit）受光掩模的孔径的大小和所使用的光的波长限制。掩模畸变被直接转移到光刻胶中。机器的线性电动机只能逼近（anfahren）在预给定的公差内可重现的位置，等等。因而，不足为奇的是，衬底的功能单元并不能确切地与在计算机上构造的结构相同。因而，所有衬底已经在接合工序之前具有与理想状态的不可忽视的偏离。如果现在在假设这两个衬底没有一个由于连接过程而畸变的情况下将两个衬底的两个对置的功能单元的位置和/或形状进行比较，则确定，通常已经存在功能单元的并非完美的符合，因为这些功能单元由于上面描述的误差偏离了理想的计算机模型。最常见的误差在图8（复制于：http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Overlay_typical_model_terms_DE.svg（2013年5月24日），和Mack，Chris的“FundamentalPrinciplesofOpticalLithography”（TheScienceofMicrofabrication，WILEY，第312页，2007年，2012年再版））中示出。根据这些插图可以粗略地在整体的和局部的或对称的和非对称的套刻精度误差之间进行区分。整体的套刻精度误差是均匀的，因而与定位（Ort）无关。该整体的套刻精度误差产生在两个对置的功能单元之间的与位置无关的相同偏离。常规的整体的套刻精度误差是第I误差和第II误差，所述第I误差和第II误差经由两个衬底彼此间的平移或旋转形成。这两个衬底的平移或旋转对于在所述衬底上的所有分别对置的功能单元产生与此相应的平移或旋转误差。局部套刻精度误差与定位有关地形成，主要由于弹性问题和/或塑性问题和/或由于初始工序（Vorprozesse）形成，在本情况下这些问题主要是经由连续传播的接合波引起。在所示出的套刻精度误差中，第III误差和第IV误差主要是被称作“跳动（run-out）”误差。该误差主要是由于至少一个衬底在接合过程期间的畸变形成。由于至少一个衬底的畸变，第一衬底的功能单元也相对于第二衬底的功能单元畸变。然而，第I误差和第II误差同样可能由于接合工序而形成，但是第I误差和第II误差与第III误差和第IV误差大部分极强地叠加，使得这些误差只能困难地被识别或被测量。这适用于最新结构类型的接合器（Bonder）、尤其是熔融接合器（Fusionsbonder），所述接合器具有x校正和/或y校正和/或旋转校正的极端精确的可能性。在现有技术中，已经存在如下设备：借助该设备可以至少部分地减小局部畸变。在此是通过使用主动（aktive）控制元件进行的局部矫正（WO2012/083978A1）。在现有技术中，存在用于校正“跳动”误差的最初的解决方案。US20120077329A1描述了一种方法，以便通过不固定下部衬底而在接合期间和之后在两个衬底的功能单元之间获得所期望本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将第一衬底（2）与第二衬底（2＇）在所述衬底（2，2＇）的接触面（2o，2o＇）处接合的方法，其具有如下步骤、尤其是如下流程：‑ 用保持力FH1将所述第一衬底（2）保持在第一样品支架（1）的第一样品支架表面（1o）上，以及用保持力FH2将所述第二衬底（2＇）保持在第二样品支架（1＇）的第二样品支架表面（1o＇）上，‑ 将所述接触面（2o，2o＇）在接合发起部位（20）处接触并且将至少所述第二样品支架表面（1o，1o＇）加热到加热温度TH，‑ 沿着从所述接合发起部位（20）伸展至所述衬底（2，2＇）的侧边缘（2s，2s＇）的接合波，将所述第一衬底（2）与所述第二衬底（2＇）接合，其特征在于，在所述接合期间，在所述第二样品支架表面（1o＇）处减小所述加热温度TH。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将第一衬底（2）与第二衬底（2＇）在所述衬底（2，2＇）的接触面（2o，2o＇）处接合的方法，其具有如下步骤、尤其是如下流程：-用保持力FH1将所述第一衬底（2）保持在第一样品支架（1）的第一样品支架表面（1o）上，以及用保持力FH2将所述第二衬底（2＇）保持在第二样品支架（1＇）的第二样品支架表面（1o＇）上，-将所述接触面（2o，2o＇）在接合发起部位（20）处接触并且将至少所述第二样品支架表面（1o，1o＇）加热到加热温度TH，-沿着从所述接合发起部位（20）伸展至所述衬底（2，2＇）的侧边缘（2s，2s＇）的接合波，将所述第一衬底（2）与所述第二衬底（2＇）接合，其特征在于，在所述接合期间，在所述第二样品支架表面（1o＇）处减小所述加热温度TH。2.根据权利要求1所述的方法，其中，减小所述加热温度TH根据所述接合波的变化过程进行，尤其是通过断开加热部来进行。3.根据上述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：F库尔茨，T瓦根莱特纳，T普拉赫，JM聚斯，
申请(专利权)人：EV集团E·索尔纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT