基材接合设备、基材处理设备及其系统的制作方法

1.本揭露的实施方式是有关于一种基材接合设备、基材处理设备及其系统。


背景技术：

2.本揭露的技术领域与基材接合相关。在微机电系统(mems)与微电子领域中，例如为了在真空腔室或气控腔室内封装结构，经常有接合基材的需求。直接接合、或熔融接合用于无额外中间层的基材接合制程。


技术实现要素：

3.依照本揭露的一些实施方式，基材处理设备包含电浆模块，其配置以将电浆施加至第一基材与第二基材；清洗模块，其配置以清洗第一基材与第二基材的一或多个表面；温度控制模块，其配置以调整第一基材的第一温度与第二基材的第二温度，其中温度控制模块至少包含一个用于输送温度控制流体的导管；以及接合模块，其配置以接合第一基材与第二基材，其中接合模块包含上座与下座，其中上座包含用于在上座中输送温度控制流体的上座导管，且下座包含用于在下座中输送温度控制流体的下座导管。
4.依照本揭露的一些实施方式，基材接合设备包含上座，其配置以固定第一基材；下座，其配置以固定第二基材；上座导管，包含在上座中，用于在上座中输送温度控制流体；以及下座导管，包含在下座中，用于在下座中输送另一温度控制流体。
5.依照本揭露的一些实施方式，基材处理设备包含电浆模块，其配置以将电浆施加至第一基材与第二基材；清洗模块，其配置以清该第一基材与第二基材的一或多个表面；温度控制模块，其配置以调整第一基材的第一温度与该第二基材的第一温度，其中温度控制模块包含用于输送温度控制流体的导管；接合模块，配置以接合第一基材与第二基材，其中接合模块包含上座与下座，其中上座包含用于在上座中输送温度控制流体的上座导管，且下座包含用于在下座中输送温度控制流体的下座导管；第一组感测器，耦合至温度控制模块，其中第一组感测器配置以侦测第一基材的第一区域的温度与第一基材的第二区域的温度；第二组感测器，其耦合至接合模块，其中第二组感测器配置以侦测第二基材的第三区域的温度与第二基材的第四区域的温度；第一流体移动装置，其耦合至温度控制模块；第二流体移动装置，其耦合至接合模块；以及回馈电路，其可操作地耦合至第一组红外线温度计、第二组红外线温度计、第一流体控制马达、与第二流体控制马达，其中回馈电路在操作中，配置以基于在温度控制模块中控制温度控制流体，以控制第一基材与第二基材的第一温度，且配置基于在接合模块中控制温度控制流体，以控制第一基材的第二温度与第二基材的第二温度。
附图说明
6.从以下详细描述及附随的图，能最佳地了解本揭露的内容。要强调的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘制并只用以图示为目的。事实上，为了阐明讨论的内容，
各特征的尺寸均可任意地增加或缩减。
7.图1是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的用于基材接合制程中的基材处理设备的模块的示意图；
8.图2是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的用于温度控制台中的温度控制设备的示意图；
9.图3a是绘示基材温度控制盘的中央区域的俯视图；
10.图3b是绘示沿图3a的线b-b’剖切的基材温度控制盘的横截面图；
11.图3c是绘示沿图3a的线c-c’剖切的基材温度控制盘的横截面图；
12.图4a是绘示基材温度控制盘的外区域的俯视图；
13.图4b是绘示沿图4a的线d-d’剖切的基材温度控制盘的横截面图；
14.图4c是绘示沿图4a的线e-e’剖切的基材温度控制盘的横截面图；
15.图5是绘示依照本揭露的一实施方式的在用于接合下基材至上基材的接合台中的基材支座的侧视图；
16.图6a是绘示基材支座的中央区域的俯视图；
17.图6b是绘示沿图6a的线b-b’剖切的基材支座的横截面图；
18.图6c是绘示沿图6a的线c-c’剖切的基材支座的横截面图；
19.图7a是绘示基材支座的外区域的俯视图；
20.图7b是绘示沿图7a的线d-d’剖切的基材支座的横截面图；
21.图7c是绘示沿图7a的线e-e’剖切的基材支座的横截面图。
22.【符号说明】
23.110:下基材、基材
24.120:上基材、基材
25.125:接合的基材
26.130:第一载入端口
27.140:第二载入端口
28.150:机器手臂
29.160:对位台
30.170:电浆台、电浆模块
31.180:清洗台、清洗模块
32.190:温度控制台、温度控制模块
33.200:接合台、接合模块
34.205:温度控制设备
35.210:基材温度控制盘、基材支座
36.213:中央温度控制区域、中央区域
37.215:外温度控制区域、外区域
38.220:红外线检测器、红外线感测器
39.230:流体冷却系统
40.240:第一区域流体移动装置、中央马达
41.250:第二区域流体移动装置、边缘马达
42.260:流体
43.262:第一区域导管
44.264:第二区域导管
45.270:回馈电路、回馈回路电路、回馈回路系统
46.300:螺旋路径
47.310:流体入流管
48.320:流体出流管
49.330:最外螺旋点
50.340:中心点
51.400:螺旋路径
52.410:最内螺旋点
53.420:最外螺旋点
54.600:基材支座
55.610:流体入流管
56.613:中央区域
57.615:外区域
58.620:流体出流管
59.630:最外螺旋点
60.640:中心点
61.700:螺旋路径
62.800:螺旋路径
63.810:最内螺旋点
64.820:最外螺旋点
65.b-b’:线
66.c-c’:线
67.d-d’:线
68.e-e’:线
69.ir
center
:红外线感测器、中央红外线感测器
70.ir
edge
:红外线感测器、边缘红外线感测器
具体实施方式
71.以下的揭露提供了许多不同实施方式或实施例，以实施所提供的标的的不同特征。以下所描述的部件与安排的特定实施例是用以简化本揭露。当然这些仅为实施例并且非以作为限制为目的。举例而言，于下列描述中，第一特征形成于第二特征之上或上方，可包含第一特征与第二特征以直接接触形成的实施方式，亦可包含额外特征可能在第一特征与第二特征之间形成的实施方式，以使得第一特征与第二特征可不直接接触。除此之外，在本揭露的各类实施例中可能会重复参考数字和/或字母。此重复是以简明为目的，其本身并非为了界定描述中的各实施方式和/或配置间的关系。
72.此外，在此可能使用空间上的相对用语，诸如“在
…
之下(beneath)”、“在
…
下面
(below)”、“较低(lower)”、“在
…
上面(above)”、“较高(upper)”与相似用语，以简明描述如图所示的一元件或特征与另一(另一群)元件或特征的关系的叙述。空间上的相对用语旨在包含装置在使用或操作中除了图上所描绘的定向之外的不同定向。设备可另外定向(旋转90度或其他定向)，且在此使用的空间关系叙述可同样地依此解释。除非特意地另外描述，用语例如“附着(attached)”、“固定(affixed)”、“连接(connected)”与“互相连接(interconnected)”表示一种关系，其中结构是透过中间结构以及可移动或刚性附接件或关系，直接地或非直接地固定或附着至另一个结构。
73.除非另有定义，在此使用的所有用语(包含技术与科学用语)与在本揭露所属的技艺中的一般技能的其中之一普遍地理解的用语具有相同意义。还应理解的是，例如在普遍使用的字典中定义的用语，应当诠释为具有与其在本揭露及相关技艺的文脉中的意义一致的意义，且不会被理想化或过度形式上地诠释，除非在此明显地定义。
74.现在将对本揭露的实施方式作详细地标记，其实施例绘示于附图中。在可能的情况下，在附图与描述中使用相同的元件符号来表示相同或相似的部分。
75.熔融接合(也称为直接接合)是一种在没有中间层的情况下连接表面的制程。制程包含当表面足够地平坦、干净、与平滑时，在表面之间形成化学键。熔融接合在半导体制造产业中有许多应用，例如用于封装mems(微机电系统)元件，例如加速度计、压力感测器、陀螺仪，或用于制造半导体基材，例如绝缘层上硅(soi)基材。其能够形成对于各高效能微电子元件应用变得逐渐重要的非标准材料堆。随着半导体产业在元件缩放方面面临根本的挑战，有更多动力探索替代材料与元件结构，且基材接合提供的灵活性可能影响许多有展望的新技术。例如，通过基材接合形成的三维(3d)集成电路(ic)将使系统设计师有更大的机会优化电路效能且提升电路功能。通过基材接合堆叠不同的半导体(例如砷化镓与硅)，促进光学与电子元件的单片整合。当通过传统的异质磊晶形成而具有高缺陷密度的替代的基材，例如蓝宝石上硅，可通过基材接合以更低的缺陷密度实现，并改善射频电路的效能。基材接合亦有助于新颖元件结构的制造，例如具有改善效能与延展性的双栅极金属氧化物半导体晶体管。
76.值得注意的是，对于在介电层之间的熔融接合，表面受限于粗糙度的要求。低粗糙度有助于硅熔融接合。硅或硅氧化的熔融接合要求表面兼具高度地抛光与光滑。根据熔融接合的表面粗糙度要求，均方根(rms)表面粗糙度数值必须减少至小于1纳米(1nm)，通常低于两个水分子的尺寸。在一些实施方式中，对于一般的亲水性硅表面，均方根表面粗糙度小于约0.522纳米。
77.图1是绘示依照一或多个本揭露的实施方式的在基材接合制程中有用的基材处理设备的示意图。在图1中，显示了使用基材处理设备/系统取得下基材110与上基材120(例如硅晶圆)、处理下基材110与上基材120的表面、以及将下基材110与上基材120彼此接合的顺序。
78.下基材110从前开式晶圆传送盒(front opening unified/universal pod，foup)携带并装载至第一载入端口130。相似地，上基材120从foup携带并装载至第二载入端口140。配置以在台之间搬运与转移基材的机器手臂150，从第一载入端口130挑选下基材110，并将基材110放置在对位台160中，且亦从第二载入端口140挑选上基材120，并将基材120放置在对位台160中。在对位台160内的对位是概略的对位，且详细/精密对位(例如微米或更
小的量级)发生在接合制程前，且将随后与在接合台200(或接合模块200)中的步骤一起解释。机器手臂150接着将两基材110、基材120放置在电浆台170(或电浆模块170)中，以利用电浆处理两基材110、基材120的表面。在电浆台170中，电浆活化形成悬键(例如在基材表面的硅悬键)。
79.完成电浆处理后，机器手臂150将两基材110、基材120转移至清洗台180(或清洗模块180)，以清洗基材的表面。使用流体以清洗基材110、基材120，且流体的实施例将随后呈现(参照与图2、图4a、图4b、与图4c相关的描述)。一旦完成清洗制程，机器手臂150将两基材110、基材120转移至温度控制台190(或温度控制模块190)，以控制或保持两基材110、基材120的温度。温度控制模块配置以调整下基材110的第一温度与上基材120的第二温度。温度控制模块包含用于输送温度控制流体的导管。在一些例子中，流体可用以冷却基材的温度。控制两基材110、基材120的温度，以使得两基材保持在实质上相同的温度。完成温度控制制程后，机器手臂150将两基材110、基材120转移至接合台200以接合两基材110、基材120。在接合台200中将上基材120翻转，且接合于下基材110的顶部上。例如，在包含上座与下座的接合模块中，上座固定上基材120且下座固定下基材110(例如使用真空)。在此制程中，将下基材110与上基材120对位，以使得接合制程考量在基材110、基材120中的分子的晶格方向。可使用摄影机以观察两基材上的图案，以确保下基材110与上基材120之间的精确对位(例如在下基材110与上基材120之间没有位移)。当完成基材接合制程时，机器手臂150转移接合的基材125，并将基材125放回第一载入端口130中。
80.在一些实施方式中，每一个台可通过使用个别的腔室来实施。例如，对位台160可利用对位腔室来实施，且电浆台170可利用电浆腔室来实施等等。然而，在其他实施方式中，每一个台不一定要在一个腔室中进行。例如，温度控制台190可不必作为温度控制腔室来实施，只要基材在被输送至接合台200之前进行温度控制功能即可。
81.在接合台200中，为了不产生图案变形或扭曲，在进行接合之前在基材之间实施对位。当接合发生时，接合销将上基材120压向下基材110，以使得基材彼此接合。在接合制程中，可以采用各种基材接合方案，包含但不限于，氧化物熔融接合、混合熔融接合等等。在一些实施方式中，下基材110可为在顶部上具有氧化物层的结构基材。例如，在硅基材上，在硅基材上形成结构层，且在结构层上形成氧化物层。在结构层中应用前端(front-end-of-line，feol)制程、中端(middle-end-of-line，meol)制程、与后端(back-end-of-line，beol)制程。前端制程是指直接在基材中建构ic(集成电路)的部件。为了使个别的装置互相连接，利用名为金属化的制程来进行后端制程步骤，在装置之间设置金属布线。亦即，后端制程是集成电路制造的第二部分，其中利用布线在基材的金属化层上将个别的装置(晶体管、电容、电阻等等)互相连接。在一些实施方式中，上基材120可是在顶部上具有氧化物层的覆盖基材。例如，在硅基材上形成氧化物层。
82.氧化物熔融接合是将结构基材与覆盖基材接合的制程。亦即，将结构基材的上氧化物层与覆盖基材的上氧化物层接合。替代地，覆盖基材可与另一覆盖基材接合。亦即，如果下基材110是覆盖基材，且上基材120是覆盖基材，将下基材110的上氧化物层与上基材120的上氧化物层接合。
83.在一些实施方式中，结构基材可不具有形成在顶部上的氧化物层。例如在硅基材上，在硅基材上形成结构层，且不在结构层上形成的氧化物层。使用混合熔融接合，此类型
的结构基材也使用混合熔融接合与其他相似类型的结构基材接合。在这混合熔融接合方案中，下基材110的结构层可与上基材120的结构层接合。
84.在本揭露的一或多个实施方式中，在温度控制台190与接合台200进行温度控制功能。在接合台200中的温度控制方案将在随后详细解释。
85.图2是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的在温度控制台190中利用的温度控制设备205的示意图。如图2所示，将下基材110放置在基材温度控制盘210(或基材支座210)上。基材温度控制盘210具有中央温度控制区域213与接近中央温度控制区域213的外围的外温度控制区域215。中央温度控制区域213从第一区域导管262接收温度控制流体，且外温度控制区域215从第二区域导管264接收温度控制流体。在全篇说明书中使用的用语“冷却”，意旨广泛地控制温度。因此，用语“冷却”将不一定意旨从高温降至低温。基材温度控制盘210可被供应流体以控制温度，且不一定意旨放置在基材温度控制盘210上的基材的温度会降低。例如依照本揭露的一些实施方式，在温度控制盘上的基材的温度将保持不变，或在其他实施方式中基材的温度可以升高。
86.温度控制设备205包含用于侦测基材110的温度的感测器。可使用适用于侦测基材的温度的各种感测器，且在本揭露的一些实施方式中，使用红外线(ir)感测器或检测器以侦测基材110的温度。红外线感测器的一实施例包含红外线温度计，但可利用能够侦测基材的温度的其他合适的感测器。图2显示用于侦测基材110的温度的两区域。然而，可能有超过两个区域的其他数量的区域。如所示，使用红外线感测器ir
center
，以侦测在中央温度控制区域213的基材110的温度。使用另一红外线感测器ir
edge
，以侦测在外温度控制区域215的基材110的温度。在其他实施方式中，例如在多区域方案中，可利用多个红外线感测器在多个区域侦测基材110的温度。在进一步的实施方式中，可利用一或多个红外线感测器在特定区域侦测基材的温度，以例如改善温度读数的精确性。亦即，本揭露不限制每一个区域有一红外线感测器。
87.在一或多个实施方式中，使用温度控制设备205控制基材110的温度可减少由基材110中的不等热膨胀所诱发的基材110的变化。例如，硅的热膨胀系数是2.5
×
10-6
k-1
(在20℃时)。如果基材/晶粒的尺寸是30mm
×
40mm，且如果中央温度控制区域213与外温度控制区域215有1℃的温度差，在基材的中央形成的晶粒与在基材的外围形成的晶粒可有75nm
×
100nm的尺寸差，其中基材的外围的温度与基材的中央的温度不同。此晶圆的尺寸与其他潜在性质的差异(例如力学性质与其他相似者)可能恶化接合变形，且产生覆盖残留物。
88.依照本揭露的一些实施方式，通过使用温度控制设备205减少基材110的温度变化(例如保持整个基材的温度均匀性)，来解决前述的问题。依照在此论述的实施方式所达成的温度控制可改善在基材中的接合波的传播的控制，以在不同的晶格方向上达成等向性的杨氏模量与剪力模量。例如，可基于一或多个本揭露的实施方式的温度控制方案，在硅表面的平面(100)达成等向性的杨氏模量与剪力模量。
89.回头参照图2，设置流体冷却系统230，以控制基材110中的温度变化。流体冷却系统230可为温度控制设备205的一部分，或可操作地连接至温度控制设备205。在一或多个实施方式中，流体冷却系统230包含用于控制流体流入或流出基材温度控制盘210的第一区域流体移动装置240(或在一实施方式中的中央马达240)与第二区域流体移动装置250(或在一实施方式中的边缘马达250)。流体透过耦合至接合模块中的座(例如上座与下座)的一或
多个导管传输。在温度控制模块中，一或多个导管耦合至基材支座，其中基材安装在基材支座上。中央马达240透过使用第一区域导管262传输的流体260来控制中央温度控制区域213的温度。如图2所示，第一区域导管262耦合至基材温度控制盘210与中央马达240。边缘马达250透过使用第二区域导管264传输的流体260来控制外温度控制区域215的温度。第二区域导管264耦合至基材温度控制盘210与边缘马达250。
90.在此，红外线检测器(或红外线感测器)220，中央红外线感测器ir
center
与边缘红外线感测器ir
edge
，分别侦测中央温度控制区域213与外温度控制区域215的温度读数。将来自每一个中央红外线感测器ir
center
与边缘红外线感测器ir
edge
的温度读数信号(例如第一区域温度信号与第二区域温度信号)传送至回馈电路270或回馈回路电路270(或用于闭回路控制机构的回馈回路系统)。回馈回路电路270接收来自中央红外线感测器ir
center
(例如第一感测器)的第一区域温度信号，且接收来自边缘红外线感测器ir
edge
(例如第二感测器)的第二区域温度信号。回馈回路电路270通过输出流速控制信号至第一区域流体移动装置240与第二区域流体移动装置250，来控制在第一区域导管262与第二区域导管264中的温度控制流体的流动。回馈回路电路270输出流体温度控制信号，其是配置以依照第一区域温度信号与第二区域温度信号控制在第一区域导管262与第二区域导管264中的温度控制流体的温度。
91.亦即，在一或多个实施方式中，回馈回路电路270接收来自红外线感测器220的温度读数、从中央马达240与边缘马达250供应的流体的流速、来自红外线感测器的每一个区域的温度变化的速率、与其他相似者。在来自红外线感测器220的温度读数结果与其他读数被发送至回馈回路电路270之后，回馈回路电路270发送配置以控制由中央马达240、边缘马达250所提供的流体260的流体流速的控制信号，例如流体流速控制信号，且发送配置以控制由中央马达240、边缘马达250所提供的流体260的温度的流体温度控制信号。在一实施方式中，基材的温度的目标是保持在室温。例如，基材的温度可设定在约23℃。然而，在其他实施方式中，基材的温度可设定在更适合将两基材110、基材120接合在一起的不同温度。
92.举例而言，如果中央区域213的温度高于外区域215的温度，回馈回路电路270将进行控制，以使得冷却流体的流速增加，从而冷却具有较高温度的中央区域213。附加地或替代地，可控制冷却流体的温度，以降低具有较高温度的区域的温度。对于具有较低温度的区域，回馈回路电路270可进行与如上论述相反的操作。本揭露的一或多个实施方式利用基材温度控制盘210，以确保上基材120与下基材110在转移至接合台200之前具有实质相同的温度。
93.在一些上基材120与下基材110的温度实质上相同的例子中，可停止供应流体，以保持在上基材120与下基材110之间没有温度差。在其他例子中，当上基材120与下基材110的温度实质上相同时，供应的流体的温度可保持在相同水平，以帮助上基材与下基材维持在实质上相同的温度。在进一步的例子中，当上基材120与下基材110的温度实质上相同时，供应的流体的温度可保持在相同水平，且不停地继续流动，以保持上基材与下基材在实质上相同的温度。对于熟悉此技艺者，明显地可依照在此提供的论述，单独地或组合地利用各种流体控制方案与流体温度控制方案。
94.在一或多个实施方式中，基材温度控制盘210的温度控制方案不只维持基材(例如下基材110或上基材120)中的温度的均匀性，且确保在下基材110与上基材120之间的温度
差是最小的，以使得基材110、基材120具有实质上相同的温度。
95.接合模块包含如图2所示的用于温度控制模块的相似部件与相似配置。例如，接合模块的上座包含用于在上座中输送温度控制流体的上座导管，且下座包含用于在下座中输送温度控制流体的下座导管。
96.上座流体移动装置(例如与在温度控制模块中提供流体的马达相似者)与上座导管有流体连通。此外，下座流体移动装置与下座导管有流体连通。
97.接合模块包含回馈电路，可操作地耦合至第一感测器(例如位于基材的中央的红外线感测器)、第二感测器(例如位于基材的边缘的红外线感测器)、上座流体移动装置、与下座流体移动装置。第一感测器配置以基于第一区域(例如基材的中央区域)中的第一基材的温度来感测第一温度读数信号，且第二感测器配置以基于第二区域(例如基材之外区域)中的第一基材的温度来感测第二温度读数信号。
98.回馈电路配置以接收来自第一基材的第一区域与第二区域的温度读数信号。温度读数信号包含第一温度读数信号与第二温度读数信号。
99.回馈电路配置以依照温度读数信号输出流速控制信号，配置以控制在上座流体移动装置与下座流体移动装置中的温度控制流体的流速，且依照温度读数信号输出流体温度控制信号，配置以控制在上座流体移动装置与下座流体移动装置中的温度控制流体的温度。
100.图3a、图3b、与图3c是依照本揭露的一实施方式的用于基材温度控制盘的中央区域的流体冷却配置。图3a是基材温度控制盘的中央区域的俯视图。
101.图3b是沿图3a的线b-b’剖切的基材温度控制盘的横截面图。图3c是沿图3a的线c-c’剖切的基材温度控制盘的横截面图。在一些实施方式中，在此所描述的与图3a、图3b、与图3c相关的配置亦可应用于上座与下座的配置。然而，在其他实施方式中，在此所描述的与图3a、图3b、与图3c相关的配置可应用于在上座与下座之间的其中的一者的配置。依照温度感测器与流体控制机构的不同配置，其他座可具有不同的温度控制机构。此变化可同样地应用于在图4a至图7c中描述的其他实施方式。
102.在图3a中，流体入流管310与流体出流管320耦合至基材温度控制盘210。当供给流体260进入中央区域213时，可沿中央区域213的螺旋路径300供给流体260。如所示，流体入流管310从螺旋路径300的最外螺旋点330供给流体260，且在流体260于中央区域213中循环之后，流体260透过连接至基材温度控制盘210的中心点340(或一些接近中心的点)的流体出流管320离开。此螺旋路径配置仅作为示例，且可利用其它合适的路径配置，例如弯曲的或矩形的，以有效率地控制与保持放置在基材温度控制盘210上的基材的温度。此外，流体260的方向不一定须要从最外区进入与从中心区离开。亦即，流体260的方向可从中心区供给，且在循环之后在最外区离开。流体260的相反流动方向不一定影响温度控制效率，且熟悉此技艺者将轻易地构思其他变化或配置。
103.利用以控制温度的流体260可包含去离子水(diw)。流体260的进一步实施例包含具有丙二醇的95％去离子水与具有乙二醇的95％去离子水。除此之外，可添加抗氧化剂或丙三醇至上述的实施例。亦即，可使用添加抗氧化剂或丙三醇的去离子水、添加抗氧化剂或丙三醇的具有丙二醇的95％去离子水、以及添加抗氧化剂或丙三醇的具有乙二醇的95％去离子水，作为供给至基材温度控制盘210的流体260。
104.在一些实施方式中，基于从红外线感测器220接收的温度读数信号，回馈回路电路270可通过供给流速控制信号至中央马达240(在外区域215被控制的情况下为边缘马达250)，来控制流体流动速率。例如，根据流速控制信号，流体流动速率可在约15l/min(公升/分钟)至约50l/min的范围内变化。
105.回馈回路电路270控制中央马达240、边缘马达250，以将基材温度控制盘210的温度调节在约15℃至约65℃，其为接合温度的范围(亦即基材温度控制盘210具有将温度设定在此范围的能力)。在一些例子中，温度可从接合温度设定点(例如约15℃至约65℃)变化约
±
5℃。
106.虽然未显示，上基材120可放置在类似的基材温度控制盘210上。在温度控制台190中，使用真空将上基材120与下基材110固定至基材温度控制盘210。
107.图4a、图4b、与图4c是依照本揭露的一实施方式的用于基材温度控制盘之外区域的流体冷却配置。图4a是基材温度控制盘之外区域的俯视图。图4b是沿图4a的线d-d’剖切的基材温度控制盘的横截面图。图4c是沿图4a的线e-e’剖切的基材温度控制盘的横截面图。在一或多个实施方式中，在此所描述的与图4a、图4b、与图4c相关的配置亦可应用于上座与下座的配置。
108.在图4a中，当供给流体260进入外区域215时，可沿着外区域215的螺旋路径400供给流体260。如所示，流体入流管310从最内螺旋点410供给流体260，且在流体260在外区域215中循环之后，流体260透过连接至基材温度控制盘210的最外螺旋点420的流体出流管320离开。流体260的方向不一定须要从外区域215的最内区进入与从外区域215的最外区离开。亦即，流体260的方向可从外区域215的最外区供给，且在循环之后在外区域215的最内区离开。例如图4a所示的流体260的相反流动方向不一定影响在外区域215中的温度控制效率。
109.图5是依照本揭露的一实施方式的在接合台中的用于接合下基材与上基材的基材支座的侧视图。对于熟悉此技艺者显而易见的是，基材支座的配置可用于固定下基材，且作为下座。在一些实施方式中，在此所描述的与图5相关的基材支座相同的配置亦可用于上基材，且作为上座。
110.回头参照图1，依照一些实施方式，温度控制也可以在接合台200与温度控制台190中进行。在前述的温度控制台190中，基材温度控制盘210确保下基材110与上基材120在转移至接合台200之前具有实质上相同的温度。亦即，除了避免中央区域213与外区域215或特定基材之间的温度差所造成的应力之外，也有益于使基材110、基材120具有实质上相同的温度，或使基材110与基材120之间的温度差在可接受的临界值内。例如，基材的温度差可低于1℃。然而，对于温度差，可接受的临界值不受限于前述的范围。
111.在这方面，在转移入接合台200的过程中，或在接合台200中的基材110与基材120的接合期间，基材110与基材120的温度可能改变。因此，依照本揭露，基材支座600(亦可称为“座”；进一步如前所述，如果用来支撑上基材，其可称为“上座”，且如果用来支撑下基材，其可称为“下座”)在基材支座600中提供温度控制功能。例如，在接合制程期间，基材支座600通过使用与在温度控制台190中使用的相似的流体260(例如冷却水)，来控制基材110的温度。依照本揭露，通过在接合台200期间控制基材的温度，基材支座600避免上基材与下基材具有不同的缩放值与诱发变形。
112.图6a、图6b、与图6c是依照本揭露的一实施方式的用于基材接合设备中的基材支座(或座)的中央区域的流体冷却配置。图6a是基材支座的中央区域的俯视图。图6b是沿图6a的线b-b’剖切的基材支座的横截面图。图6c是沿图6a的线c-c’剖切的基材支座的横截面图。在一或多个实施方式中，基材温度控制盘210与基材支座600可具有实质上相似的利用流体流动控制基材的温度的配置。在一些实施方式中，在此与图6a、图6b、与图6c相关的描述的配置亦可应用于上座与下座的配置。
113.在图6a中，流体入流管610(或第一座导管)与流体出流管620(或第二座导管)耦合至基材支座600。当供给流体260进入中央区域613时，可沿着在中央区域613中的螺旋路径700供给流体260。如所示，流体入流管610从螺旋路径700的最外螺旋点630供给流体260，且在流体260在中央区域613中循环之后，流体260透过连接至基材支座600的中心点640(或接近中心的一些点)的流体出流管620离开。此螺旋路径配置仅作为示例，且可利用其它合适的路径配置，以有效率地控制或保持放置在基材支座600上的基材的温度。此外，流体260的方向不一定须要从最外区进入与从中心区离开。亦即，流体260的方向可从中心区供给，且在循环之后在最外区离开。流体260的相反流体方向不一定影响温度控制效率，且熟悉此技艺者将轻易地构思其他变化或配置。
114.用于控制温度的流体260实质上与用于基材温度控制盘210的流体相似。
115.此外，基材支座600可具有与如图2所述的相似的用于控制温度的回馈回路电路实质上相同的配置。因此，依照本揭露，红外线感测器220、中央马达240、与边缘马达250可用于基材支座600。为避免多余的说明，将以图2作为参考。
116.在接合台200中，基于从红外线感测器220接收的温度读数信号，回馈回路电路270可通过供给流速控制信号至中央马达240(在外区域615被控制的情况下为边缘马达250)，来控制流体流动速率。例如，基于流速控制信号，流体流动速率可在约15l/min(公升/分钟)至约30l/min。在接合台中的最大流体流动速率实质上低于在温度控制台190的基材温度控制盘210中的流体流动速率。在两基材110、基材120的接合期间，基材在某种程度上接合，以使得晶格方向匹配。因此，高于30l/min的流体速率由于高流体流速可能诱发震动，且阻碍两基材110、基材120的接合。
117.虽未显示，上基材120可放置在相似的基材支座600上。亦即，放置在上座或上基材支座的上基材120与放置在下座或下基材支座的下基材110将在接合台中结合，且在接合台200中可使用真空，以固定上基材120与下基材110至每一个基材支座。
118.图7a、图7b、与图7c是依照本揭露的一实施方式的用于基材支座之外区域的流体冷却配置。图7a是基材支座之外区域的俯视图。图7b是沿图7a的线d-d’剖切的基材支座的横截面图。图7c是沿图7a的线e-e’剖切的基材支座的横截面图。在一些实施方式中，在此与图7a、图7b、与图7c相关的描述的配置亦可应用于上座与下座的配置。
119.在图7a中，当供给流体260进入外区域615时，可沿着外区域615的螺旋路径800供给流体260。如所示，流体入流管610从螺旋路径800的最内螺旋点810供给流体260，且在流体260在外区域615中循环之后，流体260透过连接至基材支座600的最外螺旋点820的流体出流管620离开。流体260的方向不一定须要从外区域615的最内区进入与从外区域615的最外区离开。亦即流体260的方向可从外区域615的最外区供给，且在循环之后在外区域615的最内区离开。例如，在与图7a所示的流体260的相反流动方向不一定影响外区域615的温度
控制效率。
120.依照本揭露的一些实施方式，提供一种独特机台，其可设计以主动地控制在基材接合制程的不同台(例如温度控制台190与接合台200)的基材环境。本揭露提供一种能够侦测温度与控制温度的基材接合设备。在基材接合设备的温度控制台190中，利用基材温度控制盘210，以监控与控制处理中的基材的温度。在基材接合设备的接合台200中，利用基材支座600监控与控制处理中的基材的温度。基材温度控制盘210与基材支座600皆包含流体控制模块与用于侦测在基材内的多个区域(例如二或更多个区域)的感测器模块。依照本揭露的基材接合设备达成在基材中的温度稳定。基材接合设备更通过减少变形残留物、减少在基材的边缘上的气泡、与缩减在基材中的非接合面积，改善接合制程效能。
121.在一些实施方式中，在温度控制台中的基材上具有多个区域。每一个区域的设定点可设置在不同位置，以确保在基材上均匀地测量温度。借此，本揭露的实施方式通过在熔融接合机中控制基材温度，以在基材熔融接合期间改善基材变形、在基材熔融接合中避免气泡缺陷、且在基材熔融接合中改善批次稳定度。本揭露的技术效益不受限于如上所列的论述，且依照在此所提供的详细论述，熟悉此技艺者可轻易地理解进一步的技术效益。
122.本揭露的实施方式可应用的技术领域包含基材熔融接合、氧化物-氧化物接合、混合接合、亲水性接合、与疏水性接合。然而，这些实施例非作为限制，且熟悉此技艺者可轻易地理解其他可应用的技术领域。
123.依照本揭露的一些实施方式，基材处理设备包含电浆模块，其配置以将电浆施加至第一基材与第二基材；清洗模块，其配置以清洗第一基材与第二基材的一或多个表面；温度控制模块，其配置以调整第一基材的第一温度与第二基材的第二温度，其中温度控制模块至少包含一个用于输送温度控制流体的导管；以及接合模块，其配置以接合第一基材与第二基材，其中接合模块包含上座与下座，其中上座包含用于在上座中输送温度控制流体的上座导管，且下座包含用于在下座中输送温度控制流体的下座导管。在一些实施方式中，温度控制模块还包含第一感测器，其用于侦测该第一基材的第一区域的温度；以及一第二感测器，其用于侦测该第一基材的一第二区域的一温度，其中该第一区域邻近该第二区域。在一些实施方式中，温度控制模块还包含基材支座，其包含用于输送温度控制流体至第一区域的第一区域导管与用于输送温度控制流体至第二区域的第二区域导管；第一区域流体移动装置，其与第一区域导管流体连通；以及第二区域流体移动装置，其与第二区域导管流体连通。在一些实施方式中，温度控制模块还包含回馈电路，其可操作地耦合至第一感测器、第二感测器、第一区域流体移动装置、与第二区域流体移动装置，其中回馈电路在操作中配置以从第一感测器接收第一区域温度信号，且从第二感测器接收第二区域温度信号，并通过输出流速控制信号到第一区域流体移动装置与第二区域流体移动装置的至少其中一者，以控制在第一区域导管与第二区域导管中的至少其中一者中的温度控制流体的流动。在一些实施方式中，回馈电路更配置以基于第一区域温度信号与第二区域温度信号的至少其中一者，输出流体温度控制信号，流体温度控制信号配置以控制在第一区域导管与第二区域导管的至少其中一者中的温度控制流体的温度。在一些实施方式中，接合模块还包含上座流体移动装置，与该上座流体连通；下座流体移动装置，与下座流体连通；以及回馈电路，可操作地耦合至第一感测器、第二感测器、上座流体移动装置、与下座流体移动装置。其中回馈电路配置以从第一基材的第一区域与该第二区域接收多个温度读数信号，其
中温度读数信号包含第一温度读数信号与第二温度读数信号；基于温度读数信号，输出流速控制信号，流速控制信号配置以控制在上座流体移动装置与下座流体移动装置的至少其中一者中的温度控制流体的流速；以及基于温度读数信号，输出流体温度控制信号，流体温度控制信号配置以控制在上座流体移动装置与下座流体移动装置的至少其中一者中的温度控制流体的温度。
124.依照本揭露的一些实施方式，基材接合设备包含上座，其配置以固定第一基材；下座，其配置以固定第二基材；上座导管，包含在上座中，用于在上座中输送温度控制流体；以及下座导管，包含在下座中，用于在下座中输送另一温度控制流体。在一些实施方式中，接合设备还包含第三感测器，其用于侦测第二基材的第三区域的温度；以及第四感测器，其用于侦测第二基材的第四区域的温度。在一些实施方式中，上座导管包含第一区域导管与第二区域导管，且下座导管包含第三区域导管与第四区域导管。在一些实施方式中，接合设备还包含第一区域流体移动装置，其与第一区域导管流体连通；第二区域流体移动装置，其与第二区域导管流体连通；第三区域流体移动装置，其与第三区域导管流体连通；以及第四区域流体移动装置，其与第四区域导管流体连通。在一些实施方式中，接合设备还包含回馈电路，其可操作地耦合至第一感测器至该四感测器与第一区域流体移动装置至第四区域流体移动装置。其中回馈电路在操作上配置以从第一感测器接收第一区域温度信号；从第二感测器接收第二区域温度信号；从第三感测器接收第三区域温度信号；从第四感测器接收第四区域温度信号；基于第一区域温度信号与第二区域温度信号的至少其中一者，通过输出流速控制信号到第一区域流体移动装置与第二区域流体移动装置的至少其中一者，以控制在第一区域导管与第二区域导管的至少其中一者中的温度控制流体的流动；以及基于第三区域温度信号与第四区域温度信号的至少其中一者，通过输出另一流速控制信号到第三区域流体移动装置与第四区域流体移动装置的至少其中一者，以控制在第三区域导管与第四区域导管的至少其中一者中的另一温度控制流体的流动。在一些实施方式中，回馈电路更配置以基于第一区域温度信号与第二区域温度信号的至少其中一者，输出流体温度控制信号，其中流体温度控制信号配置以控制在第一区域导管与第二区域导管中的至少其中一者中的温度控制流体的温度；基于第三区域温度信号与第四区域温度信号的至少其中一者，输出另一流体温度控制信号，其中另一流体温度控制信号配置以控制在第三区域导管与第四区域导管中的至少其中一者的另一温度控制流体的温度。
125.依照本揭露的一些实施方式，基材处理设备包含电浆模块，其配置以将电浆施加至第一基材与第二基材；清洗模块，其配置以清该第一基材与第二基材的一或多个表面；温度控制模块，其配置以调整第一基材的第一温度与该第二基材的第一温度，其中温度控制模块包含用于输送温度控制流体的导管；接合模块，配置以接合第一基材与第二基材，其中接合模块包含上座与下座，其中上座包含用于在上座中输送温度控制流体的上座导管，且下座包含用于在下座中输送温度控制流体的下座导管；第一组感测器，耦合至温度控制模块，其中第一组感测器配置以侦测第一基材的第一区域的温度与第一基材的第二区域的温度；第二组感测器，其耦合至接合模块，其中第二组感测器配置以侦测第二基材的第三区域的温度与第二基材的第四区域的温度；第一流体移动装置，其耦合至温度控制模块；第二流体移动装置，其耦合至接合模块；以及回馈电路，其可操作地耦合至第一组红外线温度计、第二组红外线温度计、第一流体控制马达、与第二流体控制马达，其中回馈电路在操作中，
配置以基于在温度控制模块中控制温度控制流体，以控制第一基材与第二基材的第一温度，且配置基于在接合模块中控制温度控制流体，以控制第一基材的第二温度与第二基材的第二温度。在一些实施方式中，温度控制模块还包含基材支座，其包含用于输送温度控制流体至第一区域的第一区域导管与用于输送温度控制流体至第二区域的第二区域导管；且其中第一流体移动装置与第一区域导管以及第二区域导管流体连通；且其中第二流体移动装置与上座导管以及下座导管流体连通。在一些实施方式中，回馈电路在操作中配置以从第一组感测器接收多个第一区域温度信号，且从第二组感测器接收多个第二区域温度信号；通过输出流速控制信号至第一流体移动装置，以控制在第一区域导管与第二区域导管中的其中至少一者中的温度控制流体的流动；以及通过输出另一流速控制信号至第二流体移动装置，以控制在上座导管与下座导管中的其中至少一者中的温度控制流体的流动。在一些实施方式中，回馈电路在操作中配置以从第一组感测器接收多个第一区域温度信号，包含基于第一组感测器，从第一基材的第一区域该第二区域接收多个温度读数信号，其中温度读数信号包含第一温度读数信号与第二温度读数信号，其中第一温度读数信号是基于第一区域的温度，且第二温度读数信号是基于第二区域的温度；以及基于第一温度读数信号与第二温度读数信号之间的差异，输出第一流速控制信号配置以控制在第一流体移动装置中的温度控制流体的流速，以在第一基材的第一区域与第二区域之间保持相同或实质上相同的温度。在一些实施方式中，回馈电路在操作中配置以从第二组感测器接收多个第二区域温度信号，包含基于第二组感测器，从第二基材的第三区域与第四区域接收多个温度读数信号，其中温度读数信号包含第三温度读数信号与第四温度读数信号，其中第三温度读数信号是基于第三区域的温度，且第四温度读数信号是基于第四区域的温度；以及基于在第三温度读数信号与第四温度读数信号之间的差异，输出第二流速控制信号配置以控制在第二流体移动装置中的温度控制流体的流速，以在第二基材的第三区域与第四区域之间保持相同或实质上相同的温度。在一些实施方式中，回馈电路在操作中配置以基于在第一温度读数信号与第二温度读数信号之间的差异，输出第一流体温度控制信号，第一流体温度控制信号配置以控制在第一流体移动装置中的温度控制流体的温度，以在第一基材的第一区域与第二区域之间保持相同或实质上相同的温度。在一些实施方式中，回馈电路更配置以基于在第三温度读数信号与第四温度读数信号之间的差异，输出第二流体温度控制信号，其中第二流体温度控制信号配置以控制在第二流体移动装置中的温度控制流体的温度，以在第二基材该第三区域与第四区域之间保持相同或实质上相同的温度。
126.先前的揭露已概要说明了数个实施方式的特征，因此熟悉此技艺者可更加了解本揭露的态样。熟悉此技艺者应当理解到其可轻易地利用本揭露做为基础，来设计或修正其他制程与结构，以实现与在此介绍的实施方式或实施例相同的目的和/或达成相同的优势。熟悉此技艺者也应当理解，这样等效架构并未脱离本揭露的精神和范畴，并且熟悉此技艺者可在不脱离本揭露的精神和范畴下于此进行各类的更动、取代与修改。