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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6899891
(24)【登録日】2021年6月17日
(45)【発行日】2021年7月7日
(54)【発明の名称】基板を制御して接合する方法およびサンプルホルダ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20210628BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20210628BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20210628BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20210628BHJP
B29C 65/78 20060101ALI20210628BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 B
H01L21/30 502D
H01L21/30 503C
H01L21/30 503D
G03F7/20 501
H01L21/68 N
B29C65/78
【請求項の数】12
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2019-502747(P2019-502747)
(86)(22)【出願日】2016年8月12日
(65)【公表番号】特表2019-533897(P2019-533897A)
(43)【公表日】2019年11月21日
(86)【国際出願番号】EP2016069307
(87)【国際公開番号】WO2018028801
(87)【国際公開日】20180215
【審査請求日】2019年7月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】508333169
【氏名又は名称】エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ドミニク ツィナー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ヴァーゲンライトナー
(72)【発明者】
【氏名】ユアゲン マークス ズュース
(72)【発明者】
【氏名】ユアゲン マリンガー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス プラッハ
【審査官】
今井 聖和
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０７−０６６０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−０３９２５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１６／０９３２８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１５−０８４３６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１５０２６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００７／０１９０６７４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｂ２９Ｃ ６５／７８
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の基板（４ｏ）を第２の基板（４ｕ）に、前記基板（４ｏ，４ｕ）の互いに向かい合う接触面（４ｋ）で接合する方法であって、以下のステップ、すなわち、
前記第１の基板（４ｏ）を第１の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）の第１の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持し、前記第２の基板（４ｕ）を第２の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）の第２の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持するステップと、
前記基板（４ｏ，４ｕ）を前記保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）に固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）によって取り付けるステップと、
前記接触面（４ｋ）同士の接触前に前記接触面（４ｋ）のうちの少なくとも１つを湾曲させるステップと、
を有している方法において、
前記接触後にまずは、ただ１つの接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的に配置されている固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）だけを停止させ、その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は作動させたままにし、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）をまずは前記接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的にのみ互いに接続させ、
その後、前記その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を停止させ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）を全面的に互いに接続させる、
ことを特徴とする方法。
前記第１の基板（４ｏ）を第１の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）の第１の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持し、前記第２の基板（４ｕ）を第２の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）の第２の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持するステップと、
前記基板（４ｏ，４ｕ）を前記保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）に固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）によって取り付けるステップと、
前記接触面（４ｋ）同士の接触前に前記接触面（４ｋ）のうちの少なくとも１つを湾曲させるステップと、
を有している方法において、
前記接触後にまずは、ただ１つの接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的に配置されている固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）だけを停止させ、その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は作動させたままにし、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）をまずは前記接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的にのみ互いに接続させ、
その後、前記その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を停止させ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）を全面的に互いに接続させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は、格子状に配置されており、隣接する固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）間の間隔は、一定である、
請求項１記載の方法。
請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を内側から外側に向かって、かつ／または同じ時間間隔で停止させる、
請求項１または２記載の方法。
請求項１または２記載の方法。
【請求項4】
前記固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を１つの直線に沿って、同時に停止させる、
請求項１または２記載の方法。
請求項１または２記載の方法。
【請求項5】
前記湾曲を、前記接触軸線（Ｘ）に沿って縦長に形成された１つの変形エレメント（５，５’）によって、かつ／または前記接触軸線（Ｘ）に沿って配置された複数の変形エレメント（５，５’）によって形成する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項6】
前記湾曲を、対向する前記基板（４ｏ，４ｕ）から見て凸状に形成する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項7】
前記両基板の湾曲を互いに鏡像対称的に形成する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項8】
前記接触軸線（Ｘ）は、前記基板（４ｏ，４ｕ）のうちの一方の中心を通って、または両基板（４ｏ，４ｕ）の中心を通って、延在している、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項9】
前記基板（４ｏ，４ｕ）の前記接触を前記基板（４ｏ，４ｕ）の中心で開始し、前記基板（４ｏ，４ｕ）の前記接触を、前記接触軸線（Ｘ）に沿って完全に前記基板（４ｏ，４ｕ）の外縁まで行う、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項10】
前記基板（４ｏ，４ｕ）の固定を、前記基板の外縁でのみ行う、
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項11】
前記固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は、複数の区域（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６）にまとめられており、前記複数の区域（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６）は、別個に作動および停止させることができ、かつ／または前記基板（４ｏ，４ｕ）の外縁に配置されており、前記複数の区域（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６）は、互いに均一な間隔で分配されて、前記基板（４ｏ，４ｕ）の前記外縁に配置されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項12】
第１の基板（４ｏ）を第２の基板（４ｕ）に、前記基板（４ｏ，４ｕ）の互いに向かい合う接触面（４ｋ）で接合する装置であって、
前記第１の基板（４ｏ）を第１の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持する第１の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）および前記第２の基板（４ｕ）を第２の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持する第２の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）と、
前記接触面（４ｋ）同士の接触前に前記接触面（４ｋ）のうちの少なくとも１つを湾曲させる湾曲手段と、
を有している装置において、
前記装置は、制御手段を有しており、これにより前記接触後にまずは、ただ１つの接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的に配置されている固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）だけを停止させることができ、その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は、作動させたままにすることができ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）をまずは前記接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的にのみ互いに接続させることができ、
その後、前記その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を停止させることができ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）を全面的に互いに接続させることができる、
ことを特徴とする装置。
前記第１の基板（４ｏ）を第１の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持する第１の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）および前記第２の基板（４ｕ）を第２の保持面（１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’）で保持する第２の保持装置（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ）と、
前記接触面（４ｋ）同士の接触前に前記接触面（４ｋ）のうちの少なくとも１つを湾曲させる湾曲手段と、
を有している装置において、
前記装置は、制御手段を有しており、これにより前記接触後にまずは、ただ１つの接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的に配置されている固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）だけを停止させることができ、その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）は、作動させたままにすることができ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）をまずは前記接触軸線（Ｘ）に沿って一軸的にのみ互いに接続させることができ、
その後、前記その他の固定エレメント（２，２’，２’’，２’’’）を停止させることができ、これにより前記基板（４ｏ，４ｕ）を全面的に互いに接続させることができる、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、独立請求項に記載の第１の基板を第２の基板に接合する方法および対応する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
数年来、半導体工業において、基板はいわゆる接合プロセスにより互いに接続されている。接続前に、これらの基板を互いにできるだけ正確に位置合わせしなければならず、この場合、その間に発生するナノメートル範囲のずれが問題となる。この場合、基板の位置合わせは、主としてアライメントマークを介して行われる。アライメントマークの他に、接合プロセス中、同様に互いに位置合わせしなければならないさらに別の、特に機能的なエレメントが基板には存在している。個々の機能的なエレメント間のこのような位置合わせ精度は、基板表面全体に求められる。したがって、例えば、位置合わせ精度が基板の中心では極めて良好であるが、縁部に向かって低下する場合には十分であるとは云えない。
【0003】
例えば文献、欧州特許第２６５６３７８号明細書（EP2656378B1）または国際公開第２０１４／１９１０３３号（WO2014191033A1）または欧州ＰＣＴ出願第２０１６０５６２４９号明細書（PCT/EP2016056249）のように、先行技術には、接合過程に影響を与える試みを行うことができる複数の方法および装置が存在している。
【0004】
接合の際の最大の課題は、接合過程自体に、すなわち、基板の接触面同士が完全に接触するまでの接合初期の間にある。この場合、両基板の互いの位置合わせは、それ以前の位置合わせと比較してなお大きく変化する場合がある。両基板表面が、一度互いに接続されると、確かに理論的には再び分離することができるが、これはコストが高く、処理量が低く、誤差の影響を受けやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、特に表面全体に関する接合精度を高めることができる、２つの基板を接合する装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題は、独立請求項記載の特徴を備えた装置および方法により解決される。本発明の好適な別の構成は従属請求項に記載されている。明細書、請求の範囲、および／または図面に記載された少なくとも２つの特徴から成る全ての組み合わせも本発明の範囲である。記載された数値範囲においては、上記範囲内にある値も、限界値として開示されたものとみなされ、任意の組み合わせで特許請求することができる。
【0007】
本発明によれば、第１の基板を第２の基板に、これら基板の互いに向かい合う接触面で接合する方法であって、以下のステップ、特に以下のシーケンス、すなわち、第１の基板を第１の保持装置の第１の保持面で保持し、第２の基板を第２の保持装置の第２の保持面で保持するステップ、
基板を保持面に固定エレメントによって取り付けるステップ、
接触面同士の接触前に接触面のうちの少なくとも１つを湾曲させるステップ、を有している方法において、接触後にまずは、ただ１つの接触軸線に沿って一軸的に配置されている固定エレメントだけを停止させ、その他の固定エレメントは作動させたままにし、これにより基板をまずはこの接触軸線に沿って一軸的にのみ互いに接続させ、その後、その他の固定エレメントを停止させ、これにより基板を全面的に互いに接続させる、方法が提案されている。
【0008】
本発明による方法によれば好適には、まずは接触軸線に沿ってのみ基板を接合し、これにより一軸的な歪みしか生じ得ないので、基板の接合の際の歪みを減じることができる。
【0009】
好適な実施形態では、固定エレメントは格子状に配置されており、好適には隣接する固定エレメント間の間隔は一定であるようになっている。好適には固定エレメントを均一に分配することができるので、接触軸線に沿った接合のより良好なコントロールを達成することができる。
【0010】
さらに好適には、固定エレメントは長方形に形成されていて、かつ／または基板の表面に位置する互いに合同とすべき構造体の形状を有している。固定エレメントは特に円形に形成されていてよい。
【0011】
別の好適な実施形態では、固定エレメントを所定のシーケンスで停止させ、好適には内側から外側に向かって、かつ／または同じ時間間隔で停止させるようになっている。好適にはこれにより、保持装置からの基板の解除を特に良好に制御することができ、これにより特に良好な歪みの低減が可能である。
【0012】
好適な選択的な実施形態では、固定エレメントを１つの曲線に沿って、特に１つの直線に沿って、同時に停止させるようになっている。これにより好適には、基板の特に均一な解除が可能であり、これにより歪みは曲線に沿って均一に形成されている。
【0013】
別の好適な実施形態によれば、湾曲を、接触軸線に沿って縦長に形成された１つの変形エレメントによって、かつ／または接触軸線に沿って配置された複数の変形エレメントによって形成するようになっている。このことは好適には、１つのもしくは複数の変形エレメントが接触軸線に適合することにより可能である。これにより特に好適には歪みは接触軸線に沿って均一に形成され得る。特に、基板の特に中心に接触することができる個々の変形エレメントの使用が考えられる。
【0014】
別の好適な実施形態では、湾曲を、対向する基板から見て凸状に形成するようになっている。好適には、凸状の湾曲により、基板を、対向する基板の方向に湾曲させることができる。これにより基板の特に正確な接触が可能であるので、歪みの大幅な低減、もしくは接触軸線に沿った歪みの同心化も可能である。
【0015】
別の好適な実施形態では、両基板の湾曲を互いに鏡像対称的に形成するようになっている。鏡像対称的とは、基板間にある平面に関して鏡像を成すこと意味する。この平面は特に、接合後に生じる接合平面に対して平行である。両基板が互いに鏡像対称的に湾曲されていると、基板はそれぞれの隆起した個所で正確に接触することができるので、特に正確な接触が可能である。
【0016】
別の好適な対応では、接触軸線は、基板のうちの一方の中心を通って、好適には両基板の中心を通って、延在するようになっている。好適にはこの実施形態により、接触軸線が中心で基板を通って延在することができる。これにより好適には、歪みは中心に延在することができ、これにより歪みは均一に形成され得る。
【0017】
別の好適な実施形態では、基板の接触を基板の中心で開始し、好適には基板の接触を、接触軸線に沿って完全に基板の外縁まで行うようになっている。接触が接触軸線に沿って完全に基板の外縁まで行われることにより、基板の全幅に沿って一軸的な接触を行うことができる。これにより歪みは、できるだけ正確に接触軸線に沿って形成され得る。
【0018】
別の好適な実施形態では、両基板の固定を、基板の外縁でのみ行うようになっている。これにより好適には、基板の中心における固定は不要であり、これにより固定は著しく簡単にすることができる。さらにこれにより、解除は中心で制御する必要がない、または極めて僅かにしか制御する必要がないので、解除は容易になる。
【0019】
別の好適な実施形態では、固定エレメントは複数の区域にまとめられており、これら複数の区域は別個に作動および停止させることができ、かつ／または基板の外縁に配置されており、これら複数の区域は好適には互いに均一な間隔で分配されて、基板の外縁に配置されているようになっている。好適にはこれら区域によって、比較的大きな領域を停止および作動させることができる。これにより、解除もしくは固定エレメントの制御を簡単にすることができる。これらの区域が特に互いに均一な間隔で分配されて基板の外縁に配置されているならば、停止すべき区域を相応に選択することにより、解除に特に良好に影響を与えることができる。基板の中心に関して互いに対向する区域が停止される場合には特に、基板の一軸的な解除を行うことができる。
【0020】
本発明によればさらに、第１の基板を第２の基板に、これら基板の互いに向かい合う接触面で接合する装置であって、第１の基板を第１の保持面で保持する第１の保持装置および第２の基板を第２の保持面で保持する第２の保持装置と、
接触面同士の接触前に接触面のうちの少なくとも１つを湾曲させる湾曲手段と、を有している装置において、
この装置は制御手段を有しており、これにより接触後にまずは、ただ１つの接触軸線に沿って一軸的に配置されている固定エレメントだけを停止させることができ、その他の固定エレメントは作動させたままにすることができ、これにより基板をまずは接触軸線に沿って一軸的にのみ互いに接続させることができ、
その後、その他の固定エレメントを停止させることができ、これにより基板を全面的に互いに接続させることができる、装置が設けられている。
【0021】
本発明の根底を成す思想は、基板がまずはただ１つの軸線に沿って、もしくはただ１つの方向に沿って解除されるように、固定エレメント、特に吸い付けエレメントを停止させる、ということにある。これにより基板は、この軸線もしくはこの方向のみに沿って変形もする。接合ウェーブは実質的に長方形の形状となる。基板はまずはこの軸線もしくはこの方向にのみ沿って、特に基板の中心から外縁へと接合される。これにより好適には基板の歪みを最小にすることができ、これにより接合精度を著しく改善することができる。
【0022】
この方法に関する特徴、実施形態、定義、態様は、装置にも該当し、逆に装置に関する特徴等も方法に関して該当する。
【0023】
好適な実施形態では、かつ／または独立的な発明として、固定エレメントを含む区域を、単数もしくは複数の基板の湾曲に目標通りの影響を与えることができるように、作動もしくは停止させることができる。この場合、これらの区域は、特に基板の外縁にのみ配置されている。
【0024】
特に、湾曲は、基板の対称的な湾曲の偏差が生じるように、これらの区域の切換により影響を与えられる。特に湾曲の対称性は減少する。複数の区域を停止させたときに、基板の湾曲が行われることが考えられ、この湾曲は、・線的もしくは一軸的な、
・ｎ角形型の、特に
・三角形の、
・四角形の、
・五角形、
・六角形の、
・七角形の、
・八角形の、
・星形の、
対称性を有している。湾曲の対称性は、接合ウェーブが進行する際にできるだけ小さい「ランアウト」が生じるように調節することができる。
【0025】
さらに本発明の根底を成す思想は特に、基板のうちの少なくとも１つを接触前に、または接合前に、特に一軸的に湾曲させ、両基板の少なくとも一方のこの湾曲を、接合中に、特に接合ウェーブの経過中に、好適には溶融接合の際に、湾曲の制御により変更するというものである。他方の（好適には上側の）基板の湾曲も、好適には変更されるが、特に湾曲変更の正確な制御はなく、好適にはこの基板の自動的な接触によって行われる。自動的な接触は特に、基板に作用する重力、および／または基板間のその他の引力によって行われる。一方の（特に下側の）基板の湾曲変更の制御は、特に他方の（特に上側の）基板の湾曲変更と同様に、好適には（好適には測定および制御により）その湾曲変更に依存して行われる。両基板のうちの一方が、特に下側の基板が、他方の、特に上側の基板に対して鏡像対称的ではない湾曲を有している、特に完全に平らに固定されていることも考えられる。
【0026】
湾曲変更とは、特に、基板の出発状態（特に接触前に存在している湾曲）から逸れた状態を意味する。本発明によれば、接触面の接触後の接合は、特に基板の固定のコントロールされた制御により制御される。相応の固定手段は、装置として特に設けられている。
【0027】
本発明の、特に独立した別の態様は、特に個別に切換可能な固定手段の使用にあり、これらの固定手段により、接触面間に進行する接合ウェーブをコントロールして閉ループ制御または開ループ制御することができる。
【0028】
特に接合ウェーブが基板の縁部の全ての点で同時に生じるならば、特に良好な成果が得られる。特にこれには、このような成果が得られる固定と区域の切換とが必要である。
【0029】
好適には、所定の曲線、特に直線に沿った、切換可能な複数の固定手段が同時に停止され、これにより基板は一軸的に湾曲される。
【0030】
湾曲は、重力および／または少なくとも１つの変形エレメントによって形成されてよい。
【0031】
特に独立した、または上記のものと組み合わせ可能な本発明による別の思想は、特にガス流出開口として形成される湾曲手段および／または湾曲変更手段としての少なくとも１つの変形エレメントの使用にある。これにより、基板に対する機械的な接触が回避される。湾曲のコントロールは、上記特徴の組み合わせにより、より正確に行われる。
【0032】
基板は本発明によれば一軸的に湾曲されるのが望ましいので、本発明によれば変形エレメントも細長く形成することができる。しかしながら基板を点状に負荷することができる変形手段の使用も考えられる。別の可能性は、サンプルホルダ内に１つの曲線、特に直線に沿って設けられた複数の変形手段である。
【0033】
本発明は特に、互いに位置合わせされる２つの基板を互いに最適に接合することのできる方法および装置を記載している。この場合、とりわけ根底を成す思想は、両基板の少なくとも一方の湾曲、固定、および／または解放を目的に応じてコントロール、閉ループ制御、または開ループ制御することにより、進行している接合ウェーブを、コントロール、閉ループ制御、または開ループ制御して、接触面に沿って両基板の、特に１つの方向に沿って進行する連続的で最適な接触を行わせる、というものである。したがって、従来技術とは異なり、固定手段は、基板の一軸的な湾曲が生じるように切り換えられる。最適な接触とは、特に、両基板の間の接触面の各個所における「ランアウト」誤差が最小限である、または最良の場合にはなくなることを意味する。
【0034】
１つの構成によれば、基板の固定は、特に複数の区域に分割された複数の固定手段によって行われる。
【0035】
別の構成によれば、少なくとも一方の基板の湾曲は正圧によって行われる。
【0036】
出発状態では、場合によっては設けられている接触面から突出する構造（マイクロチップ、機能部品）や、曲げおよび／または厚さ変動のような基板許容誤差を除くと、基板は通常、特に接触面で概ね平坦である。しかしながら基板は出発状態で多くの場合、ゼロとは異なる曲率を有している。３００ｍｍのウェハの場合、１００μｍ未満の曲率が一般的である。数学的に見て、曲率は、その平面状態からの曲線の局所的な偏差の尺度とみなすことができる。具体的には、厚さが直径に比べて小さい基板が考慮される。したがって、良好に近似された場合、平面の曲率と呼ぶことができる。平面の場合、最初に述べた平面状態は、曲率が観測される点における曲線の接線方向平面である。
【0037】
一般的に、物体は、特に基板は、均一な曲率を有しないので、曲率は位置の明示的な関数である。したがって、一例としては、非平面基板が中央では凹状の湾曲を有するが、別の個所では凸状の湾曲を有していることが挙げられる。本発明によれば、湾曲または湾曲変更とは、特記しない限り、巨視的な、すなわち基板全体もしくは接触面に関する湾曲または湾曲変更を意味する。
【0038】
一軸的な湾曲とは、基板を１つの次元もしくは軸線のみに沿って湾曲させる湾曲を意味している。相応にこれにより、単純化された、特に一軸的な延伸状態および引張り状態も生じる（基板の法線方向での引張り状態はこの場合、無視することができる）。特に基板上の構造体が矩形の場合には、「ランアウト」誤差は、１つの次元に沿ってのみ補正されればよいので、「ランアウト」誤差の低減に対して一軸的な延伸状態は極めて良好に作用する。
【0039】
本発明によれば、それぞれ対向する基板から見て凸状の湾曲が好適である。両基板の湾曲が互いに鏡像対称的であるならばさらに好適である。
【0040】
所定の点での湾曲を示す別の可能性は、曲率半径を示すことにある。曲率半径は、表面に接していて、当該表面の点を含む円の半径である。
【0041】
したがって、本発明の主要な実施形態において特に独立的な思想の中心は、互いに接合すべき２つの基板の曲率半径は少なくとも基板の接触領域で、すなわち接合ウェーブの接合フロントで、もしくは接合線で、同じであり、または少なくとも僅かにだけ互いに異なっている、ということにある。基板の接合フロント／接合線における両曲率半径の差は、１０ｍ未満であり、好適には１ｍ未満であり、さらに好適には１ｃｍ未満であり、さらに好適には１ｍｍ未満であり、さらに好適には０．０１ｍｍ未満であり、最も好適には１μｍ未満である。一般的に、曲率半径Ｒ１，Ｒ２を最小にする本発明による全ての実施形態が有利である。
【0042】
上記本発明による実施形態に関する別の重要な中心的思想は、固定手段の停止が、１つの特に直線的な線に沿って行われるので、一般的に多軸的な基板の引張り状態もしくは延伸状態が、一軸的な引張り状態もしくは延伸状態へと移行することにある。多軸的な引張り状態もしくは延伸状態の一軸的な引張り状態もしくは延伸状態への変換により、ランアウトは、あとは１つの次元に関してのみ補正すればよい。
【0043】
換言すると：本発明は、「ランアウト」誤差と呼ばれる局所的な位置合わせ誤差が最小限となるように２つの基板を互いに接合させることができる方法および装置に関する。様々な「ランアウト」誤差については、国際公開第２０１４／１９１０３３号（WO2014191033A1）に詳しく記載されており、これが参照される。
【0044】
この場合、さらに特に本発明の根底を成す思想は、互いに接合させたい両基板の湾曲／湾曲変更を、特に固定、特に広い面部分にわたってコントロール可能な固定により、生じる接合ウェーブに対する影響ファクタが、両基板が接合中に局所的に互いにスライドすることなく、すなわち正確に位置合わせされたままであるように選択されるように、制御することにある。さらに本発明は、本発明により低減された「ランアウト」誤差を含む互いに接合される２つの基板から成る物品を記載する。
【0045】
接合、特に永久接合、好適には溶融接合の際の本発明による特徴的な過程は、基板の両接触面ができるだけ曲線状に、特に直線状に接触することである。好適には接触線もしくは接触軸線は、基板のうちの少なくとも１つの基板の中心に一致する。単数もしくは複数の基板の接触線もしくは接触軸線と中央との間の間隔は本発明によれば特に、１００ｍｍ未満であり、好適には１０ｍｍ未満であり、さらに好適には１ｍｍ未満であり、さらに好適には０．１ｍｍ未満であり、最も好適には０．０１ｍｍ未満である。以降の記載においては、接触は、通常、線状の接触を意味する。線とは、拡大解釈では、好適には任意の１次元的な輪郭を意味する。
【0046】
特に線状の接触の開始を保証するために、本発明の実施形態によれば、中央の穴および、この穴内を並進運動することができるピンが湾曲手段および／または湾曲変更手段として設けられている保持装置（基板ホルダ）が設けられている。湾曲手段および／または湾曲変更手段として、ピンの代わりに流体を、好適にはガスを、基板に、特に直接、流体加圧するために使用するノズルを使用することも考えられる（流体加圧手段）。さらに両基板が、特に重力および／または予荷重に基づき他方の基板の方向に押される湾曲を有しているという別の前提のもとで、両基板を並進運動により互いに接近させることのできる装置を設けるならば、このような形式のエレメントの使用を完全に省くことすらできる。基板は、並進接近の際に、対応する第２の基板に対して十分僅かな間隔のもとで自動的に接触する。
【0047】
固定エレメントは、本発明の実施形態によれば、設けられた排気穴、１つ以上の円形の排気リップ、またはウェハを固定することができる匹敵する排気エレメントである。静電気的な複数の固定エレメント（固定手段）の使用も考えられる。導入されたガスによる正圧を基板ホルダと基板との間に生成することができる中央の穴または管路におけるピンは、固定された基板の制御可能な曲げのために用いられる（湾曲手段および／または湾曲変更手段）。
【0048】
両基板の中央が接触した後、保持装置の固定手段は、特に、少なくとも一方の基板のコントロールされた変形／湾曲変更が行われるように駆動制御される。本発明によれば、この場合、固定エレメントの停止は、１つの、特にまっすぐな線に沿って行われるので、一軸的な引張り状態もしくは延伸状態が生じる。上側の基板は、一方では重力により、他方では接合ウェーブに沿って両基板の間に作用する接合力により、コントロールされて下方へ引っ張られる。したがって、上側の基板は、停止された固定手段によって規定される線に沿って、中心から下側の基板に接合される。こうして、特に中心から始まる、一般的には非半径方向対称的でない接合ウェーブの本発明による形成が行われる。接合過程の間、両基板は、両基板の間に存在するガス、特に空気を、接合ウェーブの前方に押し出し、これによってガス封入物のない接合境界面を生ぜしめる。上側の基板は、完全に落下される場合には、実際には一種のガスクッション上に位置する。規定された時点を過ぎると、基板ホルダの全ての固定エレメントを停止することができるので、上側の基板は、重力および／または基板自体の間の引力の影響下に任せられる。この時点で、上側の基板の湾曲変更はもはや開ループ制御または閉ループ制御されないが、まわりの条件が既知であるか、または経験的に求められるので、依然としてコントロールされて進行する。このようなコントロールされた湾曲変更および接合ウェーブの進行に基づき、下側の基板の湾曲変更は開ループ制御または閉ループ制御される。しかしながら本発明による好適な構成は、上側の基板を放置するのではなく、接合ウェーブが少なくとも基板面積の１０％以上にわたって、好適には２０％以上にわたって、さらに好適には３０％以上にわたって、さらに好適には５０％以上にわたって、最も好適には７５％以上にわたって広がるまでは、両基板を完全にコントロールすることにある。
【0049】
上側の保持装置の全ての固定エレメントが停止された上記の時点以降は、特別な付加的な固定は必要ない。すなわち上側の基板は、接合開始個所における固定を除いては自由に動くことができ、歪む場合もある。本発明により進行する接合ウェーブ、接合ウェーブフロントで生じる引張り状態、および存在している幾何学的縁部条件により、半径方向の厚さに比べて無限に小さい各円セグメントは歪みを受ける。しかし、基板は剛性的な物体であるので、歪みは中心からの距離の関数として合算される。このことは、本発明による方法および本発明による装置によって取り除かれる「ランアウト」誤差を招く。接合ウェーブが進行する時間区分全体の間に上側の基板は固定されて保持され、接合ウェーブの進行は、固定エレメントの連続的なスイッチオフにより、特に基板ホルダの内部の固定エレメントから開始することにより進展することができることも考えられる。接合ウェーブの進行は、特に、接合ウェーブの進行中に、両基板ホルダが互いに対して相対的に接近することにより、良好にすすめることもできる。
【0050】
接触前の基板間の間隔は、０〜１０ｍｍ、好適には０〜１０００μｍ、さらに好適には０〜５００μｍ、最も好適には０〜１００μｍである。
【0051】
本発明による別の実施形態では、特に上側の基板は、本発明による区域の固定エレメントを介して有限数の位置でのみ固定されるので、特に重力および／または変形エレメントによって、半径方向の対称性とは著しく逸れている、対称性の低い曲げが生じる。この場合、間隔とは、基板間の最小の距離を意味する。
【0052】
したがって、本発明は特に、接合される２つの基板の間の「ランアウト」誤差を、特に熱動力学的な、かつ／または機械的な補償機構により、接合の際に減じる、または完全になくしさえするための方法および装置に関する。
【0053】
さらに、本発明は、本発明による装置および本発明による方法を用いて製造される、相応する物品に関する。
【0054】
保持装置／基板ホルダ本発明による基板ホルダは、固定手段、特に複数の固定エレメントを有している。固定エレメントは区域ごとにグループ化されてよい。区域ごとの固定エレメントのグループ化により、形状的、または光学的、または好適には機能的な課題も満たされる。機能的な課題とは例えば、１つの区域の全ての固定エレメントを同時に切り換えることができることを意味する。１つの区域の全ての固定エレメントを個々に切り換えることができることも考えられる。したがって、複数の固定エレメントを同時に、基板の固定もしくは解放を行うために、区域の内側で駆動制御することができ、または個別に駆動制御することもできるが、区域内で、極めて固有の基板の変形特性が生じる。区域は特に次のようなジオメトリであってよい。
・片面、
・円セグメント、
・特に三角形、四角形、または六角形としての、タイル張りのような区域、
・円環セグメント。
【0055】
特に、区域間に、固定エレメントを有さない面が存在していてもよい。このような区域間の間隔は特に、１５０ｍｍ未満、好適には５０ｍｍ未満、さらに好適には２０ｍｍ未満、さらに好適には１０ｍｍ未満、最も好適には５ｍｍ未満である。区域が円セグメントとして形成されている場合、このような間隔は、外側の円セグメントの内側の円環と、内側の円セグメントの外側の円環と、の間の距離である。
【0056】
中央近くに位置する円環セグメントは、好適には縁部における円環セグメントよりも小さく構成される。
【0057】
１つの区域における固定エレメントの数は任意である。特に、１つの区域には１つよりも多くの固定エレメントが、好適には１０よりも多くの、さらに好適には５０よりも多くの、さらに好適には１００よりも多くの、さらに好適には２００よりも多くの、最も好適には５００よりも多くの固定エレメントが存在している。
【0058】
本発明の好適な実施形態によれば、第１の保持装置および／または第２の保持装置は、基板を保持するための第１の保持装置および／または第２の保持装置の保持面の周囲に特にリング状に、好適には円環状に、特に専ら基板の側縁の領域に配置された固定手段を有している。
【0059】
固定手段は、特に均一に保持面に分配された、好適には同心的に配置された、複数の区域に分割された、特に個別に制御可能な固定エレメントとして形成されている。好適には、固定手段は、特に保持面の縁部領域に専ら配置されている。縁部領域は、特に、保持面の半径の半分まで、好適には半径の１／４まで延在している。
【0060】
１つの区域において固定エレメントが半径方向対称に配置されている場合、所定の横断面当たりにおける固定エレメントの数も考慮することができる。横断面における固定エレメントの数は、２０未満、好適には１０未満、さらに好適には５未満、さらに好適には３未満、最も好適には１である。
【0061】
固定エレメントは、固定のために負圧を供給することができ、基板の解放のために正圧を負荷することもできる。
【0062】
本発明による第１の実施形態では、固定エレメントは、特に穿孔、または火花浸食により形成される単純な穴から成る。特別な実施形態では、固定エレメントはリング状に、特に円環状に、特にフライス加工により形成されたスリットである。別の構成では、固定エレメントには排気リップが設けられていてよい。固定エレメントが排気エレメントとして設けられている場合、この固定エレメントは、２００ｍｂａｒ未満の、好適には１００ｍｂａｒ未満の、さらに好適には５０ｍｂａｒ未満の、さらに好適には１０ｍｂａｒ未満の、最も好適には１ｍｂａｒ未満の圧力を発生させることができる。
【0063】
圧力の制御の他に、質量流量も排気エレメントによって制御することができる。質量流量とは、単位時間当たりに所定の横断面を通過する質量である。質量は、排気エレメントによって吸い込まれる、かつ／または圧送される分子と原子の個々の質量から成る。個々の排気エレメントにおける質量流量は、０ｋｇ／ｓ〜１ｋｇ／ｓ、好適には０ｋｇ／ｓ〜０．５ｋｇ／ｓ、さらに好適には０ｋｇ／ｓ〜０．１ｋｇ／ｓ、極めて好適には０ｋｇ／ｓ〜０．０１ｋｇ／ｓ、最も好適には０ｋｇ／ｓ〜０．００１ｋｇ／ｓである。
【0064】
本発明による第２の実施形態では、固定エレメントは、静電気固定として使用される導電性プレートから成っている。導電性プレートは単極に、好適には双極に接続することができる。双極回路の場合、２つのプレートは相反する電位に置かれる。したがって、本発明による基板ホルダは、プレートの数に依存した、高解像度の静電固定特性を有する静電気基板ホルダとして、その区域内で機能する。
【0065】
単位面積あたりの固定エレメント数が増えるほど、基板のための基板ホルダの固定特性の制御は良好になる。
【0066】
好適には、第１の保持面および／または第２の保持面は、特に、第１の保持面の第１の保持平面、および第２の保持面の第２の保持平面を形成する隆起部から成っている。
【0067】
隆起部としては、特に螺旋状に延在する軌道が考えられる。
【0068】
２つの別の実施形態によれば、隆起部を備えた保持装置、特に突起基板ホルダが記載される。このような基板ホルダは、特に対称的に配置された複数の支持体（英語ではpillars）を有する基板ホルダを意味する。これらの支持体は特に突起として形成される。突起は任意の形状を有していてよい。特に突起は以下の形状で設けられている。・ピラミッド、特に三角錐または四角錐
・円筒、特に平坦なまたは丸み付けされた頭部を備えた円筒
・直方体
・円錐
・球シェル。
【0069】
球シェル突起、円錐突起、円筒突起は製造に手間がかかるのに対して、ピラミッド状または直方体状の突起はエッチング加工および／またはフライス加工により比較的簡単に製造することができ、したがって本発明によれば好適である。
【0070】
上記の突起基板サンプルホルダは、その周縁領域で、縁部エレメントを介して閉鎖されていてよいので、突起間の空間領域は凹部として解釈されてよい。しかしながら、突起は、全ての突起がその平面上に位置する突起平面に関して、ただ１つの隆起部を成していてもよい。
【0071】
本発明の第３の好適な実施形態では、基板ホルダは、ウェブを備えた突起基板ホルダとして構成されている。この場合、個々の区域はウェブによって中断される。各区域の内側には、突起間の空間の排気を行う少なくとも１つの管路が終端している。特に個別に駆動制御可能な複数の通路を使用することにより、場所に依存した異なる強度の空間の排気が可能である。
【0072】
さらに好適な第４の実施形態では、基板ホルダは、完全な突起基板ホルダとして、すなわちウェブを備えずに構成されている。
【0073】
隆起部、特に突起の幅もしくは直径は特に、５ｍｍ未満、好適には１ｍｍ未満、さらに好適には５００μｍ未満、最も好適には２００μｍ未満である。
【0074】
隆起部、特に突起の高さは特に、２ｍｍ未満、好適には１ｍｍ未満、さらに好適には５００μｍ未満、最も好適には２００μｍ未満である。
【0075】
特に隆起部の幅もしくは直径と隆起部の高さとの間の比は、０．０１よりも大きく、好適には１よりも大きく、さらに好適には２よりも大きく、さらに好適には１０よりも大きく、最も好適には２０よりも大きい。
【0076】
上述した全ての本発明の実施形態は、互いに任意に組み合わされてもよい。したがって、第１の区域は静電的に機能する固定エレメントから成っていて、第２の区域がバキューム固定を有していることも考えられる。
【0077】
本発明による基板ホルダは特に穴を、本明細書のこれ以降では、測定穴とも記載される穴を有していてよく、この穴により、固定された基板表面を、基板ホルダの背面から観察することができる。これにより、この領域で固定された基板表面の測定が可能である。測定穴を、カバーによって閉鎖することもできる。特に好適な実施形態では、測定穴はカバーにより全自動的に開閉可能である。
【0078】
本発明の好適な構成によれば、保持装置は、湾曲を測定するための湾曲測定手段を有している。
【0079】
本発明による基板ホルダは、選択的または付加的に、固定された基板と基板サンプルホルダとの間の物理的かつ／または化学的特性を測定することができるセンサを有していてよい。これらのセンサは好適には、・温度センサおよび／または
・圧力センサおよび／または
・距離センサ、である。
【0080】
特に好適な距離センサは、湾曲測定手段として使用可能である。この場合、基板と保持装置との間の距離により、特に支持個所間の、基板の湾曲が求められ、補間され、かつ／または計算される。
【0081】
本発明によれば好適には、湾曲および／または湾曲変更の良好な閉ループ制御または開ループ制御を可能にするために、特に保持面に沿って分配された距離センサが使用される。
【0082】
特に好適な実施形態では、複数のセンサはとりわけ、接合過程前に、かつ／または接合過程中に１つの平面に関する基板の距離を測定するために、距離センサとして形成されている。この平面とは好適には、保持面、および／または特に隆起部により形成された平面の保持面である。
【0083】
複数のセンサが異なる平面に位置していることも考えられる。好適にはセンサは特に専ら、好適には接触面に対して横方向の距離の変化を測定するので、１つの、および／または複数の平面に対する関係は重要ではない。この場合、基板の、特に場所的に異なる相対的な距離変化だけを検出すればよい。
【0084】
距離の測定はとりわけ、プロセス制御に役立つ。単数または複数の基板の正確な湾曲状態を知ることにより、基板の最適な、特に段階的な解放のために、本発明による固定エレメントの駆動制御／調節が特に効率的に行われる。
【0085】
異なる形式の複数のセンサが組み込まれることも考えられる。特に好適な実施形態では、距離測定および圧力測定のためのセンサは特に、基板ホルダに対称的に均一に分布されて組み込まれている。これにより、離散的ではあるが、表面をカバーする距離測定および圧力測定が可能である。変形エレメントが、管路を介してもたらされる流体、特にガス、またはガス混合物である場合、圧力測定は特に有利である。
【0086】
一方または両方の保持装置が湾曲測定手段なしで、かつ／またはセンサなしで形成されているならば、湾曲および／または湾曲変更の調節および／または制御は、経験により求められたパラメータに基づき行われてよい。
【0087】
本発明による第１および第２の基板ホルダは、好適には少なくとも１つの、特に中央に構成された、基板の湾曲／湾曲変更のための変形エレメント（湾曲手段および／または湾曲変更手段）を有している。
【0088】
本発明による第１の実施形態によれば、湾曲エレメントはピン（英語：ｐｉｎ）である。このピンは、保持面または保持平面に対する法線に沿った並進運動の少なくとも１つの、好適にはちょうど１つの自由度を有している。ｘ方向および／またはｙ方向で較正するために、ピンが保持面に沿った自由度を有していることも考えられる。好適にはピンはｘ方向および／またはｙ方向で固定可能である。ピンは、０．０１Ｎ〜１０００Ｎの、好適には０．１Ｎ〜５００Ｎの、さらに好適には０．２５〜１００Ｎの、最も好適には０．５〜１０Ｎの力を加えることができる。
【0089】
本発明による第２の実施形態では、湾曲および／または湾曲変更のための変形エレメントは、基板と保持面との間に流体、特にガスまたはガス混合物を供給することのできる流体流出開口（流体加圧手段）である。極めて好適な本発明による実施形態では、流体流出開口は、固有の、特にｘ方向および／またはｙ方向で移動可能な部分エレメントに組み込まれているので、流体流出開口のｘ方向の位置決めおよび／またはｙ方向の位置決めを行うことができる。これにより、流体流出の位置が正確に規定され、このことは、最適な、本発明による接合結果にも効果を有することができる。流体流出開口は、最も簡単な場合には、管路の端部を成す開口である。極めて特に好適な実施形態では、流体流出開口はノズルである。好適にはこのノズルは電子的に制御することができ、これにより各時点で、流出する流体の流体圧および／または流出速度を開ループ制御かつ／または閉ループ制御することができる。基板サンプルホルダと基板との間の複数の個所で圧力形成を変化させるために複数のノズルの使用も考えられる。１つのノズルについての全ての記述は、複数のノズルにも同様に当てはまる。流体流出開口、特にノズルを介して、基板と基板ホルダとの間に、１ｍｂａｒよりも大きな、好適には１０ｍｂａｒよりも大きな、さらに好適には１００ｍｂａｒよりも大きな、さらに好適には２００ｍｂａｒよりも大きな、最も好適には５００ｍｂａｒよりも大きな圧力を形成することができる。
【0090】
本発明による全ての基板ホルダは、ローディングピン（英語：ｌｏａｄｉｎｇ ｐｉｎｓ）を有していてよい。ローディングピンは、本発明による基板ホルダに基板をロードするために用いられる。ローディングピンは特に、保持装置に設けられた穴を通してガイドされる。この場合、この穴は好適にはローディングピンに対して密に形成される。
【0091】
第１のプロセスステップでは、ローディングピンが外部に出される。第２のプロセスステップでは、基板が、特に全自動でローディングピン上に置かれる。第３のプロセスステップでは、ローディングピンが内部に戻され、基板を保持面に接触させる。第４のプロセスステップでは、基板を固定エレメントにより固定する。ローディングピンは、接合された基板積層体のアンロードのためにも用いられる。この場合、プロセスステップの順番は相応に逆に行われる。ローディングピンは特に、内部でローディングピンが動く穴に対してシールされないならば、減圧体を成していてよい。この場合、バキューム固定エレメントを介して行われる負圧の静的な維持、および／またはガス流出開口による正圧の静的な維持は不可能である。相応に、バキューム固定エレメントを介した継続的な排気および／または、好適には静的な、特に層状の流れを特徴とするガス流出開口を介した継続的な正圧の形成が開示される。しかしながら、シールの使用も考えられ、これにより、流れを形成することなく静的な圧力を形成することができる。
【0092】
基板ホルダは基本的には、それぞれ任意の材料により製造することができる。以下の材料のうちの１つ、または複数が特に好適である。・金属、特に
・純金属、特に
・アルミニウム
・合金、特に
・鋼、特に
・低合金鋼、
・セラミック、特に
・ガラスセラミック、特に
・ゼロデュア、
・窒化物セラミック、特に
・窒化ケイ素、
・炭化物セラミック、特に
・炭化ケイ素、
・ポリマ、特に
・高温ポリマ、特に
・テフロン、
・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）。
【0093】
極めて好適な実施形態では、本発明による突起基板サンプルホルダは、特許文献、欧州特許第２６５５００６号明細書（EP2655006B1）により公知の方法で製造される。この場合、好適な材料は炭化ケイ素または窒化ケイ素である。この場合、好適な突起構造は四角錐である。
【0094】
保持装置は、本発明の実施形態によれば好適には加熱可能かつ／または冷却可能に形成されている。この場合、温度制御機構により、−５０℃〜５００℃の、好適には−２５℃〜３００℃の、さらに好適には０℃〜２００℃の、最も好適には１０℃〜１００℃の基板の熱処理が可能である。
【0095】
本発明の別の実施形態では、基板ホルダは次のように形成されている。すなわち、基板が、まだ接触される前に、加熱手段および／または冷却手段によって意図的に変形させられ、特に横方向に圧縮または延伸され、しかも後からの接触の際に、発生した「ランアウト」誤差をできるだけ良好に、理想的には完全に、補償するために必要となる量だけ変形させられるように形成される。この実施形態では、下側の／第１の基板の固定が、相応の変形の後で初めて行われるので、下側の／第１の基板もしくは下側の／第１の保持装置の熱膨張係数を特に重要視する必要はない。突起基板ホルダの特に好適な本発明による実施形態では、基板を、突起間の空間領域を介して加熱／冷却ガスに接触させることができる。固定エレメントの固定可能性を維持するために、基板を区域の領域で基板ホルダに押し付ける加熱ガスの圧力は、周囲ガスよりも低くなければならない。
【0096】
接合機本発明による装置は、本発明による２つの保持装置および／または基板ホルダから成る。好適には、少なくとも上側の基板ホルダは測定穴を有している。測定穴は特に閉鎖可能、かつ／またはガス密に形成されている。
【0097】
本発明による実施形態は、好適には規定された、特に制御可能な雰囲気内で、特に常圧で作動する。
【0098】
上で述べた本発明の全ての実施形態は、特別な変化実施態様において、低真空中で、より有利には高真空中で、さらに有利には超高真空中で実行することができ、特に１００ｍｂａｒよりも低い周囲の圧力、有利には１０−１ｍｂａｒよりも低い周囲の圧力、より有利には１０−３ｍｂａｒよりも低い周囲の圧力、さらに有利には１０−５ｍｂａｒよりも低い周囲の圧力、最も有利には１０−８ｍｂａｒよりも低い周囲の圧力で実行することができる。しかしながら真空が高いほど、もしくは周囲の圧力が低いほど、排気穴による基板の固定、および／または本発明による基板の湾曲の調節および／または制御は困難になる。
【0099】
プロセス本発明による第１のプロセスの本発明による第１のプロセスステップでは、第１の基板を第１の基板ホルダに、第２の基板を第２の基板ホルダにロードし、特に少なくとも周囲の区分で固定する。
【0100】
この場合、固定は、いくつかの僅かな、特に１０よりも少ない、さらに好適には５よりも少ない、より好適には３よりも少ない、最も好適には２よりも少ない区域のみが作動されるように行われる。作動される区域は特に、１つの円環に沿って対称的に分配されている。
【0101】
本発明による第１のプロセスの本発明による第２のプロセスステップでは、両基板を互いに位置合わせする。基板の位置合わせについては、本明細書では詳しくは説明しない。それについては、文献、米国特許第６２１４６９２号明細書（US6214692B1）、国際公開第２０１５／０８２０２０号（WO2015082020A1）、国際公開第２０１４／２０２１０６号（WO2014202106A1）が参照される。基板は、接合過程の前に特に互いに対して位置合わせされ、これによって、その表面上の対応する構造体の重なり性（特に２μｍ未満の、好適には２５０ｎｍ未満の、さらに好適には１５０ｎｍ未満の、さらに好適には１００ｎｍ未満の、最も好適には５０ｎｍ未満の精度を有する正確な位置合わせ）が保証される。
【0102】
本発明による第１のプロセスの本発明による第３の付加的なプロセスステップでは、両基板ホルダの互いに向かって行われる相対運動により両基板の接近が行われる。これにより、基板表面間の良好に規定された間隔（英語：ｇａｐ）が形成される。このような間隔を位置合わせプロセス前に既に、または位置合わせプロセス中に調節することも考えられる。この間隔は、特に１０００μｍよりも小さく、好適には５００μｍよりも小さく、さらに好適には２５０μｍよりも小さく、最も好適には１００μｍよりも小さい。
【0103】
本発明によれば特に好適には、特に接合フロント部で、両基板の曲率半径の互いのずれが１５％未満であり、好適には１０％未満であり、さらに好適には５％未満であり、さらに好適には２％未満であり、最も好適には両基板の曲率半径が同じである。
【0104】
本発明による第１のプロセスの本発明による第４のプロセスステップでは、第１のおよび／または第２の基板の湾曲が行われる。同時に、第１のおよび／または第２の基板の湾曲をセンサによって測定し、監視することができる。調整ループにより、下側および／または上側の基板における特に所望の湾曲を自動的に調節することができる。目標値が設定される。調整ループは、所望の湾曲プロファイルが調節されるまで、固定エレメントおよび／または変形エレメントを制御する。この場合、重力が１つの方向に作用し、したがって基板の変形に様々に作用を及ぼすことがあることが述べられる。上側の固定された基板が重力により、所望の接触点の方向にさらに変形される間、この重力は、下側の基板の湾曲とは逆に作用する。しかしながら重力の影響は、考慮しなくてもよいほど小さい。本発明により、自動的に開ループ制御される、または閉ループ制御される湾曲手段または湾曲変更手段、固定エレメント、およびセンサを使用することにより、両基板のそれぞれのために、特に調整ループの一部として、所望の湾曲プロファイルを調節することができる。両基板が互いに十分近くに接近されると、両基板の接触が行われる。接触は、常に増加する湾曲によって、かつ／または両基板ホルダの互いに向かう相対的な接近により行われてよい。すなわち本発明による接合方法では、基板が平坦に重ね合わされるのではなく、まず中心Ｍにおいて互いに接触させられる（接合開始個所）。これは、湾曲された両基板の一方が第２の基板に対して軽度に押圧されるか、もしくは向かい合って位置する基板の方向に相応に変形させられることによって行われる。変形させられ、（向かい合って位置する基板の方向に）湾曲された基板が解放された後に、接合ウェーブの前進によって、最小限の力を伴った、ひいては主として水平方向の最小限の歪みを伴った、特に少なくとも部分的な、好適には大部分の、自動的な、接合フロントに沿った連続的でかつ均一な接合が行われる。
【0105】
特に、基板の対称的な湾曲の偏差が生じるように、これらの区域を作動もしくは停止させることができる。特に湾曲の対称性は減少する。複数の区域を停止させたときに、基板の湾曲が行われることが考えられ、この湾曲は、・線的もしくは一軸的な、
・ｎ角形型の、特に
・三角形の、
・四角形の、
・五角形の、
・六角形の、
・七角形の、
・八角形の、
・星形の、
対称性を有している。湾曲の対称性は、接合ウェーブが進行する際にできるだけ小さい「ランアウト」が生じるように調節することができる。
【0106】
本発明による第１のプロセスの本発明による第５のプロセスステップでは、接合ウェーブの進行、監視および制御が行われる。接合開始個所が基板の接触面の中央に配置され、この中央に関して対向する２つの区域のみが固定のために用いられる場合には、接合ウェーブの均一な、特に線的な経過が実現可能となる。理想的には、正確に２つの接合ウェーブが各側に１つずつ存在する。
【0107】
第１の基板および／または第２の基板の変形、好適には湾曲が、凸状にかつ／または凹状に行われるならば特に有利であり、さらに好ましくは鏡像対称的に行われる。換言すれば、変形は本発明によれば、特に第１の基板および／または第２の基板の延伸および／または圧縮および／または湾曲により行われる。
【0108】
好適には基板はほぼ同じ直径Ｄ１，Ｄ２を有していて、これらの直径の互いのずれは特に５ｍｍ未満、好適には３ｍｍ未満、さらに好適には１ｍｍ未満である。
【0109】
特に独立的な本発明の別の態様によれば、変形、好適には湾曲は、変形手段または湾曲手段および／または湾曲変更手段により、かつ／または第１のおよび／または第２の保持装置の温度制御により行われる。
【0110】
別の独立的な本発明による態様では、文献、国際公開第２０１４／１９１０３３号（WO2014191033A1）に記載の実施形態と似たように、保持装置自体が湾曲可能に構成されていてよい。
【0111】
第１の基板および／または第２の基板を、第１の基板ホルダおよび／または第２の基板ホルダの、または第１のおよび／または第２の基板の周辺または全周の領域で専ら固定することにより、本発明による変形／湾曲／湾曲変更を比較的容易に実現することができる。
【0112】
固定は、「ランアウト」誤差を、特に互いに結合される基板の各位置において最小にする湾曲の所望の対称性が得られる条件に相応するように切り換えられる区域を介して行われる。
【0113】
特に変形手段、または湾曲手段および／または湾曲変更手段、および／または固定手段の上述したステップおよび／または動きおよび／または経過の制御、基板の相互の接近、温度のコントロール、圧力のコントロール、およびガス組成のコントロールは、有利には、中央の制御ユニットを介して、特に制御ソフトウェアを備えたコンピュータを介して行われる。開ループ制御および／または閉ループ制御のためには、上述したセンサが使用される。
【0114】
基板に、固定部内でできる限りのフレキシブル性および延伸自由度を与えるために、基板が、側縁部の領域において、できるだけ離れて外側に位置する円セグメントでのみ固定されることが有利である。
【0115】
第１の基板および／または第２の基板は、有利には半径方向対称である。基板は任意のいかなる直径をも有することができるが、基板直径は特に１インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、６インチ、８インチ、１２インチ、１８インチであり、または１８インチよりも大きい。第１の基板および／または第２の基板の厚さは、１μｍ〜２０００μｍ、有利には１０μｍ〜１５００μｍ、さらに有利には１００μｍ〜１０００μｍである。
【0116】
特別な実施形態では、基板が、方形の形状を、または少なくとも円形の形状とは異なる形状を有していてもよい。基板としては好適にはウェハが使用される。
【0117】
特に有利には、可変の全てのパラメータは、接合ウェーブが、存在する初期条件および周辺条件に関してできるだけ最適の速度で伝播するように選択される。とりわけ存在する雰囲気、特に常圧においては、接合ウェーブのできるだけ緩慢な速度が有利である。接合ウェーブの平均速度は特に、２００ｃｍ／ｓよりも遅く、より有利には１００ｃｍ／ｓよりも遅く、より有利には５０ｃｍ／ｓよりも遅く、極めて有利には１０ｃｍ／ｓよりも遅く、最も有利には１ｃｍ／ｓよりも遅い。特に接合ウェーブの速度は０.１ｃｍ／ｓよりも速い。特に接合ウェーブの速度は、接合フロントに沿って一定である。真空雰囲気中では、接合ウェーブの速度が自動的に、より速くなる。なぜなら、接合線に沿って結合する基板が、ガスによる抵抗を克服しなくて済むからである。
【0118】
別の、特に独立的な本発明の態様は、基板のうち少なくとも一方に、基板の接触面の中心Ｍに対して特に同心的に半径方向外側に向かって延在する予荷重を、接触前にかけ、次いで接触の開始にだけ影響を与え、基板の１つの区分の、特に中心Ｍの接触後には基板は解放され、その予荷重に基づき自動的にコントロールされて、対向する基板に接合されることにより、できるだけ調整され、同時にほぼ自動的に接触させることにある。予荷重は、変形手段、特に湾曲手段および／または湾曲変更手段による第１の基板の変形、特に湾曲により得られる。この場合、変形手段は、特にその形状に基づき、接合側とは反対側に作用し、変形は相応に、様々な（特に交換可能な）変形手段の使用により制御可能である。制御は、変形エレメントを基板に作用させる圧力または力によっても行われる。この場合、基板を有する基板保持の有効保持面積は減じられ、これにより基板は部分的にのみ保持装置によって支持されるのが有利である。このようにして、小さな接触面により、基板と基板保持体間の付着は僅かになる。固定は、本発明によれば特に、基板の全周の領域で行われるので、効果的な固定が行われ、同時に基板保持体の保持輪郭と基板との間のできるだけ僅かな有効保持面積が生じる。したがって、基板の剥離のために必要な解除力は最小限であるので、きれいで確実な基板の剥離が可能である。剥離は、特に保持面における負圧の低減により、とりわけコントロール可能である。コントロール可能とは、基板が第２の基板に接触した後、その基板がサンプルホルダになお固定されたままであり、所望の（制御された）保持面における負圧の低減により初めて、サンプルホルダ（保持装置）からの基板（ウェハ）の解放が、特に内側から外側へと行われることを意味する。本発明による実施形態はとりわけ、極めて僅かな力による剥離を実施できることに通じる。特に、様々な解放の方法が複数開示されている。・変形手段の停止中における、基板の突然の完全な解放、
・変形手段が自然に出発状態に置かれ、ひいてはすぐに基板への作用をやめるときの、基板の突然の完全な解放、
・変形手段が段階的に、しかしながら継続的に基板への作用をやめるときの、基板の突然の完全な解放、
・変形手段が基板に作用している間に行われる、固定の段階的な停止による、段階的に、特に区域ごとに、好適には内側から外側に向かって行われる基板の解放、
・上記方法の組み合わせ。
【0119】
本発明による実施形態は、最適な形態で、両基板が湾曲されている接合過程を開示している。しかしながら一般的には少なくとも一方の基板は変形されていなくてもよい。上記の解放メカニズムとの組み合わせにおいて、以下の表が示される。
【0120】
【表1】
【0121】
本発明による方法および装置により、「ランアウト」誤差の最適な補償が行われるように、基板上の全ての構造体は設計され、計算され、形成され得る。例えば、方形の構造体を、これらの構造体が「ランアウト」誤差により歪む方向で、所定のファクタ分だけ小さく設計することが考えられる。このファクタは特に、０〜３であり、好適には０〜２であり、さらに好適には０〜１であり、より好適には０〜０．１であり、最も好適には０〜０．００１である。例えば、測定および／または計算に基づき、「ランアウト」誤差が基板の所定の位置でｘ方向に１．０２１倍（ファクタ）だけ歪むことがわかっている場合、構造体はｘ方向で同じファクタだけコンピュータで拡大される。したがって、ファクタが１の場合（１倍）、構造体の寸法は歪まないままである。ファクタが１よりも小さい場合は、構造体は所定の寸法において縮小されていて、ファクタが１よりも大きい場合には、相応に拡大されている。したがって構想体は、このファクタ分だけｘ方向で拡大されて製作される。
【0122】
乗法的ファクタを使用するのではなく、構造体の１つの方向の寸法の変化を加算もしくは減算により表すために、プラスおよびマイナスの被加数を使用することもできる。この場合、数値範囲の記載は省略する。
【0123】
通常の状態では構造体をコンピュータで設計することが考えられるが、例えばリソグラフィ装置のような製造装置によって構造体を、以前に計算された、かつ／または求められたファクタに相応にスケーリングして製造することも考えられる。製造装置としては特に、・リソグラフィ装置、特に、
・フォトリソグラフィ装置、特に
・ステッパ
・インプリントリソグラフィ装置、
・ステッパ
・放射線リソグラフィ装置、特に
・電子ビームリソグラフィ
・イオンビームリソグラフィ
・レーザリソグラフィ
が挙げられる。
【0124】
したがって、本発明による方法および設備は、結合すべき構造体のための正しい設計工程および／または計算工程および／または製造工程と組み合わされて、さらなる最適化された接合品質をもたらし、ひいてはさらに改善された結果をもたらす。すなわち、本発明による方法および／または装置によって接合ウェーブに影響を与えることによってもはやそれ以上減じることができない「ランアウト」誤差が生じることが見込まれるまたは測定される場合、そのさらなる低減のために上記方法を利用することができる。
【0125】
装置について開示された特徴は、方法について開示されたものとして同様に該当し、方法について開示された特徴も、装置について開示されたものとして同様に該当する。
【0126】
本発明のその他の利点、特徴、詳細は、以下の好適な実施例の説明および図面により明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0127】
【図1a】本発明による保持装置の第１の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図1b】本発明による保持装置の第２の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図1c】本発明による保持装置の第３の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図1d】本発明による保持装置の第４の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図1e】本発明による保持装置による湾曲（変更）手段の第１の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図1f】本発明による保持装置による湾曲（変更）手段の第２の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な部分図である。
【図2a】本発明による保持装置の第５の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な平面図である。
【図2b】本発明による保持装置の第６の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な平面図である。
【図2c】本発明による保持装置の第７の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な平面図である。
【図2d】本発明による保持装置の第８の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な平面図である。
【図2e】本発明による保持装置の第９の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な平面図である。
【図3a】本発明による隆起部の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な側面図および平面図である。
【図3b】本発明による隆起部の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な側面図および平面図である。
【図3c】本発明による隆起部の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な側面図および平面図である。
【図3d】本発明による隆起部の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な側面図および平面図である。
【図3e】本発明による隆起部の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な側面図および平面図である。
【図4a】本発明による方法の第１の方法ステップにおける本発明による接合機の実施形態の実際の縮尺ではない概略的な横断面図を、圧力グラフおよび距離グラフと共に示す図である。
【図5a】第１の固定構造における上側のサンプルホルダを下方から示す概略的な図である。
【図5b】第２の固定構造における上側のサンプルホルダを下方から示す概略的な別の図である。
【図6a】理想的な位置合わせ状態にはない２つの構造体を上方から示す概略的な図である。
【図6b】理想的な位置合わせ状態にある２つの構造体を上方から示す概略的な図である。
【図7a】第１のベクトル場と共に２つの構造体を上方から示す概略的な図である。
【図7b】第２のベクトル場と共に２つの構造体を上方から示す概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【0128】
図面では、同じ構成部分および同じ機能を有する構成部分には同じ符号が付与されている。
【0129】
Ｘ軸線は、基板ホルダ１ｏもしくは１ｕの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に延在する。Ｙ軸線は、Ｘ軸線に対して垂直かつ基板ホルダ１ｏもしくは１ｕの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に延在する。Ｚ軸線は、Ｘ軸線およびＹ軸線に対して垂直かつ基板ホルダ１ｏもしくは１ｕの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に対して垂直に延在する。
【0130】
図１ａには、本発明による保持装置１（選択的には、基板ホルダとも呼ばれる）の第１の構成の横断面の、正しい縮尺ではない概略的な部分図が示されている。この場合、固定エレメント２（固定手段）を備えた縁部領域Ｒのみが示されている。
【0131】
保持装置１は、好適には縁部領域Ｒに存在している複数の区域Ｚｉから成っている。各区域Ｚｉは複数の固定エレメント２を有している。図１ａには例えば２つの区域Ｚ１およびＺ２が示されている。第１の区域Ｚ１には４つの固定エレメント２が横断面で示されており、第２の区域Ｚ２には２つの固定エレメント２が示されている。特に、区域Ｚｉは、基板ホルダ１の縁部領域Ｒに制限されていてよく、または基板ホルダ１全体にわたって分配されていてもよい。
【0132】
固定エレメント２は、第１の、特に上側の基板４ｏ、または第２の、特に下側の基板４ｕの基板保持面４ａを固定するために用いられる。
【0133】
好適には、複数のセンサ３，３’、特に距離センサが、保持面１ｓに位置している。センサは、固定された基板４と保持面１ｓとの間の物理的かつ／または化学的特性を測定するために用いられる。センサ３，３’は特に、保持面１ｓと基板保持面４ａとの間の距離を測定する距離センサである。
【0134】
基板ホルダ１は好適には、その中心Ｃ（図１ｅおよび図１ｆ参照）に湾曲エレメント５，５’（湾曲手段）が存在するように構成されている。この湾曲エレメントによって、基板ホルダ１に固定された基板４ｏ，４ｕを湾曲させることができる。特に好適には、湾曲エレメント５は流体流出開口であって、この開口を介してガス、特に圧縮ガスを、基板ホルダ１と基板４との間に吐出することができる。正圧によって基板４は湾曲され、同時に固定エレメント２によって固定される、または制御されて解放される。
【0135】
図１ｆに示した選択的な本発明による構成では、湾曲エレメント５’はピン（英語；ｐｉｎ）であり、このピンは保持装置１を貫通して延在しており、保持装置に対して垂直に移動可能に形成されている（湾曲手段または湾曲変更手段）。
【0137】
図１ｂには、本発明による第２の構成の基板ホルダ１’が示されている。基板ホルダ１’は、好適には縁部領域Ｒに存在している複数の区域Ｚｉから成っている。各区域Ｚｉは一般的に複数の固定エレメント２’を有することができる。固定エレメント２’は、静電気固定の電極である。図１ｂには例えば２つの区域Ｚ１およびＺ２が示されている。第１の区域Ｚ１には２つの固定エレメント２’が横断面で示されており、第２の区域Ｚ２には３つの固定エレメント２’が横断面で示されている。特に、区域Ｚｉは、基板ホルダ１’の外側の縁部に制限されていてよく、または基板ホルダ１’全体にわたって分配されていてもよい。
【0138】
好適には、複数のセンサ３，３’、特に距離センサが、保持面１ｓ’に位置している。センサ３，３’は、固定された基板４と保持面１ｓ’との間の物理的かつ／または化学的特性を測定するために用いられる。センサ３，３’は特に、保持面１ｓ’と基板保持面４ａとの間の距離を測定する距離センサである。
【0139】
図１ｃには、本発明による第３の構成の基板ホルダ１’’が開示されている。基板ホルダ１’’は、好適には専ら縁部領域Ｒに存在している複数の区域Ｚｉから成っている。各区域Ｚｉは特に複数の固定エレメント２’’を有している。
【0140】
固定エレメント２’’は、基板保持面４ａに隣接するウェブ８または縁部エレメント１０と、ウェブ８と、管路６によって貫通される底面との間の空間領域９である。管路６では、基板４ｏ，４ｕを吸い付け、これにより固定するための圧力が調節される。
【0141】
空間領域９には特に複数の突起７が位置していて、これらの突起の上に基板４ｏ，４ｕが載置される。突起７は特に、過剰な汚染を回避するために働く。突起７は、図１ｃでは、見易くするために平均以上に大きく示されている。実際には突起７は、基板ホルダ１’’の厚さと比較して著しく小さい。
【0142】
図１ｃには例えば２つの区域Ｚ１およびＺ２が示されている。第１の区域Ｚ１には３つの固定エレメント２’’が横断面で示されており、第２の区域Ｚ２には同じく３つの固定エレメント２’’が横断面で示されている。特に、区域Ｚｉは、基板ホルダ１’’の外側の縁部に制限されていてよく、または基板ホルダ１’’全体にわたって分配されていてよい。
【0143】
好適には、複数のセンサ３，３’が、特に距離センサが、突起７に、特に湾曲していない状態で基板保持面４ａに接触する突起７の突起表面７ｏに位置している。センサは、固定された基板４と、突起表面７ｏおよび周囲の縁部エレメント１０によって画定される保持面１ｓ’’と、の間の物理的かつ／または化学的特性を測定するために用いられる。センサ３，３’は特に、突起表面７ｏと基板表面４ｏとの間の距離を測定する距離センサである。
【0144】
図１ｄには、本発明による第４の構成の基板ホルダ１’’’が示されている。基板ホルダ１’’’は特に、好適には縁部領域Ｒに存在している複数の区域Ｚｉから成っている。各区域Ｚｉは複数の固定エレメント２’’’を有している。
【0145】
固定エレメント２’’’は、内部に圧力を形成することができる隣接する２つの管路６の間の空間領域９である。空間領域９の画定は、取り囲む縁部エレメント１０によって、保持装置１’’’の周囲でのみ行われる。縁部エレメント上には基板４ｏ，４ｕが環状に載置され、縁部エレメントは突起表面７ｏと一緒に保持面１ｓ’’を形成する。
【0146】
空間領域９には特に複数の突起７が位置していて、これらの突起の突起表面７ｏ上に基板４ｏ，４ｕを保持することができる。突起７は特に、過剰な汚染を回避するために働く。突起７は、図１ｃでは、見易くするために平均以上に大きく示されている。実際には突起は、基板ホルダ１’’’の厚さと比較して著しく小さい。
【0147】
図１ｄには例えば２つの区域Ｚ１およびＺ２が示されている。第１の区域Ｚ１には１つの固定エレメント２’’’が横断面で示されており、第２の区域Ｚ２にも同じく１つの固定エレメント２’’’が横断面で示されている。特に、区域Ｚｉは、基板ホルダ１’’’の外側の縁部に制限されていてよく、または基板ホルダ１’’’全体にわたって分配されていてよい。
【0148】
好適には、複数のセンサ３，３’、特に距離センサが、突起７間の空間領域９の底面上に位置している。センサ３，３’は、固定された基板４と底面との間の物理的かつ／または化学的特性を測定するために用いられる。センサ３，３’は特に、底面と基板保持面４ａとの間の距離を測定する距離センサである。これにより、突起７の既知の高さを介して、基板保持面４ａと突起表面７ｏとの間の距離を算出することができる。
【0149】
図２ａに示された保持装置１ＩＶでは、固定エレメント２が４つの同心的な区域Ｚ１〜Ｚ４に配置されている。保持装置１ＩＶの中心Ｃには湾曲エレメント５，５’（図１ｅまたは図１ｆ参照）が位置している。複数の区域の対応する固定エレメント２は、それぞれ、半径方向に延在する直線Ｌに沿って配置されている。
【0150】
図２ｂに示された保持装置１Ｖでは、固定エレメント２が４つの区域Ｚ１〜Ｚ４に配置されている。保持装置１Ｖの中心には湾曲エレメント５，５’（図１ｅまたは図１ｆ参照）が位置している。複数の区域の対応する固定エレメント２は、それぞれ、湾曲エレメント５を通らず、特に中心Ｃを通らずに延在している線Ｌ’に沿って配置されている。線Ｌ’は特に直線である必要はない。それぞれ対向している、対応する固定エレメント２は、中心Ｃに対して鏡像点対称に配置されている。
【0151】
図２ｃには、図１ｃによる構成のように縁部エレメント１０によって取り囲まれた、複数の突起７を有した保持装置１ＶＩが示されている。突起７の間には、排気中に固定エレメント２ＩＶとして機能する縁部領域９が位置している。排気は管路６を介して行われる。本発明のこのような構成では、空間領域９を互いに分離するウェブ８が存在していないので、湾曲エレメント５（図１ｅ参照）を介してもたらされた流体は通路６を介して直接再び吸い出される。したがって、本発明によるこのような構成は、基板ホルダ１ＶＩと基板４ｏ，４ｕとの間に静的な層流が形成される基板ホルダの例である。
【0152】
図２ｄに示した本発明の構成では、複数の固定エレメント２を備えた複数の区域Ｚが設けられている。区域Ｚは、サンプルホルダ１ＶＩＩの周囲に位置していて、基板４を最大６個の位置に固定することができる。１つの基板４ｏを区域Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５を介して固定することにより、基板を例えば重力により、多かれ少なかれ三角形に曲げることができる。同様の考察が、四角形または別の配置における区域の切換に関しても当てはまる。
【0153】
図２ｅに示した本発明の構成では、１つの螺旋に沿って固定エレメント２が配置されている。この場合、保持面１ｓ全体がただ１つの区域Ｚである。固定エレメントを個々にまたはグループごとに駆動制御することが考えられる。螺旋の終端および中心Ｃには湾曲エレメント５，５’が配置されている。
【0154】
図２ａ〜図２ｅによる全ての構成は、固定が負圧固定またはバキューム固定として実施される保持装置である。同様に、静電気固定を行う相応の基板ホルダも実現することができる。センサ３，３’は見易さのために示されていないが、図１ａ〜図１ｄによる構成に相応に構成されていてよい。
【0155】
図３ａ〜図３ｅには、隆起部７，７’，７’’，７’’’，７’’’’の形状の実施例が示されている。図３ａの形状は、丸み付けされた頭部を備える円筒状の基体から成っている。図３ｂの形状は、平坦な頭部を備える円筒状の基体から成っている。図３ｃの形状は、半球状の基体から成っている。図３ｄの形状は、三角錐から成っている。図３ｅの形状は、四角錐から成っている。
【0156】
以下の図面の説明では、湾曲手段５によって基板４ｏおよび４ｕの一軸線的な湾曲が行われる本発明による接合過程の例が示されている。
【0157】
図４ａは、第１の／上側の基板４ｏと第２の／下側の基板４ｕの、対向して配置された接触面４ｋを接触させ、接合する本発明による接合機１３を示している。接合機１３は、下側の基板ホルダ１ｕと上側の基板ホルダ１ｏとから成る。基板ホルダ１ｕ，１ｏは特に、第１の／上側の基板４ｏと第２の／下側の基板４ｕとを保持する上述した保持装置１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩとして構成されていてよく、この場合、下側の基板ホルダ１ｕは、上側の基板ホルダ１ｏとは異なるように構成または装備されていてよい。
【0158】
上側の基板ホルダ１ｏは、好適には測定穴１２を有しており、この測定穴を介して、基板ホルダ１ｏの背面から基板４ｏの測定を行うことができる。選択的に測定穴にセンサが配置されていてもよい。測定穴１２は特に、湾曲変更手段と固定エレメントとの間に配置されている。選択的に、または付加的に下側の基板ホルダ１ｕが相応の測定穴１２を有していてもよい。測定穴は保持装置１を貫通していて、特に保持面１ｓに対して垂直に延在している。好適には測定穴１２は、互いに１８０°または１２０°の間隔を置いて配置されている。
【0159】
基板ホルダ１ｕ，１ｏは、複数の固定エレメント２とセンサ３，３’とを備えた保持面１ｓを有している。固定エレメント２は、管路６を介して排気され、基板４ｕ，４ｏを固定する。基板ホルダ１ｕ，１ｏの上方および下方にはグラフが記載されており、これらのグラフにはそれぞれ、距離センサとして構成されたセンサ３と基板４ｕ，４ｏとの間の間隔ｄが、ｘ方向（基板直径）に沿って各ｘ位置に関して示されている。距離センサは、湾曲変更手段５に直接、固定手段のところまで分配配置されている。したがって距離センサは、保持面１ｓの部分面にわたって延在している。
【0160】
固定手段の領域には、圧力センサとして構成されたセンサ３’が配置されていて、このセンサによって、センサ３’のｘ位置に沿って、基板４ｕ，４ｏと基板ホルダ１ｕ，１ｏとの間で圧力ｐ１が測定される。
【0161】
距離グラフにおいては、特にソフトウェアによって設定された目標湾曲１５ｕ，１５ｏと、距離センサによって測定された実際湾曲１４ｕ，１４ｏと、が記載されることが目標とされている。上側の基板４ｏは特に、重力に基づき存在している実際湾曲１４ｏを有しており、下側の基板４ｕは平坦に載置されているので、本発明の場合には実際湾曲１４ｕを有していない（実際にはごく僅かに有している）。しかしながら、重力によって生じる実際湾曲１４ｏは無視できるほど小さいことも考えられる。達成したい両湾曲１５ｕ，１５ｏは実施例では、鏡像対称的である。任意の湾曲１５ｕ，１５ｏを設けることができる。圧力経過１６ｕおよび１６ｏは、固定エレメント２の作動領域で減圧を示している。このことは、基板４ｕ，４ｏの固定が行われていることを示している。
【0162】
両基板４ｕ，４ｏの互いの位置合わせのプロセスステップは示されていない。
【0163】
図４ｂには、別のプロセスステップにおける接合機１３が示されている。両基板４ｕ，４ｏは、両基板ホルダ１ｕ，１ｏの相対運動により互いに近付けられる。その他の点は、図４ａの状態と変更されていない。
【0164】
図４ｃには、別のプロセスステップにおける接合機１３が示されている。図示した例では、圧力ｐ２のガスが貫流するガス流出開口である、湾曲エレメント５の使用により、両基板４ｕ，４ｏは目標湾曲にもたらされ、この場合、好適には圧力の調節が距離センサによって行われる。閉ループ制御／開ループ制御のためには、固定エレメント２の圧力も使用することができ、これにより固定エレメントは、湾曲手段５，５’または湾曲変更手段５，５’の役割も引き受けることができ、したがって本発明においては固定エレメントも湾曲手段に数えられる。
【0165】
図示した例ではこのために、基板４ｏ，４ｕの接触前に所望の湾曲を達成するために、固定エレメント２の１つの圧力が、圧力ｐ１から圧力ｐ０に減圧される。図示した例では、簡単にするために、３つの圧力値ｐ０，ｐ１，ｐ２しか示されていない。圧力値は特に連続的にかつ／または常に閉ループ制御可能／開ループ制御可能である。
【0166】
図４ｄには、別のプロセスステップにおける接合機１３が示されている。両基板４ｕ，４ｏは、基板４ｕ，４ｏの接近により、半径方向外側に広がる接合ウェーブを形成している。この場合、基板４ｕ，４ｏの湾曲は連続的に変化する（湾曲変更手段）。この場合、下側の基板４ｕと上側の基板４ｏの湾曲変更は距離センサによって継続的に監視され、必要な場合には、湾曲エレメント５および／または固定エレメント２により、その都度所望の、もしくは設定される目標湾曲が達成されるように修正される（湾曲変更手段）。重要なパラメータは、接合ウェーブの点における上側の基板４ｏの湾曲半径Ｒ１および下側の基板４ｕの湾曲半径Ｒ２である。
【0167】
周方向に並ぶ内側の４つの固定エレメント２の列の圧力は、上側の保持装置１ｏおよび下側の保持装置１ｕにおいて同時にｐ０に減圧される。これにより基板４ｕ，４ｏは、特に内側から外側への連続的な、保持面１ｓへの固定を失い、これにより湾曲エレメント５からの圧力ｐ２はさらに広がることができる。
【0168】
制御により、基板の湾曲および湾曲変更を考慮することにより、ランアウト誤差は最小になる。
【0169】
図４ｅには、別のプロセスステップにおける接合機１３が示されている。両基板４ｕ，４ｏは、上側の保持装置１ｏの固定エレメント２の最も外側の列の圧力をｐ０に減圧することにより、制御されて互いに接合される。
【0170】
図５ａには、完全に固定された固定基板４ｏを有する上側のサンプルホルダ１ｏを下方から見た図が示されている。Ｘ軸線は、基板ホルダ１ｏの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に延在する。Ｙ軸線は、Ｘ軸線に対して垂直かつ基板ホルダ１ｏの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に延在する。Ｚ軸線は、Ｘ軸線およびＹ軸線に対して垂直かつ基板ホルダ１ｏの保持面１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’に対して垂直に延在する。
【0171】
図５ｂにも、上側のサンプルホルダ１ｏを下方から見た図が示されているが、このサンプルホルダ１ｏは、部分的に固定された基板４ｏを有しており、すなわち時間的には図５ａの後の図である。中央の固定手段は、基板４ｏの中心から、基板４ｏの外縁まで、接触軸線ＸもしくはＸ軸線に沿って作動されていないので、基板４ｏはＸ軸線に沿って弛んでいる。この場合、その他の固定エレメントは作動されたままである。基板４ｏの弛みは、見易さ向上のために、正確な縮尺ではなく、特に拡大されている。
【0173】
図６ａには、先行技術の方法により両基板４ｏ，４ｕが互いに接合された後の、上側の基板４ｏの基板表面４ｋの上側の構造１７ｏと、下側の基板４ｕの基板表面４ｋの下側の構造１７ｕと、が平面図で示されている。一般的に、ｘ方向およびｙ方向に矢印で示された多次元的な「ランアウト」誤差が生じることが明らかである。
【0174】
特に好適には、歪みベクトルの一軸性は、ウェハにおけるチップ構造の設計に利用することができる。この場合、構造体１７ｕ，１７ｏ、例えば接触パッドは、比較的小さい歪みが生じる方向において、比較的小さく、かつ／または比較的小さい間隔をもって計画されるように設計される。何故ならばここでは、歪みが比較的小さいことにより、接合プロセス後のより良好なパッドの重なりが期待されるからである。特に好適には、歪みが比較的大きい方向での歪みもチップレイアウトの際に考慮することができる。これにより、この方向でも接合後に構造体の良好なオーバーラップが可能となる。主として一軸性の歪みの性質により、このような良好なオーバーラップは、従来技術と比較して改善された精度および僅かな手間で、ひいては許容できるコストで可能である。
【0175】
図６ｂには、本発明の方法により両基板４ｏ，４ｕが互いに接合された後の、上側の基板４ｏの基板表面４ｋの上側の構造１７ｏと、下側の基板４ｕの基板表面４ｋの下側の構造１７ｕと、が平面図で示されている。一般的に、ｙ方向に矢印で示された一次元的な「ランアウト」誤差が生じることが明らかである。図６ｂには代表して、少なくともｘ方向で「ランアウト」誤差が完全になくなっていることが示されている。使用時には一般的に、図６ａよりもはるかに小さい「ランアウト」誤差がこの場合もｘ方向で存在している。構造体は、なお、特に極めて小さい「ランアウト」誤差をｙ方向で有している。しかしながらいずれにせよオーバーラップは改善されている。四角形の構造体１７ｕ，１７ｏの場合は大まかに、歪みベクトルの絶対値長さは、１．４１ファクタ分減少していると見積もることができる（２の平方根）。通常、構造体１７ｕ，１７ｏはしばしば長方形であり、すなわち長さと幅とは異なっている。この場合、好適には構造体１７ｕ，１７ｏは、構造体１７ｕ，１７ｏの幅が、最大の歪みが（特に一軸の）見込まれる方向に対して平行に延在するように方向付けられていてよい。したがって、このような構造体１７ｕ，１７ｏにより見込まれる歪みベクトルを最小にすることができる。さらに、基板における構造体１７ｕ，１７ｏの配置は、さらに、歪みが既にレイアウトの際に考慮されるように構成することができる。この場合、好適には、構造体１７ｕ，１７ｏの配置は、構造体１７ｕ，１７ｏの幅側の中央位置において歪みにより生じるオーバーラップ誤差がなくなり、歪みベクトルの中心の一方の側にプラスの印を、他方の側にマイナスの印を有するように設計される。
【0176】
図７ａには、基板４ｏ，４ｕから成る基板積層体のベクトル場のチャートが示されている。このベクトル場チャートのベクトルは「ランアウト」誤差を表している。中心から縁部に向かって大きくなる「ランアウト」誤差を含む半径方向対称的な対称性を見ることができる。
【0177】
図７ｂには、基板４ｏ，４ｕから成る基板積層体のベクトル場のチャートが示されている。このベクトル場チャートのベクトルは「ランアウト」誤差を表している。中心から縁部に向かって大きくなる「ランアウト」誤差を含む一軸性の対称性を見ることができる。本発明による基板の一軸的な湾曲により、「ランアウト」誤差は少なくともｘ軸線に沿って無視できる程度まで小さくすることができる。理想的には、ｙ軸線に沿った「ランアウト」誤差も無視できる程度にまで小さくされる。しかしながら、全方向において消失するほど僅かな「ランアウト」誤差を含む基板積層体を示す図は、そのような図から新たな情報を獲得できるわけでもないので省略する。
【符号の説明】
【0178】
１，１’，１’’，１’’’ 保持装置／基板ホルダ１ＩＶ，１Ｖ，１ＶＩ，１ＶＩＩ 保持装置／基板ホルダ
１ｏ 第１の保持装置／上側の基板ホルダ
１ｕ 第２の保持装置／下側の基板ホルダ
１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’ 保持面
２，２’，２’’，２’’’ 固定エレメント
２ｏ’’’ 固定エレメント表面
３，３’ センサ
４ｏ 第１の／上側の基板
４ｕ 第２の／下側の基板
４ａ 基板保持面
５，５’ 変形エレメント／湾曲エレメント
６ 管路
７，７’，７’’，７’’’，７’’’’ 隆起部／突起
７ｏ 突起表面
８ ウェブ
９ 空間領域
１０ 縁部エレメント
１１ 突起平面
１２ 測定穴
１３ 接合機
１４ｕ，１４ｏ 実際湾曲
１５ｕ，１５ｏ 目標湾曲
１６ｕ，１６ｏ 圧力経過
１７ｕ，１７ｏ 構造体
Ｌ，Ｌ’ 線
ｘ 位置
ｄ 距離
ｐ 圧力
Ｒ１，Ｒ２ 湾曲半径
Ｘ 接触軸線
Ｙ，Ｚ 軸線
Ｚ１〜Ｚ６ 区域