JP7459184B2 - 基板を接合する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１記載の第１の基板を第２の基板に接合する方法、ならびに請求項８記載の対応する装置に関する。さらに本発明は、請求項１５記載のプレートに関する。

数年来、半導体工業では、いわゆる接合プロセスにより基板を互いに接合させている。接続前に、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影響を与える。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おり、以下ではこのエレメントを構造体とも呼ぶ。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。

保持装置（英語：ｃｈｕｓｋｓ）は、様々な構成で存在する。保持装置に関して重要であるのは特に、基板上の構造体を、基板面全体にわたって正確に位置合わせし、接触させることができるように、基板を保持／位置固定するための、平坦な保持面もしくは支持面である。

従来技術では、局所的な歪みを少なくとも部分的に減じることができる装置が既に存在している。その技術は、国際公開第２０１２／０８３９７８号による能動的な制御エレメントの使用による局所的な歪みの除去である。

さらに従来技術においては、「ランアウト」誤差を修正するための第１の解決手段も存在している。米国特許出願公開第２０１２００７７３２９号明細書には、下側の基板を位置固定しないことにより、２つの基板の機能的なユニット間の所望の位置合わせ精度を、接合中および接合後に達成する方法が記載されている。これにより、下側の基板は境界条件に支配されることなく、接合工程中、自由に上側の基板に接合され得る。

位置合わせプロセス（英語：ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）は、基板の接合時に重要である。２つの基板を接続する際に最も大きな技術的問題点の１つは、個々の基板間の機能的なユニットの位置合わせ精度である。基板をアライメント装置によって極めて正確に互いに位置合わせすることができるが、接合工程中にも基板が歪む恐れがある。接合工程中に生じる歪みにより、機能的なユニットは必ずしも全ての位置で正確に互いに位置合わせされているわけではない。基板の所定の点における位置合わせ精度は、歪み、スケーリング誤差、レンズの欠陥（拡大もしくは縮小誤差）等の結果であり得る。 半導体産業では、この種の問題に関する全てのテーマ範囲は、「オーバーレイ」という概念に包括される。オーバーレイは、様々な製造ステップからなる構造体のオーバーラップ精度を意味する。

とりわけ、少なくとも１つの基板の歪みにより接合工程中に生じるオーバーレイ誤差は「ランアウト」誤差と呼ばれる。少なくとも１つの基板の歪みにより、第１の基板の機能的なユニットも、第２の基板の機能的なユニットに関して歪む。このような歪みは、２つの構造化された基板の接合時の問題であるだけではなく、１つの構造化された基板を、ほぼ構造化されていない１つの基板に接合する場合にも大きな問題となり得る。特に、接合後に、構造化された基板に対して極めて正確な位置合わせを要するさらなるプロセスステップを実施すべき場合に大きな問題となり得る。

生じる「ランアウト」誤差は、多くの場合、接触点を中心として半径方向対称的に顕著になり、したがって接触点から周縁に向かって増大する。多くの場合、「ランアウト」誤差は、線形に増大するように強化されている。しかしながら、特別な条件下では「ランアウト」誤差は、非線形に増大することもある。

本発明の課題は、接合精度を高める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。

この課題は、並立する、複数の独立請求項の特徴により解決される。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内にある。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。

本発明の根底を成す思想は、基板のうちの少なくとも１つと、対応する保持装置との間にプレートを配置し、基板をこのプレートと共に、接合前かつ／または接合中に、保持装置に対して湾曲させる、というものである。したがって特に、プレートおよび基板を保持する保持装置の、好適には平坦な保持面は変形されない。特に、保持装置は、プレートの変形／湾曲のために働き、プレートの湾曲により、プレート上に位置固定された基板も湾曲される。

本発明は特に、２つの基板の接合を改善するための方法および装置を説明している。特に、この改善とは「ランアウト」誤差の最小化を意味する。この場合、特に本発明の根底を成す思想は、一方では保持装置によって位置固定することができ、それ自体は、基板を位置固定することができるプレートを、基板と保持装置との間に配置する、というものである。プレート、好適にはセラミックプレートは、特に、位置固定を局所的に駆動制御することができる保持装置によって位置固定される。位置固定部（特に、固定手段／固定エレメントから成る）は、特に複数の区分にグループ分けされている。好適には、保持装置の中央には、特に部分的にのみ位置固定されたプレートを曲げるための装置が位置している。曲げるための装置は、湾曲エレメントと呼ばれる。湾曲エレメントは特に、プレートと保持装置との間に、プレートを、したがってプレート上に位置固定された基板を湾曲させる過圧を発生させるために、流体、好適にはガスを流出させることができるノズルである。プレートを、好適には周縁部で、保持装置によって真空を介して位置固定させることにより、プレートの湾曲が生じる。プレートは、基板を接合工程中に保持し、好適には位置固定し、これによりプレートと基板とから成るシステムが形成される。このシステムおよび／またはプレートは、基板単独よりも高い曲げ抵抗を有している。このシステムの高められた曲げ抵抗は、「ランアウト」誤差の最小化に有利に作用する。曲げ抵抗は、曲げ抵抗モーメントによって特徴付けられる。

本発明の核心は特に、両基板のうちの少なくとも１つと保持装置との間に、湾曲することができるプレートを配置することにある。湾曲機構によって、特に圧縮空気によって、プレートは、特に基板またはプレートの中心でまたは中心から、湾曲される。両基板の曲げは、所定の間隔を置いて行われるので、基板の全面的な接触を可能にするために、この間隔（英語：ｇａｐ）は接合ウェーブの進行につれて好適には減じられる。湾曲させるための湾曲機構の湾曲エレメントは特に、位置固定部の内側に、好適には中心に配置されている。

この場合、特に、（基板の下に配置された）プレートは完全に保持装置から離すことができる。このためには、保持装置の位置固定、特に真空による保持は停止され、湾曲機構、特に圧縮空気は作動されたままである。したがって、圧縮空気が使用される限り、下側のプレートは、この状態で、エアクッション上で浮動していて、基板との全面的な接触が可能である。プレートによって基板が位置固定されるので、その厚さは増大し、曲げ剛性は高まる。この場合、特にその柔軟性も減じられるので、接合結果は著しく改善される。

プレートが完全に保持装置から解放されると、プレートによる、もしくはプレートへの基板の位置固定は、特に真空は、好適には、特に伸縮可能もしくは延伸可能な固定エレメント接続部を介して維持される。これにより、プレートへの基板の位置固定は、保持装置におけるプレートの制御および位置固定とは関係なく維持することができる。

したがって、本発明の主要な利点は、特に、様々な誤差、特に「ランアウト」誤差および残存誤差（英語：ｒｅｓｉｄｕａｌｓ）を殆ど完全になくすことができることにある。

特に歪みに起因する「ランアウト」誤差の他、さらに、並進誤差、回転誤差、および残存誤差もある。並進誤差は特に、基板平面上で構造体が互いに望ましくない並進移動を行うことによるものであり、回転誤差は特に望ましくない回転を行うことによるものである。残存誤差とは、「ランアウト」誤差、および／または並進誤差、および／または回転誤差とは言えないその他全ての誤差を意味する。全ての誤差の総計を、以下ではオーバーレイと記載する。

並進誤差および／または回転誤差は主に、接合プロセス開始前に両基板が互いに正確に位置合わせされていないことによる。したがって、基板の位置合わせは好適には、相応のアライメント装置（英語：ａｌｉｇｎｅｒ）によっておこなわれる。例としてのアライメント装置は、特に引用される刊行物、米国特許第６２１４６９２号明細書、国際公開第２０１４２０２１０６号、国際公開第２０１５０８２０２０号に記載されている。位置合わせは、好適には、アライメントマークに基づき、かつ／または基板上に存在する機能的なユニットに基づき行われる。位置合わせ精度は特に、５００ｎｍよりも良好であり、好適には３００ｎｍよりも良好であり、さらに好適には１５０ｎｍよりも良好であり、さらに好適には１００ｎｍよりも良好であり、最も好適には２０ｎｍよりも良好である。

２つの構造体間の「ランアウト」誤差は特に、５００ｎｍ未満、好適には３００ｎｍ未満、さらに好適には１５０ｎｍ未満、さらに好適には１００ｎｍ未満、最も好適には２０ｎｍ未満である。

残存誤差は特に、１００ｎｍ未満、好適には５０ｎｍ未満、さらに好適には３０ｎｍ未満、さらに好適には２０ｎｍ未満、最も好適には１０ｎｍ未満である。

本発明による装置および方法により、オーバーレイを、５００ｎｍ未満、好適には３００ｎｍ未満、さらに好適には１５０ｎｍ未満、さらに好適には１００ｎｍ未満、最も好適には５０ｎｍ未満に減じることができる。

本発明による装置は、閉制御ループによって最適な接合工程を実施することができる。

様々な厚さを有する様々なプレートにより、柔軟性を、特に曲げ剛性の調節に関して所望のように調節することができる。特に、簡単に迅速かつ効果的、ひいては安価に交換することができるこのような形式の複数のプレートを設けることができる。したがって、様々な基板を使用する場合には特に、各時点で、各基板に対して適合させることができる。

好ましくはないが、本発明によれば、複数のプレートを互いに積み重ねることも考えられる。

換言すると、本発明の根底を成す思想は、両基板のうちの少なくとも１つを、好適には両方の基板を、接触面の位置合わせのために、特に接合前かつ／または接合中に、好適には溶融接合の際に変形させるというものであり、かつ、両基板のうちの少なくとも１つと保持装置との間にプレートを配置し、プレート自体が保持装置に位置固定されている状態で、このプレート上に基板が位置固定されるというものである。

変形とは、特に、基板の出発状態、特に初期ジオメトリから逸れた状態を意味する。

したがって、本発明は、接合される２つの基板の間の「ランアウト」誤差を、特に熱力学的かつ／または機械的な補償機構によって、接合の際に減じる、または完全になくすための方法および装置に関する。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。

本発明によれば、基板の接触面の接触後に接合が、特に上側のプレートおよび／または下側のプレートの解放により開始される。しかしながら、本発明により少なくとも１つのプレートを使用することにより、従来技術とは異なり、プレートによって基板が剛性化されることにより、基板とプレートとから成るシステムの曲げ抵抗が上昇するので、極めて正確に制御可能な解放も可能である。したがって本発明によれば、本明細書の以下の過程では、上側の基板および／または上に位置固定された基板を備えた上側のプレートの自然発生的な脱落を省くことができる、目標通りに制御された接合工程に基づく接合するための方法も説明される。

保持装置
本明細書の以下の過程では、まず、プレートと基板とを備えた保持装置に関する本発明の実施形態を説明する。本発明によれば、後に、このような形式の保持装置を２つ有している１つの装置も開示される。この場合、本発明によるプレートは、両保持装置の一方でのみ、または両方の保持装置で使用されてよい。１つのプレートのみが使用される場合、このプレートは、上側の、しかしながら好適には下側の保持装置に位置していてよい。本発明による好適な実施形態は、本発明による２つのプレートを、それぞれ、１つの基板とこれに対応する保持装置との間で使用することにある。

基板
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、より有利には１００μｍ～１０００μｍである。特別な実施形態では、基板が、方形の形状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。基板とは、以下の過程では特にウェハであると理解される。

好適には基板はほぼ同じ直径Ｄ１および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。

プレート
別の、特に独立的な態様は、プレートの構成、および基板と保持装置との間でのプレートの使用にある。特にプレートは、基板とは反対側の面で、保持装置の湾曲手段もしくは湾曲変更手段の上に配置されている。したがって、基板は直接変形されるのではなく、基板の変形は、湾曲変更手段によるプレートの変形により間接的に行われる。

プレートは好適には保持装置に位置固定されている／位置固定可能である。

プレートは特に、殆ど、もしくは完全にセラミックから、好適には工業用セラミックから製造される。プレートはコーティングされていてよい。

プレートは、特にこのプレート上に位置固定された／位置固定可能な基板と同じ直径を有している。

本発明の好適な実施形態によれば、プレートは、プレート上に位置固定される基板より大きな半径を有している。プレートが基板よりも大きな直径を有していることにより、好適にはプレートを、特に専ら、基板を越えて張り出す領域で、保持装置に位置固定することができる。

特に、プレートの半径は、固定すべき基板の半径の少なくとも１．０１倍、好適には１．１倍超、さらに好適には１．２倍超、さらに好適には１．３倍超、最も好適には１．４倍超に相当する。特に好適な本発明によるプレートの実施形態は、固定すべき基板の直径よりも１０％～２０％大きな直径を有している。固定すべき基板の半径よりもかなり大きな半径を有するプレートによって、本発明によればとりわけ、基板において一定の湾曲を調節することができ、これにより基板はプレート上で完全な中空球状のシェルを形成する。保持装置におけるプレートの、特に専ら周縁領域で作用する位置固定を用いることにより、プレートは、基板の湾曲がこのような理想的な一定の湾曲からそれるほど著しく周縁で湾曲される場合がある。

薄い基板は、僅かな厚さゆえに、極めて小さい曲げ抵抗を有する。僅かな曲げ抵抗により、柔軟性が極めて高くなり、これにより接合工程の目標通りの制御は困難になる。このことは、中央において、エラー、特に気泡（英語：ｖｏｉｄｓ）が接合結果に対して不利な影響を与え得るという欠点を有する。プレートにより基板を付加的に支持することにより、プレートが、このプレート上に位置固定される基板を接合工程において支持するので、基板の曲げ抵抗が僅かであることは問題とはならない。本発明による、特に独立した態様は、プレートと基板とから成るシステムを形成し、このシステムが（プレートを有さない）個々の基板よりも高い曲げ抵抗を有していることにある。

プレートは特に縁部に段部を有していてよい。段部は特に、保持装置の方向で除去されているので、周縁部で、プレートと保持装置との間には空所が生じる。この空所により、縁部領域においてプレートの最適な変形が可能であり、ひいては変形が支援される。

本発明による特別な実施形態では、本発明によるプレートは、複数のピエゾ素子上に支持されていてよく、位置固定されていてよい。このような手段によって、プレートを局所的に変形させることができる。

プレート材料
プレートはとりわけ、材料パラメータによって、例えば純度、固有剛性、平坦性、および変形可能性によって特徴付けられる。プレートは、保持装置と、保持装置上に位置固定された／位置固定可能な基板との間に位置する。プレートは、一方では、望ましくない外的影響によって変形されないように、かつこのプレートの上に位置する基板に十分な支持力を提供することができるように十分厚く形成され、他方では、目標通りに作用する力（圧縮空気、真空、機械的、ニューマチック的、または電気的なアクチュエータ）によって湾曲されるように十分薄く形成される。プレートは、凸状かつ／または凹状の形状にすることができる。

特にプレートは、５００℃を越える、好適には７５０℃を越える、さらに好適には１０００℃を越える耐熱性を有している。

プレートはコーティングされてよい。プレートおよび／またはコーティングは特に、少なくとも部分的に、好適には殆どの部分が、以下の材料のうちの１種以上から成っている。
・金属、特に
○Ｃｕ、ＡＧ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、
・半導体、特に
○Ｇｅ、Ｓｉ、αスズ、フラーレン、Ｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、
・化合物半導体、特に
○ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＩｎｘＧａｌ－ｘＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａＰ、ＢｅＴｅ、ＺｎＯ、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｈｇ（ｌ－ｘ）Ｃｄ（ｘ）Ｔｅ、ＢｅＳｅ、ＨｇＳ、ＡｌｘＧａｌ－ｘＡｓ、ＧａＳ、ＧａＳｅ、ＧａＴｅ、ＩｎＳ、ＩｎＳｅ、ＩｎＴｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳ２、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、
・特に上記材料のいずれか１つの酸化物
・合金、特に鋼、好適には、
○特殊鋼
○工具鋼
○熱間加工鋼
○高速度鋼
・プラスチック、特に
○熱可塑性プラスチック、好適には、
□ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）
□ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
□ポリイミド
□ポリアミドイミド
○熱硬化性プラスチック
○エラストマー
・セラミック、特に
○酸化アルミニウム Ａｌ２Ｏ３、
○ジルコニア ＺｒＯ２、
○炭化ケイ素、特に、
□反応結合シリコンフィルタード炭化ケイ素 ＳｉＳｉＣ、
□炭化ケイ素 ＳｉＣ
□窒化ケイ素 Ｓｉ３Ｎ４
□酸窒化結合炭化ケイ素 ＮＳｉＣ
□焼結炭化ケイ素 ＳＳｉＣ
・ガラス

好適な実施形態では、プレートはセラミックプレートである。好適にはプレートは、特別な酸化セラミック、特に酸化アルミニウム Ａｌ_２Ｏ_３から製造された。

特別な実施形態では、プレートは、高強度かつ弾性変形可能なダイアフラムから成る。特に、弾性的なダイアフラムは、フィルム材料から成っていてよい。

プレート曲率半径
接合時の、特に接合開始時の第１のおよび／または第２のプレートの曲率半径は、特に０．０１ｍよりも大きく、好適には０．１ｍよりも大きく、さらに好適には１ｍよりも大きく、さらに好適には１０ｍよりも大きく、さらに好適には１００ｍよりも大きく、最も好適には１０００ｍよりも大きい。

好適な実施形態では、第１の／下側のプレートの曲率半径は、第２の／上側のプレートの曲率半径と同じ大きさである。これにより、接合のためにジオメトリに関して対称的な出発状態となる。

好適な実施形態では、プレートの曲率半径は調節可能である。プレートの制御された湾曲により本発明によれば、これにより、特に接合フロント部における両基板の曲率半径の互いのずれが５％未満であり、さらに好適には曲率半径が互いに等しいならば有利である。

プレート厚さ
変形可能なプレートの厚さは特に、０．１～１０ｍｍであり、好適には０．２５～８ｍｍであり、さらに好適には０．５～６ｍｍであり、最も好適には１～５ｍｍである。

プレート弾性率
弾性率（ヤング率）は、線形弾性挙動における固体の変形の際の膨張と応力の関係を表す材料特性値である。プレートの弾性率は、０．０１ＧＰａ～１１００ＧＰａであり、好適には、０．１ＧＰａ～８００ＧＰａであり、さらに好適には１ＧＰａ～６００ＧＰａであり、さらに好適には１０ＧＰａ～５００ＧＰａであり、最も好適には１００ＧＰａ～４５０ＧＰａである。

プレートは特に、基板よりも高い弾性率を有している。

プレートは、基板に関して問題のない取り扱い性を保証し、かつ最適な支持特性を提供するために十分な固有剛性を有している。

プレート粗さ
プレートの粗さは、平均粗さ、二次元粗さ、または平均粗さ深さとして記載される。平均粗さ、二次元粗さ、および平均粗さ深さについて算出された値は、一般に、同じ測定距離もしくは測定面積について異なるが、同じオーダーの範囲内にある。したがって、粗さのための以下の数値範囲は、平均粗さ、または二次元粗さ、または平均粗さ深さに関する値として理解される。この場合、粗さは、１００μｍ未満、好適には１０μｍ未満、さらに好適には１μｍ未満、さらに好適には１００ｎｍ未満、最も好適には１０ｎｍ未満である。

保持装置／湾曲エレメント
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、湾曲手段および／または湾曲変更手段としての変形エレメントの使用にある。

プレートおよび／または基板は湾曲される。曲率とは、曲率が規定されるべき接触点での円（２次元）もしくは球体（３次元）の曲率半径の逆数であると理解される。したがって、プレートおよび／または基板の曲率は、特に位置に依存する場合がある。しかしながら好適には、曲率は、基板の中央を中心とする１つの円の全ての点について一定である。

曲率の代わりに、好適には曲げについて述べられる。曲げとは、本明細書全体において、対象物の上昇した表面の中心から、位置固定されたこの対象物の表面に対する距離であると理解される。したがって具体的には、曲げとは、保持装置の方向に向いているプレートの表面と、保持装置の表面との間の中心における距離を意味する。曲げは特に、１ｍｍ未満、好適には５００μｍ未満、さらに好適には１００μｍ未満、さらに好適には５０μｍ未満、最も好適には１０μｍ未満に調節される。

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体（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、特に接触面で平坦である。基板は出発状態で最大でも極めて僅かな曲げを有している。３００ｍｍのウェハの場合、５０μｍ未満の曲げが好適である。

本発明による第１の実施形態によれば、湾曲エレメントはガス流出開口である。ガス流出開口は特に１つのノズル（または複数のノズル）であってよい。プレートを、特に過圧をもたらすガス流によって湾曲させることができる。プレートを、特に周縁部全体で、保持装置に真空を介して位置固定させるので、プレートの湾曲／曲げが生じる。

本発明による第２の実施形態によれば、湾曲エレメントはピエゾ装置、特にピエゾコラムである。

本発明による第３の実施形態によれば、湾曲エレメントは、並進移動可能な剛性の物体、特にピン（英語：ｐｉｎ）である。ピンは特に、液圧式エレメントかつ／またはニューマチック式エレメントかつ／またはピエゾ素子によって調節可能である。ピン内にノズルが位置していて、これにより組み合わせられた湾曲エレメントが得られることも考えられる。

本発明による第４の実施形態によれば、湾曲エレメントは１つ以上の電極である。電極によって基板を湾曲させることができるように、帯電材料が基板に配置される（技術的観点から好ましくない）、または影響を与えることができる電荷が基板に設けられる。

本発明による第５の実施形態によれば、湾曲エレメントは１つ以上の電気コイルである。基板をコイルによって湾曲させることができるように、基板は、磁性材料を有している、または誘導可能な磁界が基板に形成される。

湾曲エレメントは特に、保持装置に、好適には中央に組み込まれる。湾曲エレメントは特に、開ループ制御可能および／または閉ループ制御可能である。

特に、プレートまたは基板を様々な個所で変形させることができる複数の湾曲エレメントを設けることもできるが、これは好ましくはない。

接合の際の、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、両基板ができるだけ中央で、点状に接触することである。選択的に、両基板の接触は中央で行われなくてもよい。基板の非中央的な可能な接触点と中心との間の間隔は特に、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。

好適には、接触とは、中央での接触を意味する。中央とは、好適には、必要に応じて非対称性を補償された、基本となる仮想物体の幾何学形状的な中心点を意味する。すなわち、切欠（英語：ｎｏｔｃｈ）を有する工業的に汎用されているウェハにおいて、中央は、切欠を有しない仮想ウェハを取り囲む円の円中心点である。平らに面取りされた面（英語：ｆｌａｔ）を有する工業的に汎用されているウェハでは、中央は、フラット部分を有していない仮想ウェハを取り囲む円の円中心点である。同様の考えは、任意に成形された基板にも適用される。明示性が求められるならば／明示的に説明されるならば、または上記の定義を置き換えるならば、代替的には、中央とは、基板の重心点を意味する。

本発明によれば、プレートのうちの一方だけが、かつ／または基板のうちの一方だけが、好適には下側のプレートおよび／または下側の基板が変形されてよい。この場合、他方の基板は、好適には上側の基板は、上側のプレートによって、変形される基板に特に重力に基づき自動的に接触する。好適には、上側の基板は、特に専ら重力によって生じる下側の基板の方向への湾曲を有している。

プレートおよび／または保持装置－湾曲測定手段
本発明の好適な構成によれば、プレートおよび／または保持装置は、湾曲を測定するための湾曲測定手段を有している。

プレートおよび／または保持装置は、選択的または付加的に、固定された基板とプレートとの間の、かつ／またはプレートと保持装置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。

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、プレートおよび／または保持装置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、表面を網羅する距離測定および圧力測定が可能である。湾曲エレメントが、通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。

湾曲測定手段およびセンサのデータは特に、閉ループ制御／開ループ制御のために使用される。

プレートおよび／または保持装置－加熱エレメント
本発明によるさらなる実施形態では、プレートおよび／または保持装置は、基板および／またはプレートが、特に所定の区分で、温度調節され得るように形成される。温度調節により、特に、基板および／またはプレートの目標通りの付加的な変形が可能となる。基板とプレートの、もしくはプレートと保持装置との熱膨張係数が異なっているならば、基板は特にプレートの熱膨張に追従し、もしくはプレートは特に保持装置の熱膨張に追従する。好適には、基板および／またはプレートは、プレートに、もしくは保持装置に位置固定される前に、加熱および／または冷却手段によって予め温度調節され、もしくは所望の温度にもたらされる。

保持装置および／またはプレートは、－１００℃～５００℃の、好適には－５０℃～４５０℃の、さらに好適には－２５℃～４００℃の、最も好適には０℃～３５０℃の温度範囲で温度調節され得る。

プレートおよび／または保持装置－位置固定部および固定エレメント
本発明によれば、プレート固定部が設けられており、これにより基板はプレートに位置固定される、または位置固定可能である。さらに、保持装置固定部が設けられており、これにより基板は、特にプレートを介して、保持装置に位置固定される、または位置固定可能である。両固定部は、本質的に同じであり、種類が同じであるので、一度のみ説明する。上記固定部の構造、グループ化、区域分けも、本発明によるプレートおよび保持装置に関して同じであってよい。しかしながら、異なるように構成されていることも考えられる。

プレートへの基板の位置固定もしくは保持装置へのプレートの位置固定は、好適には、基板の外側領域で行われ、好適には、特に基板を越えて張り出すプレートの領域で行われる。

基板もしくはプレートに、中央に向かって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、基板もしくはプレートが、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。

１つの位置固定部は好適には複数の固定エレメントから成る。固定エレメントは特に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、光学的、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、基板もしくはプレートの位置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、その区域内で、基板もしくはプレートの極めて固有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
・円のセグメント、
・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。

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、５０ｍｍ未満、好適には２５ｍｍ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。

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つの区域には少なくとも１つの固定エレメントが、好適には少なくとも２つの固定エレメントが、好適には１０以上の、さらに好適には５０以上の、さらに好適には１００以上の、さらに好適には２００以上の、最も好適には５００以上の固定エレメントが存在している。

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、プレート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縁に特にリング状に、好適には円環状に、特に専らプレート／基板の側縁の領域に配置された固定手段を有している。

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。

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この場合、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。

固定のために負圧を供給可能な固定エレメントは、基板の解放のために正圧を負荷することもできる。

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真空リップが設けられていてよい。固定エレメントが真空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、１ｂａｒ未満の、好適には０．１ｍｂａｒ未満の、さらに好適には０．０１ｍｂａｒ未満の、さらに好適には０．００１ｍｂａｒ未満の、最も好適には０．０００１ｍｂａｒ未満の圧力を発生させることができる。

本発明による第２の実施形態では、固定エレメント、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、本発明による保持装置は、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保持装置として、特に区域内で機能する。

単位面積あたりの固定エレメント数が増えるほど、基板のための保持装置の固定特性の制御は良好になる。

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。

２つの別の実施形態によれば、隆起部を備えた保持装置および／またはプレート、特に突起保持装置もしくは突起プレートが記載される。このような保持装置もしくはプレートは、特に対称的に配置された複数の支持体（英語：ｐｉｌｌａｒｓ）を有する保持装置もしくはプレートを意味する。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。

球シェル突起、円錐突起、および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。

上記の突起保持装置もしくは突起プレートは、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、全ての突起がその上に位置する突起平面に関して、唯１つの隆起部を成していてもよい。

本発明の第３の好適な実施形態では、保持装置はウェブを備えた突起保持装置として、かつ／またはプレートはウェブを備えた突起プレートとして構成される。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。

さらに好適な第４の実施形態では、保持装置および／またはプレートは、完全な突起保持装置もしくは突起プレートとして、すなわちウェブを備えずに構成されている。

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。

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。

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。

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の区域が真空固定を有していることも考えられる。

本発明による保持装置および／またはプレートは特に穴を、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、位置固定された基板表面を、保持装置およびプレートの背面から観察することができる。これにより、この領域で位置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。

本発明による保持装置は、選択的または付加的に、位置固定された基板と保持装置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。

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、もしくはプレートと保持装置との間の距離により、特に支持個所間の、基板もしくはプレートの湾曲が求められ、補間され、かつ／または計算される。

本発明によれば好適には、変形の、特に湾曲および／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。

特に好適な実施形態では、複数のセンサはとりわけ、接合工程前に、かつ／または接合工程中に１つの平面に関する基板もしくはプレート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。

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、基板もしくはプレートの、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。

距離の測定はとりわけ、プロセス制御に役立つ。基板もしくはプレートの正確な湾曲状態を知ることにより、基板もしくはプレートの最適な、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。

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、保持装置および／またはプレートに特に対称的かつ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、表面を網羅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。

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。

正確な、特に中央の点状の接触を保証するために、保持装置内では、特に半径方向対称的な位置固定が使用される。

曲げ工程中のプレートの固定エレメントの数は、好適には、プレートが保持装置から解放されることなく１００μｍのプレートの曲げを達成することができるように選択される。負圧を発生させるために、特に真空軌道の他に、さらに別の真空エレメントが使用される。別の真空エレメントは、とりわけ、シールエレメント、特にシールリング、および真空リップである。

保持装置上における基板もしくはプレートの位置固定は、好適には基板もしくはプレートの面全体にわたって可能である。基板もしくはプレートの曲げは、好適な実施形態では、保持装置の中央で圧縮空気を介して行われる。

保持装置は特に、圧縮空気を供給するための、もしくはアクチュエータおよび真空軌道のための孔を縁部領域に有している。この場合、保持面を中断する少なくとも１つの負圧通路が、保持輪郭の外側のリング区分に設けられている。必要に応じて保持装置の保持面積を減じることができ、これにより基板もしくはプレートと保持装置との間の接触面積はより小さくなる。保持装置および基板もしくはプレートの位置固定のさらなる可能性は、特に、
・クランプによる機械的位置固定、および／または
・静電気的位置固定、および／または
・磁気的位置固定、および／または
・ゲルパック位置固定、である。

半径方向対称的な固定部は、例えば、真空軌道、設けられた真空穴、円形の真空リップ、またはプレートを固定することができるそれらに匹敵する真空エレメントである。静電気的な保持装置の使用も考えられる。

プレートおよび／または保持装置－突起構造
１つの実施形態によれば、保持装置および／またはプレートには突起構造が設けられている。突起は、特に均等かつ連続的に分配された、基板および／またはプレートのための支持個所の僅かな数を成す。これにより、基板および／またはプレートの汚染の可能性は回避され、同時に安定性は維持される。相応の突起保持装置は、この点に関して引用される国際公開第２０１５１１３６４１号に記載されている。

接合機
本明細書の次の過程では、本発明による接合機について言及するが、この接合機は、本発明による２つの保持装置から成り、この保持装置のうちの少なくとも一方は本発明によるプレートを有している。

好適には、鉛直の方向および位置において、両基板は、特に全面的に、それぞれ対応するプレートによって支持される。同時に、基板は特に、接合開始点（接合の開始時の基板間の第１の接触点）に対して対称的に、それぞれ１つの変形手段によって、接合開始点に向かって湾曲されるので、接合開始点において凸状の表面が接触することができる。特に、接合ウェーブを伴う自動的な接合工程は、好適には、基板および／またはプレートのうちの少なくとも一方を保持装置から解放することによって開始される。

特に接合機全体の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、好適には常圧で作動する。本発明による装置は好適には不活性ガスのもと作動させることができる。好適には存在するガス雰囲気は、接触工程を緩衝することができ、したがって、接触面が早期にもしくは複数の個所で同時に接触するのを阻止する。このような措置により歪みが防止される。接触中の接合を制御するために、接合機における圧力を制御することが考えられる。

方法－接合
本発明によれば、プレートの曲げを、ひいてはプレートに位置固定された基板の曲げを接合過程において正確に制御することができる。

特に独立的な本発明の態様は、両基板に、または基板のうち少なくとも一方に、特に基板の接触面の中心Ｍに対して同心的に、半径方向外側に向かって延在する予荷重を、接触前にかけることにより、できるだけ調整され、同時にほぼ自動的な接触を行わせることにある。このような予荷重は、基板がその上に位置固定されているプレートを曲げることにより保証される。これにより、接触の開始のみが影響を受け、基板の１つの区分の、特に中心Ｍの接触後、基板はなおプレートに位置固定されたまま解放され、したがって自動的にプレートによって支持されて、予荷重により制御されて、対向する基板に接合される。予荷重は、変形手段による、プレートの制御可能な変形により、したがって間接的に基板の制御可能な変形により達成され、この場合、変形手段は特に、接合面とは反対側に作用する。

解放および圧力付与のプロセスは、全面的に、または局所的に、または所定の経路に沿って行われてよい。相応に、湾曲エレメントもしくは固定エレメントは切り換えられるもしくは制御される。

両基板の曲げは、特に所定の距離で行われ、この距離は、接合ウェーブの進行時に、減じられる。特に基板の全面的な接触のために、プレートは保持装置から完全に解放される。この場合、基板は、プレートに位置固定されたままである。このために、保持装置の固定エレメントは停止状態に維持され、湾曲エレメントは作動される、もしくは作動されたままである。特に、ノズルから流出する流体を使用する場合には、下側のプレートは、エアクッションの上にあるかのように浮動し、基板の全面的な接触を可能にする。流体圧は、制御手段によって調整されて、適合され、これによりプロセスは最適に進行する。

特にプレートの変位によって、基板の相互のｘ－ｙアライメントが変化するのを阻止するために、プレートを付加的に制限エレメントによって位置合わせされたｘ－ｙ位置に保持することができる。制限エレメントは、プレートの外側に位置していてよく、プレートの並進および／または回転運動を阻止することができ、かつ／または制限エレメントは、プレートの並進および／または回転を阻止するために、プレートの孔を貫通して案内される。本発明によるプレートは極めて僅かな曲げを有していればよいので、プレートの摩擦のない曲げを保証し、かつ大きな変位および／または回転をほぼ阻止するためには、プレートの孔と制限エレメントとの間に数マイクロメートルの遊びがあれば十分である。

制限エレメント（または代替的には別個の／付加的な捕捉エレメント）の特に独立的な本発明による別の態様は、保持装置の位置固定から完全に解放されたプレートの機械的な捕捉である。上側の保持装置の全ての固定部がオフにされた場合は、このような制限エレメントがなければ上側のプレートは上側の保持装置から落下する。制限エレメントは、落下を阻止し、上側のプレートの位置を保持する。これにより、保持装置からのプレートの完全な解放または連結解除が可能である。制限エレメントは特にｚ方向で制限される。

制限エレメントの数は特に、１～１００であり、好適には１～５０であり、さらに好適には１～２５であり、より好適には１～１０であり、最も好適にはちょうど３つの制限エレメントが設けられている。制限エレメントは例えば以下のエレメントであってよい：
・ねじ、および／または
・ピン、および／または
・アンカーボルト、および／または
・金属薄板、および／または
・特別に製作された成形エレメント。

両基板の接合開始点での接触が行われた後、上側のプレートは保持装置から完全に解放され、上側の基板は、プレートにまだ位置固定された状態で、一方では重力により、他方では、接合ウェーブに沿って基板間で作用する接合力により、下方に落下する。

上側の基板は、半径方向で中心から、もしくは接合開始点から、側縁に向かって、下側の基板に接合される。こうして、特に中心から側縁に向かって延びる半径方向対称的な接合ウェーブが本発明により形成される。接合工程の間、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無い接合境界面を生ぜしめる。プレートによって支持される上側の基板は、落下の際に、実際には一種のエアクッション上に位置する。

プレートによって支持されている第１の／上側の基板は、接合開始点における接合の開始後、付加的な位置固定はなされないので、接合開始点における位置固定およびプレートにおける位置固定を除いて、自由に動くことができ、歪む可能性もある。プレートは、基板と共に、接合時の「ランアウト」誤差を最小限にするために十分柔軟であると同時に、基板の柔軟性が高過ぎることによる接合誤差を回避するために、基板を十分に支持するように選択される。

接合過程の終了後、接合された基板積層体は、上側および下側のプレートによって保護され、したがってアンロードする、もしくはさらに搬送することができる。選択的に、例えば、接合工程の終了後、第２の／上側の基板がプレートから解放される。接合された基板積層体は、アンロード工程まで少なくとも下側のプレート上に位置固定されたままである。下側のプレートは、必要時には同様に再び真空によって保持装置に位置固定される。

保持装置は、好適な実施形態によれば、プレートの全面的な位置固定を保証するために、第２の真空区域を有している。保持装置のこの第２の真空区域は、例えば、十字型、直線状、または円形に形成することができる。したがって保持装置は特に、縁部領域に、好適には外側の円環面に真空軌道を備えた第１の真空区域と、内部領域に、好適には内側の円環面における第２の真空区域と、を有する。

中央における点状の接触により、接合ウェーブは、本発明による接合の際に、好適には、中央から側縁まで半径方向対称的に延び、この工程の際に、リング状の（同心的な）エアクッションを前方に押す。特にほぼ円環状の接合ウェーブの接合フロントに沿って、気泡の封入を発生させ得ないほど大きな接合力が生じている。上側の／第２の基板はしたがって、接合工程中一種のエアクッションの上に位置している。

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。接合ウェーブの広がりの速度は特に、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よりも遅いように調節される。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。

上述した本発明による全ての実施形態は、特別な変化実施形態において、真空、特に低真空または高真空において実施することができる。真空環境では、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。

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。

本発明による第１の実施形態を圧力および曲げ経過に関する図表と共に示す図である。 本発明による装置の第１の実施形態を本発明による方法の第１のプロセスステップで示す図である。 第１の実施形態を第２のプロセスステップで示す図である。 第１の実施形態を第３のプロセスステップで示す図である。 第１の実施形態を第４のプロセスステップで示す図である。 第１の実施形態を第５のプロセスステップで示す図である。 本発明による装置の第２の実施形態を示す図である。 本発明による装置の第３の実施形態を第１のプロセスステップで示す図である。 第３の実施形態を第２のプロセスステップで示す図である。

図面では、同じ構成部分または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。

図１には、本発明の１つのプロセスステップにおける本発明による接合機１３が示されており、見易さのために、この接合機１３のうち下側の保持装置１ｕと、この下側の保持装置１ｕに対向して配置された上側の保持装置１ｏのみが示されている。接合機１３のその他の通常の構成部分は図示されていない。

下側の保持装置１ｕ上には、下側のプレート１７ｕが第１のプレート面２０で、下側の保持装置１ｕの、リング状に延在する第１の固定エレメント２によって位置固定されている。固定エレメント２は、特に流体技術的に負荷可能な、好適には圧力によって負荷可能な、保持装置１ｕを貫通する通路である。

下側のプレート１７ｕは、第１のプレート面２０に対向するプレート面２１に第２の固定エレメント２’を有しており、この第２の固定エレメントは下側の保持装置１ｕによって好適には直接駆動制御することができ、かつ／または第１の固定エレメント２に接続されている。同様に、上側の保持装置１ｏは上側のプレート１７ｏを有しており、この上側のプレートは、上側の保持装置１ｏの、リング状に延在する第１の固定エレメント２によって位置固定可能である。

図示した全ての実施形態では、プレート１７ｕ，１７ｏの第２の固定エレメント２’は、固定エレメント接続部６’を介して保持装置１ｏ，１ｕに接続される。固定エレメント２，２’が真空固定装置であるならば、固定エレメント接続部６’は好適には、特にプレート１７ｕ，１７ｏを貫通する通路として形成されている。下側の保持装置１ｕの通路が排気されている状態では、特に自動的に、下側のプレート１７ｕの固定エレメント接続部６’も排気される。同じことは上側のプレート１７ｏおよび上側の保持装置１ｏにも当てはまる。

固定エレメント２がプレート１７ｕ，１７ｏを位置固定する間に、リング状に延在する固定エレメント２の内側では湾曲エレメント５が湾曲を形成するので、プレート１７ｕ，１７ｏは湾曲状態で存在する。

第１の（上側の）基板４ｏは、固定エレメント２’によって上側のプレート１７ｏに位置固定される。第２の（下側の）基板４ｕは、固定エレメント２’によって下側のプレート１７ｕに位置固定される。

図１における接合機１３の上側および下側の第１の図表は、基板４ｕ，４ｏおよび／またはプレート１７ｕ，１７ｏの実際湾曲１４ｕ，１４ｏならびに基板４ｕ，４ｏおよび／またはプレート１７ｕ，１７ｏの目標湾曲１５ｕ，１５ｏをｘ位置の関数として示している。第１の図表のほか、図１には第２の図表が示されており、この第２の図表は、管路として形成された固定エレメント接続部６’を介して減圧され、基板４ｕ，４ｏをプレート１７ｕ，１７ｏに位置固定する圧力ｐ_１’を示している。図面には、特に円環状の溝として形成された１つだけの固定エレメント２’が各保持装置１７ｕ，１７ｏに存在している。最後に、第３の図表は、基板４ｕ，４ｏの周縁部にかけられる圧力ｐ_１を示している。

図面には２種類の制限エレメントが示されている。下側の保持装置１ｕには、本発明によるプレート１７ｕの単純な並進移動を制限する第１の制限エレメント１９’が位置している。例えば、１つのプロセスステップで、全ての固定エレメント２がオフにされて、下側のプレート１７ｕが、特に湾曲エレメント５から流出する流体により生じるエアクッション上で自由に浮動することが考えられる。

上側の保持装置１ｏには、プレート１７ｏの落下を、特にプレート１７ｏ上に位置固定された基板４ｏを伴う落下を阻止するように成形されている第２の制限エレメント１９が位置している。

図３による上側の保持装置１ｏの好適な実施形態では、特に伸縮可能な固定エレメント接続部６’’（図１には図示せず）によって、保持装置１ｕの第１の固定エレメント２（圧力ｐ_１を付加される通路）とは独立した第２の固定エレメント２’の駆動制御が行われる。第２の固定エレメント２’には、圧力管路を介して圧力ｐ_１’を負荷することができる。

以下の一連の図面には、本発明によるプロセスフローが、上述した第１の実施形態による複数のプロセスステップにつき詳しく示されている。圧力および湾曲の経過に関する図表の図示は、見易さのため省く。図表が省かれるので、目標および実際湾曲１５ｕ，１５ｏ，１４ｕ，１４ｏはさらなる図面には記載されない。湾曲の概略的な経過は図１からわかる。

図２ａ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、下側の保持装置１ｕと上側の保持装置１ｏとから成る。保持装置１ｕ，１ｏは特に、第１の／上側の基板４ｏおよび／または第１の／上側のプレート１７ｏと、第２の／下側の基板４ｕおよび／または第２の／下側のプレート１７ｕを保持するように形成することができ、この場合、下側の保持装置１ｕは、上側の保持装置１ｏとは異なるように構成されていて、または装備されていてよい。

上側の保持装置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、特に基板ホルダ１ｏの背面から、プレート１７ｏおよび／または基板４ｏの測定を行うことができる。基板４ｏが測定される場合、特にプレート１７ｏも相応の測定穴１２’を有している。選択的に測定穴１２，１２’にセンサが配置されていてもよい。測定穴１２，１２’は特に、湾曲変更手段と固定手段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および／または下側のプレート１７ｕが相応の測定穴１２，１２’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°の間隔を置いて上面に分配配置されている。

保持装置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、流体管路として形成された通路を介して排気され、プレート１７ｕ，１７ｏを位置固定する。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。

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、プレート１７ｕ，１７ｏと保持装置１ｕ，１ｏとの間で圧力ｐ_１が測定される。

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とも考えられる。

図２ｂ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２ａの状態と変更されていない。

図２ｃ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ｐ_２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、両プレート１７ｕ，１７ｏは、ひいては基板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。圧力値は特に連続的にかつ／または常に、好適には区域ごとに別個に、閉ループ制御可能／開ループ制御可能である。

図２ｄ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、下側のおよび／または上側のプレート１７ｕ，１７ｏもしくは下側のおよび／または上側の基板４ｕ，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プレート１７ｏもしくは上側の基板４ｏの曲率半径Ｒ１と、下側のプレート１７ｕもしくは下側の基板４ｕの曲率半径Ｒ２である。

周方向に延びる内側の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ｐ_０に減圧される。これにより基板４ｕ，４ｏまたはプレート１７ｕ，１７ｏは、特に内側から外側へと連続的に、保持面１ｓへの位置固定を失い、これにより湾曲エレメント５からの圧力ｐ_２はさらに広がることができる。

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。特に、従来技術とは異なり、プレート・基板のシステムが、比較的高い曲げ抵抗を有していて、これにより基板がより安定して対向する基板に接合されるので、「ランアウト」誤差はさらに減じられる。

図２ｅ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ｐ_０に減圧することにより、制御されて互いに接合される。特に上側のプレート１７ｏは上側の保持装置１ｏに残されている。上側のプレート１７ｏが、上側の基板４ｏ上にとどまることも考えられる。この場合は、制限エレメント１９を設けてはならない。

別の図面に、本発明による保持装置の別の実施形態が示される。

図３には、保持装置１ｕとプレート１７ｕの本発明による改善された好適な実施形態が示されており、この実施形態では、特にベローズまたはリップとして構成された固定エレメント接続部６’’を介して行われる位置固定は保持装置１ｕからプレート１７ｕへと移行される。固定エレメント接続部６’’は特に、プレート１７ｕに対する基板４ｕの位置固定を中断することなく、膨張可能である。静電固定の場合、固定エレメント接続部６’’は例えば、保持装置１ｕとプレート１７ｕとの間の電位を維持するワイヤであってよい。図示した真空固定の場合、固定エレメント接続部６’’は、伸縮可能な、特にできるだけ真空密なベローズである。固定エレメント接続部６’’が特に中央に支持されている場合は、可能な湾曲エレメント５は固定エレメント接続部６’’の側方に位置する。

図４ａには、保持装置１ｕと同様に構成されている保持装置１ｕ’が、本発明による第１のプロセスステップで示されている。相違点のある特徴は、保持装置１ｕ’上に、特にリング状に配置されたシールリング１８である。シールリング１８上にはプレート１７が支持される。

この実施形態では、湾曲エレメント５’として、保持装置１ｕ’の中央にピンが配置されている。ピンは、保持装置１ｕ’を中央で貫通していて、保持装置に対して相対的にｚ方向で移動可能である。最初の時点では、プレート１７ｕは基板４ｕと共に、既に上昇された湾曲エレメント５’の先端上に支持される。同時にプレートはさらに、変形されていないシールリング１８上に位置する。プレート１７ｕは実質的にまだ湾曲されていない。

図４ｂには、保持装置１ｕ’が第２のプロセスステップで示されている。真空経路（通路、固定エレメント２、固定エレメント接続部６’，６’’、固定エレメント２’）に沿って真空を発生させることにより、プレート１７ｕは縁部で下方に吸引される。これにより、容易に変形可能な弾性的なシールリング１８が変形させられて、プレートを保持装置１ｕに対してシールする。本発明による接合プロセスでは、基板４ｕを基板４ｏ（図示せず）に接触させた後、真空経路は再び溢流し、これにより改善され、最適化された基板４ｕの接合工程が可能となる。

図３ａ，３ｂの実施形態は、図１～図２ｅによる実施形態に対して運動学的に反転したものとみなすことができる。特に、この実施形態は、プレート１７ｕが特に周縁部に作用する真空を発生させることにより、周縁部でも下方に向かって吸引されることを特徴とし、他方で前述した実施形態では、湾曲エレメント５による力の付与により、プレート１７ｕが、湾曲エレメント５の領域で、湾曲エレメント５を通って流入する流体の分布によって変形される様子を説明した。

１ｏ 上側の保持装置
１ｕ，１ｕ’ 下側の保持装置
１ｓ 保持面
２，２’ 固定エレメント
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
４ｋ 接触面
５，５’ 湾曲エレメント
６’，６’’ 固定エレメント接続部
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
１７ｏ 上側のプレート
１７ｕ 下側のプレート
１８ シールリング
１９，１９’ 制限エレメント
２０ 第１のプレート面
２１ 第２のプレート面
ｐ_１，ｐ_１’ 圧力

Claims (21)

1. 第１の基板（４ｏ）を第２の基板（４ｕ）に、前記基板（４ｏ，４ｕ）の互いに向き合う接触面（４ｋ）で接合する方法であって、前記第１の基板（４ｏ）を第１の保持装置（１ｏ）に保持し、前記第２の基板（４ｕ）を第２の保持装置（１ｕ）に保持し、
   前記第２の保持装置（１ｕ）は、前記第２の基板（４ｕ）と前記第２の保持装置（１ｕ）の表面との間に配置されている変形可能なプレート（１７ｕ）を有する、
   方法において、
   前記第２の基板（４ｕ）を前記プレート（１７ｕ）と共に、接合前または接合中、または接合前かつ接合中に、前記第２の保持装置（１ｕ）に対して変形させ、
   前記第２の基板（４ｕ）を前記プレート（１７ｕ）の変形により変形させ、
   前記プレート（１７ｕ）の厚さは、０．１～１０ｍｍであり、
   前記第２の保持装置（１ｕ）の周囲で専ら前記プレート（１７ｕ）の周縁の領域に配置された負圧供給可能な複数の第１の固定手段（２）を個別に駆動制御することにより、前記プレート（１７ｕ）を前記接触面（４ｋ）とは反対を向く面で負圧により前記第２の保持装置（１ｕ）に位置固定する、
   ことを特徴とする、方法。
2. 前記第１の基板（４ｏ）と前記第１の保持装置（１ｏ）との間にプレート（１７ｏ）が配置されており、前記第１の基板（４ｏ）を前記プレート（１７ｏ）と共に、接合前または接合中、または接合前かつ接合中に、前記第１の保持装置（１ｏ）に対して変形させる、請求項１記載の方法。
3. 前記変形を、前記接触面（４ｋ）の接触前に、前記接触面（４ｋ）に対して鏡像対称的または同心的、または鏡像対称的かつ同心的であるように調節または制御、または調節かつ制御する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記変形のうちの少なくとも１つを、流体圧負荷により、前記プレート（１７ｕ，１７ｏ）を負荷する湾曲手段（５，５’）によって調節または制御する、または調節かつ制御する、請求項１または２記載の方法。
5. 前記プレート（１７ｕ，１７ｏ）のうちの少なくとも１つを、円環状に、前記保持装置（１ｕ，１ｏ）の周囲に配置された第１の固定手段（２）により位置固定する、請求項２記載の方法。
6. 前記プレート（１７ｕ、１７ｏ）のうちの少なくとも１つを、リング状に前記保持装置（１ｕ，１ｏ）の周囲で専ら前記プレート（１７ｏ，１７ｕ）の周縁の領域に配置された第１の固定手段（２）によって位置固定する、請求項２記載の方法。
7. 前記基板（４ｕ，４ｏ）のうちの少なくとも１つを、前記プレート（１７ｕ，１７ｏ）の、前記保持装置（１ｏ，１ｕ）の前記第１の固定手段（２）に接続された第２の固定手段（２’）によって位置固定する、請求項５または６記載の方法。
8. 前記基板（４ｕ，４ｏ）のうちの少なくとも１つを、前記プレート（１７ｕ，１７ｏ）の、前記保持装置（１ｏ，１ｕ）の前記第１の固定手段（２）に接続された同様の形式の第２の固定手段（２’）によって位置固定する、請求項５または６記載の方法。
9. 少なくとも１つの前記基板（４ｏ，４ｕ）のうちの少なくとも１つの、および前記プレート（１７ｏ，１７ｕ）のうちの少なくとも１つの前記変形を、距離センサを含むセンサを含む湾曲測定手段によって検出する、請求項１、２、５、６、７または８記載の方法。
10. 前記プレート（１７ｕ）の曲率半径は、調節可能である、請求項１，２，５、６または７記載の方法。
11. 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）を保持する第１の保持装置（１ｏ）および前記第２の基板（４ｕ）を保持する第２の保持装置（１ｕ）を有しており、
    前記第２の保持装置（１ｕ）は、変形可能なプレート（１７ｕ）を備え、
    前記プレート（１７ｕ）は、前記第２の基板（４ｕ）と前記第２の保持装置（１ｕ）の表面との間に配置されている、装置において、
    前記第２の保持装置（１ｕ）は、前記第２の保持装置（１ｕ）の周囲で専ら前記プレート（１７ｕ）の周縁の領域に配置された負圧供給可能な複数の第１の固定手段（２）を有し、前記プレート（１７ｕ）は、前記複数の第１の固定手段（２）を個別に駆動制御することによって、前記接触面（４ｋ）とは反対を向く面で負圧により前記第２の保持装置（１ｕ）に位置固定され、
    前記プレート（１７ｕ）を前記第２の基板（４ｕ）と共に、前記第２の保持装置（１ｕ）に対して変形させるための湾曲変更手段を備え、前記湾曲変更手段が、接合中に制御可能であり、前記第２の基板（４ｕ）は、前記プレート（１７ｕ）の変形により変形させられ、前記プレート（１７ｕ）の厚さは、０．１～１０ｍｍである、ことを特徴とする、装置。
12. 前記第１の基板（４ｏ）と前記第１の保持装置（１ｏ）との間にプレート（１７ｏ）が配置されており、前記第１の基板（４ｏ）は前記プレート（１７ｏ）と共に、接合前または接合中、または接合前かつ接合中に、前記第１の保持装置（１ｏ）に対して変形可能であるように形成されている、請求項１１記載の装置。
13. 前記第１の保持装置（１ｏ）および前記第２の保持装置（１ｕ）のうちの少なくとも１つは、前記変形を調節または制御、または、調節かつ制御するために、機械的な湾曲手段および流体圧負荷手段のうちの少なくとも１つを有している、請求項１１または１２記載の装置。
14. 前記第１の保持装置（１ｏ）および前記第２の保持装置（１ｕ）のうちの少なくとも１つは、前記プレート（１７ｏ，１７ｕ）を位置固定するために、リング状に配置された第１の固定手段（２）を有している、請求項１１または１２記載の装置。
15. 前記プレート（１７ｏ，１７ｕ）のうちの少なくとも１つが、前記保持装置（１ｏ，１ｕ）の前記第１の固定手段（２）に接続される第２の固定手段（２’）を有している、請求項１４記載の装置。
16. 前記プレート（１７ｕ，１７ｏ）のうちの少なくとも１つは、前記保持装置（１ｏ，１ｕ）の前記第１の固定手段（２）に接続されている同様の第２の固定手段（２’）を、前記基板（４ｕ，４ｏ）の位置固定のために有している、請求項１４記載の装置。
17. 前記プレート（１７ｏ，１７ｕ）のうちの少なくとも１つは、０．０１ＧＰａ～１１００ＧＰａのヤング率を有している、請求項１１または１２記載の装置。
18. 前記変形は、距離センサを含むセンサを含む湾曲測定手段によって検出可能である、請求項１２記載の装置。
19. 前記プレート（１７ｕ）の曲率半径は調節可能である、請求項１２または１８記載の装置。
20. 第１の固定手段（２）によって、請求項１１から１９までのいずれか１項記載の装置の保持装置（１ｕ，１ｏ）に第１のプレート面（２０）で固定され、かつ第２の固定手段（２’）によって、前記第１のプレート面（２０）に対して対向配置された第２のプレート面（２１）で第１のまたは第２の基板（４ｏ，４ｕ）に固定されるプレートであって、前記プレートは、変形可能であり、かつ、少なくとも１つの固定エレメント接続部（６’，６’’）を、前記第２の固定手段（２’）と前記保持装置（１ｏ，１ｕ）との流体技術的な接続のために有しており、前記プレートの変形は調節可能であり、前記プレートの厚さは、０．１～１０ｍｍである、プレート。
21. 前記プレートの曲率半径は調節可能である、請求項２０記載のプレート。

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