CN109496345A - 用于经控制地接合衬底的方法和样本支架 - Google Patents

用于经控制地接合衬底的方法和样本支架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将第一衬底(4o)与第二衬底(4u)在所述衬底(4o、4u)的面向彼此的接触面(4k)处接合的方法和设备。

Description

用于经控制地接合衬底的方法和样本支架
技术领域
本发明涉及一种根据独立专利权利要求所述的用于接合第一衬底与第二衬底的方法以及对应的设备。
背景技术
自多年以来，在半导体工业中通过所谓的接合过程来将衬底相互连接。在连接之前，这些衬底必须彼此尽可能准确地彼此对准，其中在其间，纳米范围内的偏差起到作用。衬底的对准在此大多通过对准标记进行。除对准标记外，还有其他的、尤其是功能的元件处于衬底上，其中所述其他的元件同样必须在接合过程期间彼此对准。对于整个衬底表面而言需要各个功能元件之间的这种对准准确度。因此，例如，如果对准准确度在衬底中心非常好，但朝向边缘减小则是不够的。
在现有技术中，存在多个方法和系统，借助于所述方法和系统能够尝试对接合过程进行影响， 诸如，出版物EP2656378B1 、WO2014191033A1 或PCT/EP2016056249。
接合中的最大挑战之一在于接合过程本身，即，在接合起始直至衬底的接触面完全接触期间。相对于先前的对准，在此情况下，两个衬底相对于彼此的对准仍可决定性地改变。如果这两个衬底表面首先相互连接，则分离在理论上又是可能的，但却与高成本、低产量和容易出错性相关联。
发明内容
本发明的任务是设置一种用于接合两个衬底的设备（Vorrichtung）及方法，利用所述设备和方法尤其是在整个面上增大接合准确度。
当前任务利用独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中说明本发明的有利扩展方案。由在说明书中、权利要求中和/或附图中所说明的至少两个特征组成的全部组合也落于本发明的范畴内。在所说明的值域中，处在已提到的边界之内的值也应视为被公开为边界值，并且这些值应以任意组合是可要求保护的。
根据本发明，提出一种用于将第一衬底与第二衬底在所述衬底的面向彼此的接触面处接合的方法，所述方法具有以下步骤、尤其是以下流程：
- 将该第一衬底容纳在第一容纳装置的第一容纳面上且将该第二衬底容纳在第二容纳装置的第二容纳面上，
- 通过固定元件将所述衬底固定在所述容纳面上，
- 在所述接触面的接触之前，使所述接触面至少之一弯曲，
其中，在所述接触之后，首先仅关断沿着唯一接触轴单轴地布置的那些固定元件，且剩余的固定元件保持接通，使得所述衬底首先仅沿着接触轴单轴地相互连接，
其中在此后关断所述剩余的固定元件，使得所述衬底整面地相互连接。
根据本发明的方法有利地容许在所述衬底接合时减少扭曲，因为首先仅沿着接触轴来连接，使得仅可进行单轴扭曲。
在优选实施方式中规定，使得所述固定元件被网格状地布置，其中相邻固定元件的间距优选是恒定的。所述固定元件可有利地更均匀分布，使得可达成沿着接触轴的接合的更好控制。
在进一步改良方案中，所述固定元件构造为矩形和/或具有将相互符合的结构的形状，所述结构处于所述衬底的表面上。所述固定元件可尤其构造为圆环形状。
在另一优选实施方式中规定，顺序地关断所述固定元件，优选地从内向外和/或以相同时间间隔。有利地，因此能够特别好地控制从该容纳装置释放该衬底，使得能够特别好地减少扭曲。
在优选替代性实施方式中规定，使得沿着曲线、尤其是直线同时关断所述固定元件。有利地，因此，该衬底的特别均匀的释放是可能的，因此均匀地形成沿着该曲线的扭曲。
根据另一优选实施方式规定，使得通过沿着接触轴以细长的方式构造的变形元件和/或沿着该接触轴布置的多个变形元件来产生弯曲。有利地，因此实现：所述一个或多个变形元件适配于该接触轴。特别有利地，扭曲可因此沿着该接触轴均匀地形成。尤其是能够设想：使用唯一变形元件，其尤其是能够接触该衬底的中心。
在另一优选实施方式中规定，使得从该相对置的衬底来看，弯曲以凸状方式进行。有利地，由于该凸状弯曲实现：该衬底在该相对置的衬底的方向上弯曲。所述衬底的特别精确的接触因此是可能的，使得扭曲的尽可能的减少或扭曲沿着接触轴的集中也是可能的。
在另一优选实施方式中规定，使得两个衬底的弯曲相对于彼此镜像地（spiegelbildlich）进行。镜像意味着：关于位于所述衬底之间的平面的映照。该平面尤其是平行于在该接合之后出现的接合平面。如果这两个衬底相对于彼此镜像地弯曲，则尤其精确的接触有利地是可能的，因为所述衬底于是可在分别凸起的（erhaben）点处精确地接触。
在另一优选实施方式中规定，使得接触轴延伸通过所述衬底之一的中心，优选地通过两个衬底的中心。有利地，此实施方式实现：该接触轴可中心延伸通过所述衬底。这有利地实现：扭曲的中心走向，使得扭曲可均匀地构成。
在另一优选实施方式中规定，使得在所述衬底的中心起始所述衬底的接触，其中所述衬底的接触优选地沿着接触轴完全地进行直至所述衬底的外边缘。由于接触完全沿着该接触轴进行直至所述衬底的所述外边缘，单轴接触可沿着所述衬底的整个宽度进行。扭曲因此可尽可能精确地沿着该接触轴形成。
在另一优选实施方式中规定，使得所述衬底的固定仅在所述衬底的外边缘处进行。有利地，因此不需要在所述衬底的该中心中的固定，因此可显著简化该固定。此外，因此使得所述释放变得容易，因为在中心的释放无需控制或仅需非常微小的控制。
在另一优选实施方式中规定，使得所述固定元件被综合成多个区，其中所述多个区能够分开地接通和关断和/或被布置在所述衬底的所述外边缘处，其中所述区优选地以彼此间均匀间隔分布的方式被布置在所述衬底的所述外边缘处。由于所述区，可有利地接通和关断更大的区域。因此可能的是：简化该释放或所述固定元件的控制。当所述区尤其以彼此间均匀间隔分布的方式被布置在所述衬底的所述外边缘中时，可通过相应选择待关断的区而特别好地影响该释放。尤其是，如果关断相对于所述衬底的中心对置的区，则可进行所述衬底的单轴释放。
此外，根据本发明设置一种用于将第一衬底与第二衬底在所述衬底的面向彼此的接触面处接合的设备，所述设备具有：
- 第一容纳装置，用于将该第一衬底容纳在第一容纳面上；和
- 第二容纳装置，用于将该第二衬底容纳在第二容纳面上，
- 弯曲装置，用于在所述接触面的接触之前，使所述接触面至少之一弯曲，
其中该设备具有控制装置，使得在接触之后，首先仅能够关断沿着唯一接触轴单轴地布置的那些固定元件，且剩余的固定元件能够保持接通，使得所述衬底首先仅能够沿着该接触轴单轴地相互连接，其中在此后能够关断所述剩余的固定元件，使得所述衬底能够整面地相互连接。
本发明基于的思想是，这样关断所述固定元件、尤其是抽吸元件，使得该衬底首先仅沿着唯一轴或唯一方向释放。该衬底因此也仅沿着该轴或该方向变形。接合波（Bondwelle）呈现基本矩形的形状。所述衬底首先仅沿着该轴或该方向接合，尤其是从所述衬底的中心出发直至外边缘。有利地，因此可最小化所述衬底的扭曲，因此可显著改良该接合准确度。
适用于该方法的特征、实施方式、定义和方面也应适用于该设备且反之亦然。
在一种优选实施方式中和/或作为一独立发明，可接通或关断具有固定元件的区，使得能够有针对性地影响所述一个或多个衬底的挠曲（Durchbiegung）。在此，所述区尤其是仅布置在所述衬底的该外边缘处。
尤其是，该挠曲这样受所述区的切换影响，使得得出与衬底的对称挠曲的偏差。尤其是，挠曲的对称性减小。能够设想，当多个区关断时，该衬底的挠曲进行，其具有
• 线性或单轴的
• n形的，尤其是
○ 三角形的
○ 方形的
○ 五边形的
○ 六边形的
○ 七边形的
○ 八边形的
星形的对称。可调整挠曲的对称性，使得尽可能最小的“跳动（run-out）”在该接合波前进时出现。
此外，本发明尤其基于的思想是：所述衬底至少之一在接触或接合之前尤其是单轴地被弯曲，且这两个衬底至少之一的曲率在接合期间、尤其是在接合波的进程（Lauf）期间，优选地在熔合接合情况下通过对曲率的控制而被改变。另一(优选上方的)衬底的曲率优选也被改变，但尤其是在没有对曲率改变的精确控制的情况下，而是优选通过此衬底的自动接触。自动接触尤其是通过作用于该衬底上的重力和/或所述衬底之间的其他吸引力来进行。其中一个(尤其是下方的)衬底的曲率改变的控制尤其是以类似于另一(尤其是上方的)衬底的曲率改变的方式，优选地根据其曲率改变(优选地通过测量和调节)而进行。也能够设想这两个衬底之一、尤其是该下方的衬底不具有相对于另一个尤其是上方的衬底的镜像弯曲，尤其是甚至完全平面地固定。
曲率改变尤其是意味着：与所述衬底的初始状态(尤其是在接触之前调整的曲率)偏差的状态。根据本发明，尤其是通过经监察地（kontrolliert）控制所述衬底的固定来控制在所述接触面的接触之后的接合。尤其是根据该设备来设置对应固定装置。
本发明的进一步、尤其是独立的方面在于使用尤其是能够单独切换的固定装置，借助于该固定装置能够以经监察的方式控制或调节所述接触面之间的前进接合波。
尤其当该接合波同时到达所述衬底的边缘的所有点处时获得特别良好的结果。尤其是，利用如下固定和如下区切换，在所述固定和所述区切换情况下达成所述结果。
多个能切换的固定装置优选地沿着预给定的曲线、尤其是一直线来同时被关断，使得该衬底单轴地弯曲。
可通过重力和/或至少一个变形元件产生弯曲。
另一尤其是独立的、或可与前述的想法组合的根据本发明的想法在于：使用至少一个变形元件作为弯曲装置和/或曲率改变装置，其尤其是构造为气体出口开口。因此避免与该衬底的机械接触。曲率的监察通过前述特征的组合还更精确地进行。
因为根据本发明该衬底应单轴地弯曲，所以该变形元件可根据本发明同样以细长的方式形成。然而，也能够设想使用可以点状方式加载（beanspruchen）该衬底的变形装置。另一可能性是：沿着曲线、尤其是直线来安置在样本支架中的多个变形装置。
尤其是，本发明描述一种方法及装置，借助于其能够以最佳方式将彼此对准的两个衬底相互接合。该想法（Idee）在此主要基于如下思想：
通过有针对性地监察、控制或调节这两个衬底至少之一的弯曲、固定和/或释放来监察、控制或调节前进接合波，使得沿着所述接触面来进行两个衬底的最佳的、顺序的尤其是沿着一个方向前进的接触。与现有技术相反，因此切换所述固定装置，使得得出所述衬底的单轴弯曲。最佳接触尤其是被理解为：在这两个衬底之间的接触界面的每点处的“跳动”误差是最小的或在最佳情况中甚至消失。
根据一种实施方式，通过多个尤其是划分为区的固定装置来设置对所述衬底的固定。
根据另一种实施方式，借助超压来设置所述衬底的至少之一的弯曲。
在初始状态中，所述衬底通常、尤其是在接触面处或多或少为平坦的，其中在接触面上方凸出的可能结构(微芯片、功能构件)及衬底容限、诸如曲率和/或厚度变化除外。然而，在初始状态中，所述衬底在多数情况中具有非零曲率。针对300 mm晶圆，小于100 μm的曲率是常见的。从数学角度看，曲率可被视为曲线与其平面状态的局部偏移的量度。在具体情况中，考虑其厚度相较于直径较小的衬底。因此，以良好近似的方式，可论及平面的曲率。在平面的情况下，最初提及的平面状态是在其上观察到弯曲的点处的曲线的切向平面。一般而言，主体、在特殊情况中该衬底并不具有均匀曲率，使得曲率是位置的显函数。因此，其例如可为：非平面衬底在中心具有凹曲率但在其他点处具有凸曲率。根据本发明，只要没有另外地描述，弯曲或曲率改变意味着：宏观的、即关于整个衬底或接触面的弯曲或曲率改变。
单轴曲率被理解为如下曲率，所述曲率使衬底仅沿着一个维度或轴来弯曲。由此相应地也得出简化的、尤其是单轴的膨胀及应力状态(忽略在该衬底的法线方向上的应力状态)。尤其是在所述衬底上的矩形结构的情况下，单轴膨胀状态对该“跳动”误差的减少具有极其正面的效果，因为该“跳动”误差仅更多地必须沿着一个维度被校正。
根据本发明， 分别从相对置的衬底来看，优选的是凸曲率。还更优选地，这两个衬底的弯曲相对于彼此镜像地延伸。
对在一点处的弯曲进行说明的另一可能性在于，说明曲率半径。曲率半径是如下圆的半径，所述圆紧贴到该表面上、且含有所考虑的表面点。
用于根据本发明的大多实施方式的尤其是独立的核心思想因此在于：至少在衬底的接触区中，即在接合波的接合波前处或在接合线处，待相互接合的两个衬底的曲率半径是相同的，或至少仅少量彼此偏差。在该衬底的该接合波前/ 接合线处的两个曲率半径之间的差在此小于10m，优选小于1 m，更优选地小于1 cm，最优选地小于1 mm，最大可能优选地小于0.01mm，最大可能优选地小于1 μm。一般而言，最小化曲率半径R1、R2的根据本发明的所有实施方式是有利的。
用于所提到的根据本发明的实施方式的另一重要核心思想在于：固定装置的关断沿着尤其是线性的线进行，使得该衬底的一般为多轴的应力或膨胀状态转化为单轴的应力或膨胀状态。由于将多轴的应力或膨胀状态转换为单轴的应力或膨胀状态，仅更多地必须尤其是针对一个维度来校正跳动。
换言之：本发明尤其是涉及一种方法和系统，借助于所述方法和系统能够将两个衬底接合在一起，使得衬底的局部对准误差变得最小，其中所述局部对准误差被称为“跳动”误差。不同跳动误差全面地在WO2014191033A1中描述和参考。
尤其是，本发明在此此外基于如下思想：尤其是通过能够尤其是在宽表面部分上监察的固定来控制待相互接合的两个衬底的弯曲/曲率改变，使得选择对形成的接合波的影响因子，以使得在接合期间这两个衬底并不相对于彼此局部地移位，即，保持正确对准。此外，本发明描述如下物品，所述物品由具有根据本发明减少的“跳动”误差的相互接合的两个衬底组成。
在接合时、尤其是永久接合，优选地熔合接合时根据本发明的特征性的过程（Vorgang）是衬底的两个接触面的尽可能曲线形的、尤其是线性的接触。接触线或接触轴将优选与所述衬底至少之一的中心相交（treffen）。根据本发明，该接触线或该接触轴与所述一个或多个衬底的该中心之间的距离尤其是小于100 mm，优选地小于10 mm，更优选地小于1 mm，最优选地小于0.1 mm，最大可能优选地小于0.01 mm。在描述的剩余部分中，接触一般应意味着线形的接触。线优选地在后续意义上优选地被理解为任意的一维轮廓。
为了确保尤其是线形的接触的起始，根据本发明的实施方式配备一种容纳装置(衬底支架)，所述容纳装置配备有中心孔和在其中作为弯曲装置和/或曲率改变装置能够以平移方式移动的销。也能够设想使用喷嘴作为弯曲装置和/或曲率改变装置，其使用流体、优选气体而不是销，用于尤其是该衬底的直接流体加压（流体加压装置)。此外，如果设置如下设备，在另外的条件下所述设备能够使两个衬底通过平移移动接近彼此，其中所述另外的条件是：这两个衬底尤其是基于重力和/或预负载而在另一衬底的方向上具有外加的曲率（aufgepraegte Kruemmung），则可甚至完全放弃使用这样的元件。所述衬底在该平移接近情况下在相对于该对应第二衬底的足够小的间距情况下自动接触。
根据本发明的实施方式，固定元件要么是所安置的真空孔、一个或多个圆形真空唇要么是相当的真空元件，借助于其能固定该晶圆。也能够设想使用多个静电固定元件(固定装置)。该中心孔中的该销或线路有助于经固定的衬底的能控制的挠曲(弯曲装置和/或曲率改变装置)，其中能够通过引入的气体在该衬底支架与该衬底之间由所述销中产生超压。
在已进行这两个衬底的中心的接触之后，尤其是操控所述容纳装置的所述固定装置，使得所述衬底的至少之一进行经监察的变形/曲率改变。根据本发明，所述固定元件的关断在此沿着尤其是直的线进行，使得单轴压力或膨胀状态出现。一方面由于该重力且另一方面由于沿着该接合波且在所述衬底之间作用的接合力引起地而以受监察的方式向下拉上方的衬底。该上方的衬底因此沿着通过经关断的固定装置所限定的线从中心与该下方的衬底连接。发生基本上非径向对称的接合波的根据本发明的形成，其尤其是从中心开始。在接合过程期间，这两个衬底在该接合波前挤压在所述衬底之间存在的气体、尤其是空气且因此确保没有气体夹杂的接合界面。上方的衬底于是只要其被允许完全掉落就实际上处于一种气垫上。从经限定的时间点开始，能关断该衬底支架的所有所述固定元件，使得该上方的衬底自身托付于重力和/或所述衬底之间的吸引力的影响之下。在此时间点，该上方的衬底的曲率改变不再被控制或调节，而是继续以经监察的方式进行，因为已知或已凭经验确定了框架条件。基于这种经监察的曲率改变和该接合波的前进来控制或调节该下方的衬底的曲率改变。然而，根据本发明优选的该实施方案不在于该上方的衬底的该掉落，而是在于这两个衬底的完全监察，直至该接合波已在该衬底的面积的至少超过10%，优选地超过20%，更优选地超过30%，最优选地超过50%，最大可能优选地超过75%来传播。
从该前述时间点开始，尤其是不需要附加固定，其中在所述时间点时已关断该上方的容纳装置的所有固定元件。除在该接合起始点处的固定外，该上方的衬底因此可自由移动并且也扭曲。由于根据本发明前进的接合波、出现在该接合波前处的应力状态及当前的几何边界条件，关于其径向厚度无穷小的每个圆弧段经受扭曲。然而，由于所述衬底是刚性主体，所以扭曲作为从中心来看的间距的函数来总计。这导致“跳动（run-out）”误差，这些“跳动”误差应通过根据本发明的方法和根据本发明的设备而被消除。也能够设想该上方的衬底在其中该接合波运行的整个时间段期间保持固定且通过所述固定元件的连续关断使该接合波的前进能够进行，尤其是以衬底支架内的固定元件开始。尤其是也可由此有利于该接合波的前进：这两个衬底支架相对于彼此的相对接近在该接合波的该前进期间进行。
在接触之前的所述衬底之间的间距处在0与10 mm之间，优选在0与1000 μm之间，还更优选地在0与500 μm之间，最大可能优选地在0与100 μm之间。
在根据本发明的另一实施方式中，尤其是，上方的衬底仅在有限数目个位置处通过来自区的根据本发明的固定元件来固定，使得尤其是由于重力和/或变形元件而得出具有低对称度的相对于径向对称强烈偏差的挠曲。在此情况中，该间距被理解为所述衬底之间的最小可能距离。
本发明因此尤其是涉及一种用于在接合期间尤其是通过热动力和/或机械补偿机制来减少或甚至完全避免两个经接合的衬底之间的该“跳动”误差的方法和设备。
此外，本发明涉及一种相应的物品，所述物品利用根据本发明的设备及根据本发明的方法制造。
容纳装置/衬底支架
根据本发明的衬底支架包括固定装置，尤其是多个固定元件。所述固定元件可经分组成区。将所述固定元件分组成区或者履行几何、光学任务，但优选地履行功能任务。功能任务应例如被理解为：可同时切换一个区的所有固定元件。也能够设想，可单独地切换一个区中的所有固定元件。多个固定元件可因此在该区内同时被操控以用于该衬底的固定或释放或所述多个固定元件可单独地被操控，但其在自身的区中产生该衬底的非常个别的变形特性。
所述区可尤其是具有下列几何结构：
• 单面的，
• 圆弧段，
• 平铺成尤其是三角形、矩形或六边形，
• 圆环弧段。
尤其是，不具有固定元件的面也可处于所述区之间。这样的区之间的间距尤其是小于150 mm， 优选地小于50 mm，更优选地小于20mm，最优选地小于10 mm，最大可能优选地小于5 mm。如果所述区被设计为圆弧段，则间距于是将时外部圆弧段的内部圆环与内部圆弧段的外部圆环之间的距离。
位于更靠近中心的圆环弧段优选被实施为小于边缘处的圆环弧段。
每一区的固定元件的数目是任意的。尤其是，超过1个、优选地超过10个，更优选地超过50个，仍更优选地超过100个，最优选地超过200个，最大可能优选地超过500个固定元件处于区中。
根据本发明的有利实施方式，第一容纳装置和/或第二容纳装置具有尤其是以环形、优选地以圆环形方式布置在该第一容纳装置和/或该第二容纳装置的容纳面的周围处以用于容纳衬底、尤其是仅在所述衬底的侧边缘的区域中容纳衬底的固定装置。
所述固定装置被构造为尤其是均匀分布在所述容纳面处、优选地同心布置的、划分成区的、尤其是能够分开控制的固定元件。优选地所述固定装置尤其是仅仅被布置在该容纳面的边缘区域中。该边缘区尤其是延伸直至该容纳面的半个半径，优选地直至半径的四分之一。
在区中的所述固定元件的径向对称布置情况下，也可考虑每一横截面的固定元件的数目。该横截面中的固定元件的数目在此小于20，优选地小于10，更优选地小于5，最优选地小于3，最大可能优选地为1。
能够以负压来加载所述固定元件以用于固定，也能够以超压来加载所述固定元件以用于释放衬底。
在根据本发明的第一实施方式中，所述固定元件由尤其通过钻孔或火花侵蚀产生的简单孔组成。在一种特殊实施方式中，所述固定元件是环形的，尤其是圆环形的、尤其是通过铣削过程产生的狭槽。在扩展方案中，
固定元件可配备有真空唇。如果所述固定元件被设置为真空元件，则其可因此产生小于200毫巴，优选地小于100毫巴，仍更优选地50毫巴，最优选地小于10毫巴，最大可能优选地小于1毫巴的压力。
除压力的控制外，也可通过真空元件控制质量流。该质量流是每单位时间通过横截面的质量。该质量由通过所述真空元件吸入和/或泵抽的分子及原子的单个质量组成。单个真空元件的质量流处于0 kg/s与1 kg/s之间，优选地处于0 kg/s与0.5 kg/s之间，仍更优选地处于0 kg/s与0.1kg/s之间，最优选地处于0 kg/s与0.01 kg/s之间，最大可能优选地处于0 kg/s与0.001kg/s之间。
在根据本发明的第二实施方式中，所述固定元件由导电板组成，所述导电板用作静电固定。所述导电板可单极而优选地双极地接通。在双极电路的情况下，将两个板置于相互作用的电位。根据本发明的衬底支架接着在其区中作为具有取决于板的数目的经高度解析的静电固定特性的静电衬底支架来起到作用。
每单位面积的固定元件的数目越大，对该衬底的该衬底支架的固定特性的控制就越好。
第一容纳面和/或第二容纳面有利地由凸出部形成，其中所述凸出部尤其是形成该第一容纳面的第一容纳平面及该第二容纳面的第二容纳平面。
尤其是，螺旋形延伸的轨道作为凸出部被讨论。
根据两个另外的实施方式，描述具有凸出部的容纳装置，尤其是凸块衬底支架。这样的衬底支架被理解为具有多个尤其是对称布置的柱（英文：pillars（柱状物））的衬底支架。这些柱尤其是实施为凸块。所述凸块可具有任何形状。尤其是，设置的是以以下形状的凸块：
• 棱锥体，尤其是三边或四边棱锥体，
• 圆柱体，尤其是具有平坦或成圆形的头部，
• 立方体，
• 圆锥体，
• 球形壳体。
球形壳体凸块、圆锥形凸块及圆柱形凸块应耗费地被制造，而棱锥体形或立方体形的凸块可通过蚀刻和/或铣削过程来相对简单地制成且因此根据本发明是优选的。
所提及的凸块衬底样本支架可通过边缘元件终结于其外围，使得所述凸块之间的空间区域可被解释为凹陷。然而也可能的是，所述凸块表示相对于凸块平面的单个凸起部，其中所有凸块存在于所述凸块平面上。
在根据本发明的第三优选实施方式中，该衬底支架被实施为具有腹板（Stege）的凸块衬底支架。各个区在此通过腹板而中断。至少一条线路在每个区内终止，该线路容许所述凸块之间的空间的排空。由于使用多个、尤其是能够单独操控的通道，所以空间的局部相关的、不同强度的排空是可能的。
在还更优选的第四实施方式中，该衬底支架被实施为完整凸块衬底支架，即，不具有腹板。
所述凸出部、尤其是凸块的宽度或直径尤其是小于5 mm，优选地小于1 mm，仍更优选地小于500 μm，最优选地小于200 μm。
所述凸出部(尤其是凸块)的高度尤其是小于2 mm，优选地小于1mm，仍更优选地小于500 μm，最优选地小于200 μm。
尤其是， 凸出部的宽度或直径与凸出部的高度之间的比例大于0.01，优选地大于1，仍更优选地大于2，最优选地大于10，最大可能优选地大于20。
也可将所有提到的根据本发明的实施方式彼此任意组合。因此，能够设想：第一区由以静电方式工作的固定元件组成，且第二区具有真空固定装置。
根据本发明的衬底支架可尤其是具有孔，其在出版物的剩余部分中称为测量孔，所述孔容许从该衬底支架的后侧观察经固定的衬底表面。因此实现在此区域中的该经固定的衬底表面的测量。所述测量孔也可借助盖来封闭。在特别优选的实施方式中，所述测量孔可利用该盖全自动地敞开或封闭。
根据本发明的有利构型，该容纳装置具有用于测量曲率的曲率测量装置。
可替代地或附加地，根据本发明的衬底支架具有传感器，借助于所述传感器可测量该经固定的衬底与该衬底样本支架之间的物理和/或化学特性。所述传感器优选地为
• 温度传感器和/或
• 压力传感器和/或
• 间距传感器。
特别优选的间距传感器可用作曲率测量装置，其方式为：由该衬底与该容纳装置之间的间距确定衬底的曲率，尤其是以在控制点之间内插和/或计算的方式。
根据本发明，优选地使用尤其是沿着容纳面分布的间距传感器，以便实现对弯曲和/或曲率改变的更好控制或甚至调节。
在特别优选的实施方式中，多个传感器主要构造为间距传感器以便在该接合过程之前和/或期间测量该衬底相对于平面的间距。平面优选地为该容纳面和/或该容纳面，尤其是通过凸出部形成的平面。
也能够设想：传感器处于不同平面上。所述传感器优选地测量、尤其是仅仅测量间距的改变，优选地以垂直于该接触面的方式，使得其无关于相对于一个和/或多个平面。在此情况中，仅必须检测衬底的相对的、尤其是局部不同的间距改变。
间距的测量主要用于过程控制。通过对所述一个/多个衬底的精确弯曲状态的了解，用于该衬底的最佳的、尤其是逐步的释放的根据本发明的固定元件的控制操控/调节以特别有效的方式进行。
也能够设想：安置多个不同传感器类型。在一种特别优选的实施方式中，用于间距和压力测量的传感器尤其是对称且均匀分布地安置在该衬底支架中。离散、但表面覆盖的间距测量及压力测量因此是可能的。如果变形元件是经由线路引入的流体、尤其是气体或气体混合物，则压力测量是尤其有利的。
只要一个或两个容纳装置以不具有曲率测量装置和/或不具有传感器的方式来构造，弯曲和/或曲率改变的调整和/或控制就可基于凭经验所确定的参数来进行。
根据本发明的第一衬底支架及第二衬底支架优选地具有用于所述衬底的弯曲/曲率改变的至少一个、尤其是同心设计的变形元件(弯曲装置和/或曲率改变装置)。
按照根据本发明的第一实施方式，弯曲元件是销（英文：pin）。所述销具有沿着该容纳面或容纳平面上的法线的至少一个、优选地恰好一个平移自由度。也能够设想：该销沿着该容纳面具有自由度，以便在x方向和/或y方向上被校准。该销能够优选地在x方向和/或y方向上固定。该销可施加0.01 N至1000 N，优选地0.1 N至500 N，最优选地0.25 N至100N，最大可能优选地在0.5与10 N之间的力。
在根据本发明的第二实施方式中，用于弯曲/曲率改变的变形元件是流体出口开口，流体、尤其是气体混合物的气体能经由该流体出口开口在衬底与容纳面之间被馈送(流体加压装置)。在根据本发明的非常优选的实施方式中，该流体出口开口被安置在自己的、尤其是可在x方向和/或y方向上移动的部分元件中，使得能够进行该流体出口开口的x和/或y定位。因此准确地规定该流体出口的位置，这同样地能够具有对最佳的根据本发明接合结果的影响。在最简单的情况中，该流体出口开口是表示线路的末端的开口。在非常特别优选的实施方式中，该流体出口开口是喷嘴。该喷嘴可优选地电子地被控制，使得可在每个时间点控制/调节流出的流体的流体压力和/或流体速度。能够设想，使用多个喷嘴以便使在衬底样本支架与衬底之间的多个点处的压力构建变化。对于一个喷嘴的所有论述于是类似地适用于多个喷嘴。经由该流体出口开口、尤其是喷嘴，能够在该衬底与该衬底支架之间构建超过1 毫巴，优选地超过10毫巴，最优选地超过100 毫巴，仍更优选地超过200毫巴，最大可能优选地超过500毫巴的压力。
根据本发明的所有衬底支架可具有装载销（英文：loading pins）。装载销用于以衬底来装载根据本发明的衬底支架。所述装载销尤其是通过该容纳装置中的孔来被引导，其中所述孔优选地被实施为相对于所述装载销密封。
在第一过程步骤中，装载销驶出（ausfahren）。在第二过程步骤中，将一衬底尤其是全自动地放置在所述装载销上。在第三过程步骤中，使所述装载销缩回（einfahren）且因此使衬底与容纳面接触。在第四过程步骤中，通过固定元件固定衬底。所述装载销也有助于使经接合的衬底堆叠卸载（Entladung）。程序步骤顺序于是相应颠倒。所述装载销可尤其表示压力降，只要其并非已经相对于孔被密封，其中所述装载销在所述孔中移动。在此情况下，不能够经由真空固定元件来实现负压的静态维持和/或通过气体出口开口来实现超压的静态维持。相应地经由真空固定元件进行的连续排空和/或经由该气体出口开口进行的连续的超压产生被公开，其优选地以稳定的、尤其是层状的流而出众。然而，也能够设想密封件的使用，使得静态压力可在不发生流形成的情况下被构建。
该衬底支架可在原则上由每种任意材料制成。特别优选的是下列材料其中一种或多种：
• 金属，尤其是
• 纯金属，尤其是
• 铝
• 合金，尤其是
• 钢，尤其是
• 低合金钢，
• 陶瓷，尤其是
• 玻璃陶瓷，尤其是
• 微晶玻璃，
• 氮化物陶瓷，尤其是
• 氮化硅，
• 碳化物陶瓷，尤其是
• 碳化硅，
• 聚合物，尤其是
• 高温聚合物，尤其是
• 特氟龙，
• 聚醚醚酮(PEEK)。
在一种非常优选的实施方式中，利用来自专利文献EP2655006B1的方法来制造根据本发明的凸块衬底样本支架。优选材料是碳化硅或氮化硅。在此情况下，优选凸块结构是四边棱锥体。
按照根据本发明的实施方式，该容纳装置优选地构造得能加热和/或能冷却的。在此情况下，温度调节机制容许在-50°C与500°C之间，优选地在-25°C与300°C之间，最优选地在0°C与200°C之间，最大可能优选地在10°C与100°C之间的该衬底的调温。
在根据本发明的另一实施方式中，该衬底支架被构造为，使得衬底还可在接触之前通过加热和/或冷却装置有针对性地变形，尤其是以侧向压缩或延伸的方式并且更确切地说以如下量值（Betrag）来变形，其中在稍后的接触情况下需要所述量值，以便尽可能最好地、在理想情况下完全地补偿出现的“跳动”误差。由于在此实施方式中，下方的/第一衬底的固定在相应变形之后才进行，所以无需特别关注下方的/第一衬底或下方的/第一容纳装置的热膨胀系数。在凸块衬底支架的根据本发明的尤其优选实施方式中，可经由凸块之间的空间区域使衬底与经加热/冷却的气体接触。为维持固定元件的固定能力，经加热的气体的压力必须小于环境压力，所述环境压力在所述区的区域中将该衬底挤压到该衬底支架上。
接合器
根据本发明的设备由根据本发明的两个容纳装置/衬底支架组成。至少该上方的衬底支架优选地具有测量孔。所述测量孔被构造为尤其是能封闭和/或密封的。
根据本发明的实施方式优选地在经限定的、尤其是能控制的气氛中、尤其是在正常压力下被运行。
所有已提及的根据本发明的实施方式可在特殊的实施方式变型中在低真空中，更优选地在高真空中，仍更优选地在超高真空中被运行，尤其是在小于100毫巴，优选地小于10-1毫巴，更优选地小于10-3毫巴，仍更优选地小于10-5毫巴，最大可能优选地小于10-8毫巴的环境压力下被运行。该真空越高或周围环境中的该压力越低，借助于真空孔固定衬底和/或根据本发明来调整和/或控制该衬底的弯曲当然就变得越困难。
程序
在根据本发明的第一过程的根据本发明的第一过程步骤中，将第一衬底装载到第一衬底支架上且将第二衬底装载到第二衬底支架上且尤其是至少在周围区段中固定。
尤其是在此执行该固定，使得仅接通少量的一些、尤其是小于10个，还更优选地小于5个，最优选地3个，最大可能优选地2个区。所述经接通的区尤其是沿着圆环对称分布。
在根据本发明的第一过程的根据本发明的第二过程步骤中，将这两个衬底彼此对准。不在此详细描述所述衬底的对准。就此而言，我们参考出版物US6214692B1、WO2015082020A1、WO2014202106A1。在接合过程之前，将所述衬底尤其是彼此对准以便保证其表面上的对应结构的全等性(精确对准，尤其是以小于2 μm，优选地小于250 nm，仍更优选地小于150 nm，最优选地小于100 nm，最大可能优选地小于50 nm的准确度)。
在根据本发明的第一过程的根据本发明的可选的第三过程步骤中，这两个衬底的接近通过这两个衬底相对于彼此的相对移动来进行。因此在所述衬底表面之间产生良好限定的间距（英文：gap（间隙））。也能够设想：在该对准过程之前或期间就已经调整该间距。该间距尤其为小于1000 μm，优选地小于500μm，更优选地小于250 μm，最优选地小于100 μm。
根据本发明特别优选的是：这两个衬底的曲率半径尤其是在该接合波前处彼此偏差小于15%，优选地小于10%，还更优选地小于5%，仍更优选地小于2%，最大可能优选地相等。
在根据本发明的第一过程的根据本发明的第四过程步骤中，进行该第一衬底和/或该第二衬底的弯曲。同时，可借助于传感器测量且监控该第一衬底和/或该第二衬底的曲率。尤其是，可通过控制回路自动调整下方的衬底和/或上方的衬底处的期望曲率。预给定额定值。该控制回路接着控制固定元件和/或变形元件，直至已调整成期望的弯曲剖面。在此应提及，重力在一个方向上作用且可因此不同地影响衬底的变形。上方的经固定的衬底通过重力在该力求的接触点的方向上进一步变形，而重力则反作用于该下方的衬底的弯曲。然而重力的该影响也是可忽略不计地小的。由于根据本发明使用经自动控制或调节的弯曲装置或曲率改变装置、固定元件及传感器，所以可针对这两个衬底的每个来调整期望的弯曲剖面，尤其是作为控制回路的部分。如果这两个衬底已足够靠近地接近彼此，则进行这两个衬底的接触。接触可以或者通过不断增大的弯曲来进行和/或者通过这两个衬底支架相对彼此的相对接近来进行。在根据本发明的接合方法中，所述衬底因此并不平面地上下放置，而是首先在中心M (接合起始点)中彼此接触，其方式为：这两个经弯曲的衬底之一轻微地相对该第二衬底挤压或在对置的衬底的方向上相应变形。在释放该已变形(在相对置的衬底的方向上)挠曲的衬底之后，通过接合波的前进来沿着接合波前进行连续且更均匀的、与最小力相关联且因此与最小的主要水平的扭曲相关联的、尤其是至少部分、优选主要自动的接合。
尤其是，可接通且关断所述区，使得得出与衬底的对称挠曲的偏差。尤其是，该挠曲的对称性减小。能够设想，当多个区关断时，进行该衬底的挠曲，所述挠曲具有
• 线性或单轴的
• n形的，尤其是
○ 三角形的
○ 方形的
○ 五边形的
○ 六边形的
○ 七边形的
○ 八边形的
○ 星形的
对称性。可调整该挠曲的对称性，使得当该接合波前进时，产生尽可能最小的“跳动”。
在根据本发明的第一过程的根据本发明的第五过程步骤中，进行接合波的前进、监控及控制。只要该接合起始点被布置在衬底的接触面的中心中且仅两个相对于该中心对置的区用于固定，则能够实现该接合的波的更均匀、尤其是线性的走向（Verlauf）。在理想情况下，存在恰好两个接合波，对于每一侧有一个。
特别有利的是，第一衬底和/或第二衬底和/或第二衬底的该变形、优选弯曲以凸状和/或凹状方式来进行，仍优选地以镜像对称的方式来进行。换言之，根据本发明尤其通过该第一衬底和/或该第二衬底的膨胀和/或压缩和/或弯曲而导致变形。
所述衬底优选地具有几乎相同的直径D1、D2，所述直径尤其是以小于5 mm，优选地小于3 mm，仍更优选地小于1 mm的程度彼此偏差。
按照另一(尤其是独立的) 发明方面通过变形装置或弯曲装置和/或曲率改变装置和/或通过第一容纳装置和/或第二容纳装置的温度控制来进行该变形，优选弯曲。
在另一独立的发明方案中，该容纳装置其自身能够设计为能弯曲的，以相似于出版物WO2014191033A1中的实施方式的方式。
通过使第一衬底和/或第二衬底仅在第一衬底支架和/或第二衬底支架或第一衬底和/或第二衬底的外围或周围的区域中被固定，根据本发明的变形/弯曲/曲率改变能够更容易地被实现。
固定经由如下区来进行，所述区相应地切换条件，以便获得挠曲的所期望的对称性，所述对称性尤其是在相互接合的衬底的每个位置处最小化 “跳动”误差。
尤其是，对变形装置或弯曲装置和/或曲率改变装置和/或固定装置的先前描述的步骤和/或移动和/或流程的控制、衬底相对彼此的接近、温度、压力及气体组成控制优选地经由中央控制单元、尤其是具有控制软件的计算机来进行。上文描述的传感器用于控制和/或调节。
衬底优选地在侧边缘的区域中仅在尽可能远地处于外部的圆弧段处被固定，以便给所述衬底提供在固定装置之内的尽可能大的灵活性和膨胀自由度。
第一衬底和/或第二衬底优选地是径向对称的。虽然该衬底可具有任意直径，但衬底直径尤其是为1寸、2寸、3寸、4寸、5寸、6寸、8寸、12寸、18寸或大于18寸。该第一衬底和/或该第二衬底的厚度处于1 μm与2000 μm之间，优选地处于10 μm与1500 μm之间，更优选地处于100 μm与1000 μm之间。
在特殊实施方式中，衬底也可具有矩形的形状或具有至少与圆形形状偏差的形状。晶圆优选地作为衬底被使用。
尤其优选地，选择所有能改变的参数，使得接合波关于现有的初始及边界条件以尽可能最佳速度传播。尤其在现有的气氛、尤其是正常压力情况下，接合波的尽可能缓慢的速度是有利的。该接合波的平均速度尤其是小于200 cm/s，更优选地小于100 cm/s，更优选地小于50 cm/s，最优选地小于10 cm/s ，最大可能优选地小于1 cm/s。尤其是，该接合波的速度大于0.1cm/s。尤其是，该接合波的速度沿着接合波前是恒定的。该接合波的速度在真空环境中自动变得更快，因为沿着接合线连接的所述衬底无需克服由于气体引起的阻力。
另一尤其是独立的发明方面在于，以尽可能协调的方式且同时准自动地进行接触，其方式为：在接触之前利用尤其是相对于衬底的接触面的中心M同心地径向向外延伸的预负载来加载所述衬底至少之一且接着仅影响接触的开始，而在区段、尤其是该衬底的中心M的接触之后，该衬底被空出（freilassen）且基于其预负载而以受监察的方式与相对置的衬底自动接合。通过由变形装置、尤其是弯曲装置和/或曲率改变装置来使第一衬底变形、尤其是弯曲来实现该预负载，其中该变形装置、尤其是基于其形状而作用于背离接合侧的侧上且能够通过使用不同(尤其是可替换的)变形装置相应地控制所述变形。控制也通过如下压力或力而进行，其中所述变形元件以所述压力或力来作用到衬底上。有利地在此减小衬底支架与衬底的有效容纳面积，使得该衬底仅部分由该容纳装置支撑。以此方式，由于更小接触面积而得出该衬底与该衬底支架之间的较小附着。根据本发明尤其是在衬底的周围的区域中创建（anlegen）固定，使得在同时该衬底支架的容纳轮廓与该衬底之间的尽可能小的有效容纳面的情况下给出有效固定。该衬底的仔细和可靠的释放同时因此是可能的，因为用于释放该衬底所需的释放力是尽可能小的。释放尤其是是能监察的，尤其是通过降低容纳面处的负压。能监察意味着在该衬底与第二衬底的接触之后，该衬底仍保持固定在样本支架上且通过在该容纳面处的负压的有针对性的(受控的)降低才引起该衬底(晶圆)从该样本支架(容纳装置)的释放，尤其是以从内向外的方式。根据本发明的实施方式首先导致：释放能通过非常小的力来完成。尤其是，公开所述释放的多个不同方法。
• 在变形装置非激活（inaktiv）期间，衬底的完全、突然释放，
• 在变形装置自发地spontan被调整到其初始状态中且因此立即停止作用于衬底上期间，衬底的完全、突然释放，
• 在变形装置逐步但连续地停止作用于衬底上时，衬底的完全、突然释放，
• 在该变形装置作用于该衬底上期间，通过逐步关断固定装置，逐步地，尤其是逐区有关地、优选地从内向外执行地释放衬底，
• 所提到的方法的组合。
根据本发明的实施方式以其最佳形式公开接合过程，其中这两个衬底被弯曲。但是，一般而言，至少一个衬底也可不被变形。结合所提及的释放机制来得出下表：
衬底上的所有结构可已经被设计、计算和产生，使得根据本发明的方法和系统产生“跳动”误差的最佳补偿。例如，能够设想：以在其中“跳动”误差使结构扭曲的方向上较小的因子设计矩形结构。所述因子尤其处于0与3之间，优选地在0与2之间，仍更优选地在0与1之间，最优选地在0与0.1之间，最大可能优选地在0与0.001之间。例如，如果根据测量和/或计算已知:“跳动”误差在衬底的经限定的位置处导致x方向上以因子1.021的程度扭曲，则在该计算机中在该x方向上以相同因子放大该结构。因子1因此会使该结构的维度保持不扭曲。小于1的因子会在预给定的维度上缩小该结构， 大于1的因子将相应地放大该结构。如果在之后制造该结构，则其在x方向上以该因子的程度更大。
替代使用乘法因子，也可使用正和负的被加数，以便通过加法或减法来说明该结构的方向的维度的改变。在此情况下，放弃对值域的说明。
也能够设想：在该计算机中在正常状态中设计所述结构，但制造设备、诸如曝光系统与事先所计算和/或所确定的因子相应地以缩放的方式来制造所述结构。尤其是，将以下被提及的作为制造设备：
○ 曝光系统，尤其是
• 光刻系统，尤其是
• 步进式光刻机
•压印曝光系统，尤其是
• 步进式光刻机
•辐射曝光系统，尤其是
• 电子束曝光
• 离子束曝光
• 激光束曝光
根据本发明的方法及系统结合待接合的结构的正确设计和/或计算和/或制造过程因此导致：进一步的且经优化的接合质量且因此导致还要更好的结果。因此，如果能够计算或测量出现的“跳动”误差，其中所述“跳动”误差不再能够通过由根据本发明的方法和/或系统来对接合波进行的影响而进一步减少，那么以上方法可被利用用于“跳动”误差的进一步的减少。
根据所述设备所公开的特征也应作为根据所述方法所公开的而适用，并且反之亦然。
附图说明
本发明的其他优点、特征及细节从优选实施例的以下描述以及按照附图来得出。其中：
图1a示出根据本发明的容纳装置的第一实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图1b示出根据本发明的容纳装置的第二实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图1c示出根据本发明的容纳装置的第三实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图1d示出根据本发明的容纳装置的第四实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图1e示出根据本发明的容纳装置的弯曲(曲率改变)装置的第一实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图1f示出根据本发明的容纳装置的弯曲(曲率改变)装置的第二实施方式的示意性的并非符合比例的部分视图，
图2a示出根据本发明的容纳装置的第五实施方式的示意性的并非符合比例的俯视图，
图2b示出根据本发明的容纳装置的第六实施方式的示意性的并非符合比例的俯视图，
图2c示出根据本发明的容纳装置的第七实施方式的示意性的并非符合比例的俯视图，
图2d示出根据本发明的容纳装置的第八实施方式的示意性的并非符合比例的俯视图，
图2e示出根据本发明的容纳装置的第九实施方式的示意性的并非符合比例的俯视图，
图3a至图3e示出根据本发明的凸出部的实施方式的示意性的并非符合比例的侧视图和俯视图，
图4a示出根据本发明的接合器的实施方式的示意性的并非符合比例的横截面视图连同在根据本发明的方法的第一方法步骤中的压力和间距图表，
图4b示出在另一方法步骤中根据图4a的实施方式的示意性的并非符合比例的横截面视图，
图4c示出在另一方法步骤中根据图4a的实施方式的示意性的并非符合比例的横截面视图，
图4d示出在另一方法步骤中根据图4a的实施方式的示意性的并非符合比例的横截面视图，和
图4e示出在另一方法步骤中根据图4a的实施方式的示意性的并非符合比例的横截面视图，
图5a示出在第一固定配置中的上样本支架的示意性的下方视图，
图5b示出在第二固定配置中的上样本支架的示意性的另一下方视图，
图6a示出在非理想对准中的两个结构的示意性的上方视图，
图6b示出在更理想对准中的两个结构的示意性的上方视图，
图7a示出具有第一向量场的两个衬底的示意性的上方视图，和
图7b示出具有第二向量场的两个衬底的示意性的上方视图。
在图中利用相同附图标记来标出相同构件和具有相同功能的构件。
具体实施方式
X轴在衬底支架1o或1u的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’中延伸。Y轴垂直于X轴且也同样地在衬底支架1o或1u的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’中延伸。Z轴垂直于X轴和Y轴以及垂直于衬底支架1o或1u的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’延伸。
图1a示出根据本发明的容纳装置1 (可替代地被称为衬底支架)的第一实施方式的横截面的示意性的、并非符合比例的部分视图，其中仅示出具有固定元件2 (固定装置)的边缘区域R。
容纳装置1由多个区Zi组成，所述区优选地处于边缘区域R中。所述区Zi其中的每个可具有多个固定元件2。在图1a中示例性地示出两个区Z1和Z2。在第一区Z1中以横截面示出四个固定元件2，而在第二区Z2中示出两个固定元件2。尤其是，区Zi可限于衬底支架1的边缘区R或分布到整个衬底支架1上。
固定元件2用于第一(尤其是上方的)衬底1o或第二(尤其是下方的)衬底1u的衬底容纳面4a的固定。
多个传感器3、3’ 、尤其是间距传感器优选地处于容纳面1s中。传感器用于测量经固定的衬底4与容纳面1s之间的物理和/或化学特性。传感器3、3’尤其是间距传感器，借助于其来测量容纳面1s与衬底容纳面4a之间的间距。
衬底支架1优选地被设计，使得弯曲元件5、5’ (弯曲装置)处于其中心C中 (参见图1e和图1f)，借助于该弯曲元件可使被固定在衬底支架1上的衬底4o、4u被弯曲。尤其优选地，弯曲元件5是流体出口开口，气体、尤其是压缩空气能够经由该流体出口开口在衬底支架1与衬底4之间被泵抽。衬底4通过超压而拱曲，而同时其由固定元件2来固定或以受监察的方式被释放。
在根据图1f的根据本发明的可替代的实施方式中，弯曲元件5’是销（英文：pin），该销通过容纳装置1延伸且以能够垂直于其来移动的方式来构造（弯曲装置或曲率改变装置）。
关于图1e和图1f的实施方案类似地适用于根据图1a至图1d的实施方式。
在图1b中示出以根据本发明的第二实施方式的衬底支架1’。衬底支架1’由多个区Zi组成，所述区优选地处于边缘区域R中。所述区Zi其中的每个可一般而言地具有多个固定元件2’。固定元件2’是静电固定装置的电极。在图1b中示例性地示出两个区Z1和Z2。在第一区Z1中，识别出横截面中的两个固定元件2’，其中在第二区Z2中能够识别出横截面中的三个固定元件2’。尤其是，区Zi可限于衬底支架1’的外边缘或可分布到整个衬底支架1’上。
多个传感器3、3’、尤其是间距传感器优选地处于容纳面1s’中。传感器3、3’用于测量经固定的衬底4与容纳面1s’之间的物理和/或化学特性。传感器3、3’尤其是间距传感器，借助于其来测量容纳面1s’与衬底容纳面4a之间的间距。
在图1c中公开以根据本发明的第三实施方式的衬底支架1’’。衬底支架1’’由多个区Zi组成，所述区优选地仅处于边缘区域R中。所述区Zi其中的每个可尤其是具有多个固定元件2’’。
固定元件2’’是衬底容纳面1a、相邻腹板8或边缘元件10和腹板8和由线路6穿过的底部之间的空间区域9。在线路6中调整压力以便抽吸并因此固定衬底4o、4u。
多个凸块7尤其是处于空间区域9中，其中衬底4o、4u平放在所述凸块上。凸块7尤其是用于避免过大污染。凸块7在图1c中已被表示为超出平均水平地大，以便改善视图。实际上，凸块7与衬底支架1’’的厚度相比明显更小。
在图1c中示例性地示出两个区Z1和Z2。在第一区Z1中识别出在横截面中的三个固定元件2”，而在第二区Z2中同样地能够识别出横截面中三个固定元件2”。尤其是，区Zi可限于衬底支架1’’的外边缘或被分布到整个衬底支架1’’上。
多个传感器3、3’ 、尤其是间距传感器优选地处于凸块7中，尤其是处于凸块7的在非弯曲状态中接触衬底容纳面1a的凸块表面7o处。传感器用于测量经固定的衬底4与通过凸块表面7o和环绕的边缘元件10所限定的容纳面1s’之间的物理和/或化学特性。传感器3、3’尤其是间距传感器，借助于其来测量凸块表面7o与衬底表面4o之间的间距。
图1d示出以根据本发明的第四实施方式的衬底支架1’’’。衬底支架1’’’尤其是由多个区Zi组成，所述区优选地处于边缘区域R中。所述区Zi其中的每个可具有多个固定元件2’’’。
固定元件2’’’是两个相邻线路6之间的空间区域9，在所述空间区域中可调整压力。空间区域9的限制仅通过环绕的边缘元件10在容纳装置1’’’ 的周围处发生，衬底1o、1u在该边缘元件上在周围平放并且该边缘元件与凸块表面7o共同限定容纳面1s’’。
多个凸块7尤其是处于空间区域9中，衬底4o、4u可被容纳在凸块的凸块表面7o上。凸块7尤其是用于避免过大污染。凸块7在图1c中已被表示为超出平均水平地大，以便改善视图。实际上，凸块与衬底支架1’’’的厚度相比明显更小。
在图1d中示例性地示出两个区Z1和Z2。在第一区Z1中，识别出横截面中的固定元件2”’，其中在第二区Z2中同样地存在固定元件2”’。尤其是，区Zi可限于衬底支架1’’’的外边缘或可分布到整个衬底支架1’’’上。
多个传感器3、3’ 、尤其是间距传感器优选地处于凸块7之间的空间区域9的底部上。传感器3、3’用于测量经固定的衬底4与底部之间的物理和/或化学特性。传感器3、3’尤其是间距传感器，借助于其来测量底部与衬底容纳面4a之间的间距。可由此经由凸块7的已知高度来计算衬底容纳面1a与凸块表面7o的间距。
图2a示出容纳装置1IV，其中固定元件2被布置在四个同心的区Z1至Z4中。弯曲元件5、5’处于容纳装置1IV的中心C中(参见图1e或1f)。多个区的对应固定元件2分别沿着径向延伸的线L来布置。
图2b 示出容纳装置1V ， 其中固定元件2 被布置在四个区Z1至Z4中。弯曲元件5、5’处于容纳装置1V的中心中(参见图1e或1f)。多个区的对应固定元件2分别沿着线L’来布置，该线L’不通过弯曲元件5，尤其是不通过中心C延伸。尤其是，线L’不必为直线。分别相对置的、对应的固定元件2相对于中心C点镜像地（punktgespiegelt）布置。
图2c示出类似于根据图1c的实施方式的具有由边缘元件10围绕的多个凸块7的容纳装置1VI。空间区域9处于凸块7之间，所述空间区域在排空时用作固定元件2IV。排空经由线路6进行。因为在所述根据本发明的实施方式情况下不存在腹板8，所述腹板将空间区域9彼此分离，所以经由弯曲元件5(参见图1e)引入的流体直接通过通道6再次被吸出。根据本发明的此实施方式因此是用于衬底支架的示例， 其中在衬底支架1VI 与衬底4o、4u之间构建稳定的层状的流。
图2d示出根据本发明的实施方式，其中多个区Z配备有多个固定元件2。区Z处于样本支架1VI I的外围处，且可将衬底4固定在最大6个位置处。通过将衬底4o固定到区Z1、Z3和Z5上方，衬底可例如由于重力而经历或多或少三角的挠曲。类似考虑适用于将区切换成矩形或其他布置。
图2e示出根据本发明的实施方式，其中固定元件2沿着螺旋来布置。在此情况下，整个容纳面1s表示唯一的区Z。能够设想固定元件的单独或分组的操控。弯曲元件5、5’被布置在螺旋的末端和中心C中。
根据图2a至图2e的所有实施方式是如下容纳装置，在所述容纳装置情况下，固定装置已被实施为负压或真空固定装置。可类似地实现具有静电固定装置的相应衬底支架。但是为了一目了然起见，传感器3、3’未被表示，但可对应于根据图1a至图1d的实施方式构成。
图3a至图3e示出凸出部7、7’、7”、7’’’、7’’’’的形状的实施例。根据图3a的形状由具有圆头部的圆柱形基本主体组成。根据图3b的形状由具有扁平头部的圆柱形基本主体组成。根据图3c的形状由半球形基本主体组成。根据图3d的形状由三边棱锥体组成。根据图3e的形状由四边棱锥体组成。
在下列的图描述中，示例性地示出根据本发明的接合过程，其中衬底4o和4u的单轴弯曲借助于弯曲装置5来进行。
图4a示出根据本发明的接合器13，所述接合器用于接触和接合第一/上方的衬底4o和第二/下方的衬底4u的接触面4k，其中所述接触面相对置地布置。接合器13由下方的衬底支架1u和上方的衬底支架1o组成。衬底支架1u、1o可尤其是实施为上文描述的容纳装置1、1’、1”、1’’、1IV、1V、1VI以用于容纳第一/上方的衬底4o和第二/下方的衬底4u，其中下方的衬底支架1u可与上方的衬底支架1o不同地实施或装备。
上方的衬底支架1o优选地具有测量孔12，可穿过所述测量孔从衬底支架1o的后侧进行衬底4o的测量。可替代地，传感器可被布置在测量孔中。测量孔12尤其是布置在曲率改变装置与固定装置之间。可替代地或附加地，下方的衬底支架1u可具有相应的测量孔12。测量孔穿透容纳装置1且尤其是正交于容纳面1s来延伸。测量孔12优选地以相对彼此180°或120°的间距来布置。
衬底支架1u、1o具有容纳面1s，其具有多个固定元件2和传感器3、3’。固定元件2经由线路6来被排空并且对衬底4u、4o进行固定。在衬底支架1u、1o上方和下方描绘出图表，所述图表沿着x方向(衬底直径) 针对相应的x位置分别示出在传感器3与衬底4u、4o之间的间距d，其中所述传感器实施为间距传感器。间距传感器直接在曲率改变装置5上直至固定装置地分布地布置。其因此延伸到容纳面1s的部分面上。
构造为压力传感器的传感器3’被布置在固定装置的区域中，利用所述传感器在衬底4u、4o与衬底支架1u、1o之间沿着传感器3’的x位置来测量压力p1。
力求的、尤其是通过软件所调整的额定曲率15u、15o以及由间距传感所测量的实际曲率14u、14o在间距图标中被绘出。上方的衬底4o具有尤其是基于重力而存在的实际曲率14o ，而下方的衬底1u平面地平放且因此在本发明的意义中不具有实际曲率14u (实际上极小的曲率)。然而，也能够设想：由重力调整的实际曲率14o是可忽略不计地小的。在所讲述的示例中，这两个力求的曲率15u、15o是镜像对称的。可预给定任意的曲率15u、15o。压力变化过程16u和16o示出在经激活的固定元件2的区域中的压力降。这示出，激活对衬底4u、4o的固定。
未示出将两个衬底1u、1o相对于彼此对准的程序步骤。
图4b示出在进一步的过程步骤情况下的接合器13。两个衬底4u和4o已通过两个衬底支架1u、1o的相对移动彼此接近。在其他方面，相对根据图4a的情形没有改变。
图4c示出在进一步的过程步骤中的接合器13。通过使用弯曲元件5 、在所示出的情况下为气体出口开口将两个衬底1u、1o引至额定弯曲，其中气体以压力p2流动通过该气体出口开口，其中压力的调节优选地借助间距传感器来进行。固定元件2的压力也可用于控制/调节，使得固定元件2也接管弯曲装置5 、5’或曲率改变装置5 、5’的任务且因此在本发明的意义中，因此也可被算作弯曲装置或曲率改变装置。
在所示出的示例中，固定元件2之一为此从压力p1重置为压力p0，以便在衬底4o、4u的接触之前实现期望的曲率。为简化起见，在所示出的示图中仅示出三个压力值p0、p1和p2。能够尤其是连续和/或持续地控制/调节所述压力值。
图4d示出在进一步的过程步骤中的接合器13。所述两个衬底4u、4o由于衬底4u、4o的接近而形成径向向外传播的接合波，其中衬底4u、4o的曲率连续改变(曲率改变装置)。在此，下方的衬底1u和上方的衬底1o的曲率改变借助间距传感器来连续监控，且如果需要的话则通过弯曲元件5和/或固定元件2来被校正，使得实现分别所期望的或所调整的额定曲率(曲率改变装置)。在接合波的点中，上方的衬底4o的曲率半径R1和下方的衬底4u的曲率半径R2表示重要参数。
在上方的容纳装置1o和下方的容纳装置1u的情况下，同时将固定元件2的四个内部的周围的列的压力降低至p0。衬底1u、1o因此丧失对于容纳面1o的固定，尤其是以连续地从内向外的方式，因此可使压力p2从弯曲元件5进一步传播。
由于控制考虑衬底的弯曲和曲率改变，跳动误差被最小化。
图4e示出在进一步的过程步骤中的接合器13。两个衬底1u、1o已经以受监察的方式来相互接合，其方式为，上方的容纳装置1o的固定元件2的最外列的压力已被降低至p0。
图5a示出具有经固定的衬底4o的上样本支架1o的下方视图，其中所述衬底被完全固定。X轴在衬底支架1o的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’中延伸。Y轴垂直于X轴且同样地在衬底支架1o的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’中延伸。Z轴垂直于X轴和Y轴以及垂直于衬底支架1o的容纳面1s、1s’、1s”、1s’’’延伸。
图5b同样地示出具有部分固定的衬底4o的上样本支架1o的下方视图，也即在时间上来看在图5a的示图之后。在中心中的固定装置已沿着接触轴X或X轴从衬底4o的中心直至衬底4o的外边缘地被去激活，使得衬底4o沿着X轴挠曲（durchhängen）。在此，其余固定元件保持被激活。衬底4o的挠曲并非符合比例地、尤其是放大地示出，以便增加一目了然性。
通过箭头的长度表示的“跳动”误差在图6a和图6b 中以被强烈夸大的方式被绘出，以便增加一目了然性。
在已利用来自现有技术的方法将两个衬底4o、4u相互连接之后，图6a 在俯视图中示出上方的衬底4o的衬底表面4k的上方结构17o和一下方的衬底4u的衬底表面4k的下方结构17u。明显能够识别出一般为多维的“跳动”误差，其在x和y方向上通过箭头表示。
尤其优选地，扭曲向量的单轴性质可在晶圆上的芯片结构的设计中被利用。在此，结构17u 、17o 、 例如接触垫被设计，使得在其中出现较小扭曲的那个方向上被规划得更小和/或具有较小间距，因为在此由于较小的扭曲而预期在接合过程之后的所述垫的更好重叠。尤其优选地，在其中扭曲更大的那个方向上的扭曲也可以已经在芯片布局时被一并考虑。这实现也在此方向上在接合之后的结构的更好重叠。由于扭曲的主要单轴的性质，这与现有技术相比能够以更好的准确度和更低且因此合理的耗费来实现。
在已利用根据本发明的方法将两个衬底4o、4u相互连接之后，图6b在俯视图中示出上方的衬底4o的衬底表面4k的上方结构17o及下方的衬底4u的衬底表面4k的下方结构17u。明显能够识别出：一般为一维的“跳动”误差，其在y方向上通过箭头表示。图6b代表性地显示出：“跳动”误差至少在x方向上完全消失。在应用中比图6a中一般小得多的“跳动”误差也在此情况下在x方向上存在。所述结构仍还具有在y方向上的尤其是非常小的“跳动”误差。然而，重叠在所有情况下被改善。在方形结构17u、17o的情况下可粗略估计：扭曲向量的绝对长度将降低因子1.41(根号2)。通常，结构17u、17o常常为矩形的，即，长度及宽度是不同的。有利地，结构17u、17o在此可被定向，使得结构17u、17o的宽侧平行于如下方向延伸，对于所述方向预期更大的(尤其是单轴的)扭曲。因此可以最小化在这样的结构17u、17o上待预期的扭曲向量。此外，衬底上的结构17u、17o的放置可被设计，使得已在布局时考虑所述扭曲。有利地，结构17u、17o的放置在此被设计，使得在结构17u、17o的宽侧的中点位置处由扭曲引起的重叠误差消失，并且在扭曲误差因子的中点的其中一侧上具有正号且在另一侧上具有负号。
图7a示出由衬底4o、4u组成的衬底堆叠的向量场图，其向量表示“跳动”误差。能够识别出的是：具有从中心至边缘的变得更大的“跳动”误差的径向对称的对称性。
图7b示出由衬底4o、4u组成的衬底堆叠的向量场图，其向量表示“跳动”误差。能够识别出的是：具有从中心至边缘的变得更大的“跳动”误差的单轴对称性。由于衬底的单轴弯曲的根据本发明的方法，可使“跳动”误差至少沿着x轴可忽略不计地小。在理想情况中，“跳动”误差甚至沿着y轴变得可忽略不计地小。然而，在另一图中已放弃对具有在所有方向上极小“跳动”误差的衬底堆叠的表示，因为不能够从这样的图中获得新的认识。
附图标记列表
1 ，1’，1’’，1’’’ 容纳装置/衬底支架
1 IV，1V，1VI，1VII 容纳装置/衬底支架
1o 第一容纳装置/上方的衬底支架
1u 第二容纳装置/下方的衬底支架
1s，1s’，1s’’，1s’’’ 容纳面
2，2’，2’’，2’’’ 固定元件
2o’’’ 固定元件表面
3 ，3’ 传感器
4o 第一/上方的衬底
4u 第二/下方的衬底
4a 衬底容纳面
5 ，5’ 变形元件/弯曲元件
6 线路
7 ，7’，7”，7’’’，7’’’’ 凸出部/凸块
7o 凸块表面
8 腹板
9 空间区域
10 边缘元件
11 凸块平面
12 测量孔
13 接合器
14u ，14o 实际曲率
15u ，15o 额定曲率
16u ，16o 压力变化过程
17u ，17o 结构
L ，L’ 线
x 位置
d 间距
p 压力
R1 ，R2 曲率半径
X 接触轴
Y ，Z 轴
Z1 -Z6 区

Claims (12)

1.一种用于将第一衬底(4o)与第二衬底(4u)在所述衬底(4o、4u)的面向彼此的接触面(4k)处接合的方法，所述方法具有以下步骤、尤其是以下流程：
将所述第一衬底(4o)容纳在第一容纳装置(1、1’、1”、1’’’、1IV 、1V 、1VI、1VI I)的第一容纳面(1s 、1s’、1s”、1s’’’)上且将所述第二衬底(4u)容纳在第二容纳装置(1、1’、1”、1’’’、1IV 、1V 、1VI、1VI I)的第二容纳面(1s、1s’、1s”、1s’’’)上，
通过固定元件(2、2’、2”、2’’’)将所述衬底(4o、4u)固定在所述容纳面(1s、1s’、1s”、1s’’’)上，
在所述接触面(4k)的接触之前，使所述接触面(4k)至少之一弯曲，
其特征在于，
在所述接触之后，首先仅关断沿着唯一接触轴(X)单轴地布置的所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)，且剩余的所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)保持接通，使得所述衬底(4o、4u)首先仅沿着所述接触轴(X)单轴地相互连接，其中在此后关断所述剩余的固定元件(2、2’、2”、2’’’)，使得所述衬底(4o、4u)整面地相互连接。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)被网格状地布置，其中相邻固定元件(2、2’、2”、2’’’)的间距优选是恒定的。
3.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中顺序地关断所述固定元件(2 、2’ 、2” 、2’’’)，优选地从内向外和/或以相同时间间隔。
4.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中沿着曲线，尤其是直线同时关断所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)。
5.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中通过沿着所述接触轴(X)以细长的方式构造的变形元件(5、5’)和/或沿着所述接触轴(X)布置的多个变形元件(5、5’)来产生所述弯曲。
6.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中从相对置的所述衬底(4o、4u)来看，所述弯曲以凸状方式进行。
7.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述两个衬底的所述弯曲相对于彼此镜像地进行。
8.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述接触轴(X)延伸通过所述衬底(4o、4u)
之一的中心，优选地通过所述两个衬底(4o、4u)的所述中心。
9.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中在所述衬底(4o、4u)的所述中心中起始所述衬底(4o、4u)的所述接触，其中所述衬底(4o、4u)的所述接触优选地沿着所述接触轴(X) 完全地进行直至所述衬底(4o、4u)的外边缘。
10.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述衬底(4o、4u)的所述固定仅在所述衬底的外边缘处进行。
11.如上述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)被综合成多个区(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6)，其中所述区(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6)能够分开地接通和关断和/或被布置在所述衬底(4o、4u)的所述外边缘处，其中所述区(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6)优选地以彼此均匀间隔分布的方式被布置在所述衬底(4o、4u)的所述外边缘处。
12.一种用于将第一衬底(4o)与第二衬底(4u)在所述衬底(4o、4u)的面向彼此的接触面(4k)处接合的设备，所述设备具有：
第一容纳装置(1、1’、1”、1’’’、1IV 、1V 、1VI、1VI I)，用于将所述第一衬底(4o)容纳在第一容纳面(1s、1s’、1s”、1s’’’)上；和第二容纳装置(1、1’、1”、1’’’、1IV 、1V 、1VI、1VI I)，用于将所述第二衬底(4u)容纳在第二容纳面(1s、1s’、1s”、1s’’’)上；
弯曲装置，用于在所述接触面(4k)的接触之前，使所述接触面(4k)至少之一弯曲，
其特征在于
所述设备具有控制装置，使得在所述接触之后，首先仅能够关断沿着唯一接触轴(X)单轴地布置的所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)，且剩余的所述固定元件(2、2’、2”、2’’’)能够保持接通，使得所述衬底(4o、4u)首先仅能够沿着所述接触轴(X)单轴地相互连接，
其中在此后能够关断所述剩余的固定元件(2、2’、2”、2’’’)，使得所述衬底(4o、4u)能够整面地相互连接。
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