JP2021061430A - Device and method for joining substrates - Google Patents

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Abstract

To provide a device and method for joining two substrates that can improve the joining accuracy, especially at the edges of the substrates.SOLUTION: The method includes the steps of holding a first substrate 4o with a first holding device 1o and a second substrate 4u with a second holding surface 1s of a second holding device 1u, and a step of curving mutually facing contact surfaces 4k of the substrates before contacting the contact surfaces. A change in the curvature of the contact surface of the first substrate and/or a change in the curvature of the contact surface of the second substrate are controlled during joining.SELECTED DRAWING: Figure 4c

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9記載の対応する装置に関する。 The present invention relates to a method of joining the first substrate according to claim 1 to a second substrate, and the corresponding apparatus according to claim 9.

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合されている。接合前に、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。 For several years, in the semiconductor industry, substrates have been joined together by a so-called joining process. Prior to joining, these substrates must be aligned with each other as accurately as possible, in which case the nanometer range deviations that occur between them become a problem. In this case, the alignment of the substrate is mainly performed through the alignment mark. In addition to the alignment marks, there are yet other, especially functional elements on the substrate that must be aligned with each other as well during the joining process. Such alignment accuracy between individual functional elements is required for the entire substrate surface. Therefore, for example, the alignment accuracy is extremely good at the center of the substrate, but it cannot be said that it is sufficient when the alignment accuracy decreases toward the edge.

例えば文献、欧州特許第2656378号明細書(EP2656378B 1)または国際公開第2014/191033号(WO2014191033A1)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。 Prior art, such as the literature, European Patent No. 2656378 (EP2656378B 1) or WO 2014/191033 (WO2014191033A1), has multiple methods in which attempts can be made to influence the joining process. The device is present.

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、一度互いに接合されると、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。 The biggest problem in joining is in the joining process itself, that is, in the initial stage of joining until the contact surfaces of the substrates are completely contacted with each other. In this case, the mutual alignment of the two substrates may still change significantly as compared with the previous alignment. Once the surfaces of both substrates are joined to each other, they can theoretically be separated again, but this is costly, low in processing, and susceptible to error.

本発明の課題は、特に基板の縁部におけ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。 An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for joining two substrates, which can improve the joining accuracy particularly at the edge of the substrate.

この課題は、請求項1および9に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。 This problem is solved by an apparatus and method having the features according to claims 1 and 9. Another suitable configuration of the present invention is described in the dependent claims. All combinations of at least two features described in the specification, claims, and / or drawings are also within the scope of the invention. Within the stated numerical range, values within the above range are also considered to be disclosed as limit values, and patents can be claimed in any combination.

本発明の根底を成す思想は、両基板を接触前に、または接合前に湾曲させ、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、好適には制御されて変更される。 The underlying idea of the present invention is to bend both substrates before contact or before joining, and this curvature of at least one of the two substrates is preferably melt-joined during joining, especially during the course of the joining wave. At that time, it is changed by controlling the curvature. The curvature of the other (preferably the upper) substrate is also preferably controlled and altered.

湾曲は基板の自動的な接触によっても変化する。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。 The curvature also changes due to the automatic contact of the substrate. Automatic contact is particularly provided by gravity acting on the substrates and / or other attractive forces between the substrates. The control of the curvature change of one (particularly the lower) substrate, particularly as well as the curvature change of the other (particularly the upper) substrate, preferably depends on the curvature change (preferably by measurement and control). Is done.

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。 The curvature change means, in particular, a state deviating from the starting state of the substrate (particularly the curvature existing before contact). According to the present invention, the joining of the contact surfaces after contact is controlled particularly by the controlled control of fixing the substrate. Corresponding fixing means are specifically provided as a device.

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エレメントの使用にあり、これらの固定エレメントにより、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。 Another particularly independent aspect of the invention is the use of particularly individually switchable fixed elements that control the junctional wave traveling between the contact surfaces for closed-loop or open-loop control. be able to.

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。 Another idea according to the invention, particularly independently or in combination with those described above, lies in the use of deforming elements, especially as bending means and / or bending changing means, which are formed as gas outflow openings. This avoids mechanical contact with the substrate. The control of curvature is performed more accurately by the combination of the above features.

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、特に内側から外側へと進行する連続的な最適の接触を行わせる、というものである。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。 The present invention specifically describes methods and devices capable of optimally joining two substrates that are aligned with each other. In this case, the underlying idea, among other things, is to control, close-loop, or open-loop the bending, fixation, and / or release of at least one of the substrates, depending on the purpose. Control, closed-loop control, or open-loop control is used to ensure continuous, optimal contact of both substrates, especially from the inside to the outside, along the contact surface. Optimal contact means, in particular, that the "runout" error at each point of the contact surface between the two substrates is minimal or, in the best case, eliminated.

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エレメントによって行われる。 According to one configuration, the fixation of the substrate is performed by a plurality of fixing elements particularly divided into a plurality of areas.

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。 According to another configuration, bending of at least one substrate is performed by positive pressure.

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。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。 In the starting state, the substrate is usually particularly contact surface, except for structures that sometimes protrude from the contact surface (microchips, functional components) and substrate tolerances such as bending and / or thickness variation. It is almost flat. However, the substrate often has a different curvature than zero in the starting state. For a 300 mm wafer, a curvature of less than 100 μm is common. Mathematically, curvature can be regarded as a measure of the local deviation of a curve from its planar state. Specifically, a substrate whose thickness is smaller than its diameter is considered. Therefore, when approximated well, it can be called the curvature of the plane. In the case of a plane, the first mentioned plane state is the tangential plane of the curve at the point where the curvature is observed. In general, curvature is an explicit function of position, as objects, especially substrates, do not have a uniform curvature. Therefore, as an example, the non-planar substrate has a concave curve in the center, but has a convex curve in another place. According to the present invention, bending or bending change means macroscopic, that is, bending or bending change with respect to the entire substrate or the contact surface, unless otherwise specified.

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。 According to the present invention, convex curvature is preferable when viewed from the opposing substrates. It is more preferable if the curvatures of both substrates are mirror-symmetrical to each other.

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。 Another possibility of showing curvature at a given point is to show the radius of curvature. The radius of curvature is the radius of a circle that is in contact with the surface and includes points on the surface.

したがって、本発明の主要な実施形態において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主として、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/接合ライン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の差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。 Therefore, the center of the independent idea in the main embodiment of the present invention is that the radii of curvature of the two substrates to be joined to each other are mainly in the contact region of the substrates, that is, at the joining front of the joining wave or at the joining line. They are the same, or at least slightly different from each other. The difference between the two radii of curvature at the bonding front / bonding line of the substrate is less than 10 m, preferably less than 1 m, more preferably less than 1 cm, still more preferably less than 1 mm, and even more preferably. It is less than 0.01 mm, most preferably less than 1 μm. In general, all embodiments according to the invention that minimize the difference between the radii of curvature R1 and R2 are advantageous.

換言すると:本発明は、2つの基板を、「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、これを参照することができる。国際公開第2014/191033号(WO2014191033A1)におけるランアウト誤差の説明は、これにより、本明細書の開示内容に明示的に含まれる。したがってその詳しい説明はここでは省かれる。 In other words: the present invention relates to methods and devices capable of joining two substrates together so that local alignment errors, called "runout" errors, are minimized. The various "runout" errors are described in detail in WO 2014/191033 (WO2014191033A1), which can be referred to. The description of the runout error in WO 2014/191033 (WO2014191033A1) is thereby expressly included in the disclosure of this specification. Therefore, the detailed explanation is omitted here.

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。 In this case, more particularly, the idea underlying the present invention is that the influence factors on the joining wave caused by the bending / bending change of both substrates to be joined to each other, especially by fixing, especially by controlling over a wide surface portion, are both. The object is to control the substrates so that they do not locally slide against each other during bonding, that is, they are selected to remain precisely aligned. Further, the present invention describes an article consisting of two substrates joined together with a "runout" error reduced by the present invention.

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中央で、かつ/または点状に接触することである。一般的に、両基板の接触は中央で行われなくてもよい。非中央の接触点から伝播する接合ウェーブは、基板縁部の様々な個所に様々な時間で到達する。したがって、接合ウェーブ特性およびこれにより生じる「ランアウト」誤差の補償の数学的物理的な完全な説明は複雑である。好適には接触点は基板の中心から大きく離れているわけではないので、特に基板の縁部で、これにより生じ得る作用は、無視してよい。基板の非中央の可能な接触点と中央との間の間隔は本発明によれば特に、100m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、中央の接触を意味する。中央とは、広義では好適には、必要に応じて非対称性を補償された、基本となる理想的な物体の幾何学形状的な中心点を意味する。すなわち、ノッチ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、ノッチを有しない仮想ウェハを取り囲む円の円中心点である。フラット部分(平らに面取りされた面)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。しかし、特別な実施形態では、中央が基板の重心点を意味することが有益になり得る。 A characteristic process according to the invention for joining, especially permanent joining, preferably melt joining, is that both contact surfaces of the substrate are in contact as centrally as possible and / or in dots. In general, the contact between the two substrates does not have to be central. The junction wave propagating from the non-central contact point reaches different points on the board edge at different times. Therefore, the complete mathematical and physical explanation of the junction wave characteristics and the compensation for the resulting "runout" error is complex. Preferably, the contact points are not significantly far from the center of the substrate, so the effects that can occur, especially at the edges of the substrate, can be ignored. The distance between the possible non-centered contact points of the substrate and the center is particularly less than 100 m, preferably less than 10 mm, more preferably less than 1 mm, and even more preferably less than 1 mm according to the present invention. It is less than 0.1 mm, most preferably less than 0.01 mm. In the following description, contact usually means central contact. The center, in a broad sense, preferably means the geometric center point of the underlying ideal object, compensated for asymmetry as needed. That is, in an industrially general-purpose wafer having a notch, the center is the center point of a circle surrounding the virtual wafer having no notch. In an industrially general-purpose wafer having a flat portion (flat chamfered surface), the center is the circular center point of a circle surrounding the virtual wafer having no flat portion. A similar idea applies to arbitrarily molded substrates. However, in special embodiments, it may be beneficial for the center to mean the center of gravity of the substrate.

正確かつ中央の点状接触を保証するために、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、特に上側の保持装置(基板ホルダ)に、特に半径方向対称の固定部材が固定手段として設けられている。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)。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、並進運動の際に、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。 To ensure accurate and central point contact, according to embodiments of the present invention, a central hole and a pin capable of translating within this hole are provided as bending and / or bending changing means. In particular, the upper holding device (board holder) is provided with a fixing member that is particularly symmetrical in the radial direction as a fixing means. As the bending means and / or the bending changing means, it is also conceivable to use a nozzle used to pressurize a fluid, preferably a gas, particularly directly to the substrate instead of a pin (fluid pressurizing means). .. A device that allows both substrates to be brought closer to each other by translational motion, with another assumption that both substrates have a curvature that is pushed towards the other substrate, especially based on gravity and / or preload. If provided, the use of elements of this type can even be completely eliminated. The substrate automatically contacts the corresponding second substrate at a sufficiently small distance during translational motion.

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)。 The fixing element is, according to an embodiment of the invention, an exhaust hole provided, one or more circular exhaust lips, or a comparable exhaust element capable of fixing a wafer. The use of a plurality of electrostatic fixing elements (fixing means) is also conceivable. Pins in the central hole or conduit that can generate positive pressure from the introduced gas between the board holder and the board are used for controllable bending of the fixed board (curving means and / Or bending changing means).

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。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、半径方向で中心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無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スイッチオフ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、上側の基板を完全に落下させるのではなく、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。 After the centers of both substrates are in contact, the retaining device fixing means is driven and controlled, in particular, to make a controlled deformation / curvature change of at least one of the substrates. The upper substrate is pulled downward, controlled by gravity on the one hand and by the bonding force acting between the two substrates along the bonding wave on the other. Therefore, the upper substrate is joined to the lower substrate in the radial direction from the center toward the side edge. In this way, a radialally symmetric junctional wave extending particularly from the center to the side edges is formed according to the present invention. During the bonding process, both substrates push the gas, especially air, present between the substrates in front of the bonding wave, thereby creating a bonding interface without gas inclusions. The upper substrate is actually located on a kind of gas cushion when completely dropped. After the specified time point, all the fixing elements of the board holder can be switched off, leaving the upper board under the influence of gravity and / or the attractive force between the boards themselves. At this point, the curvature change of the upper substrate is no longer open-loop or closed-loop controlled, but remains controlled as the surrounding conditions are known or empirically determined. Based on such controlled curvature changes and the progress of the junction wave, the curvature changes of the lower substrate are open loop controlled or closed loop controlled. However, in a preferred configuration according to the invention, the upper substrate is not completely dropped, but the junction wave extends over at least 10% or more of the substrate area, preferably over 20%, more preferably over 30%. Further preferably, both substrates are to be completely controlled until they are spread over 50% or more, and most preferably over 75%.

上側の保持装置の全ての固定エレメントがスイッチオフ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応力状態、および存在している幾何学的縁部条件により、半形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接近することにより、良好にすすめることもできる。 No special additional fixing is required after the above time point when all the fixing elements of the upper holding device have been switched off. That is, the upper substrate can move freely except for fixing at the joining start point, and may be distorted. Due to the joining wave progressing according to the present invention, the stress state generated at the joining wave front, and the existing geometric edge conditions, each circular segment that is infinitely smaller than the thickness in the hemidirectional direction is distorted. However, since the substrate is a rigid object, the strains are added up as a function of the distance from the center. This leads to a "runout" error that is eliminated by the method according to the invention and the apparatus according to the invention. The upper substrate is fixed and held during the entire time period in which the junction wave travels, and the junction wave progression starts with the continuous switch-off of the fixed elements, especially from the fixed element inside the substrate holder. It is possible that progress can be made. The progress of the joining wave can also be favorably promoted by the two substrate holders approaching each other, especially during the progress of the joining wave.

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。 Therefore, the present invention particularly reduces, or even completely eliminates, the "runout" error between two substrates to be joined during joining, especially by thermodynamic and / or mechanical compensation mechanisms. With respect to methods and devices for doing so.

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。 Furthermore, the present invention relates to a device according to the invention and a corresponding article manufactured using the method according to the invention.

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、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。
Holding Device / Board Holder The board holder according to the present invention has fixing means, particularly a plurality of fixing elements. Fixed elements may be grouped by area. Grouping of fixed elements by area also meets geometric, optical, and preferably functional challenges. A functional challenge means, for example, that all fixed elements in one area can be switched at the same time. It is also conceivable that all fixed elements in one area can be switched individually. Therefore, a plurality of fixing elements can be driven and controlled inside the area to fix or release the board at the same time, or can be individually driven and controlled, but within the area, the board is very unique. Deformation characteristics occur. The area may have the following geometry in particular.
・ One side,
・ Circle segment,
• Areas such as tiled areas, especially as triangles, squares, or hexagons. In particular, there may be surfaces between the areas that do not have fixed elements. The spacing between such areas is particularly less than 50 mm, preferably less than 25 mm, more preferably less than 20 mm, even more preferably less than 10 mm, and most preferably less than 5 mm. When the area is formed as a circular segment, such spacing is the distance between the inner annulus of the outer circular segment and the outer annulus of the inner circular segment.

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。 The number of fixed elements in one area is arbitrary. In particular, at least one fixed element, preferably at least two fixed elements, preferably 10 or more, more preferably 50 or more, still more preferably 100 or more, more preferably in one area. There are more than 200, most preferably more than 500 fixed elements.

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。 According to a preferred embodiment of the present invention, the first holding device and / or the second holding device is around the holding surface of the first holding device and / or the second holding device for holding the substrate. It has fixing means arranged particularly in a ring shape, preferably in an annular shape, particularly exclusively in a region of a side edge of a substrate.

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。 The fixing means are formed as particularly uniformly distributed, preferably concentrically arranged, divided into a plurality of areas, particularly individually controllable fixing elements. Preferably, the fixing means is exclusively arranged, especially in the edge region of the holding surface. The edge region extends, in particular, to half the radius of the holding surface, preferably to one-fourth of the radius.

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。 If the fixed elements are arranged radially symmetrically in one area, the number of fixed elements per given cross section can also be considered. The number of fixed elements in the cross section is less than 20, preferably less than 10, more preferably less than 5, more preferably less than 3, and most preferably 1.

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。 The fixing element can supply a negative pressure for fixing and can also apply a positive pressure for releasing the substrate.

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。特別な構成では、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、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。 In the first embodiment according to the invention, the fixation element consists of simple holes formed specifically by perforation or spark erosion. In a special configuration, the fixing element is a slit formed in a ring shape, especially in an annular shape, especially by milling. In another configuration, the fixed element may be provided with an exhaust lip. When the fixed element is provided as an exhaust element, the fixed element is less than 1 bar, preferably less than 0.1 mbar, more preferably less than 0.01 mbar, even more preferably less than 0.001 mbar. Most preferably, a pressure of less than 0.0001 mbar can be generated.

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。 In the second embodiment according to the present invention, it is composed of a fixing element and a conductive plate used for static electricity fixing. The conductive plate can be connected to a single pole, preferably a bipolar. In a bipolar circuit, the two plates are placed at opposite potentials. Therefore, the substrate holder according to the present invention functions within the area as an electrostatic substrate holder having high resolution electrostatic fixation characteristics depending on the number of plates.

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。 As the number of fixed elements per unit area increases, the control of the fixing characteristics of the board holder for the board becomes better.

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。 Preferably, the first holding surface and / or the second holding surface is a raised portion that forms, in particular, a first holding plane of the first holding surface and a second holding plane of the second holding surface. Consists of.

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。
According to two other embodiments, a holding device with a ridge, particularly a protruding substrate holder, is described. Such a substrate holder means a substrate holder having a plurality of supports (pillars in English) arranged particularly symmetrically. These supports are specifically formed as protrusions. The protrusion may have any shape. In particular, the protrusions are provided in the following shapes.
Pyramids, especially triangular or quadrangular pyramids, cylinders, especially cylinders with flat or rounded heads, rectangular parallelepipeds, cones, and spherical shells.

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。 Sphere shell protrusions, conical protrusions, and cylindrical protrusions are laborious to manufacture, whereas pyramidal or rectangular parallelepiped protrusions can be relatively easily manufactured by etching and / or milling, and thus in the present invention. According to it is suitable.

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、唯1つの隆起部を成していてもよい。 Since the above-mentioned protrusion substrate sample holder may be closed at its peripheral region via an edge element, the spatial region between the protrusions may be interpreted as a recess. However, the protrusions may form only one ridge with respect to the protrusion plane where all the protrusions are located on the plane.

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。 In a third preferred embodiment of the present invention, the substrate holder is configured as a protruding substrate holder with a web. In this case, the individual areas are interrupted by the web. Inside each area, at least one conduit for exhausting the space between the protrusions is terminated. In particular, by using a plurality of passages that can be individually driven and controlled, it is possible to exhaust a space having different intensities depending on the location.

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。 In a more preferred fourth embodiment, the substrate holder is configured as a fully protruding substrate holder, i.e. without a web.

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。 The width or diameter of the ridges, especially the protrusions, is particularly less than 5 mm, preferably less than 1 mm, more preferably less than 500 μm, most preferably less than 200 μm.

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。 The height of the ridges, especially the protrusions, is particularly less than 2 mm, preferably less than 1 mm, more preferably less than 500 μm, most preferably less than 200 μm.

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。 In particular, the ratio between the width or diameter of the ridge to the height of the ridge is greater than 0.01, preferably greater than 1, more preferably greater than 2, and even more preferably greater than 10. Is also large, most preferably greater than 20.

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。 All the embodiments of the present invention described above may be arbitrarily combined with each other. Therefore, it is conceivable that the first area consists of an electrostatically functioning fixed element and the second area has a vacuum fixation.

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。特に好適な態様では、測定穴はカバーにより全自動的に開閉可能である。 The substrate holder according to the present invention may have a hole particularly described as a measurement hole in the following specification, and the surface of the substrate fixed by this hole is observed from the back surface of the substrate holder. be able to. This makes it possible to measure the surface of the substrate fixed in this region. The measurement hole can also be closed by a cover. In a particularly preferred embodiment, the measuring hole can be opened and closed fully automatically by the cover.

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。 According to the preferred configuration of the present invention, the holding device has a curvature measuring means for measuring the curvature.

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。
The substrate holder according to the invention may optionally or additionally have a sensor capable of measuring the physical and / or chemical properties between the fixed substrate and the substrate sample holder. These sensors are preferably
-Temperature sensor and / or-Pressure sensor and / or-Distance sensor.

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。 A particularly suitable distance sensor can be used as a curvature measuring means. In this case, the distance between the substrate and the holding device determines, interpolates, and / or calculates the curvature of the substrate, especially between the support points.

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。 According to the present invention, distance sensors particularly distributed along the holding surface are preferably used to allow good closed-loop or open-loop control of curvature and / or curvature modification.

特に好適な構成では、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。 In a particularly preferred configuration, the plurality of sensors are formed as distance sensors, among other things, to measure the distance of the substrate with respect to one plane before and / or during the joining process. This plane is preferably a holding surface and / or a holding surface of a plane formed in particular by the ridges.

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。 It is also possible that the plurality of sensors are located on different planes. The relationship to one and / or multiple planes is not important, as the sensor preferably measures the change in lateral distance with respect to the contact surface particularly exclusively. In this case, it is only necessary to detect relative distance changes of the substrate, especially in different locations.

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、本発明による固定部材の駆動制御/調節が特に効率的に行われる。 Distance measurement is especially useful for process control. By knowing the exact bending state of one or more substrates, the drive control / adjustment of the fixing members according to the present invention is particularly efficient for optimal, particularly gradual release of the substrates.

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、表面を覆う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。 It is possible that multiple sensors of different types will be incorporated. In a particularly preferred embodiment, the sensors for distance measurement and pressure measurement are particularly symmetrically and uniformly distributed and incorporated in the substrate holder. This makes it possible to measure the distance and pressure covering the surface, albeit discretely. Pressure measurements are particularly advantageous when the deforming element is a fluid, especially a gas, or a gas mixture brought through the pipeline.

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。 If one or both holding devices are formed without curvature measuring means and / or sensors, adjustment and / or control of curvature and / or curvature modification is performed based on empirically determined parameters. It's okay.

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手段(湾曲手段および/または湾曲変更手段)を有している。 The first and second substrate holders according to the present invention preferably have at least one, particularly centrally configured, deforming means (curving means and / or bending changing means) for changing the curvature / curvature of the substrate. doing.

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。 According to the first embodiment of the present invention, the curved element is a pin. The pin has at least one, preferably just one degree of freedom, of translational motion along the normal to the holding plane or plane. It is also possible that the pins have degrees of freedom along the holding surface for calibration in the x and / or y directions. Preferably the pins can be fixed in the x and / or y directions. The pin can apply a force of 0.01N to 1000N, preferably 0.1N to 500N, more preferably 0.25 to 100N, most preferably 0.5 to 10N.

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、流体流出開口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作用することができる。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以上の、好適には10mbar以上の、さらに好適には100mbar以上の、さらに好適には200mbar以上の、最も好適には500mbar以上の圧力を形成することができる。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。 In a second embodiment of the invention, the deforming element for curvature and / or curvature modification is a fluid outflow opening (fluid addition) capable of supplying fluid, particularly gas or gas mixture, between the substrate and the holding surface. Pressure means). In a highly preferred embodiment of the invention, the fluid outflow opening is incorporated into a unique, particularly x-direction and / or y-directionally movable partial element, so that the fluid outflow opening is positioned in the x-direction and / or Positioning in the y direction can be performed. This accurately defines the location of the fluid outflow opening, which can also affect the optimal bonding results according to the invention. A fluid outflow opening is, in the simplest case, an opening forming the end of a pipeline. In a very particularly preferred embodiment, the fluid outflow opening is a nozzle. Preferably, the nozzle can be electronically controlled, which allows open-loop control and / or closed-loop control of the fluid pressure and / or outflow rate of the outflow fluid at each time point. The use of multiple nozzles to change the pressure formation at multiple locations between the substrate sample holder and the substrate is also conceivable. All statements about one nozzle apply to multiple nozzles as well. 1 mbar or more, preferably 10 mbar or more, more preferably 100 mbar or more, still more preferably 200 mbar or more, most preferably 1 mbar or more, preferably 10 mbar or more, more preferably 200 mbar or more, between the substrate and the substrate holder via a fluid outflow opening, particularly a nozzle. A pressure of 500 mbar or more can be formed. All substrate holders according to the invention may have loading pins. The loading pin is used to load the substrate into the substrate holder according to the present invention. The loading pin is specifically guided through a hole provided in the holding device. In this case, the holes are preferably formed densely with respect to the loading pin.

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。 In the first process step, the loading pin is exposed. In the second process step, the substrate is placed on the loading pins, especially fully automatically. In the third process step, the loading pins are returned inward to bring the substrate into contact with the holding surface. In the fourth process step, the substrate is fixed by a fixing element. Loading pins are also used for unloading bonded substrate laminates. In this case, the order of the process steps is correspondingly reversed. The loading pin may form a decompressor, in particular if it is not sealed to the hole in which the loading pin moves. In this case, it is not possible to statically maintain the negative pressure through the vacuum fixing element and / or the positive pressure through the gas outflow opening. Correspondingly, continuous exhaust through a vacuum fixing element and / or formation of continuous positive pressure through a gas outflow opening characterized by a preferably static, particularly layered flow is disclosed. However, the use of seals is also conceivable, which allows the formation of static pressure without forming a flow.

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。以下の材料の内の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)。
Basically, the substrate holder can be manufactured from any material. One or more of the following materials are particularly suitable.
・ Metals, especially ・ Pure metals, especially ・ Aluminum ・ Alloys, especially ・ Steels, especially ・ Low alloy steels,
・ Ceramic, especially ・ Glass ceramic, especially ・ Zerodur,
・ Nitride ceramics, especially ・ Silicon nitride,
・ Carbide ceramics, especially ・ Silicon carbide,
・ Polymer, especially ・ High temperature polymer, especially ・ Teflon,
-Polyetheretherketone (PEEK).

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(EP2655006B 1)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。 In a highly preferred embodiment, the protruding substrate sample holder according to the present invention is manufactured by a method known from the patent document, European Patent No. 2655006 (EP2655006B 1). In this case, the preferred material is silicon carbide or silicon nitride. In this case, a suitable protrusion structure is a quadrangular pyramid.

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。 The holding device is preferably formed to be heatable and / or coolable according to embodiments of the present invention. In this case, depending on the temperature control mechanism, the substrate of -50 ° C to 500 ° C, preferably -25 ° C to 300 ° C, more preferably 0 ° C to 200 ° C, and most preferably 10 ° C to 100 ° C. Heat treatment is possible.

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、加熱ガスの圧力は、基板を、区域の領域で基板ホルダに押し付ける周囲ガスよりも低くなければならない。 In another embodiment of the invention, the substrate holder is formed as follows. That is, the "runout" that occurs when the substrate is deliberately deformed by heating and / or cooling means, especially laterally compressed or stretched, and during subsequent contact, before it is still in contact. It is formed so that the error is deformed as well as possible, ideally completely, by the amount required to compensate. In this embodiment, the coefficient of thermal expansion of the lower / first substrate or the lower / first holding device is performed only after the corresponding deformation, so that the lower / first substrate is fixed. Does not need to be given special importance. In a particularly preferred embodiment of the protruding substrate holder according to the invention, the substrate can be brought into contact with the heating gas through the spatial region between the protrusions. To maintain the fixability of the fixing element, the pressure of the heating gas must be lower than the ambient gas that presses the substrate against the substrate holder in the area of the area.

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。
Joining Machine The device according to the invention comprises two holding devices and / or a substrate holder according to the invention. Preferably, at least the upper substrate holder has a measuring hole. The measuring holes are particularly closed and / or gastightly formed.

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。 Embodiments according to the invention operate in a preferably defined, particularly controllable atmosphere, especially at normal pressure.

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よりも低い圧力、有利には0.1mbarよりも低い圧力、より有利には0.001mbarよりも低い圧力、さらに有利には10e−5mbarよりも低い圧力、最も有利には10e−8mbarよりも低い圧力で実行することができる。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は困難になる。 All embodiments of the invention described above can be performed in a special variation embodiment in a low vacuum, more advantageously in a high vacuum, and even more advantageously in an ultra-high vacuum, in particular. Pressures lower than 100 mbar, preferably lower than 0.1 mbar, more preferably lower than 0.001 mbar, even more preferably lower than 10e-5 mbar, most preferably lower than 10e-8 mbar It can be performed with low pressure. The higher the vacuum or the lower the ambient pressure, the more difficult it is to fix the substrate through the exhaust holes.

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、特に周囲の区分で固定する。
Process The first process according to the invention In the first process step according to the invention, the first substrate is loaded into the first substrate holder and the second substrate is loaded into the second substrate holder, especially in the surrounding compartments. Fix it.

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。 In the second process step according to the invention of the first process according to the invention, both substrates are aligned with each other. Substrate alignment is not described in detail herein. Reference is made to the literature, US Pat. No. 6,214,692 (US6214692B1), WO 2015/082020 (WO2015082020A1), WO 2014/202106 (WO2014202106A1). The substrates are specifically aligned with each other prior to the joining process, whereby the overlap of the corresponding structures on their surface (especially less than 2 μm, preferably less than 250 nm, more preferably less than 150 nm). Accurate alignment with an accuracy of less than 100 nm, most preferably less than 50 nm) is guaranteed.

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い合う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。 In the third additional process step according to the invention of the first process according to the invention, the substrates are brought closer by the relative motion of the substrate holders facing each other. This forms a well-defined gap (English: gap) between the substrate surfaces. It is also conceivable to adjust such intervals before or during the alignment process. This interval is particularly less than 1000 μm, preferably less than 500 μm, more preferably less than 250 μm, and most preferably less than 100 μm.

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。 According to the present invention, the deviation of the radii of curvature of both substrates is less than 15%, preferably less than 10%, and more preferably less than 5%, particularly preferably at the joint front portion. More preferably, it is less than 2%, and most preferably, both substrates have the same radius of curvature.

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の基板の湾曲はセンサによって測定され、監視される。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)曲げら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。 In the fourth process step according to the invention of the first process according to the invention, the first and / or second substrate is curved. At the same time, the curvature of the first and / or second substrate is measured and monitored by the sensor. The adjustment loop can automatically adjust the particularly desired curvature on the lower and / or upper substrate. The target value is set. The adjustment loop controls the fixed and / or deformed elements until the desired curvature profile is adjusted. In this case, it is stated that gravity acts in one direction and therefore can have various effects on the deformation of the substrate. This gravity acts in opposition to the curvature of the lower substrate while the upper fixed substrate is further deformed by gravity in the direction of the desired contact point. However, the effect of gravity is so small that it does not need to be considered. According to the present invention, by using bending means or bending changing means, fixing elements, and sensors that are automatically open-loop controlled or closed-loop controlled, for each of both substrates, especially part of the adjusting loop. The desired curvature profile can be adjusted. When both substrates are brought close enough to each other, the two substrates come into contact with each other. The contact may be made by an ever-increasing curvature and / or by the relative proximity of both substrate holders. That is, in the joining method according to the present invention, the substrates are not overlapped flatly, but are first brought into contact with each other at the center M (joining start point). This is done by one of the curved substrates being lightly pressed against the second substrate or being deformed accordingly in the direction of the substrates located opposite each other. After the deformed and bent substrate was released (in the direction of the opposing substrates), the advance of the junction wave was accompanied by minimal force, and thus mainly horizontal minimal strain. In particular, at least partial, preferably most, automatic, continuous and uniform joining along the joining front is performed.

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る場合には、接合ウェーブの均一な、特に同心的な経過が実現可能となる。 The First Process According to the Invention In the fifth process step according to the invention, the progress, monitoring and control of the junction wave is performed. When the joining start point is arranged in the center of the contact surface of the substrate, a uniform, particularly concentric course of the joining wave can be realized.

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、横方向でかつ/または凸状にかつ/または凹状に行われるのは特に有利であり、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。 It is particularly advantageous that the first and / or second substrate is deformed, preferably curved, laterally and / or convexly and / or concavely, more preferably mirror-symmetrically. Will be done. In other words, according to the present invention, the deformation is carried out specifically by stretching and / or compressing and / or bending the first substrate and / or the second substrate.

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。 Preferably, the substrates have substantially the same diameters D1 and D2, and the deviation of these diameters from each other is particularly less than 5 mm, preferably less than 3 mm, and more preferably less than 1 mm.

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。 According to another aspect of the invention, which is particularly independent, the deformation, preferably the curvature, is by the transforming means or the bending means and / or the bending changing means and / or of the first and / or second holding device. It is performed by temperature control.

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。 The first substrate and / or the second substrate is fixed exclusively in the area around or around the first substrate holder and / or the second substrate holder, or the first and / or second substrate. Thereby, the deformation / curvature / curvature change according to the present invention can be realized relatively easily.

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。 Control of the above-mentioned steps and / or movements and / or course of, in particular the deforming means, or bending means and / or bending changing means, and / or fixing means, mutual proximity of substrates, temperature control, pressure control, and gas. The control of the composition is advantageously carried out via a central control unit, especially via a computer equipped with control software. The sensors described above are used for open-loop control and / or closed-loop control.

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。 In order to give the substrate as much flexibility and stretch freedom as possible within the fixation, it is advantageous for the substrate to be anchored only in the area of the side edges, only in the outer circular segments as far apart as possible.

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。 The first substrate and / or the second substrate are advantageously radial symmetric. The substrate can have any diameter, but the substrate diameter is particularly 1 inch, 2 inches, 3 inches, 4 inches, 5 inches, 6 inches, 8 inches, 12 inches, 18 inches, or 18 inches. Greater than. The thickness of the first substrate and / or the second substrate is 1 μm to 2000 μm, preferably 10 μm to 1500 μm, and more preferably 100 μm to 1000 μm.

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。基板としては好適にはウェハが使用される。 In a particular embodiment, the substrate may have a shape different from the square shape or at least a circular shape. A wafer is preferably used as the substrate.

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。 Particularly advantageous, all variable parameters are selected so that the junction wave propagates at the optimum rate possible with respect to the initial and peripheral conditions present. Especially in the present atmosphere, especially at normal pressure, the slowest possible speed of the junction wave is advantageous. The average velocity of the junction wave is particularly slower than 200 cm / s, more preferably slower than 100 cm / s, more preferably slower than 50 cm / s, and extremely preferably slower than 10 cm / s, most advantageous. Is slower than 1 cm / s. In particular, the speed of the junction wave is faster than 0.1 cm / s. In particular, the velocity of the junction wave is constant along the junction front. In a vacuum atmosphere, the speed of the junction wave will automatically increase. This is because the substrates that are bonded along the junction line do not have to overcome the resistance due to the gas.

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、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、固定の段階的なスイッチオフによる、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。
Another, particularly independent aspect of the invention is to apply a preload to at least one of the substrates, particularly concentrically with respect to the center M of the contact surface of the substrate, extending outward in the radial direction prior to contact. Then, only affecting the initiation of contact, the substrate is released after the contact of one section of the substrate, especially the center M, and is automatically controlled based on its preload and joined to the opposing substrate. As much as possible, the contact is made almost automatically at the same time. The preload is obtained by the deformation of the first substrate by the deforming means, particularly the bending means and / or the bending changing means, especially the bending. In this case, the deforming means acts on the side opposite to the joining side, especially based on its shape, and the deformation can be controlled by the use of various (particularly replaceable) deforming means accordingly. Control is also performed by the pressure or force that causes the deformation element to act on the substrate. In this case, the effective holding area of the substrate holding with the substrate is reduced, which is advantageous in that the substrate is only partially supported by the holding device. In this way, the small contact surface reduces adhesion between the substrate and the substrate holder. According to the present invention, since the fixing is performed in the entire circumference region of the substrate, effective fixing is performed, and at the same time, as little effective holding area as possible between the holding contour of the board holder and the board is generated. .. Therefore, since the releasing force required for peeling the substrate is minimal, clean and reliable peeling of the substrate is possible. Delamination is particularly controllable, especially by reducing the negative pressure on the holding surface. Controllable means that after the substrate comes into contact with the second substrate, the substrate remains fixed to the sample holder and only by reducing the negative pressure on the desired (controlled) holding surface is the sample holder (holding). It means that the release of the substrate (wafer) from the device) is performed especially from the inside to the outside. Embodiments according to the present invention, in particular, lead to the ability to perform peeling with very little force. In particular, a plurality of various methods of liberation are disclosed.
-Sudden complete release of the board while the deformation means is stopped,
-Sudden complete release of the substrate when the transforming means is naturally placed in the starting state and thus immediately ceases to act on the substrate.
-Sudden complete release of the substrate, when the transforming means ceases to act on the substrate in stages, but continuously.
-Release of the substrate, preferably from the inside to the outside, in stages, especially for each area, by a fixed, gradual switch-off, performed while the transforming means is acting on the substrate.
-A combination of the above methods.

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。

Figure 2021061430
Embodiments according to the invention disclose, in optimal form, a joining process in which both substrates are curved. However, in general, at least one of the substrates does not have to be deformed. The following table is shown in combination with the above release mechanism.
Figure 2021061430

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該当する。 The features disclosed for the device are similarly applicable as disclosed for the method, and the features disclosed for the method are similarly applicable as disclosed for the device.

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。 Other advantages, features, and details of the present invention will be apparent from the description and drawings of the preferred examples below.

図1aは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り、図1bは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り、図1cは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り、図1dは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り、図1eは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り、図1fは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。FIG. 1a is a schematic partial view of the first embodiment of the holding device according to the present invention that is not an actual scale, and FIG. 1b is a schematic view that is not an actual scale of the second embodiment of the holding device according to the present invention. 1c is a schematic partial view which is not an actual scale of the third embodiment of the holding device according to the present invention, and FIG. 1d is an actual fourth embodiment of the holding device according to the present invention. 1e is a non-scale partial view of the above, FIG. 1e is a non-actual partial view of the first embodiment of the bending (modification) means by the holding device according to the present invention, and FIG. 1f is a book. It is a schematic partial view which is not the actual scale of the 2nd Embodiment of the bending (modification) means by the holding device by invention. 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。FIG. 5 is a schematic plan view of the fifth embodiment of the holding device according to the present invention, which is not an actual scale. 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。It is a schematic plan view which is not the actual scale of the 6th Embodiment of the holding device according to this invention. 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。FIG. 5 is a schematic plan view of the seventh embodiment of the holding device according to the present invention, which is not an actual scale. 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。It is a schematic plan view which is not the actual scale of the 8th Embodiment of the holding device according to this invention. 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。9 is a schematic plan view of the holding device according to the present invention, which is not an actual scale. 図3a〜図3eは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。3a to 3e are schematic side views and plan views which are not the actual scale of the embodiment of the raised portion according to the present invention. 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。It is a figure which shows the schematic cross-sectional view which is not the actual scale of the embodiment of the joining machine by this invention in the 1st method step of the method by this invention, together with a pressure graph and a distance graph. 別の方法ステップにおける図4aの実施形態の実際の縮尺ではない概略的な横断面図である。It is a schematic cross-sectional view which is not the actual scale of the embodiment of FIG. 4a in another method step. 別の方法ステップにおける図4aの実施形態の実際の縮尺ではない概略的な横断面図である。It is a schematic cross-sectional view which is not the actual scale of the embodiment of FIG. 4a in another method step. 別の方法ステップにおける図4aの実施形態の実際の縮尺ではない概略的な横断面図である。It is a schematic cross-sectional view which is not the actual scale of the embodiment of FIG. 4a in another method step. 別の方法ステップにおける図4aの実施形態の実際の縮尺ではない概略的な横断面図である。It is a schematic cross-sectional view which is not the actual scale of the embodiment of FIG. 4a in another method step.

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。 In the drawings, the same components and components having the same function are given the same reference numerals.

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。 FIG. 1a shows a schematic partial view of the cross section of the first configuration of the holding device 1 (optionally also referred to as a substrate holder) according to the present invention, which is not at the correct scale. In this case, only the edge region R provided with the fixing element 2 (fixing means) is shown.

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。 The holding device 1 is preferably composed of a plurality of areas Zi existing in the edge region R. Each area Zi has a plurality of fixed elements 2. FIG. 1a shows, for example, two areas Z1 and Z2. The first area Z1 shows four fixing elements 2 in cross section, and the second area Z2 shows two fixing elements 2. In particular, the area Zi may be restricted to the edge region R of the substrate holder 1 or may be distributed over the entire substrate holder 1.

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。 The fixing element 2 is used to fix the substrate holding surface 4a of the first, particularly upper substrate 4o, or the second, particularly lower substrate 4u.

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。 Preferably, a plurality of sensors 3, 3', particularly distance sensors, are located on the holding surface 1s. The sensor is used to measure the physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the holding surface 1s. Sensors 3 and 3'are, in particular, distance sensors that measure the distance between the holding surface 1s and the substrate holding surface 4a.

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。 The substrate holder 1 is preferably configured such that the bending elements 5, 5'(curving means) are present at the center C (see FIGS. 1e and 1f). With this bending element, the boards 4o and 4u fixed to the board holder 1 can be bent. Particularly preferably, the curved element 5 is a fluid outflow opening, through which gas, particularly compressed gas, can be discharged between the substrate holder 1 and the substrate 4. The positive pressure causes the substrate 4 to be curved and at the same time fixed or controlled and released by the fixing element 2.

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)。 In the selective configuration according to the invention shown in FIG. 1f, the curved element 5'is a pin, which extends through the holding device 1 and is perpendicular to the holding device. It is formed so as to be movable (curving means or bending changing means).

図1eおよび図1fに関する説明は、図1a〜図1dによる構成に同様にあてはまる。 The description of FIGS. 1e and 1f applies similarly to the configuration according to FIGS. 1a-1d.

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。 FIG. 1b shows a substrate holder 1'with a second configuration according to the present invention. The substrate holder 1'consists of a plurality of regions Zi preferably located in the edge region R'. Each area Zi can generally have a plurality of fixed elements 2'. The fixing element 2'is an electrode for static electricity fixing. FIG. 1b shows, for example, two areas Z1 and Z2. Two fixed elements 2'are shown in cross section in the first area Z1 and three fixed elements 2'are shown in cross section in the second area Z2. In particular, the area Zi may be restricted to the outer edge of the substrate holder 1'or may be distributed throughout the substrate holder 1'.

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。 Preferably, a plurality of sensors 3, 3', particularly distance sensors, are located on the holding surface 1s'. Sensors 3, 3'are used to measure the physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the holding surface 1s'. Sensors 3 and 3'are, in particular, distance sensors that measure the distance between the holding surface 1s' and the substrate holding surface 4a.

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。 FIG. 1c discloses a substrate holder 1 ″ having a third configuration according to the present invention. The substrate holder 1 ″ preferably comprises a plurality of regions Zi located exclusively in the edge region R ″. Each area Zi particularly has a plurality of fixed elements 2 ″.

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。 The fixing element 2 ″ is a spatial region 9 between the web 8 or the edge element 10 adjacent to the substrate holding surface 4a, the web 8 and the bottom surface penetrated by the conduit 6. In the pipeline 6, the substrates 4o and 4u are sucked, and the pressure for fixing the substrates 4o and 4u is adjusted by this.

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。 A plurality of protrusions 7 are particularly located in the space region 9, and the substrates 4o and 4u are placed on these protrusions. The protrusions 7 work in particular to avoid excessive contamination. The protrusions 7 are shown larger than average in FIG. 1c for clarity. In reality, the protrusion 7 is significantly smaller than the thickness of the substrate holder 1 ″.

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。 FIG. 1c shows, for example, two areas Z1 and Z2. The first area Z1 shows three fixed elements 2 ″ in cross section, and the second area Z2 also shows three fixed elements 2 ″ in cross section. In particular, the area Zi may be confined to the outer edge of the substrate holder 1 ″ or may be distributed throughout the substrate holder 1 ″.

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と周囲の縁部エレメント10と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。 Preferably, the plurality of sensors 3, 3'are located on the protrusion 7, in particular the distance sensor, on the protrusion surface 7o of the protrusion 7 which comes into contact with the substrate holding surface 4a in a non-curved state. The sensor is used to measure the physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the holding surface 1s ″ defined by the protrusion surface 7o and the surrounding edge element 10. Sensors 3 and 3'are, in particular, distance sensors that measure the distance between the protrusion surface 7o and the substrate surface 4o.

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。 FIG. 1d shows a substrate holder 1 ″ ″ having a fourth configuration according to the present invention. The substrate holder 1 ″ is particularly composed of a plurality of regions Zi preferably located in the edge region R ″ ″. Each area Zi has a plurality of fixed elements 2 ″ ″.

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と共に保持面1s’’を形成する。 The fixed element 2 ″ is a spatial region 9 between two adjacent pipelines 6 capable of forming pressure inside. The demarcation of the spatial region 9 is performed only around the holding device 1 ″ by the surrounding edge element 10. Substrates 4o and 4u are placed in an annular shape on the edge element, and the edge element forms a holding surface 1s ″ together with the protrusion surface 7o.

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1d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。 A plurality of protrusions 7 are particularly located in the space region 9, and the substrates 4o and 4u can be held on the protrusion surface 7o of these protrusions. The protrusions 7 work in particular to avoid excessive contamination. The protrusions 7 are shown larger than average in FIG. 1d for clarity. In reality, the protrusions are significantly smaller than the thickness of the substrate holder 1 ″.

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。 FIG. 1d shows, for example, two areas Z1 and Z2. One fixed element 2 "" is shown in cross section in the first area Z1, and one fixed element 2 "" is also shown in cross section in the second area Z2. In particular, the area Zi may be confined to the outer edge of the substrate holder 1 ″ or may be distributed throughout the substrate holder 1 ″ ″.

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の既知の高さに基づいて、基板保持面1aと突起表面7oとの間の距離を算出することができる。 Preferably, a plurality of sensors 3, 3', particularly distance sensors, are located on the bottom surface of the spatial region 9 between the protrusions 7. Sensors 3, 3'are used to measure the physical and / or chemical properties between the fixed substrate 4 and the bottom surface. Sensors 3 and 3'are, in particular, distance sensors that measure the distance between the bottom surface and the substrate holding surface 4a. Thereby, the distance between the substrate holding surface 1a and the protrusion surface 7o can be calculated based on the known height of the protrusion 7.

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。 In the holding device 1 IV shown in FIG. 2a, the fixing elements 2 are arranged in four concentric areas Z1 to Z4. Curved elements 5, 5'(see FIG. 1e or FIG. 1f) are located at the center C of the holding device 1 IV. The corresponding fixing elements 2 in the plurality of areas are arranged along a straight line L extending in the radial direction, respectively.

図2bに示された保持装置1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1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、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。 In the holding device 1 V shown in FIG. 2b, the fixed element 2 is arranged in four sections Z1-Z4. The center C of the holding device 1 V curved elements 5,5 '(see FIG. 1e or FIG. 1f) is located. Corresponding fixed elements 2 in the plurality of areas are arranged along a line L'extending, respectively, without passing through the curved element 5, especially the center C. The line L'does not have to be a straight line. The corresponding fixed elements 2 facing each other are arranged symmetrically with respect to the center C.

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として機能する空間領域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。 FIG. 2c shows a holding device 1 VI with a plurality of protrusions 7 surrounded by an edge element 10 as in the configuration according to FIG. 1c. A space region 9 that functions as a fixed element 2 IV during exhaust is located between the protrusions 7. Exhaust is performed through the pipeline 6. In such a configuration of the present invention, there is no web 8 separating the spatial regions 9 from each other, so that the fluid brought in through the curved element 5 (see FIG. 1e) is sucked back directly through the passage 6. Is issued. Therefore, such a configuration according to the present invention is an example of a substrate holder in which a static laminar flow is formed between the substrate holder 1 VI and the substrates 4o and 4u.

図2dに示した本発明の構成では、それぞれ3つの固定エレメント2を備えた複数の区域Zが設けられている。区域Zは六角形として構成されていて、保持面を少なくともほぼ覆っている。中心Cと周縁とは覆われていない。 In the configuration of the present invention shown in FIG. 2d, a plurality of areas Z each having three fixing elements 2 are provided. Area Z is configured as a hexagon and at least almost covers the holding surface. The center C and the periphery are not covered.

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全体が唯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。 In the configuration of the present invention shown in FIG. 2e, the fixing elements 2 are arranged along one spiral. In this case, the entire holding surface 1s is only one area Z. It is conceivable to drive and control the fixed elements individually or in groups. Curved elements 5, 5'are arranged at the end and center C of the spiral.

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。 All configurations according to FIGS. 2a-2e are holding devices in which fixation is performed as negative pressure fixation or vacuum fixation. Similarly, a suitable substrate holder for static electricity fixing can also be realized. Sensors 3 and 3'are not shown for clarity, but may be configured accordingly as configured according to FIGS. 1a-1d.

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。 3a to 3e show examples of the shapes of the raised portions 7, 7 ″, 7 ″, 7 ″ ″, and 7 ″ ″. The shape of FIG. 3a consists of a cylindrical substrate with a rounded head. The shape of FIG. 3b consists of a cylindrical substrate with a flat head. The shape of FIG. 3c consists of a hemispherical substrate. The shape of FIG. 3d is composed of a triangular pyramid. The shape of FIG. 3e is composed of a quadrangular pyramid.

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,1,1VI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。 FIG. 4a shows a joining machine 13 according to the present invention in which the contact surfaces 4k of the first / upper substrate 4o and the second / lower substrate 4u are brought into contact with each other and joined. The joining machine 13 includes a lower substrate holder 1u and an upper substrate holder 1o. The substrate holders 1u and 1o particularly hold the above-mentioned holding devices 1, 1', 1 ", 1"", 1 IV for holding the first / upper substrate 4o and the second / lower substrate 4u. , 1 V , 1 VI , in which case the lower substrate holder 1u may be configured or equipped to be different from the upper substrate holder 1o.

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。測定穴12は特に、保持面1sの中心に関して等間隔で配置されている。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。 The upper substrate holder 1o preferably has a measurement hole 12, and the substrate 4o can be measured from the back surface of the substrate holder 1o through the measurement hole 12. Sensors may be selectively placed in the measurement holes. The measuring hole 12 is particularly arranged between the curvature changing means and the fixing element. Alternatively or additionally, the lower substrate holder 1u may have a corresponding measurement hole 12. The measurement hole penetrates the holding device 1 and extends perpendicularly to the holding surface 1s in particular. The measuring holes 12 are arranged at equal intervals with respect to the center of the holding surface 1s. Preferably, the measuring holes 12 are arranged at a distance of 180 ° or 120 ° from each other.

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3は、湾曲変更手段5のところから、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。 The substrate holders 1u and 1o have a holding surface 1s provided with a plurality of fixing elements 2 and sensors 3, 3'. The fixing element 2 is exhausted through the pipeline 6 to fix the substrates 4u and 4o. Graphs are drawn above and below the board holders 1u and 1o, and in each of these graphs, the distance d between the sensor 3 configured as a distance sensor and the boards 4u and 4o is in the x direction (board). Shown for each x position along the diameter). The distance sensor 3 is distributed and arranged from the bending changing means 5 to the fixing means. Therefore, the distance sensor extends over a partial surface of the holding surface 1s.

固定手段2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。 A sensor 3'configured as a pressure sensor is arranged in the region of the fixing means 2, and the sensor 3'between the substrate 4u and 4o and the substrate holder 1u and 1o along the x position of the sensor 3'. The pressure p1 is measured at.

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、が表示されている。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を設定することができる。圧力分布16uおよび16oは、固定エレメント2の作動領域で圧力低下を示している。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。 In the distance graph, the target curves 15u and 15o set by the software and the actual curves 14u and 14o measured by the distance sensor are displayed. In particular, the upper substrate 4o has an actual curvature 14o that exists based on gravity, and the lower substrate 4u is placed flat, so that in the case of the present invention, the actual curvature 14u is present. Not (actually it has very little). However, it is possible that the actual curvature 14o caused by gravity is negligibly small. The bicurves 15u, 15o to be achieved are mirror-symmetrical in the examples. Any curvature 15u, 15o can be set. The pressure distributions 16u and 16o indicate a pressure drop in the working region of the fixed element 2. This indicates that the substrates 4u and 4o are fixed.

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。 The process steps for aligning the two substrates 4u and 4o with each other are not shown.

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。 FIG. 4b shows the joining machine 13 in another process step. Both substrates 4u and 4o are brought closer to each other by the relative movement of both substrate holders 1u and 1o. Other points are unchanged from the state shown in FIG. 4a.

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3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2も湾曲手段と見なされる。 FIG. 4c shows the joining machine 13 in another process step. In the illustrated example, the use of the curved element 5, which is the gas outflow opening through which the gas at pressure p2 flows, brings both substrates 4u, 4o to the target curvature, in which case the pressure adjustment is preferably a distance sensor. It is done by 3. For closed-loop / open-loop control, the pressure of the fixed element 2 can also be used so that the fixed element can also assume the role of bending means 5,5'or bending changing means 5,5'. Therefore, in the present invention, the fixed element 2 is also regarded as a bending means.

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に増圧される。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。 In the illustrated example, for this reason, one pressure of the fixing element 2 is increased from pressure p1 to pressure p0 in order to achieve the desired curvature prior to contact of the substrates 4o, 4u. In the illustrated example, only three pressure values p0, p1 and p2 are shown for simplicity. The pressure value is particularly continuous and / or always closed loop controllable / open loop controllable.

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湾曲が修正される(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の曲率半径R1と、下側の基板4uの曲率半径R2である。 FIG. 4d shows the joining machine 13 in another process step. Both substrates 4u and 4o form a junction wave that spreads outward in the radial direction due to the proximity of the substrates 4u and 4o. In this case, the curvature of the substrates 4u and 4o changes continuously (curvature changing means). In this case, the curvature change of the lower substrate 4u and the upper substrate 4o is continuously monitored by the distance sensor, and if necessary, desired or set by the bending element 5 and / or the fixing element 2 each time. The curvature is modified so that the desired curvature is achieved (curvature changing means). The important parameters are the radius of curvature R1 of the upper substrate 4o and the radius of curvature R2 of the lower substrate 4u at the point of the junction wave.

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に増圧される。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への固着を失い、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。 The pressure in the rows of the four inner fixed elements 2 arranged in the circumferential direction is simultaneously increased to p0 in the upper holding device 1o and the lower holding device 1u. As a result, the substrates 4u and 4o lose their continuous adhesion to the holding surface 1s, especially from the inside to the outside, whereby the pressure p2 from the curved element 5 can be further expanded.

制御により、基板4o,4u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。 By controlling, the runout error is minimized by considering the curvature and curvature change of the substrates 4o and 4u.

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に増圧することにより、制御されて互いに接合される。 FIG. 4e shows the joining machine 13 in another process step. Both substrates 4u and 4o are controlled and joined to each other by increasing the pressure in the outermost row of the fixing element 2 of the upper holding device 1o to p0.

1,1’,1’’,1’’’ 保持装置/基板ホルダ
IV,1,1VI 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’ 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
L,L’ 線
x 位置
d 距離
p 圧力
R1,R2 曲率半径
1,1', 1'', 1'''Holding device / board holder 1 IV , 1 V , 1 VI holding device / board holder 1o 1st holding device / upper board holder 1u 2nd holding device / bottom Side board holder 1s, 1s', 1s'', 1s''' Holding surface 2,2', 2'', 2'''Fixed element 2o'''Fixed element surface 3,3' Sensor 4o 1st / Upper substrate 4u Second / Lower substrate 4a Substrate holding surface 5,5'Curved element 6 Pipeline 7,7', 7'', 7''', 7'''' Raised part / protrusion 7o Projection surface 8 Web 9 Spatial area 10 Edge element 11 Projection plane 12 Measuring hole 13 Joiner 14u, 14o Actual curvature 15u, 15o Target curvature 16u, 16o Pressure passage L, L'line x Position d Distance p Pressure R1, R2 Curvature radius

Claims (14)

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、特に以下のシーケンス、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,1,1VI)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,1,1VI)の第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)で保持するステップ、
前記接触面(4k)同士の接触前に前記接触面(4k)を湾曲させるステップ、を有している方法において、
前記第1の基板(4o)の前記接触面(4k)の湾曲変更および/または前記第2の基板(4u)の前記接触面(4k)の湾曲変更を、接合中に制御することを特徴とする、第1の基板(4o)を第2の基板(4u)に接合する方法。
A method of joining a first substrate (4o) to a second substrate (4u) at contact surfaces (4k) of the substrates (4o, 4u) facing each other in the following steps, particularly the following sequence. ,
The first substrate (4o) is held on the first holding surface (1s, 1s', of the first holding device (1, 1', 1'', 1''', 1 IV , 1 V , 1 VI). 1s'', 1s''''), and the second substrate (4u) is held by the second holding device (1,1', 1'', 1'''', 1 IV , 1 V , 1 VI. ) On the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''),
In a method having a step of bending the contact surfaces (4k) before contacting the contact surfaces (4k) with each other.
It is characterized in that the curvature change of the contact surface (4k) of the first substrate (4o) and / or the curvature change of the contact surface (4k) of the second substrate (4u) is controlled during joining. A method of joining the first substrate (4o) to the second substrate (4u).
前記湾曲および/または湾曲変更を、前記接触面(4k)同士の接触前に前記接触面(4k)に関して鏡像対称的にかつ/または同心的に調節するかつ/または制御する、請求項1記載の方法。 The first aspect of claim 1, wherein the curvature and / or curvature modification is mirror-symmetrically and / or concentrically adjusted and / or controlled with respect to the contact surfaces (4k) prior to contact between the contact surfaces (4k). Method. 前記湾曲および/または湾曲変更のうちの少なくとも一方を、特に機械的な、湾曲手段(5’)、特にピンによって行う、請求項1または2記載の方法。 The method of claim 1 or 2, wherein at least one of the curvatures and / or curvature changes is performed by a particularly mechanical, bending means (5'), particularly a pin. 前記湾曲および/または湾曲変更のうちの少なくとも一方を、特に前記基板に直接荷重を加える流体による流体加圧により調節するかつ/または制御する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the curvature and / or the curvature change is adjusted and / or controlled by fluid pressurization by a fluid that directly applies a load to the substrate. .. 前記第1の基板(4o)および/または前記第2の基板(4u)を、特にリング状に、好適には円環状に、前記保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の全周に配置された、特に専ら前記基板(4o,4u)の側縁(4os,4us)の範囲内に配置された固定手段により固定する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 The holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''' of the first substrate (4o) and / or the second substrate (4u), particularly in a ring shape, preferably in an annular shape. ), In particular, any one of claims 1 to 4, which is fixed by a fixing means arranged exclusively within the range of the side edges (4os, 4us) of the substrate (4o, 4u). The method described. 前記固定手段は、特に均一に前記保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)に分配されて、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(2)を有している、請求項5記載の方法。 The fixing means is particularly uniformly distributed over the holding surfaces (1s, 1s', 1s'', 1s''') and is preferably divided into a plurality of areas concentrically arranged, in particular. The method of claim 5, wherein the individually controllable fixed element (2) is provided. 前記第1の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)および/または前記第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)を、特に前記第1の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の第1の保持平面および前記第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の第2の保持平面を形成する隆起部(7,7’,7’’,7’’’,7’’’’)から形成する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 The first holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s''') and / or the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''), particularly the first The first holding plane of the holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s''') and the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s''') of 1. The method according to any one of claims 1 to 6, which is formed from a raised portion (7,7', 7'', 7''', 7'''') forming a holding plane of the above. 前記湾曲および/または湾曲変更を、特に前記第1のかつ/または第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)に沿って配置された湾曲測定手段、特にセンサ(3)、好適には距離センサによって検出する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 The curvature and / or curvature modification is performed by a curvature measuring means, particularly a sensor (1s, 1s', 1s'', 1s''') arranged particularly along the first and / or second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''' 3) The method according to any one of claims 1 to 7, preferably detected by a distance sensor. 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、
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,1,1VI)および第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,1,1VI)と、
前記接触面(4k)同士の接触前に前記接触面(4k)を湾曲させる湾曲手段と、を有している装置において、
前記第1の基板(4o)の湾曲変更のための湾曲変更手段、および/または前記第2の基板(4u)の湾曲変更のための湾曲変更手段が、接合中に制御可能であることを特徴とする、第1の基板(4o)を第2の基板(4u)に接合する装置。
A device for joining a first substrate (4o) to a second substrate (4u) at contact surfaces (4k) of the substrates (4o, 4u) facing each other.
A first holding device (1,1', 1'', 1''' that holds the first substrate (4o) on the first holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''). , 1 IV , 1 V , 1 VI ) and the second substrate (4u) on the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''). 1', 1'', 1''', 1 IV , 1 V , 1 VI ),
In a device having a bending means for bending the contact surfaces (4k) before contacting the contact surfaces (4k) with each other.
The curvature changing means for changing the curvature of the first substrate (4o) and / or the bending changing means for changing the curvature of the second substrate (4u) are controllable during joining. A device for joining the first substrate (4o) to the second substrate (4u).
前記第1の保持装置(1,1’,1’’,1’’’,1IV,1,1VI)および/または前記第2の保持装置(1,1’,1’’,1’’’,1IV,1,1VI)は、前記湾曲および/または湾曲変更を調節するかつ/または制御するために、特に機械的な湾曲手段および/または流体加圧手段を有している、請求項9記載の装置。 The first holding device (1, 1', 1'', 1''', 1 IV , 1 V , 1 VI ) and / or the second holding device (1, 1', 1'', 1 ''', 1 IV , 1 V , 1 VI ) have particularly mechanical bending and / or fluid pressurizing means to adjust and / or control said bending and / or bending changes. The device according to claim 9. 前記第1の保持装置(1,1’,1’’,1’’’,1IV,1,1VI)および/または前記第2の保持装置(1,1’,1’’,1’’’,1IV,1,1VI)は、特にリング状に、好適には円環状に、前記保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の全周に、特に専ら前記基板(4o,4u)の側縁(4os,4us)の範囲内に配置された固定手段を有している、請求項9または10記載の装置。 The first holding device (1, 1', 1'', 1''', 1 IV , 1 V , 1 VI ) and / or the second holding device (1, 1', 1'', 1 ''', 1 IV , 1 V , 1 VI ) are particularly ring-shaped, preferably annular, all around the holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''). The apparatus according to claim 9 or 10, particularly comprising fixing means arranged exclusively within the range of the side edges (4os, 4us) of the substrate (4o, 4u). 前記固定手段は、特に均一に前記保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)に分配されて、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(2)を有している、請求項11記載の装置。 The fixing means is particularly uniformly distributed over the holding surfaces (1s, 1s', 1s'', 1s''') and is preferably divided into a plurality of areas concentrically arranged, in particular. 11. The apparatus of claim 11, further comprising a individually controllable fixed element (2). 前記第1の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)および/または前記第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)は、特に前記第1の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の第1の保持平面、および前記第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)の第2の保持平面を形成する隆起部(7,7’,7’’,7’’’,7’’’’)によって形成されている、請求項9から12までのいずれか1項記載の装置。 The first holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s''') and / or the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s''') are particularly the first holding surface. The first holding plane of the holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'') of 1 and the second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''). The apparatus according to any one of claims 9 to 12, which is formed by a raised portion (7,7', 7'', 7''', 7'''') forming a holding plane of 2. .. 前記湾曲および/または湾曲変更は、特に前記第1のかつ/または第2の保持面(1s,1s’,1s’’,1s’’’)に沿って配置された湾曲測定手段、特にセンサ、好適には距離センサによって検出可能である、請求項9から13までのいずれか1項記載の装置。 The curvature and / or curvature modification is particularly performed by a curvature measuring means, particularly a sensor, arranged along the first and / or second holding surface (1s, 1s', 1s'', 1s'''). The device according to any one of claims 9 to 13, which is preferably detectable by a distance sensor.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051466A (en) * 2001-08-07 2003-02-21 Sony Corp Dicing apparatus and method of semiconductor wafer
JP2006270084A (en) * 2005-02-24 2006-10-05 Kyocera Corp Electrostatic chuck, wafer holding element and method of processing wafer
JP2011216832A (en) * 2010-03-18 2011-10-27 Nikon Corp Substrate overlapping device, substrate holder, substrate overlapping system, method of overlapping substrate, method of manufacturing device, and apparatus and method for joining substrate
JP2015119088A (en) * 2013-12-19 2015-06-25 東京エレクトロン株式会社 Bonding method, program, computer storage medium, bonding device and bonding system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051466A (en) * 2001-08-07 2003-02-21 Sony Corp Dicing apparatus and method of semiconductor wafer
JP2006270084A (en) * 2005-02-24 2006-10-05 Kyocera Corp Electrostatic chuck, wafer holding element and method of processing wafer
JP2011216832A (en) * 2010-03-18 2011-10-27 Nikon Corp Substrate overlapping device, substrate holder, substrate overlapping system, method of overlapping substrate, method of manufacturing device, and apparatus and method for joining substrate
JP2015119088A (en) * 2013-12-19 2015-06-25 東京エレクトロン株式会社 Bonding method, program, computer storage medium, bonding device and bonding system

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