CN107123611A - 半导体接合装置及相关技术 - Google Patents

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Abstract

公开了一种半导体接合装置及相关技术。该装置可以包括被构造成提供装置的上部块组件和下部块组件的调平调节的调平调节***。在某些情况下，调平调节***可以包括多个螺纹杆、差动螺纹调节套环以及调平套管。在某些情况下，调平调节***还可以包括被构造成提供给定的预加载能力和调节范围的多个预加载弹簧。在某些情况下，调平调节***还可以包括螺纹杆之一可以***穿过的测压元件。在某些实施方式中，上部块组件还可以包括被构造成减少上部块组件的变形的反作用板。在某些实施方式中，上部块组件还可以包括隔热板，该隔热板被构造成提供顺应性偏转并且根据需要具有整体或多片构造。

Description

半导体接合装置及相关技术
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2016年2月24日提交的题为“Simplified Apparatus andMethod for Semiconductor Bonding(用于半导体接合的简化装置和方法)”的美国临时专利申请No.62/299,349的权益，并且与2007年6月21日提交的题为“Apparatus and Methodfor Semiconductor Bonding(用于半导体接合的装置和方法)”的美国非临时专利申请No.11/766,531(现在作为于2011年5月24日发布的美国专利No.7,948,034)相关。这些专利申请和专利中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容涉及一种用于半导体接合的装置和方法，并且更具体地涉及一种简化的大力半导体接合装置和方法。
背景技术
本公开内容涉及共同拥有的美国专利No.7,948,034中描述的方法和装置的改进，其内容通过引用并入本文，如同在本文中完整阐述一样。
消费者渴望更廉价的电气和电子设备。生产消费类电气和电子设备的大部分成本是半导体器件的成本，正是其提供了使得电子设备如此受消费者渴望的特征。因此，半导体器件的制造商一直在寻求降低半导体的制造成本的方法。在确定半导体器件的单位成本时的重要因素是在给定的生产批次中它们自身可能呈现的缺陷。可以意识到，由于缺陷造成的半导体器件的亏损给制造商带来了财政损失，这通常可能通过提高单价来调节。在半导体器件的制造中可能引入缺陷的区域是在基板接合的晶圆中。晶圆接合包括在受控大气中向两个或更多个晶圆的对准叠层施加热、力以及有时施加电压。任何晶圆接合的目的是在整个晶圆区域上均匀地产生高度完整性接合，而不会对晶圆与晶圆的对准产生负面影响。通过产生更高的界面压力已经实现了改进的接合完整性。为了获得改进的接合结果，界面压力可能相当高，因此希望对待接合的晶圆施加相当大的力。例如，在直径为200mm的晶圆上施加100kN的力或在直径为300mm的晶圆上施加225kN的力。然而，尽管能够实现接合，但高的力也会引起施加力的常规接合工具的弯曲和变形，造成较差的界面压力均匀性、接合质量变化、晶圆移位和接合后弯曲，并且消除了使用高接合力所寻求的改进。在常规***中，接合界面上的压力不均匀性接近50％。
因此，期望提供一种可以在整个接合界面上施加均匀压力的接合装置。还期望具有比迄今为止可用的简化且更便宜的装置，并且这种装置比现有解决方案更容易设置和使用。
发明内容
在一些情况下，本申请的主题可以涉及相关产品、针对特定问题的替换解决方案、和/或单个***或物品的多个不同用途。
一个示例性实施方式提供一种半导体结构接合装置，包括：下部块组件，其包括被构造成在其上接收至少一个半导体晶圆的第一表面；上部块组件，其包括被构造成在向该至少一个半导体晶圆施加接合压力时与第一表面接触的第二表面；以及调平调节***，其被构造成提供上部块组件相对于下部块组件的调平调节。调平调节***包括：第一螺纹杆；围绕第一螺纹杆的第一差动螺纹调节套环；围绕第一差动螺纹调节套环的第一调平套管；第二螺纹杆；围绕第二螺纹杆的第二差动螺纹调节套环；以及围绕第二差动螺纹调节套环的第二调平套管。在某些情况下，第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成具有第一螺距的外螺纹和第二螺距的内螺纹的微米驱动***，其中，第二螺距不同于第一螺距。在某些这样的情况下，第二螺距比第一螺距小大约0.5mm。在某些情况下，第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成提供1.0mm或更小的有效螺距分辨率。在某些情况下，第一调平套管和第二调平套管中的至少一个包括被构造成容纳紧固件的肩部，从而防止第一调平套管和第二调平套管中的至少一个在上部块组件相对于下部块组件的调平调节期间旋转。在某些情况下，第一调平套管和第二调平套管中的至少一个包括与其一体形成的夹具，该夹具被构造成当完成上部块组件相对于下部块组件的调平调节后被紧固时提供减少z-轴运动的径向夹持力。在某些情况下：该装置还包括附接板，该附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆操作形地联接，并且被构造成从上部块组件向第一螺纹杆和第二螺纹杆分配载荷；且调平调节***还包括设置在附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个之间的多个预加载弹簧。在某些这种情况下，多个预加载弹簧中的至少一个是贝氏碟形垫圈。在某些其他这种情况下，多个预加载弹簧被构造成提供至少5kN的预加载力以及范围为大约±2mm的调节范围中的至少一个。在某些情况下，调平调节***还包括上间隔止挡件，该上间隔止挡件在第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的相应的至少一个内设置在第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个的上面，并且被构造成容纳紧固件，使得紧固件与第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个物理地联接。在某些情况下，调平调节***还包括被构造为不可调万向连接件的第三杆。在某些情况下，调平调节***还包括：第三螺纹杆；以及第三螺纹杆***穿过的测压元件。在某些这种情况下：该装置还包括附接板，该附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆操作性地联接并且被构造成从上部块组件向第一螺纹杆和第二螺纹杆分配载荷；并且调平调节***还包括万向衬套，该万向衬套设置在测压元件和附接板之间，并且第三螺纹杆***穿过万向衬套。在某些其他这种情况下：调平调节***还包括帽部，该帽部设置在第三螺纹杆之上并且被构造成容纳紧固件，使得紧固件与第三螺纹杆物理地联接。
在某些情况下，上部块组件还包括：卡盘，其被构造成提供第二表面，该第二表面被构造成在向至少一个半导体晶圆施加接合压力时与第一表面接触；以及反作用板，其设置在卡盘之上并且被配置成减小上部块组件的变形，反作用板包括：整体板构件；以及多个同心凹槽，所述多个同心凹槽限定在整体板构件中并且被构造成容纳相应的多个密封件；并且该装置还包括多个端口，该多个端口被构造成将加压气体递送至反作用板的多个区域。在某些这种情况下：反作用板的多个同心凹槽包括：第一凹槽；在第一凹槽的外部同心的第二凹槽；在第二凹槽的外部同心的第三凹槽；以及在第三凹槽的外部同心的第四凹槽；并且该多个端口被构造成将加压气体递送至反作用板的多个区域，使得：在接合4英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至限定在第一凹槽与第二凹槽之间的第一区域；在接合6英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至第一区域和限定在第二凹槽与第三凹槽之间的第二区域；以及在接合8英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至第一区域、第二区域和限定在第三凹槽与第四凹槽之间的第三区域。在某些其他这种情况下，反作用板中限定有剖切部，该剖切部被构造成允许反作用板在该处的弯曲。
在某些情况下，上部块组件还包括设置在反作用板和卡盘之间的隔热板。在某些这种情况下，隔热板包括多个楔形件，这些楔形件物理地彼此分开并且被构造成相对于彼此移动。在某些这种情况下，多个楔形件被构造成以圆形方式布置，其中顶点指向公共中心。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个包括从其表面延伸的多个升高突起，这些升高突起围绕表面彼此间隔开。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个构成整体元件。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个构成多片元件，包括：下板部；以及上板部，其被构造成设置在下板部之上并且与下板部操作性地联接，使得能够在限定于下板部和上板部之间的空隙中保持真空。在某些这种情况下，下板部包括设置在其内表面上的多个升高突起，并且这些升高突起在限定于下板部和上板部之间的空隙内朝向上板部延伸，升高突起围绕下板部的内表面彼此间隔开。在某些情况下，隔热板包括：下板部；以及上板部，其被构造成设置在下板部之上并且与下板部操作性地联接，使得能够在限定于下板部和上板部之间的空隙中保持真空。在某些这种情况下，下板部包括设置在其内表面上的多个升高突起，并且这些升高突起在限定于下板部和上板部之间的空隙内朝向上板部延伸，升高突起围绕下板部的内表面彼此间隔开。在某些其他这种情况下，下板部和上板部中的至少一个构成整体元件。在某些情况下，隔热板被构造成提供大约50μm或更小的顺应性偏转。在某些情况下，调平调节***还包括至少一个测压元件，第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个***穿过该至少一个测压元件。
本文描述的特征和优点不是全部的，并且特别地，基于附图、说明书和权利要求，许多附加的特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。此外，应当注意，说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导目的而选择的，而并非限制本发明主题的范围。
附图说明
参考附图，其中相同的数字在几个视图中表示相同的部件：
图1是现有技术的晶圆接合***的示意图；
图2A是显示用于图1的现有技术晶圆接合***的沿接合界面的位移的有限元分析结果；
图2B是显示用于图1的现有技术晶圆接合***的沿接合界面的等效(Von Mises，冯米斯)应力的有限元分析结果；
图3是晶圆接合***的示意图；
图4A是显示用于图3的晶圆接合***的沿接合界面的位移的有限元分析结果；
图4B是显示用于图3的晶圆接合***的沿接合界面的等效应力的有限元分析结果；
图5是晶圆接合***的另一实施方式的示意图；
图6是晶圆接合装置的示意性横截面图；
图7是晶圆接合装置的透视图；
图8是图7的晶圆接合装置的横截面视图；
图9A是图8的晶圆接合装置的横截面视图，包括晶圆运送固定件；
图9B是图9A的上部块组件的一部分的详细横截面视图；
图10是图9的晶圆接合装置的横截面视图，其中晶圆与顶部和底部块组件(接近位置)接触；
图11是图10的晶圆接合装置的详细横截面视图；
图12是图8的晶圆接合装置的横截面视图，包括顶部和底部组件的横截面视图；
图13是图8的晶圆接合装置中的对准***的一个实施方式的详细横截面视图；
图14A是图8的接合装置中的隔热层的详细横截面视图；
图14B是图14A的区域A的示意性横截面图；
图15是图8的上部块组件的一部分的详细横截面视图；
图16是晶圆载体固定件和晶圆加载***的透视图；
图17A是晶圆载体固定件的顶部透视图；
图17B是图17A的晶圆载体固定件中的晶圆间隔件和夹持***的详细视图；
图18是晶圆加热器***的示意图；
图19是晶圆加热器和隔热***的分解视图；以及
图20是晶圆接合***的另一实施方式的横截面视图。
图21是调平机构的横截面视图。
图22是图21的调平机构的透视图。
图23是与调平机构一起使用的万向架的横截面视图。
图24是反作用板和相关联部件的横截面视图。
图25是图24的反作用板的剖切透视图。
图26是由楔形部分构成的隔热板的透视图。
图27是两部分隔热板的透视图。
将通过结合这里描述的附图阅读以下详细说明更好地理解本发明的实施方式的这些和其他特征。在附图中，在各图中示出的每个相同或几乎相同的部件可以由相同标号表示。为了清楚起见，可能并非每个部件在每个附图中都进行标记。此外，根据本公开内容将理解的是，附图不旨在按比例绘制或者将所描述的实施方式限制于示出的具体构造。
具体实施方式
参考图1，在现有技术的晶圆接合***300中，使在第一表面310a上具有接合层312的第一晶圆310与在第一表面320a上具有接合层322的第二晶圆320接触，使得两个接合层312和322彼此相对。晶圆接合工艺(process，过程)包括通过在第一晶圆310的第二表面310b上施加力350将两个晶圆压在一起。力350通常通过活塞型机构施加至晶圆叠层302的中心，如图1中所示。在其他实施方式中，力350可以施加在晶圆叠层302的***，或者可以与力350同时将第二力施加在第二晶圆320的第二表面320b上。图2A中示出了沿接合界面305的位移的有限元分析(FEA)。我们观察到，在施加力350的中心区域301的正下方形成了“热压力点”。在中心区域301正下方的第一球形区域302具有大约30μ的位移。区域302正下方是位移大约为2-3μ的另一球形区域303，并且区域303正下方是位移范围为1μm的区域304。“热压力点”的球形前沿向下传播至接合界面305，并使得中心区306比边缘区307更弯曲。如上所述，接合界面上的压力不均匀性可达50％。图2B中示出了FEA的等效应力。我们再次观察到向下传播至接合界面305的球形应力前沿，其中它引起中心区306和***区307之间的应力变化。区域308、309和311分别具有大约100安全系数(FOS)、50FOS和10FOS的应力。
参考图3，在晶圆接合***400中，使具有第一表面410a的第一晶圆410与具有第一表面420a的第二晶圆420接触，使得两个表面410a、420a彼此相对。晶圆接合工艺包括通过在第一晶圆410的第二表面410b上施加“力柱”450将两个晶圆压在一起。力柱450包括以柱形布置的多个力，该柱的基部的尺寸设计成覆盖第一半导体晶圆410的整个第二表面410b，并且力柱被配置成向第一晶圆410的整个第二表面410b施加均匀压力并将均匀压力传递至晶圆叠层302的接合界面405。在其他实施方式中，可以与力柱450同时地将第二力柱460施加在第二晶圆420的第二表面420b上，如图5中所示。在一个实例中，力柱450是加压气体柱，并且将大约100kN的力施加在200-mm晶圆上，其产生大约32,000mbar的压力。图4A和图4B中分别示出了沿接合界面405的位移和等效应力的有限元分析。我们观察到具有均匀位移的层401、402和403以及在接合界面405的中心区406和***区407之间没有变化的均匀应力区404。在一些实施方式中，表面410a、420a分别具有被配置成促进两个晶圆表面410a、420a之间的特定类型的接合的接合层412、422。接合层412、422可以是栅格结构、金属、玻璃、半导体结构、绝缘体、集成设备、粘合剂或任何其他促进接合的材料或结构。***被设计为执行任何期望的基板接合工艺，包括用于晶圆与晶圆接合的阳极、共晶、粘合、熔融、玻璃料以及热压接合工艺。因此，***具有用于控制接合操作参数(包括基板温度、接合压力和腔室大气等)的适当的控制器。在其他实施方式中，***400用于接合任何类型的半导体结构或材料，包括平板结构、集成电路设备、微电子器件的3D集成，以及微机电***(MEMS)的封装等。
参考图6至图14，接合装置10通常作为夹具操作。装置10具有相对的夹持块，在本实施方式中为上部块组件20和相对的下部块组件22。下部块组件22上具有用于保持或以其他方式接收一个或多个晶圆的卡盘21。图3中示出的一个或多个晶圆410、420的一个或多个叠层430放置在装置10的晶圆卡盘21上。下部块组件22由底板56支撑，而上部块组件20由顶板53支撑。底板56和顶板53可移动地连接至杆42。在该实施方式中，下部块组件22和底板56沿Z方向向上移动，以使(多个)晶圆/(多个)叠层基本上到达或接近接触上部块组件20的支承表面23S。当到达该接近位置时，底板56、顶板53和上部块组件20的位置被固定，并且下部块组件22沿箭头P1的方向朝向上部块组件20向上移动，以在晶圆叠层430上施加期望的高接合压力。在一个实例中，期望的接合压力在200-mm晶圆叠层上为100kN或在300-mm晶圆叠层上为225kN。在替换实施方式中，上部块组件20或者上部块组件20和下部块组件22二者一起移动，以在(多个)晶圆叠层430上施加期望的高接合压力，并实现界面处晶圆表面410a、420a之间的接合。上部块组件20和下部块组件22在晶圆接合界面405的区域上基本均匀地(即，没有显著的压力变化)传递高接合压力，并且基本上不会在界面处引起任何剪切应力(例如，在晶圆的接合界面处基本上零剪切应力)，如下面将更详细地描述的。导致上述接合压力的上部块组件20和下部块组件22内的载荷分布在相应的承载构件中是基本上真正的柱形负载，基本上消除了导致上部块组件20和下部块组件22以及装置10的其他部分中的弯曲的载荷偏心和弯曲力矩。由装置10的结构骨架16提供加载均匀性和可重复性，该结构骨架基本上绕开作为装置10的承载构件的腔室壳体12。通过装置10使用调平***82进一步建立接合界面405上的加载均匀性，其中，该调平***分别保持上部块组件20和下部块组件22的晶圆支承表面23S、21S基本上彼此齐平或平行，并且确保通过下部块组件22和上部块组件20施加的接合力基本上垂直于晶圆叠层430的接合界面405。此外，如下面将进一步描述的，示例性实施方式中的上部块20组件和下部块组件22分别包括加热器30、32(或用于晶圆接触表面23S、21S的热循环的热循环器)，所述加热器分别通过承载真空隔离***70、72与装置结构隔热。承载真空隔离***70、72提供最佳的隔热性能，同时消除不期望的热泄漏并降低热循环部分的热质量(并因此降低惯性)(具有相称的快速循环时间性能)，然而能够支撑期望的载荷(例如，示例性实施方式中的接合压力载荷)。在一些实施方式中，加热器30、32可以具有多个加热区。参考图18，加热器32包括被配置成加热晶圆的中心区的第一加热区32B和被配置成加热晶圆的***的第二加热区32A。加热区32A独立于加热区32B被控制，以便实现整个接合界面405上的热均匀性并减少在晶圆叠层边缘处的热损失。
装置10能够接合任何合适类型和尺寸的晶圆或基板410、420。例如，基板410、420可以是直径为100mm、200mm或300mm的半导体基板。在图3示出的实施方式中，晶圆410、420基本上彼此类似。在替换实施方式中，叠层430可以包括不同类型或不同尺寸的晶圆。图3中示出的叠层430具有用于示例目的的两个晶圆410、420。可以意识到，叠层430可以包括任何期望数量的接合在一起的晶圆。接合表面410a、410b可以分别包括接合层412和422，并且接合层412、422可以是金属、栅格结构、半导体结构、绝缘体、粘合剂或玻璃等。
仍然参考图6至图14，更详细地，接合装置10包括腔室12。腔室12是封闭的或以其他方式配置成具有受控大气(例如惰性气体)，或者通过图7中示出的涡轮泵***161保持在真空条件下。在替换实施方式中，装置可以不包括腔室。如图7中所示，腔室12包括进入端口14。如图9中所示，进入端口14的尺寸设计成允许将载体固定件24放置在腔室12中并从中移除。在一些实施方式中，预加载室15通过端口14与腔室12连通，如图7中所示。如果需要，端口14具有用于关闭端口的门(未示出)。为了将晶圆叠层加载到真空腔室12中，首先，将端口门关闭，并且将带有预对准晶圆410、420的载体固定件24放置在预加载室15中。接下来，对预加载室15抽真空，然后打开端口门，并且将带有预对准晶圆410、420的载体固定件24放置在腔室12中。然后再次关闭端口门。为了移除接合后的晶圆，对预加载室15抽真空，然后打开端口门，并且将带有接合后的晶圆410、420的载体固定件24从腔室12中移除，并且再次关闭端口门。载体固定件24保持先前对准的晶圆叠层430。使用自动化或以其他方式手动操作的传送装置480(例如传送臂或滑块)，以将载体固定件24移入和移出腔室12，如图16中所示。在一个实施方式中，如图17A中所示，载体固定件24是圆形环280，并且包括三个以大约120°间隔对称地布置在圆形环***处的间隔件和夹具组件282a、282b、282c。每个间隔件和夹具组件282a、282b、282c包括间隔件284和夹具286。间隔件284被配置成将第一晶圆410和第二晶圆420以预定距离设置。可以选择具有不同厚度的间隔件，以便设定两个晶圆之间的不同间隔。一旦间隔件被***晶圆之间，夹具就夹紧，以锁定两个晶圆的位置。每个间隔件284和每个夹具286分别由线性致动器283和285独立地启动。对于接合工艺，将对准的晶圆410、420放置在载体固定件24中并且用间隔件284隔开，然后用夹具286夹紧。将带有被夹持晶圆的固定件***接合腔室12中，然后一次松开一个夹具，移除间隔件，然后再次夹持。一旦所有间隔件都被移除，则再次夹持晶圆，并且利用气动控制的中心销290将两个晶圆堆叠在一起，然后施加力柱460以便于接合工艺。使用可自动或手动调节的力将晶圆堆叠在一起。
如图8中所示，上部块20和/或下部块22中的至少一个可移动地保持在腔室12中。在图8示出的实施方式中，上部块20和相对的下部块22以竖直夹持构造示出。在替换实施方式中，相对的上部块20和下部块22以包括水平夹持构造的任何其他所需的夹持取向布置。在示例性实施方式中，上部块组件20是固定的，并且下部块组件22可沿图6中示出的箭头P1指示的方向移动。下部块组件22也通过合适的驱动器100(在此称为z驱动器100)与底部支撑板56一起沿Z方向(在图6中示出)作为单元移动。在示例性实施方式中，下部块22具有能够通过合适的致动器52独立于z驱动器100沿箭头P1指示的方向移动的可移动部分22M，如下面将描述的。在示例性实施方式中，z驱动器100向下部块组件22以及支撑板56提供总运动，并且致动器52移动下部块组件22的可移动部分22M用于接合。在替换实施方式中，z驱动器100使上部块组件20在与所指示的Z方向相反的方向上向下移动。上部块20和下部块22具有相应的安置表面23S、21S。根据需要设计上部组件20和下部块组件22以及安置表面23S、21S的尺寸，以在晶圆叠层上产生合适的接合压力。如上所述并将在下面描述的，安置表面23S、21S具有热控制(即，能够被加热和/或冷却)。由任何合适的热控制器提供热控制。在一个实例中，安置表面21S、23S由适当的硬质材料制成，例如碳化硅(SiC)。
现在还参考图7和图8，腔室12通常包括壳体或外壳16，该壳体基本上是封闭的以允许腔室内部与外部隔离。在所示的示例性实施方式中，壳体16是大致环形的，但是在替换实施方式中，壳体可以具有任何期望的形状。通过骨架或支撑框架40将腔室壳体16支撑在期望的基座或基础结构18上。基座结构18具有任何期望的类型和形状，并且用于示例目的示出为位于腔室12下方的基本平坦的板18。基座结构18是基本上刚性的，并且在替换实施方式中，可以相对于腔室具有任何期望的尺寸、形状和位置。装置10的骨架框架40具有附接至壳体16并且连接至基座结构18以承载壳体16的基本上刚性的构件。骨架结构40还附接至装置10的上部块组件20和下部块组件22，使得在施加接合力期间上部块组件20和下部块组件22上的反作用力分配到骨架框架40上而不是腔室壳体16上。在示例性实施方式中，骨架框架40基本上是位于腔室16外部的外骨骼框架。在替换实施方式中，如果需要，骨架框架40可以是位于腔室内的内骨骼框架。在示例性实施方式中，骨架框架40包括基本上刚性的杆42(用于示例目的示出了三个，但使用任何期望的数量)。杆42的一端锚固至基座结构18。杆42基本上均等地分布在壳体16的周围。杆42的尺寸和形状根据需要针对期望的刚度进行选择。骨架框架40还可以包括顶部附接板46。如图7中最佳所见，附接板46通过任何期望的附接手段(诸如焊接、钎焊或机械紧固件)附接至壳体16。在替换实施方式中，壳体16和附接板46可以形成为单一构件。附接板46是基本上刚性的构件。板46的刚度(至少响应于通过接合按压施加在其上的反作用力载荷)通常与骨架框架40的其余部分(包括杆42)的刚度相称。在替换实施方式中，将壳体16和腔室12内部的其他接合按压部件附接至骨架框架的附接板46可以具有任何其他期望的形状。如图8中最佳所见，杆42的另一端附接至附接板46。每个杆42和附接板46之间的连接件44可以是双向的，能够沿杆42的轴线朝向和远离基座板18支撑轴向载荷。每个杆的连接件44是可调节的(沿杆的轴线向上和向下调节)，以确保每个杆42在来自腔室和装置部件二者的静态载荷下以及在接合按压期间在静态和动态载荷下基本上均匀的加载。在示例性实施方式中，连接件44在与附接板46交接的相对侧上大体上是对称的。连接件44可以包括接合杆42(例如，通过正接合表面或夹持)并且具有用于支承来自附接板的载荷的支承表面的接合构件44E(例如，螺纹臂)。连接件44可以包括支承元件，以确保从附接板到接合构件44E的支承表面上的均匀载荷分布。在替换实施方式中，骨架框架40的杆42与承载腔室壳体和接合按压的附接板46之间的连接件可以具有任何合适的构造。在示例性实施方式中，连接件44可以被预加载(例如通过扭转接合构件44E)，以便消除接合操作期间杆42的不期望位移。
如图8中最佳所见并且如前所述，在示例性实施方式中，上部块组件20和下部块组件22附接至骨架框架40。上部块组件20通过跨接支撑结构53附接至骨架框架40，如下面将进一步描述的。来自上部块组件20的静态和动态载荷(包括接合按压载荷)基本上完全由跨接结构53承载，并且经由附接板46通过跨接结构53分布到杆42上。下部块组件22经由支座结构56附接至杆42。在所示的示例性实施方式中，支座结构56通常具有跨接件56S和块支撑座56T。在替换实施方式中，支撑下部块的支座结构可以具有任何其他期望的构造。在示例性实施方式中，跨接结构56S例如示出为板，但是可以具有任何其他期望的形式，并且通过线性滑块43附接至杆42。因此，在示例性实施方式中，支座结构56以及因此下部块组件22能够在由箭头z指示的方向(z方向)上移动。杆42可以用作下部块的z运动的引导件。在图8示出的示例性实施方式中，可以是任何合适的驱动器(例如，电动线性驱动器、气动驱动器或液压驱动器，仅举几例)的z驱动器100连接至跨接结构56S，并且能够使支座结构56和下部块组件22作为一个单元在z方向上移动。z驱动器100可以附接至基座结构18。如图8中所见，支撑座56T连接至下部块组件22。在示例性实施方式中，支撑座56T大体上延伸至壳体16中。壳体16(在实例中，示出为附接至壳体的封闭板16P)与支撑座56T之间的波纹管密封件16S隔离腔室内部并且适应支座结构56和下部块组件22的z运动。图8中示出的支座结构56仅仅是示例性的，并且在替换实施方式中，该结构可以具有任何期望的构造。在示例性实施方式中，支座结构56具有接合下部块组件22的底部的支座表面58。
如图8中最佳所见，下部块组件通常包括具有晶圆支撑表面21S的卡盘21、加热器(或热循环器)32和凸缘36。加热器32由凸缘36支撑。加热器32通过承载真空隔离***72与凸缘36隔热，下面进一步描述。凸缘36通过热调节器(例如，水冷却***)保持在期望的稳态温度。卡盘21连接至加热器32，使得晶圆支撑表面21S以及因此安置于其上的晶圆被加热器32加热。卡盘21、加热器32和凸缘36形成块组件22的可移动部分22M。如图9中所示，可移动部分22M相对于块组件22的基座部分22B在方向P1上可移动。在示例性实施方式中，块组件22包括致动器52，该致动器独立于z驱动器运动致动可移动部分22M，并且产生基本上均匀地分布在块组件22的支座表面21S上的力柱。在示例性实施方式中，致动器52由加压气体驱动，但是在替换实施方式中，致动器可以由能够在晶圆安置表面上产生基本上均匀分布的力柱的液压或磁性装置驱动。在图8示出的示例性实施方式中，致动器52具有可移动板构件54和基座或反作用(reaction，反作用力)构件55。在该实施方式中，基座构件55抵靠支座结构56的表面58固定地安置。波纹管密封件52B连接致动器52的板54和基座构件55并且将致动器与腔室内部隔离，如图13中所示。可以意识到，在板54与基座构件55之间引入期望的气体(例如，清洁空气或惰性气体，诸如氮气N2)用于致动。控制气体的压力，以实现用于接合晶圆叠层的期望的高压(例如，在200-mm晶圆上约100kN；在300-mm晶圆上约225kN)。示例性实施方式中的板构件54具有基本上类似(例如，在形状和尺寸上)并平行于卡盘21的晶圆支撑表面21S对准的压力面表面54F，以便提供用于在板面54F与晶圆支撑表面之间加载的基本上垂直于晶圆支撑表面所在平面的基本均匀的柱。如图13中所示，通过压力计295监测接合压力。在一些实施方式中，经由手动或自动机构来调节压力面表面54F的尺寸以适应不同尺寸的晶圆。可以意识到，通过控制板压力面和晶圆支撑表面的平面度和平行度，可以容易地在晶圆支撑表面上通过致动器实现加载的正交性。
如图9中所见，示例性实施方式中的下部块22还包括调平***82，用于将下部块组件22的晶圆支撑表面21S与上部块组件20的晶圆安置表面23S调平。在示例性实施方式中，板构件54以及因此下部块组件22的可移动部分22M相对于基座55在气体层上运动，并且除了被调平***82控制之外，在位置上与基座55分离。在示例性实施方式中，调平***82包括线性引导部84和旋转引导部或万向节部86，如图12中所示。线性引导部84引导可移动块部分22M的移动，使得晶圆支撑表面21S的行进在箭头P1所示的方向上基本上是轴向的(没有任何侧向平移)。旋转引导部86引导可移动部分22M的运动，使得晶圆支撑表面21S可以围绕对应于晶圆接合界面405的中心的中心点85(图10中所示)旋转和/或倾斜，而没有平移。调平***82可以是自主的/自动的，或者如果需要可以手动操作。在示例性实施方式中，如图13中所示，线性引导部84包括引导杆84R，该引导杆可移动地支撑在线性支承组件84B中。如图13中所示，引导杆84R连接至板构件54。在替换实施方式中，线性引导部84可具有任何其他期望的构造。如图13中所见，在示例性实施方式中，线性支承组件84B与由半球形支承组件限定的万向节86配合。半球形支承表面半径从接合界面中心85延伸。万向节86可以附接至支撑座56T。在替换实施方式中，万向节部可以具有任何其他期望的构造。在其他替换实施方式中，线性引导部和万向节部可以以任何其他期望的布置配合。如图13中所见，调平***82定位成使得线性引导部84和万向节部86在接合操作期间不由致动器52或下部块组件的任何其他部分加载。在示例性实施方式中，万向节部86被预加载，以便锁定和解锁支承表面。预加载可以通过任何期望的预加载***类型来实现，诸如，例如，施加在支承表面上的气动或液压压力或者机械或机电压力。预加载***可以使用合适的控制器(未示出)控制或者可以设置在期望的锁定极限。调平***82使得能够将下部块组件与上部块组件动态地调平。这消除了当顶部组件和底部组件不平行或者如果晶圆叠层是楔形时发生的过约束条件。支承本身不承受接合载荷，并且旋转中心在晶圆平面处，使得发生的任何旋转将不会使晶圆移位。
参考图20，在另一实施方式中，调平***82定位成承载致动器52的载荷并承受接合载荷。万向节部86定位在固定板55之下并支撑固定板55、可移动板54以及位于上面的凸缘36、隔热***72、加热器32、卡盘21和晶圆(未示出)。在该实施方式中，调整所施加的力柱的基部的尺寸，以适应各种尺寸的晶圆。在边缘处通过波纹管密封件52B并且在可选择的中间位置处通过活塞或区域密封件52Z1和52Z2抵靠可移动板54密封固定板55。波纹管密封件52B和中间的区域密封件52Z1、52Z2的密封位置基于需要接合的晶圆叠层的尺寸来选择，并且确定所施加的力柱的基部面积。加压气体填充所选密封件之间的密封区域。在一个实例中，选择在边缘处的波纹管密封件52B的位置以便接合8英寸的晶圆，选择区域密封件52Z1以便接合6英寸的晶圆，并且选择区域密封件52Z2以便接合4英寸的晶圆。
现在还参考图14，如前所述，下部块组件具有隔热***72，其使加热器32与支撑加热器的块组件的配合部分隔热。还如前所述，在示例性实施方式中，隔热***是承载真空隔离***。如图13中所见，隔离***72定位在从致动器52到晶圆支撑表面21S的加载路径上。因此，隔热***72支撑接合压力载荷。如图14中所见，***72通常包括限制在板78和隔板76之间的承载真空层。隔板76经由承载区域外的波纹管74连接至板78。隔板76可以由任何合适的材料制成，例如INCONELTM，并且可以以任何合适的方式连接至波纹管74的开口端，诸如，例如，通过焊接。如图14中所见，波纹管74位于块组件的承载部分的外部，并且隔板76定位在承载部分中。隔板76由包含具有低热膨胀系数(CTE)的材料的板78支撑。在一个实例中，板78通过由Schott AG制造的玻璃-陶瓷制成。如图15中所示，板78具有表面78S，该表面形成为使与隔板76的接触面积最小化，但是具有足够的强度来承受接合期间的压缩载荷。该结构72被连续地抽真空以使热传递最小化。如上所述，表面78S例如通过机械加工或任何其他合适的成形工艺形成，以使与隔板的接触面积最小化，并且因此在隔板76和低CTE材料层78之间提供有限的和较少的热接触面积。可以意识到，层78的低CTE材料也可以具有差的导热系数。在图15示出的示例性实施方式中，接触表面78S具有与隔板76接触的升高突起。突起在图15中示意性示出并且可以具有任何合适的形状。例如，突起可以具有逐渐变细以接触隔板的横截面。突起的数量和尺寸可以是期望的，以实现隔板/低CTE材料层界面上的期望的载荷容量和热传导性能。可以意识到，由隔热***72提供的热断层允许加热器32、卡盘21和晶圆叠层430的快速热循环。
再次参考图8，在示例性实施方式中，上部块组件20大体上类似于上述的下部块组件22。在示例性实施方式中，上部块提供用于叠层接合的控制水平表面，并且调平***82操作以将下部块组件的晶圆支撑表面21S与上部块组件的晶圆支撑表面23S调平，如前所述。在替换实施方式中，上部块组件20可以具有集成调平***。在该实施方式中，上部块组件20不可移动。在其他实施方式中，类似于块组件22，上部块组件20可以具有带有卡盘23、加热器30和支撑凸缘34(类似于下部块的加热器32和凸缘36)的可移动部分20M，该可移动部分通过致动器50沿箭头P1指示的方向致动。如图8中所见，在示例性实施方式中，类似于前述***72，承载真空隔热***70限定加热器30与凸缘34之间的热断层。替换实施方式中的致动器50也可以类似于致动器52。致动器50可以具有板构件57和通过波纹管密封件53B连接至板构件的反作用或基座构件55，如图16中所示。在示例性实施方式中，波纹管密封件53B被配置成在静态条件下由基座构件55支撑可移动部分20M。预加载块59可以设置成用于在静态条件期间对波纹管53B预加载，以便在致动器操作期间提供对板构件位移的改进的控制(例如，由于上部块组件的可移动部分的重量，预加载阻挡了波纹管中的反弹力)。如图8中所见，在示例性实施方式中，致动器的基座构件51通过连接部分102连接至跨接构件53并由该跨接构件支撑。连接部分102沿轴线z基本上是刚性的，以便在基座构件51和跨接构件53之间传递z-载荷，而没有任何显著的伸长。在接合工艺期间，连接部分102作为销连接部，因此不能传递接合力矩。在图8示出的示例性实施方式中，连接部分102包括在一端103处连接至基座构件55的环形壳或壁102w。壁102w具有在壁102w和跨接构件53之间延伸并将壁102w连接至跨接构件53的凸缘106。凸缘106可以与壁102w或跨接构件53一体形成。凸缘厚度类似于在凸缘106和跨接构件53之间的接合处的跨接构件厚度。如果与跨接构件53一体形成，则凸缘106以任何期望的方式(例如，通过焊接)连接至壁102w，反之亦然。凸缘106用于使壁102w与跨接构件53偏置，因此减小了壁102w到跨接构件53接头的抗弯刚度，并且使壁102w基本上不能在致动器基座构件51和跨接构件53之间传递接合载荷。可以意识到，当致动器被加压以在腔室中接合晶圆叠层时，这允许基座构件51保持基本平坦。
虽然上述实施方式提供了对已知机构的实质性改进，但是它们的某些方面对于构造和使用而言是昂贵的或复杂的。因此，下面描述了各种改进。
再次参考图6，期望上部块组件20相对于下部块组件22齐平，使得当它们被放在一起时，在整个表面23S和21S上施加均匀的压力。如先前关于图8所述，通过调整相应的接合构件44E，能够在每个杆42的连接件44处进行某些z轴调节。在使用三个这样的杆42的实施方式中，可以获得这种二维调平。然而，在实践中，发现利用该机构的构造是耗时的并且有些困难。作为改进，并且现在参考图21，在一个实施方式中，取代三个杆42中的其中两个的每一个，螺纹杆2101与调平套管2110所围绕的差动螺纹调节套环2102接合。为了确保调节套环2102的螺纹在负载下放置之前适当地安置使得调节在负载下不会改变，将预加载弹簧2105(例如，预加载垫圈)接合在附接板46和杆2101之间，其中上间隔止挡件2103和六角螺钉2104如图所示放置以提供一定范围的限制止挡。夹具2106被配置成当调平调节完成之后在其被紧固时提供径向夹持力以使z轴运动最小化。调平套管2110包括肩部2111，该肩部允许六角肩部螺钉2112防止调平套管2110在调节期间的旋转(或其他运动)。在一个实施方式中，弹簧2105是如图所示堆叠(例如，在附接板46中限定的大致锥形的座特征内)的贝氏碟形垫圈，以提供期望的预加载能力和调节范围，在一些实施方式中，为大约±2mm且具有至少5kN或更大(例如，大约10kN或更大，大约15kN或更大等)的预加载力。在一个实施方式中，螺纹调节套环2102以微米驱动***的方式差动地刻有螺纹，其中外螺纹的螺距为2mm并且内螺纹的螺距为1.5mm，产生约1.0mm或更小(例如，约0.75mm或更小，约0.5mm或更小等)的有效螺距分辨率。在一些实施方式中，内螺纹的螺距可以比外螺纹的螺距小大约0.5mm。
图22是示出图21中讨论的各部件的透视图。在所示的实施方式中，调平套管2110包括通过切掉一部分调平套管2111而形成的整体夹具2106。此外，游标刻度标记2202雕刻在调平套管2110的一部分中，并且游标刻度标记2201也雕刻在螺纹调节套环2102的一部分上，从而允许用户以比没有这种标记也可行的情况更简单的方式进行调节。在一个实施方式中，游标刻度标记2201和2202提供大约一微米(1μm)的测量分辨率。
如前所述，在一个实施方式中，三个杆42中的其中两个被图21和图22中示出的部件的构造替换。在该实施方式中，第三杆42的替换物是不可调的万向连接件。使三个杆中的两个可调节提供了所寻求的调平能力，并且不需要第三调节点。现在参考图23，第三螺纹杆2101(不与图21和图22中示出的调节部件配合)包括具有相应的帽部2302和万向衬套2303的测压元件2301。在一个实施方式中，利用帽螺钉(未示出)和弹簧2105以与结合图21所讨论的相同的方式紧固帽部2302。对于测压元件2301，在一个实施方式中，使用型号FD0180-N510-1379-M09(可从德国Ettenheim的ATP Messtechnik GmbH公司获得)作为测压元件2301。这种万向构造的优点是测压元件2301不仅形成万向节的一部分，而且还能用作如前所讨论的用于所施加力柱的传感器。由于杆42(具体地，相对于图21和23所讨论的杆2101)的等间距和对称布置，所施加的总力仅为测压元件2301所指示的力的三倍。根据一些实施方式，测压元件2301可以与所提供的杆中的任何一个或组合一起使用。因此，可以在一个或多个位置采用多个测压元件2301。
如上面结合图6、图8和图11所述，例如，下部块组件22被配置成与上部块组件20接触，并且在图8和图11的具体实施方式中，相关联的加热器和隔热部件30、32、34、36都经由力柱450、460被聚集到一起。实际上，发现热差和显著的压力可能导致某些部件(例如，上部块组件20和下部块组件22以及可能被充分地压靠那些组件以呈现其形状的那些部件)的拱起。虽然这种变形可能非常小(例如，在一些情况下在25-150μm的范围内)，但这仍然可能导致不均匀的晶圆接合。现在参考图24，为了使这种变形最小化，在一个实施方式中，采用反作用板2401以使这种不期望的变形最小化。在一个实施方式中，反作用板2401是没有复杂运动部件的AISI 1045钢的整体加工件。通过螺钉将反作用板2401紧固至如前所述的基座构件51。一组密封件2402-2407(在图24的右侧上的相应横截面没有编号)(在一个实施方式中，为O形环)设置在基座构件51和反作用板2401的相应凹槽中。密封件2406和2407保持处理室中的压力条件，该处理室是在由密封件2407限定的空间外部并且在由密封件2406限定的空间内部的区域。在一些实施方式中，处理室环境是深度真空，但也可具有更高的压力(例如，在一个实施方式中高达2个大气压)。密封件2402和2405分别限定内边界和外边界，用于经由相应的端口(未示出)将加压气体引入到(以前述方式)基座构件51和反作用板2401之间。密封件2402和2406之间以及密封件2405和2407之间的空间经由通风口2408保持在标称大气压。形成反作用板2401的材料的一部分被切掉以形成弯曲部2409。密封件2402-2407用作动态密封件，随着基座构件51的相应部分相对于反作用板2401的相对运动而扩展或压缩，由此消除对诸如活塞等更复杂结构(其可以其他方式通过这种运动保持密封)的需要。在一个实施方式中，使用直径为3mm的O形环实现密封件2402-2405，发现这些O形环即使在大约37巴(例如，大约537psi)的压力下也保持良好密封。
密封件2403-2405被配置成允许适合于三种不同标准尺寸的晶圆的加压。对于直径为4英寸的晶圆，经由适当的端口将加压气体施加至密封件2402和2403之间的区域；对于直径为6英寸的晶圆，密封件2403和2404之间的区域也被加压。对于直径为8英寸的晶圆，密封件2404和2405之间的区域也被加压。注意到，密封件2407小于其他密封件，因为它处于不经受显著变形的区域中的弯曲部2409的外部。
在实践中，发现在所述实施方式中(例如，图15中)由于部件(诸如基座构件51)的拱起引起的接合力和相应的基板卡盘变形的任何不期望的变化通过使用以所述方式加压的反作用板2401而显著减小。
此外，图24中示出了在一个实施方式中反作用板2401和卡盘23(前面描述的)之间的各种元件。如所示出的，这些元件包括水冷凸缘组件，包括如前所述的帽部2410和支撑凸缘34以及加热部件和隔热部件(包括隔离板2470和具有热屏蔽层2478的前述加热器32)，如下面进一步详述的。图25是反作用板2401以及图24中示出的许多相关部件的剖切透视图。
与先前结合例如图14和图19描述的隔热***相比，发现隔离板2470甚至在重复使用的温度和压力极限下都表现出改进的耐久性和使用寿命，而且不太复杂。在一个实施方式中，隔离板2470由如前所述的低CTE材料形成，一组堆叠的热屏蔽层2478设置在隔离板2470和加热器32之间以提供增强的隔热。现在参考图26，不使用图19的单个低CTE板78和隔板76***，在一个实施方式中，隔离板2470由多个低CTE材料的饼形楔件2671形成。发现使用这种楔件2671而不是单个低CTE材料部件的好处是使热膨胀/收缩的有害影响最小化。当单个这种部件与具有不同热膨胀系数的另一部件(例如，图19中所示的隔板76)接触时，单个这种部件的这种膨胀/收缩可能导致低CTE材料或另一部件的磨损或二者的磨损。由于饼形楔件2671是独立的，每个饼形楔件能够相对于另一个略微移动，因此，由于热膨胀/收缩引起的运动磨损被最小化或以其他方式减少。在一些情况下，楔件2671可以被配置成以大体上圆形的方式布置，其中顶点指向公共中心，但是根据其他实施方式也可以提供其他布置。此外，楔件2671的使用允许隔离板2470在大约50μm或更小(例如，大约30μm或更小，大约10μm或更小，大约5μm或更小等)的范围内提供少量期望的顺应性偏转，并且容许这种偏转而不会开裂，因为低CTE材料在这些方面通常不是特别宽容的。
在一个实施方式中，通过使用堆叠的箔式热屏蔽层2478而不是依靠真空(并且因此依赖于保持稳定的隔板76)实现隔板/真空***(诸如图19中的那些)的进一步改进。在一个实施方式中，热屏蔽层包括两个金属箔层，每个金属箔层都具有切口孔以匹配隔离板2470的升高突起的图案。在一个实施方式中，热屏蔽层2478由不锈钢构成；在替换实施方式中，使用诸如因瓦合金(Invar)的低CTE合金。在实践中，发现通过使用隔离板2470和箔式热屏蔽层2478实现了与图19的基于真空的***类似的性能，而根本不需要建立真空。
现在参考图27，在另一实施方式中，隔离板2470由两片低CTE材料形成，即，上部2771和下部2772。在该实施方式的一个变型中，甚至不需要热屏蔽层2478，特别是如果在上部2771和下部2772之间的空隙中保持微真空。以这种方式，获得部分真空的隔热好处，而不需要可能随着时间而遭受磨损的隔板。在某些应用中，这些特征的组合还可以证明了提供改进的性能和磨损特性。例如，图26的每个楔件2671都可以由图27中所示的上部2771和下部2772构成。
已经出于说明和描述的目的呈现了实施方式的前述描述。其并不旨在穷举或将本公开内容限制于所公开的精确形式。根据本公开内容，许多修改和变化是可能的。意图是本公开内容的范围不受该详细描述的限制，而是由所附权利要求限制。未来提交的要求本申请的优先权的申请可以以不同的方式主张所公开的主题，并且通常可以包括如本文以各种方式公开或以其他方式展示的一个或多个限制的任何集合。

Claims (29)

1.一种半导体结构接合装置，包括：
下部块组件，包括被构造成在其上接收至少一个半导体晶圆的第一表面；
上部块组件，包括被构造成在向所述至少一个半导体晶圆施加接合压力时与所述第一表面接触的第二表面；以及
调平调节***，被构造成提供所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节，所述调平调节***包括：
第一螺纹杆；
围绕所述第一螺纹杆的第一差动螺纹调节套环；
围绕所述第一差动螺纹调节套环的第一调平套管；
第二螺纹杆；
围绕所述第二螺纹杆的第二差动螺纹调节套环；以及
围绕所述第二差动螺纹调节套环的第二调平套管。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造为具有第一螺距的外螺纹和第二螺距的内螺纹的微米驱动***，其中，所述第二螺距不同于所述第一螺距。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二螺距比所述第一螺距小大约0.5mm。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成提供1.0mm或更小的有效螺距分辨率。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个包括被构造成容纳紧固件的肩部，从而防止所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个在所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节期间旋转。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个包括与其一体形成的夹具，并且所述夹具被构造成在完成所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节之后被紧固时提供减少z-轴运动的径向夹持力。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述装置还包括附接板，所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆操作性地联接，并且所述附接板被构造成从所述上部块组件向所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆分配载荷；并且
所述调平调节***还包括设置在所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个之间的多个预加载弹簧。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个预加载弹簧中的至少一个是贝氏碟形垫圈。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个预加载弹簧被构造成提供以下至少一个：
至少5kN的预加载力；以及
范围为大约±2mm的调节范围。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节***还包括上间隔止挡件，所述上间隔止挡件在所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的相应的至少一个内设置在所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个的上面，并且所述上间隔止挡件被构造成容纳紧固件，使得所述紧固件与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个物理地联接。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节***还包括被构造为不可调万向连接件的第三杆。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节***还包括：
第三螺纹杆；以及
所述第三螺纹杆***穿过的测压元件。
13.根据权利要求12所述的装置，其中：
所述装置还包括附接板，所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆操作性地联接并且被构造成从所述上部块组件向所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆分配载荷；并且
所述调平调节***还包括万向衬套，所述万向衬套设置在所述测压元件和所述附接板之间，并且所述第三螺纹杆***穿过所述万向衬套。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述调平调节***还包括帽部，所述帽部设置在所述第三螺纹杆之上并且被构造成容纳紧固件，使得所述紧固件与所述第三螺纹杆物理地联接。
15.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述上部块组件还包括：
卡盘，被构造成提供所述第二表面，所述第二表面被构造成在向所述至少一个半导体晶圆施加接合压力时与所述第一表面接触；以及
反作用板，设置在所述卡盘之上并且被构造成减小所述上部块组件的变形，所述反作用板包括：
整体板构件；以及
多个同心凹槽，限定在所述整体板构件中并且被构造成容纳相应的多个密封件；并且
所述装置还包括多个端口，所述多个端口被构造成将加压气体递送至所述反作用板的多个区域。
16.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述反作用板的所述多个同心凹槽包括：
第一凹槽；
在所述第一凹槽的外部同心的第二凹槽；
在所述第二凹槽的外部同心的第三凹槽；以及
在所述第三凹槽的外部同心的第四凹槽；并且
所述多个端口被构造成将加压气体递送至所述反作用板的所述多个区域，使得：
在接合4英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至限定在所述第一凹槽与所述第二凹槽之间的第一区域；
在接合6英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至所述第一区域和限定在所述第二凹槽与所述第三凹槽之间的第二区域；以及
在接合8英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至所述第一区域、所述第二区域和限定在所述第三凹槽与所述第四凹槽之间的第三区域。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述反作用板中限定有剖切部，所述剖切部被构造成允许所述反作用板在该处的弯曲。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述上部块组件还包括设置在所述反作用板和所述卡盘之间的隔热板。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述隔热板包括多个楔形件，所述多个楔形件物理地彼此分开并且被构造成相对于彼此移动。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述多个楔形件被构造成以圆形方式布置，其中顶点指向公共中心。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述楔形件中的至少一个包括从其表面延伸的多个升高突起，所述升高突起围绕所述表面彼此间隔开。
22.根据权利要求19所述的装置，其中，所述楔形件中的至少一个构成整体元件。
23.根据权利要求19所述的装置，其中，所述楔形件中的至少一个构成多片元件，包括：
下板部；以及
上板部，被构造成设置在所述下板部之上并且与所述下板部操作性地联接，使得能够在限定于所述下板部和所述上板部之间的空隙中保持真空。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述下板部包括设置在其内表面上的多个升高突起，并且所述升高突起在限定于所述下板部和所述上板部之间的所述空隙内朝向所述上板部延伸，所述升高突起围绕所述下板部的所述内表面彼此间隔开。
25.根据权利要求18所述的装置，其中，所述隔热板包括：
下板部；以及
上板部，被构造成设置在所述下板部之上并且与所述下板部操作性地联接，使得能够在限定于所述下板部和所述上板部之间的空隙中保持真空。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述下板部包括设置在其内表面上的多个升高突起，并且所述升高突起在限定于所述下板部和所述上板部之间的所述空隙内朝向所述上板部延伸，所述升高突起围绕所述下板部的所述内表面彼此间隔开。
27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述下板部和所述上板部中的至少一个构成整体元件。
28.根据权利要求18所述的装置，其中，所述隔热板被构造成提供大约50μm或更小的顺应性偏转。
29.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节***还包括至少一个测压元件，所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个***穿过所述至少一个测压元件。
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