[发明专利]用于确定对准误差的装置、设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1所述的用于确定由于当第一基底连接于第二基底时第一基底相对于第二基底的应变和/或变形而发生的局部对准误差的装置。另外，本发明涉及一种根据权利要求4所述的用于检测和/或预测变形、特别是影响基底的变形的对准和基底的对准的设备、以及用于第一基底的第一接触表面与第二基底的第二接触表面的对准和/或对准的检查的设备，以及根据权利权利8所述的方法。此外，本发明涉及根据权利要求9或10所述的使用。

背景技术

在较早的欧洲专利申请09012023.9中，在第1至3页描述了对准期间存在的基本问题。

由于正在变得越来越重要的3D技术与正在发展的小型化的结合，在粘结过程中执行正确的对准过程正变得越来越重要，特别是与所谓的预粘结步骤相结合，其中该预粘结步骤在实际的粘结过程之前通过可分离的连接将晶圆连接于彼此。这主要在期望对于晶圆上的所有位置都具有优于2 μm的对准精度的应用中是重要的。对于小于1 μm、特别是小于0.5 μm或小于0.25 μm的期望精度，这种重要性以及对于对准技术和预粘结过程的精度要求显著地增大。

基于结构正变得越来越小而同时晶圆正变得越来越大的事实，可以存在在对准标记附近非常好地彼此对准的结构，而在晶圆的其他位置，结构没有被正确地或者至少没有理想地相互连接。为了将晶圆的两侧上的结构最佳地连接于彼此，正在发展将非常复杂的对准技术与非常好地监测和优化的粘结技术、特别是预粘结技术相结合。

当前的技术用来一次在两个晶圆的一侧上记录一些对准标记并且然后利用这些对准标记对准这两个晶圆并且粘结这两个晶圆。这里，根据用于对准的相应技术，出现了若干问题。

欧洲申请EP 09012023.9的申请人已经申请了一种方法，利用该方法，可以测量晶圆的整个表面以获得关于每个晶圆的表面上的结构的位置的信息。

发明内容

本发明的目的是发展一种一般的设备或一般的方法，从而实现与晶圆的整个表面特别相关的较高检测，以获得更精确的对准，并且位置检测或后续对准时的误差被最小化。此外，本发明的目的是增大位置检测和晶圆对准时的处理能力（throughput）。

该目的通过权利要求1、4和8的特征而实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中给出。在说明书、权利要求和/或附图中给出的特征中的至少两个的所有组合也落在本发明的框架内。在给定的数值范围下，在所指出的极限内的值也将作为边界值公开并且将以任何组合的形式来声明。

本发明基于如下构想：在基底的对准之前、期间和/或之后记录基底、特别是晶圆的位置图、应变图和/或应力图以便特别地通过基底中的至少一个的至少一个透明区域观察基底，并且可选地校正两个基底彼此的相对位置，特别是在原地进行校正。

所述图限定为沿着表面的基底的某些X-Y位置下的属性，特别是值。

基本构想是在连接基底之后确定沿着基底中的至少一个的应变值的至少一个应变图，并且能够利用所确定的应变值确定局部对准误差。局部对准误差优选涉及基底的局部结构或局部结构的组。

如在本发明中所述的，为连接基底所导致的位移准备基底或两个基底的位移图。特别地，位移通过基底的变形和/或应变造成。

基本构想是能够估测由于预粘结（pre-bond）步骤或连接（join）步骤引入的变形有多严重（→变形向量），特别是在相应的基底上的多个局部位置处，优选在由相应的基底的位置图指示的位置处。在预粘结之后实际实现的对准精度能够利用透明窗口来测量，但是如下所述，这仅仅非常少地指示关于整个晶圆上的实际实现的精度，因为正是这些变形能够使结果变差。由于晶圆对红外辐射不是透明的，所以不能够直接地测量对准精度。根据本发明，这通过检测应力图和/或应变图来测量。

一个重要的方面在于，根据本发明一个优选实施例所述的装置（或者测量设备）是作为独立模块的单独于对准设备提供的。

在一个优选实施例中，模块划分如下：

1）用于检测连接（粘结或预粘结）之前的应力和/或应变图的模块；

2）特别地，根据欧洲专利申请EP 09012023.9的对准模块。但是，晶圆对准也可以仅仅利用两个对准标记进行。在这种情况下，位置图将不被实际测量检测到，但将基于晶圆布局而被了解；

3）用于检测粘结之后的应力图的至少一个测量模块。