[发明专利]用于衬底对准的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于第一衬底与第二衬底对准及接触的方法以及一种对应的装置。

背景技术

在半导体工业中，将衬底彼此结合已历经多年。一般而言，需要在实际(接合)结合过程之前将衬底彼此对准。通过对准设备将衬底进行彼此对准。对准设备能够检测衬底上的对准标记且将衬底彼此对准，使得对准标记据此彼此补全。在大多数情形中，对准标记是彼此补全的。

为将两个衬底正确地彼此对准，需要至少四个对准标记(每衬底上两个)。对准标记优选地尽可能靠近衬底的边缘，以便增加对准准确度。

在对准过程中，总是区别衬底的边界层表面与该衬底的与该边界层表面相对的表面。边界层表面是该衬底的稍后变成接合边界表面的部分的表面。布置在边界层表面上的对准标记被称为面-侧对准标记，对应的相对侧上的对准标记被称为背-侧对准标记。因此，存在四个基本对准变体，也就是，背对背对准、面对面对准、面对背对准及背对面对准。

在背对背对准中，无严重问题出现，这是因为该对准标记实际上总是在指向外侧的可自由地接达所有光学器件的表面上。

对准技术中的一个特定挑战是面对面变体。在此对准变体中，对准标记总是对准接合边界表面，因而对准两个衬底之间的平面。一个可能性是仅当衬底上的所有层(包含衬底本身)对此时所使用的电磁波谱的电磁波是透明的时所使用的传输检测、传输测量及传输对准。此对红外线辐射及可见光并非总是此情形。

专利AT 405775B中的对准设备遵照另一第三方法。此专利展示有可能致使将彼此对准的两个衬底的前部表面彼此接近至几乎接触。上部衬底与下部衬底经由上下式托架上的对应样本固持器而固定且可在对准站点外部的交替侧上平移移动至测量站点中，在该测量站点中可正确地测量此时在各别上部衬底及下部衬底上的左侧或右侧的对准标记的各别x位置及y位置。专利AT 405775B中的优点主要是衬底在对准过程之前及期间在z方向上具有极其小的间距，且因而当两个衬底彼此接近时，其也必须在z方向上更大程度地横过极短路径以便彼此接触。在此极短路径上，与x及y方向上的所要对准准确度的偏差几乎不再重要。

最严重技术问题中之一是经由衬底移动而出现且可尤其在可被排空的环境中发生的定位故障。在这种条件下，无法再使用空气轴承，实际上应通过此而确保托架的无摩擦滑动。

发明内容

因而，本发明的目标是设计用于衬底对准及接触的一种装置及一种方法，通过该装置及该方法达成衬底的更准确且更有效对准及接触。