[发明专利]用于使两个光学子系统对准的方法和装置

说明书

提出了一种用于使两个透镜对准的方法和装置。

背景技术

在半导体工业中，使用对准设备（英文：aligner）来使衬底、尤其是晶圆相对于彼此对准，以便这些衬底在接下来的过程步骤中彼此连接。连接过程被称为键合。衬底相对于彼此的对准通过位于衬底的表面上的对准标记来实现。在对置的衬底的对置的侧面上的对准标记尤其是彼此互补。

其中对准标记位于待键合的衬底表面上的对准过程被称为面对面（face-to-face）对准。只要衬底对于待测量的电磁辐射来说不透明，就必须研发在衬底彼此靠近之前对标记进行测量的方法。

实际应用了很长时间的方法在于：将相机插入到衬底之间，该相机在所述靠近之前被移除。这带来了多个缺点。首先，相机导致在至少下方的衬底上的微粒污染，而且其次，衬底之间的距离必须选择得相对大，以便将相机放置在两个衬底之间。大的距离具有以下缺点：在移除了相机之后，在两个衬底的靠近的情况下的行进距离非常大，而且衬底在相互靠近时横向移动并且因此偏离了它们先前的、相对于彼此的最优选对准。

公开文献US6214692B1的对准设备是对面对面对准的改良。在所公开的对准设备中，完全免去了使用要插入到衬底之间的相机。替代地，使用两个透镜组，这两个透镜组各具有两个彼此对置的透镜，以便提供具有两个参考点的系统，衬底相对于该系统相互定位。参考点是两个彼此对置的透镜的光轴的交点。已在公开文献WO2014202106A1的图2c和图2e中或公开文献WO2015082020A1的图5a和图5b中广泛地公开和描述了用于校准这种透镜的相对应的过程。

现有技术、尤其是根据公开文献WO2014202106A1的图2c和图2e或者根据公开文献WO2015082020A1的图5a和图5b的校准方法的问题在于：需要校准衬底，相对于该校准衬底来执行对透镜的光轴的校准。将上方的透镜和下方的透镜校准到在尤其是透明的衬底中的对准标记上。借此，将左光轴调整到左焦点，而将右光轴调整到右焦点。因此，本发明的任务是：说明一种方法和一种系统，该方法和该系统没有现有技术的缺点，而且利用该方法和该系统可以经简化地使两个透镜彼此对准或校准。

发明内容

该任务利用独立权利要求的特征来解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中说明。由在说明书、权利要求书和/或附图中说明的特征中的至少两个特征构成的全部组合也落入到本发明的保护范围内。在所说明的值域的情况下，在所提到的极限之内的值也应明显被看作是极限值并且应该能以任意的组合来要求保护。

本发明尤其描述了两个彼此对置的透镜的两个投影面和/或这两个透镜的光轴可以如何彼此对准。

有利地，可免去使用根据公开文献WO2014202106A1的校准衬底。

根据本发明，规定了一种用于使光学系统的两个对置地、尤其是相叠地布置的光学子系统对准的方法，该方法具有如下步骤：

- 将对准标记投影到第一、尤其是下方的光学子系统的投影面中，

- 将所述对准标记从第一投影面投影到第二、尤其是上方的光学子系统的敏感表面上，

- 使所述光学子系统相对于彼此对准，使得所述对准标记的投影在该敏感表面的景深范围内成像于理想的位置。

所有光学元件、尤其是所述透镜的焦深范围和/或景深范围都介于1 nm与10 mm之间，优选地介于10 nm与1 mm之间，还更优选地介于50 nm与500 μm之间，最优选地介于500nm与250 μm之间，完全最优选地介于1 μm与100 μm之间。

在一个优选的实施方式中规定：用于对这些对准标记进行照明的光经由至少一个光源（尤其是灯、优选地卤素灯、还更优选地LED、最优选地激光光源）和至少一个镜被耦合输入到第一和/或第二光学子系统中。有利地，利用这种外部光源可以实现对这些对准标记的特别亮的照明。