[發(fā)明專利]用于對準(zhǔn)兩個襯底的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510240942.1
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN105244305B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.菲古拉
• 申請（專利權(quán)）人: EV集團(tuán)E·索爾納有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜冰;劉春元

本公開的發(fā)明名稱為“用于對準(zhǔn)兩個襯底的設(shè)備”。用于使可以接納在第一平臺上的第一襯底的第一接觸面與可以接納在第二平臺上的第二襯底的第二接觸面對準(zhǔn)的設(shè)備和方法，具有以下特征：可以通過第一檢測裝置在與第一襯底的移動無關(guān)的第一X?Y坐標(biāo)系中的第一平面中檢測沿著第一接觸面布置的第一對準(zhǔn)鍵的第一X?Y位置，可以通過第二檢測裝置在與第二襯底的移動無關(guān)的第二X?Y坐標(biāo)系中的與第一X?Y平面平行的第二X?Y平面中檢測沿著第二接觸面布置的與第一對準(zhǔn)鍵對應(yīng)的第二對準(zhǔn)鍵的第二X?Y位置，可以基于第一X?Y位置在第一對準(zhǔn)位置對準(zhǔn)第一接觸面并且可以基于第二X?Y位置在第二對準(zhǔn)位置對準(zhǔn)第二接觸面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于將第一襯底的第一接觸面與第二襯底的第二接觸面對準(zhǔn)的設(shè)備和一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的相應(yīng)方法。

背景技術(shù)

對于相對地布置和對準(zhǔn)兩個襯底的接觸面，已知不同的做法，其中所述襯底例如是晶片、尤其是不透明晶片。

已知的做法是使用兩個顯微鏡對，所述顯微鏡對分別被校準(zhǔn)到確定的觀察點(diǎn)。為了對準(zhǔn)，首先將下晶片移到上顯微鏡下并且使顯微鏡與下晶片對準(zhǔn)，固定位置并且存儲晶片的兩個對準(zhǔn)鍵。接著在使用下顯微鏡的情況下將上晶片與所存儲的對準(zhǔn)鍵對準(zhǔn)。接著將下晶片移到其最初的位置并且使這些晶片接觸。利用前述方法雖然可以在定位時達(dá)到高的精度。但是該系統(tǒng)僅基于兩個晶片上的兩個對準(zhǔn)鍵彼此的所檢測的相對位置工作，使得顯微鏡彼此的校準(zhǔn)和晶片在對準(zhǔn)時的移動可能在對準(zhǔn)時導(dǎo)致誤差。此外晶片上的測量點(diǎn)的數(shù)量是有限的。前述方法在US 6,214,692中描述。

另一方案在于，在要接觸的晶片之間布置兩個顯微鏡對，以便相對地對準(zhǔn)兩個對準(zhǔn)鍵，接著移出顯微鏡并且接著將晶片準(zhǔn)確地移動到彼此上。在這種情況下也可能由于晶片彼此的相對移動和對準(zhǔn)鍵的相對檢測而出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。

已知對準(zhǔn)技術(shù)的對準(zhǔn)精度處于0.5μm的范圍中，其中處于晶片上的彼此要對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)（例如芯片）的分布和芯片與晶片上的預(yù)先給定的或標(biāo)稱的位置的可能偏差迄今未被考慮。由于日益對3D集成感興趣，鉆孔的距離尺度和大小下降，使得存在對于更精確對準(zhǔn)的大的需求。相對于對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱位置的偏差迄今被忽略，因?yàn)槠窨赡艿恼{(diào)整精度遠(yuǎn)是該偏差的10倍以上。偏差經(jīng)常小于100nm。

現(xiàn)有解決方案的大問題是組件彼此移動的機(jī)械精度。

另一問題在于，基于光學(xué)系統(tǒng)與晶片的所要求工作距離的光學(xué)識別精度。在典型的對準(zhǔn)設(shè)備（例如US 6,214,692）情況下，工作距離必須大得足以能夠在光學(xué)系統(tǒng)之間移動襯底的支持設(shè)備。該距離的必要性限制所述顯微鏡的最大可使用的放大并且因此限制對準(zhǔn)鍵的最大可達(dá)到的檢測精度并且進(jìn)一步導(dǎo)致限制對準(zhǔn)精度。

在晶片之間布置光學(xué)系統(tǒng)時，光學(xué)系統(tǒng)與晶片的接觸面的正交對準(zhǔn)是導(dǎo)致微米或納米范圍中的誤差的另一方面。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的任務(wù)是這樣改善前序部分的設(shè)備或前序部分的方法，使得實(shí)現(xiàn)較高的、尤其與晶片的整個面有關(guān)的對準(zhǔn)精度并且最小化關(guān)于對準(zhǔn)精度的報廢因素。此外，本發(fā)明所基于的任務(wù)是在對準(zhǔn)晶片時提高生產(chǎn)量。

該任務(wù)利用權(quán)利要求1和10的特征來解決。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中予以說明。至少兩個在說明書、權(quán)利要求書和/或圖中所說明的特征的所有組合也落在本發(fā)明的范圍中。在所說明的值域情況下，處于所述極限內(nèi)的值也應(yīng)該作為極限值公開并且可以以任意的組合被要求。

本發(fā)明所基于的思想是，說明一種設(shè)備和一種方法，其中在至少一個與襯底的移動無關(guān)的X-Y坐標(biāo)系中可以檢測或測量兩個要對準(zhǔn)的襯底的對準(zhǔn)鍵的X-Y位置，使得可以通過第二襯底的所屬對準(zhǔn)鍵的相關(guān)來將第一襯底的對準(zhǔn)鍵對準(zhǔn)到相應(yīng)的對準(zhǔn)位置。利用這樣的設(shè)備或這樣的方法可以實(shí)現(xiàn)<0.25μm、尤其是<0.15μm、優(yōu)選<0.1μm的對準(zhǔn)精度。