衬底-产品衬底-组合以及用于制造衬底-产品衬底-组合的设备和方法_2

文档序号:8344720阅读:来源:国知局

[0034] 所述载体单元有利地被安置在所述载体衬底容纳部与所述衬底容纳部之间,尤其 是利用被安置在其间的接触装置,优选W Z-移位单元的形式,和/或利用被安置在其间的 基板。通过该种方式提供本发明的一种非常有效的构型。
[0035] 在此,有利的是,所述移位装置在本发明的扩展方案中尤其是直接地被安置在所 述基板与所述载体单元之间。因此,可设想直接作用于所述载体单元,尤其是连同被安置在 其上的衬底容纳部一起。
[0036] 根据本发明的另一种有利的实施方式规定了,周缘轮廓和周缘轮廓可尤其是同时 用相同的、尤其是一个或多个检测装置、优选是显微镜进行检测。通过该种方式,可不损失 速度而减少昂贵的检测装置的数量。
[0037] 根据本发明,衬底的对准还可相对于作为载体衬底的衬底堆叠进行。在此,衬底堆 叠理解为某一数量的已经经过加工的、例如被背面减薄的衬底,其尤其是持久地相互接合。 根据本发明,该衬底堆叠足够厚时可用作载体衬底。
[003引尤其优选的是机械式的对准装置(移位装置和旋转装置)与光学的距离测量系统 相结合,既用于所述衬底,也用于所述载体衬底。其中非常有利的是,该对准装置被集成地 布置在用于接合或者预先固定所述衬底的设施内。
[0039] 因此,本发明允许两个衬底(衬底和载体衬底)相互之间的精确、快速且成本有利 的对准,而非必须借助对准标记。因此,根据本发明的载体衬底可放弃对准标记,使得其制 造能更加便利。
[0040] 此外,通过本发明,所述载体衬底还可多次使用,而非必须通过繁琐且昂贵的流程 进行清洁。
[0041] 此外,还得到根据本发明的设备被置入/集成在一个接合器内的可能性。
[0042] 利用本发明,考虑了所述衬底在周缘(周缘轮廓)的多个点上的不同直径,并且能 够实现更精确的定位,所述更精确的定位在其他机械式和/或光学的定位中无法实现。同 时能够实现比(纯)机械式的对准中更快速的对准。
[0043] 作为本发明基础的方法和根据本发明的设备能够实现所需要的精度、尤其是 < 50 y m的精度,并且尤其是能够在周缘上实现更高的旋转精度,而旋转精度对于迄今的 机械式方法而言是弱点。所述衬底的周缘处的槽口(所谓的"notches")能够非常精确地 与衬底和载体衬底关联。
[0044] 该些槽口优选位于该样一个位置,该位置被至少一个检测装置探测到。其测量方 向平行于或者近似平行于衬底法线的那个检测装置可通过所述槽口的位置非常快地确定 旋转的测量定向。类似的考虑也适用于具有平面或者具有每个任意其他槽口或者与所设及 衬底的所给定理想几何结构有偏差的衬底(其可用于旋转对准)。
[0045] 根据本发明的方法尤其是一种动态的、包括对所检测到的/所测量的数据的软件 控制优化的光学扫描法。
[0046] 在本发明的一种有利的实施方式中规定了,所述载体衬底和所述功能衬底要被分 别固定在单独的、可通过机械方式移动的夹持装置(衬底容纳部/载体衬底容纳部)上。在 此,尤其设置了具有真空支承的夹具。但也可设置其他支承,例如粘接材料、机械式卡紧或 者静电支承。同样也可代替载体衬底而设置产品衬底。已多次接合或者被背面减薄的多层 衬底也可通过该种方法来进行校准/对准。
[0047] 两个衬底其中的一个有利地被固定在可在Z方向上移动的固定设备(尤其是载体 衬底容纳部)上。另一个衬底被固定在可转动的夹具(尤其是衬底容纳部)上。该一夹具 被固定在机械的、可在X和y方向上进行移位的移位单元(尤其是载体单元)内。在该个 机械式移位单元上/内有一个或多个光学扫描单元(检测装置),所述扫描单元尤其是同时 在一个窄的带状范围内在垂直方向上对所述两个衬底进行检测(扫描)。由此形成间隔分 布,该间隔分布同时对所述两个衬底的外部几何结构(周缘轮廓)进行检测/测量。该一 间隔分布尤其是给出相应衬底的最大的外直径W及在测量点或测量段上各个衬底彼此之 间的间隔。
[0048] 所述检测装置的该个扫描单元有利地在所述机械式移位单元内在所述接触平面 内或者平行于该接触平面旋转,W便能够对所述衬底的周缘轮廓的多个周缘部段进行检 巧。。通过所述扫描单元的旋转,能够对所述两个衬底的外部几何形状进行测量并且同时确 定所述两个衬底相对于彼此的位置。该种旋转可画出整个圆形或者也可仅仅是扇形/检测 部段。对于准确度较低的校准要求,所述扫描单元可放弃旋转。但也可W是所述扫描单元 并不旋转,而是在该扫描单元定住的情况下所述两个衬底旋转。
[0049] 替换方案是,也可静止地围绕着所述两个衬底布置多个扫描单元,尤其是至少3 个扫描单元,W便确定该两个外部轮廓(或者是在软件方面相应理想化的圆形)的位置和 直径。在该种情况下,也可不用衬底和/或扫描单元旋转。一个衬底相对于另一个衬底的 轻微旋转在该种情况下就足W使得槽口或平面在旋转方向上在接触平面内对准。
[0050] 替换方案是,所述扫描单元可由上方或下方、大约W与衬底平面垂直的角度布置 并且对所述衬底的周缘轮廓的边缘进行探测。在特殊情况下会设及到显微镜,其提供两个 晶圆边缘的光学图像W便测量和分析。
[0051] 根据本发明,该些显微镜中的一个或多个可被布置为可移动(围绕着被固定/停 住的衬底旋转)或者是静止的(其中衬底旋转)。
[0化2] 在另一种特殊情况下,至少=个显微镜静止地被布置在所述衬底上方和/或下方 的周缘上。两个周缘边缘通过显微镜均可W看到(可能要在基于Z-间隔重新对焦的条件 下(垂直于X-和Y-方向或者说接触平面),其将可能超过聚焦深度。可能挡住较小衬底的 周缘边缘的、具有更大直径的衬底可通过所述对准装置移动特定的距离,并且由此使得其 可被看到并使其可W定位。两个周缘边缘的图像数据被转换为位置信息,并且所述衬底可 相对于彼此精确对准。
[0053] 可通过软件计算出机械移位元件(对准装置)在X-和Y-方向上的移位行程的所 需计算结果W及所述衬底的所需旋转。该种计算和测量可在Z移动(接触装置)期间、即 所述两个衬底W机械方式相向移动期间连续测量并且不断进行修正。
[0054] 通过该种在线测量法,能够在所述衬底相互结合期间或者在此后对所可能出现的 偏差进行修正或者通过相互分离W及重新对准和接触加W优化。
[0化5] 通过根据本发明的设备和根据本发明的方法,能够在即便衬底极为不同、例如具 有不同直径或者不同几何结构、例如圆形衬底与矩形衬底的情况下实现精确对准。
[0056] 只要在上面和/或在接下来的【附图说明】中公开了设备特征,该些设备特征也要被 看作是作为方法特征公开,反之亦可。只要在说明书、权利要求或者附图中公开了衬底的特 征,则所述特征也可被看作是作为衬底-载体衬底-组合的特征公开,反之亦可。
【附图说明】
[0057] 由下面对优选实施例的说明化及借助附图,得出本发明的其他优点、特征和细节。
[0化引 其中;
[0059] 图la中示出根据本发明的设备在第一种实施方式中的示意性横截面图;
[0060] 图化中示出如图la的设备的示意性俯视图;
[0061] 图2a中示出根据本发明的设备在第二种实施方式中的示意性横截面图;
[0062] 图化中示出如图2a的设备的示意性俯视图;
[0063] 图3a中示出一种根据本发明的产品(衬底-载体衬底组合)的一种实施方式在 接合步骤之前的工艺步骤的示意性横截面图;
[0064] 图3b中示出一种根据本发明的产品的一种实施方式在接合步骤之后的工艺步骤 的示意性横截面图;
[00化]图3c中示出一种根据本发明的产品的一种实施方式在背面减薄之后的工艺步骤 的示意性横截面图;
[0066] 图4a中示出一种根据本发明的产品的一种实施方式在接合步骤之前的工艺步骤 的示意性横截面图;
[0067] 图4b中示出一种根据本发明的产品的一种实施方式在接合步骤之后的工艺步骤 的示意性横截面图;W及
[0068] 图4c中示出一种根据本发明的产品的一种实施方式在背面减薄之后的工艺步骤 的示意性横截面图。
[0069] 在附图中,本发明的优点和特征均根据本发明的实施方式而被标示有各自标识的 附图标记,其中,具有同样功能或者起相同作用的功能的组件或者说特征标有同样的附图 标记。
【具体实施方式】
[0070] 该些附图分别示出了设备和方法,其使得衬底2、5 (或者衬底堆叠)能够通过周缘 边缘化、5u相对于彼此对准。所述根据本发明的方法设及一种动态的、具有对所测量数据 的软件优化的光学扫描法。
[0071] 在图la和化中,在衬底容纳部1(夹具)上固定有产品衬底作为衬底2。衬底容 纳部1可通过移位单元3 (接触装置)在Z方向上、即垂直于衬底2与载体衬底5之间的接 触平面进行移位。
[0072] 在衬底容纳部1的上方有另一个夹具(载体衬底容纳部4)连同被固定在其上的 载体衬底5。载体衬底容纳部4通过旋转引导件(旋转装置6)与机械单元(载体单元7) 相连接。该个机械式载体单元7通过引导件(用于在X-和Y-方向上进行移位的移位装置 8)连接在基板9上。该个移位装置8使得所述机械式载体单元7能够在X-和Y-方向上移 动、更确切地说是通过一个未示出的控制装置控制而移动。
[0073] 从技术上看来,重要的是引起衬底2、5之间相对移动的可能性
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