AT404523B - Verfahren zum ausrichten von insbesondere scheibenförmigen halbleitersubstraten und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Description

AT 404 523 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von insbesondere scheibenförmigen Halbleitersubstraten, sogenannten Wafern, gegeneinander oder gegen eine Belichtungsmaske, bei dem der eine Wafer bzw. die Belichtungsmaske in einer Behandlungsstation fixiert und das auszurichtende Halbleitersubstrat auf einem Substrattärger gehalten wird, der in der Behandlungsstation mit dem Substrat über Stelltriebe gegen den feststehenden Wafer bzw. die Belichtungsmaske anstellbar und zur Paralleistellung der zueinander weisenden Flächen der gegeneinander auszurichtenden Teile auch in seiner Neigung einstellbar ist, wobei zur Bestimmung der Verstellwege der Stelltriebe die Ausgangslage der freien Oberfläche des Substrates gegenüber einer insbesondere durch die Auflagefläche am Substratträger definierten Bezugsebene mit mehreren, gegen diese Oberfläche bzw. Bezugsebene gerichteten Meßeinrichtungen berührungslos vermessen und die Verstellwege der Stelltriebe durch eine mit diesen Meßeinrichtungen verbundene, übergeordnete Steuereinheit vorbestimmt werden .

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Behandlungsstation, in der ein auf einem Substratträger gehaltenes scheibenförmiges Halbleitersubstrat unter Parallelstellung der zueinander weisenden Oberflächen gegen ein feststehend angebrachtes Substrat oder eine entsprechend angebrachte Belichtungsmaske verstellbar und auf einen vorbestimmten Oberflächenabstand einstellbar ist, wobei zur Einstellung des Substratträgers in der Behandlungsstation Stelltriebe vorgesehen sind, die zur Neigungs- und Abstandseinstellung des Substrates individuell von einer zentralen Steuereinheit gesteuert sind, der mehrere gegen die freie Oberfläche des Substrates und eine insbesondere durch die Oberfläche des Substratträgers definierte Bezugsebene gerichtete Meßinrichtungen zur berührungslosen Vermessung des in seiner Zuführstellung am Substratträger befindlichen Substrates, zumindest der Relativlage der freien Oberfläche des Substrates gegenüber der Bezugsebene zugeordnet sind, aus deren Signalen die Steuereinrichtung Verstellbefehle für die Stelltriebe ableitet.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der EP 0 012 911 A bekannt. Dabei werden als Meßeinrichtungen mit den Stelltrieben fluchtende, also innerhalb des Behandlungsraumes der Behandlungsstation anzubringende pneumatische Abtastdüsen verwendet, die pneumatisch/elektrische Wandler beaufschlagen, aus deren Signalen Steuersignale für die Stelltriebe abgeleitet werden. Die Meßeinrichtungen müssen vor der Durchführung der Behandlung des eingebrachten Halbleitersubstrates aus dem Verstellbereich des Substrates und insbesondere auch aus dem Behandlungsraum entfernt werden und sind daher meist ausschwenkbar angebracht. Es werden nur der Anzahl der Stelltriebe entsprechende Meßeinrichtungen, meist drei, vorgesehen, deren Melßsignale nur Auskunft über drei Punkte des Substrates geben, so daß es nicht feststellbar ist, ob das Substrat an anderen Stellen gewellt ist. Bei strukturierten Substraten, die insbesondere dann vorhanden sind, wenn ein Substrat in mehreren Stationen hintereinander behandelt und zwischendurch einer Oberflächenbehandlung zur Ausformung von Strukturen unterzogen wird, kann es Vorkommen, daß der Meßpunkt gegen eine strukturelle Vertiefung des Substrates gerichtet ist, so daß bedeutende Meßfehler auftreten. An sich ergeben Messungen mit pneumatischer Abtastung nur eine relativ grobe Meßgenauigkeit, die für die Abstandseinstellung bei Feinbehandlungen, z.B. bei Belichtungen von mit hohem Auflösungsvermögen zu übertragenden Maskenstrukturen nicht ausreicht.

Zur Erhöhung der Genauigkeit ist es bei einer ähnlichen Einrichtung bekannt, das auszurichtende Substrat an der Oberfläche mit reflektierenden Meßmarken zu versehen und ebenfalls innerhalb des Behandlungsraumes mit den Lichtstrahlen von Meßeinrichtungen, die gegen diese Marken gerichtet sind, abzutasten. Hier wird zwar die Meßgenauigkeit erhöht, doch erfolgt wieder nur eine punktweise Vermessung, wobei die Genauigkeit, wie oben schon erwähnt, nicht zwangsweise gegeben ist, und bereits durch verschieden dicke Marken Ungenauigkeiten auftreten können. Die Anordnung der Meßeinrichtungen innerhalb des Behandlungsraumes führt auch hier zu einer schwierigen Gesamtkonstruktion.

Aus der EP 0 039 407 A ist ebenfalls eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der Ultraschall-Meßeinrichtungen zur Erzeugung der Abstandssignale von Substratoberfläche und Substratträger Verwendung finden, wobei durch Verknüpfung dieser Signale die relative Dicke des Substrates gegenüber dem Substratträger an jedem Meßpunkt festgestellt werden kann. Auch hier muß die Meßeinrichtung innerhalb des Behandlungsraumes vorgesehen werden und es findet ebenfalls nur eine punktweise Vermessung und damit Endeinstellung des Substrates nach der durch die einzelnen Meßpunkte definierten Ebene statt, wobei, wie schon erwähnt, Oberflächenstrukturierungen und Oberflächenfehler im Bereich einzelner Meßpunkte zu Ungenauigkeiten führen können und auch wegen der Verwendung von Ultraschallsensoren nur eine begrenzte Meß- und damit Einstellgenauigkeit möglich ist.

Allgemein gesprochen hat die Verwendung berührungslos arbeitender Meßeinrichtungen und eine berührungslose Einstellung des Substrates auf einen definierten Abstand vom feststehenden Substrat bzw. von der feststehenden Belichtungsmaske den Vorteil, daß eine rasche Einstellung erfolgen kann und Berührungen des verstellbaren Substrates mit dem feststehenden Substrat bzw. der feststehenden Belichtungsmaske vor dem Einleiten der Behandlung, z.B. Belichtung bei Verwendung einer Belichtungsmaske 2

AT 404 523 B zur fotolithographischen Übertragung von Oberflächenstrukturen bzw. Schaltelementen, oder einem gezielten Zusammenführen von zwei Substraten, z.B. bei einer sogenannten ionischen Bondung, vermieden werden. Berührungen würden die Einstelldauer erhöhen und können zu einer Kontaminierung des feststehenden Teiles, insbesondere einer Belichtungsmaske, mit einem Oberflächenbelag des einzuführenden Teiles führen, so daß dann bei der nächsten Belichtung eines neuen Substrates Fehler auftreten und auch beim Zusammenfügen von Halbleiterelementen oder Halbleiterscheiben wegen dieser Verschmutzungen Fehler auftreten.

Vorrichtungen, bei denen die Ausrichtung des am Substratträger gehaltenen Substrates gegenüber dem feststehenden Substrat bzw. der Belichtungsmaske unter Verwendung einer entsprechend nachgiebigen Halterung für den Substratträger durch Zusammenführen der genannten Teile erfolgt, sind aus der DE 26 05 940 bekannt. Eine höhere Genauigkeit bei der Möglichkeit, einen definierten Abstand einzustellen, wird nach der AT 391 773 B dadurch erreicht, daß die Belichtungsmaske an einem abhebbaren Deckel der Behandlungsstation angebracht wird und mit diesem Deckei durch das herangeführte, am Substratträger gehaltene Substrat abgehoben werden kann, wobei Meßfühler die auftretende Lageänderung bzw. den vom Deckel ausgeübten Auflagedruck erfassen und über die Stelltriebe zunächst der Keilfehler ausgeglichen wird, indem über die Stelltriebe solange verstellt wird, bis an allen Meßfühlern gleicher Auflagedruck herrscht und nach der dadurch erzielten Parallelstellung der Substratträger mit dem verstellbaren Substrat mittels der Stelltriebe auf einen genau definierten Belichtungsabstand eingestellt wird.

Schließlich ist es auch bekannt, einen definierten Abstand eines am verstellbaren Substtratträger gehaltenen Substrates gegenüber einer Maske auch unter Ausgleich des Keilfehlers dadurch zu erzeugen, daß beim Heranfahren des am Substratträger gehaltenen Substrates mittels der einen Keilfehlerausgleich zulassenden Stelltriebe an die feststehende Belichtungsmaske zwischen diese Teile Distanzhalter eingelegt werden. Diese Distanzhalter können aus einschwenkbaren Distanzpratzen vorgegebener Dicke, aus einleg-baren Ringen oder auch aus abstandsweise auf einem Kreis angeordneten Kugeln definierten Durchmessers bestehen, wobei diese Kugeln in seitlich montierten beweglichen Halterungen fixiert werden. Nach Einstellen der Parallelität mit Hilfe der Kugeln werden diese wieder ausgeschwenkt. Im Eingriffsbereich der Distanzhalter kann das Substrat für die spätere Verwendung nicht ausgenützt werden. Es ergibt sich also eine beträchtliche Verringerung der Gesamtausbeute der herzustellenden Teile. Durch den Auflagedruck der Distanzhalter kann es zur sogenannten Streßeintragung in das Substrat kommen, die ebenfalls zur Verringerung der Ausbeute und zu einem Teilausschuß führt.

Aufgabe der Erfindung ist demnach die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art und einer zu seiner Durchführung geeigneten Vorrichtung mit dessen bzw. deren Hilfe unter Beibehaltung der Vorteile einer berührungslosen Vermessung des auszurichtenden Halbleitersubstrates eine Vereinfachung im Aufbau der Behandlungsstation ermöglicht wird, eine weitgehend deckende Vermessung der gesamten Substratoberfläche im Bedarfsfall vorgenommen werden kann, hohe Meßgenauigkeiten und damit Einstellgenauigkeiten erzielt werden und überdies die Richtzeiten gegen- über den bekannten Vorrichtungen und Verfahren verringert werden.

Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe einerseits Oberflächenfehler des Halbleitersubstrates erfaßt, anderseits aber Halbleitersubstrate mit vorhandener Oberflächenstruktur trotz dieser Oberflächenstruktur exakt vermessen und damit ausgerichtet werden können.

Verfahrensmäßig wird die gestellte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die freie Oberfläche des Substrates außerhalb der Behandlungsstation, aber bei in unverrückbarer Lage am Substratträger befindlichem Substrat vermessen, die Meßdaten gespeichert und aus ihnen bei bzw. nach Einführung des Substrates mit dem Substratträger in die Behandlungsstation in der zentralen Steuereinheit unter allfälliger Berücksichtigung von vorher ermittelten, durch die Form und Geometrie der Behandlungsstation bzw. die Form und Lage des feststehenden Wafers bzw. der Belichtungsmaske in der Behandlungsstation bedingten Korrekturparametern die Steuerbefehle für die Stelltriebe gewonnen werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist der Behandlungsraum der Behandlungsstation frei von den Meßeinrichtungen, da diese mit wesentlich höherer konstruktiver Freiheit außerhalb dieses Behandlungsraumes angebracht werden können. Die Vermessung erfolgt vor oder beim Einführen des Substrates in die Behandlungsstation, also während einer sonst für die Vermessung bzw. die Vorbereitung der Steuerbefehle für die Stelltriebe ungenützten Zeit, so daß die notwendige Verstellung Uber die Stelltriebe sofort nach Erreichen der Endeinführlage des Substrates in die Behandlungsstation beginnen kann. Besonders bei der Serienproduktion wird schon bei der Vermessung festgestellt, ob das momentan einzuführende Substrat Abweichungen von dem vorher behandelten Substrat aufweist, so daß nur allfällige Abweichungen berücksichtigende Korrekturen an den Steuerbefehlen vorzunehmen sind und dann, wenn keine Abweichungen vorhanden sind, für das Substrat die gleichen Steuerbefehle der Stelltriebe wie für das vorher behandelte 3

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Substrat gelten. Die allenfalls verwendeten Korrekturparameter werden aus einer nur einmal durchzuführenden Vermessung der Halterungen für das feststehende Substrat bzw. die Belichtungsmaske sowie durch Vermessung des Isthubes der Stelltriebe bei bestimmten Steuersignalen usw. gewonnen. Bei einem Auswechseln des feststehenden Substrates bzw. der Belichtungsmaske ist nur mehr dieses Substrat bzw. die Belichtungsmaske zu vermessen oder über geeignete Einrichtungen mit seiner freien Oberfläche in eine definierte Sollage einzustellen. Die Vermessung des Substrates außerhalb der Behandlungsstation kann eine Vielzahl von Punkten umfassen, wobei nach einem weiteren Gedanken der Erfindung während des Meßvorganges eine Relativverstellung von Substrat und Meßeinrichtungen stattfindet, so daß jedes Meßsystem nicht nur Einzelpunkte, sondern ganze Oberflächenstreifen des Substrates abtastet und entsprechende Signale erzeugt. Die Streifen können dabei je nach dem vorgesehenen Verstellvorgang geradlinig oder gekrümmt verlaufen, wobei es auch möglich ist, die Meßeinrichtungen quer zur möglichen Verstellrichtung des Substrates zu verstellen, so daß im Bedarfsfall die gesamte freie Oberfläche des Substrates erfaßbar ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht hier vor, daß der Substratträger mit dem aufliegenden Substrat für die Einbringung in die Behandlungsstation wenigstens annähernd parallel zur Bezugsebene verstellt wird, so daß jede der außerhalb der Behandlungsstation vorgesehenen Meßeinrichtungen bei dieser Verstellung einen streifenförmigen Oberflächenbereich des Substrates bzw. der Bezugsebene abtastet und entsprechende Abtastsignale erzeugt. Wie erwähnt, wird die Bezugsebene vorzugsweise durch eine freie Oberfläche, gegebenenfalls auch durch links und rechts der Auflagestelle des Substrates liegende Oberflächenbereiche des Substratträgers definiert. Dabei werden FUhrungsungenauig-keiten bei der Verstellung des Substratträgers kompensiert, weil im Meßbereich jeweils die Oberflächenlage des Substrates gegenüber der angehobenen oder abgesenkten Oberfläche des Substratträgers und damit die Dicke des Substrates an der Meßstelle erfaßt wird. In den meisten Fällen wird man für die Halterung des Substrates am Substratträger Vakuumsauger verwenden, also das Substrat über mit einer Absaugung verbundene Oberflächenperforationen des Substratträgers ansaugen, wodurch schon Welligkeiten des Substrates ausgeglichen werden. Zeigt das Substrat trotzdem zu starke Welligkeiten auch nach dieser Ansaugung, so kann dies schon bei der Vermessung festgestellt und berücksichtigt werden. Ebenso werden sogenannte Warzen, also Substratfehler, der zu behandelnden Oberfläche erfaßt, so daß auch hier allfälliger Ausschuß vor der Durchführung der Behandlung berücksichtigt werden kann.

Besonders hohe Meßgenauigkeiten werden erzielt, wenn während der berührungslosen Vermessung unter Einsatz von optischen, die Reflexion oder Streuung des Lichtes auf der Oberfläche zur Gewinnung von Meßsignalen ausnützenden Meßeinrichtungen auf die Substratoberseite eine dünne Auflage aus einer Folie aufgebracht wird, deren Dicke und optische Eigenschaften definiert sind. Optische Meßeinrichtungen, die beispielsweise mit Lasern arbeiten, deren Lichtstreuung bzw. Ablenkung auf der Oberfläche als den Abstand dieser Oberfläche vom Laser definierendes Maß erfaßt werden kann, haben an sich eine hohe Meßgenauigkeit. Bei hochglänzenden Oberflächen kann bei der Streulichtmessung und senkrecht auf die Oberfläche auftreffendem Laserstrahl eine Totalreflexion stattfinden, so daß hier an sich keine Messung möglich wäre. Durch die Auflage wird eine definierte Streuung des Lichtes erzielt. Überdies werden durch die Auflage Oberflächenstrukturen, nämlich Vertiefungen des Substrates, abgedeckt, so daß tatsächlich im Endeffekt die Oberflächenebene erfaßt wird und solche Strukturen keinen Meßfehler hinsichtlich der notwendigen Ausrichtung erzeugen. Bei durchsichtigen Substraten wird überhaupt erst eine genaue Messung möglich.

Die Auflage kann aus mehreren, auf die von den Meßeinrichtungen abzutastenden Oberflächenbereiche aufgelegten Streifen einer Teflonfolie bekannter, z.B. 30 u., betragender Dicke und definierter Farbe bestehen. Teflon und ähnliche Materialien haben einen äußerst niedrigen Reibungsbeiwert und neigen auch nicht zur Bildung von Ablagerungen, so daß keine Gefahr einer Beschädigung der Substratoberfläche oder der Übertragung von Verunreinigungen von der Substratoberfläche auf die Streifen und damit auf das nächste Substrat besteht.

Es wurde schon eingangs beschrieben, wie der Großteil der Korrekturparameter durch Vermessung bzw. Überprüfung der Behandlungsstation gewonnen werden kann. Beim Wechsel des feststehenden Wafers bzw. der entsprechenden Belichtungsmaske wird erfindungsgemäß zur wenigstens teilweisen Bestimmung der Korrekturparameter für die Steuerbefehle der feststehend in der Behandlungsstation anzubringende Wafer bzw. die entsprechende Belichtungsmaske unter den gleichen Bedingungen wie das zuzuführende Substrat am Substratträger aufliegend vermessen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Vermessung in der der Gebrauchslage entsprechenden Lage erfolgt, also der feststehend anzubringende Wafer bzw. die Belichtungsmaske mit gegen seine bzw. ihre Rückseite und den Substratträger bzw. die Bezugsebene gerichteten Meßeinrichtungen vermessen wird. 4

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Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß die Meßeinrichtungen außerhalb des Behandlungsraumes der Behandlungsstation angeordnet und gegen einen Führungsweg gerichtet sind, entlang dem der Substratträger mit dem Substrat wenigstens etwa parallel zur Bezugsebene in die Behandlungsstaiton hinein und zu den Stelltrieben verstellbar ist.

Wie beim Verfahren schon erwähnt, sind vorteilhaft berührungslos abtastende optische Meßeinrichtungen, die die Reflexion oder Streuung des Lichtes auf einer Oberfläche zur Gewinnung von Abtastsignalen ausnützen, vorgesehen, und dem Führungsweg ist eine Einrichtung zum Auflegen einer Abdeckfolie auf die Substratoberfläche während des Vorbeilaufes an den Meßeinrichtungen zugeordnet. Für die vorzugsweise aus einzelnen, die von den Meßeinrichtungen erfaßten Oberflächenstreifen des Substrates und des Substratträgers abdeckenden Streifen bestehende Abdeckfolie können Blasdüsen zum Andrücken an das Substrat und den Substratträger im Meßbereich und vorzugsweise auch zum Abheben dieser Streifen nach Verlassen des Meßbereiches und vor dem Eintritt in den Behandlungsraum vorgesehen sein. In manchen Fällen ist es vorgesehen bzw. denkbar, dem Substratträger oder den Folien elektrostatisch eine Aufladung zu erteilen, so daß die Abdeckfolie im Meßbereich durch die elektrostatischen Kräfte an die Substratoberfläche angedrückt wird, wobei man hinter dem Meßbereich eine Entladestation vorsehen kann, damit die Folie das Substrat vor dem Eintritt in die Behandlungsstation freigibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen, jeweils in stark schematisierter Darstellungsweise

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung von der Einführseite des Substratträgers her gese hen im Teilschnitt, wobei ein Halteteil für die Meßeinrichtungen in Ansicht dargestellt wurde,

Fig. 2 den Substratträger mit den Meßeinrichtungen in Ansicht,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, wobei der Substratträger in der Stellung vor dem

Einführen in die Behandlungsstation gezeigt ist und die Fig. 4 und 5 als Detail Anordnungen zum Auflegen einer Abdeckfolie auf das Substrat in zwei verschiedenen Betriebszuständen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in einer Behandlungsstation drei z. B. an den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes angreifende Stelitriebe 1 vorgesehen, die zur Höheneinstellung und Kippung eines Substratträgers 2 dienen. Die Behandlungsstation selbst besitzt ein Gehäuse 3 mit abhebbarem Deckel 4, wobei der Substratträger über eine Seitenöffnung in den durch die Teile 3, 4 bestimmten Behandlungsraum eingebracht werden kann. Der Deckel 4 besitzt eine Mittelöffnung unter der eine Halterung für eine später anzubringende Belichtungsmaske oder ein zu behandelndes Substrat vorgesehen ist. Mögliche Halterungen bestehen aus Vakuumhaltern oder auch aus Klemmhalterungen. Durch die erwähnte Öffnung hindurch kann die Maske beleuchtet und damit ein unter der Maske angebrachtes Substrat belichtet werden. Beim Ausführungsbeispiel ist der Deckel 4 abhebbar angebracht und es sind nicht näher bezeichnete Lagefühler, z. B. Druckfühler vorhanden, die anzeigen ob der Deckel 4 eine Sollage gegenüber dem Gehäuse 3 einnimmt. Dieser Teil der Vorrichtung kann eingesetzt werden, wenn auf Anlage eines Substrates an der Maske eingestellt wird. Für die vorliegende Erfindung wesentlich ist aber die Einstellung eines genau definierten Abstandes zwischen einer feststehenden Maske 15 bzw. einem entsprechenden Substrat und einem am Substratträger 2, z. B. durch Vakuum festgehaltenen Substrat 14. Die Stelltriebe 1 sind beim Ausführungsbeispiel als Schrittmotore ausgeführt, die Uber innere, von ihnen angetriebene Muttem vertikal verstellbar auf Schraubspindeln 5 geführt werden, wobei für die Steuerung der Schrittmotoren 1 eine Steuereinheit 6 dient, welche ihr von einer zentralen Steuereinheit 10 zugeleitete Steuerbefehle in entsprechende Schrittimpulse für die Schrittmotoren 1 umsetzt.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der Substratträger 2 von der Seite her in das Gehäuse 3 einschiebbar. Dabei kann der Substratträger 2 außerhalb des Gehäuses 3 auch weiter verfahrbar sein, so daß er beispielsweise direkt von einem Magazin abgezogene Substrate 14 aufnehmen und in ausgerichteter Lage festhalten kann. Für die Gewährleistung der richtigen Auflagestellung kann der Substratträger 2 mit Fühlern für Ausrichtehilfen des Substrates 14, z. B. eine in Fig. 3 unten ersichtliche Abflachung versehen sein bzw. entsprechende Aufnahmevertiefungen zur ausgerichteten Aufnahme des Substrates 14 enthalten. Außen am Gehäuse 3 sind - beim Ausführungsbeispiel in einer Reihe - mehrere optische Meßeinrichtungen 7 angeordnet, die aus Laserdioden bestehen können, welche einem gerichteten Laserstrahl auf die Oberfläche von Substrat 14 und Substratträger 2 werfen, wobei Empfänger (siehe Fig. 4 und 5) das reflektierte Streulicht empfangen und in elektrische Signale umsetzen. Die Stärke dieser Signale ist ein Maß für den Abstand der Reflexionsstelle am Substrat 14 bzw. auf der Oberfläche des Substratträgers 2 von der Meßeinrichtung, wobei durch Verknüpfung der von der Oberfläche des Substrates 14 erhaltenen Signale mit 5

Claims (9)

1. AT 404 523 B dem von der Oberfläche des Substratträgers 2 erhaltenen Signalen die relative Dicke des Substrates gegenüber der Oberfläche des Substratträgers 2 ermittelt werden kann und Änderungen dieser Differenz praktisch ein Teilmaß für Dickenänderungen bzw. eine relativ zum Substratträger 2 schräg verlaufende Oberfläche des Substrates 14 sind. Die Signale werden, wie erwähnt, in der zentralen Steuereinheit 10 verarbeitet und über die Steuereinheit 6 in Steuerbefehle für die Schrittmotoren 1 umgesetzt, wobei, da aus der Vermessung die relative Höhe der Substratoberfläche gegenüber der Unterseite der Maske 15 bzw. des sie ersetzenden Substrates 14 bekannt ist auch dar Abstand der zueinander weisenden Oberflächen von Maske 15 und Substrat 14 eingestellt und nicht nur der Keilfehler ausgeglichen werden kann. In Fig. 3 wurden strichpunktiert Meßraster dargestellt, die angeben in welchen Bereichen von den einzelnen Meßeinrichtungen 7 Messungen durchgeführt werden. Es ist aber ohne weiteres möglich, über die Meßeinrichtungen 7 vollständige Oberflächenprofile des unter den Meßeinrichtungen 7 hindurch eingeschobenen Substrates 14 aufzuzeichnen und bei der Ausrichtung im Behandlungsraum zu verwerten. Um bei verschiedenen Substraten mit verschiedenen Reflexionseigenschaften, Oberflächenstrukturen oder verschiedener Transparenz bzw. Undurchsichtigkeit gleich verwertbare Meßergebnisse zu erhalten, werden nach den Fig. 4 und 5 in dem unter den Meßeinrichtungen 7 definierten Meßbereich auf das Substrat 14 dünne Folien 11 oder Folienstreifen aufgelegt. Dabei sind Blasdüsen 12, 13 gegen die beiden Seiten dieser Folienstreifen 11 gerichtet. Mit Hilfe der Blasdüse 12 kann der Streifen, z. B. unter Zufuhr von gekühltem Stickstoff zur Düse gemäß Fig. 5 an das Substrat 14 angedrückt und mit Hilfe der dann beschickten Düse 13 (siehe Fig. 4) vom Substrat 14 abgehoben werden. Es ist möglich, vor dem Einführen der Belichtungsmaske 15 auch diese Maske, vorzugsweise mit gegen die Rückseite gerichteten Meßeinrichtungen 7 zu vermessen, insbesondere allfällige Keilfehler dieser Maske zu bestimmen und dann die Maske mit Hilfe des nun bis zum Deckel 4 anzuhebenden Substratträgers 2 an die Halterungen am Deckel 4 heranzuführen, dabei den Keilfehler durch entsprechende Steuerung der Stelltriebe 1 auszugleichen und die Maske 15 schließlich am Deckel 4 zu fixieren. Hier können zur Kontrolle die schon erwähnten Druckfühler für den Auflagedruck des Deckels 4 hilfreich sein. Patentansprüche 1. Verfahren zum Ausrichten von insbesondere scheibenförmigen Halbleitersubstraten, sogenannten Wafern, gegeneinander oder gegen eine Belichtungsmaske, bei dem der eine Wafer bzw. die Belichtungsmaske in einer Behandlungsstation fixiert und das auszurichtende Haibleitersubstrat auf einem Substrat-tärger gehalten wird, der in der Behandlungsstation mit dem Substrat über Stelltriebe gegen den feststehenden Wafer bzw. die Belichtungsmaske anstellbar und zur Parallelstellung der zueinander weisenden Flächen der gegeneinander auszurichtenden Teile auch in seiner Neigung einstellbar ist, wobei zur Bestimmung der Versteilwege der Stelltriebe die Ausgangslage der freien Oberfläche des Substrates gegenüber einer insbesondere durch die Auflagefiäche am Substratträger definierten Bezugsebene mit mehreren, gegen diese Oberfläche bzw. Bezugsebene gerichteten Meßeinrichtungen berührungslos vermessen und die Verstellwege der Stelltriebe durch eine mit diesen Meßeinrichtungen verbundene, übergeordnete Steuereinheit vorbestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Oberfläche des Substrates außerhalb der Behandlungsstation, aber bei in unverrückbarer Lage am Substratträger befindlichem Substrat vermessen, die Meßdaten gespeichert und aus ihnen bei bzw. nach Einführung des Substrates mit dem Substratträger in die Behandlungsstation in der zentralen Steuereinheit unter allfälliger Berücksichtigung von vorher ermittelten, durch die Form und Geometrie der Behandlungsstation bzw. die Form und Lage des feststehenden Wafers bzw. der Belichtungsmaske in der Behandlungsstation bedingten Korrekturparametern die Steuerbefehle für die Stelltriebe gewonnen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratträger mit dem aufliegenden Substrat für die Einbringung in die Behandlungsstation wenigstens annähernd parallel zur Bezugsebene verstellt wird, so daß jede der außerhalb der Behandlungsstation vorgesehenen Meßeinrichtungen bei dieser Verstellung einen streifenförmigen Oberflächenbereich des Substrates bzw. der Bezugsebene abtastet und entsprechende Abtastsignale erzeugt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß während der berührungslosen Vermessung unter Einsatz von optischen, die Reflexion oder Streuung des Lichtes auf der Oberfläche zur Gewinnung von Meßsignalen ausnützenden Meßeinrichtungen auf die Substratoberseite eine dünne Auflage aus einer Folie aufgebracht wird, deren Dicke und optische Eigenschaften definiert sind. 6 AT 404 523 B
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Auflage aus mehreren, auf die von den Meßeinrichtungen abzutastenden Oberflächenbereiche aufgelegten Streifen einer Teflonfolie bekannter, z.B. 30 u, betragender Dicke und definierter Farbe besteht.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur wenigstens teilweisen Bestimmung der Korrekturparameter für die Steuerbefehle der feststehend in der Behandlungsstation anzubringende Wafer bzw. die entsprechende Belichtungsmaske unter den gleichen Bedingungen wie das zuzuführende Substrat am Substratträger aufliegend vermessen wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehend anzubringende Wafer bzw. die Belichtungsmaske mit gegen seine bzw. ihre Rückseite und den Substratträger bzw. die Bezugsebene gerichteten Meßeinrichtungen vermessen wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, mit einer Behandlungsstation, in der ein auf einem Substratträger gehaltenes scheibenförmiges Halbleitersubstrat unter Parallelstellung der zueinander weisenden Oberflächen gegen ein feststehend angebrachtes Substrat oder eine entsprechend angebrachte Belichtungsmaske verstellbar und auf einen vorbestimmten Oberflächenabstand einstellbar ist, wobei zur Einstellung des Substratträgers in der Behandlungsstation Stelltriebe vorgesehen sind, die zur Neigungs- und Abstandseinstellung des Substrates individuell von einer zentralen Steuereinheit gesteuert sind, der mehrere gegen die freie Oberfläche des Substrates und eine insbesondere durch die Oberfläche des Substratträgers definierte Bezugsebene gerichtete Meßeinrichtungen zur berührungslosen Vermessung des in seiner Zuführstellung am Substratträger befindlichen Substrates, zumindest der Relativlage der freien Oberfläche des Substrates gegenüber der Bezugsebene zugeordnet sind, aus deren Signalen die Steuereinrichtung Verstellbefehle für die Stelltriebe ableitet, dadurch gekennzeichnet daß die Meßeinrichtungen (7) außerhalb des Behandlungsraumes der Behandlungsstation (3, 4) angeordnet und gegen einen Führungsweg gerichtet sind, entlang dem der Substratträger (2) mit dem Substrat (14) wenigstens etwa parallel zur Bezugsebene in die Behandlungsstaiton hinein und zu den Stelltrieben (1) verstellbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß berührungslos abtastende optische Meßeinrichtungen (7), die die Reflexion oder Streuung des Lichtes auf einer Oberfläche zur Gewinnung von Abtastsignalen ausnützen, vorgesehen sind, und dem Führungsweg eine Einrichtung zum Auflegen einer Abdeckfolie (11) auf die Substratoberfläche während des Vorbeilaufes an den Meßeinrichtungen (7) zugeordnet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorzugsweise aus einzelnen, die von den Meßeinrichtungen (7) erfaßten Oberflächenstreifen des Substrates (14) und des Substratträgers (2) abdeckenden Streifen bestehende Abdeckfolie (11) Blasdüsen (12, 13) zum Andrücken an das Substrat (14) und den Substratträger (2) im Meßbereich und vorzugsweise auch zum Abheben dieser Streifen nach Verlassen des Meßbereiches und vor dem Eintritt in den Behandlungsraum vorgesehen sind. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 7