AT405775B - Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten Download PDF

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AT405775B AT0002998A AT2998A AT405775B AT 405775 B AT405775 B AT 405775B AT 0002998 A AT0002998 A AT 0002998A AT 2998 A AT2998 A AT 2998A AT 405775 B AT405775 B AT 405775B
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Description

AT 405 775 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ausgerichteten Zusammenführen von Richtmarken aufweisenden, scheibenförmigen Halbleitersubstraten, sogenannten Wafern, die auf Substratträgern gehalten sind, bei dem die Wafer auf Parallellage ihrer zueinander weisenden Seiten eingestellt, nach auf diesen Seiten angebrachten Richtmarken ausgerichtet und dann zusammengeführt werden, wobei zur Erfassung der zur Deckung zu bringenden Richtmarken Mikroskopeinheiten mit koaxialen, nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Objektiven Verwendung finden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer zum Zusammenführen der Richtmarken aufweisenden Halbleitersubstrate dienenden Behandlungsstation, in der zwei Substratträger zur Halterung je eines Halbleitersubstrates vorgesehen sind, von denen der zweite Substratträger gegenüber dem ersten Substratträger über Einstelleinrichtungen in den drei Koordinatenrichtungen verstellbar und um eine normal zur Auflageebene des Halbleitersubstrates verlaufende Achse verdrehbar ist, Meßeinrichtungen und Stelltrieben zur Bestimmung und Einstellung der Relativlagen der beiden Substratträger und der auf ihnen gehaltenen Substrate, und Mikroskopeinheiten mit koaxialen, nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Objektiven zur Überwachung der gegenseitigen Ausrichtung der Halbleitersubstrate durch paarweise Erfassung von an deren gegenüberliegend anzubringenden Seiten vorhandenen Richtmarken.
Verfahren und Vorrichtungen dieser Art werden benötigt, um eine möglichst genaue Ausrichtung von zwei Wafern zu ermöglichen, die zusammenzufügen sind oder einander ergänzen. Bei den in der Halbleitertechnik üblichen Mikrostrukturen reicht die durch mechanische Ausrichtehilfen, z.B. Flachstellen oder Kerben am Waferrand erzielbare Ausrichtungsgenauigkeit nicht aus und man muß daher für die Feinausrichtung, bei der es meist nur um Millimeterbruchteile, aber um Genauigkeiten im u-Bereich und darunter geht, entsprechende Verfahren und Vorrichtungen einsetzen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der Praxis in der Form bekannt, daß in der Behandlungsstation Mikroskopeinheiten ein- und ausfahrbar angebracht werden, wobei diese Mikroskopeinheiten je zwei auseinander gerichtete, aber möglichst koaxiale Objektive aufweisen, die Bilder der Richtmarken der gegenüberliegenden Wafer erzeugen, so daß - meist auch unter Verwendung elektronischer Bilderzeuger an den Mikroskopen - eine gegenseitige Ausrichtung auf Deckung der Bilder der Richtmarken möglich wird. Die Ausrichtegenauigkeit hängt von der Genauigkeit der Ausrichtung der beiden Objektive auf die Meßachse ab. Wegen der Anbringung und des Ein- und Ausführens der Mikroskopeinheiten zwischen den Wafern müssen diese in der Behandlungsstation während der Einstellung mit großem Abstand voneinander angebracht und erst nachträglich zueinander verstellt werden, wobei zunächst die Mikroskopeinheiten aus dem Verstellbereich auszuschieben sind. Stimmen die optischen Meßachsen der Mikroskopeinheiten untereinander und mit der Verstellachse des die Wafer zusammenführenden Stelltriebes nicht genau überein oder ermöglicht ein Spiel des Stelltriebes auch nur geringste Seitenabweichungen, so ergeben sich praktisch nicht korrigierbare Fehler beim Zusammenfügen der Wafer. Die lediglich für das Ein- und Ausfahren der Mikroskopeinheiten einzuhaltenden großen Abstände der Wafer werden an sich für die normale Produktion nicht benötigt und führen zu einer unnötigen Komplikation im Gesamtaufbau der Behandlungsstation und zu den schon erwähnten Verstellfehlern. Bei anderen bekannten Verfahren müssen Wafer mit an beiden Seiten deckend angebrachten Richtmarken Verwendung finden. Hier kann man mit Hilfe geeigneter Mikroskope zwar nach den nach außen weisenden Richtmarken einstellen und benötigt geringere Verstellwege bzw. Abstände der Wafer voneinander, doch wird auch hier die Behandlungsstation durch die Mikroskope belastet und die Einstellgenauigkeit hängt von der Genauigkeit der Anbringung der zusätzlichen äußeren Richtmarken ab, für die überdies zusätzliche Bearbeitungsschritte aufzuwenden sind.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art und einer zu seiner Durchführung geeigneten Vorrichtung, mit dessen bzw. deren Hilfe bei Vereinfachung des Aufbaues der Behandlungsstation eine hohe Ausrichtungsgenauigkeit der Wafer zueinander erzielbar ist.
Verfahrensmäßig wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Substratträger für das eine Halbleitersubstrat wenigstens in einer zur Hauptebene des Halbleitersubstrates etwa parallelen Koordinatenrichtung aus einer Behandlungsstation In eine Meßstation und der andere Substratträger in den drei Koordinatenrichtungen verstellbar, um eine zur Hauptebene des von ihm getragenen Halbleitersubstrates normale Achse drehbar ist und zum Keilfehlerausgleich in seiner Kipplage gegenüber dem anderen Substratträger eingestellt wird, wobei über Meß- und Steuereinrichtungen Einstellpositionen der Substratträger erfaßt und reproduziert werden, daß in der Meßstation die beiden Objektive der Mikroskopeinheiten mit Abstand voneinander und aufeinander zu gerichtet angebracht sind, so daß die Substratträger mit den Substraten zwischen sie eingeführt werden können, wobei diese Substratträger nacheinander in die Meßstation verstellt werden und die Mikroskopeinheiten mit ihren entsprechenden Objektiven nach dem Einführen des ersten Substratträgers auf die Richtmarken des am ersten Substratträger gehaltenen 2
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Halbleitersubstrates eingestellt, dann dieser erste Substratträger zurückgestellt und der nun eingeführte zweite Substratträger selbst bei unverändert bleibender Mikroskopeinstellung zur Ausrichtung der Richtmarken des von ihm getragenen Halbleitersubstrates auf die anderen Objektive der Mikroskopeinheiten eingestellt wird und daß schließlich die Substratträger außerhalb der Meßstation mit den ausgerichteten Halbleitersubstraten zusammengeführt werden.
Durch die Ausgliederung der Mikroskopeinheiten aus der Behandlungsstation in eine eigene Meßstation ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung in Aufbau und Größe der Behandlungsstation und es lassen sich insbesondere die zum Zusammenfügen der Wafer einzuhaltenden Verstellwege auf das notwendige Ausmaß verkürzen. Da die Mikroskopeinheiten aufeinander zugerichtete Objektive - die wieder mit elektronischen Bilderzeugern zur Vereinfachung der Überwachung verbunden sein können - aufweisen, werden nicht, wie bei den bekannten Verfahren, die Mikroskopeinheiten zwischen die Wafer verstellt, sondern die Wafer werden zwischen die Objektive der Mikroskopeinheiten eingefahren, wobei der Abstand der Objektive eines Objektivpaares im wesentlichen nur die Dicke eines Substratträgers und des aufliegenden Wafers berücksichtigen muß.
Es ist an und für sich üblich, die Wafer aus Magazinen abzuziehen und über entsprechende Vorrichtungen auf die Substratträger aufzulegen, an denen sie z.B. durch Vakuum oder auch elektrostatische Kräfte fixiert werden. In den Magazinen sind die Wafer meist untereinander gleich ausgerichtet und tragen demnach auch nach der gleichen Seite weisend die jeweiligen Richtmarken. Dementsprechend sind auch die mechanischen Ausrichtehilfen, also die schon erwähnten Flachstellen oder Kerben, bei beiden zusammenzufügenden Wafern in gleicher Anordnung gegenüber den Richtmarken vorhanden. Im wesentlichen gleiche Verhältnisse ergeben sich, wenn die Wafer in Vorjustierstationen, meist unter Verwendung optischer Hilfseinrichtungen grob ausgerichtet werden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Vereinfachung in den notwendigen Einstell- und Arbeitsvorgängen dadurch erzielt, daß beide Halbleitersubstrate mit nach der gleichen Seite weisenden Richtmarken auf die zugeordneten Substratträger aufgelegt und fixiert werden und der eine Substratträger nach dem Auflegen des zugeordneten Substrates zur Vorbestimmung der angestrebten Gegenüberstellung der beiden Substrate gewendet wird.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt den schon eingangs erwähnten Grundaufbau und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß beide Substratträger über Führungen und Stelltriebe nacheinander aus der Behandlungsstation in eine Meßstation und zurück in die Behandlungsstation verstellbar sind, wobei die Mikroskopeinheiten in der Meßstation mit im Abstand voneinander angeordneten und zueinander gerichteten Objektiven einstellbar angebracht und nach dem Einführen des ersten Substratträgers nach ihren zur entsprechenden Seite des Halbleitersubstrates gerichteten Objektiven auf dessen Richtmarken einstellbar sind, der zweite Substratträger aber über seine Einstelleinrichtungen nach den Richtmarken des von ihm getragenen Halbleitersubstrates auf die nach der anderen Seite gerichteten Objektive der in ihrer Einstellung verbleibenden Mikroskopeinheiten einstellbar und in dieser Ausrichtung in die Behandlungsstation rückstellbar ist, in der die Halbleitersubstrate nun in gegenseitiger Ausrichtung zusammengefügt werden können.
Die Vorteile dieser Vorrichtung wurden schon im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Ergänzend ist hier festzustellen, daß bevorzugt übergeordnete Steuereinrichtungen, z. B. ein oder mehrere Computer, Verwendung finden, die mit den Stelltrieben und sonstigen Einstelleinrichtungen für die Substratträger und die Mikroskopeinheiten sowie mit diesen zugeordneten Meßsystemen verbunden sind und jede Momentanlage der Substratträger bzw. Mikroskope erfassen sowie das Anfahren jeder gewünschten bzw. erforderlichen Sollage ansteuern können. Es sind an und für sich verschiedenste Stelltriebe und Steuereinrichtungen möglich, wobei für die exakten Einstellungen z.B. mit Schrittmotoren gekuppelte Mikrometertriebe eingesetzt werden können. Eine besonders einfache und dabei betriebssichere Ausgestaltung sieht vor, daß die Führungen beider Substratträger als Führungsschlitten ausgebildet sind.
Es wurde schon erwähnt, daß für das Zusammenfügen auch eine Parallelstellung der beiden zueinander weisenden und daher zusammenzufügenden Seiten der Wafer angestrebt wird. Vorrichtungsmäßig wird dies erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, daß der Führungsschlitten des zweiten Substratträgers seinerseits auf einem Träger aufruht, der über Führungen und Stelltriebe in drei Koordinatenrichtungen verstellbar und um die Z-Achse des Koordinatensystems verdrehbar ist, wobei zur Einstellung in Richtung der Z-Achse, wie an sich bekannt, wenigstens drei Stelltriebe dienen, die gesteuert sowohl gemeinsam zur Parallelverstellung des Trägers als auch einzeln für eine Kippeinstellung des Trägers zwecks Keilfehlerausgleiches einstellbar sind. Für den Keilfehlerausgleich ist es nach einer Variante möglich, den Träger über Druckfühler auf den Stelltrieben abzustützen und mit Hilfe der Stelltriebe den zweiten Substratträger bis zur Berührung der Wafer gegen den ersten Substratträger anzustellen, wobei jeder Druckfühler über die Steuereinrichtung 3
AT 405 775 B zunächst beim Auftreten eines bestimmten Solldruckes den zugeordneten Stelltrieb abschaltet, so daß die Wafer nach Abschalten aller Stelltriebe mit gleichmäßigem Druck aneinanderliegen. Diese Einstellung wird gespeichert und kann über die Steuereinrichtung jederzeit wieder angefahren werden, wobei in der Praxis vorzugsweise so vorgegangen wird, daß zunächst der Keilfehlerausgleich durchgeführt und dann erst in der Meßstation die Einstellung nach den Richtmarken vorgenommen wird. Anstelle der Druckfühler können auch andere bekannte, auf die Annäherung bzw. Berührung der zusammenzufügenden Wafer empfindliche Meßeinrichtunge, z. B. pneumatische oder elektrostatische Fühler, zum Einsatz kommen, wenn man beim Keilfehlerausgleich eine unmittelbare Berührung der beiden Wafer vermeiden und diese erst in voll ausgerichtetem Zustand zusammenfügen will.
Bei der beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung ist nach einer Weiterbildung der Träger über Auflagedruckfühler begrenzt gleitverstellbar auf den Stelltrieben abgestützt ist und zur Vertikal- und Seitenführung des Trägers dienen wenigstens zwei langgestreckte, parallele und unter flachem Anstellwinkel an ihm angreifende, mit ihren anderen Enden an feststehenden Bauteilen befestigte Blattfedern. Diese Blattfedern gewährleisten zunächst einen gleichmäßigen Auflagedruck des Trägers auf den Fühlern und verhindern ein Abheben von diesen Fühlern. Besonders vorteilhaft ist jedoch, daß die Federn in der erwähnten Anordnung eine äußerst einfache Vertikalführung bilden, bei der der Verstellweg des Trägers spielfrei definiert wird, so daß mit relativ einfachen Mitteln eine sehr hohe Genauigkeit in der Vertikaleinstellung und in der Reproduktion von anzufahrenden Vertikaleinstellungen erzielt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung in stark schematisierter Darstellungsweise in Seitenansicht,
Fig. 2 in Unteransicht bzw. Draufsicht zwei die Substratträger und die auf diesen gehaltenen Wafer tragende Führungsschlitten,
Fig. 3a und b schematisch in Unteransicht den in der Meßstation befindlichen Führungsschlitten des ersten Substratträgers vor bzw. nach der Einstellung der Mikroskopeinheiten auf (nicht dargestellte) Richtmarken des am Substratträger gehaltenen Substrates,
Fig. 4 eine Draufsicht auf diese Tragvorrichtung für den zweiten Substratträger bei abgenommenem Substratträger und die
Fig. 5 - 8 in schematisch schaubildlicher Darstellung die Gesamtvorrichtung bei ver schiedenen Einstellungen der Substratträger während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung prinzipiell aus einer Behandlungsstation 1 und einer neben ihr angeordneten Meßstation 2, wobei zwischen diesen beiden Stationen eine nicht dargestellte Zufuhrstation für Wafer vorgesehen sein kann, aus der die Wafer unter Abzug aus einem Magazin einzeln auf Substratträger aufgelegt werden können.
Die Behandlungsstation 1 besitzt einen Tragrahmen 3, an dem ein Führungsschlitten 4 mit einem ersten Substratträger 5 über eine Führungs- und Antriebseinheit 6 in der X-Richtung des Koordinatensystems in die Meßstation 2 und wieder zurück in die Behandlungsstation 1 verstellbar angebracht ist. Der Substratträger 5 ist über einen Motor 7 im Führungsschlitten 4 so gehalten, daß er nach oben weisend ein Halbleitersubstrat, nämlich einen Wafer 8, aufnehmen und festhalten kann und dann gewendet wird, so daß nun der Wafer 8 mit seiner freien, die nicht dargestellten Richtmarken tragenden Sichtseite nach unten weist und in dieser Stellung zunächst in die definierte Lage in der Behandlungsstaiton zurückgestellt wird.
Unterhalb des Führungsschlittens 4 ist ein weiterer Führungsschlitten 9 mit einem hier feststehenden Substratträger 10 zur Halterung eines zweiten Wafers 11 (Halbleitersubstrates) vorgesehen, der über eine Antriebs- und Stelleinheit 12 auf einem Träger 13 abgestützt ist. Auch der Schlitten 9 kann über die Antriebs- und Stelleinheit 12 in X-Richtung des Koordinatensystems in die Meßstation 2 und zurück in eine definierte Ausgangslage verstellt werden. Der Träger 13 ruht mit Auflagedruckfühlern 14 auf drei Stelltrieben 15, 16 auf, wobei die beiden Stelltriebe 16 mit zwei zur Vertikalführung dienenden Blattfedern 17 (siehe Fig. 5) Zusammenwirken, die an einem Halter 18 unter flachem Anstellwinkel angebracht sind. Der Halter 18 ist seinerseits über Antriebs- und Stelleinheiten 19, 20, 21 in X- und Y-Richtung des Koordinatensystems verstellbar und um eine Vertikalachse geringfügig verdrehbar angeordnet. ln der Meßstation 2 befinden sich an über Stelleinrichtungen 22, 23 in X- und Y-Richtung des Koordinatensystems verstellbaren Mikroskopträgem 24, 25 zwei Mikroskopeinheiten mit je zwei koaxial zueinander gerichteten Objektiven 26, 27. Die Antriebs- und Stelleinheiten 6, 12, 19 - 21, 22, 23 und auch die Druckfühler 14 sowie die Stelltriebe 15, 16 sind mit einem zentralen Rechner 28 verbunden, von dem in Fig. 1 nur die Verbindung mit den Stelltrieben 15, 16 dargestellt wurde. Nach den Fig. 5-8 sind die Behandlungsstation 1 und die Meßstation 2 auf einer gemeinsamen Basisplatte 29 angeordnet. 4

Claims (6)

  1. AT 405 775 B Bei der Einstellung und Zusammenführung der beiden Wafer 8, 11 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wie folgt vorgegangen: Aus der Ausgangsposition nach Fig. 1 wird zunächst der Führungsschlitten 4 in eine Beladestation verbracht und ein Wafer 8 wird mit nach oben gerichteter Sichtseite auf den Substrathalter 5 aufgelegt (Fig. 2). Anschließend wird der Substratträger 5 mittels des Motors 7 um 180” gewendet, so daß nun die die Paßmarken aufweisende Sichtseite des Wafers 8, der z. B. durch Ansaugung gehalten wird, nach unten weist. Der Führungsschlitten 4 wird nun in die Ausgangstage nach Fig. 1 zurückgestellt, welche Ausgangstage eindeutig durch Überwachung der in die Antriebseinheit 6 integrierten Meßsysteme definiert ist. Nun fährt der Führungsschlitten 9 aus der Behandlungsstation 1 heraus und wird mit einem Wafer 11, dessen Sichtseite nach oben weist, beschickt, wobei dieser Wafer 11 am Substratträger 10 fixiert wird. Auch der Führungsschlitten 9 wird dann in die Ausgangstage zurückgestellt, in der er durch entsprechende Einstellung der Antriebs- und Meßeinheit 12 den Wafer 11 zunächst mit Abstand vom Wafer 8 in Gegenüberstellung festhält. Nun wird der Führungsschlitten 9 mit Substratträger 10 und Wafer 11 durch Verstellen des Trägers 13 mittels der Stelltriebe 15, 16 angehoben, bis entsprechende Signale der Auflagedruckfühler 14 anzeigen, daß ein gleichmäßiger Auflagedruck des Wafers 11 am Wafer 8 erreicht ist und damit die beiden Wafer flächig aneinanderliegen. Die entsprechende Position der Stelleinheiten 15, 16, 19-21 wird gespeichert. Anschließend wird der Träger 13 um ein vorbestimmtes Maß mittels der Stelltriebe 15, 16 nach unten verstellt. Der nun freigegebene Wafer 8 wird mit dem Führungsschlitten 4 mittels der Antriebs- und Stelleinrichtungen 6 in die Richtstation 2 verschoben. Für die Einbringung des Führungsschlittens 4 mit Substratträger 5 und Wafer 8 werden die Mikroskopeinheiten 26, 27 mit ihren Trägern 24, 25 über die Stelltriebe 22, 23 aus der Lage nach Fig. 5 zunächst auseinander in die Stellung nach Fig, 6 bzw. Fig, 3a oben bewegt. Nun werden die Mikroskopeinheiten aufeinander zu verstellt (Fig. 8 bzw. Fig. 3b) und durch Einstellung in der X- und Y-Richtung mit ihren nach oben weisenden Objektiven 27 auf die Richtmarken des Wafers 8 genau eingestellt und in dieser Lage fixiert. Der Führungsschlitten 4 fährt nun in die definierte Ausgangslage nach den Fig. 1, 5 und 8 zurück und wird in dieser Ausgangslage fixiert. Nun wird der Führungsschlitten 9 über die Antriebseinrichtung 12 verstellt, bis sich der auf seinem Substratträger 10 befindliche Wafer 11 zwischen den Objektiven 26, 27 der Mikroskopeinheiten befindet. Diese Mikroskopeinheiten bleiben nun festgestellt und der Führungsschlitten 9 wird über die Stelltriebe 19 -21 unter Verstellung des Trägers 13 solange verstellt, bis die Richtmarken des Wafers 11 von den nach unten weisenden Objektiven 26 der Mikroskopeinheiten erfaßt sind, was bedeutet, daß der gleiche Zustand herrscht, als ob sich beide Wafer 8, 11 in der Richtstation befänden und mit ihren Richtmarken exakt aufeinander und auf die Achsen der Mikroskopeinheiten 26, 27 ausgerichtet wären. Nun wird der Führungsschlitten 9 in die Ausgangslage innerhalb der Behandlungsstation 1 zurückgestellt und durch gesteuerte Betätigung der Stelltriebe 15, 16 in die Andrücklage des Wafers 8, 11 an den schon in der Behandlungsstation 1 befindlichen Wafer 8 verstellt, so daß nun die beiden nach den Richtmarken genau aufeinander ausgerichteten Wafer zusammengefügt werden können. Die Fixierung der einander berührenden, ausgerichteten Wafer 8, 11 kann nach herkömmlichen Verfahren erfolgen. Dabei können die Wafer 8, 11 beispielsweise mechanisch gegeneinander fixiert werden, soferne nicht durch entsprechende Oberflächen bzw. Oberflächenstrukturen der Wafer 8, 11 schon durch den Berührungsdruck, z. B. durch die Van Der Waalschen Kräfte, eine gegenseitige Fixierung gewährleistet ist. Geringfügige Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise kann man die Ausrichtung der Objektive 27 der unteren Mikroskopeinheiten 25 in der Meßstation auf die Richtmarken des Wafers 8 schon unmittelbar nach dem Auflegen dieses Wafers 8 auf den Substratträger 5 durchführen und dann erst in die Ausgangsposition des Führungsschlittens 4 zurückfahren. Die Verstelleinheiten 19, 20, 21 können nach einer Ausführungsvariante bei einem entsprechend geteilten Führungsschlitten 9 auch auf der unteren Hälfte dieses Führungsschlittens angebracht werden, so daß sie die untere Schlittenhälfte mit dem Substratträger 10 und dem Wafer 11 direkt in der Meßstation 2 ausrichten können. Patentansprüche 1. Verfahren zum ausgerichteten Zusammenführen von Richtmarken aufweisenden, scheibenförmigen Halbleitersubstraten, sogenannten Wafem, die auf Substratträgern gehalten sind, bei dem die Wafer auf Parallellage ihrer zueinander weisenden Seiten eingestellt, nach auf diesen Seiten angebrachten Richtmarken ausgerichtet und dann zusammengeführt werden, wobei zur Erfassung der zur Deckung zu bringenden Richtmarken Mikroskopeinheiten mit koaxialen, nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Objektiven Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratträger für das eine Halbleitersubstrat wenigstens in einer zur Hauptebene des Halbleitersubstrates etwa parallelen Koordi- 5 AT 405 775 B natenrichtung aus einer Behandlungsstation in eine Meßstation und der andere Substratträger in den drei Koordinatenrichtungen verstellbar, um eine zur Hauptebene des von ihm getragenen Halbleitersubstrates normale Achse drehbar ist und zum Keilfehlerausgleich in seiner Kipplage gegenüber dem anderen Substratträger eingestellt wird, wobei über Meß- und Steuereinrichtungen Einstellpositionen der Substratträger erfaßt und reproduziert werden, daß in der Meßstation die beiden Objektive der Mikroskopeinheiten mit Abstand voneinander und aufeinander zu gerichtet angebracht sind, so daß die Substratträger mit den Substraten zwischen sie eingeführt werden können, wobei diese Substratträger nacheinander in die Meßstation verstellt werden und die Mikroskopeinheiten mit ihren entsprechenden Objektiven nach dem Einführen des ersten Substratträgers auf die Richtmarken des am ersten Substratträger gehaltenen Halbleitersubstrates eingestellt, dann dieser erste Substratträger zurückgestellt und der nun eingeführte zweite Substratträger selbst bei unverändert bleibender Mikroskopeinstellung zur Ausrichtung der Richtmarken des von ihm getragenen Halbleitersubstrates auf die anderen Objektive der Mikroskopeinheiten eingestellt wird und daß schließlich die Substratträger außerhalb der Meßstation mit den ausgerichteten Halbleitersubstraten zusammengeführt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Halbleitersubstrate mit nach der gleichen Seite weisenden Richtmarken auf die zugeordneten Substratträger aufgelegt und fixiert werden und der eine Substratträger nach dem Auflegen des zugeordneten Substrates zur Vorbestimmung der angestrebten Gegenüberstellung der beiden Substrate gewendet wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer zum Zusammenführen der Richtmarken aufweisenden Halbleitersubstrate dienenden Behandlungsstation, in der zwei Substratträger zur Halterung je eines Halbleitersubstrates vorgesehen sind, von denen der zweite Substratträger gegenüber dem ersten Substratträger über Einstelleinrichtungen in den drei Koordinatenrichtungen verstellbar und um eine normal zur Auflageebene des Halbleitersubstrates verlaufende Achse verdrehbar ist, Meßeinrichtungen und Stelltrieben zur Bestimmung und Einstellung der Relativlagen der beiden Substratträger und der auf ihnen gehaltenen Substrate, und Mikroskopeinheiten mit koaxialen, nach entgegengesetzten Seiten gerichteten Objektiven zur Überwachung der gegenseitigen Ausrichtung der Halbleitersubstrate durch paarweise Erfassung von an deren gegenüberliegend anzubringenden Seiten vorhandenen Richtmarken, dadurch gekennzeichnet, daß beide Substratträger (5, 10) über Führungen (4, 9) und Stelltriebe (6, 12, 19 - 21) nacheinander aus der Behandlungsstation (1) in eine Meßstation (2) und zurück in die Behandlungsstation (1) verstellbar sind, wobei die Mikroskopeinheiten in der Meßstation mit im Abstand voneinander angeordneten und zueinander gerichteten Objektiven (26, 27) einstellbar angebracht und nach dem Einführen des ersten Substratträgers (5) nach ihren zur entsprechenden Seite des Halbleitersubstrates gerichteten Objektiven (27) auf dessen Richtmarken einstellbar sind, der zweite Substratträger (10) aber über seine Einstelleinrichtungen (19-21) nach den Richtmarken des von ihm getragenen Halbleitersubstrates (11) auf die nach der anderen Seite gerichteten Objektive (26) der in ihrer Einstellung verbleibenden Mikroskopeinheiten einstellbar und in dieser Ausrichtung in die Behandlungsstation (1) rückstellbar ist, in der die Halbleitersubstrate (8, 11) nun in gegenseitiger Ausrichtung zusammengefügt werden können.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen beider Substratträger (5, 10) als Führungsschlitten (4, 9) ausgebildet sind.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (9) des zweiten Substratträgers (10) seinerseits auf einem Träger (13) aufruht, der über Führungen und Stelltriebe (5, 16, 19, 20, 21) in drei Koordinatenrichtungen verstellbar und um die Z-Achse des Koordinatensystems verdrehbar ist, wobei zur Einstellung in Richtung der Z-Achse, wie an sich bekannt, wenigstens drei Stelltriebe (15, 16) dienen, die gesteuert sowohl gemeinsam zur Paralleiver-stellung des Trägers (13) als auch einzeln für eine Kippeinstellung des Trägers (13) zwecks Keilfehlerausgleiches einstellbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) über Auflagedruckfühler (14) begrenzt gleitverstellbar auf den Stelltrieben (15, 16) abgestützt ist und zur Vertikal- und Seitenführung des Trägers (13) wenigstens zwei langgestreckte, parallele und unter flachem Anstellwinkel an ihm angreifende, mit ihren anderen Enden an feststehenden Bauteilen (18) befestigte Blattfedern (17) dienen. 6 AT 405 775 B Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 7
AT0002998A 1998-01-13 1998-01-13 Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten AT405775B (de)

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