CN101556440A - 对准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对准装置，用以对软微影制程中的基层与上层进行精确对准，该基层具有至少一个第一对准图案，该上层具有至少一个第二对准图案，该对准装置包括一个基准台，其上装载一个基准图形，该基准图形具有与第一对准图案相对应的第一基准图案，及与第二对准图案相对应的第二基准图案；一个承载台，用于承载并固持该基层，该承载台可驱动该基层运动以使该基层上的第一对准图案与该第一基准图案相对准，该上层可通过一个夹持装置夹持并层叠在该基层上，且该夹持装置移动该上层以使该第二对准图案对准该第二基准图案；以及一个光学放大单元，用以对基准图形上的第一、第二基准图案，基层及上层上的第一、第二对准图案进行光学放大。

Description

对准装置
技术领域
本发明涉及一种对准装置，尤其涉及一种在软微影制程中对基层及上层进行对准的对准装置。
背景技术
在软微影制程(Soft Lithography Process)中，基层(bottom layer)与上层(upperlayer)作为组合成为最终成品的两部分，其需要经过电浆表面改质(plasma cleaning)后再接合(Bonding)以形成最终的成品，例如，该基层与该上层可为采用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)作为材质，且结构上相互对称的两个光学成像部，其可相互接合形成一个镜片。具体可参阅Christiansen，S.H.等人在Proceedings of the IEEE，Volume 94，Issue 12，Dec.2006 Page(s)：2060-2106上发表的Wafer Direct Bonding：From Advanced Substrate Engineering to Future Applications inMicro/Nanoelectronics一文。
为了使接合后形成的成品具备高精确度，要求基层与上层相互对准。然而，该对准过程在现有技术中通常是直接利用人眼观察并通过手工操作来实现，由于人手操作存在较高的操作误差，因此利用现有技术对准的基层与上层，其对准精度难以达到理想要求，从而容易造成成品失效。
有鉴于此，有必要提供一种可实现较高对准精确度的对准装置。
发明内容
下面将以实施例说明一种可实现较高对准精确度的对准装置。
一种对准装置，用以对软微影制程中的基层与上层进行精确对准，该基层具有至少一个第一对准图案，该上层具有至少一个第二对准图案，该对准装置包括一个基准台，其上装载一个基准图形，该基准图形具有与至少一个第一对准图案相对应的至少一个第一基准图案，及与至少一个第二对准图案相对应的至少一个第二基准图案；一个承载台，用于承载并固持该基层，该承载台可驱动该基层运动以使该基层上的第一对准图案与该基准图形上的第一基准图案相对准，该上层可通过一个夹持装置夹持并层叠在该基层上，且该夹持装置移动该上层以使该上层的第二对准图案对准该基准图形的第二基准图案；以及一个光学放大单元，其相对于该承载台设置，用以对基准图形上的第一、第二基准图案，基层及上层上的第一、第二对准图案进行光学放大以精确对准该基准图形、基层及上层。
相对于现有技术，该对准装置利用一个光学放大单元对基准图形上的第一、第二基准图案、基层以及设置在该基层上的上层的第一、第二对准图案进行光学放大，以调节该基层与该上层的第一、第二对准图案，使其分别与该基准图形上的第一、第二基准图案对准，从而实现该基层与该上层的精确对准，且由于该对准过程可借助该承载台驱动基层来实现，因而采用该对准装置可实现较高的对准精确度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的对准装置的结构示意图。
图2是图1所示对准装置的承载台通过管道与真空泵相连接的示意图。
图3是本发明实施例提供的基准图形、基层与上层的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种对准装置10，该对准装置10包括一个基准台11、一个承载台13及一个光学放大单元15。
该基准台11上装载一个基准图形(Alignment Pattern)110，其一端可连接一个位移驱动装置12，该位移驱动装置12可驱动该基准台11及其上所装载的基准图形110作平移。
请一起参阅图2，该承载台13包括一个基座130，以及固设在该基座130上的一个加热板132。其中，该基座130可为一个探针台(probe station)，其可沿X、Y及Z轴作三轴联动，同时可旋转并具有角度调节功能。该加热板132上具有一个承载面1320，由该承载面1320向内开设有一个通孔1300，且该通孔1300贯穿该基座130及该加热板132。该通孔1300可通过一个管道1302与一个抽气装置14，如一个真空泵相连通。另外，该加热板132可通过电连接一个电源供应器16以对其供电。
该光学放大单元15与该承载台13相对设置，其可具体设置为一个光学放大镜。该光学放大镜包括多个物镜150，该多个物镜150可旋转式地切换。
请进一步参阅图3，该对准装置10用以对软微影制程中的基层112与上层114进行精确对准，该基层112与上层114可分别为聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)，在对准该基层112与该上层114前，该基层112与该上层114通常接受电浆表面改质(plasmacleaning)，以使其接合面具有亲水性(hydrophile)。该基层112具有至少一个第一对准图案A0，该上层114具有至少一个第二对准图案B0，该基准图形110上具有与第一对准图案A0相对应的至少一个第一基准图案A，及与第二对准图案B0相对应的至少一个第二基准图案B。
工作时，先将该基层112放置在该承载台13的承载面1320上，并利用该基层112将该通孔1300的吸气口1304堵住，由此，可通过该真空泵对该通孔1300抽真空，以将该基层112固持在该承载台13上，并使该基层112与该加热板132相热性连接。同时，可通过开启位移驱动装置12驱动基准台11及其上所装载的基准图形110移动，以使该基准图形110移动至与该光学放大镜的物镜150相对准，从而可利用该光学放大镜对该基准图形110上的第一基准图案A，及该基层112上的第一对准图案A0的光学成像进行放大。操作者可一边通过该光学放大镜观察该第一基准图案A及该第一对准图案A0，一边调节该基座130以使其沿X、Y及Z轴移动，或同时作旋转运动及角度调节运动，使得该第一基准图案A与该第一对准图案A0相对准。
进一步地，可通过一个夹持装置，如一个夹爪(图未示)夹持并移动该上层114至与该基层112相对齐并层叠在该基层112上。本领域技术人员可以理解的是，通常，在层叠该基层112与该上层114前，该基层112上形成第一对准图案A0的一表面可滴上甲醇。当该上层114层叠在该基层112上时，由于甲醇仍未挥发并为液状，因此，该上层114可沿该基层112的表面滑动。此时，操作者可一边通过该光学放大镜观察该基准图形110的第二基准图案B，及该上层114上的第二对准图案B0，一边手动调节该上层114的位置，使得该第二基准图案B与第二对准图案B0相对准。
当基层112及上层114分别与该基准图形110相对准后，也即实现了基层112及上层114的精确对准。
可以理解的是，为了防止对准后的上层114在甲醇未挥发时沿基层112的表面滑动，该对准装置10可进一步包括一个顶压装置17，该顶压装置17包括一个固定座170及一个压杆172，该压杆可为具较佳弹性的金属材料所制成，其一端为一固定端并固设在该固定座170上，另一端为一压力端，该压力端可绕该固定端在一个平面内旋转。当该压力端旋转至该上层114上时，其与该上层114相接触并对该上层114施加一个压力，从而使该上层114抵靠在该基层112上。
接着，操作者可开启该电源供应器16以对该加热板132供电，使得该加热板132发热并传导热量至该基层112上，进而使得该基层112的表面上的甲醇挥发并凝固，从而接合(bonding)该基层112与该上层114。
需要指明的是，在利用光学放大镜对基准图形110上的第一、第二基准图案A、B，以及基层112及上层114上的第一、第二对准图案A0、B0进行光学放大时，操作者可通过切换该光学放大镜上的多个物镜150，以选择具最适配放大率的物镜150对基准图形110及第一、第二对准图案A0、B0进行光学放大。该对准的精度可依据基准图形110上的第一、第二基准图案A、B的尺寸进行设定，当然，该光学放大镜的放大率也需与该第一、第二基准图案A、B的尺寸相适配，以可供观察者进行清楚观测。另外，操作者也可不使用夹持装置，直接利用人手来移动上层114，以使该上层114与该基层112相对齐并层叠在该基层112上。
本发明实施例提供的对准装置10，其利用一个光学放大单元15对基准图形110上的第一、第二基准图案A、B，基层112以及设置在该基层112上的上层114的第一、第二对准图案A0、B0进行光学放大，以调节该基层112与该上层114的第一、第二对准图案A0、B0分别与该基准图形110上的第一、第二基准图案A、B对准，从而实现该基层112与该上层114的精确对准，且由于该对准过程可借助该承载台13驱动基层112来实现，因而采用该对准装置10可实现较高的对准精确度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种对准装置，用以对软微影制程中的基层与上层进行精确对准，该基层具有至少一个第一对准图案，该上层具有至少一个第二对准图案，该对准装置包括：
一个基准台，其上装载一个基准图形，该基准图形具有与至少一个第一对准图案相对应的至少一个第一基准图案，及与至少一个第二对准图案相对应的至少一个第二基准图案；
一个承载台，用于承载并固持该基层，该承载台可驱动该基层运动以使该基层上的第一对准图案与该基准图形上的第一基准图案相对准，该上层可通过一个夹持装置夹持并层叠在该基层上，且该夹持装置移动该上层以使该上层的第二对准图案对准该基准图形的第二基准图案；以及
一个光学放大单元，其相对于该承载台设置，用以对基准图形上的第一、第二基准图案，基层及上层上的第一、第二对准图案进行光学放大以精确对准该基准图形、基层及上层。
2.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，该对准装置进一步包括一个位移驱动装置，其连接于该基准台且可驱动该基准台移动。
3.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，该承载台包括一个基座及设置在该基座上的一个加热板，该基层承载并固持在该加热板上。
4.如权利要求3所述的对准装置，其特征在于，该基座为一个探针台。
5.如权利要求3所述的对准装置，其特征在于，该对准装置进一步包括一个抽气装置，该加热板具有一个承载面以承载该基层，且该加热板的承载面上开设一个连接至该抽气装置的通孔，该抽气装置对该通孔抽真空以固持承载台上的基层。
6.如权利要求5所述的对准装置，其特征在于，该抽气装置为一个真空泵。
7.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，该对准装置进一步包括一个顶压装置，该顶压装置包括一个固定座及一个压杆，该压杆可转动地设置在该固定座上，其一端对设置在基层上的上层施加压力，以使该上层抵靠在该基层上。
8.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，该光学放大单元为一个光学放大镜。
9.如权利要求8所述的对准装置，该光学放大镜包括多个物镜，该多个物镜可旋转式切换以选择性地对基准图形上的第一、第二基准图案，基层及上层上的第一、第二对准图案进行光学放大。
10.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，该对准装置进一步包括一个电源供应器，其电连接于该加热板以对该加热板供电加热。
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