CN104813463B - 用于使衬底对准的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及为了继续处理衬底(2，2′)使平衬底(2，2′)与承载衬底(5，5′)对准并且进行接触的装置。此外本发明还涉及一种相应的方法和为了继续处理平衬底(2，2′)使用具有平均直径d1的平衬底(2，2′)进行对准并且与具有平均直径d2的承载衬底(5，5′)相接触，其中平均直径d1大于平均直径d2。

Description

用于使衬底对准的装置和方法
本发明涉及用于为了继续处理使平衬底与承载衬底对准并且进行接触的装置以及相应的方法和使用。
在半导体工业领域经常要求减薄晶片的背面侧并且这可以通过机械式和/或化学方法进行。为了减薄背面侧通常将晶片暂时固定在承载系统上面，其中在固定方面具有不同的方法。例如使用薄膜或由硅，硅合金(像SiC,SiN等)，陶瓷，(玻璃纤维强化)塑料，石墨，蓝宝石，金属，玻璃或复合材料制成的晶片作为承载系统。当减薄过程结束或继续处理时将背面侧已经减薄的晶片安装在薄膜框架上面并随后去除承载。
一旦还要求除了背面减薄之外的衬底的处理，则再次使用刚性承载系统，即承载衬底。所述在背面减薄之后在相应的工业设备上执行的处理步骤的示例为：金属化，干式蚀刻，湿式蚀刻，激光处理，光刻，烘炉处理，掺加等。
在刚性承载衬底的情况下待处理的产品衬底通常通过粘接层与承载衬底相连接。
承载衬底应赋予将被任意减薄处理的衬底足够的机械稳定性，使得其在继续执行的处理步骤中或处理设备中能够被处理。目前在临时连接的情况下目标厚度为：30μm-100μm之间，未来将致力于生产更薄的1μm-50μm之间的产品衬底，在永久连接的情况下还可以得到更薄的产品衬底，这种产品衬底在物理上仅通过对晶体管与连接层的结构高度的要求受到限制。产品衬底的最小厚度介于0.001μm-5μm之间。
上述处理步骤要求中的几个在相应的设备中对衬底或承载衬底精确地进行定位。
其中例如将名义上300mm+/-200μm的产品衬底键合至301mm+/-200μm的承载衬底上。这是在采取谨慎的防护措施的情况下进行，以便在边缘区域足够地保护并尤其支撑将被背面减薄的或已经背面减薄的晶片。但是由于这些措施承载衬底的边缘区域在不同的处理步骤中，尤其在溅镀过程中，电沉积过程中和蚀刻过程中暴露在外面。
通过这些在背景技术中所述的承载衬底会导致产生几个问题。沉积过程，在承载衬底的边缘上的蚀刻等导致承载衬底边缘受到强污染。
在分离产品衬底之后必须特别繁琐地和高费用地清洁这些被污染的边缘区域。破损的承载衬底边缘经常是唯一的限制承载衬底的使用寿命的原因。此外终端产品的附加成本还源自承载衬底的费用成本，承载衬底的回收成本和再利用循环的次数。通过这种沿用至今的方法承载衬底的清洁步骤变得特别昂贵，因此在许多情况下不会再使用所述承载衬底。
承载衬底越便宜对再利用循环的次数的要求也就越不重要，例如对于生产成本大约20欧元的承载衬底期望至少再利用10次。
承载衬底越昂贵其高的使用寿命也就越重要(＝再利用循环的次数多)。例如对于生产成本大约2000欧元的承载衬底期望能够再利用1000次。
例如，在首次制造时可能使承载衬底变得昂贵的特性为：
-原材料，
-精确的几何形状：微小的总厚度变化(TTV)，例如要求＜1μm,以便能够尽可能精确地将产品磨削或研磨到期望的厚度，
-预处理，使得能够在以后分离临时的键合。
由于这些问题特别昂贵的承载衬底常常不被采用，尽管它们拥有对于其它处理步骤有利的特性。
在下面列出的处理步骤中对两个晶片的分类精确度提出特别高的要求：
-在承载衬底上面对背面减薄的晶片进行等离子体处理的过程中偏心率导致等离子体不均匀地放电。产生的放电(基于高的电场密度-电弧放电的击穿)可能导致损坏产品和等离子体处理室。通过能够使用等于/小于产品衬底的承载衬底，在等离子处理过程中或溅镀过程中能够实现特殊的优势。
-在所谓的扫描仪或步进式曝光机上进行光刻曝光过程中未能足够调节的键合对不会被足够准确地充电。键合对的参照(预对准)是基于外部轮廓进行。但是在两个外部轮廓的调节不够精准或不能使用产品衬底的外部轮廓的情况下，较大(许多)的承载衬底的外部轮廓不能与产品衬底上的配准标记相对应。由此配准标记不会处于显微镜的“捕捉区域”并且必须繁琐地进行搜寻。对于这些系统这导致时间损失，产能损失和生产率损失。
因此本发明的任务在于，对用于使衬底对准并进行接触的装置和方法进行说明，通过所述方法能够更加精确和高效地使平衬底与承载衬底对准并且进行接触。
该任务通过用于为了继续处理衬底使平面衬底与承载衬底对准并且进行接触的装置以及通过用于为了继续处理衬底使平面衬底与承载衬底对准并且进行接触的方法实现。由至少两个在说明书、权利要求书和/或附图中所说明的特征形成的全部组合也属于在本发明范围。至于所给出的值域处于所述极限内的值也应该作为极限值被公开并且可任意组合地被使用。
本发明是基于这样的思想，通过尤其是电子探测(探测装置)将被对准的和接触的衬底的外部轮廓以及以控制信号的形式处理(控制装置)被探测的外部轮廓来对准(对准装置)衬底实现更精确的对准。其中按照本发明尤其可以在衬底相接触之前的相向运过程中优选连续地进行对准。除此之外按照本发明尤其可以考虑，通过相同的探测装置检查对准的精确度并且如有必要执行重新对准。
衬底可以理解为在半导体工业领域中所使用的产品衬底或承载衬底。承载衬底在不同的处理步骤中，尤其在功能衬底的背面减薄过程中用于加固功能衬底(产品衬底)。尤其可以考虑使用具有平面(“平面”)或凹痕(“槽口”)的晶片作为衬底。
将一种由承载衬底和衬底组成的产品(或衬底-承载衬底-组合)设定为独立的发明，其中承载衬底和衬底通过按照本发明的装置和/或按照本发明的方法被对准，接触和彼此预固定和/或键合在一起并且特别的优点在于，承载衬底的直径d2比产品衬底的直径d1略小。按照本发明由此保证在处理产品衬底过程中承载衬底不会受到任何污染，被弄脏或受到不想要的处理等并且因此能够频繁地再利用。
尽管按照本发明的实施方式优选适合于将尤其从直径d2上看较小的承载衬底关于尤其从直径d1上看较大的衬底对准，按照本发明的装置也可以被用于将比待键合的衬底大的或一样大的承载衬底相互对准。
通过探测装置是可以通过转动装置相对衬底和/或相对承载衬底转动的和/或可以通过调节装置相对衬底和/或相对承载衬底在X-方向和/或Y-方向平行于接触面进行调节的方式，因此可以高效地和精确地执行对准。
按照本发明的一个优选的实施方式规定，探测装置被安装在至少分段地在圆周侧可对着衬底和/或承载衬底布设的，尤其是分段地形成为环形的承载单元上面。
由此按照本发明能够以高效的方式集成探测装置。
有利地承载单元是布设在承载衬底支座或衬底支座之间，尤其通过安装在其间的优选Z-调节装置形式的接触装置，和/或通过安装在其间的底板。通过这种方式提出本发明的一个特别高效的结构形式。
此外有利的是，在本发明的改进方式中调节装置是直接地被安装在底板与承载单元之间。由此可以考虑尤其与安装在其上的衬底支座直接影响承载单元。
按照本发明的另一个优选的实施方式规定，尤其可以同时通过相同的，尤其是一个或多个探测装置，优选显微镜探测圆周轮廓或圆周轮廓。通过这种方式可以在没有速度损失的情况下减少昂贵的探测装置的数量。
按照本发明也可以朝着作为承载衬底的衬底堆叠执行对准衬底。其中衬底堆叠可以理解为一定数量的已经处理的，例如背面减薄的衬底，所述衬底尤其被永久性地键合在一起。如果这种衬底堆叠足够厚，按照本发明其可以作为承载衬底。
尤其优选无论是对于衬底还是对于承载衬底都结合光学距离测量仪使用一种机械对准装置(调节装置和旋转装置)。其中特别优选所述对准装置被集成地布设在用于键合或预固定衬底的设备中。
本发明由此允许精确地，快速地和低成本地使两个衬底(衬底和承载衬底)彼此对准，在其中不必参照配准标记。按照本发明的承载衬底因此可以放弃配准标记，这使得能够更容易地制备所述承载衬底。
此外通过本发明还能够多次使用承载衬底，其中不必通过繁琐而昂贵的过程对所述承载衬底进行清洁。
除此之外还导致可以将按照本发明的装置安装/集成在键合机中的可能性。
通过本发明将对在圆周(圆周轮廓)的多个点上衬底的不同的直径给予考虑并使得在其它机械和/或光学定位中不可能实现的更精确的定位成为可能。同时使得比(纯)机械对准更快的对准成为可能。
以本发明为基础的方法和按照本发明的装置能够使得所要求的准确性，尤其＜50μm成为可能并且尤其在圆周上实现较高的转动精度，所述转动精度在至今的机械方法中是一个弱点。也能够特别准确地归类衬底和承载衬底的衬底圆周上的凹痕(所谓的“槽口”)。
特别优选凹痕位于这样的位置，所述位置能够被至少一个探测装置探测到。那些测量方向与衬底法线平行或接近平行的探测装置可以通过凹痕的位置特别快地确定转动的测量方向。类似的思考也适用于具有平面的或任何其它凹痕的或与所涉及的衬底的理想的几何形状有偏差的可用于转动校准的衬底。
按照本发明的方法尤其是一种动态的，光学扫描方法，可通过软件控制优化所探测的/测得的数据。
在本发明的一个优选的实施方式中规定，将承载衬底和功能衬底分别设置在单独的，可机械移动的支撑装置(衬底支座/承载衬底支座)上面。此处尤其设置包括真空支架的卡盘。但是也可以设置其它支架，像粘附性材料，机械夹子或静电支架。同样也可以替代承载衬底而设置产品衬底。即使已经多次键合的或背面减薄的多层衬底通过这种方法也可以调节/对准。
优选将两个衬底的其中之一固定在可在z-方向移动的固定装置(尤其是承载衬底支座)上面。另一个衬底被固定在可转动的卡盘(尤其是衬底支座)上面。所述卡盘被固定在可在x和y方向调节的机械调节单元(尤其是承载单元)里面。一个或多个光学扫描单元(探测装置)位于所述机械调节单元的上面或里面，所述光学扫描单元尤其可以同时地，在窄的频带范围内在竖直方向探测(扫描)这两个衬底。由此产生距离轮廓，所述距离轮廓同时探测/测量这两个衬底的外部几何形状(圆周轮廓)。所述距离轮廓尤其得出各个衬底的最大的外径以及在测量点或测量分段上各个衬底的距离。
优选所述探测装置的扫描单元在机械调节单元里面在与接触面平行的平面内或平行于其转动，以便使得探测衬底的圆周轮廓的多个圆周分段成为可能。通过扫描单元的转动可以测量这两个衬底的外部几何形状并同时确定这两个衬底的相对位置。这种转动可以覆盖整个圆或也可以仅覆盖扇区/探测分段。对于不太准确的调节要求可以放弃扫描单元的转动。但是也可以不使转动扫描单元，而是使用固定式扫描单元使这两个衬底转动。
替选地可以围绕这两个衬底固定地布设多个，尤其至少3个扫描单元用来确定这两个外部轮廓(或按照软件相应理想化的圆)的位置和直径。在这种情况下可以取消衬底和/或扫描单元的转动。在这种情况下衬底相对另一个衬底的微小的转动足以在接触面内沿转动方向将槽口或平面对准。
替选地可以从上或下，大约与衬底平面呈直角地布设扫描单元并且探测衬底的圆周轮廓的边缘。在特殊的情况下这涉及显微镜，显微镜提供这两个晶片边缘的图像用以进行测量和分析。
按照本发明可以活动地(围绕固定的/不动的衬底转动)或固定地(衬底是转动的)布设一个多个所述显微镜。
在另一种特殊情况下在衬底的上面和/或下面至少三个显微镜被固定地布设在圆周上。两个圆周边缘通过显微镜是可见的(必要时基于z-距离(垂直于x方向和y-方向或接触平面)进行变焦)，所述距离可能超过焦深。具有较大直径的、可能导致不能看见较小的衬底的圆周边缘的衬底可以通过对准装置移动一定的距离并且由此使其变得是可见的和可定位的。这两个圆周边缘的图像信息被转换成位置信息并且精确地相互对准。
通过软件可以计算机械调节元件(对准装置)在x方向和y-方向必要的调节行程以及计算衬底的必要的转动。可以在z移动(接触装置)，即这两个衬底机械地相向移动的过程中持续地进行测量和计算并随时校正。
通过这种在线-测量方法可以校正在组装衬底过程中或之后可能出现的偏差或通过相互分开和重新对准和接触进行优化。
通过按照本发明的装置和按照本发明的方法也可以使特别不同的衬底，例如不同的直径或不同的几何形状，例如从圆形衬底到矩形衬底，精确地对准。
按照本发明的一个改进形式特别优选，在接触之后将衬底减薄，其中直径d1通过在衬底的圆周轮廓上衬底的横截面的形状被缩减，尤其缩减到d1＜＝d2。由此使得尤其在已知的并且标准化的设备上容易地再处理衬底-承载衬底组合成为可能。
其中尤其有利的是，衬底具有尤其通过设置边缘半径和/或通过磨削圆周轮廓产生的环形凸肩(Absatz)。所述环形凸肩是可以通过简单的方式和方法制造的并且有助于进一步优化按照本发明的制造过程。
通过使凸肩的环宽度dR大于或等于d1和d2之差的方式，衬底的直径可以被缩减到等于或小于承载衬底的直径d2，因此保证在再处理过程中最佳地支撑产品衬底。
按照本发明的另一个优选的实施方式规定，在背面减薄过程中衬底的厚度D1被缩减到凸肩或高于凸肩。
按照本发明的装置尤其通过下述方式被进一步改进，探测在衬底的圆周轮廓上衬底的横截面的形状的探测装置是这样地形成，使得衬底背面减薄是可控制的，使得直径d1尤其被缩减到d1＜＝d2。通过探测横截面形状，尤其从侧面看是横截面轮廓的纵断面，即沿着衬底1的厚度D1，按照本发明尤其可以精确地控制背面减薄过程。
如果在此处和/或在随后的附图说明中已经公示装置的特征则这些特征也适合公示为方法的特征，反之亦然。
本发明的其它优势，特征和细节产生于下面对优选的实施例以及附图的说明。这在下列附图中示出：
图1a按照本发明的装置的第一实施方式的示意性横截面图，
图1b图1a中所示装置的示意性俯视图，
图2a按照本发明的装置的第二实施方式的示意性横截面图，
图2b图2a中所示装置的示意性俯视图，
图3a在键合步骤之前按照本发明的产品(衬底-承载衬底组合)的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图，
图3b在键合步骤之后按照本发明的产品的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图，
图3c在背面减薄之后按照本发明的产品的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图，
图4a在键合步骤之前按照本发明的产品(衬底-承载衬底组合)的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图，
图4b在键合步骤之后按照本发明的产品的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图和
图4c在背面减薄之后按照本发明的产品的一个实施方式的过程步骤的示意性横截面图。
在图中本发明的优点和特征分别通过按照本发明的实施方式的识别标记表示，其中具有相同的或相同作用的功能的元件或特征用相同的识别标记表示。
这些图分别显示能够通过圆周边缘2u，5u使衬底2,5(或衬底堆叠)相互对准的装置和方法。按照本发明的方法涉及一种包括通过软件将测量数据优化的动态的，光学扫描方法。
在图1a和1b中产品衬底作为衬底2被固定在衬底支座1(卡盘)上面。衬底支座1是可以通过调节单元3(接触装置)在Z方向(即垂直于衬底2与承载衬底5之间的接触平面)调节的。
另一个上面固定有承载衬底5的卡盘(承载衬底的支座4)位于衬底支座1的上面。承载衬底的支座4通过转动导向装置(转动装置6)与机械单元(承载单元7)相连接。所述机械承载单元7通过导向装置(用于在X方向和Y方向进行调节的调节装置8)连接在底板9上面。所述调节装置8使得机械承载单元7能够在X方向和Y方向移动，并且是通过未显示的控制装置控制。
从技术角度看最重要的是，能够在这两个衬底2,5之间产生相对运动。
这个承载单元7具有尤其环形的，优选圆形的导向元件10。距离测量元件11(探测装置)位于导向元件10上面。优选探测装置被定位在这两个衬底2,5的接触平面内并且通过距离测量元件在一定的角度范围测量/探测全部的距离。
由此在所述被扫描的角度范围内产生距离轮廓，所述距离轮廓将衬底2,5的位置分派于扫描单元(探测装置)的当前的位置。
在圆形的导向元件10的区域中探测装置尤其具有额外的测量装置12。所述测量装置12确定扫描单元11相对衬底2,5的准确位置。优选测量装置12的分析单元被集成在相关的距离测量元件里面。在使用多个距离测量元件的情况下这特别有利。
其中在独立的按照本发明的实施方式中使用拥有比产品衬底2的直径d1略小的直径d2的承载衬底5。由此能够在其它处理步骤之前保护承载衬底5，尤其是承载衬底的边缘(圆周边缘5u)，并且可以有利地在无需清洁步骤的情况下多次使用承载衬底5。由此按照本发明也能够多次使用昂贵而复杂的承载衬底5。
如果替代像至今在半导体工业中的普遍情况，不是使用比产品衬底2大的而是使用较小的(或在加工公差范围内一样大的)承载衬底5，则可以省却每个对承载衬底边缘5u的清洁步骤并且承载衬底5的边缘区域保持不受污染，这是因为产品衬底2充当承载衬底5和/或承载衬底边缘5u的盖板并且承载衬底5不会受到加工的影响。因此即使没有清洁步骤也可以可再次使用承载衬底5。
产品衬底2的(平均)直径d1与承载衬底5的(平均)直径d2之差小于500μm，优选小于400μm，尤其优选小于300μm，更加优选小于200μm，特别优选小于100μm。
在产品衬底的直径与承载衬底的直径一样大的情况下由于加工公差也可以出现这样一种情况，在这时承载衬底5的直径d2最小(在加工公差范围内)也要比产品衬底2的直径d1大。按照本发明重要的是，通过在这种情况下较小的产品衬底2(未画出)的产品衬底边缘2u的遮蔽作用足够地对承载衬底边缘5u提供保护。
为了实现所要求的边缘遮盖的准确度，边缘的一致性(产品衬底2的边缘超出)精确到5μm-10μm(同心)。换而言之则是，圆周边缘2u，5u在径向与衬底2,5的中心的距离相互之间最大偏差约上述数值。
按照本发明承载衬底5比产品衬底2小5μm-500μm，以便产品衬底2的机械上关键的边缘区域2u的机械支撑足够地保持不变。
优选出于成本和产量的原因没有规定将配准标记定位在承载衬底5的内部。因此按照本发明按照衬底2,5的衬底边缘2u，5u在结构化的产品衬底和未结构化的承载衬底之间执行的全部调节。
因为衬底2,5的衬底边缘2u，5u可能带有显著的加工公差，因此精确的定位特别关键，尤其是在要求低于20μm的特别精确的定位的情况下。
因此按照本发明相当于在凹痕上(如果承载衬底上面存在的话)或平面上要求精度为±5μm到±20μm和转动精度为±5/10μm。
承载衬底的支座4是通过转动装置6可转动地支撑并且通过承载单元7与调节装置8相连接，所述调节装置使得承载单元7能够平移并且由此使得承载衬底的支座4也能够平移。一个(或多个)光学扫描单元15,15＇位于承载单元7里面。
扫描单元15,15＇能够至少分段地探测尤其扫描两个衬底2,5的圆周轮廓2u，5u。其中距离测量装置11允许尤其持续地确定距离测量系统11相对圆周轮廓2u，5u的距离。
由此产生距离轮廓，所述距离轮廓同时测量/探测两个衬底2,5的外部几何形状。所述距离轮廓不仅提供各个衬底2,5的最大外径而且还提供各个衬底2,5的圆周轮廓2u，5u之间的距离。优选扫描单元15,15＇沿着机械装置中的导向装置10转动。
通过扫描单元15,15＇的转动可以测量两个衬底2,5的衬底边缘2u，5u并且同时确定两个衬底2,5之间的相对位置。如果导向装置10是封闭的，扫描单元15,15＇能够沿着闭环运动，或如在图1b中的实施例所示只沿着扇形区运动。对于不太精确的调节要求可以放弃扫描单元15,15＇的转动。也可以是扫描单元15,15＇不转动而是通过相应的接触装置3具有转动单元的方式，在扫描单元15,15＇是固定的情况下，两个衬底2,5转动。
在图2a,2b所示的实施方式中扫描单元可以是光学器件13,13＇,13″,13″＇，所述光学器件的光轴位于大约与衬底2的衬底表面呈直角。在特殊的实施方式中这涉及显微镜，所述显微镜提供衬底边缘的以及因此圆周轮廓2u，5u的光学图像用于测量和分析。
一个或多个这种光学器件13,13＇,13″,13″＇可以是可移动地(围绕着固定的衬底2,5转动)或固定地(其中衬底2,5是转动的)布设。
在另一个特殊情况中在衬底2,5的上面和/或下面至少有4个光学器件13,13＇,13″,13″＇固定地布设在圆周上。这两个衬底2,5通过光学器件13,13＇,13″,13″＇是可见的(必要时由于Z距离可能超过景深需要进行变焦)。
在该实施方式中优选，直径d2较小的承载衬底5位于光学器件13,13＇,13″,13″＇与直径d1较大的衬底2之间的光学路径中，由此对于光学器件13,13＇,13″,13″＇两个圆周轮廓2u，5u在相应地将这两衬底2,5相互对准的情况下是彼此同时可见的。
如果所述光学器件是对电磁辐射敏感的，对于所述电磁辐射所使用的衬底是透明的，则直径d1较大的衬底2可以位于对应的光学器件附近。以硅晶片为例，所述硅晶片对于红外辐射是透明的。
在数学上可以通过任意的均衡计算，尤其通过最小平方的方法执行相对调节两个衬底2,5。按照本发明优选距离测量系统或光学器件是这样被执行，记录的数据能够数字化并且传输给相应的计算机。
计算机(控制装置)中相应的软件能够对X-单元和/或Y-单元和/或转动单元进行控制，使得能够持续地调节这两个圆周轮廓2u，5u的对准并且直到软件的相应的均衡计算提供参数，所述参数是均衡计算的精确度的尺度，所述尺度低于由使用者设定的阈值。
图3a-3b所示为用于制造按照本发明的产品(衬底-承载衬底-组合)的缩短的过程，所述产品包括承载衬底5，所述承载衬底的直径d2至少在背面减薄过程(图3a-3b)之前小于衬底2的直径d1。在按照本发明的对准-和键合过程(图3b)之后进行衬底2的背面减薄过程(图3c)。
衬底2和承载衬底5通过粘接层14连接在一起，所述粘接层在键和之前尤其通过具有直径d3的粘接面被施加在衬底2上面，所述直径介于承载衬底5的直径d2与衬底2的直径d1之间，优选基本上与承载衬底的直径d2相符合。
在按照图3的实施方式中承载衬底5具有特别小的边缘半径，而衬底2具有特别大的边缘半径。在按照本发明的实施方式中人们由此可以获得两个优势。第一，承载衬底5的相对较小的边缘半径有助于，在将衬底放在承载衬底5上面之后负责支撑衬底2的支撑面5o能够尽可能远地向圆周轮廓2u的垫板边缘2k伸展，这导致能够有利地通过承载衬底5来支撑产品衬底2。粘接层14对支撑没有重要影响，尤其是所述粘接层至少具有与承载衬底5的直径d2一样的直径d3。
通过边缘半径衬底2在其圆周轮廓上至少在衬底2与承载衬底5的接触侧上具有环形的凸肩2a，所述凸肩具有环宽度dR，所述环宽度至少相当于直径d2与d1之差。在本实施方式中凸肩2a的特征在于，衬底2的厚度D1在圆周轮廓2u方向持续减少和/或直径持续地从(最大)平均直径d1缩减到接触侧2o上的直径dk。凸肩2a可以尤其通过粘接层14，尤其通过粘接层14的直径d3确定。
此外产品衬底2的相对较大的边缘半径允许，通过将背面至少磨削至凸肩2a的方式，产品衬底2的直径d1仅通过背面减薄和圆周轮廓2u的横截面的形状与承载衬底5的直径d2相匹配。在按照本发明的对准过程和键合过程(图3b)之后进行衬底2的背面减薄过程(图3c)，至少减薄到圆周轮廓2u的凸肩2a上面，即至少达到凸肩2a。
也可以考虑，衬底2边缘半径是特别小的，这将扩大衬底2的可用面，尤其是在特别大的晶片的情况下并且由此提高在产品衬底2上面布置的功能单元，例如芯片16的产量。
图4a-4b所示为用于制造按照本发明的产品(衬底-承载衬底-组合)的另一个缩短的过程，所述产品包括承载衬底5＇，承载衬底的直径d2小于衬底2＇的直径d1。按照本发明(产品-)衬底2＇的边缘在圆周轮廓2u上被磨削减薄约环宽度dR，从而实现与在图3a-3c所示的实施方式中较大的边缘半径的效果类似的效果。由此产生环形凸肩2a。磨削减薄尤其通过一种在工业领域中以“edge-trimming(切边)”这个名称而广为人知的方法产生。
优选承载衬底5＇的直径d2等于衬底2的在已经减少约圆环的环宽度dR之后的直径d1。在按照本发明的对准-和键合过程(图4b)之后进行衬底2＇的背面减薄过程(图4c)，至少达到到圆周轮廓2u的磨削减薄部分，即至少达到凸肩2a＇。
这两种按照本发明的产品具有这样的特性，通过基于衬底2，2＇的边缘形状背面减薄过程导致缩减衬底2，2＇的直径d1的方式，承载衬底5，5＇的直径d2和衬底2，2＇的直径d1在背面减薄之后具有很小的差别，尤其是近乎是一样的或直径d1甚至小于直径d2。
衬底的边缘形状是通过SEMI标准确定。存在具有不同的、专为特殊任务而设置的边缘轮廓的衬底。所述边缘轮廓是通过特种机器制造。边缘的形状尤其对于芯片产量意义重大。为了能够利用衬底处理尽可能多的芯片，也必须在最外边的边缘区域上制造芯片。因此按照本发明有意义的是，将边缘的几何形状尽可能地制成有角的，或至少通过尽可能小的圆角半径进行倒圆处理。由此有利地产生使用区域的面积尽可能大的晶片。
不同的晶片边缘轮廓是通过SEMI标准确定。不同的晶片边缘轮廓也可以具有特别复杂的形状并且在极少的情况下通过唯一的参数进行说明。按照本发明将边缘半径理解为导致晶片边缘轮廓明显受到倒圆处理的参数。
对于在其中产品晶片拥有尽可能多的功能单元的按照本发明的实施方式，典型的边缘半径小于1毫米，优选小于0.5毫米，更加优选小于0.1毫米，特别优选小于0.001毫米，尤其优选等于0毫米。
对于在其中产品晶片通过键合过程之后的过程在其厚度上被缩减的按照本发明的实施方式，借助产品晶片的最终厚度或承载衬底和/或产品衬底的直径计算典型的边缘半径。典型的边缘半径大于0毫米，优选大于0.001毫米，更加优选大于0.1毫米，特别优选大于0.5毫米，尤其优选大于1毫米。
对于在其中承载衬底最佳地通过尽可能大的面支撑产品晶片的按照本发明的实施方式，承载晶片的典型边缘半径小于1毫米，优选小于0.5毫米，更加优选小于0.1毫米，特别优选小于0.001毫米，尤其优选等于0毫米。
参考标记列表
1 衬底支座
2,2＇ 衬底
2o 接触侧
2a,2a＇ 凸肩
2k,2k＇ 垫板边缘
3 接触装置
4 承载衬底支座
5,5k＇ 承载衬底
2u,5u 圆周轮廓
5o 支撑面
6 转动装置
7 承载单元
8 调节装置
9 底板
10 导向元件
11 距离测量装置
12 测量装置
13,13＇,13″,13″＇ 光学器件
14 粘接层
15,15＇ 扫描单元
16 功能单元
d1,d2,d3,dk 平均直径
dR 平均环宽度
D1 厚度

Claims (36)

1.用于为了继续处理衬底(2，2＇)使平面衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)对准并且进行接触的装置，所述装置包括下述特征：
-衬底支座(1)，用于固定衬底(2，2＇)，
-承载衬底支座(4)，用于固定承载衬底(5，5＇)，
-探测装置(11,13)，用于相对衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)的接触平面至少分段地探测固定在衬底支座(1)上的衬底(2，2＇)的第一圆周轮廓(2u)和至少分段地探测固定在承载衬底支座(4)上的承载衬底(5，5＇)的第二圆周轮廓(5u)，
-对准装置(6,8)，用于使衬底(2，2＇)相对承载衬底(5，5＇)对准，其中基于由探测装置(11,13)探测的第一和第二圆周轮廓(2u，5u)通过控制装置对所述对准装置(6,8)进行控制，和
-接触装置(3)，用于使相对承载衬底(5，5＇)对准的衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)相接触，其特征在于距离测量系统(11)，所述距离测量系统用于确定所述距离测量系统与所述第一和第二圆周轮廓(2u，5u)的距离。
2.根据权利要求1所述的装置，其中探测装置(11,13)是可以通过转动装置(6)相对衬底(2，2＇)和/或相对承载衬底(5，5＇)转动的和/或可以通过调节装置(8)相对衬底(2，2＇)和/或相对承载衬底(5，5＇)在X方向和/或Y方向平行于接触平面进行调节的。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中探测装置(11,13)被安置到支撑单元(7)上，所述支撑单元(7)可至少分段地在圆周侧相对衬底(2，2＇)和/或承载衬底(5，5＇)来布设。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述支撑单元(7)是分段地形成为环形的。
5.根据权利要求3所述的装置，其中支撑单元(7)被布设在承载衬底支座(4)和衬底支座(1)之间。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述支撑单元(7)通过安置在其间的接触装置(3)被布设在承载衬底支座(4)和衬底支座(1)之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述接触装置(3)是Z调节单元形式的。
8.根据权利要求5所述的装置，其中支撑单元(7)通过安置在其间的底板(9)被布设在承载衬底支座(4)和衬底支座(1)之间。
9.根据权利要求2所述的装置，其中调节装置(8)被安置在底板(9)与支撑单元(7)之间。
10.根据权利要求9所述的装置，其中调节装置(8)直接地被安置在底板(9)与支撑单元(7)之间。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其中可以通过相同的探测装置(11,13)探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
12.根据权利要求11所述的装置，其中可以同时地探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
13.根据权利要求11所述的装置，其中可以通过一个或多个电磁工作的探测装置(11,13)探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
14.根据权利要求11所述的装置，其中可以通过显微镜探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
15.用于为了继续处理衬底(2，2＇)使平面衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)对准并且进行接触的方法，所述方法包括下述步骤：
-相对衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)的接触平面通过探测装置(11,13)至少分段地探测固定在衬底支座(1)上的衬底(2，2＇)的第一圆周轮廓(2u)和至少分段地探测固定在承载衬底支座(4)上的承载衬底(5，5＇)的第二圆周轮廓(5u)，其中通过距离测量系统(11)确定所述距离测量系统与所述第一和第二圆周轮廓(2u，5u)的距离，
-通过对准装置(6,8)使衬底(2，2＇)相对承载衬底(5，5＇)对准，其中基于由探测装置(11,13)探测的第一和第二圆周轮廓(2u，5u)通过控制装置对所述对准装置(6,8)进行控制，和
-通过接触装置(3)使相对承载衬底(5，5＇)对准的衬底(2，2＇)与承载衬底(5，5＇)相接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述步骤形成序列。
17.根据权利要求15所述的方法，其中为了探测第一和第二圆周轮廓(2u，5u)通过转动装置(6)使探测装置(11,13)相对衬底(2，2＇)和/或相对承载衬底(5，5＇)转动和/或通过调节装置(8)相对衬底(2，2＇)和/或相对承载衬底(5，5＇)在X方向和/或Y方向平行于接触面进行调节。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中通过相同的探测装置(11,13)探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
19.根据权利要求18所述的方法，其中同时地探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
20.根据权利要求18所述的方法，其中通过一个或多个电磁工作的探测装置(11,13)探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
21.根据权利要求18所述的方法，其中通过显微镜探测第一圆周轮廓(2u)和第二圆周轮廓(5u)。
22.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中探测第一和第二圆周轮廓(2u,5u)的均匀分布的位置。
23.根据权利要求22所述的方法，其中探测第一和第二圆周轮廓(2u,5u)的各至少三个位置。
24.根据权利要求22所述的方法，其中按顺序通过使探测装置相对衬底(2，2＇)和/或相对承载衬底(5，5＇)转动和/或沿着第一和第二圆周轮廓(2u,5u)布设多个探测装置来进行所述探测。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述探测装置是显微镜。
26.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中在X方向和/或Y方向和/或转动方向进行对准，其中第一和第二圆周轮廓(2u,5u)相互同心地或等距离地被对准。
27.根据权利要求26所述的方法，其中第一和第二圆周轮廓(2u,5u)相互同心地或等距离地以低于50μm的距离偏差被对准。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述距离偏差低于25μm。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述距离偏差低于10μm。
30.根据权利要求27所述的方法，其中所述距离偏差低于5μm。
31.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中通过控制装置这样地控制对准，使得在低于距离偏差的可确定的阈值的情况下结束对准。
32.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中通过控制装置这样地控制对准，使得在低于距离偏差总和的可确定的阈值的情况下结束对准。
33.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中通过控制装置这样地控制对准，使得在低于与距离偏差平均值的偏差的总和的可确定的阈值的情况下结束对准。
34.根据权利要求31所述的方法，其中所述距离偏差是平方的。
35.根据权利要求33所述的方法，其中与距离偏差平均值的偏差是平方的。
36.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述对准持续进行直到接触。
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