CN105283950A - 用于衬底对准的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过使用多个检测单元使第一衬底(15)与第二衬底(15ˊ)对准及接触的方法以及一种对应装置。

Description

用于衬底对准的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所述的用于第一衬底与第二衬底对准及接触的方法以及一种如权利要求4所述的对应装置。
背景技术
在半导体工业中，将衬底彼此结合已历经多年。一般而言，需要在实际(接合)结合过程之前将衬底彼此对准。通过对准设备将衬底进行彼此对准。对准设备能够检测衬底上的对准标记且将衬底彼此对准，使得对准标记据此彼此补全。在大多数情形中，对准标记是彼此补全的。
为将两个衬底正确地彼此对准，需要至少四个对准标记(每衬底上两个)。对准标记优选地尽可能靠近衬底的边缘，以便增加对准准确度。
在对准过程中，总是区别衬底的边界层表面与该衬底的与该边界层表面相对的表面。边界层表面是该衬底的稍后变成接合边界表面的部分的表面。布置在边界层表面上的对准标记被称为面-侧对准标记，对应的相对侧上的对准标记被称为背-侧对准标记。因此，存在四个基本对准变体，也就是，背对背对准、面对面对准、面对背对准及背对面对准。
在背对背对准中，无严重问题出现，这是因为该对准标记实际上总是在指向外侧的可自由地接达所有光学器件的表面上。
对准技术中的一个特定挑战是面对面变体。在此对准变体中，对准标记总是对准接合边界表面，因而对准两个衬底之间的平面。一个可能性是仅当衬底上的所有层(包含衬底本身)对此时所使用的电磁波谱的电磁波是透明的时所使用的传输检测、传输测量及传输对准。此对红外线辐射及可见光并非总是此情形。
专利AT405775B中的对准设备遵照另一第三方法。此专利展示有可能致使将彼此对准的两个衬底的前部表面彼此接近至几乎接触。上部衬底与下部衬底经由上下式托架上的对应样本固持器而固定且可在对准站点外部的交替侧上平移移动至测量站点中，在该测量站点中可正确地测量此时在各别上部衬底及下部衬底上的左侧或右侧的对准标记的各别x位置及y位置。专利AT405775B中的优点主要是衬底在对准过程之前及期间在z方向上具有极其小的间距，且因而当两个衬底彼此接近时，其也必须在z方向上更大程度地横过极短路径以便彼此接触。在此极短路径上，与x及y方向上的所要对准准确度的偏差几乎不再重要。
最严重技术问题中之一是经由衬底移动而出现且可尤其在可被排空的环境中发生的定位故障。在这种条件下，无法再使用空气轴承，实际上应通过此而确保托架的无摩擦滑动。
发明内容
因而，本发明的目标是设计用于衬底对准及接触的一种装置及一种方法，通过该装置及该方法达成衬底的更准确且更有效对准及接触。
此目的通过权利要求1及4的特征来达成。在附属权利要求中给出本发明的有利改进方案。在说明书、权利要求书和/或图中给出的特征中的至少两者的所有组合也落在本发明的范畴内。对于给定值范围，布置在所指示限制内的值应被视为揭示为边界值且能够以任何组合予以主张保护。
本发明基于以下理念：尤其经由在对准位置外侧提供多个检测位置来以衬底的最小行进路径检测两个衬底相对于彼此的位置，其中优选地在检测期间不改变衬底之间的距离A，在检测之后，接触仅经由衬底在z方向上(因而朝彼此)的移动而发生。在于检测位置中检测衬底上的特征(优选地，对准标记)中不移动衬底之间的检测构件的情况下，衬底之间的距离A是尽可能最小的。因此，可最小化检测及对准期间X及Y方向上的行进路径以及对准之后直至接触在Z方向上的行进路径。
根据本发明的实施例主要展示新颖并有创造性的设备，通过该设备，在真空中具有高精确度的衬底对准及接触首次是可能的。
根据本发明，本发明尤其提供检测经由衬底在X-Y平面中的不同方向上移动至至少两个不同的检测位置中(优选地，经由衬底的相对平行位移)而发生。
根据本发明的一有利实施例，本发明规定，第一对准标记与第四对准标记和/或第二对准标记与第三对准标记在Z方向上相对地布置。尤其是，根据本发明，如对准标记各布置在背对彼此的侧上，优选地在衬底的接触表面的背部上，和/或使检测单元的检测装置构造成检测装置对以检测背对接触表面的检测侧，则其是有利的。这可被实施，尤其因为检测装置平行于对准单元的对应调整设备且与该对应调整设备成横向，优选地以彼此相对的对形式成横向。
尤其使用用于检测第一对准标记和/或第二对准标记的第一检测单元和用于检测第三对准标记和/或第四对准标记的第二检测单元，在对第一对准标记与第二对准标记的检测和/或对第三对准标记与第四对准标记的检测以相干方法步骤尤其同时发生的程度上，可通过仅两个检测位置实施极短行进路径。
此外，根据本发明，若根据一有利实施例，第一调整单元和/或第二调整单元提供为接触构件，则其是有利的。优选地，调整单元彼此齐平地相对配置且其用于调整及移动(尤其包含旋转移动)固持衬底的座架。
根据本发明的另一有利实施例，本发明规定，检测构件具有用于检测第一对准标记和/或第二对准标记的第一检测单元以及用于检测第三对准标记和/或第四对准标记的布置在座架的与第一检测单元相对的侧上的第二检测单元。
此处，若第一检测单元具有多个电磁单元(尤其相对地布置的两个第一检测装置，优选地显微镜)和/或第二检测单元具有多个电磁单元(尤其相对地布置的两个第二检测装置，优选地显微镜)，则其尤其有利的。
在第一检测单元具有用于附接第一检测装置的第一光学器件固定件和/或第二检测单元具有用于附接第二检测装置的第二光学器件固定件的程度上，检测单元与检测装置尤其在先前校准之后可相对于彼此固定，使得必须对于多个测量仅进行一次根据本发明的校准。此外，若第一检测装置可经由固持第一光学器件固定件的第一固定件平移单元而共同地移动和/或第二检测装置可经由固持第二光学器件固定件的第二固定件平移单元而共同地移动，则其可是有利的。以该方式，经校准光学器件固定件与检测装置也可在校准之后共同地移动。
若根据一实施例，第一检测装置可各自经由第一光学器件固定件上的第一光学器件平移单元而单独地移动和/或第二检测装置可各自经由光学器件固定件上的第二光学器件平移单元而单独地移动，则可进一步改良本发明。
本发明尤其涉及一种可经由X和/或Y方向上(因而沿着接触表面)的比较短的行进路径来测量优选地尽可能远地布置在周边区域中的横向周边边缘上的两个衬底的对准标记的装置(对准设备)。此外，本发明涉及一种可经由X和/或Y方向上的比较短的行进路径来测量优选地尽可能远地布置在边缘上的两个衬底的对准标记的方法。根据本发明，比较短尤其意指每测量步骤或检测步骤小于衬底的直径的一半。行进路径被界定为自各别对准位置至检测位置的在X、Y和/或Z方向上的路径。
衬底被定义为用于半导体工业中的产品或载体衬底。载体衬底用作对不同工作步骤中(尤其在功能衬底的背部薄化期间)的功能衬底(产品衬底)的强化。衬底尤其是具有平面或凹口的晶圆。
根据本发明的装置的功能组件(诸如，托架、马达、光学器件及固持器)优选地安装于壳体中。该壳体可尤其对周围是完全密封的。该壳体优选地具有能够接达功能组件的盖。尤其是，在该壳体的至少一侧上存在闸门。对应闸可在上游或下游连接至闸门。当在闸门的上游和/或下游使用闸时，优选地可在壳体中而非在壳体周围设定大气压。该大气压优选地是负压大气压。
在根据本发明的对准过程期间，壳体内的压力等于1巴，优选地小于10-1毫巴，更优选地小于10-3毫巴，最优选地小于10-5毫巴，最最优选地小于10-8毫巴。
在根据本发明的对准过程期间，壳体外侧的压力等于1巴，优选地小于10-1毫巴，更优选地小于10-3毫巴，最优选地小于10-5毫巴，最最优选地小于10-8毫巴。
所有衬底可经由闸门或盖放置于内部空间中。优选地经由该闸门将该衬底输送至内部空间中。
在一特定实施例中，通过于机器人自壳体中输送出已经彼此对准的衬底或由衬底组成的衬底堆栈。
对准单元尤其包括两个调整单元，该两个调整单元上的座架可在X、Y、Z方向上和/或分别地在相关旋转方向上移动，尤其可调整地经布置。该衬底可固持于座架上且对准单元用于衬底对准及接触。
根据本发明，布置在对应平移单元和/或测角计上的每次尤其两个检测装置(优选地，光学器件)彼此机械耦合，尤其可经由尤其U形光学器件固定件相对于彼此固定。其在下文中被称为检测构件。
根据本发明，可设想经由布置在光学器件与平移单元之间的大体三轴测角计来定向每一个别检测装置且因此主要地空间中的光轴。检测装置与光学器件固定件之间的平移单元或测角计用于每一检测装置相对于其它检测装置的个别及独立位移。
检测装置可个别地移动所具的准确性多于1mm，优选地多于100μm，高度优选地多于10μm，更优选地多于1μm，更优选地多于100nm，最最优选地多于10nm。
光学器件固定件各自尤其布置在负责具有分别经指配的检测装置的整个光学器件固定件的平移的另一固定件平移单元上。
根据本发明，在座架的一侧上存在至少一个检测构件且在另一尤其相对侧上存在至少另一检测构件。
光学器件固定件可移动所具的准确性多于1mm，优选地多于100μm，高度优选地多于10μm，更优选地多于1μm，更优选地多于100nm，最最优选地多于10nm。
针对三个平移方向中的每一个的每一光学器件固定件的行进路径大于10μm，优选地大于1mm，更优选地大于10mm，最优选地大于100mm，但尤其小于第一衬底与/或第二衬底的接触表面的直径的三分之二、优选地小于该直径的一半。
光学器件固定件、由光学器件固定件耦合的所有组件的集合以及用于光学器件固定件的平移单元被称为根据本发明的检测单元或检测构件。
在对准单元中，尤其在顶部或底部上，存在针对两个衬底中的每一个的各一个调整单元。在每一调整单元上存在样本固持器或座架。每一样本固持器具有尤其6个自由度，沿着X、Y及Z方向的平移的三个自由度以及围绕X、Y及Z轴的旋转的三个自由度，在下文中被称为角度α（Alpha）、β（Beta）及γ（Gamma）。平移的自由度用于样本固持器且因此衬底在X及Y方向所跨越的X-Y平面内的位移以及用于致使两个衬底沿着Z方向彼此接近的位移。围绕X、Y及Z轴的旋转可能性根据本发明用于执行衬底的楔形故障补偿和/或定向。围绕X、Y及Z轴的旋转尤其是小旋转角度的旋转，使得也可考虑倾斜。
根据本发明，样本固持器可用作衬底的座架，尤其对于以下的不同固定机构：
-真空样本固持器
-静电样本固持器
-具有黏合表面的样本固持器
-基于文丘里效应及伯努利效应的样本固持器
-磁性样本固持器
-具有机械固定件的样本固持器
然而，当在真空环境中使用根据本发明的实施例时，仅限制在极限情形中根本不使用的真空样本固持器和/或文丘里和/或伯努利样本固持器。当根据本发明的实施例的内部空间经由第一真空泵排空至由自第一真空泵的控制回路的第二真空泵产生的大气压时，根据本发明，将设想使用真空样本固持器。
在实际对准过程之前，根据本发明，检测构件的校准是有利的。校准的目标尤其是将两个相对检测装置的光轴的交叉点放置于校准衬底的对准标记的中心中。该校准对于检测单元的所有检测装置优选地单独发生。该校准确保检测单元的相对(上部及下部)检测装置具有共同聚焦区域。
在一优选实施例中，两个相对检测装置的光轴是彼此在同一直线上。出于这个原因，光学器件优选地经由测角计上的配置而尤其具有旋转自由度。
检测装置的光轴的一个交叉点或该交叉点尤其根据本发明地配置，使得将在X、Y及Z方向上于检测位置中对准的衬底的对应对准标记可至少聚焦于和/或可布置在或布置在该点处。一般而言，对准标记的位置自衬底对至衬底对而改变。该测量进一步最小化根据本发明的行进路径。
光轴的交叉点优选地布置在光学器件的聚焦平面中。分辨率及场深度区域是两个竞争参数。分辨率越大，场深度区域越小，且反之亦然。因而，若光学器件与高分辨率一起使用，则其具有对应小的场深度区域。出于该原因，上部衬底及下部衬底的对准标记必须同时保持于极小场深度区域内，以便能够清晰地成像。根据本发明，光轴的交叉点布置在对应检测装置的场深度区域中。
根据本发明，若检测装置经校准使得衬底的接触表面和/或对准标记布置在各别检测单元在场深度区域内的检测位置中，则其是有利的。以该方式，根据本发明，可省略重新聚焦。
两个相对光学器件的光轴优选地对准对准标记，使得至少光轴的交叉点停留于该对准标记中，且因此聚焦区域中。对于光轴出于任何原因不在聚焦区域内的点处相交的情形，至少光轴之间的距离应是已知的。若特定地在稍后对准过程中，光轴中之一对准衬底的对准标记，则仍可经由偏移与该衬底相对的衬底来正确地定向第一衬底，以便定位两个光轴之间的间距。
在下文中，给出关于为何两个相对光学器件的光轴随时间漂移且因而随聚焦平面而转移其交叉点的某些实例。
在当前操作期间，光轴将主要地由于整个系统的振动和/或热膨胀而移位。因而，不久之后，即使尚未对根据本发明的实施例做出粗略改变(例如，举例而言维护、光学器件的膨胀或更换、软件更新、硬件更新等)，也必须重复系统的完整校准。但在大多数情形中，由于热漂移及次要振动的偏离是极小的。因而，仅将校准屏蔽向回移动至适当位置中且指示由上部光学器件或下部光学器件测量的对准标记的差异是足够的。当然，必须在稍后晶圆的对准中考虑该偏移。一般而言，在根据本发明的实施例通过其操作的软件中指示该偏移值。该软件然后提供其据此进一步在+x/-x或+y/-y方向上移动下部和/或上部样本固持器达该偏移值。然而，基本问题及管理其的技术对本领域技术人员是已知的。
在已对至少两个检测单元进行校准之后，检测两个X-Y基准位置，可控制衬底相对于该两个X-Y基准位置的平移及旋转运动。控制衬底和/或检测构件的移动通过于尤其软件支持控制设备而发生。
出于完整性目的，因而应述及，光轴的交叉点与校准衬底的对准标记的重合是有利的，但对执行根据本发明的计算并非必需的，只要具有聚焦平面的光轴的交叉点之间的距离是已知的即可，将定向至彼此的衬底的稍后对准标记位于在该聚焦平面中。
本发明使尤其在系统的校准之后将第一衬底固定于第一座架(样本固持器)上且将第二衬底固定于第二座架上是可能的。第一座架及第二座架将两个经固定衬底尤其同时和/或对称地移动至尤其与对准单元相对地横向布置的不同的单独检测位置中。
之后，在其视场中存在对准标记的各别检测单元检测/测量对准标记的X-Y位置。在检测之后，测量两个衬底的相对对准标记，使得在第一测量过程中未进行测量的检测单元检测此时是另一个且在第一测量过程中未被检测的对准标记。根据本发明，尤其设置各自在一个步骤中每次检测两个对准标记的两个连续检测步骤。
可依据已经以该方式判定的八个经测量值（对于分别四个对准标记的各自X位置及Y位置），判定两个衬底的X-Y位置。上部调整单元及下部调整单元然后提供两个座架及因此将行进至各别对准位置中的衬底。之后，两个衬底经由其彼此相对接近而接触。这经由上部样本固持器与/或下部样本固持器在Z方向上移动至彼此而发生。
在一有利发明中，规定，两个座架中之一在相对接近期间不移动或其相对于对准单元是固定的，以便将平移误差限制于移动轴及移动马达。
因而，本发明主要基于定位对准过程所必需的检测构件的理念，使得尤其在对准单元的分别相对侧上的指向彼此的两个检测装置检测衬底的对准标记的X-Y位置。在根据本发明的方法中，以该方式最小化两个衬底的行进路径。
在于根据本发明的方法中两个座架尤其独占地沿着X轴移动的程度上，可使用具有极高准确性及再现性的平移单元。在漂移在Y方向上发生的程度上，根据本发明，可有利地测量及补偿这个。
根据本发明，Z方向上的衬底的间距在检测直至对准之前设定为恒定的和/或经最小化，尤其小于1cm，优选地小于1mm，更优选地小于100μm。
本发明的优点主要在于该装置也可在真空中操作。由于上部座架与/或下部座架以及因此第一(下部)衬底与/或第二(上部)衬底的行进路径(该路径是比较短的，根据本发明)，可使用适合真空的用于托架/轴承/步进马达的机械组件。因此，首次有可能将接合模块及对准模块安装于真空群(优选地，高真空群)中，并在不将衬底再次曝露至大气压的情况下将衬底自对准模块输送至可被排空的区域内的接合模块。
另一优点在于使用可见光的可能性。根据本发明，可放弃使用传输技术。此外，可测量所有衬底(甚至对多种电磁波谱是不透明的的衬底)，这是因可在不必透照衬底的情况下在表面上发现对准标记。
在所有图中，调整单元总是展示于壳体内。当然，也将设想调整单元布置在壳体外侧且经由对应真空穿透来控制布置在壳体内的样本固持器。其同样适用于检测构件。然而，在技术上当然难以实施的最佳实施例中，仅两个将彼此对准的衬底将布置在真空中。
根据本发明的实施例优选地在真空群中、更优选地在高真空群中、最优选地在超高真空群中与其它模块一起使用。其它模块可例如是以下模块中的一个或多个
-加热模块
-冷却模块
-喷漆模块
-接合模块
-去接合模块
-检验模块
-层压模块
-表面处理模块
-等离子体模块
在一特定实施例中，在根据本发明的实施例中已经彼此对准的衬底通过在所参考的专利PCT/EP2013/056620中述及的方法而彼此夹紧。夹紧方法使用小磁铁主体来迅速、有效且容易地固定进入接触且彼此对准的两个衬底。该两个衬底也可经由分子力而经预固定。该夹紧也可完全以机械方式发生。
在此处揭示装置特征的程度上，且在图的以下阐述中，该装置特征也应被视为揭示为方法特征，且反之亦然。
附图说明
本发明的其它优点、特征及细节将自使用图式对优选例示性实施例的以下阐述而变得显而易见，该图式展示示意性视图：
图1a展示根据本发明的装置的一实施例的示意性外部透视，
图1b展示根据图1a的实施例的示意性剖面，
图2a展示在第一校准步骤中具有经装载校准衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图2b展示在第二校准步骤中具有经装载校准衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图2c展示在根据图2b的校准步骤中的三个可能校准情景的示意放大，
图2d展示在第三校准步骤中具有经装载校准衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图2e展示在根据图2d的校准步骤中的三个可能校准情景的示意放大，
图3a展示在根据本发明的方法的第一方法步骤中具有两个经装载衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图3b展示在根据本发明的方法的第二方法步骤中具有两个经装载衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图3c展示在根据本发明的方法的第三方法步骤中具有两个经装载衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图3d展示在根据本发明的方法的第四方法步骤中具有两个经装载衬底的根据图1a的实施例的示意性剖面，
图4a展示检测构件在第一检测单元的第一校准步骤中的视场的示意性视图，
图4b展示检测构件在第一检测单元的第二校准步骤中的视场的示意性视图，
图4c展示检测构件在第一检测单元的第三校准步骤中的视场的示意性视图，
图4d展示检测构件在第二检测单元的第一校准步骤中的视场的示意性视图，
图4e展示检测构件在第二检测单元的第二校准步骤中的视场的示意性视图，
图4f展示检测构件在第二检测单元的第三校准步骤中的视场的示意性视图。
在附图中，用根据本发明的实施例识别本发明的优点及特征的组件符号标识该优点及特征，用相同组件符号标识具有相同功能的组件及特征和/或具有相同动作的功能。
具体实施方式
图1展示根据本发明的装置的一实施例。执行根据本发明的方法所必需的组件优选地布置在真空密封的壳体1中，壳体1可自一侧通过盖2敞开及真空密封地关闭。待彼此对准的第一衬底15与第二衬底15'的装载与卸载优选地透过闸门10而发生。闸门10是真空密封的且使由壳体1及盖2形成的内部空间16与周围大气分离。
若内部空间16与周围大气之间的不同压力条件应是支配性的，则可在闸门10的上游和/或下游连接闸(未展示)。
盖2优选地用于容易地接达内部空间16。在特定实施例中，可代替经由闸门10而经由盖2来装载与卸载衬底15、15'，其中可省略闸门10。
在壳体1的中心中，存在具有第一调整单元4及第二调整单元4'的对准单元3。在第一调整单元4上附接有可通过于第一调整单元4移动的第一座架9。由控制单元控制该移动。第一调整单元4固定于壳体1的底部上。在第二调整单元4'上附接有可通过于第二调整单元4'移动的第二座架9'。同样地由控制单元控制该移动。第二调整单元4'固定于盖2上。
第一座架9的第一安装表面9o与第二座架9'的第二安装表面9o'相对地布置，且第二安装表面9o'可与第一安装表面9o平行对准。第一座架9用于将第一衬底15安装并固定于第一接触表面9o上且第二座架9'用于将第二衬底15'安装并固定于第二接触表面9o'上。第一接触表面9o界定第一接触平面且第二接触表面9o'界定第二接触平面。在平行对准中，接触表面9o、9o'界定具有X方向及Y方向的X-Y平面以及正交于该X-Y平面延续的Z方向。
在对准单元3的两个相对侧上存在第一检测单元11及第二检测单元11'。每一检测单元11、11'由第一固定件平移单元5及第二固定件平移单元5'以及安装于其上的第一光学器件固定件6及第二光学器件固定件6'组成。
光学器件固定件6、6'形成为U形，其中支脚6u、6o、6u'、6o'各自在对准单元3的方向上自底部6b、6b'对准或能够对准，尤其平行于X-Y平面而布置或能够平行于X-Y平面而布置。
成对地相对布置或可成对地相对布置且可经由光学器件平移单元7、7'、7"、7"'移动的检测装置8、8'、8"、8"'安装于光学器件固定件6、6'上。检测装置8、8'、8"、8"'优选地形成为光学器件。
固定件平移单元5、5'用于布置在其上的光学器件固定件6、6'的大范围移动。经由触发固定件平移单元5、5'，已经彼此校准的两个检测装置8、8'以及两个检测装置8"、8"'可在不丢失其校准的情况下平移移动。
光学器件平移单元7、7'、7"、7"'相反地用于尤其为校准检测装置8、8'、8"、8"'而将检测装置8、8'、8"、8"'移动至尤其共同聚焦平面的点。聚焦平面经由检测装置8、8'、8"、8"'的聚焦而界定，其中该聚焦平面尤其包括聚焦平面走廊。单独地由每一检测单元11、11'上的两个检测装置8、8'或两个检测装置8"、8"'组成的各一个检测装置对(优选地，检测单元11、11'的所有检测装置8、8'、8"、8"')的聚焦平面被称为共同。优选地，该聚焦平面平行于第一接触平面和/或第二接触平面和/或X-Y平面。尤其是，聚焦平面在第一接触平面与第二接触平面之间。
在第一校准步骤中，具有布置在相对侧上的顶部12o上的对准标记13、13'的校准衬底12安装并固定于第一座架9上。对准标记13、13'优选地布置在周边区域中，在横向周边轮廓12k上比在校准衬底12的重心处近，尤其至少两倍近，优选地四倍近。校准衬底12优选地是透明的，使得横向于第一座架布置的检测装置8'、8"'可自底部12u面向顶部12o(图2a)测量对准标记13、13'。
在对准位置中，X方向上的第一对准标记13与第一检测单元11的光轴14、14'间隔距离d，而X方向上的第二对准标记13'与第二检测单元11'的光轴14"、14"'间隔对应于距离d的距离d'。
在根据图2b的第二校准步骤中，第一座架9经由第一调整设备4沿着X-Y平面在X方向上经由对应于距离d的行进路径移动至第一校准位置中，第一对准标记13在第一检测单元11的两个检测装置8、8'的视场19、19'(参见图4a至图4f)中布置在该第一校准位置中。
在检测装置8、8'的两个光轴14、14'的交叉点不布置在第一对准标记13中的程度上，通过于光学器件平移单元7、7'移动两个检测装置8、8'，直至两个光轴14、14'的交叉点与校准衬底12的第一对准标记13重合(参见图2c，中间)。在一尤其有利的实施例中，两个光轴14、14'通过于光学器件平移单元7、7'而彼此在同一条直线上对准(参见图2c，右侧)。
在第三校准步骤中，第一座架9经由第一调整设备4沿着X-Y平面在X方向上经由对应于距离d'的行进路径移动至与第一校准位置相对的第二校准位置中，以便将第二对准标记13'带至第二检测单元11'的两个检测装置8"、8"'的视场19"、19"'中(图2d)。
在检测装置8"、8"'的两个光轴14"、14"'的交叉点不布置在第二对准标记13'中的程度上，通过于光学器件平移单元7"、7"'移动两个检测装置8"、8"'，直至两个光轴14"、14"'的交叉点与校准衬底12的第二对准标记13'重合(图2e，中间)。在一尤其有利的实施例中，两个光轴14、14'通过于光学器件平移单元7"、7"'而彼此在同一条直线上对准(图2e，右侧)。
该校准方法也可自具有各别视场19、19'、19"、19"'的检测装置8、8'、8"、8"'的观点观察。图4a至图4f展示上文所阐述的校准步骤。在第一校准步骤中，对准标记13、13'不在视场19、19'、19"、19"'中，使得该视场是空的(参见图4a、图4d)。
在第二校准步骤中，对准标记13移动至两个光学器件8、8'的视场19、19'中(图4b)。在视场19、19'中的对准标记13成像模糊和/或不在中心的程度上，经由各别检测装置8、8'的平移和/或旋转设定，经由经指配光学器件平移单元7、7'和/或聚焦而实现高分辨率和/或置于中心(参见图4c)。这受控制单元控制。
类似于第二校准步骤，第三校准步骤通过检测单元11'在相对侧上运行(参见图4e、图4f)。
在该校准方法中判定的数据(尤其聚焦平面的X、Y和/或Z位置以及光轴14、14'、14"、14"'的交叉点)在控制设备中用于下文阐述的根据本发明的方法的计算/控制。
在根据本发明的第一对准步骤中，将第一衬底15装载至第一座架9上并固定，且将第二衬底15'装载至第二座架9'上并固定。第一衬底15具有尤其相对地布置在侧的周边上的两个对准标记20、20'。第二衬底15'具有尤其对应于对准标记20、20'且尤其相对地布置在侧的周边上的两个对准标记20"、20"'。对准标记20、20'、20"、20"'优选地布置在周边区域中，在衬底15、15'的横向周边轮廓15k、15k'上比在校准衬底15、15'的重心处近，尤其至少两倍近，优选地四倍近。在借助于调整设备4、4'彼此平行对准的第一衬底15与第二衬底15'之间，设定小于1mm的给定距离A。
在对准位置中，X方向上的对准标记20、20'与第一检测单元11的光轴14、14'间隔距离D，而X方向上的对准标记20"、20"'与第二检测单元11'的光轴14"、14"'间隔尤其对应于距离D的距离D'。
校准衬底12的距离d、d'优选地偏离距离D、D'达小于视场19、19'、19"、19"'的直径。
在根据本发明的第二对准步骤中，第一座架9针对第一检测单元11(在图中，根据图3b，左侧)而移动至第一检测位置中，且尤其同时，第二座架9'针对第二检测单元11'(在图中，根据图3b，右侧)移动至与第一检测位置相对地布置的第二检测位置中。由检测装置8'、8"经由其停留于光轴14'、14"的相应视场19'、19"的相应检测位置中来检测第一衬底15的对准标记20'及第二衬底15'的对准标记20"。
在根据本发明的第三对准步骤中，第一座架9针对第二检测单元11'(在图中，根据图3b，右侧)移动至第二检测位置中，且尤其同时，第二座架9'针对第一检测单元11(在图中，根据图3b，左侧)移动至第一检测位置中。由检测装置8"'、8经由其停留于光轴14"'、14的相应视场19"'、19的相应检测位置中来检测第一衬底15的对准标记20"'及第二衬底15'的对准标记20。
由校准至检测单元11、11'的调整单元4、4'登记依据第二及第三对准步骤的衬底15、15'的X、Y和/或Z位置。此外，可依据X、Y和/或Z位置判定衬底15、15'的旋转位置。另外，依据X、Y和/或Z位置计算衬底15、15'的对准位置。
在根据本发明的第四对准步骤中，经由调整单元4、4'将衬底15、15'移动至经判定对准位置。此后，接触经由接触表面15o、15o'在Z方向上彼此接近而发生(参见图3d)。
根据本发明的理念因而主要在于因最小化定位误差而形成的检测位置与对准位置之间的相对短的行进路径。
附图标记列表

Claims (9)

1.一种用于使第一衬底(15)与第二衬底(15')对准及接触的方法，该方法具有以下步骤，尤其是以下顺序：
-将该第一衬底(15)固定于第一座架(9)上且将该第二衬底(15')固定于与该第一座架(9)相对地布置的第二座架(9')上，其中该第一衬底(15)与该第二衬底(15')布置在该第一座架(9)与该第二座架(9')之间，其中在Z方向上在该第一衬底(15)的第一接触表面与该第二衬底(15)的第二接触表面之间具有距离A，
-检测已在X和/或Y方向上沿着第一接触表面(15o)移动的第一检测位置中的布置在该第一衬底(15)的周边区域中的第一对准标记(20')的第一X-Y位置，
-检测已在X和/或Y方向上沿着第二接触表面(15k')移动的第二检测位置中的布置在该第二衬底(15')的周边区域中的第二对准标记(20")的第二X-Y位置，
-检测该第二检测位置中的布置在该第一衬底(15)的周边区域中的第三对准标记(20"')的第三X-Y位置，
-检测该第一检测位置中的布置在该第二衬底(15')的周边区域中的第四对准标记(20)的第四X-Y位置，
-经由调整单元(4、4')基于已经由该检测检测到的该第一X-Y位置、该第二X-Y位置、该第三X-Y位置及该第四X-Y位置而相对于该第二衬底(15')对准该第一衬底(15)，以及
-使已相对于该第二衬底(15')对准的第一衬底(15)与该第二衬底(15')接触。
2.如权利要求1所述的方法，其中该第一对准标记(20')与该第四对准标记(20)和/或该第二对准标记(20")与该第三对准标记(20")在该Z方向上相对地布置。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中尤其利用用于检测该第一对准标记(20')和/或该第二对准标记(20")的第一检测单元(11)和用于检测该第三对准标记(20")和/或该第四对准标记(20"')的第二检测单元(11')，对该第一对准标记(20')与该第二对准标记(20")的检测和/或对该第三对准标记(20")与该第四对准标记(20"')的检测以相干方法步骤尤其同时发生。
4.一种用于使第一衬底(15)与第二衬底(15')对准及接触的装置，其具有：
-第一座架(9)，其用于固定该第一衬底(15)，以及第二座架(9')，其用于固定该第二衬底(15')，该第二座架(9')与该第一座架(9)相对地布置，其中该第一衬底(15)与该第二衬底(15')能够布置在该第一座架(9)与该第二座架(9')之间，其中在Z方向上在该第一衬底(15)的第一接触表面与该第二衬底(15)的第二接触表面之间具有距离，
-第一调整单元(4)，其用于至少在横向于该Z方向延续的X方向和/或Y方向上移动该第一座架(9)，
-第二调整单元(4')，其用于至少在X方向和/或Y方向上移动该第二座架(9')，
-检测构件，其用于：
a)检测已在X和/或Y方向上沿着第一接触表面(15o)移动的第一检测位置中的布置在该第一衬底(15)的周边区域中的第一对准标记(20')的第一X-Y位置，
b)检测已在X和/或Y方向上沿着第二接触表面(15k')移动的第二检测位置中的布置在该第二衬底(15')的周边区域中的第二对准标记(20")的第二X-Y位置，
c)检测该第二检测位置中的布置在该第一衬底(15)的周边区域中的第三对准标记(20"')的第三X-Y位置，
d)检测该第一检测位置中的布置在该第二衬底(15')的周边区域中的第四对准标记(20)的第四X-Y位置，
-调整单元(4、4')，其用于基于已经由该检测所检测到的该第一X-Y位置、该第二X-Y位置、该第三X-Y位置及该第四X-Y位置而相对于该第二衬底(15')对准该第一衬底(15)，
-接触构件，其用于在Z方向上使已相对于该第二衬底(15')对准的该第一衬底(15)与该第二衬底(15')接触。
5.如权利要求4所述的装置，其中该接触构件包括该第一调整单元(4)和/或该第二调整单元(4')。
6.如权利要求4或5所述的装置，其中该检测构件具有：第一检测单元(11)，其用于检测该第一对准标记(20)和/或该第二对准标记(20')；及第二检测单元(11')，其用于检测该第三对准标记(20")和/或该第四对准标记(20"')，该第二检测单元(11')尤其布置在该座架(9、9')的与该第一检测单元(11)相对的侧上。
7.如权利要求6所述的装置，其中该第一检测单元(11)具有多个电磁操作的，尤其相对地布置的两个第一检测装置(8、8')，优选地为显微镜，和/或该第二检测单元(11')具有多个电磁操作的，尤其相对地布置的两个第二检测装置(8"、8'")，优选地为显微镜。
8.如权利要求7所述的装置，其中该第一检测单元(11)具有用于附接该第一检测装置(8、8')的第一光学器件固定件(6)和/或该第二检测单元(11')具有用于附接该第二检测装置(8"、8"')的第二光学器件固定件(6')，且其中该第一检测装置(8、8')可经由固持该第一光学器件固定件(6)的第一固定件平移单元(5)而共同地移动和/或该第二检测装置(8"、8"')可经由固持该第二光学器件固定件(6')的第二固定件平移单元(5、5')而共同地移动。
9.如权利要求8所述的装置，其中该第一检测装置(8、8')可各自经由该第一光学器件固定件(6)上的第一光学器件平移单元(7、7')而单独地移动和/或该第二检测装置(8"、8"')可各自经由该第二光学器件固定件(6')上的第二光学器件平移单元(7"、7"')而单独地移动。
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