CN107646139B - 用于使基材在结合之前对准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使具有至少两个第一对准标记的第一基材(7)与具有至少两个第二对准标记(8’)的第二基材(7’)对准的方法，其中，通过第一关联在X方向和在Y方向上使第一对准标记(8)关联于基材(7)的至少两个第一独特的对准特征(9)，通过第二关联在X方向和在Y方向上使第二对准标记(8’)关联于第二基材(7’)的至少两个第二独特的对准特征(9’)并且通过对准借助于第一和第二独特的对准特征(9,9’)在X和Y方向上使第一(8)和第二对准标记(8’)彼此对准。此外，本发明设计一种对应的装置。

Description

用于使基材在结合之前对准的方法

技术领域

本发明设计一种用于根据权利要求1使具有至少两个第一对准标记的第一基材与具有至少两个第二对准标记的第二基材对准的方法以及根据权利要求7的对应的装置。

背景技术

存在多种方法来使两个尤其构型的基材彼此对准且连接(结合)。在所有方法的多数中，对准设备(英文：aligner)和结合器是分离的模块/腔室。对准设备借助于对准标记(英文：alignment marks)使两个基材彼此定向。在对准之后尤其通过夹持实现固定。为此，两个基材彼此固定且固定在样本支架处。还可设想的是在没有使用样本支架的情况下使基材彼此固定。这样的不带有样本支架的固定在印刷文件WO2014154272A1中公开，在其中指出，可如何借助磁性体实现两个基材的直接固定。

彼此固定的基材于是借助于运送系统达到接合设备中，在其中实现两个基材的接触。这样的接合设备的特定情况是熔融结合器。熔融结合器理解成一种装置，其通过借助于定位销的尤其对中的接触产生两个基材的连合。通过基材的极其纯净的表面引起由于在基材表面之间的附着力引起的自固定。附着力主要是范德华力。如此产生的结合称为预结合(英文：prebond)，因为其仍不具有完全理论性地待实现的强度，因此其在另一过程步骤中通过热处理和与此伴随的共价连接的产生来制成。

在实施熔融结合的情况中本质上存在两个大问题。

第一问题在于，在宽泛的路径上维持对准精确性。现代的对准设备已可获得200nm以下的对准精确性。这意味着，两个基材可以相应的比100-200nm更精确的对准标记来彼此对准且彼此固定。然而，该对准精确性必须在尽可能长的时间和/或尽可能长的路径上维持。此外，两个基材彼此的固定须如此强地来实现，即，所实现的对准精确性不会由于基材彼此尤其在手操作过程期间例如通过机械手的移动而遗失。

第二问题在于，在对准且由此在制造结合的情况中，在迄今已知的方法中，性能大多较低。在非常多的情况中使用复杂且由此昂贵的对准设备，其可执行不同的对准方法，尤其面对面、背对面或背对背的对准。

根据本发明优选使用的结合类型是热压缩结合器。借助于热压缩结合器可产生高压和高温。其优选用于金属扩散结合和/或用于共熔结合。因为金属表面优选地应完全不含有氧化物，因此基本的意义在于，可适宜地调整并且监控在这样的结合器腔室中的大气。本发明不仅指出一简单的方法来提高结合的性能，而且以有利的方式说明了一种实施形式和方法，利用其可在结合腔室中产生受控的大气并且可连续地维持。这样的大气尤其有利于制造纯净的金属-金属结合。

本发明的目的在于呈现出一种方法和设备，借助于其可执行两种基材彼此改善的且尤其更快速的对准。

该目的利用权利要求1和7的特征来实现。在从属权利要求中说明了本发明的有利的改进方案。由在说明书、权利要求和/或附图中说明的特征中的至少两个组成的全部组合也落入本发明的框架内。在说明的值域的情况中，位于所谓的界限中的值也应作为界限值公开地适用并且以任意的组合来要求保护。

本发明的基于如下思想，即，设置一种方法，其用于使具有至少两个第一对准标记的第一基材与具有至少两个第二对准标记的第二基材对准，其中

-通过第一关联在X方向和在Y方向上使第一对准标记关联于第一基材的至少两个第一独特的对准特征，

-通过第二关联在X方向和在Y方向上使第二对准标记关联于第二基材的至少两个第二独特的对准特征，

-通过对准，在X和Y方向上借助于第一和第二独特的对准特征使第一和第二对准标记彼此对准。

在装置方面可尤其通过以下特征实现本发明：

-第一关联模块，其用于在X方向和Y方向上使第一对准标记关联于第一基材的至少两个第一独特的对准特征，

-第二关联模块，其用于在X方向和Y方向上使第二对准标记关联于第二基材的至少两个第二独特的对准特征，以及

-尤其构造成结合模块的对准模块，其用于借助于第一和第二独特的对准特征在X和Y方向上使第一和第二对准标记对准。

本发明的核心尤其在于，在传递到接合设备、更确切地说接合模块、尤其熔融结合器、更优选地热压缩结合器之前关于独特的基材特征(尤其展平的侧(英文：flat)和/或开槽(英文：notch))方面测量/检测基材的第一和第二对准标记。还可设想的是关于另外的对于光学系统而言可识别的且可检测的独特的基材特征方面的测量/检测。在此，该测量/检测以最佳可能的准确性来实现。该测量尤其比100μm更精确、优选地比10μm更精确、更优选地比1μm更精确、最优选地比100nm更精确、完全最优选地比50nm更精确。还可设想的是，彼此作出关于基材旋转(旋转角度位置)的精确性的说法。基材尤其比1°更精确、优选地比0.1°更精确、更优选地比0.01°更精确、最优选地比0.001°更精确、完全最优选地比0.0001°更精确地关于其旋转定向彼此定向。

基于该测量/检测优选地关于独特的基材特征建立对准标记的准确的定位图(关联)。通过该预测量在接合设备中仅需要关于独特的基材特征的对准且尤其不关于第一和/或第二对准标记来实现。于是，当对准标记须位于待相互连合的基材表面处且如此须通过非常精确但费时的对准方法对准时，这是尤其有利的。进行这样的面对面的对准的对准设备例如在印刷文件PCT/EP2013/075831、WO2014202106A1或US6214692B1中公开。除了提到的印刷文件外还存在另外的对准设备，其通过将光学系统插入到基材之间来实现面对面的对准。根据本发明可停止为了测量将光学测量仪器引入到基材之间或两个基材彼此的相对运动。

本发明尤其另外基于如下思想，即，尤其在转移到结合腔室中之前执行在尤其与相应的基材表面相应的X-Y平面中使尤其与侧周缘间隔开的对准标记关联于尤其在侧周缘处布置的独特的基材特征。该关联尤其通过在限定的矢量空间中、优选地至少关于X-Y平面定义相应的矢量来实现。

本发明由此尤其涉及用于提高结合设备的性能的装置和方法。结合设备优选地由至少一个结合腔室和至少两个尤其构造成闸口的关联模块构成，在所述关联模块中分别实现第一和第二基材的测量。转移器件、优选地机械手将第一和第二基材相应地从闸口运输到结合设备或结合模块的结合腔室中。在结合腔室中根据独特的特征和/或两个基材的接触实现两个基材的对准。作为另外尤其优选的根据本发明的特征公开了一种可能性，即，执行基材从关联模块到结合腔室中的运送的机械手已如此将基材存放在结合腔室中，即，使得不需要在结合腔室中的另外的对准。由此，该存放在该实施形式中意味着对准。于是，两个基材在结合设备中在存放之后相互连合。结合设备/结合模块尤其是熔融结合器、更优选地是热压缩结合器。

换言之，本发明尤其涉及如下，即，在转移第一和第二基材之前通过测量/检测使相应对应的第一和第二对准标记关联于对应的独特的基材特征。该关联尤其相应地在通过X方向和Y方向定义的平行于第一和第二基材表面的X-Y平面中实现。

根据前述特征中的一个或多个的根据本发明的实施形式的大的优点尤其在于，可从接合模块中移出地、尤其在闸口中实现第一和第二对准标记的相对精确的测量。通过基材表面的测量和对准标记关于独特的基材特征的精确绘图尤其可充分利用在其中使闸口抽真空的时间。由此尤其通过以下方式解决基材的两个位于尤其与侧周缘间隔开的接触面或基材表面处的对准标记彼此对准的问题，即，借助于独特的基材特征实现对准。这尤其在基材在接触面处的接触状态中还可从外部接近，从而直至接触可优选地连续地实现对准。通过该措施可放弃面对面的对准策略或基材平行于基材表面的超出对准的移动。

对准标记与独特的基材特征间隔开，其中，独特的基材特征优选地布置在侧周缘处或布置在基材的通过X-Y平面限定的外轮廓处并且对准标记与侧周缘间隔开。

根据本发明的一实施形式，设置成，在第一和第二关联之后并且在对准之前实现基材到结合模块或到结合腔室中的转移，在结合模块/结合腔室中，对准尤其优选地在小于1bar、更优选小于10^-3mbar、更优选小于10^-5mbar、最优选小于10^-8mbar的气压下执行。

根据一实施形式，根据本发明的本质方面在于，结合腔室优选地保持连续地抽真空并且在设备的运行期间不朝向大气打开，与此同时在附加模块中实现关联。如果在抽真空之后应利用尤其未氧化的气体或气体混合物冲刷结合腔室，则优选地维持该气体大气。

在本发明的改进方案中，设置成，第一关联在第一、尤其构造成闸口的第一关关联模块中实现，而第二关联尤其平行于第一关联在第二、尤其构造成闸口的第二关联模块中实现。由此不仅使关联加速而且可设想到，关联可在基材的外侧和/或存在的或后来产生的轮廓处实现。由此可在基材为了结合而接触之前放弃基材的旋转。

有利地，在对准之前，尤其在第一和/或第二关联模块中，优选地在关联期间，降低气压，优选地降低到小于1bar的气压上，更优选降低到小于10^-3mbar，更优选小于10^-5mbar，最优选小于10^-8mbar。由此尤其在关联模块构造成闸口的情况中可使结合腔室中的结合加速，因为其不再需要抽真空或不再需要如此进一步地抽真空。关联模块的抽真空尤其持续少于5分钟、优选地少于4分钟、更优选地少于3分钟、最优选地少于2分钟，完全最优选地少于1分钟。抽真空越快地进行，则性能越好。

在根据本发明的另一实施形式中，还可在与结合腔室分离地存在的关联模块中实现基材的根据本发明的测量。于是，基材经由更长的路径被运送到结合腔室中。基材尤其可在根据本发明的测量与在结合腔室中的本来的结合过程之间通过另外的过程步骤进一步实行。由此，基材的测量在关联模块中自身是根据本发明的步骤

在另一根据本发明的实施形式中，当关联模块朝向周围的大气敞开时，还可在关联模块中实现测量。由此，关联模块还可仅仅用于测量独特的基材特征，而不必在抽真空期间充分利用测量的效果。因此，作为另外的根据本发明的方面，仅仅公开了用于与抽真空无关地测量独特的基材特征的关联模块和/或到结合器处的连结。

模块

只要说明模块，如尤其关联模块、对准模块或测量模块，则他们尤其构造成在空间上分离的腔室，这些腔室优选地可经由闸口相互连接。由此闸口构造成可抽真空的，尤其可相应地抽到小于1bar的气压上、优选地小于10^-3mbar、更优选地小于10^-5mbar、最优选地小于10^-8mbar。优选地，腔室中的气压可相应单独地且彼此独立地来调整。模块还用于基材或结合的基材堆垛的预处理和/或后处理。如此可设想的是，在将基材带入到根据本发明的关联模块中之前检查、测量、转动(英文：flipped)、清洁、蚀刻和/或涂覆该基材。

控制装置

装置的控制和所说明的方法特征优选地通过尤其中央的控制装置来实现。其优选地是软件控制的，更确切地说具有固件和/或硬件和/或软件，其尤其具有用于储存关于装置和对准/关联的数据/信息的储存器。

基材

基材可具有任意的、优选地至少大多数环形的和/或平整的形状。基材尤其优选地是标准化的半导体基材、尤其晶片。基材尤其通过其在环形区段中的直径来说明。对于晶片而言优选地使用工业标准的直径，即，1吋、2吋、3吋、4吋、5吋、6吋、8吋、12吋和18吋。然而，根据本发明的实施形式可与其直径无关地手操作基本上每种基材。

优选地使用如下两种晶片类型。

第一晶片类型具有通过直的周缘区段/基材边缘区段(英文：flat)产生的与晶片的另外环形的形状的巨大的偏差。独特的基材特征是尤其作为直的周缘区段/基材边缘区段的切线伸延的直线的两个焦点中的至少一个。

第二晶片类型除了开槽(英文：notch)之外均为环形的。开槽优选地用于对准和/或粗调、即作为独特的基材特征。

独特的基材特征

独特的基材特征根据本发明尤其理解成可明确关联于基材、尤其在基材外轮廓处的几何位置的部位/位置。独特的基材特征、尤其地其在X方向、Y方向且优选附加地在Z方向上的位置优选地可在光学上被检测。该位置由于独特的基材特征的尺寸能以小于100μm、优选地小于10μm、更优选地小于1μm、最优选地小于100nm、完全最优选地小于10nm的精确度来检测。

独特的基材特征尤其可以是基材的直的周缘区段与圆形的周缘区段的交点。另外的独特的特征可以是穿过开槽的或显著的、微米大小或纳米大小的沿基材边缘的轮廓。尤其地，对于每个单独的基材而言，独特的特征是不同的。作为独特的特征根据本发明尤其考虑如下：

·在基材外侧的对准记号和/或

·圆形的基材边缘区段和/或

·直的基材边缘区段和/或

·开槽式成型的基材边缘区段和/或

·前述特征的交点和/或

·前述特征的切线的交点。

这些独特的基材特征尤其是可明确识别/关联的、稳定的且/或可再次找到的。独特的基材特征具有明确的参考点，其优选地可利用测量仪器、尤其显微镜再次找到。

独特的基材特征尤其布置在基材的边缘或外轮廓处或至少布置在靠近边缘的区域中、即周边中，从而测量仪器可在靠近且直至在接合设备中接触基材期间检测独特的基材特征。此外，进一步位于外部的独特的基材特征允许更高的对准精确度。

通过独特的基材特征可优选地关于在基材表面上、尤其在基材的内侧处存在的对准标记来限定、尤其计算明确的固定点。内部或内侧是之后被连合的表面(接触面)。外部或外侧是与内侧相对而置的表面。

独特的基材特征可位于与对准标记相同的基材表面上或(优选地)位于与对准标记相对而置的基材表面上或(更优选地)位于侧边缘处。如果独特的基材特征应位于与对准标记相同的基材表面上并且对准标记应位于内侧处，由此位于根据本发明被连合的表面处，则独特的特征优选地如尽可能远地布置在基材的周边处，由此光学仪器优选地可在整个靠近过程期间在结合腔室中探测。

独特的基材特征优选地是基材的部分且不会在根据本发明的过程之前被带入到这样的基材中。然而还可设想的是，尤其通过在基材的外表面处、基材外轮廓处或侧边缘处尤其通过激光、蚀刻过程或平板印刷的制造方法产生图案来制造独特的基材特征。由此对准变得与尤其通过第三人规定的对准标记无关。还可设想的是，在基材的外周边处制造非常精细的腐蚀陷斑(Aetzgruebchen)。

设备

在根据本发明的第一实施形式中，设备由结合腔室和至少一个关联模块、尤其闸口构成，优选地由两个、尤其并联和/或并排布置的闸口构成。在特别的实施形式中可存在多于两个闸口，以便于进一步提高性能。闸口的数量尤其大于2、优选地大于3、更优选地大于5。在进一步的进程中示例性地说明带有刚好两个闸口(优选的实施形式)的设备。

闸口具有使闸口与周围环境分开的第一闸门和使闸口与结合腔室分开的第二闸门。闸门尤其可手动的、半自动地或全自动地操控。第一和第二闸门尤其可相互独立地操控。

结合腔室和/或(多个)关联模块可单独地抽真空。结合腔室和/或关联模块可尤其抽真空到小于1bar的压力上、优选地小于10^-3mbar、更优选地小于10^-5mbar、最优选地小于10^-8mbar。还可设想的是尤其通过泵入和/或放入惰性气体来加载以过压。结合腔室和/或关联模块可紧接着被压力大于1bar、优选地大于2bar、更优选地大于3bar的气体或气体混合物冲刷、优选地冲洗。还可设想的是，尤其仅仅使用在周围环境压力为1bar的情况下的结合腔室和/或关联模块。

结合腔室尤其在使用热压缩结合器的情况中利用防止重新形成氧化物、至少延迟或优选地甚至使其逆向反应的气体或惰性气体来冲洗。还可设想使用任意的气体混合物。优选地使用如下气体或由所提及的气体构成的气体混合物。

·氩气和/或

·氦气和/或

·氢气和/或

·二氧化氮和/或

·合成气体和/或

·甲酸和/或

·SF6

关联模块中的每个尤其具有至少一个、优选两个、更优选三个、完全最优选多于三个测量仪器，借助于其可测量对准标记和/或独特的基材特征。测量仪器优选地是光学测量仪器、更优选地是显微镜。

在根据本发明的一特别的实施形式中是用于棱边测量的测量仪器。这样的用于棱边测量的仪器例如在印刷文件WO2013185803A1中提及。测量仪器可建立尤其完整的(关于基材的侧周缘)棱边轮廓形状。该棱边轮廓形状尤其具有至少在微米范围、优选地至少在纳米范围内的分辨率。每个基材的棱边是单类型的，尤其基于优选地由铸块加工基材和/或制造基材。由于该单类型性获得基材棱边的完整的、尤其环形轮廓形状。该轮廓形状还可由此来定义，即，基材的直径作为旋转角度的函数是不同的。

测量仪器的分辨率尤其大于1mm，优选地大于100μm、更优选地大于1μm、最优选地大于100nm、完全最优选地大于10nm。

测量仪器、尤其显微镜的放大率尤其比系数1更大、优选地比系数10更大、更优选地比系数1000更大、最优选的比系数10⁵更大、完全最优选地壁系数10⁷更大。

测量仪器尤其可平移和/或旋转地调节，从而其可在关联模块内自由移动和/或旋转。由此可使测量仪器匹配于基材的尺寸和/或相对于对准标记和/或独特的基材特征的预定位。

尤其在在基材类型和/或相同的过程的情况中仅一次地执行测量仪器的这样的预定位，从而基材的待测量的部分在将基材装载到闸口中之后已布置在可见区域(英文：field-of-view,FOV)内。附加地将待测量的对准标记和/或独特的基材特征带入到深度范围(英文：depth-of-focus,DOF)中，以便于以尽可能大的分辨率保持清晰的图像。

基材从关联模块到结合腔室中且返回的运送优选地通过机械手来执行。在此，机械手可位于闸口或结合腔室中。还可设想是，在闸口和结合腔室之间存在移入其间的机械手模块。如果应存在多个闸口，则可设想的是，将机械手定位在每个闸口中。然而，尤其优选地将机械手定位在结合腔室中，从而可通过单个机械手实现对每个单独的闸口的取用。机械手优选地还可达到关联模块的与结合腔室相对而置的端部处，从而基材优选地不仅可从关联模块加载到结合腔室中，而且可从相应地前置于关联模块的晶片盒、尤其前开式晶片盒(FOUP)加载到关联模块中。

在特别的实施形式中，然而机械手仅将基材从闸口加载到结合腔室中，而闸口从外部的装载尤其通过另一、尤其外部的机械手来实现。

机械手理解成机械的每种类型，其可将基材接纳、运送一确定的路径并且又交付。

在结合腔室中存在结合装置、尤其熔融结合器、更优选地热压缩结合器。结合装置由下部的第一样本支架和上部的第二样本支架构成。结合腔室同样具有多个测量装置、尤其显微镜。结合腔室的测量装置尤其调整到被装载的基材的周边上或周边区域(侧周缘)上，从而可实现独特的基材特征的测量。通过将测量限制到独特的基材特征上，可放弃结合装置中对准标记的测量。由此得出多个优点：

a)该测量还可在靠近基材且直至接触期间实现，

b)结合装置可构造地更小，从而必须以用于结合而限定的大气或限定的气压来加载的体积更少，

c)使结合加速。

通过根据本发明的在(多个)关联模块中发生的对准标记关于独特的基材特征的测量，使得在同时根据独特的基材特征测量且原位监控的情况下可实现基材的靠近(Z方向)和结合，其中，对准标记由此被(间接测量地)对准。对准标记在X-Y平面中的位置由此根据独特的基材特征的X-Y位置来计算。

过程

所有基材在装载到闸口之前均可经受预处理。预处理尤其可以是：

·清洁过程、尤其氧化物的去除，和/或

·表面的无定形化(Amorphisierung)和/或

·蚀刻过程和/或

·平板印刷过程、尤其

◦照相平板印刷过程

◦印压平板印刷过程。

氧化物去除和/或无定形化优选地通过例如在印刷文件PCT/EP2014/063303中提及的设备来实现。

在根据本发明的第一步骤中实现第一闸口的装载(总的：关联模块)。首先关闭使闸口与结合腔室相连接的第二闸门。接着将使周围环境与闸口相连接的第一闸门打开。实现了第一闸口以第一基材的装载。在将第一基材装载到第一闸口中之后又关闭第一闸门。

在封闭闸口之后开始抽真空过程。抽真空由此尤其限制到相对小且尽可能紧凑的构型的闸口上。根据本发明且因此优选地在抽真空期间执行被加载的基材的基材表面的测量。

多个测量仪器测量在基材表面上的第一和第二(且必要时其它)对准标记以及至少一个、优选地至少两个、最优选地至少三个独特的基材特征的X位置和Y位置。测量仪器彼此如此来校准，即其可关于独特的基材特征测定对准标记的准确的位置和/或定向。由此明确地确定对准标记关于独特的基材特征的位置且必要时定向(关联)。

这些数据/信息关于相应的基材被固件和/或硬件和/或软件储存。

测量应根据本发明不比闸口的抽真空持续更久，从而可在性能方面最优地执行该过程。通过该测量尤其不需要附加的过程时间。

在根据本发明的第一测量步骤期间可尤其同时将另一尤其第二基材加载到另一尤其第二闸口(总的：关联模块)中并且以与在第一闸口中相同的方式实行。

一旦使用单个机械手来用于运送基材，则不可同时进行基材的运送。根据本发明优选的是，始终仅一个机械手获得至结合设备、尤其至用于接纳基材的样本支架的接近。由此在第一和第二基材之间形成工序引起的延迟。基材的加载、闸口的抽真空和基材到结合腔室中的卸载由此不完全同步地结束，而是优选地大多数同步结束。由此，第二基材的加载可称为第三过程步骤。

在根据本发明的第二过程步骤中，第一闸口的第二闸门朝向结合腔室打开。结合腔室在该时间点尤其具有小于1bar的压力、优选地小于10^-3mbar、更优选地小于10^-5mbar、最优选地小于10^-8mbar。优选地，结合腔室在单次抽真空之后在多个结合过程期间不再被冲刷。这首先又在尤其为了维护和/或修理工作而中断结合的情况中是需要的。

机械手从第一闸口接纳已测量且关联的第一基材并且将其定位在结合设备的结合腔室中的两个样本支架中的一个上。在此，机械手优选地执行预定位(英文：pre-alignment)。之后将基材从闸口中取出，可将第二闸门又封闭并且锁止并且打开第一闸门，以便于将新的基材载入到第一闸口中。由此，当旧的过程尚未结束时，已经可以开始新的过程。

在根据本发明的第三步骤中将第二基材加载到第二闸口中。第二闸口可与第一闸口相同地构型。尤其可设想的是，第二测量仪器具有与第一闸口的测量仪器的第一测量装置相对而置的第二测量装置。由此可关于第一基材测量第二基材的相对而置的侧、优选地底侧。机械手于是已经在为了与第一基材相结合的正确定向中碰到第二基材。基材在其加载到闸口中之前可尤其在所谓的弹起模块(Flip-Modul)中旋转。在此，其为一种可使基材、尤其大的基材旋转180°的模块。在此，该旋转绕位于基材平面以内的轴线来实现。

还可设想绕垂直于基材表面的轴线的附加的旋转，以便于执行预对准过程(英文：pre-alignment)。该预对准过程在弹起模块或在自身的预对准器(英文：pre-aligner)中执行。然而还可设想机械手的使用，其可使固定的基材绕180°旋转。第二基材的加载、测量和卸载与第二过程步骤同时地或时间延迟地进行。

根据本发明可设想的是，在另外的闸口中将另外的基材输送给结合腔室，以便于结合多于两个基材或为了接下来的结合过程预备另外的基材且由此提高性能。

在根据本发明的第四过程步骤中通过结合腔室中的测量仪器实现基材的独特的基材特征的测量。尤其对于对准设备而言，如其在印刷文件PCT/EP2013/075831、WO2014202106A1或US621492B1中所提到的那样，根据本发明的本质上的优点在于，基材的对准现在仅仅根据独特的基材特征来实现且对此仅需要极其短的方法路径。尽管如此通过对准过程间接将基材的对准标记带至覆盖，因为对准标记与独特的基材特征之间的关系通过根据本发明的测量在关联模块、尤其闸口中是已知的。两个待结合的基材优选地已通过机械手预定位，由此独特的基材特征为了准确地使基材对准由测量仪器简单地发现。在此，机械手尝试以其技术上规定的准确性实现基材的独特的基材特征彼此尽可能良好的靠近。为此还可由闸口中基材的测量生成数据。

独特的基材特征彼此的精细调节(精确对准)于是借助于在X方向和Y方向上可运动的、尤其可移动且可旋转的样本支架来实现。在此，在基材彼此移动期间连续地测量独特的基材特征的位置和/或定向并且传递到固件和/或硬件和/或软件处，其由传输的数据计算样本支架且由此基材的新的位置。

根据本发明的方面尤其在于，(尤其所有)独特的基材特征位于基材的周边处、尤其在外边缘处(X-Y平面中的侧向的周缘边缘或外轮廓)，更优选地位于其外表面处并且由此可轻易接近。根据本发明虽然尤其检测独特的基材特征，但是通过在关联模块中实现的关联使可引用的对准标记彼此对准。

定位的关联和计算可尤其通过在中央控制装置中的矢量计算来实现。

一旦公开了方法特征，则其在装置方面也作为公开地适用且反之亦然。

附图说明

由接下来的优选的实施例以及根据附图的说明得出本发明的另外的优点、特征和细节。其中：

图1显示了带有根据本发明的装置的集群的一实施形式的示意性的、未按照比例的俯视图，

图2a显示了带有对准标记和独特的特征的基材的一实施形式的示意性俯视图，

图2b显示了在根据本发明的关联步骤的情况中根据图2a的示意性俯视图，

图2c显示了在根据本发明的对准步骤的情况中根据图2a的示意性俯视图，

图3显示了用于测量基材的测量装置的示意性俯视图，以及

图4显示了根据本发明的流程图。

具体实施方式

在附图中，相同或相同作用的部分以一致的附图标记来表示，其中，尺寸比例用于图解说明且因此不按照比例。

图1显示了集群设备11，其具有如下装置：

-用于加工基材7,7’的不同的且/或相同类型的模块12，

-这里设计成集群设备11的模块的装置1，其带有第一闸门4,4’、两个关联模块3,3’和结合腔室2，

-尤其可抽真空的转移腔室14，

-机械手10’，其用于移动(尤其加载)基材7,7’，以及

-前开式晶片盒(Foup)13，其用于将基材7,7’输送到集群设备11的转移腔室14中。

然而，根据本发明的装置1还可独立于集群11来运行。

模块12可尤其是用于处理(施加涂层、无定形化、等离子活化、清洁、尤其氧化物去除等)基材7,7’的表面、尤其在结合腔室2中待接触和连合的基材表面7o,7o’。

结合腔室2前置有两个构造成闸口的第一和第二关联模块3,3’。闸口相应地经由第一闸门4.1,4.1’与转移腔室14(或在自主的装置1的情况中与周围环境)且经由第二闸门4.2,4.2’与结合腔室2相连接。

在闸口中存在多个可移动和/或可转动的测量仪器5,5’，利用其可测量第一和第二基材7,7’的第一和第二对准标记8,8’以及第一和第二独特的基材特征9,9’。

通过测量仪器5,5’彼此的校准可相应地相对于独特的基材特征9,9’确定对准标记8,8’的明确的X-Y位置和定向。关联借助于在中央控制装置中的矢量计算来计算并且关于相应的第一和第二基材7,7’来储存。

在打开第二闸门4.2,4.2’之后，机械手10将测量的基材7,7’从相应的闸口运送到结合腔室2中，并且将其相应地在结合装置6中在未示出的第一和第二样本支架上存放在预对准的位置中。

通过测量仪器5’’测定独特的基材特征9,9’的X-Y位置。通过先前实现的关联执行独特的基材特征9,9’的对准，其中，对准标记8,8’通过样本支架的相应的运动最优地彼此对准。

图2a显示了两个基材7,7’的示意性的、未按照比例的上视图(左边：第一基材7；右边：第二基材7’)。基材7,7’在其基材表面7o,7o’处具有相应两个第一和两个第二对准标记8,8’以及相应两个第一和两个第二独特的基材特征9,9’。还可设置相应多于两个对准标记8,8’和/或相应多于两个独特的基材特征9,9’。

基材7,7’的平整的侧(flat)与基材7,7’的圆形周缘的交点或过渡部尤其是基材7,7’的明确的(在多个镜片的情况中存在的)独特的基材特征9,9’。该独特的基材特征9,9’的优点是，每个基材具有恰两个这样的独特的基材特征9,9’。

第二基材7’的第二对准标记8’有意地与作为理想的来假设的位置强烈偏差地示出，以便于更好地示出根据本发明的效用。

图2b显示了第一基材7的第一对准标记8关于第一独特的基材特征9的通过测量测定的X和Y位置x1,y1,x2,y2以及第二基材7’的第二对准标记8’关于第二独特的基材特征9’的X和Y位置x1’,y1’,x2’,y2’。由此可至少在通过基材表面7o,7o’限定的X-Y平面中实现独特的基材特征9,9’相对于对准标记8,8’的关联。

图2c显示了在将基材7,7’转移到结合腔室2之后，依照两个基材7,7’的根据本发明的对准过程，通过测量独特的基材特征9,9’的X-Y位置来使基材7,7’定向。在对准且接触之后以及在结合之后，对准标记8,8’一致地或在Z方向上彼此对齐地布置。图2c出于图示目的仅示出了基材7,7’在X-Y平面中的定向，而不重叠布置基材7,7’。

图3极为示意性地显示了基材7,7’在交点S处相交的、彼此(夸大示出地)偏差的直径D,D’。基材或直径在不同旋转角度下的不对称在实际情况中仅以几微米或几纳米。根据本发明的一优选的实施形式，通过测量仪器15测量旋转的、尤其在重心对中且支承的基材7的轮廓形状。

该测量仪器尤其使用干涉仪来测量基材7,7’的源头相对于棱边的位置、尤其借助于激光光束16。通过适宜地使多个这样的干涉仪15尤其以等距的角间距定位，可实现基材轮廓形状P的连续的接纳。该轮廓形状尤其用作用于使基材在结合的情况中准确对准的另一独特的基材特征9’’。

图4显示了用于两个基材7,7’中的一个的示意性流程图。首先(步骤101)可尤其在模块12中的集群装置11中实现在基材7,7’中的一个处的相应的预处理步骤，只要根据本发明的装置1是集群系统11的部分。如果根据本发明的装置不应是集群11的部分，则可在彼此分离的模块中出现最优的预处理步骤。

之后(步骤102)借助于机械手10’将基材7,7’加载到两个闸口3,3’中的一个中。

紧接着(步骤103)实现抽真空且根据本发明实现独特的基材特征9,9’关于对准标记8,8’的尤其同时的测量(关联)。

接下来(步骤104)尤其通过机械手10实现到结合腔室2中的转移。

机械手10已尝试以尽可能高的精确度来存放基材7,7’(步骤105)、尤其如此，即，仅仅须实现两个基材7,7’的仅更多地一个z靠近、即结合过程。

如果通过机械手10的对准精确性不充足(步骤106)，根据已预测量的独特的基材特征9,9’实现精确的对准(步骤107)。在最后的步骤(步骤108)中实现两个基材7,7’的连合。

于是，如此产生的基材堆垛又可从结合模块中去除。优选地，经由两个闸口3,3’中的一个实现卸载，与此同时在另一闸口3,3’中已可加载新的基材7,7’。

附图标记清单

1装置

2结合腔室

3,3’关联模块、尤其闸口

4.1,4.1’第一闸门

4.2,4.2’第二闸门

5,5’,5’’测量仪器、尤其显微镜

6结合装置

7,7’基材

7o,7o’基材表面

8,8’对准标记

9,9’独特的基材特征

10机械手

11集群

12模块

13 FOUP

14转移腔室

15干涉仪

16激光光束

D,D'直径

S重心

P基材轮廓形状。

Claims (25)

1.一种用于使具有至少两个第一对准标记(8)的第一基材(7)与具有至少两个第二对准标记(8’)的第二基材(7’)对准的方法，其中

-在第一关联模块中通过第一关联在X方向和Y方向上使所述第一对准标记(8)关联于所述第一基材(7)的至少两个第一独特的基材特征(9)，

-在第二关联模块中通过第二关联在X方向和Y方向上使所述第二对准标记(8’)关联于所述第二基材(7’)的至少两个第二独特的基材特征(9’)，并且

-在对准模块中通过对准借助于所述第一和第二独特的基材特征(9,9’)在X和Y方向上使所述第一(8)和第二对准标记(8’)彼此对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对准模块构造成结合模块。

3.根据权利要求2所述的方法，在其中，在所述第一和第二关联之后且在所述对准之前在结合模块中实现所述第一基材(7)和所述第二基材(7’)的转移。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述结合模块中执行所述对准。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述结合模块中在小于1bar的气压下执行所述对准。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，在其中，在第一关联模块(3)中实现所述第一关联且在第二关联模块(3’)中实现所述第二关联。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二关联平行于所述第一关联。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一关联模块(3)构造成闸口。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二关联模块(3’)构造成闸口。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述对准之前降低气压。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述气压降低到少于1bar的气压上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述气压降低到少于10^-3mbar的气压上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述气压降低到少于10^-5mbar的气压上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述气压降低到少于10^-8mbar的气压上。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述第一和/或第二关联模块中降低所述气压。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述关联期间降低所述气压。

17.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，所述第一和/或第二独特的基材特征(9,9’)分别布置在所述第一和第二基材(7,7’)的侧边缘处。

18.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，将以下提及的特征中的一个或多个用作第一和/或第二独特的基材特征(9,9’)：

·圆形的基材边缘区段和/或

·平整的基材边缘区段和/或

·开槽式成型的基材边缘区段和/或

·前述特征的交点和/或

·前述特征的切线的交点。

19.一种用于使具有至少两个第一对准标记(8)的第一基材(7)与具有至少两个第二对准标记(8’)的第二基材(7’)对准的装置，带有

-第一关联模块(3)，其用于在X方向和Y方向上使所述第一对准标记(8)关联于所述第一基材(7)的至少两个第一独特的基材特征(9)，

-第二关联模块(3’)，其用于在X方向和Y方向上使所述第二对准标记(8’)关联于所述第二基材(7’)的至少两个第二独特的基材特征(9’)，和

-对准模块，其用于借助于第一和第二独特的基材特征(9,9’)在X和Y方向上使所述第一(8)和第二对准标记(8’)彼此对准。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述对准模块构造成结合模块。

21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述关联模块构造成相对于所述对准模块的闸口。

22.根据权利要求19到21中任一项所述的装置，带有

-第一检测器件，其用于检测所述第一和第二对准标记(8,8’)的X坐标和Y坐标，

-第二检测器件，其用于检测所述第一和第二独特的基材特征(9,9’)的X坐标和Y坐标，

-第三检测器件(15)，其用于检测所述第一和第二独特的基材特征(9,9’)的X’坐标和Y’坐标。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第一检测器件相应地布置在所述关联模块(3,3’)中。

24.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第二检测器件相应地布置在所述关联模块(3,3’)中。

25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第三检测器件(15)布置在所述对准模块中。

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