TW201434073A - 特別是使用在遮罩對準器的夾頭 - Google Patents

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Abstract

用以平行於例如遮罩的第二平面式基板對準例如晶圓之第一平面式基板的夾頭，包括：頂板，具有用於該第一平面式基板之配置的頂部表面；底板；至少一距離測量感測器，被建構來測量該頂板之頂部表面與該第二平面式基板的表面間之距離；及至少三個線性致動器，其與該頂板及該底板接觸。用於設定夾頭的頂板上之例如晶圓的第一平面式基板及例如遮罩的第二平面式基板之間的間隙之方法，特別是藉著該夾頭，該方法包括以下步驟：在至少一點測量該第一平面式基板的厚度；藉由該夾頭之至少一距離測量感測器，測量該第二平面式基板之表面及該頂板的頂部表面間之距離；及藉由使用該夾頭之至少三個線性致動器、較佳地係與該夾頭的至少三個彈簧軸承結合，調整該第一平面式基板之頂部表面或該夾頭及該第二平面式基板的表面間之傾斜。

Description

特別是使用在遮罩對準器的夾頭
本發明有關特別是使用在用以平行於遮罩對準晶圓之遮罩對準器的夾頭、及用於設定晶圓夾頭的頂板上的晶圓與遮罩間之間隙的方法。
於下文中，該資訊係時常參考晶圓相對於遮罩之對準所敘述。然而，此對晶圓及遮罩之參考不應被解釋為一限制，亦即所主張之夾頭及用於設定一間隙的方法係大致上同樣地可適用於第一及第二平面式基板之對準。
用於微電子、微光學或微機械元件及裝置之生產，使用微影術將一結構由遮罩轉移至基板、例如矽晶圓上係常見的製程。該微影術使用光線由該遮罩將該結構、例如幾何形狀圖案轉移至光敏性化學抗蝕劑上，該抗蝕劑在此之前被塗佈於該基板上。化學試劑接著蝕刻該基板中之暴露結構、或能夠讓該等被轉移圖案中之另一材料沈積至該基板上。工業生產可需要重複此製程達50次。
如果該遮罩及該基板係不平行、亦即如果在該遮罩及 該晶圓之間有一楔形，該遮罩的結構不能被均勻地轉移至該基板上，導致缺陷及不當的結構，大致上在用於該顧客之減少的製程窗口中。由於該微影製程之極多重複，此一楔形誤差能導致生產之高損失。因此，該晶圓與該遮罩相對於彼此的適當對準係需要的。如果該遮罩及該基板係不可重複地定位在該適當距離，結構將不精確地被轉移至該基板。
當現代之生產製程使用日益大的基板時，該前述對準器日益變得有挑戰性。該楔形誤差之補償典型係使用楔形誤差補償(WEC)頭施行。
此一WEC頭使用被動式機械系統，以對準該晶圓頂部表面與該遮罩底部表面。該WEC頭包括一被固定的底部及一被可運動地支撐及藉著彈簧互連至該底部之頂部。於該WEC製程期間，該晶圓及該遮罩被帶入機械式接觸(例如經過高精確距離滾珠)，隨後該頂部於此位置中藉著制動器被固定頂抗抵靠著該底部。其結果是，該晶圓及該遮罩係平行對準。
然而，用於大的基板以及次微米結構，此一對準係不充分精密的。WO 2011/098604 A2有關用於主動WEC之裝置，其中該前面論及之習知WEC頭係以壓電致動器補充，以基於機械式感測器或卡尺允許用於一更細微之對準；然而，此方法僅只在該WEC製程期間允許相對測量，且對於每一分開的晶圓需要一機械式接觸。此外，由於相當高的磨耗，該方法係較不適合用於自動機器。
US 2002/063221 A1有關用於調整二物件間之間隙的間隙調整設備及間隙調整方法。
EP 0 722 122 A1有關用於調整工件及遮罩間之距離的製程及裝置。
進一步背景技藝被列出如下：JP 2004 233398 A、JP 11 194501 A、US 2007/190638 A1、EP 2 006 899 A2、JP 3 038024 A、JP 2008 310249 A、JP 58 103136 A。
本發明之目的係提供彼此平行地定位二平面式表面、特別是晶圓頂部表面及遮罩之裝置及方法。特別地是，本發明之目的係提供夾頭、例如晶圓夾頭，供與WEC頭或夾頭結合使用，其甚至替換遮罩對準器之WEC頭，用以平行於遮罩對準一晶圓。再者，本發明之目的係提供一用於設定晶圓夾頭的頂板上之晶圓及該遮罩間之間隙的方法。
這些目的係以該等申請專利範圍之特色所達成。
根據本發明之基本理念，包括頂板及底板的夾頭被提供用於將第一基板安裝在該頂板之頂部表面上。該夾頭的頂板面朝第二平面式基板。線性致動器、例如三個致動器被配置於該夾頭的頂板及底部之間。該等線性致動器可被固定地附著至兩板件或僅只附著至它們的其中一者。當該等線性致動器全部被運動達相同的行進距離時，該夾頭之頂板及該第一平面式基板被移向該第二平面式基板或移離 該第二平面式基板，如此改變該第一及該第二基板間之距離，而於它們間之可能的傾斜中無任何變化。然而，藉由運動該線性致動器達不同的行進距離，該二基板間之可能的傾斜能被消除。
為了決定該傾斜，該第一基板之表面及該第二基板的表面間之距離的變動必需被決定。因此，面朝彼此的兩表面間之距離必需在至少三個不同位置被測量。該至少三個不同位置間之距離必需為充分大的，以便正確地決定傾斜之整個範圍。
然而，由於該二基板間之有限的空間，直接地測量該距離可為不合實際的。因此，根據本發明之態樣，在至少三個不同位置，頂板之頂部表面及該第二基板的表面間之距離可代替地被測量。隨同在該第一基板之厚度的變動上之資訊，該第一基板之表面及該第二基板的表面間之距離的變動能被計算。該第一基板之厚度的變動之此需要的資訊能藉由在該基板的各種位置測量該第一基板之厚度而被達成。基於該第一基板之表面及該第二基板的表面間之距離的計算變動，該第一及該第二平面式基板間之傾斜能被決定及隨後藉著該等線性致動器之合適控制被消除。
該等線性致動器可被配置在該晶圓夾頭之圓周邊緣區域。譬如，該等線性致動器被配置在該晶圓夾頭的最遠位置或在圓形晶圓夾頭之半徑的70%至100%。於此一配置中，該等線性致動器間之距離係相當大的，以致比較於該等線性致動器係相鄰之配置，線性致動器之衝程的相當大 高度導致小傾斜補償。因此，該傾斜補償之準確性係比較高的。另一選擇係，該至少三個致動器能被放置在該夾頭的中心區域中，導致較大之傾斜補償能力及較低的補償準確性。
此外，該等線性致動器可被彈簧軸承、例如三個彈簧軸承所支撐，該等彈簧軸承被配置於該頂部及該底板之間。該等彈簧軸承被固定地附著至該頂板及該底板兩者、或固定地附著至它們之僅只一者。譬如，該等彈簧軸承可為葉簧及/或螺旋彈簧。該彈簧軸承之尺寸可被設計及配置，它們使例如該夾頭、或該夾頭被安裝的系統之可能的震動、或該系統所坐落之建築物的震動減至最小。該彈簧軸承可預加載該至少三個線性致動器。
根據本發明之實施例，該至少三個彈簧軸承係位於毗連該至少三個線性致動器，且於徑向方向中偏置朝該晶圓夾頭的中心或徑向地往外。
用於測量該頂板之頂部表面及該第二基板的表面間之距離，距離測量感測器、例如三個或四個感測器可被配置在該夾頭的頂板中。譬如，該距離測量感測器可被配置於該夾頭之頂板中，使得該距離測量感測器的參考表面係與該頂板之頂部表面齊平。另一選擇係，該距離測量感測器的參考表面及該頂板的頂部表面間之差異可被決定，且此偏置可在前面論及之傾斜的決定中被考慮。
根據本發明之實施例，該頂板之頂部表面及該第二基板的表面間之距離的變動能被以測量感測器測量，該測量 感測器係可移動地配置在該頂板、例如在一圓形線上。如此，該至少三個不同位置係一個接一個地被測量。
於另一實施例中，該距離測量感測器亦可被安裝在附著至該晶圓夾頭之邊緣區域的外側面上之夾具環上。特別地是，該距離測量感測器可被以其參考表面係與該頂板之頂部表面齊平的方式安裝在該夾具環中。該夾具環亦可被固定至該頂板。該夾具環亦可包括來自及/或至該測量感測器及/或該線性致動器之操控及支撐纜線。
根據本發明之實施例，該夾頭另包括至少一厚度感測器、較佳地係厚度感測器系統。該厚度感測器系統可為氣壓感測器系統。該氣壓感測器系統可包括具有至少一氣壓感測器頭、例如二個氣壓感測器頭的感測器槓桿。假設有二個以上的感測器頭，該感測器頭被安裝在該感測器槓桿之相反兩側。另一選擇係，僅只一感測器頭被安裝在該槓桿上，且一預加載空氣軸承被安裝在該感測器槓桿的之相反側面上。另外，該氣壓感測器系統可另包括被安裝在該晶圓夾頭的頂板中之氣壓感測器。以此氣壓感測器系統，該第一平面式基板之厚度能被測量。藉由在複數地點測量該厚度，該氣壓感測器系統亦可測量該厚度分佈、亦即該第一平面式基板之可能的翹曲。另外，該感測器系統亦可測量該第一平面式基板之翹曲及該第二平面式基板的翹曲與該頂板之翹曲。
然而，當然該厚度感測器及該厚度感測器系統未分別受限於氣壓感測器。電容感測器、例如雷射感測器或紅外 線感測器之光學感測器、超音波感測器、或磁感應式感測器亦係可能的。
根據一實施例，該底板可為單一堅硬的板件或能包括數個堅硬的元件。該頂板亦可為單一堅硬的板件或能包括數個堅硬的元件。較佳地係，該頂板之數個堅硬的元件能被一薄膜所覆蓋。
根據本發明之夾頭能被用作晶圓夾頭，用以於遮罩對準器中調整遮罩及晶圓。此一晶圓夾頭可被放在遮罩對準器的楔形誤差補償頭之頂部上或當作此一楔形誤差補償頭之一部份被放置。該晶圓夾頭亦可被安裝在該遮罩對準器中，而完全替換現存楔形誤差補償頭或造成楔形誤差補償頭為多餘的。關於這點，遮罩對準器係一用於對該晶圓調整該遮罩之裝置。
假設該第一基板係晶圓及該第二基板為遮罩，該遮罩面朝該晶圓之表面被塗佈以鉻或任何另一合適的材料、例如導電材料，其支援電容距離測量感測器之應用。該鉻或該另一合適的材料可被建構有待施加至該晶圓之圖案，或其可被明確地施加供使用在距離測量程序中。有利地係，相同材料能被使用於晶圓佈圖及該距離測量。
該遮罩對準器能包括用於施行微影術的機構，其譬如是光源、例如紫外線光源及適當之燈泡系統。然而，該夾頭亦可被使用於另一典型被使用於晶圓處理的設備中。從這個角度講，本發明係亦適用於其他用於處理該基板之機構，諸如遮罩塗佈器、顯影器、接合器、或遮罩清潔器。 因此，該遮罩對準器亦可包括其他用於處理基板的機構，諸如該抗蝕劑之顯影及/或該光罩的清潔，當作分開之功能或例如於所謂之微影設備整合群集中。
當然該前面論及的夾頭不只是用於在遮罩對準器中調整遮罩及晶圓之晶圓夾頭。本發明之基本理念亦可被應用至各種技術領域及區域，在此該二平面式基板為彼此平行對準係大致上想要的。
本發明亦有關包括一或多個電腦可讀媒體之電腦程式產品，該媒體具有電腦可執行指令，用於施行上面所敘述及/或下面所敘述之方法的任一者之步驟，用於設定晶圓夾頭的頂板上之晶圓與遮罩間之間隙及傾斜。
100‧‧‧晶圓夾頭
101‧‧‧頂板
101’‧‧‧頂部表面
102‧‧‧底板
103‧‧‧感測器
104‧‧‧線性致動器
105‧‧‧彈簧軸承
106‧‧‧夾具環
107‧‧‧荷載銷釘
108‧‧‧溝槽
109‧‧‧纜線
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧頂部表面
300‧‧‧遮罩
301‧‧‧表面
302‧‧‧遮罩夾具
400‧‧‧感測器系統
401‧‧‧感測器槓桿
402‧‧‧感測器頭
402’‧‧‧空氣軸承
403‧‧‧感測器
本發明參考該等圖面被進一步揭示：圖1a概要地顯示根據本發明之實施例的晶圓夾頭之俯視圖；圖1b概要地顯示根據本發明之實施例的晶圓夾頭之立體截面圖；圖2a概要地顯示根據本發明之實施例的一流程圖，表示用於設定晶圓及遮罩間之間隙的方法步驟；圖2b概要地顯示根據本發明之實施例的一流程圖，表示用於設定晶圓及遮罩間之間隙的方法步驟，而具有額外之高度調整；圖3a概要地顯示根據本發明之實施例的氣壓厚度感 測器系統之正面圖；圖3b概要地顯示根據本發明之另一實施例的氣壓厚度感測器系統之正面圖；及圖3c概要地顯示根據本發明之進一步實施例的氣壓厚度感測器系統之二正面圖。
遍及各種圖，相同的參考數字被使用於相同元件。
圖1a概要地顯示根據本發明之實施例的晶圓夾頭100之俯視圖。用於該三個線性致動器104及該四個距離測量感測器103的控制複數及感測纜線109被配置在該夾具環106中。該晶圓夾頭100可被放在頂部上或被放置當作遮罩對準器之楔形誤差補償頭的一部份。該晶圓夾頭亦可被安裝在該遮罩對準器中，替換現存的楔形誤差補償頭或造成楔形誤差補償頭為多餘的。本發明之實施例將在下文中由於圖1b進一步被說明。
圖1b概要地顯示晶圓夾頭100之截面圖。該晶圓夾頭100包括具有頂部表面101'的頂板101。待配置之晶圓200(看圖3a-3c)被放在該頂部表面101'上。該晶圓200係固定至該頂部表面101'、例如藉由通過溝槽108所施加之真空，真空溝槽(未示出)被連接至溝槽108。該晶圓夾頭100亦包括四個距離測量感測器103(二個被示出)，其可為電容感測器。該距離測量感測器可被以其參考表面係與該頂部表面101'齊平的方式安裝在夾具環106 中。該夾具環106被固定至該頂板101。
當該遮罩300被安裝進入該遮罩對準器的遮罩夾具302時，該遮罩300的表面301(看圖3a-3c)面朝該晶圓夾頭100之頂部表面101'。該遮罩300的表面301大致上被塗佈以鉻，其被建構以待施加至該晶圓200之圖案。如此，該等電容感測器103係能夠測量該晶圓夾頭100之頂部表面101'及該遮罩300的塗附表面301間之距離。此外，該晶圓夾頭100包括大致上被安裝在楔形誤差補償頭上之底板102。
該晶圓夾頭100亦包括三個線性致動器104(一個被示出)，其於此實施例中係壓電線性致動器。該至少三個線性致動器104係與該頂板101及該底板102接觸、亦即該三個線性致動器104連接該頂板101與該底板102。於此實施例中，用於該等線性致動器104之夾緊裝置被併入在該底板102中，且如此，該底板102包括該線性致動器104。然而，當然用於該線性致動器104的夾緊裝置亦可被併入在該頂板101中、亦即該頂板101包括該線性致動器104。於圖1b所概要地顯示之實施例中，該三個線性致動器104係位在該晶圓夾頭100的圓周邊緣區域。如此，該等線性致動器間之距離係相當大，以致線性致動器之衝程的相當大高度導致小傾斜補償。因此，比較於該線性致動器係在該夾頭100的中心相鄰之配置，該準確性係高的。雖然如此，該等線性致動器104間之距離係足夠大的，以確保該傾斜補償之充分準確性。
如果該三個線性致動器104具有相同的行進距離，該頂板101係在垂直於該底板102的方向中及相對於該底板102運動，而不會改變該底板102及該頂板101間之傾斜，如果有任何傾斜。如果該三個線性致動器104之至少一者具有與該其他二致動器的行推距離不同之行進距離，該頂板101及該底板102間之傾斜能被調整。關於這點，該三個線性致動器104之至少一者的行進距離可為零。
毗鄰每一線性致動器104，對應的彈簧軸承105係與該頂板101及該底板102接觸、亦即該三個彈簧軸承105亦連接該頂板101與該底板102。於此實施例中，該彈簧軸承105藉由螺絲被固定地附著至該底板102及該頂板101。該對應的彈簧軸承105係相對於該線性致動器104在徑向方向中偏置朝該晶圓夾頭100的中心。該彈簧軸承105不只用作該頂板101用之軸承，而且亦對於該鄰接的線性致動器104提供一預加載，以致該頂板101被強迫朝該底板102。
三個荷載銷釘107係位於接近該晶圓夾頭100的中心。用於舉起該基板或晶圓之荷載銷釘107支撐該晶圓轉移至該遮罩對準器之其他零件、例如藉著機器人處理。
圖2a概要地顯示根據本發明之實施例的一流程圖，表示用於設定該晶圓200及該遮罩300間之間隙的方法步驟。
於第一步驟S1中，該晶圓200之厚度係在該晶圓200的至少一個、最好是三個不同點被測量。在三個不同 點測量該晶圓200之厚度允許考慮該晶圓200或該基板的厚度之不均勻性、例如晶圓楔形。如果晶圓200具有該厚度之高均勻性、或該厚度的變動能被忽略而有利於較高處理速度，該晶圓200之厚度能在僅只一點被測量。用於更詳細的分析及/或更精確之定位，在該晶圓200之數個點的厚度測量係有用的。然而，在將該晶圓200放置於該晶圓夾頭100的頂部表面101'之前，此第一步驟S1可在該遮罩對準器之分開工作站中、例如在該預對準器中被選擇性施行。
於第二步驟S2中，該遮罩300之表面301及該頂板101的頂部表面101'間之距離被該晶圓夾頭100的距離測量感測器103所測量。
於第三步驟S3中，該晶圓200之表面201及該遮罩300的表面301間之傾斜係藉由使用該晶圓夾頭100的線性致動器104所調整、較佳地係與該晶圓夾頭100之至少三個彈簧軸承105結合。該彈簧軸承105預加載該線性致動器104。該傾斜係使用在步驟S1及S2中所達成之資訊所計算，且如果需要，有一前導的校準。該傾斜被調整，直至其完全地消失或係至少微不足道地小、亦即該晶圓200之表面及該遮罩的表面被彼此平行地對準，且該間隙被調整。
另一選擇係，該傾斜能被調整至非零值、例如藉由該使用者所預定。
在該第一步驟S1之前，於該遮罩對準器的設立期 間，該距離測量感測器103可被校準，使得該測量感測器103的頂部表面及該頂部表面101'間之可能的高度差被消除或精確地測量。該結果的校準值接著被使用於該另一測量程序中。此校準允許用於該距離測量感測器103之參考表面例如由於結構性理由而不能與該頂部表面101'齊平的實施例。
圖2b概要地顯示根據本發明之另一實施例的流程圖，表示用於設定該晶圓200及該遮罩300間之間隙的方法步驟。
該步驟S1至S3以及該可能的前導校準係與圖2b所示實施例中相同。然而，第四步驟S4被加入。於步驟S4中，藉由使用該晶圓夾頭100的線性致動器104、較佳地係與該晶圓夾頭100之彈簧軸承105結合，該晶圓表面201及該遮罩表面301間之距離被調整至一預定值。該預定值可在該第一步驟S1之前被使用者輸入一控制器單元。用於使用該線性致動器104的距離調整之最大值被其最大行進距離所限制。此外，該距離亦可藉由運動該整個夾頭100被粗略調整，且該細微調整係藉由使用該線性致動器104所施行。
該步驟S1至S3以及該步驟S1至S4能被重複數次，直至用於該傾斜及該高度之想要的預定值被抵達。另一選擇係，該等步驟可被重複二或三次，不管該想要之值是否被抵達。步驟S3及S4亦可在相反順序或甚至同時被施行。
圖3a顯示本發明之另一實施例，其揭示一氣壓感測器系統400。該氣壓感測器系統400包括感測器槓桿401，其具有被安裝在該感測器槓桿401的相反兩側上之二氣壓感測器頭402。另外，該氣壓感測器系統400另包括被一體地安裝在該晶圓夾頭100的頂板101中之氣壓感測器403。沿著該整個晶圓200在複數點藉由運動該感測器槓桿401越過該晶圓，該二氣壓感測器頭402測量該晶圓200之頂部表面201及該遮罩300面朝該晶圓200之頂部表面201的表面301間之距離，如以該圖3a中之箭頭所概要地指示。該氣壓感測器403正測量該夾頭100之頂板101的頂部表面101'及該遮罩300的表面301間之距離。
根據另一實施例，頂板101的頂部表面101'及該表面301間之距離的測量同樣亦可藉由該感測器頭402所施行，以致該氣壓感測器403可被完全地省略。
前面論及之兩距離量測能被重複數次，其中三次重複係較佳的。基於兩距離量測-該頂部表面201及該表面301間之距離與該頂板100之頂部表面101'及該表面301-該晶圓200的厚度間之距離能被計算供該前面論及步驟S1中之使用。藉由在複數點測量該等距離，該晶圓200的厚度分佈能被計算，顯示遍及該整個晶圓200的厚度中之可能的變動。
另外，該氣壓感測器系統400可因此測量該晶圓200及該晶圓表面201、該遮罩300及該遮罩表面301、或該 頂部表面101'之可能的翹曲。因此，當計算該晶圓表面200及該遮罩的表面間之傾斜時，這些參數亦可被考慮。
圖3b顯示本發明之另一實施例，其中該氣壓感測器系統400包括-代替彼此相反的二感測器頭402(圖3a)-預加載空氣軸承402'，其被安裝在該槓桿401面朝該遮罩300之側面。然而，圖3b中之氣壓感測器系統400的功能性係與圖3a中相同。
圖3c顯示該氣壓感測器系統400之另一實施例，其包括僅只一被安裝在該槓桿401面朝該晶圓之側面的感測器頭402。據此，該感測器頭402測量該感測器頭402及該晶圓200的表面201間之距離，且-在該槓桿401於圖3c中之虛線箭頭的方向中運動之後-以及該感測器頭402與該頂部表面101'間之距離。該氣壓感測器403接著測量該頂板101的頂部表面101'及該表面301間之距離。如此，該晶圓200的厚度以及該晶圓200與該晶圓表面201、該遮罩300與該遮罩表面301、或該頂部表面101'之可能的翹曲可被測量及計算。
此外，該等距離測量感測器103之結果與厚度資料以及用於該補償傾斜及該調整高度的值、該步驟之重複的數目、該準確性、該線性致動器104之磁滯現象及行進距離可被記錄及使用於明確地監視該晶圓夾頭100及亦大致上該遮罩對準器的性能。當該性能在特定圖案中由預定義標準或新的機器性能降級時，維護能被排程。額外地，降級之型式/圖案指示特定問題、例如該線性致動器104的一 或數個或該距離測量感測器103的一或數個故障，或例如該傾斜必需總是以同樣方式被校正，其能以該晶圓夾頭100被安裝在其上之頭部指示一問題。這對服務技師提供關於服務作用之型式或那一種備用零件係於該排程的服務日期之前被需要的重要資訊。如此，由於維護或由於預料之外的機器故障之停機時間能被減少。
再者，該距離測量感測器103及該線性致動器104可在線上回饋環路中被操作、亦即該傾斜及該高度被隨時連續地調整、例如於該曝光期間。於很快速的回饋環路中，甚至該遮罩對準器中之震動可被補償。這能夠讓長曝光時間具有高間隙準確性與傾斜準確性以及高穩定性與可重複性需求。
因為該距離測量感測器103測量一用於該遮罩的表面及該頂部表面間之距離的絕對值，於晶圓處理期間不再有參考程序係需要的。因此，該機械式楔形誤差補償程序及該等需要的機械零件可被由該設計及該製程移去。此外，機器零件(例如被使用於該古典楔形誤差補償程序的高精確距離滾珠)及該顧客的晶圓間之機械式接觸係因此不再被需要。
依據本發明，該整個間隙設定系統係一體地內建入該晶圓夾頭101，其在現存遮罩對準器上提供使用本夾頭之選項，而對該遮罩對準器幾乎無任何改變。
雖然本發明已於該等圖面及前面的敘述中詳細地說明及敘述，此說明及敘述將被考慮為說明性或示範性及非限 制性；本發明係如此不被限制於所揭示之實施例。對所揭示實施例的變動能被那些熟諳此技藝者所了解及施行，並由該等圖面的研究、該揭示內容、及所附申請專利範圍實踐所主張之發明。於該等申請專利範圍中，該“包括”一字不排除其他元件或步驟，且該不定冠詞“a”或“an”不排除複數及可意指“至少一個”。
100‧‧‧晶圓夾頭
103‧‧‧感測器
106‧‧‧夾具環
107‧‧‧荷載銷釘
108‧‧‧溝槽
109‧‧‧纜線

Claims (16)

  1. 一種用以平行於例如遮罩的第二平面式基板(300)對準例如晶圓之第一平面式基板(200)的夾頭(100)，該夾頭(100)包括：(a)頂板(101)，具有用於該第一平面式基板之配置的頂部表面(101')；(b)底板(102)；(c)至少一距離測量感測器(103)，被建構來測量該頂板(101)之頂部表面(101')與該第二平面式基板(300)的表面(301)間之距離；及(d)至少三個線性致動器(104)，其與該頂板(101)及該底板(102)接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項的夾頭(100)，其中該至少三個線性致動器(104)被設在該晶圓夾頭(100)之圓周邊緣區域。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，其中該至少三個線性致動器(104)被建構來在垂直於該晶圓夾頭(100)的該底板(102)之頂部表面的方向中運動該頂板(101)，及/或其中該至少三個線性致動器(104)被建構來相對於該底板(102)傾斜該頂板(101)。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，另包括被連接至該頂板(101)及該底板(102)之至少三個彈簧軸承(105)。
  5. 如申請專利範圍第4項的夾頭(100)，其中該至 少三個彈簧軸承(105)被建構來預加載該至少三個線性致動器(104)。
  6. 如申請專利範圍第4項的夾頭(100)，其中該至少三個彈簧軸承(105)係位在毗連於徑向方向中偏置朝該晶圓夾頭(100)的中心或徑向往外之至少三個線性致動器(104)。
  7. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，其中該至少一距離測量感測器(103)係選自以下的群組：電容感測器、例如雷射感測器或紅外線感測器之光學感測器、超音波感測器、磁感應式感測器、或氣壓感測器。
  8. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，其中該至少三個線性致動器(104)係壓電線性致動器及/或滾珠螺桿及/或滾柱螺桿。
  9. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，在該夾頭(100)的中心或接近該中心另包括至少一荷載銷釘(107)。
  10. 如申請專利範圍第1或2項的夾頭(100)，另包括至少一厚度感測器，其被建構來測量以下之至少一者：該第一平面式基板(200)的厚度、該第一平面式基板(200)之翹曲、該第二平面式基板(300)的翹曲及/或該頂板(101)之翹曲，其中該至少一感測器較佳地係選自以下群組：氣壓感測器、電容感測器、例如雷射感測器或紅外線感測器的光學感測器、超音波感測器或磁感應式感測器。
  11. 一種用於設定夾頭(100)的頂板(101)上之例如晶圓的第一平面式基板(200)及例如遮罩的第二平面式基板(300)之間的間隙之方法，特別是藉著根據申請專利範圍第1至10項之任一項的夾頭，該方法包括以下步驟：(a)在至少一點測量該第一平面式基板(200)的厚度；(b)藉由該夾頭(100)之至少一距離測量感測器(103)，測量該第二平面式基板(300)之表面(301)及該頂板(101)的頂部表面(101')間之距離；及(c)藉由使用該夾頭(100)之至少三個線性致動器(104)、較佳地係與該夾頭(100)的至少三個彈簧軸承(105)結合，調整該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)或該夾頭(100)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之傾斜。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，另包括進一步的步驟：(d)藉著該夾頭(100)的至少三個線性致動器(104)，將該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之距離調整至一預定值、特別是用於以下之一或多個的手段：(d1)調整該間隙，而沒有該傾斜的變化；(d2)調整該傾斜，而沒有該間隙之變化； (d3)於該間隙調整之前或之後作傾斜調整；及(d4)同時發生之傾斜調整與間隙調整；(d5)有或沒有厚度測量之任一者的手段(d1)至(d4)；(d6)該第二基板(300)面朝該第一基板(200)之表面(301)及該第一基板(200)面朝該第二基板(300)之表面(201)或該夾頭(100)之頂板(101)的頂部表面(101')間之傾斜調整；(d7)有或沒有該傾斜之預定值的手段(d1)至(d6)。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之方法，包括該步驟：(e)在步驟(c)之前，計算該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之距離的變動，其中該變動之計算係基於該第一平面式基板(200)的厚度測量，且其中步驟(c)係基於該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之距離的變動來進行。
  14. 如申請專利範圍第11或12項之方法，其中步驟(a)係藉由以下所施行：(a1)於至少一點中測量該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之第一距離； (a2)於至少一點中測量該頂板(101)之頂部表面(101')及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之第二距離；及(a3)由該第二距離減去該第一距離。
  15. 如申請專利範圍第11或12項之方法，另包括該步驟：(f)測量該第一平面式基板(200)、該第二平面式基板(300)及該頂部表面(101')之至少一者的翹曲，及其中步驟(c)係基於該第一平面式基板、該第二平面式基板及該頂部表面(101')之至少一者的翹曲之變動來進行。
  16. 如申請專利範圍第11或12項之方法，另包括一步驟：(g)使用粗調整機構將該第一平面式基板(200)之頂部表面(201)及該第二平面式基板(300)的表面(301)間之距離調整至一預定值，該粗調整機構用以在垂直於該第一基板(200)的表面(201)之方向中相對該第二基板(300)運動該第一基板(200)。
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