TWI679722B - 對準二基板的方法 - Google Patents

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Thomas Wagenleitner
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奧地利商Ev集團E塔那有限公司
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Abstract

本發明提出一種用於對準基板之方法。

Description

對準二基板的方法
本發明係關於對準兩個待接合基板。
根據先前技術，基板係在對準系統之輔助下相對於彼此而定向。藉助對準系統相對於彼此對準之對準標記位於基板上。先前技術認識到用於量測對準標記之眾多方法以正確地定位基板，該等對準標記位於基板上且用於後續接合步驟。 量測對準標記之主要問題在於對準標記自身並不完美之事實。該等對準標記係畸變的，具有一粗糙表面、經不良產生邊緣等。對比度或光學效應通常對以下事實負有決定性責任：透鏡系統及相機不能獲得對準標記之一最佳影像。由於對準標記係藉助軟體來辨識並量測，因此對準標記之位置判定之準確度本質上取決於其品質。然而，無法任意地提高對準標記之品質，因此必須假定必須量測不完美對準標記。 先前技術之另一問題在於以下事實：可出現與對準標記之設定點位置之最小偏差。儘管在電腦中以最大可能準確度界定對準標記之位置，然而對準標記之產生受到在基板表面上產生對準標記的程序及裝備之準確度限制。即使對準標記將與其理想幾何形狀無偏差，但其真實位置可自理想位置最小程度地偏離。對準標記偏差大約介於1 nm至100 nm之間，亦即在奈米範圍中。 因此，本發明之問題係說明一種方法，利用該方法可改良兩個基板相對於彼此對準之準確度。
此問題係利用同等重要之申請專利範圍之特徵來解決。從屬申請專利範圍中給出本發明之有利展開。在說明書、申請專利範圍及/或圖式中給出之至少兩個特徵之所有組合亦屬本發明之範疇內。在值範圍中，處於所述極限內之值亦被視作揭示為極限值且可被主張於任何組合中。 提出一種用於對準兩個待接合基板之發明，其中第一基板包括具有一第一基板表面側(下文亦稱為左邊基板表面側)及一第二基板表面側(下文亦稱為右邊基板表面側)之一第一基板表面，該第二基板表面側與該第一基板表面側對置，其中第二基板包括待與該第一基板表面接合之一第二基板表面，其中該第二基板表面包括一第三基板表面側(下文亦稱為左邊基板表面側)及一第四基板表面側該第四基板表面側與該第三基板表面側(下文亦稱為右邊基板表面側)對置，其中該方法包括至少以下步驟： -- 偵測並儲存該第一基板之該第一基板表面上之一第一對準標記對之第一位置，其中該第一對準標記對之一第一對準標記配置於該第一基板表面側上且該第一對準標記對之一第二對準標記配置於該第二基板表面側上， -- 偵測並儲存該第二基板之該第二基板表面上之一第二對準標記對之第二位置，其中該第二對準標記對之一第三對準標記配置於該第三基板表面側上且該第二對準標記對之一第四對準標記配置於該第四基板表面側上， -- 偵測並儲存該第二基板之第二基板表面上之一第三對準標記對之第三位置，其中該第三對準標記對之一第五對準標記配置於該第三基板表面側上且該第三對準標記對之一第六對準標記配置於該第四基板表面側上， -- 偵測並儲存該第一基板上之一第四對準標記對之第四位置，其中該第四對準標記對之一第七對準標記配置於該第一基板表面側上且該第四對準標記對之一第八對準標記配置於該第二基板表面側上， -- 取決於該等所偵測到之第一位置、第二位置、第三位置及第四位置而將該兩個基板相對於彼此對準。 該方法較佳地包括特定而言呈以下順序之以下步驟： -- 將該等基板配置並固定於基板固持器上， -- 使具有該第一基板之第一基板固持器移動至一第一偵測位置中， -- 在該第一偵測位置中偵測並儲存該第一基板之該第一基板表面上之該第一對準標記對之該等第一位置，其中該第一對準標記對之該第一對準標記配置於該第一基板表面側上且該第一對準標記對之該第二對準標記配置於該第二基板表面側上， -- 使具有該第二基板之該第二基板固持器移動至一第二偵測位置中，且特定而言同時使具有該第一基板之該第一基板固持器移動至一第一等待位置中， -- 在該第二偵測位置中偵測並儲存該第二基板之該第二基板表面上之該第二對準標記對之第二位置，其中該第二對準標記對之該第三對準標記配置於該第三基板表面側上且該第二對準標記對之該第四對準標記配置於該第四基板表面側上， -- 在該第二基板固持器之該第二偵測位置中偵測並儲存該第二基板之該第二基板表面上之該第三對準標記對之該等第三位置，其中該第三對準標記對之該第五對準標記配置於該第三基板表面側上且該第三對準標記對之該第六對準標記配置於該第四基板表面側上， -- 使具有該第一基板之該第一基板固持器移動至該第一偵測位置中，且特定而言同時使具有該第二基板之該第二基板固持器移動至一第二等待位置中， -- 在該第一偵測位置中偵測並儲存該第一基板上之該第四對準標記對之該等第四位置，其中該第四對準標記對之該第七對準標記配置於該第一基板表面側上且該第四對準標記對之該第八對準標記配置於該第二基板表面側上， -- 取決於該等所偵測到之第一位置、第二位置、第三位置及第四位置而將該兩個基板相對於彼此對準。 在一較佳實施例中，做出規定使得在該等基板上之每基板表面側偵測至少兩個對準標記、較佳地偵測至少三個對準標記、更佳地偵測至少四個對準標記、最佳地偵測至少五個對準標記且極佳地偵測至少六個對準標記之該等位置。因此，可有利地改良對準之準確度。 在一較佳實施例中，做出規定使得將一基板表面側之該等對準標記配置於一圓圈K內，該圓圈K具有小於100 mm、較佳地小於50 mm、更佳地小於25 mm、最佳地小於10 mm且極佳地小於1 mm之一半徑。因此，用於偵測該等對準標記之透鏡系統之行進路徑可被最小化，使得由於透鏡系統之移動僅出現最小誤差。用於偵測之透鏡系統較佳地不必係移動的。 在根據本發明之一更佳實施例中，同一基板表面側之複數個、特定而言甚至所有對準標記皆位於一透鏡系統之視域中。 在根據本發明之另一較佳實施例中，同一基板表面側之複數個、特定而言所有對準標記皆位於一透鏡系統之視域中，且相對於彼此居中。出於此目的，對準標記必須自中心向外而變得愈來愈大且不重疊。 在根據本發明之特別較佳實施例中，其中複數個對準標記位於透鏡系統之視域中，特別有利的係對準標記之位置儘可能遠離基板邊緣以便提高對準準確度。對準標記距基板邊緣之位置小於30 mm、較佳地小於20 mm、更佳地小於10 mm、最佳地小於5 mm且極佳地小於1 mm。 在一較佳實施例中，做出規定使得以光學方式偵測該等對準標記之該等位置。有利地，一相對準確之位置判定因此係可能的。 在一較佳實施例中，做出規定使得藉由干涉計及/或透鏡系統偵測該等基板固持器之該等位置，特定而言該等干涉計及/或透鏡系統獨立於用於偵測對準標記之位置之偵測裝置。因此，可有利地改良基板固持器之位置判定。亦可藉由偵測裝置、特定而言藉由干涉計判定透鏡系統之位置。 在一較佳實施例中，做出規定使得將基板固持器固定於偵測位置中。有利地，因此可較好地判定基板固持器之位置。 本發明亦係關於一種用於利用一方法來對準兩個待接合基板之裝置，該裝置包括： -- 基板固持器，其用於固持並固定該等基板， -- 移動裝置，其用於使該等基板固持器移動， -- 透鏡系統，其用於偵測該等基板上之對準標記之位置， -- 一儲存裝置，其用於儲存該等對準標記之該等位置。 與該方法有關之特徵亦同樣與根據本發明之該裝置相關。 本發明亦係關於一種具有兩個基板之產品，該兩個基板在每一側上皆包括至少兩個對準標記。
本發明之本質特定而言在於證明一統計方法，在該統計方法之輔助下兩個基板可關於對準標記而被較佳地對準且接合在一起，藉此訴諸於判定位於不同位置處、特定而言位於距基板之中心一不同徑向距離處之複數個對準標記。 基板對準之問題特定而言因以下事實而得以改良：不使用對準標記本身而是使用可依據複數個對準標記計算出之統計平均位置來將基板相對於彼此對準。 本發明有利地准許以一高精確度對準兩個基板，即使對準標記就其形式及/或位置及/或對準而言並未理想地形成。可達成之對準準確度亦主要取決於用於對準程序之對準標記之數目。由於使用複數個對準標記、特定而言較低品質之複數個對準標記，因此品質不足自最終結果達到平衡。對於依賴於取複數個對準標記之平均值之一對準程序而言，若一側之所有標記皆同時位於一透鏡系統之視域中，則係特別有利的。 若可追溯至基板之局部及/或全域彎曲之誤差將被根據本發明之程序校正，則對準標記集中產生於可被透鏡系統之視域覆蓋之一區中更係一障礙。因此，藉由對遠離彼此之複數個對準標記進行發明性量測來提高對準準確度。 根據本發明，一對應解決方案較佳地取決於給定問題。若已知所產生匹配標記具有低品質，則匹配標記較佳地彼此靠近地產生。若要藉助對準標記來達成一嚴重畸變及/或彎曲基板之一較高對準準確度，則每一基板側上之對準標記要遠離彼此。因此，前述統計性誤差判定之可能性可適用於兩種已知方法。 在根據本發明之一特別較佳實施例中，可設想存在各自具有複數個對準標記之複數個區，其中每一個別區可被透鏡系統之視域完全覆蓋。因此，根據本發明，一區之所有對準標記皆用於補償對準標記之品質不足，而不同區之對準標記可用於改良與彎曲有關之對準準確度。 基板及對準標記 基板包括一第一基板表面及一第二基板表面，該第二基板表面與第一基板表面對置。係接合界面之一部分之基板表面被稱為內基板表面，與內基板表面對置之基板表面被稱為外基板表面。 在本公開案後文中，唯內基板表面係重要的。除非另有提及，否則本公開案中所提及之所有基板表面皆係內基板表面。 基板表面包括一左邊基板表面側及一右邊基板表面側。左邊基板表面側包括在一平面之左側上的基板表面之整個區域，該平面法向於基板表面且較佳地延伸穿過粗糙凹口及基板中心，或較佳地法向於基板之平坦側且延伸穿過基板中心。右邊基板表面側包括平面之右側的基板表面之整個區域，較佳地法向於基板表面且延伸穿過凹口，或較佳地法向於基板之平坦側。 為完整起見，認為平面不必延伸穿過凹口或法向於平坦側。然而，對稱考量通常意味著此等基板、特定而言基板上之功能單元關於延伸穿過凹口或法向於平坦側之一平面而對稱。對應於基板表面上之功能單元之對稱分佈，則對準標記亦對稱地分佈。 將根據本發明對準之基板包括至少兩個對準標記/基板表面側。可設想每基板表面側兩個以上對準標記、特定而言3個以上對準標記、更佳地4個以上對準標記、最佳地5個以上對準標記、極佳地6個以上對準標記。一基板表面側之對準標記較佳地位於一圓圈K內，該圓圈K具有小於100 mm、較佳地小於50 mm、更佳地小於25 mm、最較佳地小於10 mm且極佳地小於1 mm之一半徑。 在一極特別較佳實施例中，一基板表面側之對準標記位於基板之同一半徑上。在根據本發明之一極特別較佳實施例中，兩個基板表面側之所有對準標記皆位於基板之同一直徑上。 經由基板標記相對於基板中心之位置對該等基板標記做出一進一步分類。最靠近基板中心之對準標記稱為內對準標記。最遠離中心之對準標記稱為外對準標記。為了在描述時使根據本發明之程序儘可能地簡單，在後文中將僅提及兩個對準標記/基板表面側。然後，基於類比考量而將根據本發明之實施例擴展至兩個以上對準標記/基板表面側，或將根據本發明之實施例擴展至重複量測同一對準標記/基板側。亦在所展示流程圖中藉由迴圈以圖表方式揭示將根據本發明之實施例擴展至每基板表面側兩個以上對準標記或將根據本發明之實施例擴展至重複量測每基板表面側之同一對準標記。 校準程序 在根據本發明之實際程序之前，先對對準配置之透鏡系統進行一校準。在公開案US6214692B1、PCT/EP2013/075831、WO2011042093A1及WO2014202106A1中揭示了用於對準基板之對應系統且因此本文將不再詳細闡述。 根據本發明之系統包括至少四個透鏡系統，該至少四個透鏡系統較佳地經群組化以各自形成兩個光學群組。一光學群組之每一透鏡系統可個別地移動，特定而言以一平移方式移動及/或旋轉，但在校準之後其各自相對於對置透鏡系統而固定。由於光學群組之一平移及/或旋轉移動，因此兩個透鏡系統因此在固定之後同時移動。較佳地，透鏡系統相對於彼此之此剛性固定在各別校準程序之後不再被拆卸，在以下章節中對此更詳細地加以闡釋。 一光學群組之透鏡系統之校準旨在建立光軸之相交點。景深同時含有後續焦平面之區。 透鏡系統被校準至對準標記。對準標記較佳地位於一(特定而言)透明校準基板中。然而，亦可使用位於校準基板之表面上之對準標記。 在一第一校準步驟中，將一第一側之第一光學群組之第一透鏡系統聚焦於一第一對準標記上。透鏡系統較佳地經校準使得第一對準標記位於景深之中心中。 在一第二校準步驟中，將第一側之第一光學群組之第二透鏡系統聚焦於同一第一對準標記上。透鏡系統較佳地經校準使得第一對準標記位於景深之中心中。特定而言，透鏡系統沿x方向及/或y方向及/或z方向行進，或者執行繞x軸及/或y軸及/或z軸之一旋轉。在校準程序之後，對準標記較佳地精確地位於視域之中心中。 通常，兩個第一透鏡系統之光軸並不法向於焦平面。因此，光軸較佳地相交於第一對準標記中。在此校準步驟之後，第一光學群組之兩個透鏡系統不再相對於彼此而移動。 在一第三校準步驟中，將第二側之第二光學群組之第一透鏡系統聚焦於一第二對準標記上。透鏡系統較佳地經校準使得對準標記位於景深之中心中。 在一第四校準步驟中，將第二側之第二光學群組之第二透鏡系統聚焦於同一第二對準標記上。透鏡系統較佳地經校準使得對準標記位於景深之中心中。 通常，兩個第二透鏡系統之光軸並不法向於焦平面。因此，光軸較佳地相交於第二對準標記中。在此校準步驟之後，第二光學群組之兩個透鏡系統不再相對於彼此而移動。 亦可設想使用僅具有一個對準標記之一校準基板，該校準基板必須在第一側之校準步驟與第二側之校準步驟之間位移。在校準基板之平移位移期間，對準標記必須儘可能地維持一恆定z位置，尤其是假定係一平坦基板時。通常，在基板之所有位置中，相對於基板表面之z間隔必須恆定。若(舉例而言)基板係彎曲的，則當基板相對於透鏡系統平移位移時，較佳地應沿z方向對透鏡系統及/或基板進行一後校正。在彎曲可忽略不計之情形中，可免除此校正。在校準之後，焦平面位於所有四個透鏡系統之景深內。較佳地，焦平面與後續接合平面重合。一旦透鏡系統之一校準已被實施，便可開始根據本發明之實際程序。可在WO2014202106A1中找到校準程序。 透鏡系統之解析度介於10,000 nm與10 nm之間，較佳地介於5000 nm與50 nm之間，更佳地介於1000 nm與100 nm之間，最佳地介於750 nm與380 nm之間。 解析度較佳地係根據瑞立準則(Rayleigh criterion)來定義。 為完整起見，揭示，根據本發明之方法亦與對準系統一起發揮作用，其中一側之透鏡系統在一光學群組中彼此並不以機械方式耦合。舉例而言，在公開案WO2011042093A1中提及了此一對準系統。在此一對準系統中，一上部透鏡系統及一下部透鏡系統不必定位成彼此相對，而是亦可在x-y平面中彼此間隔開。然而，此一對準系統亦可用於實施根據本發明之程序。 量測程序 先前技術中存在具有不同對準概念之複數個系統。公開案US6214692B1及WO2014202106A1中揭示了與本發明最相關之系統。 公開案US6214692B1闡述了其中基板在位於基板堆疊之前或之後的透鏡系統之間互相移位之一系統。 另一方面，公開案WO2014202106A1闡述其中基板在位於基板堆疊之側面處之透鏡系統之間互相移位之一系統。根據本發明所揭示之經改良對準程序可適用於所有前述對準系統，但特定而言亦適用於WO2014202106A1。然而，基於專利說明書US6214692B1中所揭示之對準系統以舉例方式呈現根據本發明所揭示之經改良對準程序。 根據本發明之方法原則上可適用於所有已知對準方法且可由幾乎所有對準系統來實施。 將相對於彼此而對準之基板固定於樣本固持器上。樣本固持器包括固定件。固定件用於牢固地固持基板。固定件可係• 機械固定件，特定而言係 ○ 夾具 • 真空固定件，特定而言具有 ○ 個別可控真空軌道 ○ 彼此連接之真空軌道 ○ 作為一銷式基板固持器(銷式卡盤，舉例而言參見WO2015113641A1)之一部分 • 電固定件，特定而言 ○ 靜電固定件 • 磁性固定件 • 黏合固定件，特定而言 ○ Gel-Pak固定件 ○ 具有黏合性(特定而言可控)表面之固定件 特定而言，可以電子方式控制固定件。真空固定係較佳固定類型。真空固定較佳地包括複數個真空軌道，該等軌道出現在樣本固持器之表面處。該等真空軌道較佳地係個別可控的。在一技術上更加可行應用中，數個真空軌道經聯合以形成真空軌道分段，該等分段係個別可控的且因此可被個別地排空及充滿。然而，每一真空分段獨立於另外真空分段。因此，獲得設置個別可控真空分段之可能性。真空分段較佳地被設計成環形。因此，可達成一基板之一目標徑向對稱固定及/或自樣本固持器之釋放，特定而言該釋放係自內向外地執行。在一更佳實施例中，樣本固持器組成為一銷式樣本固持器(銷式卡盤)。此係其中諸多(特定而言)對稱配置之隆起部(特定而言銷)已自表面產生、其周圍環境可被排空之一樣本固持器。基板僅處於隆起部之頭部上。因此接觸面積係小的。公開案WO2015113641A1中揭示了一銷式樣本固持器之一實施例。 在根據本發明之實施例之後續進程中，闡述透鏡系統自內對準標記至外對準標記之一位移。然而，當自外向內或甚至以一任意順序量測對準標記時，根據本發明之程序亦可發揮作用。即使並非較佳，仍可設想在第一基板表面側上自內向外地量測對準標記且在第二基板表面側上自外向內地量測對準標記。 根據本發明之實施例之另一可設想且較佳進程在於以下事實：複數個對準標記/基板表面側位於一透鏡系統之視域中，使得透鏡系統向外或向內之一位移根本不必要。根據本發明，因此甚至可量測複數個對準標記而不必使光學群組位移。 在根據本發明之一更佳實施例中，不僅複數個對準標記/基板表面側位於透鏡系統之視域中，而且甚至巢套至彼此中，而不會彼此觸碰。因此，特別高效地容納複數個對準標記/單位面積係可行的。因此，根據本發明，因此可以一特別高效方式量測複數個對準標記而不必使光學群組位移。 在根據本發明之一第一程序步驟中，對下部基板之下部內對準標記進行量測。出於此目的，若需要，則使上部基板位移出上部透鏡系統之視域，使得上部透鏡系統自由地觀察至下部基板之下部內對準標記上。下部內對準標記較佳地已位於上部透鏡系統之視域中，使得光學群組不必位移。在此時，不再需要使個別透鏡系統位移。自現在起，僅使光學群組位移。一旦下部內對準標記已被量測，在下部樣本固持器位置與下部內對準標記之間便存在一唯一指派。 在根據本發明之一第二程序步驟中，使具有上部基板之上部樣本固持器位移於下部基板上方。特定而言，同時使具有下部基板之下部樣本固持器移動回去。較佳地進行一所謂的位置誤差校正(PEC)。此可理解為意味著，藉助量測裝置(特定而言，藉由干涉計及/或在下文稱為PEC透鏡系統之其他特殊透鏡系統)量測下部樣本固持器之位置。位置誤差校正係必要的，此乃因下部基板在其移動出上部透鏡系統之視域期間不能被上部透鏡系統觀測到，此乃因上部基板通常已位移至上部透鏡系統之視域中。為了能夠在後續程序步驟中使下部基板以一高精確度位移回至其原始位置中，必須在移動出透鏡系統之視域期間確切地量測位置。干涉計較佳地用於連續地量測下部樣本固持器之位置。更佳地，利用完全地獨立於前述透鏡系統之額外透鏡系統、PEC透鏡系統來偵測對準標記。此等PEC透鏡系統量測下部樣本固持器上之標記，且因此可(特定而言)始終指示樣本固持器之位置。較佳地，至少在平移位移之前量測下部樣本固持器之位置。因此，可確保可在任何時間將位置復原。由於樣本固持器位置因此被量測，可在任何時間使下部樣本固持器及因此下部基板返回至其原始位置中。 位置誤差校正實施樣本固持器之位置偵測之準確度優於1 μm、較佳地優於500 nm、更佳地優於100 nm、最佳地優於50 nm、極佳地優於10 nm。 在根據本發明之一第三程序步驟中，對上部基板之上部內對準標記進行量測。上部內對準標記較佳地已位於下部透鏡系統之視域中，使得光學群組不必位移。在此時，不再准許個別透鏡系統之位移。一旦上部內對準標記已被量測，在上部樣本固持器位置與上部內對準標記之間便存在一唯一指派。特定而言，上部樣本固持器在另一程序中係固定的。 在根據本發明之一第四程序步驟中，對光學群組進行一移動，使得上部外對準標記位於下部透鏡系統之視域中。一旦上部外對準標記已被量測，在上部樣本固持器位置與上部外對準標記之間便存在一唯一指派。為了不失去對先前所偵測之上部外對準標記之參考，較佳地，本文精確地監測下部透鏡系統之位置，較佳地利用光學量測手段，更佳地藉助干涉法。因此，可偵測透鏡系統所行進之路徑。 在根據本發明之一第五程序步驟中，對下部基板進行定位。使用在程序步驟中依據位置誤差校正量測之兩個位置，以便將下部基板重新正確地定位於其原始位置中。 特定而言，同時使上部基板位移出上部透鏡系統之視域。 在根據本發明之一第六程序步驟中，對光學群組進行一移動，使得下部外對準標記位於上部透鏡系統之視域中。一旦下部外對準標記已被量測，在下部樣本固持器位置與下部外對準標記之間便存在一唯一指派。為了不失去對先前所偵測之下部外對準標記之參考，較佳地，本文精確地監測上部透鏡系統之位置，較佳地利用光學量測手段，更佳地藉助干涉法。因此，可偵測透鏡系統所覆蓋之路徑。 根據本發明，在此時存在上部及下部的外對準標記及內對準標記之若干位置。可對其他對準標記實施根據本發明之程序。在此情形中，可用於統計及誤差校正之資料數目增加。通常，對準標記數目/基板表面側可係任意大小。對準標記數目/基板表面側大於1，較佳地大於2，更佳地大於5，最佳地大於10且極佳地大於20。 亦可設想，重複對對準標記之量測。由於內對準標記與外對準標記之間的一連續交換，可統計性評估對準位置且因此可判定一更佳的(特定而言假想)對準標記。 在另一較佳實施例中，在校準之後，若至少兩個對準標記/基板表面側位於每一透鏡系統之視域中，則根本不再需要使光學群組移動。因此，僅需要實施前述程序之步驟一至步驟三以便量測至少兩個對準標記/基板表面側。 計算程序 簡言之，計算程序係基於以下事實：在上側及下側之對應對準標記之間實施一誤差最小化。較佳地使用最小平方法。誤差最小化產生下部樣本固持器之一理想X-Y位置及/或旋轉位置以及上部樣本固持器之一理想X-Y位置及/或旋轉位置，在該等位置處基板在另一程序步驟中以最佳方式彼此對準且可彼此接觸，特定而言彼此接合。 接觸程序/接合程序 兩個基板彼此之接合發生在統計平均位置之計算之後。相對於統計平均位置對基板進行對準。使基板位移至既定位置中。然後，沿z方向進行兩個基板之一接近。特定而言，實施一熔合接合，更佳地實施一混合接合。在一熔合接合情形中，如自接合界面進行觀察，上部基板特定而言藉由一銷而彎曲成一凸形狀。較佳地，彎曲基板與第二(特定而言平坦)基板在中心處接觸。 對準及接合程序可係以介於150 nm至250 nm之間，較佳地介於125 nm與225 nm之間，更佳地介於100 nm至200 nm之間，最佳地介於75 nm至150 nm之間且極佳地介於50 nm與100 nm之間的一再現性實施。 本發明之其他優勢、特徵及細節自對實施例之較佳實例之以下描述且基於圖式而出現。 在圖中，藉由相同元件符號標示相同組件或具有相同功能之組件。 以下術語應用於對圖之以下描述中。左邊基板側之元件係以一小寫字體l (德語：links)指示。右邊基板側之元件係以一小寫字體r (德語：rechts)指示。上側元件係以一小寫字體o (德語：oben)指示。下側元件係以一小寫字體u (德語：unten)指示。 圖1a展示非實際比例的在一透鏡系統之一視域10中之一個別理想對準標記6i之一圖解圖示。對準標記6i具有筆直邊緣8i，特定而言係以一遠心方式被擷取，具有相對於周圍環境之一儘可能良好對比度，係對稱的且特定而言係非畸變的。具有此一高品質之一對準標記6i極困難才可生產出來。軟體將依據理想對準標記6i而計算一理想中心位置7i。 圖1b展示非實際比例的在一視域10中之兩個理想對準標記6i、6i’之一圖解圖示。對準標記6i及6i’足夠小且彼此足夠靠近，使得其等同時位於一觀測透鏡系統11ol、11or、11ul、11ur之視域10中。因此根據本發明，可避免光學群組在兩個對準標記6i與6i’之間的一位移。然而，可同時量測兩個對準標記6i及6i’。對準標記6i及6i’具有筆直邊緣8i及8i’，特定而言係一遠心方式被擷取，具有相對於周圍環境之一儘可能良好對比度，係對稱的且特定而言係非畸變的。具有此一高品質之對準標記6i及6i’極困難才可生產出來。軟體將依據理想對準標記6i及6i’而計算兩個理想中心位置7i及7i’。 圖1c展示非實際比例的在一視域10中之兩個理想對準標記6i、6i’之一圖解圖示。對準標記6i及6i’特定而言經設計使得其等巢套至彼此中，但並不彼此觸碰。兩個對準標記6i及6i’同時位於一觀測透鏡系統11ol、11or、11ul、11ur之視域10中。因此根據本發明，可避免光學群組在兩個對準標記6i與6i’之間的一位移。然而，可同時量測兩個對準標記6i及6i’。對準標記6i及6i’具有筆直邊緣8i及8i’，特定而言係一遠心方式被擷取，具有相對於周圍環境之一儘可能良好對比度，係對稱的且特定而言係非畸變的。具有此一高品質之對準標記6i及6i’極困難才可生產出來。軟體將依據理想對準標記6i及6i’而計算兩個理想中心位置7i及7i’。 下文將免除非理想對準標記6之類比圖2b、圖2c、圖3b及圖3c之圖示。熟習此項技術者理解，與理想對準標記6i、6i’有關之觀測可被轉移至非理想對準標記6。 圖2展示非實際比例的一非理想對準標記6之一圖解圖示。自所要理想形式之偏離被放大展示以便於圖示。一非理想對準標記6通常具有非理想非筆直邊緣8。此外，非理想對準標記6可係畸變的或非遠心地被擷取，此可導致非理想非筆直邊緣8之一不清晰對比度。軟體將依據非理想對準標記6而計算一非理想中心位置7。藉由與圖1b做類比，亦可設想在一視域10中貼近彼此之兩個小對準標記6、6’。藉由與圖1c做類比，可設想在一視域10中彼此互補之兩個對準標記6、6’。 圖3展示非實際比例的一理想對準標記6i與一非理想對準標記6之一疊加之一圖解圖示。藉助軟體計算出的對準標記6、6i之中心位置7、7i被表示於各別對準標記6、6’之中心中。非理想中心位置7偏離所要理想中心位置7i。此誤差係由於非理想對準標記6之非理想特徵(特定而言，非理想非筆直邊緣8)，且會產生將藉由根據本發明之程序儘可能地補償之一誤差。在此亦應用相對於圖1b及圖1c之類比考量。 圖4展示一第一基板類型1，其包括具有複數個(特定而言)經對稱產生之功能單元3之一基板2。第一基板類型1包括一凹口4。由於功能單元3係對稱配置，因此對準標記6l、6l’、6r及6r’自身展現出一對稱配置，但並非完全本質之對稱配置。因此，基板類型1較佳地由一平面(特定而言，一對稱平面M)劃分成一左邊區L及一右邊區R。根據本發明，至少兩個對準標記6l及6l’位於左邊區L中且至少兩個對準標記6r及6r’位於右邊區中。對準標記6l、6l’、6r及6r’位於距基板2之中心Z距離rl、rl’、rr及rr’處。對準標記6l、6l’、6r及6r’較佳地位於一直徑線D上。 圖5展示一第二基板類型1’，其包括具有複數個(特定而言)經對稱產生之功能單元3之一基板2’。第二基板類型1’包括一平坦側5。由於功能單元3係對稱配置，因此對準標記6l、6l’、6r及6r’自身展現出一對稱配置，但並非完全本質之對稱配置。因此，基板類型1’較佳地由一平面(特定而言，一對稱平面M)劃分成一左邊區L及一右邊區R。根據本發明，至少兩個對準標記6l及6l’位於左邊區L中且至少兩個對準標記6r及6r’位於右邊區中。對準標記6l、6l’、6r及6r’位於距基板2’之中心Z距離rl、rl’、rr及rr’處。對準標記6l、6l’、6r及6r’較佳地位於一直徑線D上。 圖6展示根據本發明之程序之一圖解程序流程。在一第一程序步驟100中，對下部基板2u之下部內對準標記6ul、6ur進行量測。在根據本發明之另一第二程序步驟101中，對下部樣本固持器12u進行位置誤差校正。在根據本發明之另一第三程序步驟102中，對上部基板2o之上部內對準標記6ol、6or進行量測。在根據本發明之另一第四程序步驟103中，對上部基板2o之上部外對準標記6ol’、6or’進行量測。在根據本發明之另一第五程序步驟104中，對樣本固持器12u、12o進行一交換。在根據本發明之另一第六程序步驟105中，對下部外對準標記6ul’、6ur’進行量測。在根據本發明之一第七程序步驟106中，做出關於是將根據相同程序順序量測其他對準標記還是再次量測已量測對準標記的一決策。在根據本發明之一最後第八程序步驟107中，然後對兩個基板2u、2o進行對準及接合。 圖7a及圖7b分別展示根據本發明之一第一程序步驟100之一圖解平面圖及一側視圖，其中一第一下部基板2u係利用一基板表面2us (s=表面)被固定於一第一下部樣本固持器12u上。上面固定有第二上部基板2o之第二上部樣本固持器12o位於根據本發明之第一程序步驟100中，第二上部基板2o距處於一等待位置中之下部內對準標記6ul及6ur如此遠，以至於上部左邊透鏡系統10ol及上部右邊透鏡系統10or (在側視圖中被隱藏)具有至兩個下部內對準標記6ul及6ur上之自由視域10ul及10ur。在根據本發明之此對準步驟中，對下部內對準標記6ul及6ur之位置以及在下部基板2u之量測位置中之樣本固持器12u之位置進行一第一儲存。 圖8a及圖8b分別展示根據本發明之一第二程序步驟101之一圖解仰視圖及一側視圖，其中使第二上部基板固持器12o移動至上部對準標記6ol、6or之量測位置中。特定而言，同時使下部樣本固持器12u位移至等待位置中。在位移期間，可對下部樣本固持器12u實施連續監測及/或儲存及/或量測及/或校正，以便可隨後再次確切地發現先前以高精確度量測之對準標記6ul及6ur之位置。藉助一PEC量測系統13 (特定而言，一干涉計)進行此位置誤差校正。在更佳實施例中，藉助額外PEC透鏡系統進行位置誤差校正，然而額外PEC透鏡系統位於樣本固持器12u下方。為清晰起見，尚未展示此PEC透鏡系統。 圖9a及圖9b展示根據本發明之一第三程序步驟102之一圖解仰視圖及一側視圖，其中對上部內對準標記6ol及6or進行一量測。可看到，在圖9a之仰視圖中上部左邊對準標記6ol位於上側處，而圖7a之平面圖中之下部左邊對準標記6ul被表示在下側處。在根據本發明之此對準步驟中，對上部內對準標記6ol及6or之位置以及在上部基板2o之量測位置中之上部樣本固持器12o之位置進行一儲存。 圖10a及圖10b分別展示根據本發明之一第四程序步驟103之一圖解仰視圖及一側視圖，其中對上部外對準標記6ol’及6or’進行一量測。在根據本發明之此對準步驟中，對上部外對準標記6ol’及6or’之位置進行一儲存。若在上部基板2o之量測位置中之上部樣本固持器12o之位置尚未被儲存，則仍可在此程序步驟中完成。 圖11a及圖11b分別展示根據本發明之一第五程序步驟104之一圖解平面圖及一側視圖，其中對樣本固持器12o、12u進行一交換。特定而言，在來自第二程序步驟101之位置誤差校正之資料之輔助下使下部樣本固持器12u移動回至其原始位置中。特定而言，同時進行上部樣本固持器12o至等待位置中之一位移。 圖12a及圖12b展示根據本發明之一第六程序步驟105之一圖解平面圖及一側視圖，其中對下部外對準標記6ul’及6ur’進行一量測。在根據本發明之此對準步驟中，對下部外對準標記6ul’及6ur’之位置進行一儲存。 圖13展示一圖表，其表示隨所量測對準標記6之數目而變化之對準誤差之3σ值。隨著對準標記之數目不斷增加，對準誤差之3σ值與所使用之對準標記之根成反比地降低。
1‧‧‧第一基板類型/基板類型
1’‧‧‧第二基板類型
2‧‧‧基板
2’‧‧‧基板
2o‧‧‧上部基板/基板/第二上部基板
2os‧‧‧第二基板表面
2u‧‧‧下部基板/基板/第一下部基板
2us‧‧‧基板表面/第一基板表面
3‧‧‧功能單元
4‧‧‧凹口
5‧‧‧平坦側
6‧‧‧非理想對準標記/對準標記
6l‧‧‧對準標記
6l’‧‧‧對準標記
6i‧‧‧對準標記
6i’‧‧‧對準標記
6r‧‧‧對準標記
6r’‧‧‧對準標記
6ol‧‧‧上部內對準標記/上部對準標記/上部左邊對準標記/對準標記/第三對準標記
6ol’‧‧‧上部外對準標記/第五對準標記/對準標記
6or‧‧‧上部內對準標記/上部對準標記/第四對準標記/對準標記
6or’‧‧‧上部外對準標記/第六對準標記/對準標記
6ul‧‧‧下部內對準標記/對準標記/下部左邊對準標記/第一對準標記
6ul’‧‧‧下部外對準標記/第七對準標記/對準標記
6ur‧‧‧下部內對準標記/對準標記/第二對準標記
6ur’‧‧‧下部外對準標記/第八對準標記
7‧‧‧非理想中心位置/中心位置
7i‧‧‧理想中心位置/中心位置
7i’‧‧‧理想中心位置
8‧‧‧非理想非筆直邊緣
8i‧‧‧筆直邊緣
8i’‧‧‧筆直邊緣
10‧‧‧視域
10ol‧‧‧上部左邊透鏡系統
10or‧‧‧上部右邊透鏡系統
10ul‧‧‧自由視域
10ur‧‧‧自由視域
11ol‧‧‧觀測透鏡系統
12o‧‧‧樣本固持器/第二上部樣本固持器/上部樣本固持器
12u‧‧‧樣本固持器/下部樣本固持器/第一下部樣本固持器
13‧‧‧位置誤差校正量測系統
100‧‧‧第一程序步驟
101‧‧‧第二程序步驟
102‧‧‧第三程序步驟
103‧‧‧第四程序步驟
104‧‧‧第五程序步驟
105‧‧‧第六程序步驟
106‧‧‧第七程序步驟
107‧‧‧最後第八程序步驟
D‧‧‧直徑線
K‧‧‧圓圈
L‧‧‧左邊區
M‧‧‧對稱平面
rl‧‧‧距離
rl’‧‧‧距離
rr‧‧‧距離
rr’‧‧‧距離
R‧‧‧右邊區
Z‧‧‧中心
圖1a展示非實際比例的視域中之一理想對準標記之一圖解平面圖， 圖1b展示非實際比例的視域中之複數個理想對準標記之一圖解平面圖， 圖1c展示非實際比例的在視域中居中對準之複數個理想對準標記之一圖解平面圖， 圖2展示非實際比例的一非理想對準標記之一圖解平面圖， 圖3展示非實際比例的一理想對準標記與一非理想對準標記之一疊加之一圖解平面圖， 圖4展示非實際比例的具有一凹口之一第一基板類型之一圖解平面圖， 圖5展示非實際比例的具有一平坦側之一第二基板類型之一圖解平面圖， 圖6展示根據本發明之一程序流程之一圖示， 圖7a展示非實際比例的根據本發明之一第一程序步驟之一圖解平面圖， 圖7b展示非實際比例的根據本發明之一第一程序步驟之一圖解側視圖， 圖8a展示非實際比例的根據本發明之一第二程序步驟之一圖解仰視圖， 圖8b展示非實際比例的根據本發明之一第二程序步驟之一圖解側視圖， 圖9a展示非實際比例的根據本發明之一第三程序步驟之一圖解仰視圖， 圖9b展示非實際比例的根據本發明之一第三程序步驟之一圖解側視圖， 圖10a展示非實際比例的根據本發明之一第四程序步驟之一圖解仰視圖， 圖10b展示非實際比例的根據本發明之一第四程序步驟之一圖解側視圖， 圖11a展示非實際比例的根據本發明之一第五程序步驟之一圖解平面圖， 圖11b展示非實際比例的根據本發明之一第五程序步驟之一圖解側視圖， 圖12a展示非實際比例的根據本發明之一第六程序步驟之一圖解平面圖， 圖12b展示非實際比例的根據本發明之一第六程序步驟之一圖解側視圖， 圖13展示隨所量測對準標記之數目而變化之對準誤差之減小之一圖表圖示。

Claims (9)

  1. 一種用於對準兩個待接合基板(2u、2o)之方法，其中第一基板(2u)包括具有一第一基板表面側及一第二基板表面側之一第一基板表面(2us)，該第二基板表面側與該第一基板表面側對置，其中第二基板(2o)包括待與該第一基板表面(2us)接合之一第二基板表面(2os)，其中該第二基板表面(2os)包括一第三基板表面側及一第四基板表面側，該第四基板表面側與該第三基板表面側對置，其特徵在於該方法包括至少以下步驟： 偵測並儲存該第一基板(2u)之該第一基板表面(2us)上之一第一對準標記對(6ul、6ur)之第一位置，其中該第一對準標記對(6ul、6ur)之一第一對準標記(6ul)配置於該第一基板表面側上且該第一對準標記對(6ul、6ur)之一第二對準標記(6ur)配置於該第二基板表面側上， 偵測並儲存該第二基板(2o)之該第二基板表面(2os)上之一第二對準標記對(6ol、6or)之第二位置，其中該第二對準標記對(6ol、6or)之一第三對準標記(6ol)配置於該第三基板表面側上且該第二對準標記對(6ol、6or)之一第四對準標記(6or)配置於該第四基板表面側上， 偵測並儲存該第二基板(2o)之該第二基板表面(2os)上之一第三對準標記對(6ol’、6or’)之第三位置，其中該第三對準標記對(6ol’、6or’)之一第五對準標記(6ol’)配置於該第三基板表面側上且該第三對準標記對(6ol’、6or’)之一第六對準標記(6or’)配置於該第四基板表面側上， 偵測並儲存該第一基板(2u)上之一第四對準標記對(6ul’、6ur’)之第四位置，其中該第四對準標記對(6ul’、6ur’)之一第七對準標記(6ul’)配置於該第一基板表面側上且該第四對準標記對(6ul’、6ur’)之一第八對準標記(6ur’)配置於該第二基板表面側上， 取決於該等所偵測到之第一位置、第二位置、第三位置及第四位置而將該兩個基板(2u、2o)相對於彼此對準。
  2. 如請求項1之方法， 其具有特定而言呈以下順序之以下步驟： 將該等基板(2u、2o)配置並固定於基板固持器(12u、12o)上， 使具有該第一基板(2u)之第一基板固持器(12u)移動至一第一偵測位置中， 在該第一偵測位置中偵測並儲存該第一基板(2u)之該第一基板表面(2us)上之該第一對準標記對(6ul、6ur)之該等第一位置，其中該第一對準標記對(6ul、6ur)之該第一對準標記(6ul)配置於該第一基板表面側上且該第一對準標記對(6ul、6ur)之該第二對準標記(6ur)配置於該第二基板表面側上， 使具有該第二基板(2o)之第二基板固持器(12o)移動至一第二偵測位置中，且使具有該第一基板(2u)之該第一基板固持器(12u)移動至一第一等待位置中， 在該第二偵測位置中偵測並儲存該第二基板(2o)之該第二基板表面(2os)上之該第二對準標記對(6ol、6or)之第二位置，其中該第二對準標記對(6ol、6or)之該第三對準標記(6ol)配置於該第三基板表面側上且該第二對準標記對(6ol、6or)之該第四對準標記(6or)配置於該第四基板表面側上， 在該第二基板固持器(12o)之該第二偵測位置中偵測並儲存該第二基板(2o)之該第二基板表面(2os)上之該第三對準標記對(6ol’、6or’)之該等第三位置，其中該第三對準標記對(6ol’、6or’)之該第五對準標記(6ol’)配置於該第三基板表面側上且該第三對準標記對(6ol’、6or’)之該第六對準標記(6or’)配置於該第四基板表面側上， 使具有該第一基板(2u)之該第一基板固持器(12u)移動至該第一偵測位置中，且使具有該第二基板(2o)之該第二基板固持器(12o)移動至一第二等待位置中， 在該第一偵測位置中偵測並儲存該第一基板(2u)上之該第四對準標記對(6ul’、6ur’)之該等第四位置，其中該第四對準標記對(6ul’、6ur’)之該第七對準標記(6ul’)配置於該第一基板表面側上且該第四對準標記對(6ul’、6ur’)之該第八對準標記(6ur’)配置於該第二基板表面側上， 取決於該等所偵測到之第一位置、第二位置、第三位置及第四位置而將該兩個基板(2u、2o)相對於彼此對準。
  3. 如請求項1或2之方法，其中在該等基板(2u、2o)上之每基板表面側偵測至少兩個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置，較佳地偵測至少三個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置、更佳地偵測至少四個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置、最佳地偵測至少五個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置，且極佳地偵測至少六個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置。
  4. 如請求項1或2之方法，其中將一基板表面側之該等對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)配置於一圓圈K內，該圓圈K具有小於100 mm、較佳地小於50 mm、更佳地小於25 mm、最佳地小於10 mm且極佳地小於1 mm之一半徑。
  5. 如請求項1或2之方法，其中以光學方式偵測該等對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置。
  6. 如請求項1或2之方法，其中藉由干涉計及/或透鏡系統偵測該等基板固持器(12u、12o)之該等位置，該等干涉計及/或透鏡系統特定而言獨立於用於偵測該等對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置之偵測裝置。
  7. 如請求項1或2之方法，其中將該等基板固持器(12o、12u)固定於該等偵測位置中。
  8. 一種利用如請求項1之一方法對準兩個待接合基板(2u、2o)之裝置，其包括： 基板固持器(12u、12o)，其用於固持且固定該等基板(2u、2o)， 移動裝置，其用於使該等基板固持器(12u、12o)移動， 透鏡系統，其用於偵測該等基板(2u、2o)上之對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之位置， 一儲存裝置，其用於儲存該等對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)之該等位置。
  9. 一種具有兩個基板(2u、2o)之產品，該兩個基板在每一側上皆包括至少兩個對準標記(6ul、6ul’、6ur、6ur'、6ol、6ol’、6or、6or’)。
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