[发明专利]用于对准基板的方法和装置

说明书

提出用于对准基板的装置和方法。

技术领域

本发明涉及根据并列权利要求的用于对准基板的方法和装置。

背景技术

微电子和微是统技术的几乎所有部分中的逐步发展的微型化确保所有技术的稳定继续发展，借助于这些技术可以提高基板上的所有类型的功能单元的密度。例如微控制器、存储器模块、MEMS、所有类型的传感器或微流体组件属于这些功能单元。

近年来，大大改进了用于提高这些功能单元的横向密度的技术。在微电子或微是统技术的一些子领域中，甚至到功能单元的横向密度的进一步提高不再可能的程度。在微芯片生产中，实际上已经达到了要以光刻方式产生的结构的最大可达到的分辨率限制。因此，在几年内，物理或技术限制完全不再允许功能单元的横向密度的任何提高。几年来，业界已通过开发2.5D和3D技术来对付此问题。借助于这些技术，可以将相同或甚至不同类型的功能单元相对于彼此对准，相叠地堆叠，将其永久地彼此连接且通过相应的印制导线彼此互连。

用于实现这些结构的关键技术之一是永久接合。永久接合被理解为所有方法，利用这些方法可以将基板彼此连接，使得基板的分离仅通过高的能量耗费和基板的随之出现的破坏而是可能的。存在本领域技术人员已知的不同类型的永久接合。

最重要的永久接合方法之一是融合接合，也被称为直接接合或分子接合。融合接合被理解为通过构成共价键而永久连接两个基板的过程。主要在非金属无机材料的表面上形成融合接合。融合接合可以在多个方法步骤中进行：借助于所谓的预接合将经预处理的清洁基板彼此连接。在预接合方法中，两个基板单单通过范德华(van der Waals)力而彼此接合。此接合过程主要发生在硅基板和/或氧化硅基板之间。接合过程将第一基板的待接合的第一基板表面与第二基板的待接合的第二基板表面连接。弱键的键能足以以不可移动方式将基板彼此连接。然而，预接合实现相互结合的基板的无破坏的、尤其无损坏的分离。仅利用热处理就将预接合转换为基板的不可分离的连接。

相对于彼此对准的基板的夹持可以根据需要首先或在预接合之后完全机械地进行。在一种特别的实施方式中，优选地利用在专利说明书PCT/EP2013/056620中描述的方法将基板彼此夹持。在此情况下，起磁性作用的固定构件被用于两个相对于彼此对准并接触的基板的快速且简单固定。夹持也可以以任何其他方式进行。尤其，可以将相对于彼此对准的基板夹持到样本保持器上。

现有技术知道用于测量对准标记的无数方法，这些对准标志用于对准标志所位于的基板的正确定位以及用于随后的接合步骤。根据现有技术，借助于(尤其根据US6214692B1、WO2014202106A1或WO2015082020A1的)对准设备将基板相对于彼此对准。公开文献US6214692B1的对准设备可以被视为最接近的现有技术。在该对准设备中，使用两个光学器件组(分别具有两个彼此相对的光学器件)，以便创建具有两个参考点的是统，其中基板相对于是统相互地被定位。参考点是两个彼此相对的光学器件的光轴的交叉点。

在一种已知装置中，将光学是统和旋转是统用于根据折叠校准（Umschlagsjustierung）原理进行基板定位，为此参见Hansen, Friedrich: Justierung,VEB Verlag Technik, 1964, 第6.2.4段, Umschlagmethode, bei welcher mindestenseine Messung in einer definierten Position und mindestens eine Messung in 180Grad gedrehter, entgegengesetzt orientierter, umgeschlagener Positiondurchgeführt wird [折叠方法，其中在定义位置中实行至少一个测量且在旋转180度且相反地定向的折叠位置中实行至少一个测量]。这样获得的测量结果尤其清除偏心误差。