CN118355481A - 用于基板的对准的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于基板的对准的方法和设备。
Description
技术领域
本发明涉及用于基板的对准的方法和设备。
背景技术
在半导体工业中，对准***(英文：对准器(al igner))用于将基板(尤其晶片)彼此对准或与其他组件对准。基板可具有任何任意形状，且优选地为圆形。尤其，基板的直径是工业上标准化的。对于晶片，工业标准直径是1英寸、2英寸、3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸和18英寸。在对准***的特殊实施方式中，方形基板或面板尤其也可以以最高精确度彼此对准和接合。
尤其经对准的半导体基板的并合被称为接合。
在所谓的接合中，待接合基板彼此对准且在进一步的过程步骤中互相连接。在此，基板彼此的特别精确的对准是必要的。
如下对准过程被称为面对面对准，在这些对准过程中对准标记(Ausrichtungsmarkierungen)位于待接合基板表面上。
若基板中的至少一个对用于测量基板的电磁辐射不透明，以便能够实现从背离待接合基板表面的外基板表面检测和/或确定对准标记的方位和位置，在现有技术中，在使基板彼此逼近之前，利用图像检测构件在基板之间检测对准标记。
这具有各种缺点。尤其，来自相机的微粒可能被引入到基板表面上。此外，必须在基板之间行进大的距离，以便将相机置于基板之间以用于进行检测。在此，由于较复杂的对准和对应地较大的行进路径也产生较大的对准误差。
尤其在使待接合基板相互逼近和设定接合面之间的特定距离时，最佳对准是必不可少的，以便获得尽可能好的接合结果。
现有技术的另一问题在于，不再能够利用简单的构件达到提高的对准精确度要求。关于相对于参考点测量基板以及例如在逼近之后盲对准基板直至接触的方法，未达到新的对准精确度要求。
例如，出版物US6214692B1基于对准标记的两个图像的比较和方位校正。借助相机***单独地检测面对面布置的两个基板上的对准标记的位置。根据对准标记的经计算的相对位置和相对方位，定位台(基板保持器和台架)***控，使得校正错误方位。
另一出版物US10692747B2基于平面对准标记的总共三个图像的比较和方位校正。借助相机***单独地检测面对面布置的两个基板上的对准标记的位置。由第三检测单元检测第三对准标记，利用该第三对准标记，建立基板的对准标志相对于基板保持器的后侧或相对于基板的后侧的相关性，使得实现两个基板的更精确对准。
就这点而言，在两个基板的面对面对准中的视觉控制是不可能的，或仅在这些基板中的至少一个至少部分透明时才是可能的。因此，在面对面对准的情况下表面的精确对准仅以复杂且有限的方式才是可能的。
尤其已证明为不利的是，在对准标记的检测中再聚焦或重新聚焦是必要的。在此，在尤其用于检测对准标志的光学器件的再调整移动的情况下再聚焦由原理决定是必要的。除所需的移动之外，调整移动与叠加在其上的寄生移动一起进行，这些寄生移动引起与相应光学器件的理想移动的偏差。因此，在移动时发生焦点的移位。焦点例如在垂直于光学器件或光学器件的光轴张开的x-y平面中移位。焦点的移位降低对准标记的测量的精确度，该精确度降低对准精确度。
发明内容
因此，本发明的任务是指明用于基板的对准的方法和设备，其至少部分地消除、尤其完全消除在现有技术中所列举的缺点。尤其，本发明的任务是指明用于基板的对准的改进方法和改进设备。尤其，本发明的任务是指明用于基板的对准的方法和设备，其在对准期间不需要检测单元的任何再聚焦。此外，本发明的任务是指明用于基板的对准的方法和设备，其可以特别可靠地、精确地以及无污染地执行，或其特别可靠地、精确地以及无污染地对准。
当前任务利用并列的权利要求的特征来解决。在从属权利要求中说明本发明的有利改进方案。在说明书中、在权利要求书和/或附图中说明的至少两个特征的全部组合也落入本发明的范畴内。在所说明的值范围内，位于所提到的极限之内的值也应被视为公开为极限值且可以以任意组合要求保护。
因此，本发明涉及一种用于基板的对准的方法，其具有至少以下步骤：
i)提供具有被构成用于容纳基板的基板保持器表面的基板保持器以及相对于基板保持器固定布置的对准标记域，
ii)对准基板，
其特征在于，借助对准标记域的彼此上下布置的对准标志对准该基板。
在此，借助彼此上下布置的对准标志对准基板或基板堆栈。在此，对准标记域相对于基板保持器或相对于基板保持器表面固定布置。在此，尤其已知对准标记域的精确位置和对准标记域中的对准标志相对于基板保持器的相应位置。对准标记域的对准标志或至少两个对准标志在此彼此上下布置。
对准标志域的至少两个对准标志彼此上下布置意味着这些对准标志布置于不同平面中。因此，对准标记域具有相对于基板保持器表面的特定高度(z方向)。因此，至少两个对准标志布置于彼此不同的z平面中。
在此，对准标志在z方向上优选地不彼此掩盖，使得对准标志域的至少两个对准标志的观察可以从观察方向无障碍地进行。换言之，对准标志域的对准标志优选地相对于彼此偏移，在彼此平行的平面中彼此上下布置，使得可以觉察到对准标记域的任意平面中的任意对准标志。
此外可设想：对准标记域的在z方向上彼此上下布置的至少两个对准标志部分或完全重叠地布置。换言之，彼此上下布置的至少两个对准标志可以布置成在z方向上至少部分彼此对齐。在此情况下，对准标记域的不同z平面或层尤其对不同波长透明，使得可以检测对准标记域的任意其他平面中的其他任意对准标志。在此，在观察方向上上游的平面/层和/或上游的对准标志被穿透以进行观察，使得可以检测随后平面的至少部分对齐的对准标志。
在检测对准标志以及紧接着检测布置于该对准标志之上的对准标志的情况下，可以因此比较对准标志的相应的已知位置。由于对准标记域的特性和结构以及位置优选地为已知的，因此可以检测对准标志之间的距离。根据该距离，可以例如通过基板保持器的相对移动借助彼此上下布置的对准标志来进行对准，而检测构件的再聚焦不是必要的。以此方式，基板可以在至少一个方向上特别精确地被对准，因为可以检测以及因此设定彼此上下布置的对准标志之间的已知距离。
此外，接合距离(接合间隙)可以有利地利用在至少一个方向上的精确对准非常容易地且准确地逼近。在此，有利地可以通过直接视觉控制根据对准标记域对准基板保持器。另外，为了对准仅需要一个检测构件，由此对误差的敏感性被降低。因此，尤其在以面对面方法接合不透明基板时，可以有利地设定基板保持器以及因此基板的精确方位。通过彼此上下布置的对准标志和因此提供的高度信息，对准可以因此有利地进行，而无需检测构件的重新聚焦。因此，待对准基板可以特别精确地且在视觉控制下被移动特定距离。
在用于基板的对准的方法的一种优选实施方式中规定：基板的对准在步骤ii)中至少具有如下步骤，尤其以如下流程：
a)由检测单元检测对准标记域的第一平面中的第一对准标志，
b)在步骤a)中的检测之后，固定检测单元的焦点方位，
c)使基板保持器垂直于对准标记域的第一平面移动，
d)由检测单元检测对准标记域的第二平面的第二对准标志，
其中第一平面和第二平面彼此平行地布置，且其中第一平面和第二平面彼此具有距离。
在对准标记域中，优选地多个对准标志并排地布置在相应平面中。因此检测对应平面的至少一个第一对准标志或至少一个第二对准标志。此外，对准标记域构成为在平面之间优选地对检测单元透明，使得可以检测彼此上下布置的对准标志。也可设想：第一平面的对准标志相对于第二平面的对准标志偏移地布置，且对准标记域具有不同阶度(Abstufungen)。另外，除相应的第一对准标志之外，检测单元也可以检测第一平面的其他对准标志，只要这些对准标志布置于焦点范围内。相同的内容于是也适用于第二平面。在此，检测单元被构成为使得可以检测相应平面的多个对准标志、尤其并排布置的对准标志。
在对准标记域的第一平面上的第一对准标志的检测中，由检测单元识别相应对准标志。检测单元优选地具有聚焦构件，优选地透镜，其在检测中对第一对准标志进行聚焦或焦距安置。在此，检测单元或透镜占据焦点方位，在该焦点方位中检测单元可以检测特定焦点范围。因此，聚焦检测单元或透镜的特定焦点方位的焦点范围，且可以检测布置于焦点范围之内的对准标志。在检测中，可以优选地仅检测或识别相应平面的对准标志，因为检测单元中的焦点范围分别仅包含恰好一个平面。因此，第一平面与第二平面之间的距离优选地大于焦点范围的深度。
在第一平面的第一对准标志的检测之后，将检测单元的焦点方位固定。因此，尤其规定焦点范围，使得检测单元随后可以优选地仅还检测所规定的焦点范围之内的对准标志。此后，通过基板保持器垂直于对准标记域的第一平面的移动，基板保持器的基板保持器表面上的基板一同移动且因此被对准。基板保持器至少一直被移动，直至检测单元可以检测对准标记域的第二平面中的第二对准标志。就这点而言，通过基板保持器的移动，基板有利地被移动用于焦距安置(Scharfs tel lung)所需的距离。例如，可以以此方式设定基板与另一待接合基板之间的接合距离。因此可以有利地防止由于检测单元的再聚焦而产生的对准误差。
在用于基板的对准的方法的一种优选实施方式中规定：在步骤a)中由至少一个附加检测单元检测基板保持器处或基板上的附加对准标志。
附加对准标志或附加对准标记可以在此有利地与第一对准标志的方位相关地或空间参考该方位放置。尤其，附加对准标记是没有彼此上下布置的对准标志的平坦对准标记域。换言之，这些附加对准标记并非彼此上下布置于平面中。
利用附加对准标记，基板保持器相对于对准标记域的对准标志的对准也可以有利地进行。此外，也可以相对于附加对准标记，通过检测单元进行基板保持器或布置于基板保持器上的基板的对准。通过至少一个附加检测单元，尤其可以确定与基板待接合的附加基板相对于对准标记域的方位。通过附加对准标志和附加检测单元，可以更精确地进行对准。
在用于基板的对准的方法的一种优选实施方式中规定：在步骤iv)中在基板保持器的移动期间，处于焦点方位中的检测单元连续地测量对准标记域。
若在第一平面与第二平面之间在其他平面中布置有其他对准标志，则可以在基板保持器的移动期间由检测单元测量这些其他对准标志，使得基板保持器的移动可以特别精确地且以受控的方式执行。此外，可以通过多个所检测的对准标志更精确地进行对准，这些所检测的对准标志在对准标记域中的方位是已知的。
在用于基板的对准的方法的一种优选实施方式中规定：检测单元在步骤b)中在焦点方位的固定之后被保持固定。
在此，检测单元不仅被固定在距对准标记域的特定距离处，而且在水平位置中。因此，相对于对准标记域的不可移动的固定也尤其引起关于基板保持器以及因此相对于布置于基板保持器上的基板的不可移动的固定。以此方式有利地确保：除固定检测单元或透镜的焦点方位之外，检测单元的方位也被规定。以此方式，可以更精确地对准基板，且避免由于检测单元的不精确移动而产生的对准误差。
在用于基板的对准的方法的一种优选实施方式中规定：在步骤a)中由检测单元检测第一对准标志时和/或在步骤d)中由检测单元检测第二对准标志时，附加地提供关于相应对准标志在对准标记域之内的位置的信息。
对准标志优选地具有关于其在对准标记域之内的相应位置的信息。在此，除沿着对准标记域的位置(x-y位置)外，平面彼此之间的相应高度或距离也为已知的。若因此检测到第一对准标志，则可以有利地确定该第一对准标志布置在哪一平面中。尤其在对准标记域具有彼此之间具有不同距离的多于两个平面时，由于检测到关于对准标志的相应高度信息，因此可以更容易地控制或调节对准。例如，在连续检测中，可以在移动期间或在第一对准标志的检测期间有利地确定，在焦点范围内检测到哪一平面或梯级。若另外检测两个平面或梯级之间的方位，则可以有利地逼近布置于所述平面或梯级之上或之下的平面或梯级。此外，可以有利地在x-y方位中检测并控制位置。
关于用于对准的方法的前述优点和特征也应结合以下设备被公开。
此外，本发明涉及一种用于基板的对准的设备，其至少具有：
A)基板保持器，具有被构成用于容纳基板的基板保持器表面，以及
B)相对于基板保持器和/或相对于基板固定布置的具有对准标志的对准标记域，
其特征在于，可以借助彼此上下布置的对准标志对准该基板。
对准标记域的彼此上下布置的对准标志在对准标记域的方向上彼此之间具有已知距离。以此方式，可以有利地仅借助对准标志通过尤其恰好一个检测构件进行基板保持器或布置于基板保持器表面上的基板的对准。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：该设备此外具有：
C)检测单元，用于检测对准标记域的对准标志，以及
D)移动装置，用于使该基板保持器移动，
其中对准标记域的对准标志布置于第一平面和第二平面中，且其中第一平面和第二平面彼此平行地布置，且其中第一平面和第二平面彼此具有距离，且其中第一平面的对准标志中的第一对准标志可以在检测单元的焦点方位中被检测到，且其中检测单元的焦点方位是可固定的，且其中第二平面的对准标志中的第二对准标志可以在该焦点方位中由该检测单元检测到，且其中该基板保持器可以通过移动装置垂直于该第一平面移动。
该设备在此尤其被构成，使得可以在对准标记域的第一平面的第一对准标志的检测之后立即固定检测单元的焦点方位。检测单元的固定的焦点方位规定清晰成像的焦点范围。以此方式，有利地从第一平面至第二平面的距离可以由移动装置逼近，使得基板保持器或基板可以借助对准标记域在一个方向上准确地移动该距离。另外，检测单元优选地被保持固定，使得仅通过对准标志的检测以及基板保持器的移动来逼***面之间的距离。当用于对准的设备被用于设定两个待接合基板之间的接合距离时，第一平面与第二平面之间的距离优选地为在开始接合过程之前期望的距离。换言之，接合距离对应于接合间隙。在此，利用该设备的对准可以有利地直接通过第二平面的第二对准标志的检测来控制。因此，通过恰好一个检测单元的直接视觉控制可以有利地证实正确对准。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：第一平面的对准标志以及第二平面的对准标志布置成在对准标记域中彼此上下对齐、尤其重合。
对准标记域优选地构成为在平面之间对检测单元透明。通过对准标记的彼此上下对齐的布置，当检测到第二对准标志时，可以有利地确定由移动装置对基板保持器的移动是否已准确地垂直于第一平面执行。在此，检测单元在焦点方位中具有焦点，在该焦点处，第二对准标志的相应方位可以相当于第一对准标志进行比较。此外可设想：第一平面的对准标志相对于第二平面的对应的对齐的对准标志被旋转或镜像。在此，对准标志优选地具有非点对称的形状或外轮廓，使得这些对准标志的至少部分可以通过旋转或镜像来检测。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：第一平面的对准标志相对于第二平面的对准标志阶梯状偏移地布置。
在该实施方式中，对准标记域本身可以构成为阶梯状，其中各个具有对准标记的平面形成对准标记域的表面。在此情况下，检测单元优选地被构成，使得可以在无相对移动的情况下检测对准标记域的多个梯级。例如，检测构件的焦点范围是宽的，使得可以检测多个梯级。也可设想：检测单元具有多个并排布置的分别用于梯级的检测的构件。例如，检测单元可以包括多个并排布置的具有对应透镜的光学器件。在此情况下，在第一对准标志的检测之后，检测单元的所有检测构件的焦点方位被固定。在此，对准标记域优选地构成为圆形，且在平面之间的过渡是圆形的。换言之，具有对准标记的平面变为环形的，其中布置于中心的平面具有圆形形状。
以此方式，检测单元可以分别有利地检测对准标志域的表面或靠近该表面布置的对准标志。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：对准标记域布置于基板保持器的背离基板保持器表面的后侧上。
对准标记域可以例如安置于后侧上或凹入到基板保持器中。另外，对准标记域也可以由基板保持器本身形成。有利地，检测单元可以布置于背离基板保持器表面的后侧上。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：基板保持器的后侧上的对准标记域的中心点至少部分与基板保持器表面的中心点对齐。
通过对准标记域的中心布置，可以有利地精确地执行基板保持器的对准。在此实施方式中，另外可以有利地觉察到基板保持器以及因此基板保持器表面相对于检测单元的线性误差分量或旋转。尤其，也可检测以及消除关于光学器件的透镜的楔形误差。对准误差可以分成误差分量。因此，可以表征线性、旋转以及放大误差以及更高阶的误差。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：对准标记域布置于基板的面向基板保持器表面的侧上。
在此实施方式中，基板保持器在对准标记域的范围中具有贯穿开口。此外可设想：基板保持器构成为对检测单元透明，使得可以尤其从基板保持器的后侧检测布置于基板上的对准标记域。以此方式，视觉控制可以有利地直接在待对准基板处进行。在此，基板和因此对准标记域相对于基板保持器被保持固定。例如，避免由于不平坦的基板保持器表面的对准误差。此外，对准标记域可以有利地单独地适配于基板。另外，对准标记域可以由基板形成或被成像。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：对准标记域包括具有对准标志的至少一个其他平面，其中至少一个其他平面布置成与第一平面和第二平面平行。
优选地，对准标记域具有至少三个具有对准标志的平面。在此，在对准标志上提供关于这些对准标志布置于哪一平面上的信息。此外，可以由该设备以此方式逼近多个特定距离。平面之间的距离可以具有相等大小。然而，优选地，平面彼此之间以不同距离布置。以此方式，可以灵活地逼近多个距离。尤其在将该设备用于接合基板时，可以因此有利地设定不同接合距离，或基板可以特别精确地与另一基板对准。
在用于基板的对准的设备的一种优选实施方式中规定：该设备具有至少一个其他对准标记域和用于检测该至少一个其他对准标记域的至少一个其他检测单元，其中该至少一个其他对准标记域相对于基板保持器固定布置。
其他对准标记域允许更精确的对准，因为检测在多个点处进行。例如，以此方式可以特别好地识别和消除移位和/或旋转误差。该对准标记域和至少一个对准标记域在此优选地沿着该基板保持器偏移地布置。特别优选地，该设备具有总共三个对准标记域和三个检测单元，其分别分布于基板保持器表面的中心点周围，尤其布置成在径向方向上均匀地相对于彼此偏移。
该对准标记域和至少一个其他对准标记域的各个平面优选地彼此之间具有相同距离。以此方式，对准可以特别精确地进行，因为可以在至少两个点(优选地局部偏移的点)处证实距离。
本发明的核心方面在于，在基板的对准之前，在对准标记域的至少两个不同平面或高度上检测至少两个对准标志。对准标记域在此优选地安置于待对准基板之一上或基板保持器上。对准标志在此分别为基板的对准提供3D方位信息。对准标记域优选地未布置于基板的接触面上。对准标记域优选地布置于基板或基板保持器的背离接触面的或与接触面平行布置的侧上。
基板彼此的对准尤其借助位于基板的接触面上的对准标记间接进行。相对基板的相对侧上的对准标记尤其彼此互补。对准标记可以为可彼此对准的任何对象，诸如十字形、圆形或方形或螺旋桨状形成物或栅格结构，尤其用于空间频率范围的相位光栅。
在该设备的特别有利的实施方式中，对准标记可以至少部分地包含QR码，这些QR码尤其描述相应对准标志的绝对的机器可读的方位编码(x,y,z方位)。
在另一特别有利的实施方式中，对准标记可以至少部分地包含字母数字字符，这些字母数字符号尤其描述相应对准标志的绝对的机器可读的方位编码(x,y,z方位)。
优选地借助特定波长和/或波长范围的电磁辐射来检测对准标记和/或对准标记域。这些电磁辐射包括例如红外线辐射、可见光或紫外线辐射。使用较短波长的辐射、诸如EUV(极紫外线辐射)或X光辐射同样是可能的。
本发明的特别重要的方面在于，接合距离的设定和对准尤其仅仅借助对准标记域的彼此上下布置的对准标志的检测来进行。以“仅仅”意指在对准期间未检测或不能检测到附加对准标记。因此，接合距离可以通过彼此上下布置的对准标志精确地且在视觉控制下设定。
在此，对准标记域优选地在至少两个不同平面中包含明确指派和/或可指派的对准标记或对准标志。在此，对准标记域具有梯级或至少部分透明的层，使得对准标志彼此上下布置。因此，除通常x-y方位之外，也间接地提供高度信息。在此，对准标记的对准标志也可以直接提供3D方位信息。高度信息通过不同平面中的布置提供。由于平面之间的距离是已知的，因此尤其提供关于对准标记域中的所检测的对准标志布置于哪一平面上的信息足够了。
因此，对准标记域由方位编码的和高度编码的对准标志组成或包括方位编码的和高度编码的对准标志，这些对准标志在没有再聚焦第三检测单元的情况下提供用于对准的基板和/或基板保持器的明确的方位信息和高度信息。理解对准标记域的对准标记或对准标志在下文中也应在未明确提及高度编码和/或3D方位信息的情况下被理解为高度编码的对准标记或对准标志。
对准标记域的大小或尺寸优选地适配于光学检测构件的相应视野，使得分别可以观测到至少两个梯级或对准标记平面。
对准标记域的梯级的数目和总高度在此同样与应被设定的距离相匹配。若应例如设定500微米的接合距离，则优选地在对准标记域中映射550微米高度编码的方位信息，以便可以在没有再聚焦的情况下逼近该距离。
检测优选地利用对应成像光学***进行，使得可以选择成像深度，使得该成像深度小于对准标记域的梯级高度或层厚度。成像深度(英语：depth of focus,DOF(焦深))是成像光学***的图像空间中的范围，在该范围中出现被聚焦的对象、尤其对准标记的足够清晰的图像。相反地，这意味着：图像平面(图像检测构件、传感器)可以在成像深度的范围内被移位，而对象的图像不会变得明显不清晰。
若对准标记域的对准标志的检测以小于梯级高度、优选地小于一半的梯级高度、特别优选地小于0.1梯级高度的小成像深度进行，则可以明确地确定对准标记域尤其在z方向上的方位。
检测构件的成像深度小于50微米，优选地小于20微米，特别优选地小于10微米，十分特别优选地小于5微米，在最优情况下小于4微米。
而若成像深度足以使至少两个梯级高度清晰地成像，则提高该设备的定位不确定性，因为因此不能将z高度明确地指派给梯级。
在该设备的一种优选实施方式中，检测单元的图像检测构件或检测构件可再现地被移位0.2梯级高度，而不需要图像侧的再聚焦。若图像侧的焦平面直接位于两个相邻梯级的高度上且两个梯级看起来同样清晰，则这可以被用于确定对准标记域的哪一对准标记应被用于定位。利用图像检测构件的小移位，可以作出关于待使用的对准标记的决策(也作为根据本发明的计算机实施的独立的方法)。
物理决定地，在对准标记域的检测中，分别仅一个平面或梯级被清晰地成像。就此而言，优选地分别仅一个梯级或平面位于检测单元的焦点范围内。由于对准标记域的对准标记是方位编码且空间编码的，故可以根据平面的清晰检测到的对准标志来确定尤其基板保持器在空间坐标***中的方位信息。
根据本发明的一种有利实施方式，第一基板和第二基板以在Z方向上在第一接触面与第二接触面之间的距离A布置于第一基板保持器与第二基板保持器之间。距离A尤其小于500微米，优选地小于100微米，特别优选地小于50微米，最优选地小于10微米。
用于基板的对准的方法适于利用任意电磁辐射、尤其利用UV光、优选地利用红外光、最优选地利用可见光来将至少两个基板彼此对准。在此，待对准的或布置于基板保持器的基板保持器表面上的基板也可以相对于其他组件精确地被移动平面之间的距离且因此被对准。
该方法实现第一和第二对准标记的观测或检测，其中提供用至少一个附加光学路径进行补充以用于精确地重建基板和基板保持器方位，该至少一个附加光学路径在基板的对准期间未布置于基板之间或未在基板之间延伸，而是尤其利用至少一个对准标记域的观测或检测，实现从外部的检测。对准标记域在此优选地在第一平面与第二平面之间提供用于设定期望的接合距离的高度信息。
在特别优选的方法中，基板可以对被用于检测第一和第二基板的对准标记的电磁辐射不透明。在此，对准标记的检测通过基板的后侧进行，该基板对被用于检测对准标记的电磁辐射透明。
用于对准的方法尤其借助其他X-Y-Z方位和/或位置信息来提高对准精确度，这些其他X-Y-Z方位和/或位置信息利用其他对准标记域和对应的其他检测单元来检测且被用于对准的控制和/或调节。
为此，用于对准的设备优选地具有尤其软件支持的控制单元，借助该控制单元执行这里所描述的步骤并控制组件。在此，闭合调节回路以及调节应被理解为归入控制单元下。
X和Y方向或X和Y方位被理解为在X-Y坐标***中或在X-Y坐标***的任意Z平面中延伸的方向或布置的方位。Z方向被布置为与X-Y方向正交。X和Y方向尤其对应于横向方向，优选地沿着对准标记域的平面。Z方向优选地为在检测单元的焦点方位被固定在X-Y平面中时移动基板保持器所沿的方向。
根据基板的对准标记以及基板保持器上的对准标记的方位和/或位置值，尤其通过对准标记域的检测和评估，计算或检测方位特征。
对准标记域优选地位于基板的对准标记的局部附近。特别优选地，基板的至少一个对准标记和对准标记域布置于基板的相对侧上。对准标记域也可以布置于基板保持器的后侧上，且与附加对准标记相对地布置。若附加对准标志和对准标记域的对准标志布置于基板保持器表面的相对侧上，则位置的相关可以特别容易进行。
在特别优选的实施方式中，至少一个对准标记域优选地位于z方向上与基板的附加对准标记对齐，优选地在基板保持器的后侧上。
在该设备的另一优选实施方式中，至少一个对准标记域优选地位于z方向上与基板的中心或与基板保持器表面的中心点对齐，尤其在基板保持器的后侧上。
在该设备的十分特别优选的实施方式中，两个对准标记域优选地分别位于z方向上与基板的附加对准标记对齐，尤其在基板保持器的后侧上。
在该设备的另一优选实施方式中，至少一个对准标记域位于基板保持器的基板侧上或基板保持器表面的侧上，在基板的附近，对于光学检测而言可接近的方位。
该设备的进一步的实施方式在基板边缘附近的基板保持器的基板侧上、对于光学检测而言可接近的方位包含至少两个对准标记域。因此可以有利地执行基板保持器的调平。
因此，用于对准的方法和用于对准的设备尤其包括具有对应测量和/或调节***的至少一个附加检测单元和至少一个附加对准标记域，其中尤其在没有再聚焦的情况下，优选地在没有图像侧的再聚焦的情况下，通过附加测量值和与附加检测单元的测量值中的至少一个的相关性，进一步提高对准精确度。
通过第一基板和/或第二基板的尤其接触面上的所测量的附加对准标记中的至少一个与对准标记域的即使在基板的对准期间也可自由接近的和可见的至少一个对准标志的相关性，实现在对准期间对准标志的直接可观测性以及因此实时测量和调节。因此基板的对准精确度升高。
对准标记域的另一优点是附加高度信息的检测，使得具有下基板的下基板保持器可以相对于在上基板保持器上的上基板更精确地被定位。因此尤其检测单元的聚焦移动的所产生的方位不精确性取消。
由于在接合期间上基板至下基板的距离的高度定位的提高的精确度，基板中的至少一个的预张紧被设定为具有小容限，其减少在接合期间基板的变形，使得至少减少、优选地消除在接合之后基板的偏心(Run-out)。就这点而言，用于对准的方法和用于对准的设备注定用于接合过程中的对准。
在该设备的进一步的实施方式中，至少一个其他对准标记域被定位于基板保持器的在基板的周边边缘附近的基板侧上持久地对于其他检测单元而言可接近的方位中。特别优选地，对准标记域的表面位于与紧固在基板保持器上的基板的待接合的表面相同的平面内。
在基板保持器上的附加地添加的3D方位特征与基板上的方位特征之间，尤其建立明确相关性，该相关性优选地在对准期间不被改变且被保持直至基板彼此被接合。
通过基板保持器上的附加地添加的、可以与基板上的方位特征明确相关的3D方位特征，对基板上的对准标记的直接观测可以由对基板保持器上的对准标记的直接观测取代。这具有以下优点：基板保持器的可观测的部分可以实际上总是布置于检测单元的视野中或检测范围中。通过3D方位信息，可以以提高的精确度执行基板彼此的对准。
检测单元的检测范围优选地为小于3mm x 3mm、优选地小于2mm x 2mm、特别优选地小于1mm x 1mm的面积。
与现有技术中的受控定位相比，用于定位和方位校正的数据的主动反馈提高精确度，因为在闭合调节回路中提供方位的实际状态的控制可能性。
用于对准的方法和设备的一个方面是提高两个基板的对准的精确度。利用用于对准的方法，可以尤其从接合界面之外实时地观测对准或移动。通过具有所提供的高度信息的集成的3D方位信息，可以比至今已知的方法更精确地进行对准。在此情况下基板彼此之间尤其以最小距离布置且优选地没有设备对象、尤其没有检测单元位于基板之间。
建立第一基板和/或第二基板在基板的相应接触面上的附加对准标记与对准标记域的至少一个对准标志的相关性。可以在对准期间尤其直接由检测单元检测对准标记域的对准标志。
对准标记域的至少一个对准标志的直接可检测性或可观测性实现基板保持器的3D方位的实时测量。在此提高对准精确度，因为利用第一和第二对准标志和从而所提供的高度信息的检测，取消定位不确定性，由此减少误差传播。通过这种措施，对准精确度通过必要供给移动的次数的减少和在接合期间的受调节的高度调整而提高。
用于对准的设备的第一实施方式被用于接合设备中且包含上基板保持器。上基板可以紧固在上基板保持器上。上基板保持器被实施为至少局部足够透明，使得可以以足够的分辨率和对比度以及强度检测上基板的接触面上的上基板的对准标记，该接触面是背离上基板的面的支承面。
为此，上基板对于被用于上基板的第一附加对准标记的检测的辐射足够透明。
足够透明的基板被理解为基板对检测附加对准标记所利用的电磁辐射的透射率足以以足够的分辨率和对比度以及强度检测附加对准标记。
局部足够透明的基板保持器被理解为基板保持器对检测对准标记所利用的电磁辐射的透射率足够高。
替代地，可以安置观察窗和/或贯穿开口以用于基板保持器中的基板和/或基板对的观察。
在基板上的附加对准标记的检测期间，使尤其上基板和上基板保持器从附加检测单元的焦点离开。
在此，穿过上基板保持器和上基板，可以检测尤其下基板上或下基板保持器上的附加对准标记。
在附加对准标记的检测期间，使尤其基板保持器的后侧上的对准标记域的至少一个对准标志相关，以便确定基板保持器(尤其下基板保持器)的3D方位信息。
用于对准标记域的检测的检测单元尤其是用于检测对准标记域的光学***的部分，且根据一种有利实施方式，包含光束整形和/或偏转元件，诸如反射镜、透镜、棱镜、尤其用于科勒照明的辐射源以及图像检测构件，诸如相机(CMOS传感器，或CCD，或面或线或点检测构件，诸如光电晶体管)和用于聚焦的移动构件以及用于调节光学***的评估构件。
在该设备的另一实施方式中，光学***可以根据换向调整的原理(为此参见Hansen,Fr iedr ich:Jus t ierung，VEB Ver lag Technik，1964年，第6.2.4段，Umschlagmethode)与旋转***组合地被用于基板定位。因此，在换向调整中，在相应基板的所定义的方位中执行至少一个测量，且在旋转180度的相反定向的换向的方位中执行至少一个测量。这样获得的测量结果尤其被消除了偏心误差。
用于对准的设备的改进方案包含两个尤其相同的、结构相同的光学***，这些光学***具有彼此对准的且可相对于彼此固定的附加检测单元，用于附加对准标志的检测。
在用于对准的设备的另一实施方式中，使用至少一个基板保持器，其在所定义的部位处对于两个基板侧的尤其同时的观测而言至少部分地、优选地超过95％透明。
在该设备的另一实施方式中，使用至少一个基板保持器，其在所定义的部位处具有开口和/或穿孔和/或观察窗，用于两个基板侧的尤其同时的观测。
此外，设备可以包含用于制造预接合件的***。为此，针对基板的并合，压杆(英文Pin(销))和/或可设定的喷嘴可以被用于开始熔合接合。尤其，可设定的喷嘴可以为高度可调整的，使得可以改变相对于基板后侧的相对方位，且可以以受调节的方式改变喷嘴的体积流量。该喷嘴的对准可以有利地借助彼此上下布置的对准标记进行。
此外，设备优选地包含具有驱动***、引导***、保持装置以及测量***的移动装置，以便至少移动、定位和精确地对准检测单元和基板保持器以及因此待对准基板。
移动装置可以产生作为单个移动的结果的任何移动，使得移动装置可以优选地包含不满足精确度要求的快速粗定位设备以及精确地工作的精定位设备。
当逼近或重复精确度相对于整个行进路径或旋转范围在能运转的旋转驱动的情况下(360度的完整回转)偏离额定值超过0.1％、优选地超过0.05％、特别优选地超过0.01％时，定位设备被理解为粗定位设备。
例如，因此，在具有超过600mm(基板直径的两倍)的行进路径的粗定位设备的情况下作为残余不确定性产生600mm*0.01％(即，超过60微米)的逼近精确度。
在粗定位的另一实施方式中，逼近或重复精确度的残余不确定性小于100微米，优选地小于50微米，特别优选地小于10微米。在此同样应考虑热干扰变量。
仅当所指派的精定位设备的行进范围中的偏差位于实际到达的实际方位与方位的额定值之间时，粗定位设备才以足够精确度执行定位任务。
仅当所指派的精定位设备的一半的行进范围中的偏差位于实际到达的实际方位与方位的额定值之间时，替代的粗定位设备才以足够精确度执行定位任务。
若逼近和/或重复精确度的残余不确定性相对于整个行进路径或旋转范围不超过小于500ppb、优选地小于100ppb、更优选地1ppb的额定值，则定位设备被理解为精定位设备。
精定位设备将优选地补偿小于5微米、优选地小于1微米的绝对定位误差。
基板彼此的对准可以在全部六个移动自由度中进行：根据坐标方向x、y和z的三个平移以及绕坐标方向的三个旋转。在此，可以在任何方向和定向上执行移动。基板的对准尤其包含被动和主动楔形误差补偿，优选地根据出版物EP2612109B1中的公开内容。
用于基板处置的机器人被归为移动装置。保持装置可以组件集成或功能集成在移动装置中。
此外，用于对准的设备优选地包含调节***和/或评估***，尤其计算机，以便实施所描述的步骤、尤其移动流程，执行校正，分析和存储设备的运行状态。
方法优选地创建为配方(Rezepte)且以机器可读的形式实施。配方是参数的优化的值集合，这些参数处于功能或方法技术相关中。配方的使用允许保证产生流程的可再现性。
此外，根据一种有利实施方式，用于对准的设备包含供应***以及辅助***和/或补充***(压缩空气、真空、电能、液体(诸如液压的、冷却剂、加热介质)和/或用于温度稳定、电磁屏蔽的构件和/或设备)。
此外，用于对准的设备可以具有框架、包层、抑制或衰减或消除振动的主动或被动子***。
此外，用于对准的设备优选地包含至少一个测量***，其优选地具有用于各移动轴的测量单元，这些测量***尤其可以实施为路径测量***和/或角度测量***。测量***优选地包括至少一个检测单元或附加检测单元。
可以使用触觉(即触摸)或非触觉测量方法。测量标准(测量的单位)可以作为物理实体对象、尤其作为标度存在，或隐含地存在于测量方法中，如作为所使用的辐射的波长存在。
为了达到对准精确度，可以选择和使用以下测量***中的至少一个。测量***实施测量方法。尤其可以使用
■感应式方法，和/或
■电容式方法，和/或
■电阻式方法，和/或
■比较方法，尤其光学图像识别方法、方位标志和/或QR码的检测，和/或
■增量或绝对方法(尤其利用玻璃标准作为标度，或干涉仪，尤其激光干涉仪，或利用磁性标准)，和/或
■运行时间测量(多普勒方法、飞行时间方法)或其他时间检测方法，和/或
■三角测量方法，尤其激光三角测量
■自动聚焦方法，和/或
■强度测量方法，诸如光纤测距仪。
此外，用于对准的设备的特别优选的实施方式包含至少一个测量***，其检测基板中的至少一个和/或基板保持器之一相对于所定义的参考(尤其相对于框架)的X-Y-Z方位和/或对准位置和/或角位置。测量***包括至少一个检测单元。
在此，利用测量***或利用测量***的检测单元，在没有再聚焦的情况下确定基板或优选地基板保持器的3D方位，使得可以针对来自测量的平面方位说明确定高度信息。为此，检测由具有明确方位标记的梯级和/或层组成的至少一个调整标记域。
尤其由天然硬石或矿物铸件或球墨铸件或液压接合的混凝土组成的部分可以被理解为框架，该部分尤其是振动衰减的和/或振动隔离的和/或分配有振动消除。
通过将检测单元安置于基板保持器上并且将对准标记域例如安置于框架上，同样可以有利地执行理念的反转。在此情况下，检测单元与基板保持器一起移动，且对准标记域固定于框架上。
为了可以在任意时间点、尤其持久地进行检测、评估和控制，根据一种有利实施方式，对准标记域的对准标志分布在相应平面的大于检测单元的图像检测***的视野的面积上，以便尤其连续地给控制单元(和/或调节单元)供应测量值。在此，然而，对准标记域的对准标志针对图像检测***的视野的每个方位被设计，使得可以从对准标记域和/或从扩展的平面方位信息检测高度信息。换言之，可以在基板保持器的任何横向方位处通过对准标记域的对准标记的布置来检测基板保持器的空间方位并且设定正确的接合距离。由于尤其基板保持器的方位作为3D方位信息存在，故可以执行紧固于其上的基板彼此的更精确的空间对准。
在用于对准的设备的一种有利实施方式中，附加对准标记尤其均匀地分布于基板的接触面上，除了基板的边缘区(edge exclus ion zone(边缘排除区))之外。换言之，可以因此使用基板的附加对准标记以执行对准，这些附加对准标记定位成彼此相距小于3mm、优选地小于2mm、特别优选地小于500微米的距离。因此，提高的局部的对准精确度尤其可以通过基板的附加对准标记与基板保持器的空间上定义的对准标记域的相关性来实现。
对于X-Y-Z方位确定，此外可以在用于对准的设备中使用具有的对应地构成的、尤其单片的、反射器的至少一个三光束干涉仪，用于基板保持器的X-Y-Z方位的检测和/或位置确定。设备的另一可能有利实施方式可以使用具有多个尤其三光束干涉仪的棱镜式单片反射器进行测量。因此，可以通过平均、差形成和测量系列形成来消除误差传播且进一步提高对准精确度。换言之，调节***可以利用足够快速的方位测量被用于移动的轨迹，使得可以进一步减小基板保持器的方位误差。
用于对准的设备的尤其由单片块体形成的基板保持器优选地具有以下功能中的至少两个：
■利用真空(真空轨道、连接)和/或利用静电构件的基板紧固，
■用于借助机械和/或液压和/或压电和/或热电和/或电热致动元件使基板变形的形状补偿，
■方位和/或位置确定(测量标准、反射表面和/或棱镜，尤其用于干涉测量的反射器、配准标志和/或配准标志域、用于平面的平面构成的测量标准、体积标准，尤其梯级、划分为平面的具有对准标记的已知层高度的层***)
■移动(引导轨道)。
未被用于微调的移动装置尤其构成为优选地具有增量式线性编码器的机器人***。用于辅助移动的这些移动装置的精确度与基板堆栈的对准的精确度解耦，使得以小于1mm、优选地小于500微米、特别优选地小于150微米的低重复精确度实施辅助移动。
尤其基于所检测的X-Y-Z方位和/或对准位置来执行用于(横向)对准(微调)的对准设备的移动装置的控制和/或调节。为此，基板的附加对准标记与对准标记域的在基板保持器的后侧上的视野中一对一地指派给其的对准标志相关。根据对准标记域的对准标记计算高度信息。这产生X-Y-Z方位，其可以在对准的供给移动期间和在用于接合的距离的设定期间尤其连续地被观测，且尤其可以实时地被用于供给移动的误差校正。
用于对准的移动装置的精确度小于500nm，优选地小于100nm，特别优选地小于50nm，十分特别优选地小于10nm，更优选地小于5nm，最优选地小于1nm。
在该设备的特别优选的实施方式中，该设备的对准精确度的误差小于允许的最大对准误差的20％，优选地小于10％，最优选地小于1％。
换言之，若基板的允许的对准误差为例如10nm，则定位误差为该值的最多20％，即2nm。
执行用于对准的方法的示例性接合方法的第一实施方式包括如下的尤其相继实施的和/或同时实施的步骤，尤其以如下流程：
第一方法步骤：将上基板以支承面加载到上基板保持器上，其中至少一个第一附加对准标记存在于上基板的相对侧、即所谓的接触侧上。
第二方法步骤：将待对准下基板以支承面加载到下基板保持器上，其中至少一个第二附加对准标记存在于下基板的相对侧、即所谓的接触侧上。
第三方法步骤：由附加检测单元穿过上基板检测上基板的至少第一附加对准标记以及必要时其他附加对准标记。
第四方法步骤：在此存储附加检测单元的透镜的焦点方位并且固定透镜。
第五方法步骤：借助上基板保持器，使上基板在附加检测单元的方向上从焦平面出来尤其向上移动。行进路径优选地小于500微米。
第六方法步骤：借助下基板保持器，使下基板尤其向上移动到附加检测单元的固定的焦点方位中。楔形误差补偿同样可以尤其同时进行。
为了检测下基板上的第二附加对准标记，借助下基板保持器使下基板在Z方向上移动，直至下基板的接触侧被聚焦。
第七方法步骤：由第二附加检测单元寻找并检测下基板的第二附加对准标记。
替代地，通过下基板保持器的z移动所聚焦的下基板在X-Y平面中被移位或绕Z轴被旋转，使得所寻找的第二附加对准标记被定位于第一附加检测单元的焦点范围中且由该第一附加检测单元检测。优选地，下基板进一步被对准，使得所寻找的对准标记或多个所寻找的对准标记相对于该设备的被紧固的透镜的光轴尤其布置在中心。
在一种有利实施方式中，可以在检测单元的相应透镜的光轴附近，在小于3毫米、优选地小于2毫米、特别优选地小于1毫米、十分特别优选地小于500微米、更优选地小于250微米的半径内检测所寻找的对准标记。
第八过程步骤：通过具有用于检测对准标记域的对准标志的至少一个检测单元的测量***(尤其具有透镜的测量显微镜)，优选地从基板保持器的后侧检测第一平面的第一对准标志和因此下基板保持器的X-Y-Z方位和/或对准位置。在此，下基板保持器被保持固定，且使下基板的附加对准标记的一个方位或多个方位与所检测的方位相关。为了检测下基板保持器的方位，使用相对于基板保持器固定布置的对准标记域。
优选地，聚焦地检测对准标记域的梯级，该梯级靠近对准标记域的自由表面，且可以在对准标记域的整个深度中观察对准标记。
在该聚焦的位置中，用于检测对准标记域的检测单元的(尤其透镜的)焦点方位被固定。此外，检测单元被保持局部固定或不可移动。
第九过程步骤：在测量对准标记域中的不同平面的梯级的对准标志的情况下，借助下基板保持器使下基板向下移动所定义的路段。该路段优选地小于500微米。路段(下基板以该路段被降低)是所谓的接合间隙，即正确距离，以便能够尽可能无变形地执行接合、特别是熔合接合和/或混合接合。
在示例性方法的一种特别优选的实施方式中，为此，下基板与下基板保持器一起向下被降低，使得另一平面的最近梯级的对准标志被聚焦在对准标记域中。以此方式，避免用于对准的基板保持器的盲目或受控移动。
在此，利用检测单元检测至少在初始方位和目标方位中的下基板保持器的移动，其方式是在不同梯级中观察对准标记域。在此，在初始方位中检测第一平面的至少一个对准标志，且在目标方位中检测对准标记域的第二平面的至少一个对准标志。
第十(可选的)方法步骤：借助所测量的方位误差至少在横向平面中校正下基板保持器的方位。在此，基板保持器被移动，使得第二平面的对应的至少一个第二对准标志被聚焦或位于检测单元的焦点范围内。以此方式，可以通过视觉控制确保：第一平面与第二平面之间的距离(即接合间隙)已足够精确地被设定。
因此可以省去检测单元的再聚焦且避免对准误差。高度信息通过对准标记域提供，使得可以利用视觉控制逼近与方法相关的期望的接合距离，而无需盲目移动。在此，取消检测单元的聚焦和/或再聚焦，使得取消聚焦移动的误差。
第十一方法步骤：借助上基板保持器将上基板重新降低到附加检测单元或其透镜的焦点方位中。
第十二方法步骤：借助下基板保持器的相关的X-Y-Z方位，使上基板相对于下基板对准，在此，上基板优选地在X-Y平面内被移动和/或绕Z轴被旋转。
在该方法步骤中，第一附加对准标记相对于第二附加对准标记被对准。下基板保持器上的下基板的实际方位是已知的，因为测量了下基板的对准标记相对于对准标记域的相关方位，使得可以由此相对于下基板的第二对准标记的已知的隐藏的方位对准上基板的对准标记。
第十三方法步骤：升高下基板以用于设定正确的接合距离，在此可以借助对准标记域观测和校正偏离的移动。
第十四方法步骤：接触上和下基板的接触面，将基板彼此接合。
在基板彼此的对准中，若对准误差超过所规定的极限值，则可以对基板彼此的相对方位执行校正。
对准误差(在所述对准误差的情况下针对移位应用校正)小于500微米，优选地小于100微米，特别优选地小于100纳米，十分特别优选地小于10纳米，更优选地小于5纳米，最优选地小于1纳米。
对准误差(在所述对准误差的情况下针对旋转应用校正)小于50微弧度，优选地小于10微弧度，特别优选地小于5微弧度，十分特别优选地小于1微弧度，更优选地小于0.1微弧度，最优选地小于0.05微弧度。
在用于对准的方法的另一实施方式中，通过方法步骤的并行来实现加速，尤其在第一基板上的图案识别步骤期间已经执行第二基板的加载。
在本公开中，术语轴重合或一致或平行或正态性被用作受容限影响的变量，使得尤其根据ISO 2768的不容忍的长度尺寸或角尺寸的容限适用，除非容限被明确说明。
附图说明
本发明的其他的优点、特征及细节从优选实例例的以下描述以及根据附图得出。这些附图示意性地在各图中展示：
图1 根据本发明的设备的一种实施方式的横截面图，
图2a 具有对准标志的示例性对准标记域的平面图，
图2b 对准标记域的一种实施方式的截面图，
图3 具有对准标志的对准标记域的一种实施方式的平面图，
图4 具有检测单元的对准标记域的一种实施方式的截面图。
在各图中本发明的优点及特征根据本发明的实施方式用分别标识这些优点及特征的附图标记来表示，其中具有相同功能或起相同作用的功能的组件或特征用相同的附图标记来表示。
具体实施方式
在图1中描绘了对准***1的一种实施方式的主要部件的示意性的未按正确比例的功能图。对准***1能够将在图1中未绘出的基板彼此对准且将基板至少部分地和/或暂时地(所谓的预接合)互相连接。术语设备及***等效地且同义地使用。
对准***1包含第一基板保持器9，在该第一基板保持器上第一基板可以被加载且可以固定在基板保持器表面上。此外，对准***1包含第二基板保持器11，第二基板可以被加载及可以固定在第二基板保持器上。
第一(尤其待接合下)基板保持器9布置于用于固持及实施第一基板保持器9的供给移动以及调整移动(对准)的第一移动装置10上。第二(尤其上)基板保持器11布置于用于固持及实施第二基板保持器11的供给移动以及调整移动(对准)的第二移动装置12上。移动装置10、12尤其固定在共同的实心工作台或框架8上，以便减少/最小化所有功能组件的振动。框架尤其可以包含主动振动衰减。
为观测(检测)基板上的附加对准标记，对准***1的光学***2包含至少一个附加检测单元3，尤其图像检测构件，用于检测附加对准标记。
光学***2可以聚焦到焦平面或焦点方位上，在这些基板被布置用于对准时，该焦平面或焦点方位被定位于第一基板与第二基板之间，优选地在基板保持器9与基板保持器11之间。光学***2尤其在X、Y及Z方向上的移动借助用于定位光学***2的定位设备4来执行。定位设备4可以尤其被固定于实心工作台或框架上。
具有至少用于检测对准标记域14的检测单元6的至少一个附加(尤其光学)测量***5被用于通过检测对准标记域14的不同平面的对准标志来提高对准精确度。附加测量***的移动利用定位装置7来执行。
若涉及光学测量***5，则定位装置7可以通过使检测单元6在Z方向上移动来进行关于对准标记域14的第一平面18的对准标志的聚焦。同样可以设想在X-Y方向上的定位，其中在对准期间尤其进行优选地在工作台/框架上的固定。
在对准***1的所呈现的实施方式中，利用测量***5或检测单元6尤其以特别高的精确度检测下基板保持器9的X-Y方位和/或位置(尤其还有旋转位置)和/或高度方位。
为开始熔合接合，至少上基板可以利用基板预张紧设备13预张紧。预张紧可以借助具有预张紧元件(所谓的接合销)的机械预张紧来进行。在基板预张紧设备的另一实施方式中，基板的预张紧可以利用流体、尤其利用来自喷嘴、尤其来自可移动喷嘴的气体来进行。
利用设备的未呈现的但优选的实施方式，可以执行示例性列举的以下方法步骤：
将第一/下基板紧固在第一基板保持器9的第一固定面、尤其基板保持器表面上。作为紧固，尤其使用机械和/或静电夹紧、按压力，其由于在标准大气压中的环境与第一基板保持器9上的负压之间的压力差而产生，也称为真空固定。尤其进行紧固，使得在整个方法期间，第一基板相对于第一基板保持器9不经历不精确或不期望的移动。若第一基板保持器9及第一基板分别具有对应的、优选地线性对应延伸的热膨胀系数，则可以尤其防止或减少热膨胀，其中热膨胀系数和/或热膨胀系数的线性分布的差异优选地为小于5％，优选地小于3％，特别优选地小于1％。
***优选地在温度稳定的环境中、尤其在洁净室中运行，其中在对准循环期间，温度波动小于0.5开尔文(Kelvin)，优选地小于0.1开尔文，特别优选地小于0.05开尔文，最优选地小于0.01开尔文。
固定的第一基板及第一基板保持器9可以被理解为用于执行第一基板的移动的准单片体，其不允许相对于彼此的相对移动。
该基板紧固可以以形状配合的方式和/或优选地以力配合的方式进行。通过准单片连接导致：至少减少可能在基板保持器与基板之间引起移位和/或旋转和/或变形的影响，优选地将这些影响减少至少一个数量级，特别优选地将这些影响消除。
利用形状配合或力配合，基板可以与基板保持器连接，使得尤其可以抑制热膨胀的差异。此外，可以利用基板保持器减少、消除和/或校正基板的独立变形。
在一种实施方式中，不仅下基板保持器9而且上基板保持器11都可以包含附加的被动和/或主动运行的变形元件和/或中间板，以便最小化基板的机械和/或热特性，以用于减小在并合之后对准的残余误差。
在第一附加对准标记的检测期间，第一基板保持器9可以位于附加检测单元3的光学路径中。第一附加对准标记可以布置于第一基板的待接合的接触面上在视野中，尤其在光学路径中，优选地在附加检测单元3的光轴中。附加检测单元3产生尤其数字的图像，测量该数字图像。基板的第一对准标记也可以由多个组合对准标记组成。从对准标记的图像产生/计算出测量值，该测量值尤其表征X-Y方位和/或对准位置(尤其在绕Z方向的旋转方向上)，即第一基板的对准状态。
下基板保持器9和/或第一基板具有对准标记域14的对准标志，借助这些对准标志，尤其从另一方向、优选地与在Z方向上的第一检测完全相反的方向，检测基板保持器9和/或第一基板的X-Y-Z方位和/或对准位置、尤其空间对准状态。
优选地，可以测量第一检测单元3相对于第三检测单元6的相对移动。更优选地，从第一附加对准标记及对准标记域14的对准标志的检测直至第一和第二基板的接触，不执行第一附加检测单元3与检测单元6之间的相对移动。
用于附加测量***5的对准标记域14的检测的检测单元6从对准标记域14的不同平面的对准标志的测量提供第一/下基板保持器9的空间X-Y-Z方位和/或位置的测量值。
测量值(第一基板的X-Y方位和/或对准位置以及第一基板保持器9或第一基板16的X-Y-Z方位和/或对准位置)彼此相关，使得能够可再现地重建基板保持器9的X-Y-Z方位。因此，紧固于基板保持器9上的基板可以为了对准以及为了接合距离的设定以受调节的方式被移动，而不能直接观测到基板的附加对准标记。
通过将基板的方位指派给基板保持器9的空间方位和/或位置，可以实现对准，而无需在对准和/或接触期间直接观测相应基板的X-Y方位和/或对准位置。此外，基板之间的距离可以在对准期间以所定义的方式设定和/或最小化。该距离可以优选地在第一和第二附加对准标记的检测期间已经对应于基板的距离。在其他实施方式中，可以设定用于接合的优选距离。
换言之，尤其提供基板保持器9与附加测量***5之间的无障碍光学路径，利用该光学路径，在调节回路中运行或可以运行基板的对准。因此，可以精确地确定以及可再现地重建第一基板保持器9以及因此固定于第一基板保持器9上的第一基板的X-Y-Z方位和/或对准位置，这又提高在接合(尤其熔合接合)时的精确度。
尤其基板保持器9以及尤其与其单片地连接的基板相对于另一基板和/或基板保持器的X-Y-Z方位和/或对准位置的重建以及正确设定是用于对准的设备的重要方面。
尤其，达到小于500nm、优选地小于100nm、特别优选地小于30nm、十分特别优选地小于10nm、更优选地小于5nm、最优选地小于1nm的定位的重复精确度(被测量为两个基板之间的相对对准误差)，也被称为反向间隙(Umkehrspiel)。反向间隙也可以是借助移动装置10、12和/或4、7对给定方位的重复逼近。反向间隙由移动装置的移动引起，仅检测位置变化，使得测量变量作为相对对准误差存在。
为进一步提高对准精确度，优选的是，与第二附加检测单元5时间同步地运行第一附加检测单元3，尤其在测量值的检测的时间差小于3秒、优选地小于1秒、特别优选地小于500毫秒、十分特别优选地小于100毫秒、更优选情况下小于10毫秒、最优选地小于1毫秒的情况下，在理想情况下同时。这是特别有利的，因为可以消除诸如机械振动的干扰影响的效应。机械振动在材料中尤其以具有几千m/s的固体声传播。若调节和检测构件比固体声的传播速度更快地工作，则干扰被减小或消除。
若干扰改变第一基板在第一基板保持器9上的位置，使得第一附加检测单元3已经记录测量值且具有用于检测对准标记域14的检测单元6的测量***5还未记录测量值，则该干扰可能引起对准的精确度的一定份额的降低，因为在附加检测单元3与检测单元6的测量值记录之间的时间内尤其可能进行由振动决定的纳米或微米数量级的快速机械方位改变。若测量值记录时间延迟地(以秒或分钟的数量级)进行，则诸如由热决定的形状改变或长度改变的其他干扰影响同样可能降低对准精确度。
若第一附加检测单元3以及用于检测对准标记域14的检测单元6彼此同步(尤其通过同时触发相机***的检测时间和/或相同积分时间的检测以及补偿)，则可以减少、在最优情况下消除一些干扰影响，因为检测应在干扰影响对检测精确度具有尽可能最小的影响的时间点进行。
在用于对准的方法和设备的一种优选实施方式中，检测将在已知的、尤其周期性的干扰影响的情况下、尤其在振动的顶点中同步地进行。为此，振动传感器(加速度传感器、干涉仪、振动计)可以优选地预先被安置在用于对准的设备的对于精确度而言相关的部位处。干扰影响由这些振动传感器记录，且为了消除，尤其通过计算单元，通过计算被考虑或被纠正。在另一实施方式中，振动传感器可以固定地安装于***的特征部位处。
尤其，所确定的/所规定的额定值被用于基板的对准。额定值尤其包含第一基板保持器9的对准标记域14的对准标志的图像数据和/或第一基板保持器9的移动装置10的所确定的X-Y-Z方位和/或对准位置数据和/或调节参数，诸如用于最优地逼近空间方位的轨道曲线和/或尤其用于驱动器的机器可读值。
借助第一移动装置10，第一基板保持器9以方位以及尤其位置受调节的方式被移动，直至根据检测单元的额定值和基板保持器的当前方位和/或位置所计算的对准误差被最小化，在理想情况下被消除或达到中止准则。下基板保持器的该移动同样包含用于接合(尤其用于熔合接合)的正确设定的距离。换言之，下基板保持器9以受控的、受调节的方式行进到已知的所测量的X-Y-Z对准方位，且以受调节的方式尤其在Z方向上移动。
在另一实施方式中，可能未在上和/或下基板的定位中被消除的残余误差这里同样可以作为用于另一(下或上)基板的定位的校正值被考虑。
图2a以示意性的、大大放大的平面图展示对准标记域14'，其具有示例性选择的对准标志15或对准标记15。
各个对准标志15象征性地以及示意性地表示每个单个对准标志或对准标记15的方位和位置的绝对的、明确的编码。各个对准标志15或对准标记15可以存在于对准标记域14'的不同平面中。由于对准标记域14'的特性(每个对准标记15的x-y-z方位)是先验已知的，故对于未呈现的基板保持器的绝对方位检测而言，检测被绝对编码的对准标志15或对准标记15足够了。
图2b以示意性截面图展示具有对准标记域14”的不同的示例性标记的层16、16'的对准标记域14”。
有利的是，在包含对准标记域或相对于该对准标记域固定布置的基板保持器的对准的情况下，考虑不同平面的多个对准标志。在此，尤其对准标记域的多个梯级和/或层16、16'可以同时或优选地相继地位于检测单元6的视野或焦点范围中并且因此被检测。通过已知的梯级高度或平面之间的已知距离，这些可以被用于对准或基板之间的期望距离的设定。
平面之间的距离在1微米与300微米之间，优选地在5微米与200微米之间，特别优选地在10微米与100微米之间，在最优情况下在25微米与75微米之间，在理想情况下在48微米与52微米之间。在特殊情况下，平面之间的距离为50.00微米。
若对准标记域14、14'、14”、14”'的对准标志15、15'提供基板保持器9或布置于基板保持器上的基板的空间方位和/或位置，则为有利的。另外，若各个对准标志15、15'包含可检测的位置信息，该位置信息提供在对准标记域14、14'、14”、14”'之内的相应位置，则为有利的。因此，尤其相应的所检测的对准标志15、15'相对于对准标记域的对准标志15的位置也为已知的。优选地，不仅所检测的对准标志15、15'相对于相同平面的对准标志15、15'的位置为已知的，而且所检测的对准标志15、15'的相应平面相对于对准标记域的其他平面的位置为已知的。这相应的位置信息例如以对准标记15、15'的不同角度以及不同形状实现，且示例性地示意性地呈现。
为精确设定基板之间的期望距离或接合距离，用于对准标记域14、14'、14”、14”'的检测的检测单元6的光学***应优选地具有比对应平面之间的一半距离更小的焦深或更小的焦点范围深度(尤其在Z方向上)。
图3展示对准标记域14”的一种可能的实施方式，其中各个示例性对准标志15'用机器可读代码来补充。在此，各个对准标志15可以布置于不同平面(梯级和/或层)上，且可以在代码中包含关于分别涉及哪一平面的说明。此外，相应对准标志15'的方位和位置的明确说明可以包含在代码中。
在图4中，以截面视图呈现了对准标记域14””的一种实施方式。对准标记域14””的对准标志15'布置于三个不同的平面18、18'、18”中，且可以由检测单元6检测。在此，检测单元6可以仅检测在焦点范围19之内的对准标志15'。
在此，第一平面18相对于第二平面18'具有已知距离17”。第二平面18'相对于第三平面18”具有同样已知的距离17'。另外，第一平面18与第三平面18”之间的距离17是已知的。在所呈现的实施方式中，距离17”和距离17'具有不同大小，使得在将对准标记域14””用于基板的对准时，分别可以逼近或可以设定所有三个距离17、17'和17”。
距离17、17'、17”的组合也可以通过相对于对准标记域14””固定的基板保持器(9)的多次移动来逼近。例如，可以首先设定距离17”，且随后可以在相同方向上逼近距离17'。例如，基板保持器也可以被移动两倍的距离17”。为此，在两个步骤中进行对准且在步骤之间相应地设定检测单元，因为检测单元6的焦点方位以及因此焦点范围19被适配。
附图标记列表
1 用于对准的设备，对准***
2 光学***
3 附加检测单元
4 定位设备
5 附加测量***
6 检测单元(对准标记域)
7 附加测量***的定位设备
8 框架
9 基板保持器，第一(待对准)基板保持器
10 待对准基板保持器的移动装置，第一移动装置
11 第二/上基板保持器
12 第二移动装置
13 基板变形设备
14、14'、14”、14”' 对准标记域
15、15' 对准标志，对准标记
16、16' 对准标记域的对准标记的层
17、17'、17” 距离
18、18'、18” 对准标记域的平面
19 检测单元在焦点方位中的焦点范围
20 (待对准)基板保持器的基板保持器表面
Claims (15)
1.一种用于基板的对准的方法，具有至少如下步骤：
i)提供具有被构成用于容纳该基板的基板保持器表面(20)的基板保持器(9)和相对于该基板保持器(9)固定布置的对准标记域(14、14'、14”、14”')，
ii)对准该基板，
其特征在于，借助该对准标记域(14、14'、14”、14”')的彼此上下布置的对准标志(15、15')对准该基板。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤ii)中对准该基板具有如下步骤，尤其以如下流程：
a)由检测单元(6)检测该对准标记域(14、14'、14”、14”')的第一平面(18、18'、18”)的第一对准标志(15、15')，
b)在步骤a)中的该检测之后，固定该检测单元(6)的焦点方位，
c)使该基板保持器(9)垂直于该对准标记域(14、14'、14”、14”')的该第一平面(18、18'、18”)移动，
d)由该检测单元(6)检测该对准标记域(14、14'、14”、14”')的第二平面(18、18'、18”)的第二对准标志，
其中该第一平面(18、18'、18”)和该第二平面(18、18'、18”)彼此平行地布置，且其中该第一平面(18、18'、18”)和该第二平面(18、18'、18”)彼此具有距离(17、17'、17”)。。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤a)中，由至少一个附加检测单元(3)检测该基板保持器(9)上或该基板上的附加对准标志。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中在步骤iv)中在该基板保持器(9)的移动期间，该检测单元(6)在焦点方位中连续地测量该对准标记域(14、14'、14”、14”')。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中在步骤b)中在该焦点方位的固定之后，该检测单元(6)被保持固定。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中在步骤a)中在检测该第一对准标志(15、15')期间和/或在步骤d)中在检测该第二对准标志(15、15')期间，由该检测单元(6)附加地提供关于该对准标记域(14、14'、14”、14”')之内的相应对准标志(15、15')的方位的信息。
7.一种用于基板的对准的设备，至少具有：
A)基板保持器(9)，具有被构成用于容纳该基板的基板保持器表面(20)，以及
B)相对于该基板保持器(9)和/或相对于该基板固定布置的具有对准标志(15、15')的对准标记域(14、14'、14”、14”')，
其特征在于，能够借助彼此上下布置的对准标志(15、15')对准该基板。
8.根据权利要求7所述的设备，此外具有：
C)检测单元(9)，用于检测该对准标记域(14、14'、14”、14”')的对准标志(15、15')，以及
D)移动装置(10)，用于使该基板保持器(9)移动，
其中该对准标记域(14、14'、14”、14”')的对准标志(15、15')布置于第一平面(18、18'、18”)和第二平面(18、18'、18”)中，且其中该第一平面(18、18'、18”)和该第二平面(18、18'、18”)彼此平行地布置，且其中该第一平面(18、18'、18”)和该第二平面(18、18'、18”)彼此具有距离(17、17'、17”)，以及
其中该第一平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')中的第一对准标志(15、15')能够在该检测单元(6)的焦点方位中被检测到，且其中该检测单元(6)的该焦点方位是可固定的，以及
其中该第二平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')中的第二对准标志(15、15')能够由该检测单元(6)在该焦点方位中检测到，
以及其中能够通过该移动装置(10)使该基板保持器(9)垂直于该第一平面(15、15')移动。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该第一平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')和该第二平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')布置成在该对准标记域(14、14'、14”、14”')中彼此上下对齐、尤其重合。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该第一平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')布置成相对于该第二平面(18、18'、18”)的这些对准标志(15、15')阶梯状地偏移。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该对准标记域(14、14'、14”、14”')布置于该基板保持器(9)的背离该基板保持器表面(20)的后侧上。
12.根据权利要求11所述的设备，其中在该基板保持器(9)的该后侧上的该对准标记域(14、14'、14”、14”')的中心点至少部分地与该基板保持器表面(20)的中心点对齐。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该对准标记域(14、14'、14”、14”')布置于该基板的面向该基板保持器表面(20)的侧上。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该对准标记域(14、14'、14”、14”')包括具有这些对准标志(15、15')的至少一个其他平面(18、18'、18”)，其中该至少一个其他平面(18、18'、18”)布置成至少平行于该第一平面(18、18'、18”)。
15.根据前述权利要求中至少一项所述的设备，其中该设备具有至少一个其他对准标记域(14、14'、14”、14”')和用于检测该至少一个其他对准标记域(14、14'、14”、14”')的至少一个其他检测单元(6)，其中该至少一个其他对准标记域(14、14'、14”、14”')相对于该基板保持器(9)固定布置。
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2022
- 2022-11-03 TW TW111141934A patent/TW202326921A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202326921A (zh) | 2023-07-01 |
| WO2023110113A1 (de) | 2023-06-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |