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用于使基板对准的方法和装置与流程

2022-03-05 00:30:53 来源:中国专利 TAG:

用于使基板对准的方法和装置


背景技术:

1.现有技术中存在许多对准系统。这些对准系统中的很多对准系统是基于在两个基板之间插入用于测量对准标记的测量装置。这种对准系统的缺点在于,引入于基板之间的测量装置可能污染下基板的基板表面。另一更大的缺点在于,测量装置具有一定高度。因此,这两个基板必须彼此至少相距该高度。在测量装置已测量两个基板表面并被移除之后,基板仍必须总是彼此靠近且沿着基板之间的整个距离都彼此靠近。在此靠近期间,在基板之间的横向方向上已发生一重新位移且因此再次使基板相对于彼此的先前测量及调整的横向对准无效。
2.现有技术的进一步发展是如下对准系统,其中基板的彼此面对的基板表面彼此仅隔开几毫米,优选地甚至仅几微米,完全最优选地甚至仅几纳米。该微小间距不允许插入测量装置。然而,为了能够依据该测量装置的对准标记使基板彼此对准,基板必须相对于彼此横向移位。接着,由多个光学器件在横向移位的状态下测量对准标记,而且计算基板固持器的为了准确地使对准标记重合而必须占据的位置。这种对准系统在出版文献us6214692b1、wo2014202106a1、wo2015082020a1和wo2011042093a1中被详细论述。可非常精确地定位的基板固持器是这种对准系统的先决条件。此外,也必须在任何时间点都能够准确测量基板固持器的位置。
3.现有技术中的最大问题在于:基板必须经由基板固持器来就位,并且定位只能与可操控基板固持器或测量其准确位置一样精确地进行。由于基板固持器经过的横向路程为几毫米至几厘米,所以非常难以实现在微米或纳米范围内的、尤其是可再现的定位。需要非常准确的位置测量系统,尤其是干涉仪,这些位置测量系统可能相应地昂贵,维护密集且容易出错。


技术实现要素:

4.因此,本发明的任务是指明一种方法和一种装置,它们至少部分地消除、尤其是完全消除现有技术中所提及的缺点。本发明的任务尤其是指明一种经改进的方法和一种装置,用于使两个基板彼此尤其是准确地对准。
5.该任务利用独立权利要求的特征来被解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中说明。在说明书、权利要求书和/或附图中说明的至少两个特征的所有组合也落入本发明的保护范围内。在所说明的值范围的情况下,也应将处于所提到的极限内的值视为所公开的极限值且可以任何组合来要求保护。
6.因此,本发明是关于一种用于使基板对准的装置,其包括:
‑ꢀ
第一基板固持器,用于容纳第一基板,其中该第一基板具有至少两个对准标记,
‑ꢀ
第二基板固持器,用于容纳第二基板,其中该第二基板具有至少两个其它对准标记,
‑ꢀ
至少一个对准光学器件,用于检测这些对准标记,其中,
‑ꢀ
该装置还具有:
‑ꢀ
至少一个定位光学器件,用于检测位置标记,其中该第一基板的对准标记和该第二基板的其它对准标记可根据这些位置标记来彼此对准。
7.在使这些基板或这些基板的对准标记对准时,这些位置标记可用于准确对准。在此,可确定这些对准标记相对于这些位置标记的位置,并且可有利地通过用作参考的位置标记来执行对基板固持器的操控。由此,有利地,无需通过这些对准标记来进行对准,使得当这些对准标记对于这些对准光学器件来说不可及时,尤其是当这些基板以及借此这些对准标记布置得彼此非常靠近时,也可精确地实施该对准。尤其是,当这些基板布置于彼此上且彼此指向的基板表面彼此仅相距几毫米时、尤其是彼此相距仅几纳米时,可确定在使这些基板对准、尤其是使布置在这些基板上的对准标记对准时的位置。还有利的是,常见的对准系统可以简单且有利地被扩展根据本发明的方面。还有利的是,可将这些基板在对准过程中被移动的横向路程保持得尽可能小。
8.本发明还涉及一种用于使两个基板对准、尤其是利用用于使基板对准的装置来使两个基板对准的方法,该方法具有至少如下步骤、尤其是具有如下流程:i)将两个基板固定在各一个基板固持器上,ii)检测这些基板上的对准标记,iii)检测位置标记,iv)根据这些位置标记,使这些基板的对准标记彼此对准。
9.在该对准时,在将这些基板固定之后首先检测这些对准标记的位置。同时或然后,使这些对准标记的位置与这些位置标记的位置相关联或建立关系。优选地,在规定参考时不发生基板的相对移动。接着,可通过这些位置标记有利地进行这些基板或布置于这些基板上的对准标记的对准。
10.在本发明的一个优选的实施方式中规定:当该第一基板的至少两个对准标记中的一个或多个对于该至少一个对准光学器件来说被该第二基板遮挡时和/或当该第二基板的至少两个其它对准标记中的一个或多个对于该至少一个对准光学器件来说被该第一基板遮挡时,这些基板的对准标记可通过这些位置标记来彼此对准。由此,也可有利地借助于用作参考的位置标记在遮挡状态下进行该对准。尤其是,接着不再需要在该对准时移动这些基板以检测这些对准标记的位置。因此可避免在大距离上的相对移动。这样可以特别精确地实施该对准。
11.在本发明的另一优选的实施方式中规定:由位置标记、尤其是规则布置的位置标记形成位置标记场,其中尤其是不同的位置标记相对于彼此的方位(lage)、尤其是在由这些位置标记形成的位置标记场中的相对于彼此的方位是已知的。优选地,这些位置标记规则地布置在该位置标记场中。优选地,位置标记场的位置标记彼此并排布置在平面内。也可设想的是,在该装置上形成分别具有多个位置标记的多个位置标记场。尤其是,在此,各个位置标记的位置或者各个位置标记在该场中的方位是已知的。由此,有利的是,利用每个位置标记都可以检测另一位置标记的位置。还有利的是,不需要该定位光学器件必须相对于该位置标记场移动。更确切地说,该定位光学器件也可保持在所希望的位置并且可通过移动该基板固持器来进行对准。此外,该对准标记的参考可以有利地设置成不同的位置标记或与不同的位置标记相关。尤其是,可以计算该位置,原因在于分别通过该定位光学器件检
测的位置标记相对于其它位置标记的方位是已知的。
12.该位置标记场的长度大于0.1 mm,优选地大于1 mm,还更优选地大于10 mm,最优选地大于100 mm,完全最优选地大于300 mm。
13.该位置标记场的宽度大于0.1 mm,优选地大于1 mm,还更优选地大于10 mm,最优选地大于100 mm,完全最优选地大于300 mm。
14.还有利地规定:产生相对大的位置标记场,以便能够覆盖这些基板固持器的非常大的移位路径。因此,通过使用大的位置标记场,有利地能够在任何时间点都可以执行对基板固持器的准确定位。
15.在本发明的另一优选的实施方式中规定:这些位置标记由多个尤其是不规则布置的精细定位元件形成。在此,尤其是这些精细定位元件的布置是已知的。由此,在该对准时可以通过这些精细定位元件有利地进行精细定位。各个精细定位元件同样可以由该定位光学器件检测。在此,尤其规定:通过某个位置标记的精细定位元件进行该精细定位。尤其可以规定:某个位置标记包括特定精细定位元件,该特定精细定位元件可视为坐标原点并且作为坐标原点被检测。由此,可有利地确定每个单独的精细定位元件相对于该位置标记的该特定精细定位元件的距离或方位。有利地,能够精确地规定与对准标记的位置相关。还有利的是,以这种方式可以执行这些对准标记或这些基板相对于彼此的对准。
16.在本发明的另一优选的实施方式中规定:每个位置标记都不一样地形成,其中尤其是这些位置标记具有特定的、尤其是可通过定位光学器件所检测的信息内容。借助于这些不一样地形成的位置标记,可识别相应的位置标记并将其分配给该位置标记场中的方位。优选地,这一点通过不一样地布置的精细定位元件来实现。尤其是,可以通过这些精细定位元件的布置并且借此位置标记本身来获得信息内容。尤其是,该信息内容是已知的或存放在存储器中。借此,在检测到该位置标记之后,尤其可以知道相应的位置标记在标记场中的准确位置。优选地,当已经将所检测到的位置标记设置成对准标记的参考时,可在此基础上执行这些基板相对于彼此的对准。
17.在本发明的另一优选的实施方式中规定:这些位置标记具有以下实现形式中的一个或多个:
‑ꢀ
qr码
‑ꢀ
条形码
‑ꢀ
几何图形,尤其是三维几何图形,
‑ꢀ
字符串,尤其是字母序列和/或数字序列,优选地是二进制码,
‑ꢀ
图像。
18.通过不同实现形式,可在这些位置标记中存放不同高度的信息内容。优选地,提供qr码的使用。有利地,可以在不同的过程参数的情况下实现这些基板相对于彼此的精确对准。
19.在本发明的另一优选的实施方式中规定:至少一个基板固持器和/或该至少一个定位光学器件可在至少两个方向上、尤其是在x方向和y方向上移动。为了在对准标记与位置标记之间建立相关,尤其需要使至少一个基板固持器和/或该至少一个定位光学器件相对于相应的基板表面和/或相对于这些位置标记移动。为此,尤其也可以在该基板固持器中设置开口,这些开口使得固定的和/或可移动的光学器件能够透过该基板固持器检测相应
的标记。以这种方式,可以有利地在该对准时将这些基板相对于彼此的横向移动保持得尽可能小。
20.在本发明的另一优选的实施方式中规定:将这些位置标记侧向地布置在这些基板中的至少一个基板旁边,由此尤其是当其中一个基板的对准标记对于该至少一个对准光学器件来说被另一基板遮挡时,这些基板的对准标记可彼此对准。尤其是当这些基板布置于彼此上。在该向方向上大致对齐且待接合的基板表面布置得彼此非常靠近时,布置于这些基板上的对准标记被相应另一基板所遮挡。优选地,这些位置标记在该衬底之外布置在由相应的基板表面扩展出的平面上并且因此不被遮挡。由此,有利地,即使这些基板布置得彼此非常靠近,也可以通过这些位置标记来进行对准。
21.在本发明的另一优选的实施方式中规定:这些位置标记布置于这些基板固持器中的至少一个上。这些位置标记优选地布置在相应的基板固持器上。由此,这些位置标记的位置可有利地与相应的基板固持器的移动直接相关联。由该定位光学器件所检测到的这些位置标记的移动或方位尤其是与相应的基板固持器的移动直接耦合。由此,可有利地精确地执行对准。
22.在本发明的另一优选的实施方式中规定:这些位置标记布置于至少一个基板固持器表面上。这些位置标记优选地布置在基板固持器表面上。以这种方式,对于定位光学器件来说对这些位置标记的视野不受布置于该基板固持器上的其它部件的阻碍。
23.在本发明的另一优选的实施方式中规定:这些位置标记布置于与这些基板中的至少一个基板的基板表面相同的高度上。优选地布置于该基板表面上的对准标记优选地位于与这些位置标记相同的高度上。由此,可有利地将该定位光学器件和该对准光学器件的相应地调整的焦点调整得相同。尤其是当该定位光学器件和该对准光学器件使用相同的聚焦单元时。附加地,那么,对准标记和被设置成参考的位置标记位于相同的轴向高度上。由此,该基板固持器仅需要还在x方向和/或y方向上移动以进行对准。
24.在本发明的另一优选的实施方式中规定:在使这些基板的对准标记彼此对准时,这些基板的对准标记的位置可尤其是连续地通过该至少一个定位光学器件来被检测。优选地,可以在将这些对准标记和这些位置标记设置成相关联之后的任何时间点通过定位光学器件来确定这些基板的当前方位。有利地,这样其它附加方法步骤也可以动用这些基板的精确方位信息。在移动这些基板固持器和/或该定位光学器件时连续检查方位也可以有利地记录与所确定的或所希望的方位的偏差。以这种方式,在该对准期间能够实现错误早期识别。
25.本发明描述了一种用于使基板对准的方法和装置。这两个基板在其上彼此对准的这些对准标记位于彼此面对的基板表面上。因此,尤其是最迟在接合期间,每个基板的对准标记都由被相应对面的基板所遮挡。该想法描述了至少一个位置标记场、尤其是qr场的使用,依据该位置标记场,可提高这些基板固持器以及借此固定于其上的基板的定位精度。通过该方面,能够准确地计算这些对准标记相对于彼此的位置,而不必观察这些对准标记。该想法针对三种类型的对准系统被详细描述。
26.本发明的实质尤其在于提供一种装置和方法,借助于该装置和该方法,通过光学器件系统依据两个基板的对准标记来进行这两个基板的对准。这些光学器件是从现有技术已知的对准光学器件,借助于这些对准光学器件来改进这些对准标记。根据本发明,使用至
少一个尤其是附加的定位光学器件,借助于该定位光学器件可以以光学方式测量至少一个位置标记场,尤其是qr标记场。该位置标记场用作参考场,以便能够确定这些基板固持器以及借此这些基板的准确位置。
27.虽然仍总是需要用该方法和相对应的装置来执行对这些基板固持器的横向移位,但是基板固持器的当前的实际位置通过该位置标记场的数个位置标记、尤其是qr标记至少在这些对准标记通过对准光学器件不再可见或不再可检测到的时间点来被检测。这些位置标记是由软件和/或硬件和/或固件可读取并且可解释。“可解释”是指:在标记本身中编码粗略位置信息。接着可通过像素位置来执行精细定位。
28.借助于该装置和相对应的方法,能够不是通过对对准标记本身的测量而是通过对位置标记的测量来连续地、尤其是在其中这些对准标记被相应的对面的基板所遮挡的状态下追踪或正确地计算这些对准标记的准确位置。
29.该想法尤其是对更昂贵、更易出错且维护更密集的位置测量系统、尤其是干涉仪的扩展、优选地替代。
30.另一重大优点在于:该想法可易于应用于现有系统,而且可以对这些现有系统进行扩展。
31.因此,并不一定需要对对准系统的重新开发。
32.该想法例如基于来自出版文献us6214692b1、wo2014202106a1、wo2015082020a1和wo2011042093a1的对准系统。因此,将仅对这些对准系统的描述进行简单探讨,但是依据能被分配给这些对准系统的三种方法来详细描述该想法,以便证明该想法的灵活性。
33.重要的是:所有对准系统、尤其是上文所提及的出版文献的那些对准系统可以被扩展根据本发明的方面。即,该想法主要在于:使用位置标记场、尤其是qr标记场,以及至少一个附加的位置标记光学器件,以便在预先给定的时间点测量该位置标记场的位置标记,而同时使用对准光学器件来测量至少一个对准标记的位置。由于该至少一个位置标记光学器件不再相对于对准光学器件移动,所以即使对准标记被遮挡,该对准标记的位置也总是可通过测量该位置标记场的位置标记来被计算并且借此已知。
34.标记为了尽可能好地描述该想法,在对准标记与位置标记之间进行区分。
35.对准标记对准标记被理解成已经在这些基板上被涂覆或产生并且必须在该过程中达到重合、尤其是必须彼此准确对准的那些标记。对准标记用于两个基板相对于彼此的准确定位。两个基板的对准标记之间的距离越小,这两个基板的通过对准标记实现的对准就越有效。因此,其中这些对准标记位于这些基板的背面上的所谓的背对背(back-to-back)对准比其中这些对准标记位于待连接的、尤其是彼此面对的基板表面上的所谓的面对面对准效率低。然而,该面对面对准的缺点在于:第一基板的第一基板表面上的对准标记被相应对面的第二基板遮挡,因为这些对准标记彼此紧邻。如果选择其中无法通过传输来测量基板的测量方法,则不可能在该状态下探测对准标记并且因此也不可能使基板彼此正确地对准。尽管在一些基板处的红外线测量原则上会是一种使基板彼此对准的选项,但是由于基板的金属涂层,该测量方法经常无法使用。金属对于红外线来说基本上是不透明的。即,剩下的选项仅仅是在其中相应对面的基板被移位的状态下测量对准标记,以便在测量这些对准标记
之后借助于精度高的定位过程来使这些基板固持器以及借此这些基板彼此对准。
36.对准标记的精确形式不需要更详细地探讨,原因在于工业中存在无数类型的对准标记。在本出版文献的附图中,对准标记用黑色十字来简化表示。
37.位置标记位置标记被理解成通过附加光学器件、定位光学器件尤其是连续地跟踪、观察和评估的那些标记,以便即使在基板上的对准标记被相应对面的基板所遮挡并且借此在光学上不再可及期间也能够确定这些基板固持器以及借此这些基板的准确位置。
38.这些位置标记优选地位于基板固持器上。
39.优选地,每个位置标记都被制造为使得可从该位置标记读取位置、尤其是粗略位置。尤其适合作为位置标记的是:
•ꢀ
qr码,
•ꢀ
条形码,
•ꢀ
文本
•ꢀ
符号
•ꢀ
等等。
40.在qr位置标记中,尤其是粗略位置直接在qr码中被加密。本出版文献的附图中所示出的位置标记是qr码。为了更好地理解本出版文献,可以利用商业上通用的qr扫描仪、例如智能电话的相机来读取qr码。由此,阅读本出版文献的本领域技术人员容易理解粗略定位。
41.条形码位置标记可能会将粗略位置加密地储存成整数。例如,可设想的是整数101012代表粗略位置(101,012)。达成一致的是:n个数字中的前n个数字对应于x坐标,而且后n-n个数字对应于y坐标。
42.如果将文本用作位置标记,则粗略位置可直接被呈现为文本。例如可设想的是使用文本片段“101,12”来规定粗略位置(101,12)。
43.在符号式的位置标记的情况下,尤其需要分配表。将特殊符号分配给粗略位置(x,y)。也可设想的是:符号式的位置标记由两个部分符号组成,这两个部分符号中的每个部分符号都对应于已在对应表中规定的坐标。
44.此外,每个位置标记都优选地拥有精细定位元件,通过这些精细定位元件可将自己的精细位置分配给位置标记。在位置标记中加密的位置通常不足以执行精细定位。
45.精细定位元件例如可以是围绕位置标记的框。例如可设想的是矩形,尤其是正方形。对称的八边形或圆形也是可设想的。这些精细定位元件可以被探测并且通过硬件和/或软件和/或固件来被评估为使得通过这些精细定位元件获得位置标记的局部零点,该局部零点仅受探测器的像素分辨率限制。接着,通过该零点相对于定位光学器件的光轴的相对移位,能够实现精调,因此尤其是能够实现基板的准确对准,或能够进行计算以确定对准标记的准确位置以及借此尤其是固定于基板固持器上的基板的准确位置。也可设想的是,位置标记的各个特征、例如角或边本身用作精细定位元件。
46.位置标记场位置标记尤其是位置标记场的部分。位置标记尤其是对称地、尤其是沿着网格对称地布置在位置标记场中。位置标记中编码的位置相对于位置标记场的坐标原点来被说
明。
47.在理想情况下,位置标记场应在物体的表面上产生,该物体在无论如压力和温度等物理参数如何变化的情况下在其形状方面都仅仅非常微小地变化,优选地完全不发生变化。因此,在其上产生位置标记场的物体应具有其系数尽可能小的热膨胀系数张量。该物体优选地由具有立方晶体系统的材料制成,因为在这种情况下,热膨胀总是各向同性的。在这种情况下,代替膨胀系数张量,可以简单地使用热膨胀系数。
48.物体应该对吸附物尽可能不敏感,尤其是不氧化或者发生导致层形成的其它化学反应。尤其是,纳米薄氧化物层可具有非常明显的光学性质,这些光学性质可能对位置标记的读取有不利影响。例如干涉效应、光折射等就属于此。
49.在一个非常特别优选的实施方式中,位置标记场大致位于与待测量的对准标记相同的高度上,尤其是位于通过在其上布置有对准标记的基板表面所扩展出的平面内。
50.在一个不那么优选的实施方式中,该位置标记场位于与基板固持器固定表面相反的基板固持器外表面上,而且借此与对准标记所在的平面离得相对远。
51.关于位置标记场,优选地存在具有相对应的xp轴和与其优选地正交的yp轴的单独的坐标系(位置标记场坐标系pmfks)。这些位置标记中的一个位置标记优选地是限定该pmfks的零点位置标记。
52.位置标记场的建立尤其总是伴随着不准确。总是只能以生产机器的精度和准确度来产生生产的每件产品。因此,要重要提及的是:不必在整个区域上都各向同性地和/或均匀地产生位置标记场。已与对准标记相关联的位置标记在对准过程期间不发生变化就完全足够。
53.优选地,当然仍力求获得在整个位置标记场区域上尽可能精确和准确地产生的位置标记场。
54.光学器件在下文,通常在对准光学器件与定位光学器件之间进行区分。对准光学器件被理解成检测对准标记的所有光学器件,而定位光学器件被理解成测量位置标记的所有光学器件。在特殊的实施方式中,使用同时用作对准光学器件和定位光学器件的光学器件。在这些情况下,这两个词语可同义使用。然而,由于该想法的这方面基于总是已经拥有了对准光学器件对准系统的进一步发展,所以在这种情况下使用词语“定位光学器件”来产生连续性和一致性。
55.在下文,词语“光学器件”被用作通常非常复杂的光学系统、也就是说数个光学元件的同义词,依据这些光学元件可拍摄图像、尤其是使图像放大。光学器件在图像中通过简单的物镜来象征性地表现。但是,在这些光学器件后面可存在其它光学元件,如棱镜、各种透镜、滤光器、平面镜等。这些光学器件将所拍摄的图像投影到芯片、尤其是cmos芯片上,该芯片对该图像相对应地进行进一步处理,并且尤其是将该图像传输给软件。
56.通常,所有光学器件都可平移和/或旋转移动。然而,在光学器件的相对应的校准之后,优选地不再移动这些光学器件。接着,光学器件与基板固持器之间的相对移动仅还通过基板固持器的移动来实现。尤其是,光学器件的焦平面或焦点和/或景深范围是可调整的而且优选地在校准到平面上之后不再被改变。例外主要是随后提及并详细描述的3型对准系统的光学器件,这些光学器件在出版文献wo2015082020a1中被详细提及。在该对准系统
中,恰恰需要主动移动光学器件以便实现所希望的对准结果。
57.定位该方法允许通过对位置标记场的测量和对位置标记场的位置的准确操控来实现基板固持器以及借此基板的准确定位。为了能够准确操控基板固持器,从定位场的位置标记读取粗略位置是不够的,原因在于该粗略位置仅说明了远高于可能的光学分辨率极限的位置。一旦位置标记场的位置标记位于定位光学器件的视域内,就可以测量位置标记的零点。接着,通过定位光学器件的零点与位置标记的零点之间的距离测量来进行基板固持器的精细定位。该精细定位受探测器的像素分辨率限制,因为像素分辨率比光学分辨率差,在其它情况下分辨率极限就是光学分辨率。即,在基板固持器的移动期间,定位光学器件必须与硬件和/或软件和/或固件协作地只能够通过读取穿过该定位光学器件的视域的位置标记来读取基板固持器的粗略位置。接着,一旦达到所希望的粗略位置,就可以通过像素测量来进行精细定位。在该测量阶段,基板固持器尤其是完全不移动或者缓慢地移动使得能够测量所有需要的位置标记特征。
58.基板固持器基板固持器尤其拥有基板固持器固定表面和与该基板固持器固定表面相对的基板固持器外表面。
59.该基板固持器拥有固定件。这些固定件用于固定基板。这些固定件可以是:1.
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机械固定件,尤其是1.1.
ꢀꢀ
夹钳2.
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真空固定件,其尤其具有2.1.
ꢀꢀ
可单独操控的真空轨道2.2.
ꢀꢀ
彼此连接的真空轨道3.
ꢀꢀꢀꢀ
电固定件,尤其是3.1.
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静电固定件4.
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磁性固定件5.
ꢀꢀꢀꢀ
粘性固定件,尤其是6.
ꢀꢀꢀꢀ
gel-pak固定件7.具有粘性的、尤其是可操控的表面的固定件。
60.固定件尤其是可电子操控的。真空固定件是优选的固定件类型。真空固定优选地包括多个真空轨道,这些真空轨道从基板固持器的表面出来。这些真空轨道优选地是可单独操控的。在一项应用中,一些真空轨道被组合成真空轨道段,这些真空轨道段可单独操控,也就是说可以被抽真空或者被注满。每个真空段都尤其是独立于其它真空段。借此,能够构造可单独操控的真空段。这些真空段优选地设计成环形。由此,能够实现基板与基板固持器的有针对性的、径向对称的、尤其是从内向外执行的固定和/或分离。
61.基板固持器可以是来自出版文献wo2017162272a1、wo2018028801a1和wo2019057286a1之一的被扩展了根据本发明的性质的基板固持器。该基板固持器尤其是具有按照wo2017162272a1的实施方式的可单独操控的区域和固定元件的基板固持器。
62.该位置标记场可位于基板固持器固定表面和/或基板固持器外表面上。
63.在一个特别优选的实施方式中,该位置标记场位于该基板固持器固定表面上。该
实施方式的优点在于:定位光学器件的景深范围处于与对准光学器件的景深范围相同的高度上,这些对准光学器件尤其是与定位光学器件位于同一侧。
64.在又一优选的实施方式中,位置标记场位于与待接合的基板表面相同的高度上。由于基板拥有一定厚度,所以要么必须相对于基板固持器固定表面提高位置标记场,要么必须在基板固持器中将基板固持器固定表面稍微后移。这例如能通过以大致对应于平均基板厚度的铣削深度进行铣削来实现。
65.在一般的实施方式中,在装置内的基板固持器具有6个自由度,因此可在x方向、y方向和z方向上移位以及绕着在x轴、y轴和z轴旋转。在一个特殊的实施方式中,在装置内的基板固持器优选地只能移动最少数量的自由度,以便使由于会允许其它自由度的装置而引起的误差影响最小化。
66.对于一些所提到的对准系统来说,必须将光学器件移动到非常靠近基板的对准标记。因此,基板固持器可拥有孔、通道、钻孔、铣削、凹部或凹痕,在本出版文献的下文用上位概念开口来表示,以便使光学器件能够实现不受阻碍的通道、尤其是用于横向移位的间隙。在开口中尤其也可以插入透明材料。这尤其适用于根据出版文献wo2015082020a1的对准系统。
67.装置装置是对准系统。不同类型的对准系统被分成四种类型。
68.1型是基于出版文献us6214692b1的对准原理的对准系统。原则上,其涉及使基板固持器中的至少一个基板固持器沿着尤其是垂直于两个对准标记的连接线并且处在基板表面内的方向移位。通过该做法,基板固持器沿着相对长的路径被移位。基板固持器的与如下四个对准光学器件相关联的相互移位允许两个基板在它们彼此间的距离非常小期间的对准,这四个对准光学器件中的分别两个对置的光学器件被校准到焦平面内的焦点上。
69.2型是基于出版文献wo2014202106a1的对准原理的对准系统。原则上,其涉及使两个基板固持器沿着平行于两个对准标记的连接线并处在基板表面内的方向交叉移位。即,与1型相反,这些基板被“侧向”移位。由于侧向移位,基板固持器的移位比1型对准系统中的移位短得多。基板固持器的与如下四个对准光学器件相关联的相互移位允许两个基板在它们彼此间的距离非常小期间的对准,这四个对准光学器件中的分别两个对置的光学器件被校准到焦平面内的焦点上。因此,优选地使用其中局部受限的位置标记场位于待装载的基板的对准标记旁边的基板固持器。
70.3型是基于出版文献wo2015082020a1的对准原理的对准系统。原则上,其涉及使一侧、尤其是下侧的光学器件固定或者最多容许在z方向上的移动,而在对侧、尤其是上侧的光学器件可在多个方向上、尤其是至少在x方向和y方向上自由移动。此外,在这种类型的对准系统中,基板固持器之一、尤其是下基板固持器也可只在一个方向、尤其是z方向上移动。与1型和2型对准系统相比,光学器件这里在校准过程之后非常易于移动,而下基板首先保持固定并在接合过程中通过下基板固持器仅在z方向上被移动。
71.4型是基于光学原理的所有其它类型的对准系统。这里,原则上,在任何组合中都可以使用所有类型的位置标记场。安置于基板固持器外表面上的位置标记场的缺点已在位置标记场的章节中被详细描述。因此,一般的4型对准系统在本出版文献的下文中仅被简单探讨。例如,4型对准系统会是在出版文献wo2011042093a1中的对准系统。该出版文献描述
了一种对准系统,在该对准系统中,基板固持器可在基底上移动很长距离,其中对准光学器件紧固在基底上和/固定在或基板固持器上等等。
72.具有相对应的根据本发明的扩展方案的3型对准系统是优选的。
73.在一个非常特别优选的实施方式中,该装置拥有至少四个对准光学器件和至少一个定位光学器件,但优选两个定位光学器件。由于对称性方面,在本出版文献中,尤其是在附图中总是使用两个定位光学器件,尽管一个就会足够。
74.在一个实施方式中,基板固持器中的至少一个基板固持器被设计成基板固持器、也就是说具有位置标记场的基板固持器。
75.在一个非常特别优选的实施方式中,两个基板固持器都配备有位置标记场。相对应地,可使用相对应的定位光学器件来确定每个基板固持器的准确位置。需要相应地更多定位光学器件,即至少两个,一个在上方,一个在下方。
76.通常,该装置和该方法在任何情况下都不与所提到的类型的对准系统的某一种相关联。基本想法在于测量并建立对准标记与位置标记场中的位置标记的相关。尽管如此,仍明确描述并且在附图中呈现用于不同的实施方案类型的装置和过程。尤其是,该想法应该用于扩展wo2015082020a1的3型对准系统。
77.方法被扩展的一个或多个基板固持器是位于装置的上侧还是下侧无关紧要。为了与本出版文献的附图保持一致,在接下来的描述中假定基板固持器是上侧基板固持器,也就是说位置标记场在重力方向上指向下。
78.校准程序通常在该方法之前。每当假定光学系统已发生变化或被调节时,就应该执行校准程序。校准过程取决于所使用的对准系统的类型。可能的校准过程例如在出版文献wo2014202106a1和wo2015082020a1中被详细公开,而且这些不进一步讨论。
79.在针对相应的对准系统提供的校准过程结束之后,尤其是可以开始对准过程。
80.该方法原则上适用于如下对准系统,其中基板尤其是沿着(i)垂直于两个对准标记的连接线并且(ii)平行于基板表面的方向移动。该对准系统在us6214692b1中描述并称为1型。在此,基板必须经过相对长的路程,以便使对准标记对于光学器件来说可见。这些对准标记这里准“平行地”被测量。
81.在示例性的根据本发明的用于利用1型对准系统来使两个基板对准的方法中的第一过程步骤中,将第一基板装载并固定到第一、上基板固持器上。
82.在第二过程步骤中,使第一、上基板固持器一直移位,直至第一、上基板的对准标记位于下对准光学器件的视域内为止。下定位光学器件尤其同时测量在第一、上基板固持器处的上位置标记场的位于这些下定位光学器件的视域内的上位置标记。自该时间点开始,第一、上基板固持器可沿着整个长度被移位而且通过对上位置标记的重新操控而到达同一位置。
83.在第三过程步骤中,第一、上基板固持器现在移动到该第一、上基板固持器到那时已遮挡的上对准光学器件具有向下的自由视野的程度。尤其是与先前的过程步骤同时或已并行地,将第二基板装载并固定到第二、下基板固持器上。当然,对第二基板的装载也可以已经在早得多的时间点进行、尤其是与上文提到的过程步骤之一并行地进行。
84.在第四过程步骤中,使第二、下基板固持器一直移位,直至第二、下基板的对准标
记位于上对准光学器件的视域内为止。然后,优选地不再移动第二、下基板固持器。
85.在第五过程步骤中,使第一、上基板固持器再次移位回到在第二过程步骤中确定的位置。在此,现在仅使用下定位光学器件,这些下定位光学器件连续测量在第一、上基板固持器处的上位置标记场并且这样可以最精确地操控所希望的位置。尤其是,也还通过定位光学器件来进行精调,该精调在本出版文献的其它部分中更详细地被讨论。
86.在接下来的过程步骤中,接着通过相对应的过程来使两个基板彼此连接。连接过程这里不进一步探讨。可设想的是熔接过程,其中两个基板之一、尤其是上基板通过弯曲装置来被弯曲以便与另一基板接触。
87.这里以缩略形式来呈现上文所提到的过程的可能的可选的第一改进方案。上基板固持器具有开口,上对准光学器件可以透过这些开口观察下基板固持器并且借此观察装载的下基板。下基板固持器在其背面拥有位置标记场。将基板装载到下基板固持器上,并且借助于上对准光学器件透过上基板固持器的开口来测量下基板的对准标记。下定位光学器件同时测量在下基板固持器的背面上的位置标记场。然后装载上基板。尤其是,下基板固持器同时移动到下对准光学器件可测量在上基板固持器处的上基板的对准标记的程度。接着,可借助于定位光学器件使下基板固持器再次到达正确位置。
88.这里以缩略形式来呈现上文所提到的过程的可能的可选的第二改进方案。下基板固持器具有开口,下对准光学器件可以透过这些开口观察上基板固持器并且借此观察装载的上基板。上基板固持器在其背面拥有位置标记场。将基板装载到上基板固持器上,并且借助于下对准光学器件透过下基板固持器的开口来测量上基板的对准标记。上定位光学器件同时测量在上基板固持器的背面上的位置标记场。然后装载下基板。尤其是,上基板固持器同时移动到上对准光学器件可测量在下基板固持器处的下基板的对准标记的程度。接着,可借助于定位光学器件使上基板固持器再次到达正确位置。
89.两个所提及的改进方案的组合同样是可设想的。
90.对准系统以及借此还有经改进的方法的经改进的实施方式在wo2014202106a1中描述并且称为2型。这里,基板也相对于彼此移位,但是是沿着两个对准标记的连接线的方向,即“侧向”,使得分别总是可以由第二对准光学器件检测第一基板的第一对准标记并且同时由第一对准光学器件检测第二基板的第二对准标记。对准标记这里准“横穿地”被测量。相对应地,在过程流中出现轻微变化。尤其是,2型对准系统的至少一个基板固持器在此也被扩展了位置标记场。
91.在示例性的根据本发明的用于利用2型对准系统来使两个基板对准的方法中的第一过程步骤中,将第一基板装载并固定到第一、上基板固持器上。尤其是同时将第二基板装载并固定到第二、下基板固持器上。在对基板的装载和固定之后,使基板固持器到达其中左下对准光学器件在其视域内具有上基板的左上对准标记的位置。为此,需要使下基板固持器向右移位到左下对准光学器件自由观察到左上对准标记的程度。同时,左下定位光学器件必须在其视域内具有左上位置标记。借此,在左上位置标记与左上对准标记之间建立相关。
92.在第二过程步骤中,下基板固持器现在向左移动并且借此允许右下对准和定位光学器件测量右上对准和位置标记。借此,在右上位置标记与右上对准标记之间建立相关。
93.在第三过程步骤中,第二、下基板固持器被一直移位,直至第二、下基板的左对准
标记位于上左对准光学器件的视域内为止。为此,尤其可以在上基板固持器中设置开口。然后,优选地不再移动第二、下基板固持器。在此,一旦上基板固持器开放到右下对准标记的视线,下基板的目前仍被第一、上基板固持器所遮挡的右对准标记就应该会尤其是位于右上对准光学器件的视域内。
94.在第四过程步骤中,第一、上基板固持器现在向相反的左侧一直移动,直至右上对准光学器件可经过该第一、上基板固持器观察到下基板的右下对准标记为止。为此,尤其是同样可以在上基板固持器中设置开口。实际上,该对准标记应该已经位于右上对准光学器件的视域内。如果并非如此,则光学器件事先被校准到了尤其是错误的距离上。现在,右上对准光学器件测量右下对准标记。下基板固持器现在应该不再被移动。
95.在第五过程步骤中,将第一、上基板固持器再次移位回到其中左下定位光学器件和右下定位光学器件在视域内具有左位置标记场和右位置标记场的位置标记的位置。现在,在此仅使用下定位光学器件,这些下定位光学器件可以测量在第一、上基板固持器处的上位置标记场并且这样可以最精确地操控所希望的位置。还重要的是理解:不需要下定位光学器件必须连续地在视域内具有第一、上基板固持器的两个位置标记场。一旦位置标记场的位置标记再次出现在下定位光学器件的视域内,就可以首先通过粗略定位来精确且快速地操控所希望的位置。尤其是,也还通过定位光学器件来进行精调,该精调在本出版文献的其它部分中更详细地被讨论。
96.在接下来的过程步骤中,接着,使这两个基板通过相对应的过程来彼此连接。这里不进一步探讨连接过程。可设想的是熔接过程,其中这两个基板之一,尤其是上基板通过弯曲装置来被弯曲,以便与另一基板接触。
97.在下一段落中,描述了3型对准系统的特别优选的过程。在出版文献wo2015082020a1中描述了这种类型的对准系统。将根据本发明的方面应用于这种类型的对准系统具有特殊意义,因为该对准系统代表着最新的现有技术。如同先前所描述的2型一样,对准系统的特点主要在于基板固持器的非常短的移位。然而,这里下构件、也就是说下对准光学器件和下基板固持器被设计为使得这些下构件尤其是仅可以沿着z方向、即沿着高度被调节,而上对准光学器件和上基板固持器具有最大数目的自由度,尤其是在x方向和y方向上。由此产生的优点在出版文献wo2015082020a1中详细描述。
98.扩展的3型对准系统的重要特征在于,位置标记场沿着不平行于稍后待测量的对准标记的连接线、尤其是垂直于稍后待测量的对准标记的连接线的线定位。
99.在示例性的根据本发明的用于利用3型对准系统来使两个基板对准的方法中的第一过程步骤中,上基板固持器向左移动。尤其是同时左对准光学器件在z方向上向上移动,直至该左对准光学器件在其视域和景深范围内具有上基板的左对准标记为止。尤其是同时至少一个定位光学器件也向上移动,直至能看到位置标记场之一的至少一个位置标记为止。借此,能够使位置标记场中的至少一个位置标记场的至少一个位置标记与左对准标记关联或与左对准标记彼此相关。
100.在第二过程步骤中,上基板固持器向右移动。尤其是同时右对准光学器件6ur在z方向上向上移动,直至该右对准光学器件在其视域和景深范围内具有上基板的右对准标记为止。尤其是同时至少一个定位光学器件也向上移动,直至能看到位置标记场之一的至少一个位置标记。可设想的是两个定位光学器件已经通过第一过程步骤而就位。也可设想的
是在第一过程步骤中定位光学器件中的仅仅一个定位光学器件与左对准光学器件连接了并且因此现在必须使相对应的第二定位光学器件就位。如果该实施方式仅动用一个定位光学器件,则该定位光学器件通过第一过程步骤已经就位并且现在测量同一位置标记场的第二位置标记。借此,能够将至少一个其它位置标记与右对准标记关联。
101.在第三过程步骤中,下基板固持器向上移动。尤其是同时左上对准光学器件在通常多个方向上移动,以便使下基板的下对准标记进入视域和景深范围。
102.在第四过程步骤中,基板固持器向左移动。尤其是同时右上对准光学器件在通常多个方向上移动,以便使下基板的下对准标记进入视域。
103.在第五过程步骤中,现在使上基板固持器与下基板固持器对准,使得上对准标记与下对准标记尽可能重合。在此,通过定位光学器件中的至少一个定位光学器件来检查上基板固持器的移动,其中尤其是连续读取和评估位置标记场中的至少一个位置标记场。尤其是,通过像素来执行精细定位。因此,尽管对准标记被分别相对的基板所遮挡且不再可见,但是能够将上基板与下基板对准。
104.被扩展了根据本发明的方面的对准系统尤其可基于所有的对准系统类型。但是,相对应的方法与对应的过程步骤略有不同,使得在附图中针对两种所提到的对准类型中的每个对准类型都明确描述该方法。
附图说明
105.本发明的其它优点、特征和细节从随后对优选的实施例的描述以及依据附图来得出。其中:图1示出了根据本发明的第一基板固持器,图2示出了根据本发明的第二基板固持器,图3示出了根据本发明的第三基板固持器,图4示出了根据本发明的第四基板固持器,图5a示出了在根据本发明的第一对准系统中的第一过程步骤,图5b示出了在第一对准系统中的第二过程步骤,图5c示出了在第一对准系统中的第三过程步骤,图5d示出了在第一对准系统中的第四过程步骤,图5e示出了在第一对准系统中的第五过程步骤,图6a示出了在根据本发明的第二对准系统中的第一过程步骤,图6b示出了在第二对准系统中的第二过程步骤,图6c示出了在第二对准系统中的第三过程步骤,图6d示出了在第二对准系统中的第四过程步骤,图6e示出了在第二对准系统中的第五过程步骤,图7a示出了在根据本发明的第三对准系统中的第一过程步骤,图7b示出了在第三对准系统中的第二过程步骤,图7c示出了在第三对准系统中的第三过程步骤,图7d示出了在第三对准系统中的第四过程步骤,图7e示出了在第三对准系统中的第五过程步骤,
图8a示出了精细对准过程的第一过程步骤,以及图8b示出了精细对准过程的第二过程步骤。
106.在这些附图中,相同构件或具有相同功能的构件用相同的附图标记表征。
107.所有附图仅以原则性的粗略方式示意性地呈现构件及其特征。这些附图既未按正确比例呈现,构件的特征也不一定像所呈现的那里来设计。因此,这些附图只应被理解成示意图,而且其特征在所有情况下都应在功能上被解释。
具体实施方式
108.图1示出了具有位置标记场3ol、3or的第一基板固持器lo,其包括多个位置标记4ol、4or,具有对准标记5ol、5or的基板2o已被固定在该第一基板固持器上。在右侧上仅放大地示出了位置标记4or。相对应地,在左侧存在位置标记4ol,为了直观和清楚而未示出这些位置标记的放大。位置标记场3ol、3or位于基板固持器固定侧,也就是说与被固定的基板2o位于同一侧。相对应地,位置标记场3ol、3or可以仅位于基板2o的固定区域之外。位置标记场3ol、3or尤其沿着一个方向在基板固持器1的整个长度上存在,在当前情况下是沿着x方向。然而,再次提及:为了使1型对准系统适配,也不需要这样的长的位置标记场3ol、3or,而且所述这样的长的位置标记场可具有与在2型对准系统的扩展中的位置标记场3ol、3or(参见图2)相同的尺寸。然而,由于在系列图4a-4f中描述的1型对准系统的基板固持器lo经过更多距离,所以位置标记场3ol、3or被呈现为沿着整个x方向实施的附加扩展。该基板固持器lo被用于1型对准系统。基板固持器lo拥有固定元件8以及变形元件10。这些固定元件和该变形元件也仅仅是初步提及和描述,原因在于这些固定元件和该变形元件对于该想法来说并非至关重要。
109.图2示出了第二、更优选的基板固持器lo',其具有包括多个位置标记4ol、4or的位置标记场3ol'、3or',具有对准标记5ol、5or的基板2o已被固定在该第二、更优选的基板固持器上。在右侧上仅放大地示出了位置标记4or。相对应地,在左侧存在位置标记4ol,为了直观和清楚而未示出这些位置标记的放大。位置标记场3ol'、3or'位于基板固持器固定侧,也就是说与被固定的基板2o位于同一侧。相对应地,位置标记场3ol'、3or'可以仅位于基板2o的固定区域之外。基板固持器lo'优选地也具有开口9,这些开口尤其是完全贯穿的研磨槽、长孔、孔或钻孔,对准光学器件5ol、5or可透过这些开口观察基板固持器lo'。开口9尤其是简化了在图5a-5e中示出的过程。尤其是,基板固持器lo'、lu的所需的相互移位由此变得更短。该过程也可以在没有开口9的情况下被实现,但是效率较低,原因在于在这种情况下,基板固持器lo'、1的所需的相互移位更长一些。因此,为了完整起见,总是绘制开口9。该基板固持器1o'主要用于2型和3型对准系统。位置标记场3ol'、3or'小于图1中的位置标记场3ol、3or。基板固持器1o'同样拥有固定元件8以及变形元件10。这些固定元件和该变形元件也仅仅是初步提及和描述,原因在于这些固定元件和该变形元件对于该想法来说并非至关重要。
110.图3示出了第三、还更优选的基板固持器lo'',其具有包括多个位置标记4o的前位置标记场3ov和后位置标记场3oh。可看出:位置标记场3ov、3oh之间的连接线不平行于两个对准标记5ol、5or之间的连接线,位置标记场3ov、3oh相对于对准标记5ol、5or旋转了90
°
。基板lo''的表征性特征在于:上基板2o的对准标记5ol、5or不与位置标记3ov、3oh对齐,因
此这些位置标记用索引v(前)和h(后)来表示。这种命名法在接下来的附图描述中有助于阐述。基板固持器1o''同样拥有固定元件8以及变形元件10。这些固定元件和该变形元件也仅仅是初步提及和描述,原因在于这些固定元件和该变形元件对于该想法来说并非至关重要。第二基板固持器lo''同样拥有开口9,这些开口允许对准光学器件非常接近基板2o的外围。这将在稍后阐述的过程中对于该方法来说重要。
111.图4示出了第四、次优选的基板固持器lo''',其具有包括多个位置标记4o的唯一的位置标记场3o'',具有对准标记5ol、5or的基板2o已被固定在该第四、次优选的基板固持器上。位置标记场3o''位于基板固持器外侧。相对应地,可以在一非常大的面积区域上创建位置标记场3o''。该基板固持器lo'''可用于所有类型的对准系统。该实施方式的缺点主要在于以下事实:所使用的对准光学器件(未绘制)和定位光学器件(未绘制)的景深范围无法位于同一高度。景深范围至少彼此分开基板固持器lo'''的高度h。由此,对准标记5ol、5or和位置标记4o的焦平面也相对应地彼此远离。位置标记场3o''当然不必在基板固持器lo'''的整个基板外表面上延伸,而是可以局部化而且较小。在非常大的区域上的延伸仅仅是进一步的实施方式。基板固持器lo'''同样拥有固定元件8和变形元件10。这些固定元件和该变形元件也仅仅是初步提及和描述,原因在于这些固定元件和该变形元件对于该想法来说并非至关重要。
112.接下来的附图描述用于呈现过程、尤其是针对1型装置的过程。
113.为了更清楚,图5a-5e未被剖开。
114.图5a以侧面图(左侧)和上视图(右侧)示出了第一过程的第一过程步骤。具有在左侧的位置标记场3ol和在右侧的位置标记场3or的上基板固持器1o移动到装载位置,以便容纳和固定基板2o。也可设想的是将基板2o固定在基板固持器lo上而不是移动该基板固持器。相对应地,机器人必须将基板2o移动到相对应的位置,该基板可以被上基板固持器lo固定在该位置。该装置尤其拥有两个上对准光学器件6ol、6or、两个下对准光学器件6ul、6ur和两个下定位光学器件7ul、7or。在俯视图中,在下基板固持器lu处可看到固定元件8u,在随后的过程步骤中利用这些固定元件来固定下基板2u(未绘制)。对准光学器件6ol、6or已经按照来自现有技术中的方法相对于下对准光学器件6ul、6ur被校准过。
115.图5b示出了第一过程的第二过程步骤。基板固持器lo在x方向上一直移动,直至对准标记5ol、5or被对准光学器件6ul、6ur检测到以及每个位置标记场3ol、3or的至少一个位置标记4ol、4or被定位光学器件7ul、7ur检测到为止。现在,位置标记4ol、4or在这些附图图中仅被抽象地呈现为矩形,以便简化表示。由于对准光学器件6ul、6ur以及定位光学器件7ul、7ur不再移动,所以可以通过测量位置标记场3ol、3or的位置标记4ol、4or来随时确定对准标记5ol、5or相对于对准光学器件6ol、6or、6ul、6ur的光轴位于什么位置。在此,必须再次提及:对准光学器件6ol、6or、6ul、6ur的光轴的景深范围在先前的校准步骤中确实已经优选地被校准到焦平面上。两个左对准光学器件6ol、6ul的景深范围的交点表示该装置的左侧的零点,而且两个右对准光学器件6or、6ur的景深范围的交点表示该装置的右侧的零点。
116.图5c示出了第一过程的第三过程步骤。上基板固持器lo移动到该上基板固持器不再挡上对准光学器件6ol、6or的路的程度。尤其是同时下基板固持器lu移动到装载位置并且被装载下基板2u。下基板固持器lu使下基板2u固定。在这种情况下,当然也可设想的是:
不移动下基板固持器lu,而且由机器人来放下、尤其是经定位地放下下基板2u。当然也可设想的是:下基板2u事先已经被装载到下基板固持器lu上。
117.图5d示出了第一过程的第四过程步骤,其中下基板固持器lu一直移动,直至下对准标记5ul、5ur位于上对准光学器件6ol、6or的视域内为止。由于在先前的过程步骤中已将上基板固持器lo移出上对准光学器件6ol、6or的视域,所以可测量基板2u的基板表面。在下基板固持器lu被定位之后,不再移动该下基板固持器。
118.图5e示出了第一过程的第五过程步骤,其中上基板固持器lo再次移回到其初始位置。测量位置标记场3ol、3or的位置标记4ol、4or,以便获得关于当时被遮挡的上对准标记5ol、5or的位置的精确知识。当然,还必须知道下对准标记5ul、5ur的位置,原因在于下基板固持器1u已不再移动。因此,通过观察位置标记场3ol、3or的位置标记4ol、4or,能够通过上基板固持器lo的位置移位来使左侧对准标记5ol、5ul和右侧对准标记5or、5ur达到重合。因此,上基板固持器1o可以优选地多于仅仅一个自由度地移动。在接下来的过程步骤中,接着使基板2o、2u朝向彼此靠近,以及进行这些基板的接合过程。这些过程步骤不再明确呈现,因为这些过程步骤尤其是不再涉及该想法。
119.以下的附图描述用于呈现过程、尤其是针对2型装置的过程。2型对准系统的表征性特征在于:基板固持器lo、1u侧向地、尤其是横穿地移动。
120.为了更清楚,图6a-6e不被剖开。
121.图6a示出了第二过程的第一过程步骤,其中下基板固持器1u被移位到一侧、尤其是右侧。左对准光学器件6ul测量上基板2o的左对准标记5ol。同时,左定位光学器件7ul测量左位置标记场3ol'的左位置标记4ol。
122.图6b示出了第二过程的第二过程步骤,其中下基板固持器lu被移位到相反的一侧、尤其是左侧。右对准光学器件6ur测量上基板2o的右对准标记5or。同时,右定位光学器件7ur测量右位置标记场3or'的右位置标记4or。
123.图6c示出了第二过程的第三过程步骤,其中下基板固持器lu再次被移位到其原来的初始位置。尤其是同时上基板固持器lo'一直向右移动,直至左上对准光学器件6ol透过开口9自由观察到下基板2u的下对准标记5ul为止。下对准标记5ul相对于左光轴的位置被存储。
124.图6d示出了第二过程的第四过程步骤,其中上基板固持器1o'一直向左移动,直至右上对准光学器件6or透过开口9自由观察到下基板2u的下对准标记5ur为止。下对准标记5ur相对于右光轴的位置被存储。
125.图5c和图5d中的过程步骤的前提条件在于:在根据图5b的过程步骤二中,下基板固持器已被移回至其位置,使得两个对准标记5ul、5ur位于对准光学器件6ol、6or的视域内。如果对于这些对准标记5ul、5ur中的至少一个对准标记来说情况并非如此,则必须相对应地使下基板2u重新定位,并且重复过程步骤三和四。
126.在从该过程步骤开始,不再允许移动基板固持器2u。
127.图6e示出了第二过程的第五过程步骤,其中上基板固持器1o'现在再次被移回至其原始位置,直至位置标记场3ol'、3or'出现在下定位光学器件7ul、7ur的视域内为止。自该时间点开始,上对准标记5ol、5or可以与下对准标记5ul、5ur对准,其方式是自动控制器通过经由位置标记4ol、4or的位置测量使上基板固持器lo'到达正确位置。该过程是精调过
程,该精调过程在图8a-8b中针对所有类型的对准系统更详细地被描述。
128.在接下来的过程步骤中,接着还使两个基板靠近并且进行这两个基板的真正的接合过程。这些过程步骤不再进一步描述,原因在于这些过程步骤不再涉及该想法。
129.在图5a-6e中针对1型和2型所描述的过程基于将所有对准光学器件都校准到焦平面上的原理,与该想法无关。在校准之后不再移动光学器件。
130.在3型对准系统的情况下,情况完全不同。这里,下对准光学器件被设计为使得这些下对准光学器件只能在z方向上移动,而上对准光学器件可以在x方向、y方向上而且优选地也在z方向上移动。此外,下基板固持器只能在z方向上移动,而上基板固持器具有在x方向、y方向而且优选地也在z方向上以及绕着三个旋转轴线的自由度。相对应地,该想法这里也对过程步骤有影响。
131.在以下附图中,在每张附图中都示出了沿着x方向的侧视图(左侧)和沿着y方向的前视图(右侧)。
132.为了更清楚,这次将图7a-7e剖开。
133.对准光学器件6ul、6ur、6ol、6or和定位光学器件7uv、7uh优选地全都能彼此独立地被定位、旋转和控制。
134.图7a示出了第三过程的第一过程步骤。上基板固持器lo''向左移动。尤其是同时左对准光学器件6ul在z方向上向上移动,直至该左对准光学器件在其视域和景深范围内具有上基板2o的左对准标记5ol为止。尤其是同时至少一个定位光学器件7uv、7uh也向上移动,直至位置标记场3ov、3oh之一的至少一个位置标记4o可见为止。借此,能够使位置标记场3ov、3oh中的至少一个位置标记场的至少一个位置标记4o与左对准标记5ol关联。如果该装置被设计为使得景深范围已经可以检测对准标记5ol和位置标记场3ov、3oh,则当然不需要对准光学器件6u和定位光学器件7uv、7uh的移动。
135.图7b示出了第三过程的第二过程步骤。上基板固持器lo''向右移动。尤其是同时右对准光学器件6ur在z方向上向上移动,直至该右对准光学器件在其视域和景深范围内具有上基板2o的右对准标记5or为止。尤其是同时至少一个定位光学器件7uv、7uh也向上移动,直至位置标记场3ov、3oh之一的至少一个位置标记4o可见为止。可设想的是,两个定位光学器件7uv、7uh已通过第一过程步骤就位。也可设想的是,在第一过程步骤中使定位光学器件7uh、7uv中的仅仅一个定位光学器件与左对准光学器件6ul连接,而且因此现在必须使相对应的第二定位光学器件就位。如果该实施方式仅动用一个定位光学器件7uv或7uh,则该定位光学器件通过第一过程步骤已经就位并且现在测量同一位置标记场3ov或3oh的第二位置标记4o。借此,能够将至少一个其它位置标记4o与右对准标记5or关联。如果该装置被设计为使得景深范围已经可以检测到对准标记5or和位置标记场3ov、3oh,则当然不需要对准光学器件6ur和定位光学器件7uv、7uh的移动。
136.图7c示出了第三过程的第三过程步骤。下基板固持器lu向上移动。尤其是同时左上对准光学器件6ol在通常多个方向上移动,以便使下基板2u的下对准标记5ul进入视域和景深范围。
137.图7d示出了第三过程的第四过程步骤。上基板固持器lo向左移动。尤其是同时右上对准光学器件6or在通常多个方向上移动,以便使下基板2u的下对准标记5ur进入视域。
138.图7e示出了第三过程的第五过程步骤。上基板固持器lo相对于下基板固持器lu对
准,使得上对准标记5ol、5or与下对准标记5ul、5ur尽可能重合。在此,由定位光学器件7uv和7uh中的至少一个来检查上基板固持器1o的移动,其中连续地读取和评估位置标记场3ov、3oh中的至少一个位置标记场。尤其是,通过像素来执行精细定位。因此,尽管对准标记5ul、5ur、5ol、5or被分别相对的基板遮挡而且不再可见,但是能够使上基板2o相对于下基板2u对准。
139.图8a示出了其中在定位光学器件(未绘制)的视域(左侧图像)内能看到位置标记4的状态。在任何时间点都能在对准光学器件(未绘制)的视域(右侧图像)内测量到对准标记5。
140.图8b示出了其中在定位光学器件(未绘制)的视域(左侧图像)内能看到位置标记4的状态,该位置标记已通过基板固持器(未绘制)的相对移位而被一直移位,直至对准标记5位于所希望的位置为止。为了直观,已为对准标记5选择了所希望的位置,使得该对准标记位于对准光学器件(未绘制)的光轴上。位置标记4的测量可用像素精度来实现并且借此被用于精细定位。
141.附图标记清单1o、1o'、1o''、1o'''、1u
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基板固持器2o、2u
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基板3ol、3or、3ol'、3or'、3o''、3ov、3oh
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位置标记场4、4o、4ol、4or、4oh、4ov
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位置标记5、5ol、5or、5ul、5ur
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对准标记6ol、6or、6ul、6ur
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对准光学器件7ul、7ur、7uv、7uh
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定位光学器件8、8o、8u
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固定元件9
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开口10
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变形元件。
再多了解一些

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