[发明专利]特别地用在掩膜对准器中的卡盘

说明书

一种用于将第一平面衬底(例如晶片)与第二平面衬底(例如掩膜)平行排布的卡盘，包括：具有用于放置第一平面衬底的上表面的顶板、底板、至少一个配置用于测量顶板上表面与第二平面衬底一个表面之间距离的距离测量传感器；以及至少三个与顶板和底板接触的线性致动器。一种用于特别地通过卡盘设定卡盘顶板上的第一平面衬底(例如晶片)与第二平面衬底(例如掩膜)之间间距的方法，包括步骤：在至少一个点处测量第一平面衬底的厚度；通过卡盘的至少一个距离测量传感器测量第二平面衬底的表面与顶板的上表面之间的距离；以及采用卡盘的至少三个线性致动器，优选结合卡盘的至少三个弹簧轴承调整第一平面衬底或卡盘的顶面与第二平面衬底表面之间的倾斜度。

技术领域

本发明涉及一种卡盘，特别是涉及一种用在将晶片与掩膜平行排布的掩膜对准器中的卡盘，以及涉及一种设定晶片卡盘顶板上的晶片与掩膜之间间隙的方法。

背景技术

下面，将参照晶片与掩膜的对准对该信息进行频繁的说明。但是，该信息涉及的晶片和掩膜，不应解释为限制，即权利要求的卡盘和设定间隙的方法同样适用于通常的第一平面衬底和第二衬底的对准。

对于微电、微光或微机械元件和设备的生产制作，通常的工艺是用光刻法将结构从掩膜转移到衬底(例如硅晶片)上。光刻法用光将所述结构(即几何图案)从掩膜转移到此前涂布在衬底上的光敏化学胶上。然后，化学试剂将衬底内暴露的结构进行蚀刻或者使被转移图案中的其他物质沉积在衬底上。工业生产可能需要将该过程重复多达50次。

如果掩膜与衬底不平行，即如果掩膜与晶片之间有楔，则掩膜的结构无法被均一地转移到衬底上，导致缺陷和不当结构的产生，通常给客户造成制程窗口缩短。对于大量重复的光刻工艺，这种楔误差可能会对生产造成巨大损失。因此，晶片与掩膜彼此之间的正确的对准是必需的。如果掩膜和衬底并不能在适当的间距内可重复地定位，则结构将无法准确地转移到衬底上。

由于现代生产工艺使用的衬底越来越大，上述对准操作变得越来越具挑战性。所述楔误差的补偿通常使用楔误差补偿(WEC)头来完成。

这种WEC补偿头使用从动机械系统来使晶片上表面与掩膜的下表面对准。WEC补偿头包括固定的下部以及借助弹簧可移动地支撑并相互连接至下部的可活动上部。在WEC工艺期间，使晶片和掩膜发生机械接触(例如通过高精度的间距球)，随后通过制动器在这个位置将上部抵着下部固定住。由此，晶片与掩膜平行对准。

但是，对于大的衬底和亚微米的结构，这种对准方法精确度不够。WO2011/098604A2涉及一种主动型WEC的设备，其中，上述已知的WEC补偿头用压电式致动器补偿，以便根据机械传感器或卡钳实现更精细的对准操作。但是，该方法仅可以在WEC工艺期间进行相对测量，并且需要每个单独的晶片的机械接触。此外，由于磨损率较高，该方法不太适用于自动化机器上。

US2002/063221A1涉及一种用于调整两个物体间间隙的间隙调节装置和一种间隙调节方法。

EP0722122A1涉及一种用于调整工件与掩膜之间距离的方法和设备。

更多的背景技术列表如下：JP2004233398A、JP11194501A、US2007/190638A1、EP2006899A2、JP3038024A、JP2008310249A、JP58103136A。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使两个平面(特别是晶片的上表面和掩膜)彼此平行定位的设备和方法。特别地，本发明的目的是提供一种与WEC头结合使用的卡盘(例如晶片卡盘)或者甚至是一种将卡盘与掩膜平行对准的掩膜对准机的WEC补偿头替代掉的卡盘。此外，本发明的一个目的是提供一种用于设定晶片卡盘顶板的晶片与掩膜之间间隙的方法。

这些目的通过权利要求的特征来实现。