[发明专利]用于保持晶片的容纳装置及用于将晶片对齐的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于容纳并且保持晶片的容纳装置和用于在使用所述容纳装置的情况下将第一晶片与第二晶片对齐的装置和方法。

背景技术

这种容纳装置或者样品保持器或夹盘以许多实施方式存在，并且对于容纳装置，平坦的容纳面或者保持面是决定性的，由此在越来越大的晶片面上的变得越来越小的结构可以在整个晶片面上被正确地对齐和接触。如果所谓的预键合步骤（该预键合步骤将晶片借助可分离的连接相互连接）在实际的键合过程之前执行的话，这是特别重要的。只要对于所有在一个或两个晶片上设置的结构应当实现＜2μm的对准精度或者尤其是变形值，晶片彼此之间的高度对齐精度就是特别重要的。在已知的容纳装置和用于对齐的装置（即所谓的对准器、尤其是键合对准器）中，在对齐标记附近这能非常好地达到。随着离对齐标记的距离的增大，具有好于2μm、优选好于1μm并且进一步优选好于0.25μm的对齐精度或尤其是变形值的经检查并且完美的对齐是不可实现的。

发明内容

本发明的任务是，这样改善按照类型的容纳装置，使得利用其可以实现更精确的对齐。

该任务利用一种用于容纳并且保持晶片的容纳装置解决，该容纳装置具有下面的特征：

-保持面，

-用于将晶片保持在保持面处的保持装置，和

-补偿装置，用于对晶片的全局变形进行主动的、局部可控制的、至少部分的补偿。

该任务还利用一种用于将第一晶片与第二晶片对齐的装置解决，该装置具有下面的特征：

-用于以具有变形矢量的矢量场的形式确定局部对齐误差的装置，所述局部对齐误差是由于第一晶片相对于第二晶片的伸长和/或变形而出现的，

－至少一个根据上述权利要求之一所述的用于容纳至少一个晶片的容纳装置，和

－用于在考虑矢量场以及同时通过补偿装置的补偿的情况下对齐晶片的对齐装置。

该任务也利用一种用于将第一晶片与第二晶片对齐的方法解决，该方法具有下面的步骤，尤其是按照下面的顺序：

－检测第一晶片的具有变形矢量的矢量场和/或第二晶片的具有变形矢量的矢量场并且通过分析装置分析矢量场并且求得局部对齐误差，

－将至少一个晶片容纳到前面所述的容纳装置中，并且

－在考虑矢量场以及同时通过补偿装置的补偿的情况下对齐晶片。

在所说明的值范围中，在所述界限内的值也应当作为界限值被公开并且可以以任意组合被请求保护。

本发明基于按照欧洲专利申请EP 09012023和EP10 015 569的申请人的认识，其中利用前面提到的认识，整个表面的检测、尤其是将在每个晶片表面上的结构的位置作为晶片位置图是可能的。后面提到的发明涉及用于求得在将第一晶片与第二晶片连接时由于第一晶片相对于第二晶片的伸长和/或变形而出现的局部对齐误差的装置，具有：

-沿着第一晶片的第一接触面的伸长值的第一伸长图和/或

-沿着第二接触面的伸长值的第二伸长图和

-用于分析第一和/或第二伸长图的分析装置，通过其可以求得局部的对齐误差。

在此，本发明的基本思想在于，设置由多个、相互独立的有源控制元件构成的容纳装置，利用这些控制元件容纳装置的保持面尤其是在形状和/或温度方面能够被影响。在此，这些有源控制元件通过相应的操控被使用，使得借助位置图和/或伸长图而已知的局部对齐误差或者局部变形被补偿或者最大程度地最小化或者减少。在此，不仅仅克服了局部变形，而且同时最小化或者校正了由局部变形在整体上产生的、晶片在其外部尺寸上的宏观变形或伸长。

因此，根据本发明，在将上面描述的涉及位置图、伸长图和/或应力图的发明以及在那里公开的对在接触和键合晶片时的对齐误差的就地校正进行组合的情况下，尤其可能的是：通过对晶片变形的主动的、尤其是局部的作用来实现进一步改善的对齐结果。

按照本发明的一个有利的实施方式规定，能够通过补偿装置来局部影响保持面的温度。保持面的局部温度升高导致保持在保持面上的晶片在该位置处的局部膨胀。温度梯度越高，晶片在该位置处的膨胀越多。从而基于位置图和/或膨胀图的数据，尤其是对齐误差的矢量分析，尤其是针对位置图和/或膨胀图的每个位置，可以有针对性地作用于晶片的局部变形或者对抗所述局部变形。

在该背景下，矢量分析被理解为带有变形矢量的矢量场，该矢量场尤其借助两个后面描述的本发明变型之一来求得。