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CN102439711B - 用于晶片的调准和预固定的装置 - Google Patents

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CN102439711B CN201080019365.9A CN201080019365A CN102439711B CN 102439711 B CN102439711 B CN 102439711B CN 201080019365 A CN201080019365 A CN 201080019365A CN 102439711 B CN102439711 B CN 102439711B
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Abstract

本发明涉及一种用于在支撑基底上对面型的基底进行调准和预固定以用于进一步加工基底的装置，该装置带有以下特征：调准件，其用于通过作用于基底外轮廓而相对于支撑基底的支撑基底外轮廓使基底的基底外轮廓调准，其中，该调准沿着通过基底与支撑基底的接触面而展开的基底平面E而实现；和固定件，其用于至少部分地将已调准的基底预固定在支撑基底上。此外，本发明涉及一种用于在支撑基底上对面型的基底进行调准和预固定以用于进一步加工基底的方法，该方法带有以下特征：通过经由调准件对基底外轮廓的作用，相对于支撑基底的支撑基底外轮廓使基底的基底外轮廓调准，其中，调准沿着通过基底接触面而展开的基底平面E而实现，并且通过固定件至少部分地将已调准的基底预固定在支撑基底上。

Description

用于晶片的调准和预固定的装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的用于在支撑基底上对面型的基底进行调准(Ausrichtung)和预固定以用于进一步加工基底的装置。此外，本发明涉及根据权利要求12的方法。
背景技术
为了可制造出非常薄的基底，尤其是带有几个纳米至250μm厚度的半导体基底如晶片(Wafer)，该基底通常安装在支撑系统上。从厚(通常大于250μm)的基底开始，经常单侧地叠置(laminieren)有支撑薄片(所谓的“背部减薄带(Back ThinningTape)”)，以为了可紧接着将基底背部减薄(rückdünnen)。
在半导体产业中经常需要将晶片背部减薄，并且可以机械和/或化学的方式实现晶片背部减薄。为了背部减薄，晶片通常暂时固定到支撑件上，其中，对于固定有不同的方法。作为支撑材料例如应用薄片、玻璃基底或硅晶片。在在设备内的背部减薄过程和再加工末尾，已背部减薄的基底安装在薄膜架上且紧接着取走支撑材料。
只要对基底进行超过背部减薄的加工是必要的，则使用刚性的支撑系统。对于在背部减薄之后的工艺设备上的这种加工步骤的例子是：喷镀金属、干蚀刻湿蚀刻、激光加工、光刻(Lithographie)、掺杂(Dotierung)等。
在刚性的支撑系统的情况下，待加工的基底通过粘接层与支撑基底相连接。典型地，支撑基底厚度在250和1500μm之间。
支撑基底应给予任意薄的待加工的基底足够的机械稳定性，以为了可在接下来执行的工艺步骤或者工艺设备中被加工。支撑基底以及粘结剂的选择取决于下个加工步骤的要求。尤其应考虑到最高使用温度、耐真空性光学透明度、耐化学性以及补偿不平度的能力。
这种系统的目的在于：可在标准设备或标准工艺中在机械稳定的支撑基底上进一步加工薄的基底，而不会在进一步加工时损害薄基底或者不需要研发专门针对薄基底设立的贵的设备。
在将薄基底从一个设备运输到下一个时，保护已部分加工的基底也是重要的，以为了避免损害易碎的基底。
提及的加工步骤中的一些要求基底或支撑件在相应的设备内的准确定位，例如在大放大率的显微镜下。那里，基底必须在μm内定位，以为了使快速的进一步加工/检验成为可能。如果基底在定位之后待探测的位置不在显微镜的视场中时，则需要寻找程序(Suchroutine)或再调整，由此降低了成产率。定位例如在基底或支撑件的外轮廓(例如已削平的区域(所谓的“平坦区”)或凹口(所谓的“凹陷”))处实现。
因此经常需要在支撑系统中借助于支撑件外轮廓进行基底的定位，以使得基底在支撑件上尽可能准确的定位是值得期待的。
由于基底或支撑基底的外轮廓与一定程度上显著的制造公差相关，因此利用简单的机械止动来定位对于um精度的定位(um-genaue Positionierung)是不够的。公差限定得非常窄的基底尺寸由于在制造中的显著的额外开支而不再经济。施加光学上可探测的通过标记(Passmarke)也使支撑系统变贵且不在所有情况下可实现施加光学上可探测的通过标记。
发明内容
因此，本发明的目的是：提供这样的装置和对应的方法，即，利用该装置和方法使固定在支撑基底上的面型的基底的准确定位成为可能，并且同时，该装置和方法可普遍应用。
该目的利用权利要求1和12的特征实现。本发明有利的改进方案在从属权利要求中提供。所有在说明书、权利要求和/或附图中提供的特征的至少两个的组合也落在本发明范围内。在陈述的取值范围内，位于提及的边界内的值也作为边界值视为公开的且可以任意组合被要求保护。
本发明的思想在于，如此改进这类装置以及这类方法，即，借助于基底和支撑基底的外轮廓或周缘实现基底和尤其适用于进一步加工的支撑基底的调准。此外，根据本发明设置固定件以用于至少部分地将已调准的基底预固定在支撑基底上。优选地，调准在没有光学辅助件的情况下，尤其通过应用机械调准件(Ausrichtungsmittel)而实现。特别优选的是应用可运动的机械装置，优选既用于基底的调准也用于支撑基底的调准的可运动的机械装置。在此特别有利的是，调准件布置在专用的设备中，尤其与用于基底粘合(Bonden)的设备分离。因此，本发明涉及这样的装置和方法，即，利用该装置和方法，两个基底(即，基底和支撑基底)可以机械地且不取决于与制造公差有关的尺寸相对于彼此准确调整或调准。
支撑基底用作机械稳定器。支撑基底给予基底和支撑基底的组合件足够的机械刚性，以为了使尽可能无破坏地加工薄基底成为可能。有利的是，基底尺寸与支撑基底相同或略小，例如支撑基底的直径为200.0mm，而基底的直径为199.6mm。
例如，可考虑晶片作为基底，该晶片可为圆形或矩形，带有或没有平坦区或凹陷。
在本发明中的有利的实施形式中设置成，调准件尤其构造成仅仅在基底和/或支撑基底的径向方向R上起作用。
备选地，调准件可尤其构造成仅仅横向于基底外轮廓和/或支撑基底外轮廓起作用。以该方式，基底与支撑基底和/或容纳机构灵活且普遍的(universell)调准为可能的。
根据本发明另一有利的实施形式，调准件包括：至少三个可以分布在基底外轮廓处的形式布置的E执行器以用于基底的调准；以及位置探测件，以用于探测E执行器的位置。应用执行器带来这样的优点：在在基底平面E上对基底和/或支撑基底进行调准时可进行高度准确的控制，尤其取决于行程和/或力。
有利的是，E执行器构造成可沿着或平行于基底平面E且垂直于基底外轮廓运动。垂直于基底外轮廓是指：每个E执行器的运动方向垂直于在基底外轮廓或支撑基底外轮廓的最接近点处伸延的切线。在基底为矩形的情况下，基底的侧边被认作切线，并且E执行器的运动方向尽可能在中心地与基底或支撑基底的侧边相交。然而可为每侧设置多个E执行器。
只要支撑基底外轮廓与基底外轮廓相应，或者在整个支撑基底外轮廓的周缘处超出基底外轮廓，则在支撑基底和基底的组合件进一步加工和/或运动时，支撑基底对基底提供出色的保护。
通过以下方式，即，固定件包括至少一个固定执行器，该固定执行器构造成在以横向于，尤其垂直于基底平面E的形式布置的Z方向上起作用，则固定可同样利用上文针对执行器所提及的力和/行程控制的优点以限定的形式和方式实现。
根据本发明另一实施形式，有利地设置成：设置间隔件以用于在对晶片进行调准时维持在基底和支撑基底之间的间隔。由此，在对晶片进行调准时保护了基底。有利的是，侧向地在基底和支撑基底之间设置可推入的楔子，尤其是圆锥楔子作为间隔件。楔子可通过执行器驶入到相应的间隔位置中。
此外，有利地设置成：调准件包括Z执行器以用于使E执行器横向于基底平面E，尤其在Z方向上运动。以该方式，E执行器可相对于基底准确调准。此外存在优点：利用E执行器可不仅使基底而且使支撑基底相继调准。
根据有利的实施形式，固定件包括能量输入件以用于利用能量尤其局部地，优选点状地(punktuell)对基底和/或支撑基底加载以用于固定基底和支撑基底。由此可取消基底和支撑基底的起夹紧作用的固定装置或附加的用于固定基底与支撑基底的构件。然而同时实现对于进一步加工足够的固定。
在此特别有利的是，能量输入件通过固定执行器形成，或者设置光源或加热件作为能量输入件。
根据本发明的方法通过以下方式改进，即，在调准期间，设置间隔件以用于在对晶片进行调准时维持在基底和支撑基底之间的间隔。
附图说明
本发明其它的优点、特征以及细节从下文对优选的实施例的描述中以及借助图纸获得，其中：
图1显示了根据本发明的装置示意性的俯视图，以及
图2显示了根据本发明的装置示意性的侧视图。
具体实施方式
在附图中相同的构件和带有相同功能的构件以相同的参考标号表明。
在图1中，在容纳机构6(在此：夹盘(Chuck))上定位有基底3(虚线)并且在基底3上方定位有支撑基底1，该支撑基底1相比基底3的半径R2具有更大的半径R1。
不仅基底3而且支撑基底1在周缘处分别具有凸起部(Nase)14，15(凹陷(Notch))，该凸起部14，15用作基底3和支撑基底1旋转方面正确的调准。基底3和支撑基底1的定位在此处显示的实施例中相继实现。在所示示意图中发生支撑基底1的定位或调准，而基底3的定位或调准已经实现。
支撑基底1的调准通过三个分布在周缘处的E执行器9完成。E执行器9的其中一个(在实施例中为在图1下方示出的E执行器9)同时用作凸起部14和15的准确调准。
E执行器9包括执行器臂16，该执行器臂16构造成以其执行器臂端部17接触支撑基底外轮廓18。
在所示实施例中，三个E执行器9以在圆形支撑基底1的周缘处均匀分布的方式布置。执行器臂16的运动是位置受控的(positionsgeregelt)，其中有利的是，在每个执行器臂16处的力是可调整且/或可测量的。此外有利地是，可在每个E执行器9中设置行程测量系统。每个执行器臂16的运动实现为横向于支撑基底外轮廓18，在图1所示的圆形支撑基底1的情况下在径向方向R上。
E执行器9中的每个使支撑基底1在中心Z的方向上运动，更确切的说在基底平面E上或者平行于此。
此外在支撑基底1周缘处分布地布置有楔子执行器12，更确切的说相对于E执行器9错位(versetzen)。在所示实施例中分别布置有三个楔子执行器(Keilaktuator)12和三个E执行器9。
在楔子执行器12的楔子执行器臂20处安置有楔子11，该楔子11在图1所示的支撑基底1相对于基底3调准期间用作间隔保持件。楔子11作为间隔保持件的功能可在图2中较好地看出。
此外，在图2中可看出的是，如何以可固定的方式将基底3布置在容纳机构6上，即，通过未示出的真空装置，其中，可通过管路8和引入到容纳面中的切口7加载真空或负压，该容纳面用于将基底3容纳在容纳机构6上。
在基底3的调准过程期间，带有管路8和切口7的真空装置可通过以下方式同时用作空气支承(Luftlager)，即，通过管路8和切口7将超压或空气流作为气垫施加在容纳面上。以该方式，基底3在容纳机构6上几乎无摩擦的调准是可能的。在备选的实施方案中，容纳机构6可代替或附加于带有管路8和切口7的真空装置，与静电的、磁的和/或通过重力起作用的固定装置成为一体。
基底3的调准类似支承基底1的调准(上文已描述)而实现。为了基底3的调准，E执行器9通过安置在E执行器9处的Z执行器13在通过箭头21示出的Z方向上运动，由此执行器臂16或执行器臂端部17可贴靠在基底外轮廓19处，以为了引起基底3的调准。
E执行器9在楔子执行器12上方的在图2中所示的位置是纯示意性的，因为，E执行器9实际上根据图1以相对于楔子执行器12错位的方式布置。所示的图示用于更容易理解根据本发明的装置的功能。
为了将已调准的基底3与已调准的支撑基底1固定在中心Z中，在支撑基底1上方布置有在固定方向F上起作用的固定执行器10。固定执行器10为力可控的并且用作局部的能量输入。该形式的能量输入取决于在支撑基底1处的连接件2或在基底3处的连接件4的材料。连接件2，4可构造为热激活或紫外线激活或红外线激活的粘接剂或者为自粘层。
此外，基底3可具有表面特征(Topographie)5。
调准和预固定的过程如下：
首先，基底3手动地或通过未示出的机器人臂装载到容纳机构6上。如果支撑基底1应位于下方，则首先装载支撑基底1。接下来才从在附图中示出的实施例开始。
E执行器9通过Z执行器13运动到基底3的水平上。
紧接着或者同时可通过管路8接通作用到通过切口7形成的空气支承上的超压，使得基底3可基本上无摩擦地调准和对中。
E执行器9基本上对称地在中心Z的方向上运动，直至所有的E执行器由于其力调节自动停止。此时优选地，基底3在相对于容纳机构6而限定的位置中对中。
在该位置中，基底3经由通过管路8将真空施加在切口7处而固定。
E执行器9中的每一个的位置都被存储，使得在附图中所示的实施例中，三个行程位置被存储，并且由此基底3的准确位置被存储。
只要支承基底1相对于基底3的调准应有间隔地实现，则作为间隔保持件的楔子11借助于分布在周缘处的楔子执行器12驶入(eingefahren)，使得三个楔子(优选构造成圆锥形)11在支撑基底1的周缘处布置在支撑基底1和基底3之间，并且保证在支撑基底1和基底3之间的间隔。
紧接着，支撑基底1被装载到基底3上或被装载到楔子11上。同时或紧接着，E执行器9借助于Z执行器13被带到支撑基底1的水平上。类似于基底3的调准，现在对支撑基底1的调准相对于为基底3所存储的位置等距地且对称地实现。一旦支撑基底1相对于基底3调准，则通过固定执行器10将点状的能量(在此在中心Z中)引入到支撑基底1上，并且将支撑基底1与基底3相接触且预固定。
预固定可在楔子11存在或可在楔子驶出的情况下实现，其中，当在楔子11驶入的情况下预固定时，支撑基底1在中心弯曲(verbiegen)。
在连接件2和/或连接件4的附着作用点状发生之后，固定执行器10向上驶离。紧接着，楔子11通过楔子执行器12驶出且E执行器驶回。基底3和支撑基底1现在沿着基底3的接触面处于接触中。
在解除真空7后，例如通过机器人臂对支撑基底1和基底3的组合件卸载以用于在进一步的工艺步骤/设备中进一步加工。
参考标号列表
1 支撑基底
2 连接件
3 基底
4 连接元件
5 表面特征
6 容纳机构
7 切口
8 管路
9 E-执行器
10 固定执行器
11 楔子
12 楔子执行器
13 Z-执行器
14 凸起部
15 凸起部
16 执行器臂
17 执行器臂端部
18 支撑基底外轮廓
19 基底外轮廓
20 楔子执行器臂
21 箭头
22 接触面
E 基底平面
F 固定方向
R1 半径
R2 半径
Z 中心

Claims (14)

1.一种用于在支撑基底(1)上对面型的基底(3)进行调准和预固定以用于进一步加工所述基底(3)的装置，所述装置带有以下特征：
- 调准件(9,16,17)，其用于通过在所述基底(3)的径向方向R上作用于基底外轮廓(19)和/或在所述支撑基底(1)的径向方向R上另外作用于支撑基底外轮廓(18)而以位置受控的方式相对于所述支撑基底(1)的所述支撑基底外轮廓(18)使所述基底(3)的基底外轮廓(19)调准，其中所述另外作用独立于对于基底外轮廓(19)的作用，其中，所述调准沿着或平行于通过所述基底(3)与所述支撑基底(1)的接触面(22)而展开的基底平面(E)而实现，以及
- 固定件(10,24)，其用于至少部分地将已调准的所述基底(3)预固定在所述支撑基底(1)上，
- 其中，两个基底可不取决于与制造公差有关的尺寸相对于彼此准确调整或调准。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调准件(9,16,17)构造成在所述基底(3)和/或所述支撑基底(1)的径向方向R上起作用。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调准件(9,16,17)构造成横向于所述基底外轮廓(19)和/或所述支撑基底外轮廓(18)起作用。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，所述调准件(9,16,17)包括：至少三个以可分布在所述基底外轮廓(19)处的形式而布置的E执行器(9)以用于对所述基底(3)进行调准；以及位置探测件以用于探测所述E执行器(9)的位置。
5.根据权利要求4述的装置，其特征在于，所述E执行器(9)构造成可沿着或者平行于所述基底平面(E)且垂直于所述基底外轮廓(19)运动。
6.根据前述权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，可相对于为所述支撑基底(1)/基底(3)所存储的位置等距地且对称地对所述基底(3)/支撑基底(1)进行调准。
7.根据前述权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述固定件(10,2,4)包括至少一个固定执行器，所述固定执行器构造成在以垂直于基底平面E的形式而布置的Z方向上起作用。
8.根据前述权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，设置有间隔件(11,12,20)以用于在相对于所述基底(3)使所述支撑基底(1)调准时维持在所述基底(3)和所述支撑基底(1)之间的间隔。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调准件(9,16,17,13)包括Z执行器(13)以用于使所述E执行器(9)在以垂直于所述基底平面E的形式而布置的Z方向上运动。
10.根据前述权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述固定件(10)包括能量输入件以用于利用能量加载所述基底(3)和/或所述支撑基底(1)以用于预固定基底(3)和支撑基底(1)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述能量输入件通过所述固定执行器(10)和/或通过光源和/或通过加热件形成。
12.一种用于在支撑基底(1)上对面型的基底(3)进行调准和预固定以用于进一步加工所述基底的方法，所述方法带有以下特征：
- 通过经由调准件(9,16,17)在所述基底(3)的径向方向R上作用于基底外轮廓(19)和/或在所述支撑基底(1)的径向方向R上另外作用于支撑基底外轮廓(18)，以位置受控的方式相对于所述支撑基底(1)的所述支撑基底外轮廓(18)使所述基底(3)的所述基底外轮廓(19)调准，其中所述另外作用独立于对于基底外轮廓(19)的作用，其中，所述调准沿着或平行于通过所述基底(3)的接触面(22)而展开的基底平面(E)而实现，并且
- 通过固定件(10)至少部分地将已调准的所述基底(3)预固定在所述支撑基底(1)上，
- 其中，两个基底可不取决于与制造公差有关的尺寸相对于彼此准确调整或调准。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在调准期间，设置间隔件(11,12,20)以用于在使所述基底(3)与所述支撑基底(1)调准时维持在基底(3)和支撑基底(1)之间的间隔。
14.一种用于在支撑基底(1)上对面型的基底(3)进行调准和预固定以用于进一步加工所述基底(3)的装置，所述装置带有以下特征：
- 调准件(9,16,17)，其用于通过在所述基底(3)的径向方向R上作用于基底外轮廓(19)和/或在所述支撑基底(1)的径向方向R上另外作用于支撑基底外轮廓(18)而以位置受控的方式相对于所述支撑基底(1)的所述支撑基底外轮廓(18)使所述基底(3)的基底外轮廓(19)调准，其中所述另外作用独立于对于基底外轮廓(19)的作用，其中，所述调准沿着或平行于通过所述基底(3)与所述支撑基底(1)的接触面(22)而展开的基底平面(E)而实现，以及
- 固定件(10,24)，其用于至少部分地将已调准的所述基底(3)预固定在所述支撑基底(1)上，
- 所述调准件(9,16,17)包括：至少三个以可分布在所述基底外轮廓(19)处的形式而布置的E执行器(9)以用于对所述基底(3)进行调准；以及位置探测件以用于探测所述E执行器(9)的位置。
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