本發(fā)明涉及一種定位裝置和一種將襯底相對(duì)于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)的方法。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于微米結(jié)構(gòu)和/或納米結(jié)構(gòu)部件的制造，通常需要將部件相對(duì)于彼此精確地對(duì)準(zhǔn)，例如將襯底相對(duì)于掩模精確地對(duì)準(zhǔn)。

2、掩模和襯底能夠抵靠彼此平坦放置，或者優(yōu)選以小的間隙寬度(例如20μm)彼此平行定位。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，通常使用楔形誤差補(bǔ)償頭。如果掩模和襯底之間有接觸，則楔形誤差補(bǔ)償通常是純機(jī)械的。襯底被壓靠在掩模上。由于壓力，楔形誤差補(bǔ)償頭平行于掩模對(duì)準(zhǔn)襯底或襯底保持器。這個(gè)平行位置然后由制動(dòng)器固定。

3、然而，這種解決方案隱含了許多問(wèn)題。傳統(tǒng)楔形誤差補(bǔ)償頭中的機(jī)構(gòu)在技術(shù)上很復(fù)雜，并且因此制造成本很高。另外，敏感的襯底可能被接觸壓力損壞。

4、還存在主動(dòng)楔形誤差補(bǔ)償頭，其中，例如，使用壓電致動(dòng)器以將襯底相對(duì)于掩模對(duì)準(zhǔn)。然而，在此類楔形誤差補(bǔ)償頭中集成致動(dòng)器是復(fù)雜的，并且因此不容易實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法和一種系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能夠在技術(shù)上簡(jiǎn)單且可靠地將襯底相對(duì)于基本上平坦的部件定位。

2、根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)一種用于將襯底相對(duì)于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)的定位裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該定位裝置包括：

3、-襯底接收裝置，該襯底接收裝置用于接收襯底；

4、-至少三個(gè)沖壓壓力噴嘴，該至少三個(gè)沖壓壓力噴嘴布置在襯底接收裝置上或布置在該襯底接收裝置周圍，該沖壓壓力噴嘴中的每一個(gè)被定向成朝向基本上平坦的表面，并且連接到用于感測(cè)其相應(yīng)沖壓壓力的壓力測(cè)量裝置；

5、-至少兩個(gè)線性致動(dòng)器，該至少兩個(gè)線性致動(dòng)器連接到襯底接收裝置，并且各自被配置成使襯底接收裝置相對(duì)于基本上平坦的表面移動(dòng)；以及

6、-控制單元，該控制單元被配置和設(shè)置成根據(jù)測(cè)量到的沖壓壓力來(lái)預(yù)先設(shè)定線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑。

7、本發(fā)明的基本思想是借助于定位裝置來(lái)感測(cè)襯底接收裝置上或襯底接收裝置周圍的各個(gè)點(diǎn)處的沖壓壓力，并且因此獲得襯底或襯底接收裝置距基本上平坦的表面的局部距離信息。例如，基本上平坦的表面可以是掩模或印模的表面。基于所獲得的信息，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸楔形誤差補(bǔ)償。

8、在本技術(shù)的上下文中，基本上平坦的表面被理解為可以具有不平整性(例如在納米、微米、毫米和/或厘米范圍內(nèi))的表面。

9、因此，楔形誤差補(bǔ)償可以特別快速地進(jìn)行，并且不會(huì)損壞襯底。另外，根據(jù)本發(fā)明的定位裝置還使得能夠?qū)哂胁煌穸取⒑穸茸兓?或結(jié)構(gòu)的襯底進(jìn)行楔形誤差補(bǔ)償。襯底的厚度可以預(yù)先設(shè)定和/或提前在測(cè)量臺(tái)上確定，例如借助于所謂的對(duì)準(zhǔn)器。還可以考慮和補(bǔ)償襯底保持器和掩模的傾斜移動(dòng)和/或公差。

10、在一個(gè)實(shí)施例中，規(guī)定定位裝置進(jìn)一步包括支撐件。線性致動(dòng)器被布置成在支撐件上彼此間隔開(kāi)。這使得可以將襯底接收裝置相對(duì)于支撐件對(duì)準(zhǔn)或調(diào)整。

11、如果存在奇數(shù)個(gè)線性致動(dòng)器，則線性致動(dòng)器能夠彼此均勻地間隔開(kāi)。

12、可選地，支撐件是升降裝置的一部分。通過(guò)借助于升降裝置使支撐件移動(dòng)，在借助于線性致動(dòng)器使襯底相對(duì)于基本上平坦的表面精確對(duì)準(zhǔn)之前，可以進(jìn)行節(jié)省時(shí)間的粗略調(diào)節(jié)。

13、特別地，支撐件是支撐板和/或襯底接收裝置是襯底接收板。

14、例如，線性致動(dòng)器可以被配置為壓電銷。

15、在本發(fā)明的一個(gè)變型中，線性致動(dòng)器永久地安裝在定位裝置中，特別是與襯底接收裝置和/或支撐件一起。這確保了線性致動(dòng)器不會(huì)滑動(dòng)。

16、線性致動(dòng)器能夠機(jī)械地、磁性地、借助于粘合劑和/或借助于真空附接在支撐件上。這在技術(shù)上很容易實(shí)施。特別地，如果在襯底接收裝置上提供真空通道用于吸入襯底，則相同的真空系統(tǒng)可以用于固定線性致動(dòng)器。當(dāng)然，這不能以限制性的方式來(lái)理解。借助于螺釘、螺栓、閉鎖元件、粘合劑連接或其他連接系統(tǒng)的緊固也是可設(shè)想的。

17、可以規(guī)定，支撐件和襯底接收裝置形成封閉部件，例如卡盤，至少線性致動(dòng)器被接收在該封閉部件中，襯底接收裝置適于通過(guò)線性致動(dòng)器相對(duì)于支撐件進(jìn)行調(diào)節(jié)。這允許實(shí)現(xiàn)極其緊湊和節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。

18、例如，支撐件可以代表成型部件的下側(cè)的至少一部分，和/或襯底接收裝置可以代表成型部件的上側(cè)的至少一部分。

19、優(yōu)選地，沖壓壓力噴嘴布置在襯底接收裝置的襯底接收表面的外部，特別是圍繞襯底接收裝置均勻地分布。這防止了襯底干擾對(duì)沖壓壓力的測(cè)量。

20、沖壓壓力噴嘴的操作距離可以小于通常要對(duì)準(zhǔn)的襯底的厚度。

21、為了使得沖壓壓力噴嘴即使對(duì)于較厚的襯底也能夠在最佳操作范圍內(nèi)工作，沖壓壓力噴嘴可以被布置成在基本上平坦的表面的方向上突出超過(guò)襯底接收裝置的襯底接收表面。

22、然而，替代地，也可以提供噴砂幾何結(jié)構(gòu)，其相對(duì)于基本上平坦的表面是固定的，并且在襯底接收裝置的方向上突出超過(guò)基本上平坦的表面。在最簡(jiǎn)單的情況下，噴砂幾何結(jié)構(gòu)可以是掩模和/或印模的特殊形狀的區(qū)域，其由沖壓壓力噴嘴噴砂。

23、定位裝置還可以具有線性引導(dǎo)件，例如線性軸，其在朝向或遠(yuǎn)離基本上平坦的表面移動(dòng)的過(guò)程中線性地引導(dǎo)襯底接收裝置。這使得其在技術(shù)上簡(jiǎn)單且有效地防止襯底接收裝置側(cè)向移動(dòng)和/或扭曲。

24、還可以設(shè)想的是，定位裝置包括參考沖壓壓力噴嘴，該參考沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力基本上與襯底接收裝置相對(duì)于基本上平坦的表面的相對(duì)位置無(wú)關(guān)，和/或取決于環(huán)境壓力。例如，參考沖壓壓力噴嘴能夠?qū)饬鲊娚涞街辽僭趪娚潼c(diǎn)附近沒(méi)有氣流阻礙的環(huán)境中。然后，參考沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力用作空氣壓力的測(cè)量結(jié)果。因此，當(dāng)確定線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑時(shí)，可以考慮參考沖壓壓力或空氣壓力，由此實(shí)現(xiàn)了特別高的定位準(zhǔn)確度。

25、根據(jù)本發(fā)明，該目的進(jìn)一步通過(guò)一種借助于根據(jù)本發(fā)明的定位裝置將襯底相對(duì)于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟：

26、-使襯底接收裝置朝向基本傻狗平坦的表面移動(dòng)，在移動(dòng)期間感測(cè)沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力；

27、-基于沖壓壓力確定襯底接收裝置距基本上平坦的表面的局部距離值；

28、-基于局部距離值確定線性致動(dòng)器中的至少一個(gè)的行進(jìn)路徑；以及

29、-使至少一個(gè)線性致動(dòng)器通過(guò)行進(jìn)路徑移動(dòng)。

30、例如，局部距離值可以借助于(特別是連續(xù)測(cè)量的)沖壓壓力和與其相關(guān)的距離直接確定。

31、替代地，局部距離值可以借助于沖壓壓力切換點(diǎn)和相關(guān)的局部距離值、升降裝置在基本上平坦的表面的方向上的特別恒定的移動(dòng)速度、到達(dá)沖壓壓力噴嘴的相應(yīng)沖壓壓力切換點(diǎn)和襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束之間的耗用時(shí)間和/或沖壓壓力噴嘴的位置坐標(biāo)來(lái)間接確定。

32、特別地，確定線性致動(dòng)器中的至少一個(gè)的行進(jìn)路徑的步驟包括識(shí)別壓電銷必須延伸或縮回的距離，以在期望距離處實(shí)現(xiàn)襯底與基本上平坦的表面的平行對(duì)準(zhǔn)。

33、當(dāng)然，也可以為多個(gè)不同的線性致動(dòng)器確定不同的行進(jìn)路徑。

34、關(guān)于定位裝置討論的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)地適用于該方法。

35、在一個(gè)變型中，該方法進(jìn)一步包括以下步驟：確定襯底尺寸，特別是襯底厚度和/或楔形形狀，基于局部距離值和襯底尺寸來(lái)確定行進(jìn)距離。襯底尺寸的確定特別地是在其它工藝步驟之前進(jìn)行的。該工藝步驟還可以在定位裝置外部借助于為此提供的測(cè)量裝置來(lái)進(jìn)行。

36、如果要對(duì)準(zhǔn)的不同襯底并不是全都具有均勻的厚度和/或楔形形狀，則該工藝步驟特別有用，因?yàn)檫@允許在對(duì)準(zhǔn)期間單獨(dú)考慮每個(gè)單獨(dú)襯底的尺寸。

37、替代地，可以為特定的襯底類型指定已知的襯底尺寸和/或楔形形狀。

38、該方法還可以包括通過(guò)檢測(cè)和存儲(chǔ)沖壓壓力噴嘴中的至少一個(gè)的沖壓壓力和至少一個(gè)沖壓壓力噴嘴距基本上平坦的表面的距離的相關(guān)性來(lái)校準(zhǔn)壓力測(cè)量裝置的附加步驟。該校準(zhǔn)步驟確保線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑總是被正確地計(jì)算。還可以依據(jù)空氣壓力執(zhí)行校準(zhǔn)。在這種情況下，對(duì)于不同的空氣壓力，生成并存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集能夠使用例如參考沖壓壓力噴嘴來(lái)檢測(cè)，并且該數(shù)據(jù)集各自反映了在給定的空氣壓力下沖壓壓力和沖壓壓力噴嘴距基本上平坦的表面的距離的相關(guān)性。

39、在該方法的一種變型中，在襯底接收裝置朝向基本上平坦的表面移動(dòng)的同時(shí)，連續(xù)執(zhí)行局部距離值的確定、行進(jìn)路徑的確定和/或至少一個(gè)線性致動(dòng)器通過(guò)行進(jìn)路徑的移動(dòng)。這構(gòu)成了特別有效的工藝順序，這節(jié)省了工藝時(shí)間并且因此增加了產(chǎn)量。

40、替代地，可以指定沖壓壓力切換點(diǎn)，其中，在沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力達(dá)到?jīng)_壓壓力切換點(diǎn)的情況下，壓力測(cè)量裝置輸出信號(hào)，其中，通過(guò)該信號(hào)啟動(dòng)局部距離值的確定和/或行進(jìn)路徑的確定。通過(guò)提供沖壓壓力切換點(diǎn)，該方法在技術(shù)上更容易實(shí)施并且計(jì)算復(fù)雜度更低。

41、在這種情況下，還可以規(guī)定，當(dāng)該信號(hào)被輸出時(shí)，襯底接收裝置的移動(dòng)(例如借助于升降裝置和/或借助于線性致動(dòng)器)被停止和/或行進(jìn)路徑被設(shè)定為零。

42、替代地，可以規(guī)定，在襯底接收表面朝向基本上平坦的表面移動(dòng)期間，到達(dá)所有沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力切換點(diǎn)，特別地，其中，如果襯底接收表面沒(méi)有平行于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)，則至少兩個(gè)沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力切換點(diǎn)不會(huì)基本上同時(shí)切換，而是在不同的時(shí)間切換。借助于沖壓壓力切換點(diǎn)和與其相關(guān)的局部距離值、升降裝置在基本上平坦的表面的方向上的移動(dòng)速度(該速度在到達(dá)所有沖壓壓力切換點(diǎn)之前特別恒定)、到達(dá)沖壓壓力噴嘴的相應(yīng)沖壓壓力切換點(diǎn)和襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束之間的耗用時(shí)間和/或沖壓壓力噴嘴的位置坐標(biāo)，可以確定在襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束時(shí)存在的最終結(jié)果(即局部距離值)，并且因此確定至少一個(gè)線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑。

43、優(yōu)選地，當(dāng)確定至少一個(gè)線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑時(shí)，沖壓壓力噴嘴可以用作靜態(tài)參考點(diǎn)，該靜態(tài)參考點(diǎn)在襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束時(shí)距基本上平坦的表面最遠(yuǎn)，即最后到達(dá)和/或在襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束時(shí)仍到達(dá)其沖壓壓力切換點(diǎn)。由于對(duì)至少一個(gè)線性致動(dòng)器的行進(jìn)路徑的此類確定，至少一個(gè)線性致動(dòng)器被移動(dòng)，使得不用作靜態(tài)參考點(diǎn)的所有沖壓壓力噴嘴被移動(dòng)到它們具有其各自的沖壓壓力切換點(diǎn)的位置。如果在襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，用作靜態(tài)參考點(diǎn)的沖壓壓力噴嘴仍到達(dá)其沖壓壓力切換點(diǎn)，則在致動(dòng)器已經(jīng)如上所述移動(dòng)之后，所有沖壓壓力噴嘴都已經(jīng)到達(dá)其沖壓壓力切換點(diǎn)，使得襯底接收表面現(xiàn)在平行于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)。如果在襯底接收表面的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，用作靜態(tài)參考點(diǎn)的沖壓壓力噴嘴還沒(méi)有(或不再)到達(dá)其沖壓壓力切換點(diǎn)，則在襯底接收表面與基本上平坦的表面平行對(duì)準(zhǔn)之后或之前，至少用作靜態(tài)參考點(diǎn)的沖壓壓力噴嘴必須移動(dòng)到該沖壓壓力噴嘴具有其各自的沖壓壓力切換點(diǎn)的位置，例如經(jīng)由升降裝置或至少一個(gè)線性致動(dòng)器。在這兩種情況下，在襯底接收表面與基本上平坦的表面平行對(duì)準(zhǔn)之后，襯底接收表面僅需要移動(dòng)很小的距離，或者甚至根本不需要移動(dòng)任何距離，使得所有沖壓壓力噴嘴到達(dá)其沖壓壓力切換點(diǎn)，并且因此實(shí)現(xiàn)襯底接收表面和基本上平坦的表面之間的期望距離。

44、替代地，沖壓壓力噴嘴中的任一個(gè)可以用作靜態(tài)參考點(diǎn)，用于借助于線性致動(dòng)器將襯底接收表面平行于基本上平坦的表面對(duì)準(zhǔn)。如果必要，需要襯底接收表面重復(fù)“接近”基本上平坦的表面，以實(shí)現(xiàn)襯底接收表面和基本上平坦的表面之間的期望距離。

45、在可選的另一步驟中，可以規(guī)定，在襯底接收表面與基本上平坦的表面平行對(duì)準(zhǔn)之后，襯底接收表面再次遠(yuǎn)離基本上平坦的表面移動(dòng)，并且朝向基本上平坦的表面返回，直到再次到達(dá)至少一個(gè)沖壓壓力噴嘴的切換點(diǎn)。以這種方式，可以檢查所有沖壓壓力噴嘴的沖壓壓力切換點(diǎn)是否在待限定的公差范圍內(nèi)同時(shí)達(dá)到，并且因此檢查是否提供了襯底接收表面和基本上平坦的表面的期望平行度。如果沖壓壓力切換點(diǎn)的時(shí)間在待限定的公差范圍之外，則可以重復(fù)單獨(dú)的步驟或所有先前的步驟，以實(shí)現(xiàn)襯底接收表面和基本上平坦的表面的期望平行度。

46、公差范圍可以擴(kuò)展到毫秒范圍。