AT519921A2 - Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines ersten substrats zu einem zweiten substrat - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines ersten substrats zu einem zweiten substrat Download PDF

Info

Publication number
AT519921A2
AT519921A2 ATA50329/2018A AT503292018A AT519921A2 AT 519921 A2 AT519921 A2 AT 519921A2 AT 503292018 A AT503292018 A AT 503292018A AT 519921 A2 AT519921 A2 AT 519921A2
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
substrate
image
substrates
pixels
alignment
Prior art date
Application number
ATA50329/2018A
Other languages
English (en)
Other versions
AT519921A3 (de
Original Assignee
Suss Microtec Lithography Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suss Microtec Lithography Gmbh filed Critical Suss Microtec Lithography Gmbh
Publication of AT519921A2 publication Critical patent/AT519921A2/de
Publication of AT519921A3 publication Critical patent/AT519921A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/42—Alignment or registration features, e.g. alignment marks on the mask substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7038—Alignment for proximity or contact printer
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Ausrichten eines ersten Substrats (201), insbesondere einer Maske, zu einem zweiten Substrat (203), insbesondere einem Wafer, mit: Einsetzen (101) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203) in eine Positionierungseinrichtung (205); Aufnehmen (103) zumindest eines gemeinsamen Bildes (301) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203); Anzeigen (105) des Bildes (301); Markieren (107) einer Vielzahl von Bildpunkten im Bild (301) durch einen Benutzer; und Ermitteln (109) eines Steuerbefehls zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung (205) auf der Basis der markierten Bildpunkte, so dass die Substrate (201, 203) zueinander ausgerichtet werden.

Description

ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Ausrichten eines ersten Substrats (201), insbesondere einer Maske, zu einem zweiten Substrat (203), insbesondere einem Wafer, mit: Einsetzen (101) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203) in eine Positionierungseinrichtung (205); Aufnehmen (103) zumindest eines gemeinsamen Bildes (301) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203); Anzeigen (105) des Bildes (301); Markieren (107) einer Vielzahl von Bildpunkten im Bild (301) durch einen Benutzer; und Ermitteln (109) eines Steuerbefehls zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung (205) auf der Basis der markierten Bildpunkte, so dass die Substrate (201,203) zueinander ausgerichtet werden.
(Fig. 1) / 22
- 1 Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Ausrichtens von Substraten, insbesondere in einem Mask-Aligner oder einem Bond-Aligner.
In der Halbleitertechnik ist ein Ausrichten (Alignment) zweier übereinander angeordneter Substrate bekannt. Beispielsweise werden in Mask-Aligern eine Fotomaske und ein Wafer präzise zueinander ausgerichtet, bevor eine Belichtung des Wafers durch die Fotomaske erfolgt. In BondAlignern werden ebenfalls zwei Wafer zunächst zueinander ausgerichtet, bevor sie anschließend permanent oder temporär verbunden (gebondet) werden. Dieses Ausrichten erfolgt dabei entweder manuell durch einen Benutzer oder automatisch.
Bei der manuellen Ausrichtung steuert der Benutzer die Bewegung zumindest eines der Substrate meist direkt mittels eines Joysticks. Diese direkte Steuerung verlangt von dem Benutzer ein genaues Verständnis, welche Positionsänderung eines Substrats relativ zu dem anderen Substrat durch eine Eingabe mit dem Joystick verursacht wird. Die manuelle Ausrichtung muss aus diesem Grund von dem Benutzer zunächst erlernt werden, was zu einem erheblichen Zeitund Kostenaufwand führen kann.
Bei der automatischen Ausrichtung (Autoalignment) werden ein Versatz und eine Verdrehung der Substrate zueinander automatisch erfasst, beispielsweise mittels eines Erkennens von komplementären Justagemarken auf den Substratoberflächen mit einer Bilderkennungssoftware. Die Ausrichtung der Wafer erfolgt daraufhin vollautomatisch, ohne dass ein Benutzerinput benötigt wird. Diese Art der Ausrichtung ist jedoch aufwendig, da die Bilderkennungssoftware zunächst auf das Erkennen der Justagemarken trainiert werden muss (Target-Training).
Ferner können nur Substrate mit geeigneten Justagemarken mittels Autoalignment ausgerichtet werden. Die Justagemarken dürfen dabei beispielsweise nicht verwechselbar oder beschädigt sein und müssen auch bei teilweiser Überlappung erkennbar sein. Ein automatisches Ausrichten von Einzelsubstraten mit andersartigen Justagemarken ist deshalb häufig nicht möglich.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zwei Substrate, insbesondere eine Maske und einen Wafer, effizient zueinander auszurichten. Insbesondere soll dieses Ausrichten für einen Benutzer einfach und ohne Spezialwissen durchführbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnungen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten eines ersten Substrats, insbesondere einer Maske, zu einem zweiten Substrat, insbesondere einem Wafer, mit:
/ 22
- 2 Einsetzen des ersten Substrats und des zweiten Substrats in eine Positionierungseinrichtung; Aufnehmen zumindest eines gemeinsamen Bildes des ersten Substrats und des zweiten Substrats; Anzeigen des Bildes; Markieren einer Vielzahl von Bildpunkten im Bild durch einen Benutzer; und Ermitteln eines Steuerbefehls zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung auf der Basis der markierten Bildpunkte, so dass die Substrate zueinander ausgerichtet werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die zwei Substrate auf sehr einfache Art und Weise zueinander ausgerichtet werden können. Insbesondere erfolgt hierbei keine direkte Steuerung der häufig sehr komplexen Positionierungseinrichtung durch den Benutzer, beispielsweise mittels eines Joysticks, wodurch die Durchführung des Verfahrens für den Benutzer vereinfacht wird. Es muss auch nicht erst eine Bilderkennungssoftware auf bestimmte Justagemarken trainiert werden.
Mittels des Verfahrens können die Substrate vor einem anschließenden Zusammenführen und/oder einem Belichten, beispielsweise im Rahmen eines Lithographie- oder Bondprozesses, zueinander ausgerichtet werden.
Die Substrate können jeweils Wafer sein. Ferner kann das erste Substrat eine Maske, insbesondere eine Lithographie- oder Fotomaske, und das zweite Substrat ein Wafer sein. Die Substrate können Strukturen, insbesondere Justagemarken, Ausricht-Targets (Alignment Targets) oder Ausrichthilfen, zum Ausrichten der Substrate aufweisen.
Die Substrate können jeweils aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium (Si) oder Galliumarsenid (GaAs), einem Glas, beispielsweise Quarzglas, einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet sein. Das erste Substrat und/oder das zweite Substrat können jeweils aus einem monokristallinen, einem polykristallinen oder einem amorphen Material gebildet sein. Ferner können die Substrate jeweils eine Vielzahl von verbundenen Materialien umfassen.
Die Substrate können elektrische Schaltkreise, beispielsweise Transistoren, Leuchtdioden oder Fotodetektoren, elektrische Leiterbahnen, welche diese Schaltkreise verbinden, oder optische Bauelemente, sowie MEMS- oder MOEMS-Strukturen umfassen. Das erste Substrat und/oder das zweite Substrat können ferner Beschichtungen, beispielsweise strukturierte Chromschichten, vorvernetzte oder gehärtete Bondkleber oder Trennschichten, aufweisen.
Das zumindest eine gemeinsame Bild der Substrate kann Oberflächenabschnitte des ersten Substrats und des zweiten Substrats zeigen, welche insbesondere übereinander angeordnet sind. In den Oberflächenabschnitten können Justagemarken und/oder Device-Strukturen sichtbar sein, die zum Ausrichten der Substrate verwendet werden können.
Jedem markierten Bildpunkt in dem Bild kann eine Oberflächenposition auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat zugeordnet sein. Das Ausrichten der Substrate zueinander kann ein Anordnen der Substrate übereinander umfassen, und zwar derart, dass die markierten / 22
- 3 Oberflächenpositionen der Substrate zueinander ausgerichtet werden. Beispielsweise markiert der Benutzer in dem Bild nacheinander eine Justagemarke des ersten Substrats und eine Justagemarke des zweiten Substrats, und die Positionierungseinrichtung richtet anschließend die markierten Justagemarken zueinander aus.
Werden mehrere gemeinsame Bilder aufgenommen und angezeigt, so kann jedes dieser Bilder komplementäre Justagemarken der Substrate zeigen. Der Benutzer kann in jedem Bild die Justagemarken hintereinander markieren, so dass alle komplementären Justagemarken zueinander ausgerichtet werden. Ferner kann anhand der markierten Justagemarken gemäß eines Algorithmus ein Mittelwert des Versatzes der Substrate berechnet werden, auf dessen Basis die Substrate zueinander ausgerichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Substrate ansprechend auf das Empfangen des Steuerbefehls von der Positionierungseinrichtung lateral zueinander ausgerichtet. Dies ermöglicht ein einfaches und schnelles Ausrichten der Substrate ohne direkte Steuerung der Positionierungseinrichtung durch den Benutzer.
Gemäß einer Ausführungsform wird vor dem Ermitteln des Steuerbefehls ein Maschinenzustand, beispielsweise ein aktueller Prozessschritt, ein Maschinentyp oder eine Maschinenkonfiguration, erfasst.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Steuerbefehl zusätzlich auf der Basis des erfassten Maschinenzustands ermittelt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Substrate effizient unter Berücksichtigung des Maschinenzustands ausgerichtet werden können. Beispielsweise wird dabei ermittelt, welche Achsen im aktuellen Maschinenzustand verfahrbar und/oder nicht verfahrbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Markieren der Vielzahl von Bildpunkten im Bild durch den Benutzer mittels eines Anklickens der Bildpunkte, beispielsweise mit einem Peripheriegerät, oder mittels einer Ziehbewegung eines Mauszeigers. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Bildpunkte besonders einfach markiert werden können.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Markieren der Vielzahl von Bildpunkten im Bild durch den Benutzer mittels eines Berührens eines Touch Displays. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Bildpunkte besonders einfach und intuitiv markiert werden können. Das Markieren kann mittels eines gezielten Berührens der Bildpunkte auf dem Touch Display oder mittels einer Wischbewegung über das Touch Display erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verfahrensschritt des Aufnehmens des Bildes ein Aufnehmen eines ersten gemeinsamen Bildes und eines zweiten gemeinsamen Bildes der Substrate, wobei das erste und das zweite gemeinsame Bild nebeneinander, übereinander oder abwechselnd angezeigt werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Substrate besonders / 22
- 4 effizient auf der Basis von zwei Bildern zueinander ausgerichtet werden können. Dabei kann insbesondere eine Verdrehung oder ein Winkel-Offset der Substrate zueinander korrigiert werden. Ferner kann die Ausrichtung für den Benutzer besonders einfach und intuitiv durchführbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform werden zumindest zwei Bildpunkte im ersten gemeinsamen Bild und zumindest zwei Bildpunkte im zweiten gemeinsamen Bild markiert. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Substrate besonders effizient auf der Basis der zwei Bilder zueinander ausgerichtet werden können. An jedem markierten Bildpunkt kann sich eine Justagemarke des ersten oder des zweiten Substrats in dem ersten bzw. dem zweiten Bild befinden.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ausrichten eines ersten Substrats zu einem zweiten Substrat, mit einer Positionierungseinrichtung, in welche die Substrate einsetzbar sind; einer Bildaufnahmeeinrichtung, welche ausgebildet ist, zumindest ein gemeinsames Bild der in die Positionierungseinrichtung eingesetzten Substrate aufzunehmen; einem Eingabegerät, mit welchem eine Vielzahl von Bildpunkten im Bild markierbar sind; und einem Steuerelement, welches ausgebildet ist, einen Steuerbefehl zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung auf der Basis der markierten Bildpunkte zu ermitteln. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die zwei Substrate auf eine sehr einfache und effiziente Art und Weise zueinander ausgerichtet werden können, ohne dass ein Benutzer oder eine Bilderkennungssoftware trainiert werden müssen.
Die Vorrichtung kann in eine Fertigungsanlage für Mikrostrukturbauelemente, beispielsweise einen Mask-Aligner oder einen Bond-Aligner, integriert sein.
Die Positionierungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Substrate ansprechend auf das Empfangen des Steuerbefehls zueinander auszurichten, insbesondere lateral zueinander auszurichten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Anzeige, insbesondere einen Bildschirm oder ein Display, zum Anzeigen des Bildes. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Bild dem Benutzer angezeigt werden kann, so dass dieser die Bildpunkte in der Anzeige markieren kann.
Gemäß einer Ausführungsform bilden die Anzeige und das Eingabegerät ein Touch-Display. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Benutzter die Bildpunkte besonders einfach mittels Berühren des Touch-Displays, beispielsweise mit einem Finger oder einem Eingabestift bzw. Stylus, markieren kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Eingabegerät ein Peripheriegerät, beispielsweise eine Maus, ein Trackball oder ein Touchpad. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Benutzer die Bildpunkte besonders einfach mittels Bedienen des Eingabegeräts markieren kann.
/ 22
- 5 Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Positionierungseinrichtung eine Substratpositionierungsvorrichtung für das erste Substrat und/oder eine
Substratpositionierungsvorrichtung für das zweite Substrat. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Substrate präzise zueinander positioniert werden können. Dabei können die Substratpositionierungsvorrichtungen jeweils ein Bewegen der Substrate mit einem oder mehreren Bewegungsfreiheitsgraden ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung zumindest ein Mikroskop. Dies ermöglicht ein besonders genaues Markieren von Bildpunkten durch den Benutzer. Beispielsweise kann der Benutzer in einer vergrößerten Darstellung der Substrate Zentren oder Ecken von Justagemarken genauer markieren, so dass diese mit höherer Genauigkeit zueinander ausgerichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung eine Anzahl an Bildkameras, welche über und/oder unter und/oder innerhalb der Positionierungseinrichtung angeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die gemeinsamen Bilder effizient aufgenommen werden können.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung eine Bewegungseinrichtung zur Positionierung der Anzahl an Bildkameras, wobei die Bewegungseinrichtung mittels des Eingabegeräts steuerbar ist. Dies ermöglicht ein genaues Ausrichten der Bildaufnahmeeinrichtung zu den Substraten. So lassen sich Strukturen wie Justagemarken auf den Substratoberflächen gezielt mit der Bildaufnahmeeinrichtung anfahren.
Ferner kann eine Vergrößerungseinstellung der Bildaufnahmeeinrichtung mittels des Eingabegeräts einstellbar sein. Der Benutzer verfährt beispielsweise zunächst die Bildaufnahmeeinrichtungen, bis Justagemarken oder andere relevante Strukturen sichtbar sind. Anschließend kann der Benutzer die Darstellung der Substrate in der Bildaufnahme vergrößern, um ein möglichst genaues Markieren der Justagemarken oder der Strukturen zu ermöglichen.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussidagramm eines Verfahrens zum Ausrichten eines ersten Substrats zu einem zweiten Substrat;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten eines ersten
Substrats zu einem zweiten Substrat;
/ 22
- 6 Fig. 3a-d schematische Darstellungen eines gemeinsamen Bildes zweier Substrate während eines Ausrichtens der Substrate; und
Fig. 4a-b schematische Darstellungen eines ersten gemeinsamen Bildes und eines zweiten gemeinsamen Bildes zweier Substrate während eines Ausrichtens der Substrate.
Fig. 1 zeigt ein Flussidagramm eines Verfahrens 100 zum Ausrichten eines ersten Substrats zu einem zweiten Substrat gemäß einer Ausführungsform.
Das Verfahren 100 umfasst ein Einsetzen 101 des ersten Substrats und des zweiten Substrats in eine Positionierungseinrichtung, ein Aufnehmen 103 zumindest eines gemeinsamen Bildes des ersten Substrats und des zweiten Substrats, ein Anzeigen 105 des Bildes, ein Markieren 107 einer Vielzahl von Bildpunkten in dem Bild durch einen Benutzer, und ein Ermitteln 109 eines Steuerbefehls zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung auf der Basis der markierten Bildpunkte, so dass die Substrate zueinander ausgerichtet werden.
Das Ausrichten 111 erfolgt durch die Positionierungseinrichtung ansprechend auf ein Empfangen des Steuerbefehls.
Das Ausrichten 111 der Substrate zueinander kann ein laterales Ausrichten der Substrate umfassen. Das zueinander Ausrichten 111 der Substrate kann ferner ein übereinander Anordnen der Substrate umfassen, und zwar derart, dass Oberflächenpositionen der Substrate, welche den markierten Bildpunkten entsprechen, zueinander ausgerichtet werden.
Das erste Substrat kann eine Maske und das zweite Substrat kann ein Wafer, insbesondere ein Halbleiterwafer, sein. Ferner können beide Substrate Wafer, insbesondere Halbleiterwafer oder Glaswafer, sein. Die Substrate können Strukturen, insbesondere Justagemarken, Ausricht-Targets (Alignment Targets) oder Ausrichthilfen, zum Unterstützen des Ausrichtens aufweisen.
Mittels des Verfahrens 100 können die Substrate vor einem anschließenden Zusammenführen und/oder einem Belichten, beispielsweise im Rahmen eines Lithographie- oder Bondprozesses, zueinander ausgerichtet werden.
Vor dem Verfahrensschritt des Ermittelns 109 des Steuerbefehls kann ein Erfassen eines Maschinenzustandes erfolgen. Der Maschinenzustand ist beispielsweise ein aktueller Prozessschritt, ein Maschinentyp oder eine Maschinenkonfiguration. Der erfasste Maschinenzustand kann Informationen über die Art bzw. die aktuelle Konfiguration der Positionierungseinrichtung und/oder einer Bildaufnahmeeinrichtung, oder über eine Vergrößerungseinstellung bei der Bildaufnahme umfassen. Der erfasste Maschinenzustand kann bei dem Ermitteln 109 des Steuerbefehls berücksichtigt werden.
/ 22
- 7 Das Markieren 107 der Bildpunkte kann mittels eines Anklickens der Bildpunkte mit einem Peripheriegerät oder mittels Berühren eines Touch Displays erfolgen. Der Benutzer markiert dabei beispielsweise mindestens zwei Bildpunkte in jedem der aufgenommenen gemeinsamen Bilder. Dabei kann der erste markierte Bildpunkt einer Oberflächenposition auf dem ersten Substrat und kann der zweite markierte Bildpunkt einer Oberflächenposition auf dem zweiten Substrat entsprechen. Der Benutzer kann sich dabei an Strukturen auf den Substratoberflächen, wie Justagemarken oder Nonien, orientieren.
Der Benutzer kann das Markieren 107 ferner mittels einer Ziehbewegung eines Mauszeigers oder mittels einer Wischbewegung über das Touch-Display durchführen. Dabei markiert beispielsweise ein Startpunkt der Zieh- oder Wischbewegung die Oberflächenposition auf dem ersten Substrat und ein Endpunkt der Zieh- oder Wischbewegung die Oberflächenposition auf dem zweiten Substrat, zu der die Oberflächenposition auf dem ersten Substrat ausgerichtet werden soll.
Die markierten Bildpunkte können in dem gemeinsamen Bild graphisch hervorgehoben werden, beispielsweise mittels einer farbigen Markierung der Bildpunkte, einem Symbol, welches an den Bildpunkten angezeigt wird, oder mittels eines Pfeils von dem ersten markierten Bildpunkt zu dem zweiten markierten Bildpunkt.
Die Substrate können derart ausgerichtet werden, dass die jeweiligen Oberflächenpositionen, welche den markierten Bildpunkten entsprechen, übereinander angeordnet sind.
Nach Abschluss des Verfahrens 100 kann eine Vergrößerungseinstellung des zumindest einen gemeinsamen Bildes erhöht und das Verfahren 100 erneut durchgeführt werden. Auf diese Art und Weise kann eine möglichst präzise Ausrichtung der Substrate zueinander erreicht werden.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Ausrichten des ersten Substrats 201 zu dem zweiten Substrat 203 gemäß einer Ausführungsform.
Die Vorrichtung 200 umfasst eine Positionierungseinrichtung 205, in welche die Substrate 201, 203 einsetzbar sind, eine Bildaufnahmeeinrichtung 207, welche ausgebildet ist, zumindest ein gemeinsames Bild der in die Positionierungseinrichtung 205 eingesetzten Substrate 201, 203 aufzunehmen, ein Eingabegerät 209, mit welchem eine Vielzahl von Bildpunkten in dem Bild markierbar sind, und ein Steuerelement 211, welches ausgebildet ist, einen Steuerbefehl zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung 205 auf der Basis der markierten Bildpunkte zu ermitteln.
Die Vorrichtung 200 kann in eine Fertigungsanlage für Mikrostrukturbauelemente, beispielsweise einen Mask-Aligner oder einen Bond-Aligner, integriert sein.
Die Substrate 201, 203 können jeweils Wafer sein. Ferner kann das erste Substrat 201 eine Maske, insbesondere eine Lithographie- oder Fotomaske, und das zweite Substrat 203 ein Wafer / 22
- 8 sein. Die Substrate 201, 203 können komplementäre Strukturen, insbesondere Justagemarken, Ausricht-Targets (Alignment Targets) oder Ausrichthilfen, zum Ausrichten der Substrate aufweisen.
Die Substrate 201, 203 können jeweils aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium (Si) oder Galliumarsenid (GaAs), einem Glas, beispielsweise Quarzglas, einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet sein. Das erste Substrat 201 und/oder das zweite Substrat 203 können jeweils aus einem monokristallinen, einem polykristallinen oder einem amorphen Material gebildet sein. Ferner können die Substrate 201, 203 jeweils eine Vielzahl von verbundenen Materialien umfassen.
Die Substrate 201, 203 können elektrische Schaltkreise, beispielsweise Transistoren,
Leuchtdioden oder Fotodetektoren, elektrische Leiterbahnen, welche diese Schaltkreise verbinden, oder optische Bauelemente, sowie MEMS- oder MOEMS-Strukturen umfassen. Das erste Substrat 201 und/oder das zweite Substrat 203 können ferner Beschichtungen, beispielsweise strukturierte Chromschichten, vorvernetzte oder gehärtete Bondkleber oder Trennschichten, aufweisen.
Die Vorrichtung 200 kann eine Anzeige 213, beispielsweise einen Bildschirm oder ein Display, zum Anzeigen des Bildes umfassen.
Die Anzeige 213 und das Eingabegerät 209 können ein Touch-Display bilden. Das Markieren der Bildpunkte kann durch ein Berühren des Touch-Displays erfolgen. Das Eingabegerät 209 kann ferner ein Peripheriegerät, beispielsweise eine Maus, ein Trackball, ein Touchpad oder eine Tastatur umfassen.
Das Steuerelement 211 kann eine Prozessoreinheit zum Ermitteln des Steuerbefehls umfassen. Das Steuerelement 211 und die Positionierungseinrichtung 205 können kommunikationstechnisch miteinander verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Anzeige 213, das Eingabegerät 209 und/oder das Steuerelement 211 in eine Datenverarbeitungsanlage, beispielsweise einen Computer, einen Laptop, ein Tablet oder ein Smartphone, integriert. Die Datenverarbeitungsanlage kann kommunikationstechnisch mit der Positionierungseinrichtung 205 und der Bildaufnahmeeinrichtung 207 verbunden sein. Die Datenverarbeitungsanlage kann ein externes Gerät, insbesondere ein von dem Benutzer tragbares externes Gerät, sein.
Die Positionierungseinrichtung 205 kann eine Substratpositionierungsvorrichtung 215 für das erste Substrat 201 und eine Substratpositionierungsvorrichtung 217 für das zweite Substrat 203 umfassen. Die Substratpositionierungsvorrichtungen 215, 217 können ausgebildet sein das erste Substrat 201 und/oder das zweite Substrat 203 zu bewegen, und können dabei jeweils einen oder mehrere Freiheitsgrade aufweisen. Die Substratpositionierungsvorrichtungen 215, 217 können jeweils Auflagen und/oder Halterungen für die Substrate 201, 203 aufweisen.
/ 22
- 9 Die Substratpositionierungsvorrichtungen 215, 217 können Stages umfassen. Die
Substratpositionierungsvorrichtungen 215, 217 können jeweils für eine Translation entlang bis zu drei linearer Achsen und/oder einer Rotation um bis zu drei Drehachsen ausgebildet sein.
Beispielsweise umfassen die Substratpositionierungsvorrichtungen 215, 217 jeweils xy-Stages mit einer zusätzlichen Drehachse in z-Richtung.
Die Substratpositionierungsvorrichtung 215 für das erste Substrat 201 kann eine Maskenhalterung bzw. einen Maskenchuck umfassen. Die Substratpositionierungsvorrichtung 217 für das zweite Substrat 203 kann einen Chuck, insbesondere einen Wafer-Chuck, umfassen.
Die beispielhafte Bildaufnahmeeinrichtung 207 in Fig. 2 umfasst ferner zwei Bildkameras 219, 221, welche über der Positionierungseinrichtung 205 angeordnet und zur Bildaufnahme in Richtung der Substrate 201, 203 ausgerichtet sind. Die obere Substratpositionierungsvorrichtung 215 in Fig. 2 kann lichttransparent sein, und das erste Substrat 201 kann zumindest teiltransparent sein. Somit können die Bildkameras 219, 221 in der in Fig. 2 gezeigten Konfiguration gemeinsame Bildaufnahmen der übereinander angeordneten Substrate 201, 203 aufnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform sind zusätzliche Bildkameras unter der Positionierungseinrichtung 205 angeordnet. In einer solchen Konfiguration können die oberen Bildkameras 219, 221 und die unteren Bildkameras jeweils Bildaufnahmen der voneinander abgewandten Seiten der Substrate 201, 203 aufnehmen. Diese Bildaufnahmen können zur
Erzeugung des gemeinsamen Bildes überlagert werden. Auf diese Art und Weise kann ein Ausrichten der Substrate auf der Basis von Strukturen auf den jeweils abgewandten Seiten der Substrate ermöglicht werden (BSA, Back Side Alginment).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Bildaufnahmeeinrichtung 207 bzw. die Bildkameras 219, 221 auch zwischen den Substraten angeordnet sein, um ein Inter Substrate Alginment (ISA) zu ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung 207 eine Bewegungseinrichtung zur Positionierung der Anzahl an Bildkameras 219, 221.
Die Bewegungseinrichtung kann von dem Benutzer mittels des Eingabegeräts 209 steuerbar sein. Der Benutzer kann somit bestimmte Oberflächenbereiche gezielt anfahren, beispielsweise, um sicherzustellen, dass Justagemarken beider Substrate in jeder gemeinsamen Bildaufnahme sichtbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung 207 zumindest ein Mikroskop. Beispielsweise kann jede Bildkamera 219, 221 ein Mikroskop aufweisen. Mit dem Mikroskop können die Substrate in dem gemeinsamen Bild vergrößert dargestellt werden und somit ein besonders genaues Markieren von Bildpunkten ermöglicht werden. Beispielsweise kann / 22
- 10 der Benutzer in einer vergrößerten Darstellung das Zentrum oder ein anderes Feature der Justagemarken sehr präzise markierten, so dass diese mit hoher Genauigkeit zueinander ausgerichtet werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Bildkameras 219, 221 Digitalkameras mit einer Vergrößerungs- bzw. Zoomfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Vergrößerungseinstellung der Bildaufnahmeeinrichtung 207 mittels des Eingabegeräts 209 einstellbar. Der Benutzer verfährt beispielsweise zunächst die Bildaufnahmeeinrichtungen 207, bis in jeder Bildaufnahme Justagemarken sichtbar sind. Anschließend vergrößert der Benutzer die Darstellung der Justagemarken in der Bildaufnahme, um ein möglichst genaues Markieren der Justagemarken zu ermöglichen.
Fig. 3a-d zeigen schematische Darstellungen eines gemeinsamen Bildes 301 zweier Substrate 201,203 während eines Ausrichtens der Substrate 201,203 gemäß einer Ausführungsform.
Das in Fig. 3a-d dargestellte Bild kann während des Ausrichtevorgangs von der Anzeige 213 angezeigt werden.
Das gemeinsame Bild 301 in Fig. 3a-d zeigt jeweils eine Justagemarke 303 des ersten Substrats und eine komplementäre Justagemarke 305 des zweiten Substrats 203. Beispielsweise ist die Justagemarke 303 ein Wafer-Target und ist die Justagemarke 305 ein Masken-Target.
In Fig. 3a sind die Justagemarken 303, 305 versetzt, da die Substrate 201, 203 noch nicht zueinander ausgerichtet sind. „Versetzt“ bedeutet, dass die Justagemarken 303, 305, betrachtet senkrecht zu einer Ebene, die parallel zu den Substraten ist, nicht aufeinander, sondern seitlich versetzt zueinander sind. Für die weitere Bearbeitung sollen die Substrate aber zueinander ausgerichtet sein. Zu diesem Zweck kann ein Benutzer das Wafer-Target 305 genau unter das Masken-Target 303 fahren. Er kann hierzu mittels des Eingabegeräts die jeweiligen Positionen der Targets 303, 305 markieren.
Fig. 3b zeigt dieses Markieren der Justagemarken 303, 305 durch den Benutzer. Dabei klickt der Benutzer mit einem Mauszeiger (Mouse Cursor) in das Zentrum der Justagemarke 303 des ersten Substrats 201 und anschließend in das Zentrum der Justagemarke 305 des zweiten Substrats 203.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerung ein Anklicken einer Justagemarke, selbst wenn diese nicht exakt „getroffen“ wird, der nächstliegenden Justagemarke zuordnet.
Das Steuerelement 211 kann auf Basis der markierten Bildpunkte einen Versatz (Displacement) der Substrate 201, 203 berechnen. Hierbei kann ein Maschinentyp, beispielsweise / 22
- 11 manuell oder automatisch, ein Maschinenzustand und ein Alignment-Modus, beispielsweise TSA, BSA oder ISA, berücksichtigt werden. Der Versatz kann als Verschiebung in x- oder y-Richtung, als Translation und/oder als Verdrehung berechnet werden. Das Steuerelement 211 kann auf der Basis des ermittelten Versatzes einen Steuerbefehl zur Ansteuerung der Positionierungseinrichtung 205 ermitteln.
Fig. 3c zeigt ein Ausrichten der Substrate zueinander. In dem Beispiel in Fig. 3c wird dabei nur das zweite Substrat 203 bewegt, so dass sich die Justagemarke 305 des zweiten Substrats 203, beispielsweise des Wafers, in Richtung der Justagemarke 303 des ersten Substrats 201, beispielsweise der Maske, bewegt. Die markierten Bildpunkte, welche zueinander ausgerichtet werden, sind dabei als zwei mit einem Pfeil verbundene Punkte dargestellt.
Fig. 3d zeigt die übereinanderliegenden Justagemarken 303, 305 nach der erfolgreichen Ausrichtung der Substrate 201, 203.
Zum Verändern der Ausrichtung der Substrate 201, 203, kann der Benutzer statt der Zentren von Justagemarken, wie in Fig. 3a-d gezeigt, auch beliebige andere Bildpunkte in dem gemeinsamen Bild 301 markieren. Die Oberflächenpositionen der Substrate 201, 203, die diesen markierten Bildpunkten entsprechen, werden anschließend zueinander ausgerichtet.
Im Anschluss kann der in Fig. 3a-d gezeigte Vorgang wiederholt werden, beispielsweise mit erhöhter Vergrößerung, um eine Feinausrichtung der Substrate 201,203 durchzuführen.
Fig. 4a-b zeigen schematische Darstellungen eines ersten gemeinsamen Bildes 401 und eines zweiten gemeinsamen Bildes 403 zweier Substrate 201, 203 während eines Ausrichtens der Substrate 201, 203 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Beide Bilder 401, 403 zeigen jeweils unterschiedliche übereinander angeordnete
Oberflächenabschnitte der Substrate 201, 203. Dabei ist beispielsweise jeweils eines der Bilder 401, 403 von einer der Bildkameras 219, 221 der Bildaufnahmeeinrichtung 207 aus Fig. 2 aufgenommen. Alternativ können auch beide Bilder von nur einer Bildkamera aufgenommen werden, welche unterschiedliche Oberflächenabschnitte der Substrate 201, 203 abfährt (Single TSA). In beiden Bildern 401, 403 sind Justagemarken 405-1, 405-2 des ersten Substrats 201 und Justagemarken 407-1, 407-2 des zweiten Substrats 203 sichtbar.
Die Anzeige 213 kann ausgebildet sein, beide Bilder 401, 403 nebeneinander anzuzeigen. Alternativ können die Bilder 401, 403 auch hintereinander oder abwechselnd angezeigt werden, wobei der Benutzer in diesem Fall auswählen kann, welches der Bilder 401, 403 ihm gerade angezeigt wird.
/ 22
- 12 Fig. 4a zeigt ein Markieren der jeweils komplementären Justagemarken 405-1, 407-1, 405-2, 405-2 in beiden Bildern 401, 403. Dabei klickt der Benutzer mit einem Mauszeiger beispielsweise hintereinander in das Zentrum der Justagemarken 405-1, 407-1 in dem ersten Bild 401 und anschließend in das Zentrum der Justagemarken 405-2, 407-2 in dem zweiten Bild 403.
In einem optionalen Prozessschritt kann der Benutzer vor dem Markieren der komplementären Justagemarken 405-1, 407-1, 405-2, 405-2 zunächst nur die Justagemarken 405-1, 405-2 eines der Substrate 201, 203 markieren, woraufhin diese mittels eines Bewegens der Bildkameras 219, 221 jeweils in die Mitte der gemeinsamen Bilder 401, 403 gefahren werden. Im Anschluss kann das Markieren der jeweils komplementären Justagemarken 405-1, 407-1, 405-2, 405-2, wie in Fig. 4a gezeigt, erfolgen.
Fig. 4b zeigt das anschließende Ausrichten der Substrate zueinander. Die Substrate werden dabei derart zueinander ausgerichtet, dass die komplementären Justagemarken 405-1, 407-1 und 405-2, 407-2 übereinander angeordnet werden. Die Ausrichtung erfolgt dabei über eine Bewegung der Substrate 201, 203 mittels der Positionierungseinrichtung 205.
Alternativ zu dem in Fig. 4b gezeigten gleichzeitigen Ausrichten der Justagemarken 405-1, 407-1 in dem ersten Bild 401 und der Justagemarken 405-2, 407-2 in dem zweiten Bild 403, können in einem ersten Schritt zunächst nur die Justagemarken 405-1, 407-1 in dem ersten Bild 401 markiert und zueinander ausgerichtet werden, und in einem anschließend zweiten Schritt die Justagemarken 405-2, 407-2 in dem zweiten Bild 403 markiert und zueinander ausgerichtet werden. Hierbei kann das Steuerelement 211 die Positionierungseinrichtung 207 derart ansteuern, dass die Ausrichtung der zuerst ausgerichteten Justagemarken 405-1, 407-1 während des
Verfahrens und Ausrichtens der weiteren Justagemarken 405-2, 407-2 erhalten bleibt.
Das Ausrichten von Substraten gemäß dem in Fig. 3a-d und Fig. 4a-b gezeigten Verfahren ist für den Benutzer deutlich einfacher und intuitiver als eine direkte Steuerung einer Positionierungseinrichtung, wie sie beispielsweise in herkömmlichen manuellen Mask-Alignern üblich ist. Bei einer direkten Steuerung mittels eines Steuergeräts wie einem Joystick steuert der Benutzer die Rotation sowie x- und y-Translation der Substrate direkt. Dies setzt voraus, dass der Benutzer die genaue Funktionsweise der jeweiligen Positionierungseinrichtung kennt, und einschätzen kann, in welche Richtung eine Rotation der Substrate die einzelnen Justagemarken bewegt. Bei der Ausrichtung der Substrate 201, 203 mittels Markieren von Bildpunkten ist ein solches Wissen nicht erforderlich.
Ferner wird für die Ausrichtung kein Target-Training wie bei einem automatischen Alignment (Autoalignment) benötigt. Die Auswahl der Positionen der Substrate, die übereinander angeordnet werden sollen, erfolgt durch einen Benutzer, wodurch die Komplexität der Vorrichtung 200 reduziert werden kann.
/ 22
- 13 Zudem werden keine Auto-Alignment tauglichen Justagemarken zur Durchführung des Verfahrens 100 benötigt. Zum Ausrichten der Substrate können beliebige geeignete Strukturen, beispielsweise auch Nonien oder lange Linien entlang der Substratoberfläche, verwendet werden. Da der Benutzer die Strukturen selbst markiert, können diese bei jedem Substrat anders ausgebildet sein.
Das Verfahren 100 ist ferner auch ergänzend in Anlagen nutzbar, welche für ein automatisches Ausrichten (Autoalignment) ausgebildet sind. Beispielsweise kann der Benutzer im Fehlerfall die Ausrichtung von Substraten manuell korrigieren oder bei speziellen Substraten mit ungeeigneten Justagemarken, beispielsweise bei der Prozessentwicklung, die Ausrichtung selbst durchführen.
/ 22
- 14 Bezugszeichenliste
Verfahren
Einsetzen
Aufnehmen
Anzeigen
Markieren
Ermitteln
Ausrichten
Vorrichtung erstes Substrat zweites Substrat
Positionierungseinrichtung
Bildaufnahmeeinrichtung
Eingabegerät
Steuerelement
Anzeige
Substratpositionierungsvorrichtung
Substratpositionierungsvorrichtung
Bildkamera
Bildkamera
Bild
Justagemarke des ersten Substrats
Justagemarke des zweiten Substrats erstes Bild / 22
- 15 403 zweites Bild
405-1 Justagemarke des ersten Substrats
405-2 Justagemarke des ersten Substrats
407-1 Justagemarke des zweiten Substrats
407-2 Justagemarke des zweiten Substrats / 22

Claims (16)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren (100) zum Ausrichten eines ersten Substrats (201), insbesondere einer Maske, zu einem zweiten Substrat (203), insbesondere einem Wafer, mit:
    Einsetzen (101) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203) in eine Positionierungseinrichtung (205);
    Aufnehmen (103) zumindest eines gemeinsamen Bildes (301) des ersten Substrats (201) und des zweiten Substrats (203);
    Anzeigen (105) des Bildes (301);
    Markieren (107) einer Vielzahl von Bildpunkten im Bild (301) durch einen Benutzer; und
    Ermitteln (109) eines Steuerbefehls zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung (205) auf der Basis der markierten Bildpunkte, so dass die Substrate (201, 203) zueinander ausgerichtet werden.
  2. 2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die Substrate (201, 203) ansprechend auf das Empfangen des Steuerbefehls von der Positionierungseinrichtung (205) lateral zueinander ausgerichtet werden.
  3. 3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor dem Ermitteln (109) des Steuerbefehls ein Maschinenzustand, beispielsweise ein aktueller Prozessschritt, ein Maschinentyp oder eine Maschinenkonfiguration, erfasst wird.
  4. 4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei der Steuerbefehl zusätzlich auf der Basis des erfassten Maschinenzustands ermittelt wird.
  5. 5. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Markieren (107) der Vielzahl von Bildpunkten im Bild durch den Benutzer mittels eines Anklickens der Bildpunkte, beispielsweise mit einem Peripheriegerät, oder mittels einer Ziehbewegung eines Mauszeigers erfolgt.
  6. 6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Markieren (107) der Vielzahl von Bildpunkten im Bild (301) durch den Benutzer mittels eines Berührens eines Touch Displays erfolgt.
  7. 7. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verfahrensschritt des Aufnehmens (103) des Bildes ein Aufnehmen eines ersten gemeinsamen Bildes (401) und eines zweiten gemeinsamen Bildes (403) der Substrate (201, 203) umfasst, wobei das erste und das
    17 / 22
    - 17 zweite gemeinsame Bild (401, 403) nebeneinander, übereinander oder abwechselnd angezeigt werden.
  8. 8. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei zumindest zwei Bildpunkte im ersten gemeinsamen Bild (401) und zumindest zwei Bildpunkte im zweiten gemeinsamen Bild (403) markiert werden.
  9. 9. Vorrichtung (200) zum Ausrichten eines ersten Substrats (201) zu einem zweiten Substrat (203), mit:
    einer Positionierungseinrichtung (205), in welche die Substrate (201, 203) einsetzbar sind;
    einer Bildaufnahmeeinrichtung (207), welche ausgebildet ist, zumindest ein gemeinsames Bild (301) der in die Positionierungseinrichtung (205) eingesetzten Substrate (201, 203) aufzunehmen;
    einem Eingabegerät (209), mit welchem eine Vielzahl von Bildpunkten im Bild (301) markierbar sind; und einem Steuerelement (211), welches ausgebildet ist, einen Steuerbefehl zum Ansteuern der Positionierungseinrichtung (205) auf der Basis der markierten Bildpunkte zu ermitteln.
  10. 10. Vorrichtung (200) nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung eine Anzeige (213), insbesondere einen Bildschirm oder ein Display, zum Anzeigen des Bildes (301) umfasst.
  11. 11. Vorrichtung (200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Anzeige (213) und das
    Eingabegerät (209) ein Touch-Display bilden.
  12. 12. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Eingabegerät (209) ein Peripheriegerät, beispielsweise eine Maus, ein Trackball oder ein Touchpad, ist.
  13. 13. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Positionierungseinrichtung (205) eine Substratpositionierungsvorrichtung (215) für das erste Substrat (201) und/oder eine Substratpositionierungsvorrichtung (217) für das zweite Substrat (203) umfasst.
  14. 14. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (207) zumindest ein Mikroskop umfasst.
  15. 15. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (207) eine Anzahl an Bildkameras (219, 221) umfasst, welche über, unter und/oder innerhalb der Positionierungseinrichtung (205) angeordnet sind.
  16. 16. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (207) eine Bewegungseinrichtung zur Positionierung der Anzahl an Bildkameras (219, 221) umfasst, wobei die Bewegungseinrichtung mittels des Eingabegeräts steuerbar ist.
    18 / 22
    1/4
    100
ATA50329/2018A 2017-05-05 2018-04-19 Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines ersten substrats zu einem zweiten substrat AT519921A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2018856A NL2018856B1 (en) 2017-05-05 2017-05-05 Method and device for aligning a first substrate with a second substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT519921A2 true AT519921A2 (de) 2018-11-15
AT519921A3 AT519921A3 (de) 2020-02-15

Family

ID=59812066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50329/2018A AT519921A3 (de) 2017-05-05 2018-04-19 Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines ersten substrats zu einem zweiten substrat

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180323069A1 (de)
JP (1) JP2018189953A (de)
KR (1) KR20180122953A (de)
CN (1) CN108807252A (de)
AT (1) AT519921A3 (de)
DE (1) DE102018108948A1 (de)
NL (1) NL2018856B1 (de)
TW (1) TW201843761A (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10847369B2 (en) * 2018-12-26 2020-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer bonding method, method for manufacturing semiconductor device, and apparatus therefor
FR3105876B1 (fr) * 2019-12-30 2021-11-26 Soitec Silicon On Insulator Procédé de fabrication d’une structure composite comprenant une couche mince en SiC monocristallin sur un substrat support
CN115274528B (zh) * 2022-09-22 2022-12-06 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 一种芯片倒装键合用标定玻璃片
US20240258141A1 (en) * 2023-01-26 2024-08-01 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for calibration of substrate processing chamber placement via imaging

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4052603A (en) * 1974-12-23 1977-10-04 International Business Machines Corporation Object positioning process and apparatus
JP3991300B2 (ja) * 2000-04-28 2007-10-17 株式会社Ｓｕｍｃｏ 張り合わせ誘電体分離ウェーハの製造方法
EP1253817A3 (de) * 2001-04-23 2003-07-09 Liconic Ag Einrichtung zum Aufnehmen und Plazieren von kleinen Gegenständen
US6856029B1 (en) * 2001-06-22 2005-02-15 Lsi Logic Corporation Process independent alignment marks
CN100476599C (zh) * 2002-09-20 2009-04-08 Asml荷兰有限公司 光刻标记结构、包含该光刻标记结构的光刻投射装置和利用该光刻标记结构进行基片对准的方法
US7259828B2 (en) * 2004-05-14 2007-08-21 Asml Netherlands B.V. Alignment system and method and device manufactured thereby
JP2010045099A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Adwelds:Kk アライメントマーク画像の表示方法およびアライメント装置
JP5342210B2 (ja) * 2008-10-30 2013-11-13 三菱重工業株式会社 アライメント装置制御装置およびアライメント方法
CN104904002B (zh) * 2013-01-15 2017-08-18 株式会社爱发科 对准装置和对准方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018108948A1 (de) 2018-11-08
TW201843761A (zh) 2018-12-16
CN108807252A (zh) 2018-11-13
KR20180122953A (ko) 2018-11-14
AT519921A3 (de) 2020-02-15
JP2018189953A (ja) 2018-11-29
US20180323069A1 (en) 2018-11-08
NL2018856B1 (en) 2018-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT519921A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines ersten substrats zu einem zweiten substrat
EP2989872B1 (de) Platziervorrichtung und platzierverfahren
AT500075B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum verbinden von wafern
DE102018109512B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Montieren von Bauelementen auf einem Substrat
DE2557675C2 (de) Verfahren zum Ausrichten von mit zwei Markierungen von bekanntem Abstand versehenen planaren Werkstücken
EP2859580B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ermittlung von ausrichtungsfehlern
DE2055360A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausnch ten und Loten mikrominiaturisierter Schal tungsplattchen
WO1980001722A1 (en) Process and equipment for copying masks on a piece
DE2431960B2 (de) Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Substrat mit Hilfe von Photoätzprozessen sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102019113556A1 (de) Kontrollverfahren eines berührungsbildschirmgeräts
DE102019203404A1 (de) Positionierungsverfahren
DE102008035814B4 (de) Verfahren und System zum Reduzieren der Überlagerungsfehler in der Halbleitermassenproduktion unter Anwendung eines Mischanlagenszenarios
EP2989871A1 (de) Platziervorrichtung und platzierverfahren zum lagegenauen ausrichten und / oder bestücken eines substrates mit einem bauelement
EP1606981B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten von substrat und druckschablone beim lotpastendruck
DE10303902B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten eines Justier-Mikroskops mittels verspiegelter Justiermaske
DE102007039983A1 (de) Verfahren zum Messen von Positionen von Strukturen auf einem Substrat mit einer Koordinaten Messmaschine
EP1802192A1 (de) Verfahren für die Montage eines Flipchips auf einem Substrat
DE10317778B4 (de) Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit der Positionierung eines ersten Objektes relativ zu einem zweiten Objekt
DE102022120812A1 (de) Optisches abtastsystem und ausrichtungsverfahren für ein vorgegebenes zielobjekt
DE2635356C2 (de) Rasterelektronenmikroskop zur Messung von Abständen zwischen Objektstrukturen
DE19613516C2 (de) Sauggreifer
EP3486639A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur optischen darstellung von elektronischen halbleiterbauelementen
JP4306353B2 (ja) 画像認識装置における画素レート算出方法
DE102008031240A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Verzerrung durch eine Zeilenkamera
DE102007024121A1 (de) Ausrichten zweier Substrate mit jeweils zwei Justiermarken

Legal Events

Date Code Title Description
REJ Rejection

Effective date: 20210515