JP2014116519A - Alignment device, aligning method and laminate semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which connection parts are not aligned properly.SOLUTION: An alignment device for aligning a first member and a second member includes: an acquiring section for acquiring position relation information related to a structure actual measurement position which is an actual measurement position of a structure provided on the first member, a mark actual measurement position which is an actual measurement position of an alignment mark arranged on the first member and used for alignment with the second member, and a structure design position which is a design position of the structure; and an aligning section for aligning the first member and the second member using the acquired position relation information, the position of the alignment mark of the first member and the position of the alignment mark of the second member. The aligning section aligns the first member and the second member so that the structure overlaps a predetermined position of the second member.

Description

本発明は、アライメント装置、位置合わせ方法、及び、積層半導体装置に関する。   The present invention relates to an alignment apparatus, an alignment method, and a stacked semiconductor device.

アライメントマークを顕微鏡等によって観察して位置を取得することにより、貼り合わされる一対の基板の位置合わせするアライメント装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
[特許文献1] 特開2009−245963号公報
2. Description of the Related Art An alignment apparatus that aligns a pair of substrates to be bonded by observing an alignment mark with a microscope or the like to acquire the position is known (for example, see Patent Document 1).
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-245963

しかしながら、アライメントマークの位置によって基板と基板とを位置合わせするので、アライメントマークとバンプ等の接続部とが予め定められた位置関係からずれていると、基板上に形成された接続部同士が適切に位置合わせされないといった課題がある。   However, since the substrate and the substrate are aligned according to the position of the alignment mark, if the alignment mark and the connection portion such as the bump are deviated from a predetermined positional relationship, the connection portions formed on the substrate are properly connected. There is a problem that it is not aligned.

本発明の第1の態様においては、第1の部材と第2の部材とを互いに位置合わせするアライメント装置であって、前記第1の部材に設けられた構造物の実測の位置である構造物実測位置と、前記1の部材に配された、前記第2の部材との位置合わせに用いられるアライメントマークの実測の位置であるマーク実測位置と、前記構造物の設計上の位置である構造物設計位置とに関係する位置関係情報を取得する取得部と、取得した位置関係情報、及び、前記第1の部材のアライメントマークの位置、前記第2の部材のアライメントマークの位置を用いて、前記第1の部材及び前記第2の部材とを位置合わせする位置合わせ部とを備え、前記位置合わせ部は、前記構造物が前記第2の部材の予め定められた位置に重なるように、前記第1の部材と前記第2の部材との位置合わせするアライメント装置を提供する。   In the first aspect of the present invention, the alignment apparatus aligns the first member and the second member with each other, and the structure is the actual measurement position of the structure provided on the first member. The actual measurement position, the actual mark position that is the actual measurement position of the alignment mark used for alignment with the second member, and the structure that is the design position of the structure. Using the acquisition unit that acquires positional relationship information related to the design position, the acquired positional relationship information, the position of the alignment mark of the first member, and the position of the alignment mark of the second member, An alignment portion for aligning the first member and the second member, wherein the alignment portion is arranged so that the structure overlaps a predetermined position of the second member. 1 member and Providing alignment apparatus for aligning the serial second member.

本発明の第2の態様においては、第1の部材と第2の部材とを互いに位置合わせする位置合わせ方法であって、前記第1の部材に設けられた構造物の実測の位置である構造物実測位置と、前記1の部材に配された、前記第2の部材との位置合わせに用いられるアライメントマークの実測の位置であるマーク実測位置と、前記構造物の設計上の位置である構造物設計位置とに関連する位置関係情報を取得する取得段階と、取得した位置関係情報、及び、前記第1の部材のアライメントマークの位置、前記第2の部材のアライメントマークの位置を用いて、前記第1の部材及び前記第2の部材とを位置合わせする位置合わせ段階とを備え、前記位置合わせ段階では、前記構造物が前記第2の部材の予め定められた位置に重なるように、前記第1の部材と前記第2の部材との位置合わせするを提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an alignment method for aligning a first member and a second member with each other, wherein the structure is a measured position of a structure provided on the first member. An actual measured position of the object, a measured mark position that is an actual position of the alignment mark used for alignment with the second member disposed on the first member, and a structure that is the designed position of the structure Using the acquisition stage of acquiring positional relationship information related to the object design position, the acquired positional relationship information, the position of the alignment mark of the first member, the position of the alignment mark of the second member, An alignment step of aligning the first member and the second member, wherein in the alignment step, the structure overlaps with a predetermined position of the second member. First Providing to align with the the wood second member.

本発明の第3の態様においては、上述のアライメント装置によって位置合わせされた一対の基板を個片化することによって製造された積層半導体装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a laminated semiconductor device manufactured by separating a pair of substrates aligned by the alignment device described above.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

基板貼り合わせ装置10の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a substrate bonding apparatus 10. FIG. 基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ基板95の貼り合せ工程を説明する図である。It is a figure explaining the bonding process of the bonding board | substrate 95 by the board | substrate bonding apparatus 10. FIG. 基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ基板95の貼り合せ工程を説明する図である。It is a figure explaining the bonding process of the bonding board | substrate 95 by the board | substrate bonding apparatus 10. FIG. 基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ基板95の貼り合せ工程を説明する図である。It is a figure explaining the bonding process of the bonding board | substrate 95 by the board | substrate bonding apparatus 10. FIG. 基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ基板95の貼り合せ工程を説明する図である。It is a figure explaining the bonding process of the bonding board | substrate 95 by the board | substrate bonding apparatus 10. FIG. アライメント装置28の側面図である。3 is a side view of the alignment device 28. FIG. アライメント装置28の制御系を説明するブロック図である。3 is a block diagram illustrating a control system of alignment device 28. FIG. アライメント装置28による位置合わせ工程のフローチャートである。4 is a flowchart of an alignment process performed by the alignment device 28. アライメント装置28による位置合わせ工程のフローチャートである。4 is a flowchart of an alignment process performed by the alignment device 28. バンプBa同士の位置合わせに必要なバンプ移動量を説明する図である。It is a figure explaining the amount of bump movement required for alignment of bump Ba. 本実施形態を適用する基板90をクラスタClに分割した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which divided | segmented the board | substrate 90 to which this embodiment is applied into the cluster Cl. 1個のクラスタCl内でのアライメントマークMとバンプBaの位置ずれを説明する図である。It is a figure explaining the position shift of alignment mark M and bump Ba within one cluster Cl.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、基板貼り合わせ装置10の全体構成図である。基板貼り合わせ装置10は、2枚の基板90、90を貼り合わせて、貼り合わせ基板95を製造する。尚、基板貼り合わせ装置10が、3枚以上の基板90を貼り合わせて、貼り合わせ基板95を製造してもよい。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of the substrate bonding apparatus 10. The substrate bonding apparatus 10 manufactures a bonded substrate 95 by bonding two substrates 90 and 90 together. The substrate bonding apparatus 10 may manufacture the bonded substrate 95 by bonding three or more substrates 90 together.

図1に示すように、基板貼り合わせ装置10は、大気環境部14と、真空環境部16と、制御部18と、複数の基板カセット20とを備える。   As shown in FIG. 1, the substrate bonding apparatus 10 includes an atmospheric environment unit 14, a vacuum environment unit 16, a control unit 18, and a plurality of substrate cassettes 20.

大気環境部14は、環境チャンバ12と、基板ホルダラック22と、ロボットアーム24、30、31と、プリアライナ26と、アライメント装置28と、レール32とを有する。環境チャンバ12は、大気環境部14を囲むように形成されている。環境チャンバ12に囲まれた領域は、空気調整機等に連通されて、温度管理される。これにより、基板90と基板90との位置合わせの精度が向上する。   The atmospheric environment unit 14 includes an environment chamber 12, a substrate holder rack 22, robot arms 24, 30, 31, a pre-aligner 26, an alignment device 28, and a rail 32. The environmental chamber 12 is formed so as to surround the atmospheric environment unit 14. The area surrounded by the environmental chamber 12 is communicated with an air conditioner or the like, and the temperature is controlled. Thereby, the accuracy of alignment between the substrate 90 and the substrate 90 is improved.

基板カセット20は、基板貼り合わせ装置10において貼り合わされる基板90及び貼り合わせ基板95を収容する。基板貼り合わせ装置10によって貼り合わされる基板90は、単体のシリコンウエハ等の半導体基板、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されていてもよい。   The substrate cassette 20 accommodates the substrate 90 and the bonded substrate 95 that are bonded together in the substrate bonding apparatus 10. In addition to a semiconductor substrate such as a single silicon wafer, a compound semiconductor wafer, a glass substrate, or the like, the substrate 90 to be bonded by the substrate bonding apparatus 10 may have elements, circuits, terminals, and the like formed thereon.

基板ホルダラック22は、重ね合わせ基板92及び貼り合わせ基板95を上下方向から保持する複数対の基板ホルダ94を収容する。尚、重ね合わせ基板92とは、貼り合わされる前の重ね合わされた一対の基板90のことである。基板ホルダ94は、基板90を静電吸着により保持する。尚、基板ホルダ94は基板90を真空吸着により保持してもよい。基板ホルダラック22は、真空環境部16から搬送された貼り合わせ基板95を基板ホルダ94から分離する。   The substrate holder rack 22 accommodates a plurality of pairs of substrate holders 94 that hold the overlapping substrate 92 and the bonded substrate 95 from above and below. The overlapping substrate 92 is a pair of substrates 90 that are overlapped before being bonded. The substrate holder 94 holds the substrate 90 by electrostatic adsorption. The substrate holder 94 may hold the substrate 90 by vacuum suction. The substrate holder rack 22 separates the bonded substrate 95 transferred from the vacuum environment unit 16 from the substrate holder 94.

ロボットアーム24は、基板カセット20に装填されている基板90と、基板ホルダラック22に装填されている基板ホルダ94をプリアライナ26に搬送する。ロボットアーム24は、プリアライナ26上で基板90を保持した基板ホルダ94を、後述するアライメント装置28の移動ステージ38へと搬送する。ロボットアーム24は、連続して搬送する2組の基板90及び基板ホルダ94のうち、一方を裏返して、移動ステージ38へと搬送する。ロボットアーム24は、基板ホルダラック22によって基板ホルダ94から分離された貼り合わせ基板95を基板カセット20の何れかに搬送する。   The robot arm 24 transports the substrate 90 loaded in the substrate cassette 20 and the substrate holder 94 loaded in the substrate holder rack 22 to the pre-aligner 26. The robot arm 24 transports the substrate holder 94 holding the substrate 90 on the pre-aligner 26 to the moving stage 38 of the alignment apparatus 28 described later. The robot arm 24 turns over one of the two sets of substrates 90 and substrate holders 94 that are successively conveyed and conveys them to the moving stage 38. The robot arm 24 transports the bonded substrate 95 separated from the substrate holder 94 by the substrate holder rack 22 to one of the substrate cassettes 20.

プリアライナ26は、アライメント装置28に基板90を装填する場合に、高精度であるがゆえに、狭いアライメント装置28の調整範囲にそれぞれの基板90が装填されるように、個々の基板90の基板ホルダ94に対する位置を仮合わせする。これにより、アライメント装置28における基板90の位置決めが、迅速且つ正確にできる。   Since the pre-aligner 26 is highly accurate when loading the substrates 90 into the alignment device 28, the substrate holder 94 of each substrate 90 is loaded so that each substrate 90 is loaded within the narrow adjustment range of the alignment device 28. Temporarily align the position with respect to. Thereby, positioning of the board | substrate 90 in the alignment apparatus 28 can be performed rapidly and correctly.

アライメント装置28は、ロボットアーム24とロボットアーム30との間に配置されている。アライメント装置28は、一対の基板90を位置合わせする。アライメント装置28は、枠体34と、固定ステージ36と、移動ステージ38とを有する。移動ステージ38は、水平面及び鉛直方向に移動する。これにより、移動ステージ38は、ロボットアーム24によって裏返されて搬送された基板90及び基板ホルダ94を固定ステージ36へと受け渡す。また、移動ステージ38は、ロボットアーム24から裏返されることなく搬送された基板90及び基板ホルダ94を移動させて、固定ステージ36の基板90と位置合わせする。その他のアライメント装置28の詳細は後述する。   The alignment device 28 is disposed between the robot arm 24 and the robot arm 30. The alignment device 28 aligns the pair of substrates 90. The alignment device 28 includes a frame body 34, a fixed stage 36, and a moving stage 38. The moving stage 38 moves in the horizontal plane and the vertical direction. As a result, the moving stage 38 transfers the substrate 90 and the substrate holder 94 that are turned upside down and transferred by the robot arm 24 to the fixed stage 36. Further, the moving stage 38 moves the substrate 90 and the substrate holder 94 that are transported without being turned over from the robot arm 24 to align with the substrate 90 of the fixed stage 36. Details of other alignment devices 28 will be described later.

ロボットアーム30は、移動ステージ38によって位置合わせされた一対の基板90を含む基板ホルダ94を真空吸着して、真空環境部16へと搬送する。ロボットアーム30は、貼り合わせ基板95を真空環境部16からロボットアーム31へと搬送する。ロボットアーム31は貼り合わせ基板95をレール32に沿って基板ホルダラック22へと搬送する。   The robot arm 30 vacuum-sucks the substrate holder 94 including the pair of substrates 90 aligned by the moving stage 38 and conveys the substrate holder 94 to the vacuum environment unit 16. The robot arm 30 transports the bonded substrate 95 from the vacuum environment unit 16 to the robot arm 31. The robot arm 31 transports the bonded substrate 95 along the rail 32 to the substrate holder rack 22.

真空環境部16は、基板貼り合わせ装置10の貼り合わせ工程において、高温且つ真空状態に設定される。真空環境部16は、ロードロック室48と、一対のアクセスドア50及びゲートバルブ52と、ロボットアーム54と、3個の収容室55と、3個の加熱加圧装置56と、ロボットアーム58と、冷却室60とを備える。尚、加熱加圧装置56の個数は、3個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。   The vacuum environment unit 16 is set to a high temperature and a vacuum state in the bonding process of the substrate bonding apparatus 10. The vacuum environment unit 16 includes a load lock chamber 48, a pair of access doors 50 and a gate valve 52, a robot arm 54, three storage chambers 55, three heating and pressurizing devices 56, a robot arm 58, The cooling chamber 60 is provided. Note that the number of the heating and pressing devices 56 is not limited to three, and may be changed as appropriate.

ロードロック室48は、大気環境部14と真空環境部16とを連結する。ロードロック室48は、真空状態及び大気圧に設定できる。ロードロック室48の大気環境部14側及び真空環境部16側には、一対の基板ホルダ94に保持された重ね合わせ基板92及び貼り合わせ基板95を搬送可能に開口が形成されている。   The load lock chamber 48 connects the atmospheric environment unit 14 and the vacuum environment unit 16. The load lock chamber 48 can be set to a vacuum state and an atmospheric pressure. Openings are formed in the load lock chamber 48 on the atmosphere environment unit 14 side and the vacuum environment unit 16 side so that the superposed substrate 92 and the bonded substrate 95 held by the pair of substrate holders 94 can be conveyed.

アクセスドア50は、ロードロック室48の大気環境部14側の開口を開閉する。ゲートバルブ52は、ロードロック室48の真空環境部16側の開口を開閉する。ロボットアーム54は、ロボットアーム30によりロードロック室48に搬入された重ね合わせ基板92を何れかの加熱加圧装置56へと搬入する。   The access door 50 opens and closes the opening of the load lock chamber 48 on the atmosphere environment unit 14 side. The gate valve 52 opens and closes the opening of the load lock chamber 48 on the vacuum environment unit 16 side. The robot arm 54 carries the superposed substrate 92 carried into the load lock chamber 48 by the robot arm 30 into one of the heating and pressing devices 56.

収容室55はゲートバルブ57を有し、ゲートバルブ57を介してロボットチャンバ53と連結されている。収容室55は、重ね合わせ基板92及び貼り合わせ基板95を搬入及び搬出するために、ゲートバルブ57を開閉する。   The storage chamber 55 has a gate valve 57 and is connected to the robot chamber 53 via the gate valve 57. The accommodation chamber 55 opens and closes the gate valve 57 in order to carry in and carry out the overlapping substrate 92 and the bonded substrate 95.

3個の加熱加圧装置56は、ロボットアーム54を中心として放射状に配置されている。加熱加圧装置56は、重ね合わせ基板92を挟みつつ加熱及び加圧して貼り合わせる。加熱加圧装置56は、ロードロック室48から搬入された重ね合わせ基板92を貼り合わせることができる。また、加熱加圧装置56は貼り合わせ基板95を冷却することもできる。   The three heating / pressurizing devices 56 are arranged radially around the robot arm 54. The heating and pressing device 56 is bonded by heating and pressing while sandwiching the overlapping substrate 92. The heating and pressurizing device 56 can bond the overlapping substrate 92 carried in from the load lock chamber 48. Further, the heating and pressurizing device 56 can also cool the bonded substrate board 95.

ロボットアーム58は、ロボットチャンバ53の中心に回動可能に配置されている。これにより、ロボットアーム58は、貼り合わせ基板95を加熱加圧装置56から冷却室60へと搬送する。また、ロボットアーム58は、貼り合わせ基板95を冷却室60からロードロック室48へと搬送する。   The robot arm 58 is rotatably arranged at the center of the robot chamber 53. Thereby, the robot arm 58 conveys the bonded substrate 95 from the heating / pressurizing device 56 to the cooling chamber 60. Further, the robot arm 58 transports the bonded substrate 95 from the cooling chamber 60 to the load lock chamber 48.

冷却室60は、冷却機能を有する。これにより、冷却室60は、ロボットアーム58によって接合された貼り合わせ基板95を冷却する。冷却室60は、ゲートバルブ57を介してロボットチャンバ53と連結されている。制御部18は、基板貼り合わせ装置10の全体の動作を制御する。   The cooling chamber 60 has a cooling function. Thereby, the cooling chamber 60 cools the bonded substrate 95 bonded by the robot arm 58. The cooling chamber 60 is connected to the robot chamber 53 through a gate valve 57. The control unit 18 controls the overall operation of the substrate bonding apparatus 10.

図2から図5は、基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ基板95の貼り合せ工程を説明する図である。貼り合わせ工程では、まず、ロボットアーム24が、基板ホルダ94を基板ホルダラック22からプリアライナ26へと搬送する。ロボットアーム24は、基板90を基板カセット20の何れかからプリアライナ26の基板ホルダ94上に搬送する。プリアライナ26は、基板ホルダ94に対する基板90の位置を仮合わせする。この後、基板ホルダ94が、基板90を保持する。   2 to 5 are diagrams for explaining a bonding process of the bonded substrate 95 by the substrate bonding apparatus 10. In the bonding step, first, the robot arm 24 transports the substrate holder 94 from the substrate holder rack 22 to the pre-aligner 26. The robot arm 24 transports the substrate 90 from any of the substrate cassettes 20 onto the substrate holder 94 of the pre-aligner 26. The pre-aligner 26 temporarily aligns the position of the substrate 90 with respect to the substrate holder 94. Thereafter, the substrate holder 94 holds the substrate 90.

次に、図2に示すように、ロボットアーム24は、基板90及び基板ホルダ94を裏返して、プリアライナ26から移動ステージ38へ搬送する。移動ステージ38は、基板90及び基板ホルダ94を固定ステージ36へと受け渡す。同様に、ロボットアーム24は、基板ホルダ94、基板90の順でプリアライナ26に搬送する。これにより、基板ホルダ94が、基板90を保持する。この後、図3に示すように、ロボットアーム24は、裏返すことなく、基板90及び基板ホルダ94を移動ステージ38へと搬送する。   Next, as shown in FIG. 2, the robot arm 24 turns the substrate 90 and the substrate holder 94 upside down and conveys them from the pre-aligner 26 to the moving stage 38. The moving stage 38 transfers the substrate 90 and the substrate holder 94 to the fixed stage 36. Similarly, the robot arm 24 conveys the substrate holder 94 and the substrate 90 to the pre-aligner 26 in this order. Thereby, the substrate holder 94 holds the substrate 90. Thereafter, as shown in FIG. 3, the robot arm 24 transports the substrate 90 and the substrate holder 94 to the moving stage 38 without turning over.

次に、移動ステージ38は、基板90及び基板ホルダ94を保持しつつ、基板90及び基板ホルダ94を保持する固定ステージ36の下方へと移動する。これにより、移動ステージ38の基板90と、固定ステージ36の基板90とが互いに位置合わせされる。   Next, the moving stage 38 moves below the fixed stage 36 that holds the substrate 90 and the substrate holder 94 while holding the substrate 90 and the substrate holder 94. Thereby, the substrate 90 of the movable stage 38 and the substrate 90 of the fixed stage 36 are aligned with each other.

次に、図4に示すように、移動ステージ38が、上方へと移動して、移動ステージ38の基板90の上面と固定ステージ36の基板90の下面とが合わされる。この後、ロボットアーム30が、移動ステージ38上の重ね合わせ基板92を基板ホルダ94で挟んだ状態で、ロードロック室48へと搬送する。ロボットアーム54は、重ね合わせ基板92をロードロック室48から加熱加圧装置56へと搬入する。   Next, as shown in FIG. 4, the moving stage 38 moves upward, and the upper surface of the substrate 90 of the moving stage 38 and the lower surface of the substrate 90 of the fixed stage 36 are brought together. Thereafter, the robot arm 30 transports the stacked substrate 92 on the moving stage 38 to the load lock chamber 48 with the substrate holder 94 interposed therebetween. The robot arm 54 carries the superimposed substrate 92 from the load lock chamber 48 to the heating and pressurizing device 56.

次に、加熱加圧装置56は、重ね合わせ基板92を結合温度まで加熱した後、結合温度を維持しつつ、重ね合わせ基板92を上下方向から加圧する。これにより、重ね合わせ基板92の一対の基板90が、貼り合わされて貼り合わせ基板95となる。この後、貼り合わせ基板95を、一定の温度まで冷却した後、ロボットアーム58が、貼り合わせ基板95を冷却室60へと搬入する。冷却室60は貼り合わせ基板95を更に冷却する。ロボットアーム58は、冷却された貼り合わせ基板95を基板ホルダ94とともに、冷却室60からロードロック室48へと搬送する。   Next, the heating and pressurizing device 56 heats the overlapping substrate 92 to the bonding temperature, and then pressurizes the overlapping substrate 92 from above and below while maintaining the bonding temperature. As a result, the pair of substrates 90 of the overlapping substrate 92 are bonded to form a bonded substrate 95. Thereafter, the bonded substrate 95 is cooled to a certain temperature, and then the robot arm 58 carries the bonded substrate 95 into the cooling chamber 60. The cooling chamber 60 further cools the bonded substrate 95. The robot arm 58 transports the cooled bonded substrate 95 together with the substrate holder 94 from the cooling chamber 60 to the load lock chamber 48.

次に、ロボットアーム30が、貼り合わせ基板95をロードロック室48から搬出して、ロボットアーム31へ受け渡す。ロボットアーム31は、基板ホルダラック22へと貼り合わせ基板95を搬送する。図5に示すように、貼り合わせ基板95が、基板ホルダラック22によって、基板ホルダ94から分離される。この後、ロボットアーム24が、貼り合わせ基板95を基板カセット20の何れかに搬出する。これにより、基板貼り合わせ装置10による貼り合わせ工程が終了して、貼り合わせ基板95が完成する。この後、図5に示す点線に沿って、貼り合わせ基板95が個片化されて積層半導体装置96が完成する。   Next, the robot arm 30 carries the bonded substrate 95 out of the load lock chamber 48 and delivers it to the robot arm 31. The robot arm 31 conveys the bonded substrate 95 to the substrate holder rack 22. As shown in FIG. 5, the bonded substrate 95 is separated from the substrate holder 94 by the substrate holder rack 22. Thereafter, the robot arm 24 carries the bonded substrate board 95 to one of the substrate cassettes 20. Thereby, the bonding process by the board | substrate bonding apparatus 10 is complete | finished, and the bonded substrate board 95 is completed. After that, along the dotted line shown in FIG. 5, the laminated substrate 95 is separated into individual pieces, thereby completing the laminated semiconductor device 96.

図6は、アライメント装置28の側面図である。図6に矢印で示すXYZをアライメント装置28のXYZ方向とする。   FIG. 6 is a side view of the alignment device 28. XYZ indicated by arrows in FIG. 6 is defined as the XYZ direction of the alignment device 28.

アライメント装置28は、上述した枠体34、固定ステージ36、及び、移動ステージ38に加えて、観察部の一例である上顕微鏡70と、観察部の一例である下顕微鏡72とを有する。   The alignment device 28 includes an upper microscope 70 that is an example of an observation unit and a lower microscope 72 that is an example of an observation unit, in addition to the frame 34, the fixed stage 36, and the moving stage 38 described above.

枠体34は、固定ステージ36及び移動ステージ38を囲むように形成されている。枠体34は、天板74と、底板75と、側壁76とを有する。天板74及び底板75は、互いが平行となるように水平に配置されている。側壁76は、天板74及び底板75を結合する。側壁76の基板カセット20側の面と、側壁76の真空環境部16側の面は、基板90、重ね合わせ基板92及び貼り合わせ基板95を搬入及び搬出可能に、開口されている。   The frame 34 is formed so as to surround the fixed stage 36 and the moving stage 38. The frame body 34 includes a top plate 74, a bottom plate 75, and side walls 76. The top plate 74 and the bottom plate 75 are horizontally arranged so as to be parallel to each other. The side wall 76 connects the top plate 74 and the bottom plate 75 together. The surface of the side wall 76 on the side of the substrate cassette 20 and the surface of the side wall 76 on the side of the vacuum environment unit 16 are opened so that the substrate 90, the superimposed substrate 92 and the bonded substrate 95 can be carried in and out.

固定ステージ36は、天板74の下面に固定されている。固定ステージ36は、移動ステージ38よりも高い位置に設けられている。固定ステージ36の下面は、基板90を保持した状態でロボットアーム24により裏返されて移動ステージ38により載置された基板ホルダ94を真空吸着する。尚、固定ステージ36の下面は基板ホルダ94を静電吸着してもよい。   The fixed stage 36 is fixed to the lower surface of the top plate 74. The fixed stage 36 is provided at a position higher than the moving stage 38. The lower surface of the fixed stage 36 is turned upside down by the robot arm 24 while holding the substrate 90 and vacuum-sucks the substrate holder 94 placed by the moving stage 38. Note that the lower surface of the fixed stage 36 may electrostatically attract the substrate holder 94.

移動ステージ38は、底板75の上面に載置されている。移動ステージ38は、ガイドレール78と、Xステージ80と、Yステージ82と、昇降部84と、微動ステージ85と、吸着部86とを有する。   The moving stage 38 is placed on the upper surface of the bottom plate 75. The moving stage 38 includes a guide rail 78, an X stage 80, a Y stage 82, an elevating part 84, a fine movement stage 85, and a suction part 86.

ガイドレール78は、底板75に固定されている。ガイドレール78は、X方向に延びる。Xステージ80は、底板75上に配置されている。Xステージ80は、ガイドレール78に案内されつつX方向に移動する。Yステージ82は、Xステージ80上に配置されている。Yステージ82は、Xステージ80上のガイドレールに沿ってY方向に移動する。昇降部84は、Yステージ82の上面に固定されている。昇降部84は、吸着部86を上下に昇降させる。微動ステージ85は、吸着部86をXY方向に移動させるとともに、吸着部86を鉛直軸の周りで回転させる。尚、微動ステージ85のXY方向の移動は、Xステージ80及びYステージ82の移動に比べて、微小ピッチでありかつ可動範囲も小さい。   The guide rail 78 is fixed to the bottom plate 75. The guide rail 78 extends in the X direction. The X stage 80 is disposed on the bottom plate 75. The X stage 80 moves in the X direction while being guided by the guide rail 78. The Y stage 82 is disposed on the X stage 80. The Y stage 82 moves in the Y direction along the guide rail on the X stage 80. The elevating unit 84 is fixed to the upper surface of the Y stage 82. The raising / lowering part 84 raises / lowers the adsorption | suction part 86 up and down. The fine movement stage 85 moves the suction part 86 around the vertical axis while moving the suction part 86 in the XY directions. The fine movement stage 85 moves in the XY direction at a fine pitch and has a small movable range as compared with the movement of the X stage 80 and the Y stage 82.

吸着部86の上面は、基板90を保持した基板ホルダ94を真空吸着する。吸着部86に吸着された基板90に配されたバンプBaは、固定ステージ36に吸着された基板90に配されたバンプBaと電気的に接合される。バンプBaは、構造物の一例であって、接続部の一例である。尚、吸着部86の上面は、基板ホルダ94を静電吸着してもよい。また、吸着部86は、ロボットアーム24によって裏返され、固定ステージ36に受け渡す基板90及び基板ホルダ94をピンによって浮かせつつ保持する。吸着部86は、昇降部84の上面に固定されている。吸着部86は、Xステージ80、Yステージ82及び昇降部84によって、XYZ方向に移動される。これにより、吸着部86によって吸着された基板90が、固定ステージ36に吸着された基板90と位置合わせされた後、重ね合わされた状態で仮接合される。基板90と基板90は、接着剤によって仮接合してもよく、プラズマによって仮接合してもよい。尚、基板90と基板90は、単に重ね合わせただけでもよい。   The upper surface of the suction portion 86 vacuum-sucks the substrate holder 94 holding the substrate 90. The bump Ba arranged on the substrate 90 adsorbed by the adsorbing portion 86 is electrically joined to the bump Ba arranged on the substrate 90 adsorbed by the fixed stage 36. The bump Ba is an example of a structure and an example of a connection portion. Note that the upper surface of the suction portion 86 may electrostatically attract the substrate holder 94. Further, the suction unit 86 is turned over by the robot arm 24 and holds the substrate 90 and the substrate holder 94 delivered to the fixed stage 36 while floating by pins. The adsorption part 86 is fixed to the upper surface of the elevating part 84. The suction unit 86 is moved in the XYZ directions by the X stage 80, the Y stage 82, and the elevating unit 84. As a result, the substrate 90 adsorbed by the adsorbing unit 86 is aligned with the substrate 90 adsorbed to the fixed stage 36 and then temporarily bonded in an overlapped state. The substrate 90 and the substrate 90 may be temporarily bonded with an adhesive or may be temporarily bonded with plasma. The substrate 90 and the substrate 90 may be simply overlapped.

上顕微鏡70は、天板74に固定されている。上顕微鏡70は、固定ステージ36と間隔をあけて配置されている。上顕微鏡70は、移動ステージ38の吸着部86に吸着された基板90に形成されたアライメントマークMを観察して撮像する。吸着部86に吸着された基板90に配されたアライメントマークMは、基板90の位置を算出して、固定ステージ36の基板90と貼り合わせにおける位置合わせに用いられる。アライメントマークMは、上顕微鏡70によって観察できる基板90の上面に形成されている。上顕微鏡70は、撮像したアライメントマークMの画像を出力する。   The upper microscope 70 is fixed to the top plate 74. The upper microscope 70 is disposed at a distance from the fixed stage 36. The upper microscope 70 observes and images the alignment mark M formed on the substrate 90 adsorbed by the adsorbing portion 86 of the moving stage 38. The alignment mark M arranged on the substrate 90 adsorbed by the adsorbing unit 86 is used for calculating the position of the substrate 90 and aligning the fixed stage 36 with the substrate 90 in bonding. The alignment mark M is formed on the upper surface of the substrate 90 that can be observed by the upper microscope 70. The upper microscope 70 outputs the captured image of the alignment mark M.

下顕微鏡72は、Yステージ82上に固定されている。下顕微鏡72は、昇降部84と間隔をあけて配置されている。従って、下顕微鏡72は、昇降部84及び吸着部86とともに、XY方向に移動する。下顕微鏡72は、固定ステージ36に吸着された基板90に形成されたアライメントマークMを観察して撮像する。アライメントマークMは、下顕微鏡72によって観察できる基板90の下面に形成されている。下顕微鏡72は、撮像したアライメントマークMの画像を出力する。   The lower microscope 72 is fixed on the Y stage 82. The lower microscope 72 is disposed at a distance from the elevating unit 84. Therefore, the lower microscope 72 moves in the XY direction together with the lifting unit 84 and the suction unit 86. The lower microscope 72 observes and images the alignment mark M formed on the substrate 90 adsorbed to the fixed stage 36. The alignment mark M is formed on the lower surface of the substrate 90 that can be observed with the lower microscope 72. The lower microscope 72 outputs the captured image of the alignment mark M.

図7は、アライメント装置28の制御系を説明するブロック図である。図7に示すように、アライメント装置28は、制御部100と、格納部102とを更に備える。尚、制御部100は、制御部18が兼ねてもよい。制御部100の一例は、コンピュータである。制御部100は、取得部110と、位置関係算出部112と、位置合わせ部114とを有する。制御部100は、格納部102に格納された位置合わせプログラムを読み込むことによって、取得部110、位置関係算出部112、及び、位置合わせ部114として機能する。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a control system of the alignment device 28. As shown in FIG. 7, the alignment apparatus 28 further includes a control unit 100 and a storage unit 102. The control unit 100 may also serve as the control unit 18. An example of the control unit 100 is a computer. The control unit 100 includes an acquisition unit 110, a positional relationship calculation unit 112, and an alignment unit 114. The control unit 100 functions as the acquisition unit 110, the positional relationship calculation unit 112, and the alignment unit 114 by reading the alignment program stored in the storage unit 102.

取得部110は、上顕微鏡70及び下顕微鏡72と情報を送受信可能に接続されている。取得部110は、同じ数のアライメントマークMを上顕微鏡70及び下顕微鏡72に観察させて、アライメントマークMの画像を生成させる。取得部110は、アライメントマークMの画像を上顕微鏡70及び下顕微鏡72から取得する。アライメントマークMの画像は、アライメントマークMの実測の位置であるマーク実測位置に関係する位置関係情報の一例である。   The acquisition unit 110 is connected to the upper microscope 70 and the lower microscope 72 so as to be able to transmit and receive information. The acquisition unit 110 causes the upper microscope 70 and the lower microscope 72 to observe the same number of alignment marks M, and generates an image of the alignment mark M. The acquisition unit 110 acquires an image of the alignment mark M from the upper microscope 70 and the lower microscope 72. The image of the alignment mark M is an example of positional relationship information related to the measured mark position that is the measured position of the alignment mark M.

また、取得部110は、バンプBaを基板90に形成するバンプ製造装置120及びバンプBa等のパターンを露光する露光装置122等の外部機器と情報を送受信可能に接続されている。取得部110は、バンプ製造装置120または露光装置122等の外部機器からアライメントマークMに対するバンプBaのバンプ実測相対位置及びバンプ設計位置を取得する。バンプ実測相対位置の一例は、実際に観察された実測によるアライメントマークMに対するバンプBaの相対位置である。バンプ設計位置の一例は、設計上の理想的な基板90上のバンプBaの位置である。バンプ実測相対位置及びバンプ設計位置は、各基板90毎に取得してもよく、同じ製造工程に最初の基板90だけを取得してもよく、同じ製造工程の最初の複数枚の基板について取得してもよい。取得部110は、基板90と関連付けられたバンプ実測相対位置及びバンプ設計位置を取得する。取得部110は、取得したアライメントマークMの画像、及び、バンプBaのバンプ実測相対位置及びバンプ設計位置を位置関係算出部112に出力する。バンプ実測相対位置は、バンプの実測の位置であるバンプ実測位置と関連する位置関係情報の一例である。   The acquisition unit 110 is connected to an external device such as a bump manufacturing apparatus 120 that forms the bump Ba on the substrate 90 and an exposure apparatus 122 that exposes a pattern such as the bump Ba so that information can be transmitted and received. The acquisition unit 110 acquires the bump actual measurement position and the bump design position of the bump Ba with respect to the alignment mark M from an external device such as the bump manufacturing apparatus 120 or the exposure apparatus 122. An example of the measured bump relative position is the relative position of the bump Ba with respect to the actually observed alignment mark M. An example of the bump design position is the position of the bump Ba on the ideal substrate 90 in design. The bump measured relative position and the bump design position may be acquired for each substrate 90, or only the first substrate 90 may be acquired in the same manufacturing process, or acquired for the first plurality of substrates in the same manufacturing process. May be. The acquisition unit 110 acquires a bump actual measurement relative position and a bump design position associated with the substrate 90. The acquisition unit 110 outputs the acquired image of the alignment mark M, the bump actual relative position of the bump Ba, and the bump design position to the positional relationship calculation unit 112. The measured bump relative position is an example of positional relationship information related to the measured bump position, which is the measured bump position.

位置関係算出部112は、上顕微鏡70及び下顕微鏡72が撮像したアライメントマークMの画像を取得部110から取得する。位置関係算出部112は、取得したアライメントマークMの画像からアライメントマークMのマーク実測位置を算出する。マーク実測位置とは、固定ステージ36及び移動ステージ38の基準点からの位置である。基準点の一例は、固定ステージ36及び移動ステージ38の中心である。位置関係算出部112は、基準点からの位置と、上顕微鏡70及び下顕微鏡72の視野の中心に対するアライメントマークMの位置からマーク実測位置を算出する。位置関係算出部112は、格納部102からアライメントマークMのマーク設計位置を取得する。位置関係算出部112は、アライメントマークMをマーク設計位置の近傍に移動させるために必要な移動ステージ38による基板90の移動量であるマーク移動量を、マーク実測位置及びマーク設計位置から算出する。ここで、製造工程上の誤差及び基板90の撓み等の要因によって、全てのアライメントマークMを正確にマーク設計位置に移動させることはできない。従って、位置関係算出部112は、移動後の全てのアライメントマークMの位置とマーク設計位置との相違が、小さくなるようにマーク移動量を算出する。   The positional relationship calculation unit 112 acquires an image of the alignment mark M captured by the upper microscope 70 and the lower microscope 72 from the acquisition unit 110. The positional relationship calculation unit 112 calculates the mark actual measurement position of the alignment mark M from the acquired image of the alignment mark M. The mark actual measurement position is a position from the reference point of the fixed stage 36 and the moving stage 38. An example of the reference point is the center of the fixed stage 36 and the moving stage 38. The positional relationship calculation unit 112 calculates the mark measurement position from the position from the reference point and the position of the alignment mark M with respect to the center of the field of view of the upper microscope 70 and the lower microscope 72. The positional relationship calculation unit 112 acquires the mark design position of the alignment mark M from the storage unit 102. The positional relationship calculation unit 112 calculates a mark movement amount, which is a movement amount of the substrate 90 by the moving stage 38 necessary for moving the alignment mark M to the vicinity of the mark design position, from the mark actual measurement position and the mark design position. Here, not all alignment marks M can be accurately moved to the mark design position due to factors such as errors in the manufacturing process and bending of the substrate 90. Accordingly, the positional relationship calculation unit 112 calculates the mark movement amount so that the difference between the positions of all the alignment marks M after movement and the mark design positions becomes small.

位置関係算出部112は、アライメントマークMに対する実測されたバンプBaの位置であるバンプ実測相対位置及びバンプ設計位置を取得部110から取得する。位置関係算出部112は、算出したアライメントマークMの実測位置と、取得したバンプBaのバンプ実測相対位置から、基準点に対するバンプBaの実測の位置であるバンプ実測位置を算出する。   The positional relationship calculation unit 112 acquires the bump measured relative position and the bump design position, which are the positions of the measured bump Ba with respect to the alignment mark M, from the acquisition unit 110. The positional relationship calculation unit 112 calculates a bump actual measurement position that is a position where the bump Ba is actually measured with respect to the reference point, from the calculated actual measurement position of the alignment mark M and the acquired bump actual measurement relative position of the bump Ba.

位置関係算出部112は、バンプBaをバンプ設計位置の近傍に移動させるために必要な移動ステージ38による基板90の移動量であるバンプ移動量を、バンプ実測位置及びバンプ設計位置から算出する。上述の要因によって、全てのバンプBaを設計位置に正確に移動させることはできない。従って、位置関係算出部112は、移動後の全てのバンプBaの位置であるバンプ移動位置とバンプ設計位置との相違が、小さくなるようにバンプ移動量を算出する。   The positional relationship calculation unit 112 calculates a bump movement amount, which is a movement amount of the substrate 90 by the moving stage 38 necessary for moving the bump Ba to the vicinity of the bump design position, from the bump actual measurement position and the bump design position. Due to the above-mentioned factors, it is not possible to accurately move all the bumps Ba to the design position. Therefore, the positional relationship calculation unit 112 calculates the bump movement amount so that the difference between the bump movement position, which is the position of all the bumps Ba after movement, and the bump design position becomes small.

位置関係算出部112は、マーク移動量及びバンプ移動量から移動量を算出して位置合わせ部114に出力する。移動量は、バンプBa同士を位置合わせするのに必要な移動ステージ38の移動量である。換言すれば、移動量は、固定ステージ36の基板90のバンプBaと移動ステージ38の基板90のバンプBaとの相対位置関係の一例である。   The positional relationship calculation unit 112 calculates a movement amount from the mark movement amount and the bump movement amount and outputs the movement amount to the alignment unit 114. The amount of movement is the amount of movement of the moving stage 38 necessary for aligning the bumps Ba. In other words, the moving amount is an example of a relative positional relationship between the bump Ba of the substrate 90 of the fixed stage 36 and the bump Ba of the substrate 90 of the moving stage 38.

位置合わせ部114は、位置関係算出部112から取得した移動量を取得する。位置合わせ部114は、取得した移動量に基づいて、移動ステージ38を移動させて、バンプBa同士を位置合わせする。   The alignment unit 114 acquires the movement amount acquired from the positional relationship calculation unit 112. The alignment unit 114 aligns the bumps Ba by moving the movement stage 38 based on the acquired movement amount.

格納部102は、アライメントマークMのマーク設計位置を格納する。また、格納部102は、制御部100を機能させる位置合わせプログラムを格納する。   The storage unit 102 stores the mark design position of the alignment mark M. The storage unit 102 stores an alignment program that causes the control unit 100 to function.

図8は、アライメント装置28による位置合わせ工程のフローチャートである。図9は、アライメントマークM同士の位置合わせに必要なマーク移動量を説明する図である。図10は、バンプBa同士の位置合わせに必要なバンプ移動量を説明する図である。   FIG. 8 is a flowchart of the alignment process performed by the alignment device 28. FIG. 9 is a diagram for explaining the amount of mark movement necessary for alignment between the alignment marks M. FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the amount of bump movement necessary for alignment of the bumps Ba.

図8に示すように、位置合わせ工程では、取得部110は、バンプ実測相対位置及びバンプ設計位置をバンプ製造装置120または露光装置122等の外部機器から取得して、位置関係算出部112へと出力する(S10)。取得部110は、アライメントマークMの画像を上顕微鏡70及び下顕微鏡72から取得して、位置関係算出部112へと出力する(S12)。   As shown in FIG. 8, in the alignment process, the acquisition unit 110 acquires the bump actual measurement relative position and the bump design position from an external device such as the bump manufacturing apparatus 120 or the exposure apparatus 122, and sends it to the positional relationship calculation unit 112. Output (S10). The acquisition unit 110 acquires the image of the alignment mark M from the upper microscope 70 and the lower microscope 72, and outputs the acquired image to the positional relationship calculation unit 112 (S12).

位置関係算出部112は、取得したアライメントマークMの画像から、アライメントマークMのマーク実測位置を算出する(S14)。位置関係算出部112は、アライメントマークMのマーク設計位置を格納部102から取得する(S16)。   The positional relationship calculation unit 112 calculates the mark actual measurement position of the alignment mark M from the acquired image of the alignment mark M (S14). The positional relationship calculation unit 112 acquires the mark design position of the alignment mark M from the storage unit 102 (S16).

位置関係算出部112は、バンプ実測相対位置、バンプ設計位置、マーク実測位置、及び、マーク設計位置から移動量を算出する(S18)。   The positional relationship calculation unit 112 calculates the movement amount from the bump actual measurement relative position, the bump design position, the mark actual measurement position, and the mark design position (S18).

移動量の算出では、まず、位置関係算出部112は、マーク移動量を算出する。図9に示すように、本実施形態では、3個のアライメントマークMのマーク移動量を算出する例について説明する。ここでは、まず、移動ステージ38の基板90のマーク移動量を算出する方法を説明する。移動ステージ38の基板90の3個のアライメントマークMのマーク設計位置、マーク実測位置の座標をそれぞれ(XMdan、YMdan)、(XMdbn、YMdbn)とする。また、実測位置の3個のアライメントマークMをマーク移動量だけ移動させた後の位置であるマーク移動位置の座標を(XMdcn、YMdcn)とする。ただし、n=1、2、3である。マーク移動量を(SMdx、SMdy、θMd)とする。尚、SMdxは、移動ステージ38のX方向の移動量である。SMdyは、移動ステージ38のY方向の移動量である。θMdは、鉛直軸の周りの移動ステージ38の回転角度である。   In calculating the movement amount, first, the positional relationship calculation unit 112 calculates the mark movement amount. As shown in FIG. 9, in the present embodiment, an example of calculating the mark movement amount of the three alignment marks M will be described. Here, first, a method of calculating the mark movement amount of the substrate 90 of the moving stage 38 will be described. The coordinates of the mark design position and the mark actual measurement position of the three alignment marks M on the substrate 90 of the moving stage 38 are (XMdan, YMdan) and (XMdbn, YMdbn), respectively. Further, the coordinates of the mark movement position, which is the position after the three alignment marks M at the actual measurement position are moved by the mark movement amount, are assumed to be (XMdcn, YMdcn). However, n = 1, 2, and 3. The amount of mark movement is (SMdx, SMdy, θMd). SMdx is the amount of movement of the moving stage 38 in the X direction. SMdy is the amount of movement of the moving stage 38 in the Y direction. θMd is the rotation angle of the moving stage 38 around the vertical axis.

マーク実測位置及びマーク移動位置の関係が、移動ステージ38がXYθに移動できることに対応して、マーク移動量を用いて次式で表される。

Figure 2014116519
The relationship between the mark actual measurement position and the mark movement position is expressed by the following equation using the mark movement amount corresponding to the movement stage 38 being able to move to XYθ.
Figure 2014116519

さらに、式(2)の残差平方和を最少とするマーク移動量(SMdx、SMdy、θMd)を算出する。

Figure 2014116519
Further, a mark movement amount (SMdx, SMdy, θMd) that minimizes the residual sum of squares of Equation (2) is calculated.
Figure 2014116519

以上により、位置関係算出部112は、式(1)、式(2)を用いて、全てのマーク設計位置に対する全てのマーク移動位置の差が統計的に最少になるマーク移動量(SMdx、SMdy、θMd)を算出する。   As described above, the positional relationship calculation unit 112 uses the expressions (1) and (2) to determine the mark movement amounts (SMdx, SMdy) that statistically minimize the difference between all mark movement positions with respect to all mark design positions. , ΘMd).

次に、移動量の算出では、位置関係算出部112は、移動ステージ38の基板90のバンプ移動量を算出する。図10に示すように、本実施形態では、3個のバンプBaのマーク移動量を算出する例について説明する。移動ステージ38の基板90の3個のバンプBaのバンプ設計位置、バンプ実測位置の座標をそれぞれ(XBdan、YBdan)、(XBdbn、YBdbn)とする。また、バンプ実測位置の3個のバンプBaをバンプ移動量だけ移動させた後の位置であるバンプ移動位置の座標を(XBdcn、YBdcn)とする。ただし、n=1、2、3である。バンプ移動量を(SBdx、SBdy、θBd)とする。尚、SBdxは、移動ステージ38のX方向の移動量である。SBdyは、移動ステージ38のY方向の移動量である。θBdは、鉛直軸の周りの移動ステージ38の回転角度である。   Next, in the calculation of the movement amount, the positional relationship calculation unit 112 calculates the bump movement amount of the substrate 90 of the movement stage 38. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, an example of calculating the mark movement amount of the three bumps Ba will be described. The coordinates of the bump design position and the bump actual measurement position of the three bumps Ba on the substrate 90 of the moving stage 38 are (XBdan, YBdan) and (XBdbn, YBdbn), respectively. Further, the coordinates of the bump movement position, which is the position after the three bumps Ba at the bump actual measurement position are moved by the bump movement amount, are (XBdcn, YBdcn). However, n = 1, 2, and 3. The amount of bump movement is (SBdx, SBdy, θBd). Note that SBdx is the amount of movement of the moving stage 38 in the X direction. SBdy is the amount of movement of the moving stage 38 in the Y direction. θBd is the rotation angle of the moving stage 38 around the vertical axis.

位置関係算出部112は、下記の式(3)、式(4)を用いて、全てのバンプ設計位置に対する全てのバンプ移動位置の差が統計的に最少になるバンプ移動量(SBdx、SBdy、θBd)を算出する。

Figure 2014116519
Figure 2014116519
The positional relationship calculation unit 112 uses the following formulas (3) and (4), and the bump movement amounts (SBdx, SBdy, SBdyx, SBdy, θBd) is calculated.
Figure 2014116519
Figure 2014116519

位置関係算出部112は、固定ステージ36の基板90のアライメントマークMのマーク設計位置、マーク実測位置、マーク移動位置の座標をそれぞれ(XMuan、YMuan)、(XMubn、YMdbn)、(XMucn、YMucn)として、式(1)及び式(2)を用いて同様にマーク移動量(SMux、SMuy、θMu)を算出する。   The positional relationship calculation unit 112 sets the coordinates of the mark design position, the mark actual measurement position, and the mark movement position of the alignment mark M on the substrate 90 of the fixed stage 36 to (XMuan, YMuan), (XMubn, YMdbn), (XMucn, YMucn), respectively. As described above, the mark movement amounts (SMux, SMuy, θMu) are calculated in the same manner using the equations (1) and (2).

位置関係算出部112は、固定ステージ36の基板90のバンプBaのバンプ設計位置、バンプ実測位置、バンプ移動位置の座標をそれぞれ(XBuan、YBuan)、(XBubn、YBdbn)、(XBucn、YBucn)として、式(1)及び式(2)を用いて同様にバンプ移動量(SBux、SBuy、θBu)を算出する。   The positional relationship calculation unit 112 sets the coordinates of the bump design position, actual bump measurement position, and bump movement position of the bump Ba on the substrate 90 of the fixed stage 36 as (XBuan, YBuan), (XBubn, YBdbn), and (XBucn, YBucn), respectively. Similarly, the amount of bump movement (SBux, SBuy, θBu) is calculated using equations (1) and (2).

位置関係算出部112は、それぞれ算出した2個のマーク移動量及び2個のバンプ移動量を式(5)に代入して、移動量(Sx、Sy、θ)を算出して、位置合わせ部114に出力する。

Figure 2014116519
The positional relationship calculation unit 112 substitutes the two calculated mark movement amounts and two bump movement amounts into the equation (5) to calculate the movement amount (Sx, Sy, θ), and the alignment unit. To 114.
Figure 2014116519

位置合わせ部114は、位置関係算出部112から取得した移動量に合わせて、移動ステージ38を移動させる(S20)。これにより、固定ステージ36の基板90のバンプBaと移動ステージ38の基板90のバンプBaとが、位置合わせされる。この後、位置合わせ部114は、移動ステージ38を上昇させることにより、バンプBa同士を接触させる。   The alignment unit 114 moves the movement stage 38 according to the movement amount acquired from the positional relationship calculation unit 112 (S20). Thereby, the bump Ba of the substrate 90 of the fixed stage 36 and the bump Ba of the substrate 90 of the moving stage 38 are aligned. Thereafter, the alignment unit 114 raises the moving stage 38 to bring the bumps Ba into contact with each other.

上述したように、アライメント装置28では、位置関係算出部112は、アライメントマークMとバンプBaとの位置関係情報である実測相対位置から、バンプ同士を位置合わせするのに必要な移動量を算出している。これにより、アライメント装置28は、バンプBaがアライメントマークMを基準とすることなく配されていても、正確にバンプ同士を位置合わせできる。   As described above, in the alignment apparatus 28, the positional relationship calculation unit 112 calculates the amount of movement necessary to align the bumps from the measured relative position, which is the positional relationship information between the alignment mark M and the bump Ba. ing. Thus, the alignment device 28 can accurately align the bumps even if the bump Ba is arranged without using the alignment mark M as a reference.

次に、上述した実施形態の一部を変更したアライメント装置28について説明する。本実施形態によるアライメント装置28では、バンプBaのバンプ実測位置の一部を仮想的に算出する。   Next, an alignment apparatus 28 in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. In the alignment apparatus 28 according to the present embodiment, a part of the bump actual measurement position of the bump Ba is virtually calculated.

図11は、本実施形態を適用する基板90をクラスタClに分割した状態を説明する図である。図12は、1個のクラスタCl内でのアライメントマークMとバンプBaの位置ずれを説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining a state in which the substrate 90 to which this embodiment is applied is divided into clusters Cl. FIG. 12 is a diagram for explaining the positional deviation between the alignment mark M and the bump Ba within one cluster Cl.

図11に示すように、本実施形態のアライメント装置28では、位置関係算出部112が、最初の組の基板90を仮想的な複数のクラスタClに分割する。ここでは、分割されたクラスタClの数を4個とする。各クラスタClには、3個のアライメントマークMa1からMa3、・・、Md3からMd3が形成されている。取得部110は、クラスタClごとに複数のアライメントマークMを上顕微鏡70及び下顕微鏡72に観察させて撮像させる。位置関係算出部112は、例えば、取得部110からクラスタClaのアライメントマークMaの画像を取得すると、アライメントマークMa1からMa3のマーク実測位置を算出する。図12に示すように、位置関係算出部112は、アライメントマークMa1からMa3のマーク実測位置からクラスタ中心MCを算出する。   As shown in FIG. 11, in the alignment apparatus 28 of the present embodiment, the positional relationship calculation unit 112 divides the first set of substrates 90 into a plurality of virtual clusters Cl. Here, the number of divided clusters Cl is four. In each cluster Cl, three alignment marks Ma1 to Ma3,..., Md3 to Md3 are formed. The acquisition unit 110 causes the upper microscope 70 and the lower microscope 72 to observe and image the plurality of alignment marks M for each cluster Cl. For example, when the image of the alignment mark Ma of the cluster Cla is acquired from the acquisition unit 110, the positional relationship calculation unit 112 calculates the mark actual measurement position of the alignment marks Ma1 to Ma3. As shown in FIG. 12, the positional relationship calculation unit 112 calculates the cluster center MC from the mark measured positions of the alignment marks Ma1 to Ma3.

次に、位置関係算出部112は、取得部110を介して、外部機器からバンプBaのバンプ実測相対位置を取得する。位置関係算出部112は、アライメントマークMのマーク実測位置及びバンプ実測相対位置から実測されたバンプBaのクラスタ内での位置であるバンプ実測位置を算出する。バンプ設計位置及びバンプ実測位置をそれぞれ(XB2an、YB2an)、(XB2bn、YB2bn)とする。ただし、n=1、2・・である。位置関係算出部112は、クラスタ毎にバンプ設計位置とバンプ実測位置との誤差であるクラスタ誤差を算出する。クラスタ誤差を(SDx、SDy、θD)とする。SDx及びSDyは、クラスタ誤差のXY成分である。θDは、クラスタClの中心を通る鉛直軸の周りのクラスタ誤差の角度成分である。   Next, the positional relationship calculation unit 112 acquires the bump actual relative position of the bump Ba from the external device via the acquisition unit 110. The positional relationship calculation unit 112 calculates a bump actual measurement position that is a position in the cluster of the bump Ba actually measured from the mark actual measurement position of the alignment mark M and the bump actual measurement relative position. The bump design position and the bump actual measurement position are (XB2an, YB2an) and (XB2bn, YB2bn), respectively. However, n = 1, 2,. The positional relationship calculation unit 112 calculates a cluster error that is an error between the bump design position and the bump actual measurement position for each cluster. Let the cluster error be (SDx, SDy, θD). SDx and SDy are XY components of the cluster error. θD is an angular component of the cluster error around the vertical axis passing through the center of the cluster Cl.

バンプ実測位置からクラスタ誤差だけ修正したバンプの位置をバンプ修正位置(XB2cn、YB2cn)とする。バンプ実測位置(XB2bn、YB2bn)とバンプ修正位置(XB2cn、YB2cn)との関係は、次の式(6)で表すことができる。

Figure 2014116519
The bump position corrected by the cluster error from the bump actual measurement position is defined as a bump correction position (XB2cn, YB2cn). The relationship between the bump actual measurement position (XB2bn, YB2bn) and the bump correction position (XB2cn, YB2cn) can be expressed by the following equation (6).
Figure 2014116519

さらに、式(7)の残差平方和を最少とするクラスタ誤差(SB2x、SB2y、θB2)を算出する。

Figure 2014116519
Further, a cluster error (SB2x, SB2y, θB2) that minimizes the residual sum of squares of the equation (7) is calculated.
Figure 2014116519

以上より、位置関係算出部112は、下記の式(6)、式(7)を用いて、クラスタCl内の全てのバンプ設計位置に対する全てのバンプ修正位置の差が統計的に最少になるクラスタ誤差(SB2x、SB2y、θB2)を算出する。   As described above, the positional relationship calculation unit 112 uses the following formulas (6) and (7), and the cluster in which the difference between all the bump correction positions with respect to all the bump design positions in the cluster Cl is statistically minimized. The error (SB2x, SB2y, θB2) is calculated.

位置関係算出部112は、他のクラスタのクラスタ誤差を同様に算出する。位置関係算出部112は、2組目以降の基板90において、1組目のアライメントマークMと設計位置が同じアライメントマークMのマーク実測位置を算出した後、クラスタ誤差、バンプ実測相対位置、及び、マーク実測位置から、各クラスタCl内のバンプBaの仮想のバンプ実測位置を算出する。これにより、位置関係算出部112は、バンプのバンプ実測位置の算出に必要な時間を低減できる。この後、位置関係算出部112は、仮想のバンプのバンプ実測位置を上述したバンプ実測位置として適用して、バンプ同士を位置合わせするのに必要な移動量を上述の方法によって算出する。   The positional relationship calculation unit 112 similarly calculates cluster errors of other clusters. The positional relationship calculation unit 112 calculates the mark error position of the alignment mark M having the same design position as the alignment mark M of the first set on the second and subsequent sets of substrates 90, and then the cluster error, the bump actual measurement relative position, and From the mark measurement position, the virtual bump measurement position of the bump Ba in each cluster Cl is calculated. Thereby, the positional relationship calculation part 112 can reduce time required for calculation of the bump actual measurement position of a bump. Thereafter, the positional relationship calculation unit 112 applies the bump actual measurement position of the virtual bump as the bump actual measurement position described above, and calculates the movement amount necessary to align the bumps by the above method.

尚、位置関係算出部112は、いずれかのクラスタClのバンプ実測位置と、1組目の同じクラスタClのバンプ実測位置との誤差であるバンプ位置誤差が、予め定められたバンプ位置閾値未満の場合、仮想のバンプ実測位置を算出するようにしてもよい。これにより、位置関係算出部112は、1組目の基板90のバンプ実測位置と、相関関係のあるバンプ実測位置の基板90のみに仮想のバンプ実測位置を算出することになり、バンプの実測位置の算出時間を短縮しつつ、位置合わせの精度を維持できる。   The positional relationship calculation unit 112 has a bump position error that is an error between the bump actual measurement position of any one of the clusters Cl and the bump actual measurement position of the same cluster Cl in the first set is less than a predetermined bump position threshold. In this case, a virtual bump actual measurement position may be calculated. As a result, the positional relationship calculation unit 112 calculates the virtual bump actual measurement position only for the bump actual measurement position of the first set of substrates 90 and the substrate 90 of the correlated bump actual measurement position. The positioning accuracy can be maintained while shortening the calculation time.

また、位置関係算出部112は、1組目と2組目以降のいずれかの基板90のアライメントマークMのマーク実測位置に相関関係がある場合、アライメントマークMの実測位置の算出を減らしてもよい。例えば、位置関係算出部112は、1組目と2組目以降のいずれかの基板90のアライメントマークMのマーク実測位置との間のマーク位置誤差がマーク位置閾値未満の場合、1組目と2組目の基板90のアライメントマークMのマーク実測位置に相対関係があると判定する。   Further, the positional relationship calculation unit 112 may reduce the calculation of the actual measurement position of the alignment mark M when there is a correlation between the actual measurement positions of the alignment mark M of the substrate 90 in the first set and the second and subsequent sets. Good. For example, when the mark position error between the first set and the mark actual measurement position of the alignment mark M of the substrate 90 in any one of the second and subsequent sets is less than the mark position threshold, the positional relationship calculation unit 112 It is determined that the mark measurement position of the alignment mark M on the second set of substrates 90 has a relative relationship.

更に、位置関係算出部112は、マーク実測位置に相対関係があると判定すると、2組目以降の基板90において、算出するアライメントマークMのマーク実測位置の個数を、最初の組の個数よりも減らす。この場合、上顕微鏡70及び下顕微鏡72は、最初の組で観察したアライメントマークMに対応するアライメントマークMを2組目以降の基板90において観察する。位置関係算出部112は、2組目以降の基板90では、観察したアライメントマークMから残りのアライメントマークMの仮想のマーク実測位置を算出する。これにより、位置関係算出部112は、アライメントマークMを実測する時間を低減することができるので、移動量を算出する時間を低減できる。   Further, when the positional relationship calculation unit 112 determines that the mark actual measurement position has a relative relationship, the number of the mark actual measurement positions of the alignment mark M to be calculated in the second and subsequent sets of substrates 90 is larger than the number of the first group. cut back. In this case, the upper microscope 70 and the lower microscope 72 observe the alignment marks M corresponding to the alignment marks M observed in the first group on the second and subsequent substrates 90. The positional relationship calculation unit 112 calculates virtual mark actual measurement positions of the remaining alignment marks M from the observed alignment marks M in the second and subsequent sets of substrates 90. Thereby, since the positional relationship calculation part 112 can reduce the time which measures the alignment mark M, it can reduce the time which calculates a moving amount | distance.

上述の実施形態では、取得部110が、バンプ実測相対位置を位置関係情報として取得する例を示したが、バンプを配する工程において、基準としたバンプ基準マークに関する情報をバンプ実測位置に関連する位置関係情報として取得してもよい。バンプ基準マークに関する情報の一例は、アライメントマークMに対する実測されたバンプ基準マークの相対位置の情報である。位置関係算出部112は、バンプ基準マークからバンプ実測相対位置またはバンプ実測位置を算出する。   In the above-described embodiment, an example in which the acquisition unit 110 acquires the bump actual measurement relative position as the positional relationship information has been described. However, in the step of arranging the bump, information regarding the bump reference mark as a reference is related to the bump actual measurement position. You may acquire as positional relationship information. An example of information regarding the bump reference mark is information on the relative position of the actually measured bump reference mark with respect to the alignment mark M. The positional relationship calculation unit 112 calculates a bump actual measurement relative position or a bump actual measurement position from the bump reference mark.

上述の実施形態では、バンプが形成されている半導体基板同士を位置合わせする例を示したが、他の2つの部材を位置合わせするアライメント装置に上述の実施形態の技術を適用してもよい。例えば、ナノインプリントにおいて、原版と基板とを互いに位置合わせするアライメント装置に上述の技術を適用してもよい。ナノインプリントのアライメント装置は、原版に設けられた構造物の実測の位置である構造物実測位置と、原版に配された、基板との位置合わせに用いられるアライメントマークの実測の位置であるマーク実測位置とに関係する位置関係情報を取得する取得部と、取得した位置関係情報、及び、原版のアライメントマークの位置、基板のアライメントマークの位置を用いて、原版及び基板とを位置合わせする位置合わせ部とを備える。ナノインプリントのアライメント装置では、位置合わせ部は、構造物が基板の予め定められた位置に重なるように、原版と基板とを位置合わせする。この場合、構造物を構造物基準マークとして機能させてもよく、また、構造物とは別に構造物基準マークを設けてもよい。尚、構造物の設計上の位置である構造物設計位置と、構造物の実測位置との位置ずれに基づいて位置合わせしてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the semiconductor substrates on which the bumps are formed is aligned is shown. However, the technique of the above-described embodiment may be applied to an alignment apparatus that aligns the other two members. For example, in the nanoimprint, the above technique may be applied to an alignment apparatus that aligns an original and a substrate. The nanoimprint alignment device is a structure measurement position that is the actual measurement position of the structure provided on the original plate, and a mark measurement position that is the actual measurement position of the alignment mark placed on the original plate and used for alignment with the substrate. An alignment unit that aligns the original and the substrate using the acquired positional relationship information, the position of the alignment mark of the original, and the position of the alignment mark of the substrate. With. In the nanoimprint alignment apparatus, the alignment unit aligns the original plate and the substrate so that the structure overlaps a predetermined position of the substrate. In this case, the structure may function as a structure reference mark, or a structure reference mark may be provided separately from the structure. In addition, you may align based on the position shift of the structure design position which is a design position of a structure, and the measurement position of a structure.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10 基板貼り合わせ装置、 12 環境チャンバ、 14 大気環境部、 16 真空環境部、 18 制御部、 20 基板カセット、 22 基板ホルダラック、 24 ロボットアーム、 26 プリアライナ、 28 アライメント装置、 30 ロボットアーム、 31 ロボットアーム、 32 レール、 34 枠体、 36 固定ステージ、 38 移動ステージ、 48 ロードロック室、 50 アクセスドア、 52 ゲートバルブ、 53 ロボットチャンバ、 54 ロボットアーム、 55 収容室、 56 加熱加圧装置、 57 ゲートバルブ、 58 ロボットアーム、 60 冷却室、 70 上顕微鏡、 72 下顕微鏡、 74 天板、 75 底板、 76 側壁、 78 ガイドレール、 80 Xステージ、 82 Yステージ、 84 昇降部、 85 微動ステージ、 86 吸着部、 90 基板、 92 重ね合わせ基板、 94 基板ホルダ、 95 貼り合わせ基板、 96 積層半導体装置、 100 制御部、 102 格納部、 110 取得部、 112 位置関係算出部、 114 位置合わせ部、 120 バンプ製造装置、 122 露光装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate bonding apparatus, 12 Environmental chamber, 14 Atmospheric environment part, 16 Vacuum environment part, 18 Control part, 20 Substrate cassette, 22 Substrate holder rack, 24 Robot arm, 26 Pre-aligner, 28 Alignment apparatus, 30 Robot arm, 31 Robot Arm, 32 Rail, 34 Frame, 36 Fixed stage, 38 Moving stage, 48 Load lock chamber, 50 Access door, 52 Gate valve, 53 Robot chamber, 54 Robot arm, 55 Storage chamber, 56 Heating and pressurizing device, 57 Gate Valve, 58 Robot arm, 60 Cooling chamber, 70 Upper microscope, 72 Lower microscope, 74 Top plate, 75 Bottom plate, 76 side walls, 78 guide rails, 80 X stage, 82 Y stage, 84 lifting / lowering part, 85 fine movement stage, 86 suction part, 90 substrate, 92 superposed substrate, 94 substrate holder, 95 bonded substrate, 96 laminated semiconductor device, 100 Control unit, 102 storage unit, 110 acquisition unit, 112 positional relationship calculation unit, 114 alignment unit, 120 bump manufacturing apparatus, 122 exposure apparatus

Claims (11)

第1の部材と第2の部材とを互いに位置合わせするアライメント装置であって、
前記第1の部材に設けられた構造物の実測の位置である構造物実測位置と、前記1の部材に配された、前記第2の部材との位置合わせに用いられるアライメントマークの実測の位置であるマーク実測位置と、前記構造物の設計上の位置である構造物設計位置とに関係する位置関係情報を取得する取得部と、
取得した位置関係情報、及び、前記第1の部材のアライメントマークの位置、前記第2の部材のアライメントマークの位置を用いて、前記第1の部材及び前記第2の部材とを位置合わせする位置合わせ部とを備え、
前記位置合わせ部は、前記構造物が前記第2の部材の予め定められた位置に重なるように、前記第1の部材と前記第2の部材との位置合わせする
アライメント装置。
An alignment apparatus for aligning a first member and a second member with each other,
The actual measurement position of the alignment mark used for alignment with the second member and the actual measurement position of the structure, which is the actual measurement position of the structure provided on the first member. An acquisition unit for acquiring positional relationship information related to a mark actual measurement position and a structure design position that is a design position of the structure;
Position for aligning the first member and the second member using the acquired positional relationship information, the position of the alignment mark of the first member, and the position of the alignment mark of the second member With a mating part,
The alignment unit is an alignment apparatus that aligns the first member and the second member such that the structure overlaps a predetermined position of the second member.
前記第1の部材は、第1の半導体基板であり、前記第2の部材は、第2の半導体基板であり、前記構造物は、前記第1の半導体基板に設けられ、前記第2の半導体基板と電気的に接続される接続部である
請求項1に記載のアライメント装置。
The first member is a first semiconductor substrate, the second member is a second semiconductor substrate, the structure is provided on the first semiconductor substrate, and the second semiconductor The alignment apparatus according to claim 1, wherein the alignment apparatus is a connection part electrically connected to the substrate.
前記位置関係情報から前記第1の半導体基板の前記構造物と、前記第2の半導体基板の構造物との相対位置関係を算出して出力する位置関係算出部と、
前記相対位置関係に基づいて、前記第1の半導体基板の前記構造物と前記第2の半導体基板の前記構造物とを位置合わせする
請求項2に記載のアライメント装置。
A positional relationship calculation unit that calculates and outputs a relative positional relationship between the structure of the first semiconductor substrate and the structure of the second semiconductor substrate from the positional relationship information;
The alignment apparatus according to claim 2, wherein the structure of the first semiconductor substrate and the structure of the second semiconductor substrate are aligned based on the relative positional relationship.
前記構造物実測位置に関係する位置関係情報は、実測された構造物の位置から算出された情報を含む請求項1から3のいずれか1項に記載のアライメント装置。   The alignment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the positional relationship information related to the actually measured position of the structure includes information calculated from the position of the actually measured structure. 前記構造物実測位置に関連する位置関係情報は、前記構造物を配する工程で基準とされた構造物基準マークが実測された位置の情報を含む請求項1から3のいずれか1項に記載のアライメント装置。   The positional relationship information related to the structure actual measurement position includes information on a position where the structure reference mark used as a reference in the step of arranging the structure is actually measured. Alignment equipment. 前記アライメントマークを観察して画像を前記取得部に出力する観察部を更に備える請求項3に記載のアライメント装置。   The alignment apparatus according to claim 3, further comprising an observation unit that observes the alignment mark and outputs an image to the acquisition unit. 前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板の複数の組の位置合わせする場合において、
前記位置関係算出部は、前記第1の半導体基板を複数のクラスタに分割して、クラスタごとに前記構造物の設計位置に対する前記構造物実測位置の誤差を算出して、他の組の半導体基板の前記アライメントマークの実測位置、前記位置関係情報及び前記誤差から仮想の構造物実測位置を算出する
請求項6に記載のアライメント装置。
In aligning a plurality of sets of the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate,
The positional relationship calculation unit divides the first semiconductor substrate into a plurality of clusters, calculates an error of the structure actual measurement position with respect to the design position of the structure for each cluster, and sets other semiconductor substrates. The alignment apparatus according to claim 6, wherein a virtual structure actual measurement position is calculated from the actual measurement position of the alignment mark, the positional relationship information, and the error.
前記位置関係算出部は、前記基板の最初の組で算出した前記アライメントマークの前記実測位置の個数より、前記基板の後の組で算出する前記アライメントマークの前記実測位置の個数を減らす
請求項7に記載のアライメント装置。
The positional relationship calculation unit reduces the number of the actually measured positions of the alignment mark calculated in the subsequent group of the substrate from the number of the actually measured positions of the alignment mark calculated in the first group of the substrates. The alignment apparatus described in 1.
前記観察部は、前記基板の最初の組で前記実測位置の算出に用いた前記アライメントマークに対応するアライメントマークを前記基板の後の組で観察する
請求項8に記載のアライメント装置。
The alignment apparatus according to claim 8, wherein the observation unit observes an alignment mark corresponding to the alignment mark used for calculating the actual measurement position in the first set of the substrates in a subsequent set of the substrates.
第1の部材と第2の部材とを互いに位置合わせする位置合わせ方法であって、
前記第1の部材に設けられた構造物の実測の位置である構造物実測位置と、前記1の部材に配された、前記第2の部材との位置合わせに用いられるアライメントマークの実測の位置であるマーク実測位置と、前記構造物の設計上の位置である構造物設計位置とに関連する位置関係情報を取得する取得段階と、
取得した位置関係情報、及び、前記第1の部材のアライメントマークの位置、前記第2の部材のアライメントマークの位置を用いて、前記第1の部材及び前記第2の部材とを位置合わせする位置合わせ段階とを備え、
前記位置合わせ段階では、前記構造物が前記第2の部材の予め定められた位置に重なるように、前記第1の部材と前記第2の部材との位置合わせする
位置合わせ方法。
An alignment method for aligning a first member and a second member with each other,
The actual measurement position of the alignment mark used for alignment with the second member and the actual measurement position of the structure, which is the actual measurement position of the structure provided on the first member. An acquisition step of acquiring positional relationship information related to the mark actual measurement position and the structure design position that is the design position of the structure;
Position for aligning the first member and the second member using the acquired positional relationship information, the position of the alignment mark of the first member, and the position of the alignment mark of the second member With a matching stage,
An alignment method for aligning the first member and the second member so that the structure overlaps a predetermined position of the second member in the alignment step.
請求項1から9のいずれか1項に記載のアライメント装置によって位置合わせされた一対の基板を個片化することによって製造された積層半導体装置。   A laminated semiconductor device manufactured by separating a pair of substrates aligned by the alignment apparatus according to claim 1.
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