JP7222702B2 - ウエハの接合方法、半導体装置の製造方法、及びその装置 - Google Patents
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Description
第1ウエハを保持する工程と、
第2ウエハを保持する工程と、
保持された前記第1ウエハの第1領域に形成された回折格子型の第1パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された第2パターンとの重なりに、第1赤外光を照射して、第1モアレを検出する工程と、
前記第1モアレのコントラストが最大となる前記第1赤外光の第1波長を算出する工程と、
前記第1波長に基づいて、前記第1領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第1距離を算出する工程と、
保持された前記第1ウエハの第2領域に形成された回折格子型の第3パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された第4パターンとの重なりに、第2赤外光を照射して第2モアレを検出する工程と、
前記第2モアレのコントラストが最大となる前記第2赤外光の第2波長を算出する工程と、
前記第2波長に基づいて、前記第2領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第2距離を算出する工程と、
前記第1距離及び前記第2距離から算出された前記第1ウエハに対する前記第2ウエハの傾きを補正するように位置合わせする工程と、
を含む。
第1ウエハを保持する第1ウエハ保持部と、
第2ウエハを保持する第2ウエハ保持部と、
保持された前記第1ウエハの第1領域に形成された回折格子型の第1パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された第2パターンとの重なりに、第1赤外光を照射して、第1モアレを生成させる第1光源と、
前記第1モアレを検出する第1検出器と、
保持された前記第1ウエハの第2領域に形成された回折格子型の第3パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された第4パターンとの重なりに、第2赤外光を照射して、第2モアレを生成させる第2光源と、
前記第2モアレを検出する第2検出器と、
前記第1ウエハを保持する前記第1ウエハ保持部と、前記第2ウエハを保持する前記第2ウエハ保持部とを相対移動させ、位置合わせする駆動部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1モアレのコントラストが最大となる前記第1赤外光の第1波長を算出し、
前記第1波長に基づいて、前記第1領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第1距離を算出し、
前記第2モアレのコントラストが最大となる前記第2赤外光の第2波長を算出し、
前記第2波長に基づいて、前記第2領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第2距離を算出し、
前記第1距離及び前記第2距離から算出された前記第1ウエハに対する前記第2ウエハの傾きを補正するように前記第1ウエハ保持部と前記第2ウエハ保持部とを相対移動させ、位置合わせ駆動部を制御するように構成されている、
装置。
<アライメントマーク(アライメントパターン)>
アライメント(後述)で使用するアライメントパターン1aとアライメントパターン2aは、ウエハ1とウエハ2を接合した時に、図4に示すように、互いに重ならないように左右に少しずらした位置に配置される。アライメントパターン1a、2aは、ウエハ1、2の粗い位置決めに使用されるために、ラフアライメント用パターン対と称される場合もある。アライメントパターン1aとアライメントパターン2aは、ウエハの撮像画像の重心位置やX、Yそれぞれのエッジ検出から求めることができる。アライメントパターン1aとアライメントパターン2aの相対的な距離から、ウエハ1とウエハ2の接合後の位置が把握することができる。
<装置構成>
<ウエハ接合の処理フロー>
<Gapの算出>
(ここでθとGapの関係は図7を参照)。
この式に、波長λ1m、λ2mを代入することで、Gap1、Gap2を求めることができる。
(数2)
β=arctan((Gap1-Gap2)/L)・・・(式2)
(ここでθとGapの関係は図7を参照)。
相対距離LはあらかじめX及びY方向のシフトに、ウエハにおけるX及びY方向のダイの数を乗算することで算出するか、あるいは位置認識部60Lと位置認識部60Rの相対距離を別な測定手段で計測することで算出する。
<相対距離X、Yの算出>
まず、上記ステップS8のコントラスト総和の再計算を行い、光源61Lの波長λを変更しながら、モアレのコントラストが最大となる波長を求める(ステップS13)。ここで、算出されたコントラストの総和は、最大となる波長を見つけるために使用される。
<ウエハ接合後の相対距離X、Yの算出>
2 ウエハ
10、20 ダイ
10a、20a 主領域
10b、20b アライメントパターン領域
11L,11R 貫通孔
12 押付部
13L,13R 貫通孔
14L、13R 貫通孔
15 溝
16 凸部
51 ウエハ保持部
52 ウエハ保持部
55 駆動部
60(60L、60R) 位置認識部
61L、61R 光源
62L、62R NDフィルタ
63L、63R 分光フィルタ
64L、64R ハーフミラー
65L、65R 対物レンズ
66L、66R 対物レンズ
67L、67R 検出器
68L、68R 検出器
100 装置
M モアレ
Claims (5)
- 正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の非透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の非透過型回析格子パターンと、を含む第1ウエハを保持する工程と、
正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の非透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の非透過型回析格子パターンと、を含む第2ウエハを保持する工程と、
保持された前記第1ウエハの第1領域に形成された縦模様又は横模様のいずれかの透過型回折格子の第1パターンと、
保持された前記第2ウエハに形成された縦模様又は横模様のうち対応する模様の非透過型回析格子の第2パターンとの重なりに、第1赤外光を照射して、第1モアレを検出する工程と、
前記第1モアレのコントラストが最大となる前記第1赤外光の第1波長を算出する工程と、
前記第1波長に基づいて、前記第1領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第1距離を算出する工程と、
保持された前記第1ウエハの第2領域に形成された縦模様又は横模様のいずれかの透過型回折格子の第3パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された、縦模様又は横模様のうち対応する模様の非透過型回析格子の第4パターンとの重なりに、第2赤外光を照射して第2モアレを検出する工程と、
前記第2モアレのコントラストが最大となる前記第2赤外光の第2波長を算出する工程と、
前記第2波長に基づいて、前記第2領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第2距離を算出する工程と、
前記第1距離及び前記第2距離から算出された前記第1ウエハに対する前記第2ウエハの傾きを補正するように位置合わせする工程と、
を含む、ウエハ接合方法。 - 前記第1ウエハに形成された縦模様からなる透過型回折格子の前記第1パターンと、前記第2ウエハに形成された縦模様からなる非透過型回析格子の前記第2パターンとの重なり、及び前記第1ウエハに形成された縦模様からなる透過型回折格子型の第5パターンと、前記第2ウエハに形成された縦模様からなる非透過型回析格子の第6パターンとの重なりに、赤外光を照射して、それぞれ前記第1モアレと、第3モアレを検出する工程と、
前記第1モアレと前記第3モアレとの第1方向の相対距離を算出し、それに基づいて前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第1方向の相対距離を算出する工程と、
前記第1ウエハに形成された横模様からなる透過型回折格子型の第7パターンと、前記第2ウエハに形成された横模様からなる非透過型回析格子の第8パターンとの重なり、及び、前記第1ウエハに形成された横模様からなる透過型回折格子型の第9パターンと、前記第2ウエハに形成された横模様からなる非透過型回析格子の第10パターンとの重なりに、赤外光を照射して、それぞれ第4モアレと、第5モアレを検出する工程と、
前記第4モアレと前記第5モアレとの前記第1方向と垂直な第2方向の相対距離を算出し、それに基づいて前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第2方向での相対距離を算出する工程と、
前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第1方向の相対距離及び前記第2方向の相対距離を補正するように前記第1ウエハと前記第2ウエハを位置合わせする工程と、
を含む、請求項1に記載のウエハ接合方法。 - 前記第1ウエハに形成された縦模様からなる回折格子型の第5パターンと、前記第2ウエハに形成された縦模様からなる第6パターンとの重なり、及び前記第1ウエハに形成された縦模様からなる回折格子型の第7パターンと、前記第2ウエハに形成された縦模様からなる第8パターンとの重なりに、赤外光を照射して、それぞれ第3モアレと、第4モアレを検出する工程と、
前記第3モアレと前記第4モアレとの第1方向の相対距離を算出し、それに基づいて前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第1方向の相対距離を算出する工程と、
前記第1ウエハに形成された横模様からなる回折格子型の第9パターンと、前記第2ウエハに形成された横模様からなる第10パターンとの重なり、及び、前記第1ウエハに形成された横模様からなる回折格子型の第11パターンと、前記第2ウエハに形成された横模様からなる第12パターンとの重なりに、赤外光を照射して、それぞれ第5モアレと、第6モアレを検出する工程と、
前記第5モアレと前記第6モアレとの前記第1方向と垂直な第2方向の相対距離を算出し、それに基づいて前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第2方向での相対距離を算出する工程と、
前記第1ウエハと前記第2ウエハとの前記第1方向の相対距離及び前記第2方向の相対距離を補正するように前記第1ウエハと前記第2ウエハを位置合わせする工程と、
を含む、請求項1に記載のウエハ接合方法。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載のウエハ接合方法を含む、半導体装置の製造方法。
- 第1ウエハと第2ウエハを位置合わせし、接合を行う装置であって、
正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の非透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の非透過型回析格子パターンと、を含む第1ウエハを保持する第1ウエハ保持部と、
正又は負方向に回転された略Y軸方向に沿った縦模様の非透過型回析格子パターンと、正又は負方向に回転された略X軸方向に沿った横模様の非透過型回析格子パターンと、を含む第2ウエハを保持する第2ウエハ保持部と、
保持された前記第1ウエハの第1領域に形成された縦模様又は横模様のうちいずれかの透過型回折格子の第1パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された縦模様又は横模様のうち対応する模様の非透過型回析格子の第2パターンとの重なりに、第1赤外光を照射して、第1モアレを生成させる第1光源と、
前記第1モアレを検出する第1検出器と、
保持された前記第1ウエハの第2領域に形成された縦模様又は横模様のいずれかの透過型回折格子の第3パターンと、保持された前記第2ウエハに形成された、縦模様又は横模様のうち対応する模様の非透過回析格子の第4パターンとの重なりに、第2赤外光を照射して、第2モアレを生成させる第2光源と、
前記第2モアレを検出する第2検出器と、
前記第1ウエハを保持する前記第1ウエハ保持部と、前記第2ウエハを保持する前記第2ウエハ保持部とを相対移動させ、位置合わせする駆動部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1モアレのコントラストが最大となる前記第1赤外光の第1波長を算出し、
前記第1波長に基づいて、前記第1領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第1距離を算出し、
前記第2モアレのコントラストが最大となる前記第2赤外光の第2波長を算出し、
前記第2波長に基づいて、前記第2領域における前記第1ウエハと前記第2ウエハとの第2距離を算出し、
前記第1距離及び前記第2距離から算出された前記第1ウエハに対する前記第2ウエハの傾きを補正するように前記第1ウエハ保持部と前記第2ウエハ保持部とを相対移動させることで、前記第1ウエハ及び前記第2ウエハの位置合わせを行うように前記駆動部を制御するように構成されている、
装置。
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