KR101708143B1

KR101708143B1 - 기판 정렬 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101708143B1
Application number: KR1020157035637A
Authority: KR
Inventors: 에리히 탈너
Original assignee: 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2017-02-17
Also published as: CN105283950B; CN105283950A; WO2014202106A1; SG2014014054A; KR20160019453A; JP6258479B2; TW201513259A; US20160148826A1; EP3011589A1; TWI618181B; EP3011589B1; JP2016529691A; US9418882B2; EP3011589B9

Abstract

본 발명은 복수의 검출 유닛뿐 아니라 대응하는 장치를 이용한 제1 기판(15)과 제2 기판(15')의 정렬 및 접촉 방법과 관련된다.

Description

기판 정렬 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ALIGNING SUBSTRATES}

본 발명은 청구항 1에서 청구되는 제2 기판에 대해 제1 기판을 정렬 및 접촉하기 위한 방법 및 청구항 4에서 청구되는 대응하는 장치와 관련된다.

반도체 산업에서 기판들이 서로 접합된다. 일반적으로 실제 접합 공정 전에 기판들을 서로 정렬하는 것이 필요하다. 기판들은 정렬 시스템에 의해 서로 정렬된다. 정렬 시스템은 기판상의 정렬 마크를 검출하고, 정렬 마크가 서로 보완되도록 기판들을 서로 정렬할 수 있다. 대개의 경우, 정렬 마크는 서로에 상보적이다.

2개의 기판을 서로 올바르게 정렬하기 위해, 각각의 기판상에 2개씩, 적어도 4개의 정렬 마크가 필요하다. 정렬 정확도를 증가시키기 위해 정렬 마크는 기판의 가장자리에 가능한 가까이 위치하는 것이 바람직하다.

정렬 공정에서, 경계층(boundary layer) 표면과 상기 경계층 표면의 반대쪽인 기판의 표면을 항상 구별된다. 경계층 표면은 차후에 본드 경계 표면(bond boundary surface)의 일부가 되는 기판의 표면이다. 경계층 표면 상에 위치하는 정렬 마크는 정면 정렬 마크(face-side alignment mark)라고 지칭되고, 대응하는 반대 측 상의 정렬 마크는 후면 정렬 마크(back-side alignment mark)라고 지칭된다. 따라서 4개의 기본 정렬 버전, 즉, 후면-후면, 정면-정면, 정면-후면, 및 후면-정면 정렬이 존재한다.

후면-후면 정렬에서, 정렬 마크가 모든 광소자에 의해 자유롭게 액세스 가능한 외부를 향한 표면상에 실제로 항상 위치하기 때문에 어떠한 심각한 문제도 발생하지 않는다.

정렬 기법에서 한가지 특별한 도전이 정면-정면 버전이다. 이 정렬 버전에서, 정렬 마크는 항상 본드 경계 층, 따라서 2개의 기판 사이의 평면에 정렬된다. 하나의 가능성은 기판 자체를 포함하여 기판상의 모든 층이 사용되는 전자기 스펙트럼의 전자파에 투과성일 때 사용되는 투과율 검출, 투과율 측정 및 투과율 정렬이다. 이는 IR 복사 및 가시광의 경우 항상 해당되는 것은 아니다.

특허 AT 405775B에서 정렬 시스템이 또 다른 제3의 접근법을 따른다. 이 특허는 서로에게 정렬될 2개의 기판의 전면들을 거의 접촉할 때까지 서로 접근시키는 것이 가능함을 보인다. 상부 및 하부 캐리지 상의 대응하는 샘플 홀더에 의해 상부 및 하부 기판이 고정되고 교대하는 측부 상에서 정렬 스테이션에서부터 측정 스테이션으로 직선 운동할 수 있으며, 여기서, 각각 상부 기판 및 하수 기판상에 좌측 또는 우측인 정렬 마크의 각각의 x 및 y 위치가 올바르게 측정된다. 특허 AT 405775B에서의 점은 주로 정렬 프로세스 전 및 중에 기판들이 z 방향으로 극도로 작은 공간을 가지며, 따라서 2개의 기판이 서로 접근할 때 서로 접촉하기 위해 z 방향으로 매우 작은 경로만 순회할 필요가 있다는 것이다. 이 극도로 짧은 경로 상에서 x 및 y 방향으로의 원하는 정렬 정확도로부터의 편차는 거의 어떠한 의의도 갖지 않는다.

가장 심각한 기술적 문제 중 하나는 기판의 움직임에 의해 발생하는 위치설정 오류이며 이는 진공일 수 있는 환경에서 특히 발생할 수 있다. 이들 조건하에서, 공기 베어링이 더는 사용될 수 없고, 이로 인해 캐리지의 무마찰 슬라이딩이 보장되어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 더 정확하고 더 효율적인 기판들의 정렬 및 접촉을 가능하게 하는 기판 정렬 및 접촉 장치 및 방법을 고안하는 것이다.

이 목적은 청구항 1 및 4의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 형태는 종속 청구항에서 제공된다. 상세한 설명, 청구항 및/또는 도면에서 주어진 특징부들 중 적어도 둘의 모든 조합이 본 발명의 범위 내에 포함된다. 특정 값 범위에 대해, 지시된 한계 내에 속하는 값들이 경계 값으로 개시된 것으로 간주되며 임의의 조합으로 청구될 수 있다.

본 발명은 정렬 위치 외부의 몇 개의 검출 위치를 제공함으로써, 2개의 기판들의 상대적 위치를 검출하는 아이디어를 기반으로 한다.

본 발명은, 정렬 위치 외부에서 복수의 검출 위치를 제공하고, 기판의 최소 이동 경로를 갖고, 바람직하게는 검출 동안 기판들 사이의 간격(A)을 변화시키지 않고, 2개의 기판의 서로에 대한 상대적 위치를 검출하며, 검출 후, 기판들을 Z 방향으로만(따라서 서로를 향해) 이동시킴으로써 접촉되게 하는 아이디어를 기반으로 한다. 하나의 검출 위치에서 기판상의 특징부, 바람직하게는 정렬 마크를 검출할 때 검출 수단을 기판들 사이에서 이동시키지 않으면서, 기판들 사이의 간격(A)이 가능한 최소한이다. 따라서 검출 및 정렬 동안 X 방향 및 Y 방향의 이동 거리뿐 아니라 정렬 후 접촉이 이뤄지기까지 Z 방향으로의 이동 경로 모두 최소화될 수 있다.

본 발명에서 청구되는 실시예는 최초로 진공상태에서 고정밀도를 갖고 기판들의 정렬 및 접촉이 가능한 신규하고 진보성 있는 장치를 주로 보여준다.

본 발명에 따르면, 기판을 X-Y 평면 내 서로 다른 방향으로 적어도 2개의 서로 다른 검출 위치로 이동시킴으로써 바람직하게는, 기판들의 대향하는 병렬 변위에 의해, 검출이 발생한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 정렬 마킹과 제4 정렬 마킹 및/또는 제2 정렬 마킹과 제3 정렬 마킹이 Z 방향으로 서로 대향하도록 배열된다. 특히, 본 발명에 따르면, 정렬 마킹들인 서로 대향하는 측부들, 바람직하게는 기판의 접촉면의 후면들 상에 위치하는 경우, 및/또는 검출 유닛의 검출 장치가 검출 장치 쌍으로서 접촉면의 반대쪽 측부 상에서 검출이 이뤄질 수 있는 경우 바람직하다. 이는 특히, 검출 장치들이 평행하며 정렬 유닛의 대응하는 조절 장치로부터 측방, 바람직하게는 측방에서 서로 대향하는 쌍으로 구현될 수 있다.

제1 정렬 마킹 및 제2 정렬 마킹의 검출 및/또는 제3 정렬 마킹 및 제4 정렬 마킹의 검출이 동기화된 방법 단계로, 특히, 동시에, 제1 정렬 마킹 및/또는 제2 정렬 마킹의 검출을 위한 제1 검출 유닛 및 제3 정렬 마킹 및/또는 제4 정렬 마킹의 검출을 위한 제2 검출 유닛에 의해 이뤄지는 경우, 극도로 짧은 이동 경로가 단 2개의 검출 위치에 의해 구현될 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 바람직한 실시예에 따르면 제1 조절 유닛 및/또는 제2 조절 유닛이 접촉 수단으로서 제공되는 것이 더 바람직하다. 조절 유닛은 서로 동일 높이로 대향하여 배열되고 조절 및 운동, 특히, 예를 들면, 기판을 고정하기 위한 장착부의 회전 운동을 위해 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 검출 수단이 제1 정렬 마킹 및/또는 제2 정렬 마킹의 검출을 위한 제1 검출 유닛 및 제1 검출 유닛에 대향하는 장착부의 측부 상에 위치하며 제3 정렬 마킹 및/또는 제4 정렬 마킹의 검출을 위한 제2 검출 유닛을 가진다.

여기서 제1 검출 유닛이 복수의 전자기 유닛, 특히, 서로 대향하여 위치하는 2개의 제1 검출 장치, 바람직하게는 마이크로스코프(microscope)를 갖는 것 및/또는 제2 검출 유닛이 복수의 전자기 유닛, 특히, 서로 대향하여 위치하는 2개의 제2 검출 장치, 바람직하게는 마이크로스코프를 갖는 것이 특히 바람직하다.

제1 검출 유닛이 제1 검출 장치를 부착하기 위한 제1 광소자 고정부를 갖고 및/또는 제2 검출 유닛이 제2 검출 장치를 부착하기 위한 제2 광소자 고정부를 갖는 한, 검출 유닛 및 검출 장치는, 특히, 사전 교정 후, 서로에 대해 고정되어, 복수의 측정에 대해 본 발명에 따르는 교정이 단 한 번만 수행되도록 할 수 있다. 덧붙여, 제1 검출 장치들이 제1 광소자 고정부를 고정하는 제1 고정부 병진운동 유닛에 의해 공동으로 이동될 수 있고 및/또는 제2 검출 장치들이 제2 광소자 고정부를 고정하는 제2 고정부 병진운동 유닛에 의해 공동으로 이동될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로 교정 후에 교정된 광소자 고정부 및 검출 장치가 또한 공동으로 이동될 수 있다.

본 발명의 더 개선된 하나의 실시예에 따라, 제1 검출 장치 각각이 제1 광소자 고정부 상의 제1 광소자 병진운동 유닛을 통해 개별적으로 이동될 수 있고, 및/또는 제2 검출 장치가 광소자 고정부 상의 제2 광소자 병진운동 유닛을 통해 개별적으로 이동될 수 있다.

본 발명은 특히, X 방향 및/또는 Y 방향으로(따라서 접촉면을 따라) 비교적 짧은 이동 경로에 의해 가능한 한 하나의 주변 영역 내 측방 주변 가장자리 상에 놓이는 것이 바람직한 2개의 기판의 정렬 마킹을 측정할 수 있는 장치(정렬 시스템)와 관련된다. 덧붙여, 본 발명은 X 및/또는 Y 방향으로 비교적 짧은 이동 경로에 의해 가능한 한 가장자리 상에 놓이는 2개의 기판의 정렬 마킹을 측정할 수 있는 방법과 관련된다.

또한 본 발명은 X 및/또는 Y 방향으로의 비교적 짧은 이동 경로에 의해, 가능한 한 가장자리 상에 놓이는 2개의 기판의 정렬 마킹을 측정할 수 있는 방법과 관련된다. 본 발명에서 사용될 때 비교적 짧음의 의미는 측정 단계 또는 검출 단계당 기판의 지름의 절반보다 작다는 것이다. 이동 경로는 X, Y 및/또는 Z 방향으로의 각자의 정렬 위치로부터 하나의 검출 위치까지의 경로로서 정의된다.

기판은 반도체 산업에서 사용되는 제품 기판 또는 캐리어 기판으로 정의된다. 캐리어 기판은 여러 작업 단계에서, 특히, 기능 기판의 후면-씨닝(back-thinning) 동안 기능 기판(제품 기판)의 강화재로서 사용된다. 기판은 특히, 플랫(flat) 또는 노치(notch) 웨이퍼이다.

본 발명에 따르는 장치의 기능 구성요소, 가령, 캐리지(carriage), 모터, 광소자, 및 홀더가 하우징 내에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 하우징은 주변이 대해 밀봉 차단될 수 있다. 상기 하우징은 기능 구성요소로의 액세스를 가능하게 하는 커버를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 하우징의 적어도 하나의 측부 상에 잠금 문이 존재한다. 대응하는 로드 록(load lock)이 상기 잠금 문의 상류 또는 하류에 연결될 수 있다. 잠금 문의 상류 및/또는 하류에 로드 록을 이용할 때, 바람직하게는, 하우징 내에서, 하우징의 주변에서가 아닌 다른 곳의 대기가 설정될 수 있다. 상기 대기는 음압 대기인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 정렬 절차 동안, 하우징 내부의 압력이 1bar와 동일, 바람직하게는 10^- ¹mbar 미만, 더 바람직하게는 10^- ³mbar 미만, 더 바람직하게는 10^- ⁵mbar 미만, 가장 바람직하게는 10^-8mbar 미만이다.

본 발명에 따르는 정렬 절차 동안, 하우징 외부의 압력이 1bar와 동일, 바람직하게는 10^- ¹mbar 미만, 더 바람직하게는 10^- ³mbar 미만, 더 바람직하게는 10^- ⁵mbar 미만, 가장 바람직하게는 10^- ⁸mbar 미만이다.

모든 기판이 잠금 문 또는 커버를 통해 내부에 위치할 수 있다. 기판은 잠금 문을 통해 내부로 이송되는 것이 바람직하다.

하나의 특수 실시예에서, 기판 또는 서로 정렬된 기판들로 구성된 기판 스택이 로봇에 의해 하우징 밖으로 이송된다.

정렬 유닛은 특히, 장착부 상에서 X, Y, Z 방향으로 및/또는 각각 적당한 회전 방향으로 이동될 수 있는, 특히, 위치 조절 가능한 2개의 조절 유닛을 포함한다. 기판이 장착부 상에 고정될 수 있고 정렬 유닛이 상기 기판의 정렬 및 접촉을 위해 사용된다.

본 발명에 따르면, 대응하는 병진운동 유닛 및/또는 측각기 상에 위치하는 2개의 검출 장치(바람직하게는 광소자)가 서로 기계적으로 연결되는데, 구체적으로 특히 U자형 광소자 고정부를 통해 서로에 대해 고정될 수 있다. 여기서 이들은 검출 수단이라고 지칭된다.

본 발명에 따르면 일반적으로 광소자와 병진운동 유닛 사이에 배치되는 3중축 측각기에 의해, 각각의 개별 검출 장치를 배향시키는 것 따라서 주로 광학 축을 배향시키는 것이 고려될 수 있다. 검출 장치와 광소자 고정부 사이의 병진운동 유닛 또는 측각기가 각각의 검출 장치의 타 검출 장치에 대한 개별적이고 독립적인 변위를 위해 사용된다.

검출 장치가 개별적으로 이동될 때의 정확도는 1㎜보다 우수, 바람직하게는 100㎛보다 우수, 더 바람직하게는 10㎛보다 우수, 더 바람직하게는 1㎛보다 우수, 더 바람직하게는 100㎚보다 우수, 가장 바람직하게는 10㎚보다 우수할 수 있다.

광소자 고정부 각각은 각각 할당된 검출 장치를 갖는 전체 광소자 고정부의 병진운동을 담당하는 또 다른 고정부 병진운동 유닛 상에 위치한다.

본 발명에 따르면, 장착부의 하나의 측부 상에 적어도 하나의 검출 수단이 존재하며, 적어도 또 다른 검출 수단이, 특히, 대향하는 측부 상에서 존재한다.

광소자 고정부가 이동될 때의 정확도는 1㎜보다 우수, 바람직하게는 100㎛보다 우수, 더 바람직하게는 10㎛보다 우수, 더 바람직하게는 1㎛보다 우수, 더 바람직하게는 100㎚보다 우수, 가장 바람직하게는 10㎚보다 우수할 수 있다.

3개의 병진운동 방향 각각에 대한 각각의 광소자 고정부의 이동 경로(travel path)는 10㎛ 초과, 바람직하게는 1㎜ 초과, 더 바람직하게는 10㎜ 초과, 가장 바람직하게는 100㎜ 초과일 수 있는데, 특히 제1 기판 및/또는 제2 기판의 접촉면의 지름의 3분의 2, 바람직하게는, 절반 이하이다.

광소자 고정부, 광소자 고정부에 의해 연결되는 모든 구성요소의 세트, 및 광소자 고정부를 위한 병진운동 유닛이 본 발명에서 검출 유닛 또는 검출 수단이라고 지칭된다.

정렬 유닛에서, 특히, 상부 또는 하부 상에서, 2개의 기판 각각에 대해 하나의 조절 유닛이 존재한다. 각각의 조절 유닛 상에서 샘플 홀더 또는 장착부가 존재한다. 각각의 샘플 홀더는 특히 6 자유도, 즉, X, Y 및 Z 방향을 따르는 병진운동의 3 자유도와 X, Y 및 Z 축을 중심으로 하는 회전운동의 3 자유도(이하에서 각 알파, 베타 및 감마라고 지칭됨)를 가진다. 3 자유도의 병진운동이 사용되어 X 방향과 Y 방향에 의해 형성된 X-Y 평면 내에서 샘플 홀더를 변위, 따라서 기판을 변위시키고, 2개의 기판을 Z 방향을 따라 서로 접근하게 할 수 있다. 본 발명에서 청구되는 바와 같이 웨지 흠(wedge fault) 보상을 실행 및/또는 기판의 배향을 위해 X, Y 및 Z 축을 중심으로 하는 회전 가능성이 사용된다. X, Y 및 Z 축을 중심으로 하는 회전은 특히 틸팅(tilting)이 고려될 수 있도록 작은 회전 각을 갖는 회전이다.

본 발명에 따르면 샘플 홀더가 기판을 위한 장착부로서 사용될 수 있고, 특히 다음의 서로 다른 고정 수단이 사용된다:

- 진공 샘플 홀더

- 정전 샘플 홀더

- 접착성 표면을 갖는 샘플 홀더

- 벤투리(Venturi) 효과 및 베르누이(Bernoulli) 효과를 기초로 하는 샘플 홀더

- 자성 샘플 홀더

- 기계적 고정부를 갖는 샘플 홀더

그러나 진공 환경에서 본 발명에 따른 실시예를 이용할 때, 진공 샘플 홀더 및/또는 벤투리 및/또는 베르누이 샘플 홀더는 제한적이며, 극단적인 경우 전혀 사용되지 않는다. 제1 진공 펌프에 의해 내부로부터 제1 진공 펌프의 제어 루프로부터 제2 진공 펌프에 의해 만들어지는 대기로 배기가 이뤄질 때 진공 샘플 홀더의 사용이 고려될 것이다.

실제 정렬 절차 전에, 본 발명에 따르면, 검출 수단의 교정이 바람직하다. 교정의 목적은 특히 2개의 대향하는 검출 장치의 광학 축들의 교차 점을 교정 기판의 하나의 정렬 마킹의 중앙에 두는 것이다. 이 교정은 검출 유닛의 모든 검출 장치에 대해 개별적으로 발생하는 것이 바람직하다. 교정은 검출 유닛의 (상부 및 하부) 검출 장치가 공통 초점 영역을 가짐을 보장한다.

하나의 바람직한 실시예에서, 2개의 대향하는 검출 장치의 광학 축이 서로 동일선상에 있다. 이러한 이유로, 광소자가, 바람직하게는, 측각기 상의 배열에 의해, 회전의 자유도를 가진다.

검출 장치들의 광학 축들의 교차점이, X, Y 및 Z 방향에서의 검출 위치에서 정렬될 기판들의 대응하는 정렬 마킹들이 적어도 포커싱되거나 및/또는 이 점에 위치될 수 있다. 일반적으로 정렬 마킹의 위치는 기판 쌍마다 다르다. 본 발명에 따라 이 수단이 이동 경로를 더 최소화한다.

광학 축들의 교차점이 광소자의 초점 평면에 위치하는 것이 바람직하다. 분해능 및 심도 영역은 상충하는 두 파라미터이다. 분해능이 클수록, 심도 영역이 작고, 그 반대의 경우도 가능하다. 따라서 고분해능을 갖는 광소자가 사용되는 경우, 상기 광소자는 작은 심도 영역을 가진다. 이러한 이유로, 선명하게 이미징할 수 있도록, 상부 기판과 하부 기판의 정렬 마크들이 매우 작은 영역 내에 동시에 있어야 한다. 본 발명에 따르면, 광학 축들의 교차점이 대응하는 검출 장치의 심도 영역에 위치한다.

본 발명에 따르면, 검출 장치는 기판의 접촉면 및/또는 정렬 마킹이 심도 영역 내에서 각각의 검출 유닛의 검출 위치 내에 위치하도록 교정된다. 이러한 방식으로 본 발명에 따라 재포커싱(refocusing)이 생략될 수 있다.

적어도 광학 축들의 교차점이 정렬 마킹 내에, 따라서 포커스 영역 내에 머무르도록, 2개의 대향하는 광소자의 광학 축이 하나의 정렬 마킹에 정렬되는 것이 바람직하다. 어떠한 이유로든 광학 축들이 포커스 영역 내 한 점에서 교차하지 않는 경우, 적어도 광학 축들 간 거리가 알려져야 한다. 특히, 차후의 정렬 절차에서 광학 축들 중 하나가 기판의 하나의 정렬 마크에 정렬되는 경우, 기판들이 2개의 광학 축 간 공간을 위치설정하기 위해 오프셋됨으로써, 제1 기판에 대향하는 기판이 여전히 올바르게 배향될 수 있다.

이하에서, 2개의 대향하는 광소자의 광학 축의 드리프트가 시간의 흐름에 따라 발생하고, 상기 광학 축의 초점 평면과의 교차점이 이동하는 이유에 대한 일부 예시가 제공된다. 현재 동작 동안, 광학 축은 주로 전체 시스템의 진동 및/또는 열 팽창 때문에 이동될 것이다. 따라서 일정 시간이 흐른 후, 가령, 광소자의 유지보수, 확장 또는 교체, 소프트웨어 업데이트, 하드웨어 업데이트 등의 대략적인 변화가 이뤄지지 않은 경우, 시스템의 완전한 교정이 반복되어야 한다. 그러나 대부분의 경우, 열 드리프트 및 사소한 진동으로 인한 편차가 매우 작다. 따라서 단순히 교정 마스크를 다시 제 위치로 이동시키고 상부 또는 하부 광소자에 의해 측정되는 정렬 마크의 차이를 알아차리는 것이 충분하다. 물론 이 오프셋은 차후 웨이퍼의 정렬에서 고려되어야 한다. 일반적으로 이 오프셋 값은 본 발명의 실시예가 동작될 때 사용하는 소프트웨어에서 지시된다. 그 후 소프트웨어는 오프셋 값에 의해 하부 및/또는 상부 샘플 홀더를 +x/-x 또는 +y/-y 방향으로 더 이동시키도록 사용된다. 그러나 기본적인 문제 및 이를 관리하기 위한 기법은 해당 분야의 통상의 기술자라면 잘 알 것이다.

적어도 2개의 검출 유닛에 대해 교정이 이뤄진 후, 2개의 X-Y 기준 위치가 검출되며, 이와 관련하여 기판의 병진운동 및 회전운동이 제어될 수 있다. 기판 및/또는 검출 수단의 운동의 제어는 특히 소프트웨어-지지 제어 장치에 의해 이뤄진다.

따라서 완전성을 위해, 교정 기판의 정렬 마크와 광학 축의 교차점의 일치가 바람직하지만, 서로에 대해 배향될 기판의 정렬 마크가 위치하는 초점 평면과의 광학 축들의 교차점들 간 간격이 알려져 있는 한 계산을 수행할 필요는 없다.

본 발명에 의해, 시스템의 교정 후 제1 기판을 제1 장착부(샘플 홀더)에 고정하고 제2 기판을 제2 장착부에 고정하는 것이 가능하다. 제1 장착부 및 제2 장착부가 2개의 고정된 기판을 특히 동시에 및/또는 대칭적으로, 정렬 유닛에 측방으로 대향하여 위치하는 서로 다른 개별적인 검출 위치로 이동시킨다.

그 후 하나의 정렬 마킹이 있는 시야를 갖는 각각의 검출 유닛이 정렬 마킹의 X-Y 위치를 검출/측정한다. 검출 후, 제1 측정 과정에서 측정하지 않는 검출 유닛이 제1 측정 절차에서 검출되지 않았던 다른 정렬 마크를 검출하도록 2개의 기판의 대향하는 정렬 마킹이 측정된다. 본 발명에 따르면, 각각 한 번에 2개씩의 정렬 마킹을 검출하는 연속되는 2개의 검출 단계가 존재한다.

2개의 기판의 X-Y 위치가 이러한 방식으로 결정된 8개의 측정된 값, 즉, 한 시점에서의 4개의 정렬 마킹에 대한 하나의 X 및 하나의 Y 위치로부터 결정될 수 있다. 그 후 상부 및 하부 조절 유닛이 2개의 장착부 및 이에 따른 기판이 각자의 정렬 위치로 이동하도록 사용된다. 그 후, 2개의 기판이 서로 접근함으로써 서로 접촉하게 된다. 이는 상부 샘플 홀더 및/또는 하부 샘플 홀더를 서로를 향해 Z 방향으로 이동시킴으로써 이뤄진다.

본 발명의 하나의 바람직한 형태에서, 서로를 향한 접근 동안 2개의 장착부 중 하나가 이동하지 않는 것 또는 정렬 유닛에 대해 고정되어 임의의 병진운동 오차를 하나의 운동 축 또는 운동 모터에 제한하는 것이 가능하다.

따라서 본 발명은 서로를 향하고 있는, 특히, 정렬 유닛의 대향하는 측부 상의 2개의 검출 장치가 기판의 정렬 마킹의 X-Y 위치를 검출하도록 하기 위한 정렬 절차를 위해 필요한 검출 수단을 위치설정하는 아이디어를 주로 기초로 한다. 본 발명에 따르는 방법에서, 이러한 방식으로 2개의 기판의 이동 경로는 최소화된다.

본 발명에 따르는 방법에서 2개의 장착부가 특히 X축을 따라서만 이동하는 경우, 매우 높은 정확도 및 재현 가능성을 갖는 병진운동 유닛이 사용될 수 있다. 드리프트가 하나의 Y 방향으로 발생하는 한, 본 발명에 따라 측정되고 보상되는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 따르면, 검출 전에 정렬될 때까지 Z 방향에서의 기판들의 공간이 일정하게 및/또는 최소화되도록, 특히 1cm 미만, 바람직하게는 1㎜ 미만, 더 바람직하게는 100㎛ 미만이도록 설정된다.

본 발명의 이점은 주로 장치가 진공상태에서도 동작할 수 있다는 것이다. 상부 및/또는 하부 장착부 및 이에 따른 제1(하부) 및/또는 제2(상부) 기판의 이동 경로가 본 발명에 따라 비교적 짧기 때문에, 진공에 적합한 캐리지/베어링/스텝핑 모터에 대한 기계적 구성요소가 사용될 수 있다. 따라서 진공 클러스터, 바람직하게도, 고 진공 클러스터(high vacuum cluster) 내에 초기에 본드 모듈 및 정렬 모듈을 설치하고, 기판을 다시 대기에 노출시키지 않고 배기될 수 있는 영역 내에서 기판을 정렬 모듈에서 본드 모듈로 이송하는 것이 가능하다.

또 다른 이점은 가시 광을 이용할 수 있다는 것이다. 본 발명에 따를 때 투과 기법을 이용하지 않아도 될 수 있다. 덧붙여 기판에 조명을 투과(transilluminate)시킬 필요 없이 표면상에서 정렬 마킹이 발견될 수 있기 때문에, 모든 기판, 심지어 넓은 범위의 전자기 스펙트럼에 불투명한 기판까지도 측정될 수 있다.

모든 도면에서, 조절 유닛은 항상 하우징 내에서 나타난다. 물론, 조절 유닛이 하우징 외부에 위치하고, 대응하는 진공 침투에 의해 하우징 내에 위치하는 샘플 홀더를 제어하는 것이 고려될 것이다. 검출 수단에도 마찬가지가 적용된다. 최적의 실시예지만 물론 기술적으로 구현하기 어려운 실시예에서, 서로 정렬될 2개의 기판만 진공상태에 위치할 것이다.

본 발명에 따르는 실시예가 진공 클러스터, 바람직하게는 고진공 클러스터, 더 바람직하게는 초고 진공 클러스터(ultrahigh vacuum cluster)에서 다른 모듈과 함께 사용된다. 상기 다른 모듈의 예를 들면 다음과 같다:

- 가열 모듈

- 냉각 모듈

- 라커링 모듈(lacquering module)

- 디본딩 모듈(debond module)

- 검사 모듈

- 라미네이션 모듈(lamination module)

- 표면 처리 모듈

- 플라스마 모듈

하나의 특수 실시예에서, 서로에 대해 정렬된 기판들이, 특허 PCT/EP2013/056620에 기재된 방법을 통해 서로 클램핑되며, 상기 특허는 본원에서 참조로서 인용된다. 클램핑 방법은 서로 정렬되어 접촉 상태인 2개의 기판들의 신속하고 효율적이며 손쉬운 고정을 위해 소형 자석체를 이용한다. 또한 2개의 기판은 분자력(molecular force)을 통해 사전고정될 수 있다. 또한 클램핑이 순수 기계적으로 발생할 수도 있다.

지금까지 및 이하에서 장치 특징부가 개시된 범위까지, 이들은 역시 방법 특징부로서 개시된 것으로 간주되야 하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

본 발명의 또 다른 이점, 특징부 및 상세사항이 도면을 이용해 바람직한 예시적 실시예의 다음의 기재로부터 자명해질 것이다.
도 1a는 본 발명에 따르는 장치의 하나의 실시예의 개략적 외부 입체도이다.
도 1b는 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 2a는 제1 교정 단계에서 로딩된 교정 기판을 갖는 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 2b는 제2 교정 단계에서 로딩된 교정 기판을 갖는 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 2c는 도 2b에 따르는 교정 단계에서의 3가지 가능한 교정 상황의 개략적 확대도이다.
도 2d는 제3 교정 단계에서 교정 기판이 로딩된 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 2e는 도 2d에 따르는 교정 단계에서의 3가지 가능한 교정 상황의 개략적 확대도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 방법의 제1 단계에서 2개의 기판이 로딩된 도 1a에 따르는 실시예의 개략도이다.
도 3b는 본 발명에 따르는 방법의 제2 방법 단계에서 2개의 기판이 로딩된 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 3c는 본 발명에 따르는 방법의 제3 단계에서 2개의 기판이 로딩된 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 3d는 본 발명에 따르는 방법의 제4 단계에서 2개의 기판이 로딩된 도 1a에 따르는 실시예의 개략적 단면도이다.
도 4a는 제1 검출 유닛의 제1 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
도 4b는 제2 검출 유닛의 제2 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
도 4c는 제1 검출 유닛의 제3 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
도 4d는 제2 검출 유닛의 제1 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
도 4e는 제2 검출 유닛의 제2 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
도 4f는 제2 검출 유닛의 제3 교정 단계에서의 검출 수단의 시야의 개략도를 나타낸다.
동일한 기능 및/또는 동일한 작용을 하는 기능을 갖는 구성요소 및 특징부가 동일한 도면 부호로 지시된다.

도 1은 본 발명에 따르는 장치의 하나의 실시예를 도시된다. 본 발명에서 청구되는 방법을 실행하기에 필요한 구성요소가 커버(2)를 통해 하나의 측부에서 개방 및 폐쇄될 수 있는 진공 밀봉 하우징(1) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 서로 정렬될 제1 기판(15) 및 제2 기판(15')의 로딩 및 언로딩이 잠금 문(lock door)(10)을 통해 발생하는 것이 바람직하다. 잠금 문(10)은 진공 밀봉이며, 하우징(1) 및 커버(2)에 의해 형성되는 내부(16)를 주변 환경으로부터 격리한다.

내부(16)와 주변 환경 간에 상이한 압력 상태가 두드러질 경우, 잠금부(도시되지 않음)가 상기 잠금 문(10)의 상류 및/또는 하류에 연결될 수 있다.

커버(2)는 내부(16)를 쉽게 액세스하도록 사용되는 것이 바람직하다. 특수 실시예에서, 기판(15, 15')이 잠금 문(10) 대신 커버(2)를 통해 로딩 및 언로딩될 수 있고 잠금 문(10)은 생략될 수 있다.

하우징(1)의 중앙에서, 제1 조절 유닛(4) 및 제 2 조절 유닛(4')을 갖는 정렬 유닛(3)이 존재한다. 제1 조절 유닛(4)에 의해 이동될 수 있는 제1 장착부(mount)(9)가 상기 제1 조절 유닛(4) 상에 부착된다. 제어 유닛에 의해 움직임이 제어된다. 제1 조절 유닛(4)은 하우징(1)의 하부에 고정된다. 제2 조절 유닛(4') 에 의해 이동될 수 있는 제2 장착부(9')가 상기 제2 조절 유닛(4') 상에 부착된다. 마찬가지로 제어 유닛에 의해 움직임이 제어된다. 제2 조절 유닛(4')이 커버(2) 상에 고정된다.

제1 장착부(9)의 제1 장착면(9o)이 제2 장착부(9')의 제2 장착면(9o')에 대향하여 배치되고, 제1 장착면(9o)에 평행하게 정렬될 수 있다. 제1 장착부(9)가 사용되어 제1 기판(15)을 제1 접촉면(9o) 상에 장착 및 고정하며, 제2 장착부(9')가 사용되어 제2 기판(15')을 제2 접촉면(9o') 상에 장착 및 고정할 수 있다. 제1 접촉면(9o)은 제1 접촉 평면을 정의하고 제2 접촉면(9o')은 제2 접촉 평면을 정의한다. 병렬 정렬에서, 접촉면(9o, 9o')은 하나의 X 방향 및 하나의 Y 방향을 갖는 X-Y 평면뿐 아니라 이들에 직교하여 뻗어 있는 하나의 Z 방향을 정의한다.

정렬 유닛(3)의 2개의 대향하는 측부 상에 제1 검출 유닛(11) 및 제2 검출 유닛(11')이 존재한다. 각각의 검출 유닛(11, 11')은 제1 및 제2 고정부 병진운동 유닛(fixing translation unit)(5, 5') 및 이들 상에 장착되는 제1 및 제2 광소자 고정부(6, 6')로 구성된다.

광소자 고정부(6, 6')는 U-형태로 만들어지며, 정렬 유닛(3)의 방향으로 하부(6b, 6b')로부터 정렬된 또는 정렬될 수 있는 레그(6u, 6o, 6u', 6o')가 특히 X-Y 평면에 평행하게 위치할 수 있다.

쌍으로 대향하여 배열될 수 있고 광소자 병진운동 유닛(7, 7', 7", 7"')을 통해 이동될 수 있는 검출 장치(8, 8', 8", 8"')가 광소자 고정부(6, 6') 상에 장착된다. 검출 장치(8, 8', 8", 8"')는 광소자로 만들어지는 것이 바람직하다.

고정 병진운동 유닛(5, 5')이 사용되어 이 위에 위치하는 광소자 고정부(6, 6')의 광범위한 움직임이 이뤄질 수 있다. 고정부 병진운동 유닛(5, 5')을 트리거함으로써, 서로 이미 교정된 2개의 검출 장치(8, 8' 및 8", 8"')가 이들의 교정 상태의 손실 없이 병진운동될 수 있다.

광소자 병진운동 유닛(7, 7', 7", 7"')이 역으로 사용되어, 특히, 공통 초점 평면으로의 검출 장치(8, 8', 8", 8"')의 교정을 위해, 검출 장치(8, 8', 8", 8"')를 이동시킬 수 있다. 검출 장치(8, 8', 8", 8"')의 포커싱에 의해, 초점 평면이 정의되고, 초점 평면은 특히 초점 평면 코라이더(corridor)를 포함한다. 바람직하게는 검출 유닛(11, 11')의 모든 검출 장치(8, 8', 8", 8"') 중 각각의 검출 유닛(11, 11') 상의 2개의 검출 장치(8, 8' 및 8", 8"')로 구성된 하나의 검출 장치 쌍의 초점 평면은 조인트(joint)라고 지칭된다. 초점 평면은 제1 접촉 평면 및/또는 제2 접촉 평면 및/또는 X-Y 평면에 평행인 것이 바람직하다. 특히, 초점 평면은 제1 접촉 평면과 제2 접촉 평면 사이에 있다.

제1 교정 단계에서, 대향하는 측부 상에 상부(12o) 상에 위치하는 정렬 마크(13, 13')를 갖는 교정 기판(12)이 제1 장착부(9) 상에 장착 및 고정된다. 바람직하게는 정렬 마크(13, 13')는 교정 기판(12)의 중력 중심보다 하나의 측방 주변 윤곽(12k) 상에 더 가까운 특히, 적어도 2배 더 가까운, 바람직하게는 4배 더 가까운 주변 영역에 위치한다. 제1 장착부에 측방으로 위치하는 검출 장치(8', 8"')가 하부(12u)로부터 상부(12o)를 향해 정렬 마크(13, 13')를 측정할 수 있도록 교정 기판(12)은 투명한 것이 바람직하다(도 2a).

정렬 위치에서, 제1 정렬 마크(13)가 제1 검출 유닛(11)의 광학 축(14, 14')으로부터 X 방향으로 일정 간격(d)만큼 이격되어 있고, 제2 정렬 마크(13')가 제2 검출 유닛(11')의 광학 축(14", 14"')으로부터 X 방향으로 일정 간격(d')만큼 이격되어 있다.

도 2b에 따르는 제2 교정 단계에서, 제1 장착부(9)는 간격(d)에 대응하는 이동 경로에 의해 X 방향으로 X-Y 평면을 따라 제1 조절 장치(4)에 의해 제1 교정 위치로 이동되고, 상기 제1 교정 위치에서, 제1 검출 유닛(11)의 2개의 검출 장치(8, 8')의 시야(19, 19')(도 4a 내지 4f 참조)에 제1 정렬 마크(13)가 놓인다.

검출 장치(8, 8')의 2개의 광학 축(14, 14')의 교차점이 제1 정렬 마크(13) 상에 놓이지 않는 한, 2개의 검출 장치(8, 8')는 광소자 병진운동 유닛(7, 7')에 의해,상기 2개의 광학 축(14, 14')의 교차점이 교정 기판(12)의 제1 정렬 마크(13)와 일치할 때까지 이동된다(도 2c 중간을 참조). 하나의 특히 바람직한 실시예에서, 광소자 병진운동 유닛(7, 7')에 의해 2개의 광학 축(14, 14')이 서로 동일선상에서 정렬된다(도 2c 우측 참조).

제3 교정 단계에서, 간격(d')에 대응하는 이동 경로에 의해, 제1 장착부(9)가 제1 조절 장치(4)에 의해 X-Y 평면을 따라 X 방향으로 제1 교정 위치에 대향하는 제2 교정 위치로 이동하여, 제2 검출 유닛(11')의 제2 정렬 마크(13')를 2개의 검출 장치(19", 19"')의 시야 내로 이동시킬 수 있다(도 2d).

검출 장치(8", 8"')의 2개의 광학 축(14", 14"')의 교차점이 제2 정렬 마크(13') 내에 놓이지 않는 경우, 2개의 광학 축(14", 14"')의 교차점이 교정 기판(12)의 제2 정렬 마크(13')와 일치할 때까지 광소자 병진운동 유닛(7", 7"')에 의해 2개의 검출 장치(8", 8"')가 이동된다(도 2e 중앙). 하나의 특히 바람직한 실시예에서, 2개의 광학 축(14, 14')이 광소자 병진운동 유닛(7", 7"')에 의해 서로 동일선상으로 정렬된다(도 2e, 우측).

교정 방법은 또한 각자의 시야(19, 19', 19", 19"')에서 검출 장치(8, 8', 8", 8"')의 관점으로 관찰될 수 있다. 도 4a-4f는 앞서 기재된 교정 단계를 보여준다. 제1 교정 단계에서, 정렬 마크(13, 13')가 시야(19, 19', 19", 19"') 내에 있지 않아서 시야가 비어 있다(도 4a, 4d 참조).

제2 교정 단계에서, 정렬 마크(13)가 2개의 광소자(8, 8')의 시야(19, 19')로 이동된다(도 4b). 시야(19, 19') 내 정렬 마크(13)가 흐리게 이미징되거나 및/또는 중앙에 위치하지 않는 경우, 각각의 검출 장치(8, 8')의 병진운동 및/또는 회전운동 설정에 의해, 할당된 광소자 병진운동 유닛(7, 7') 및/또는 포커싱에 의해 고선명 및/또는 중앙위치설정이 도출된다(도 4c 참조). 이는 제어 유닛에 의해 제어된다.

제2 교정 단계와 유사하게, 제3 교정 단계가 검출 유닛(11')의 반대쪽 측부 상에서 실행된다(도 4e, 4f 참조).

교정 방법에서 결정된 데이터, 특히, 광학 축(14, 14', 14", 14"')의 초점 평면(들) 및 교차점이 본 발명에서 청구되는 방법의 계산/제어를 위한 제어 장치에서 사용되며, 이는 이하에서 기재된다. 본 발명에서 청구되는 제1 정렬 단계에서 제1 기판(15)이 제1 장착부(9)로 로딩되고 고정되며 제2 기판(15')은 제2 장착부(9') 상으로 로딩되고 고정된다. 제1 기판(15)은 특히 측부의 주변부 상에 대향하여 위치하는 2개의 정렬 마킹(20, 20')을 가진다. 제2 기판(15')은 특히 정렬 마크(20, 20')에 대응하고, 측부의 주변부 상에 특히 대향하여 위치하는 2개의 정렬 마크(20", 20"')를 가진다. 바람직하게는 정렬 마킹(20, 20', 20", 20"')이 기판(15, 15')의 중력 중심보다 기판(15, 15')의 하나의 측방 주변 윤곽(15k, 15k') 상에 더 가까운. 특히, 적어도 2배 더 가까운, 바람직하게는, 4배 더 가까운 주변 영역에 위치한다. 병렬로 정렬된 제1 기판(15)과 제2 기판(15') 사이에 조절 장치(4, 4')에 의해 1㎜ 미만의 특정 간격(A)이 설정된다.

정렬 위치에서, X 방향으로의 정렬 마킹(20, 20')이 제1 검출 유닛(11)의 광학 축(14, 14')으로부터 간격(D)만큼 이격되어 있고, X 방향으로의 정렬 마킹(20", 20"')이 제2 검출 유닛(11')의 광학 축(14", 14"')으로부터의 간격(D)에 대응하는 간격(D')만큼 이격되어 있다.

교정 기판(12)의 간격(d, d')은 시야(19, 19', 19", 19"')의 지름 미만만큼 간격(D, D')으로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 청구된 제2 정렬 단계에서, 제1 검출 유닛(11)을 위한 제1 장착부(9)(도 3b 좌측 참조)는 제1 검출 위치로 이동되고 이와 동시에 제2 검출 유닛(11')을 위한 제2 장착부(9')(도 3b 우측 참조)가 상기 제1 검출 위치에 대향하여 위치하는 제2 검출 위치로 이동된다. 제1 기판(15)의 정렬 마킹(20') 및 제2 기판(15')의 정렬 마킹(20")이 검출 장치(8', 8")에 의해 광학 축(14', 14")의 각각의 시야(19', 19")에서의 각자의 검출 위치에서 정지함으로써, 검출된다.

본 발명에 따르는 제3 정렬 단계에서, 제2 검출 유닛(11')을 위한 제1 장착부(9)(도 3b 우측)가 제2 검출 위치로 이동되고 제1 검출 유닛(11)을 위한 제2 장착부(9')(가령, 도 3b 좌측)가, 특히 동시에, 제1 검출 위치로 이동된다. 제1 기판(15)의 정렬 마킹(20"') 및 제2 기판(15')의 정렬 마킹(20)이 광학 축(14"', 14)의 각각의 시야(19"', 19)에서 각자의 검출 위치에서 정지함으로써 검출 장치(8"', 8)에 의해 검출된다.

제2 및 제3 정렬 단계로부터의 기판(15, 15')의 X, Y 및/또는 Z 위치가 교정된 조절 유닛(4, 4')에 의해 검출 유닛(11, 11')으로 등록된다. 덧붙여, X, Y 및/또는 Z 위치로부터 기판(15, 15')의 회전운동 위치가 결정될 수 있다. 덧붙여, 기판(15, 15')의 정렬 위치가 X, Y 및/또는 Z 위치로부터 계산된다.

본 발명에 따르는 제4 정렬 단계에서, 기판(15, 15')이 조절 유닛(4, 4')에 의해 결정된 정렬 위치로 이동된다. 그 후 Z 방향으로 서로 접근하는 접촉면(15o, 15o')에 의해 접촉이 발생한다(도 3d 참조).

따라서 본 발명에서 청구되는 아이디어가 검출 위치와 정렬 위치 간 이동 경로가 비교적 짧아서 위치설정 오차(positioning error)가 최소화된다는 점에 주로 의존한다.

1 하우징
2 커버
3 정렬 유닛
4, 4' 제1 및 제2 조절 유닛
5, 5' 제1 및 제2 고정부 병진운동 유닛
6, 6' 제1 및 제1 광소자 고정부
6u, 6u', 6o, 6o' 레그
7, 7', 7", 7"' 광소자 병진운동 유닛
8, 8', 8", 8"' 검출 장치
9, 9' 제1 및 제2 장착부
10 잠금 문
11, 11' 제1 및 제2 광학 유닛
12 교정 기판
12o 상부
12u 하부
12k 측방 주변 윤곽
13, 13' 제1 및 제2 정렬 마크
14, 14', 14", 14"' 광학 축
15, 15' 제1 및 제2 기판
15o, 15o' 제1 및 제2 접촉면
15k, 15k' 측방 주변 윤곽
16 내부
19, 19', 19", 19"' 시야
20, 20', 20", 20"' 정렬 마크
A 공간, 간격
d, d' 공간, 간격
D, D' 공간, 간격

Claims

제1 기판(15) 및 제2 기판(15')의 정렬 및 접촉 방법으로서, 상기 방법은
제1 기판(15)을 제1 장착부(9) 상에 고정하고 제2 기판(15')을 상기 제1 장착부(9)에 대향하여 위치하는 제2 장착부(9') 상에 고정하는 단계 - 상기 제1 기판(15) 및 제2 기판(15')은 제1 장착부(9)와 제2 장착부(9') 사이에 위치하며, 제1 기판(15)의 제1 접촉면(15o)과 제2 기판(15')의 제2 접촉면(15o') 사이에 Z 방향으로 간격(A)이 존재함 - ,
제1 장착부(9)를 제1 검출 위치의 제1 검출 유닛(11)으로 이동시키고 제2 장착부(9')를 상기 제1 검출 위치에 대향하는 제2 검출 위치의 제2 검출 유닛(11')으로 이동시키는 단계,
제1 접촉면(15o)을 따라 X 방향 또는 Y 방향으로 이동한 제1 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역(peripheral region)에 위치하는 제1 정렬 마킹(20')의 제1 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제2 접촉면(15o')을 따라 X 방향 또는 Y 방향으로 이동한 제2 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제2 정렬 마킹(20")의 제2 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제1 장착부(9)를 제2 검출 위치의 제2 검출 유닛(11')으로 이동시키고 제2 장착부(9')를 제1 검출 위치의 제1 검출 유닛(11)으로 이동시키는 단계,
제2 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제3 정렬 마킹(20"')의 제3 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제1 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제4 정렬 마킹(20)의 제4 X-Y 위치를 검출하는 단계,
검출에 의해 검출된 제1 X-Y 위치, 제2 X-Y 위치, 제3 X-Y 위치, 및 제4 X-Y 위치를 기초로 조절 유닛(4, 4')에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판(15')에 대해 정렬하는 단계, 및
제2 기판(15')에 대해 정렬된 제1 기판(15)을 상기 제2 기판(15')과 접촉시키는 단계
를 포함하는, 정렬 및 접촉 방법.
제1항에 있어서, 제1 정렬 마킹(20')과 제4 정렬 마킹(20) 또는 제2 정렬 마킹(20")과 제3 정렬 마킹(20"')이 Z 방향으로 대향하여 배열되는, 정렬 및 접촉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 정렬 마킹(20')과 제2 정렬 마킹(20")의 검출 또는 제3 정렬 마킹(20"')과 제4 정렬 마킹(20)의 검출은 동기화된 방법 단계로 발생하는, 정렬 및 접촉 방법.
제1 기판(15) 및 제2 기판(15')의 정렬 및 접촉 장치로서,
제1 기판(15)을 고정하기 위한 제1 장착부(9) 및 상기 제1 장착부(9)에 대향하여 위치하며 제2 기판(15')을 고정하기 위한 제2 장착부(9') - 상기 제1 기판(15) 및 제2 기판(15')은 제1 장착부(9)와 제2 장착부(9') 사이에 위치하며, 제1 기판(15)의 제1 접촉면(15o)과 제2 기판(15')의 제2 접촉면(15o') 사이에 Z 방향으로 간격이 존재함 - ,
제1 장착부(9)를 상기 Z 방향에 직교인 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키기 위한 제1 조절 유닛(4),
X 방향 또는 Y 방향으로 제2 장착부(9')를 이동시키기 위한 제2 조절 유닛(4'),
a) 제1 접촉면(15o)을 따라 X 방향 또는 Y 방향으로 이동된 제1 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제1 정렬 마킹(20')의 제1 X-Y 위치를 검출하고,
b) 제2 접촉면(15o')을 따라 X 방향 또는 Y 방향으로 이동된 제2 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제2 정렬 마킹(20")의 제2 X-Y 위치를 검출하며,
c) 제2 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제3 정렬 마킹(20"')의 제3 X-Y 위치를 검출하고,
d) 제1 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제4 정렬 마킹(20)의 제4 X-Y 위치를 검출하기 위한
검출 수단(8, 8', 8", 8"') - 상기 검출 수단(8, 8', 8", 8"')은 위치를 검출하기 위해 가시 광이 사용 가능하도록 제공됨 - ,
검출 수단에 의해 검출된 제1 X-Y 위치, 제2 X-Y 위치, 제3 X-Y 위치, 및 제4 X-Y 위치를 기초로 제2 기판(15')에 대해 제1 기판(15)을 정렬하기 위한 조절 유닛(4, 4'),
제2 기판(15')에 대해 정렬된 제1 기판(15)을 상기 제2 기판(15')과 Z 방향으로 접촉시키기 위한 접촉 수단
을 포함하는, 정렬 및 접촉 장치.
제4항에 있어서, 상기 접촉 수단은 제1 조절 유닛(4) 또는 제2 조절 유닛(4')을 포함하는, 정렬 및 접촉 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 검출 수단은 제1 정렬 마킹(20') 또는 제2 정렬 마킹(20")의 검출을 위한 제1 검출 유닛(11) 및 상기 제1 검출 유닛(11)에 대향하는 장착부(9, 9')의 하나의 측부 상에 위치하며 제3 정렬 마킹(20"') 또는 제4 정렬 마킹(20)의 검출을 위한 제2 검출 유닛(11')을 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제6항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 가지며 또는 제2 검출 유닛(11')은 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제7항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 제1 검출 장치(8, 8')를 부착하기 위한 제1 광소자 고정부(6)를 갖고, 또는 제2 검출 유닛(11')은 제2 검출 장치(8", 8"')를 부착하기 위한 제2 광소자 고정부(6')를 가지며, 제1 검출 장치(8, 8')는 제1 광소자 고정부(6)를 고정하는 제1 고정부 병진운동 유닛(5)에 의해 함께 이동될 수 있고, 또는 제2 검출 장치(8", 8"')는 제2 광소자 고정부(6')를 고정하는 제2 고정부 병진운동 유닛(5, 5')에 의해 함께 이동될 수 있는, 정렬 및 접촉 장치.
제8항에 있어서, 제1 검출 장치(8, 8')는 제1 광소자 고정부(6) 상의 제1 광소자 병진운동 유닛(7, 7')을 통해 개별적으로 이동될 수 있고, 또는 제2 검출 장치(8", 8"')는 제2 광소자 고정부(6') 상의 제2 광소자 병진운동 유닛(7", 7"')을 통해 개별적으로 이동될 수 있는, 정렬 및 접촉 장치.
제1 기판(15) 및 제2 기판(15')의 정렬 및 접촉 방법으로서, 상기 방법은
제1 기판(15)을 제1 장착부(9) 상에 고정하고 제2 기판(15')을 상기 제1 장착부(9)에 대향하여 위치하는 제2 장착부(9') 상에 고정하는 단계 - 상기 제1 기판(15) 및 제2 기판(15')은 제1 장착부(9)와 제2 장착부(9') 사이에 위치하며, 제1 기판(15)의 제1 접촉면(15o)과 제2 기판(15')의 제2 접촉면(15o') 사이에 Z 방향으로 간격(A)이 존재함 - ,
제1 장착부(9)를 제1 검출 위치의 제1 검출 유닛(11)으로 이동시키고 제2 장착부(9')를 상기 제1 검출 위치에 대향하는 제2 검출 위치의 제2 검출 유닛(11')으로 이동시키는 단계,
제1 접촉면(15o)을 따라 X 방향 및 Y 방향으로 이동한 제1 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역(peripheral region)에 위치하는 제1 정렬 마킹(20')의 제1 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제2 접촉면(15o')을 따라 X 방향 및 Y 방향으로 이동한 제2 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제2 정렬 마킹(20")의 제2 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제1 장착부(9)를 제2 검출 위치의 제2 검출 유닛(11')으로 이동시키고 제2 장착부(9')를 제1 검출 위치의 제1 검출 유닛(11)으로 이동시키는 단계,
제2 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제3 정렬 마킹(20"')의 제3 X-Y 위치를 검출하는 단계,
제1 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제4 정렬 마킹(20)의 제4 X-Y 위치를 검출하는 단계,
검출에 의해 검출된 제1 X-Y 위치, 제2 X-Y 위치, 제3 X-Y 위치, 및 제4 X-Y 위치를 기초로 조절 유닛(4, 4')에 의해 제1 기판(15)을 제2 기판(15')에 대해 정렬하는 단계, 및
제2 기판(15')에 대해 정렬된 제1 기판(15)을 상기 제2 기판(15')과 접촉시키는 단계
를 포함하는, 정렬 및 접촉 방법.
제10항에 있어서, 제1 정렬 마킹(20')과 제4 정렬 마킹(20) 및 제2 정렬 마킹(20")과 제3 정렬 마킹(20"')이 Z 방향으로 대향하여 배열되는, 정렬 및 접촉 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 제1 정렬 마킹(20')과 제2 정렬 마킹(20")의 검출 및 제3 정렬 마킹(20"')과 제4 정렬 마킹(20)의 검출은 동기화된 방법 단계로서, 제1 정렬 마킹(20') 또는 제2 정렬 마킹(20")을 검출하는 제1 검출 유닛(11)과, 제3 정렬 마킹(20"') 또는 제4 정렬 마킹(20)을 검출하는 제2 검출 유닛(11')과 동시에 발생하는, 정렬 및 접촉 방법.
제1 기판(15) 및 제2 기판(15')의 정렬 및 접촉 장치로서,
제1 기판(15)을 고정하기 위한 제1 장착부(9) 및 상기 제1 장착부(9)에 대향하여 위치하며 제2 기판(15')을 고정하기 위한 제2 장착부(9') - 상기 제1 기판(15) 및 제2 기판(15')은 제1 장착부(9)와 제2 장착부(9') 사이에 위치하며, 제1 기판(15)의 제1 접촉면(15o)과 제2 기판(15')의 제2 접촉면(15o') 사이에 Z 방향으로 간격이 존재함 - ,
제1 장착부(9)를 상기 Z 방향에 직교인 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키기 위한 제1 조절 유닛(4),
X 방향 및 Y 방향으로 제2 장착부(9')를 이동시키기 위한 제2 조절 유닛(4'),
a) 제1 접촉면(15o)을 따라 X 방향 및 Y 방향으로 이동된 제1 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제1 정렬 마킹(20')의 제1 X-Y 위치를 검출하고,
b) 제2 접촉면(15o')을 따라 X 방향 및 Y 방향으로 이동된 제2 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제2 정렬 마킹(20")의 제2 X-Y 위치를 검출하며,
c) 제2 검출 위치에서 제1 기판(15)의 주변 영역에 위치하는 제3 정렬 마킹(20"')의 제3 X-Y 위치를 검출하고,
d) 제1 검출 위치에서 제2 기판(15')의 주변 영역에 위치하는 제4 정렬 마킹(20)의 제4 X-Y 위치를 검출하기 위한
검출 수단(8, 8', 8", 8"') - 상기 검출 수단(8, 8', 8", 8"')은 위치를 검출하기 위해 가시 광이 사용 가능하도록 제공됨 - ,
검출 수단에 의해 검출된 제1 X-Y 위치, 제2 X-Y 위치, 제3 X-Y 위치, 및 제4 X-Y 위치를 기초로 제2 기판(15')에 대해 제1 기판(15)을 정렬하기 위한 조절 유닛(4, 4'),
제2 기판(15')에 대해 정렬된 제1 기판(15)을 상기 제2 기판(15')과 Z 방향으로 접촉시키기 위한 접촉 수단
을 포함하는, 정렬 및 접촉 장치.
제13항에 있어서, 상기 접촉 수단은 제1 조절 유닛(4) 및 제2 조절 유닛(4')을 포함하는, 정렬 및 접촉 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 검출 수단은 제1 정렬 마킹(20') 및 제2 정렬 마킹(20")의 검출을 위한 제1 검출 유닛(11) 및 상기 제1 검출 유닛(11)에 대향하는 장착부(9, 9')의 하나의 측부 상에 위치하며 제3 정렬 마킹(20"') 및 제4 정렬 마킹(20)의 검출을 위한 제2 검출 유닛(11')을 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제15항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 가지며, 및 제2 검출 유닛(11')은 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제15항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 두 개의 검출 장치(8, 8')가 대향적으로 배치되고 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 가지며, 또는 제2 검출 유닛(11')은 두 개의 검출 장치(8", 8"')가 대향적으로 배치되고 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제15항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 두 개의 검출 장치(8, 8')가 대향적으로 배치되고 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 가지며, 및 제2 검출 유닛(11')은 두 개의 검출 장치(8", 8"')가 대향적으로 배치되고 전자기적으로 동작하는 마이크로스코프를 갖는, 정렬 및 접촉 장치.
제18항에 있어서, 제1 검출 유닛(11)은 제1 검출 장치(8, 8')를 부착하기 위한 제1 광소자 고정부(6)를 갖고, 및 제2 검출 유닛(11')은 제2 검출 장치(8", 8"')를 부착하기 위한 제2 광소자 고정부(6')를 가지며, 제1 검출 장치(8, 8')는 제1 광소자 고정부(6)를 고정하는 제1 고정부 병진운동 유닛(5)에 의해 함께 이동될 수 있고, 및 제2 검출 장치(8", 8"')는 제2 광소자 고정부(6')를 고정하는 제2 고정부 병진운동 유닛(5, 5')에 의해 함께 이동될 수 있는, 정렬 및 접촉 장치.
제19항에 있어서, 제1 검출 장치(8, 8')는 제1 광소자 고정부(6) 상의 제1 광소자 병진운동 유닛(7, 7')을 통해 개별적으로 이동될 수 있고, 및 제2 검출 장치(8", 8"')는 제2 광소자 고정부(6') 상의 제2 광소자 병진운동 유닛(7", 7"')을 통해 개별적으로 이동될 수 있는, 정렬 및 접촉 장치.