KR102365283B1 - 두 기판의 정렬 방법 - Google Patents

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Abstract

기판의 정렬 방법이 제안된다.

Description

두 기판의 정렬 방법
기판은 종래 기술에 따른 정렬 시스템의 도움으로 서로에 대해 배향된다. 정렬 시스템에 의해 서로에 대해 정렬된 정렬 마크가 기판 상에 위치된다. 종래 기술은 정렬 마크가 위치하는 기판의 올바른 위치 결정 및 후속 결합 단계를 위한 정렬 마크를 측정하기 위한 수많은 방법을 인식하고 있다.
정렬 마크 측정의 주요 문제점은 정렬 마크 자체가 완벽하지 않다는 것이다. 그것들은 뒤틀리고, 거친 표면을 가지며, 변부가 잘못 생성된다. 콘트라스트 또는 광학 효과는 렌즈 시스템과 카메라가 정렬 마크의 최적 이미지를 얻을 수 없다는 사실에 결정적인 책임이 있다. 정렬 마크는 소프트웨어에 의해 인식되고 측정되기 때문에, 정렬 마크의 위치 결정의 정확도는 본질적으로 그 품질에 의존한다. 그러나 정렬 마크의 품질을 임의로 올릴 수 없으므로, 불완전한 정렬 마크를 측정해야 한다고 가정해야 한다.
종래 기술의 다른 문제점은 정렬 마크의 셋포인트 위치로부터의 최소 편차가 발생할 수 있다는 사실로 구성된다. 정렬 마크의 위치는 컴퓨터에서 가능한 최대 정확도로 정의되지만, 정렬 마크의 생성은 기판 표면 상에 정렬 마크를 생성하는 공정 및 장비의 정확도에 의해 제한된다. 정렬 마크가 이상적인 형상과 편차가 없어도 실제 위치는 이상적인 위치에서 최소로 벗어날 수 있다. 정렬 마크 편차는 대략 1 내지 100nm, 즉 나노 미터 범위에 있다.
따라서, 본 발명의 문제점은 두 기판의 서로에 대한 정렬의 정확성이 개선될 수 있는 방법을 설명하는 것이다.
상기 문제점은 조정된 청구범위의 특징으로 해결된다. 본 발명의 유리한 전개는 종속항에서 제공된다.
상세한 설명, 청구 범위 및/또는 도면에 제공된 적어도 2개의 특징의 모든 조합은 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 값 범위에서, 진술된 한계 내에 있는 값은 또한 제한 값으로 개시되는 것으로 간주되며 임의의 조합으로 청구될 수 있다.
본 발명은 본딩되는 2개의 기판의 정렬을 위해 제안되며, 여기서 제 1 기판은 제 1 기판 표면 측면(이하, 좌측 기판 표면 측면이라고도 함) 및 상기 제 1 기판 표면 측면에 대향된 제 2 기판 표면 측면(이하, 우측 기판 표면 측면이라고도 함)을 포함하고, 제 2 기판은 제 1 기판 표면과 본딩되는 제 2 기판 표면을 포함하며, 제 2 기판 표면은 제 3 기판 표면 측면(이하, 좌측 기판 표면 측면이라고도 함) 및 상기 제 3 기판 표면 측면에 대향된 제 4 기판 표면 측면(이하, 우측 기판 표면 측면으로도 지칭 됨)을 포함하고, 상기 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다:
- 제 1 기판의 제 1 기판 표면상의 제 1 정렬 마크 쌍의 제 1 위치의 검출 및 저장, 제 1 정렬 마크 쌍의 제 1 정렬 마크는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 1 정령 마크 쌍의 제 2 정렬 마크는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
- 제 2 기판의 제 2 기판 표면상의 제 2 정렬 마크 쌍의 제 2 위치의 검출 및 저장, 제 2 정렬 마크 쌍의 제 3 정렬 마크는 제 3 기판 표면 측면 상에 배치되고, 제 2 정렬 마크 쌍의 제 4 정령 마크는 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
- 제 2 기판의 제 2 기판 표면상의 제 3 정렬 마크 쌍의 제 3 위치의 검출 및 저장, 제 3 정렬 마크 쌍의 제 5 정렬 마크는 제 3 기판 표면 측면 상에 배치되고 제 3 정렬 마크 쌍의 제 6 정렬 마크는 제 4 기판 표면 측면상에 배치되고,
- 제 1 기판상의 제 4 정렬 마크 쌍의 제 4 위치의 검출 및 저장, 제 4 정렬 마크 쌍의 제 7 정렬 마크는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 4 정렬 마크 쌍의 제 8 정렬 마크는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
- 검출된 제 1 위치, 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 4 위치에 따라 서로에 대한 두 기판의 정렬.
상기 방법은 바람직하게는 다음 단계, 특히 다음 순서를 포함한다 :
- 기판 홀더에 기판을 배치 및 고정,
- 제 1 기판을 갖는 제 1 기판 홀더의 제 1 검출 위치로의 이동,
- 제 1 검출 위치에서 제 1 기판의 제 1 기판 표면상의 제 1 정렬 마크 쌍의 제 1 위치의 검출 및 저장, 제 1 정렬 마크 쌍의 제 1 정렬 마크는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 1 정렬 마크 쌍의 제 2 정렬 마크는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
- 제 2 기판을 갖는 제 2 기판 홀더의 제 2 검출 위치로의 이동, 특히 동시에 제 1 기판을 갖는 제 1 기판 홀더의 제 1 대기 위치로의 이동,
- 제 2 기판의 제 2 기판 표면상의 제 2 정렬 마크 쌍의 제 2 위치의 검출 및 저장, 상기 제 2 정렬 마크 쌍의 상기 제 3 정렬 마크는 상기 제 3 기판 표면 측면에 배치되고 상기 제 2 정렬 마크 쌍의 상기 제 4 정렬 마크는 상기 제 4 기판 표면 측면에 배치는고,
- 제 2 기판 홀더의 제 2 검출 위치에서 제 2 기판의 제 2 기판 표면상의 제 3 정렬 마크 쌍의 제 3 위치의 검출 및 저장, 제 3 정렬 마크 쌍의 제 5 정렬 마크는 제 2 기판 표면 측면상에 배치되고, 제 3 정렬 마크 쌍의 제 6 정렬 마크는 상기 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
-제 1 기판을 갖는 제 1 기판 홀더의 제 1 검출 위치로의 이동, 특히 동시에 제 2 기판을 갖는 제 2 기판 홀더의 제 2 대기 위치로의 이동,
- 제 1 검출 위치에서 제 1 기판상의 제 4 정렬 마크 쌍의 제 4 위치의 검출 및 저장, 제 4 정렬 마크 쌍의 제 7 정렬 마크는 제 1 기판 표면 측면상에 배치되고, 제 4 정렬 마크 쌍의 제 8 정렬 마크는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
- 검출된 제 1 위치, 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 4 위치에 따라 서로에 대한 두 기판의 정렬.
바람직한 실시예에서, 2개 이상의 정렬 마크, 바람직하게는 3개 이상의 정렬 마크, 더욱 바람직하게는 4개 이상의 정렬 마크, 가장 바람직하게는 5개 이상의 정렬 마크, 궁국적으로 6개 이상의 정렬 마크의 위치가 기판상의 기판 표면 측면마다 검출된다. 따라서, 정렬의 정확성이 유리하게 개선될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 기판 표면 측면의 정렬 마크가 반경 100mm 이하, 바람직하게는 50mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 25mm 이하, 가장 바람직하게는 10mm 이하, 궁극적으로는 1mm 이하의 반경을 갖는 원(K) 내에 배치되도록 제공된다. 따라서, 정렬 마크를 검출하기 위한 렌즈 시스템의 이동 경로가 최소화될 수 있어, 렌즈 시스템의 이동으로 인한 최소의 오차만이 발생한다. 검출용 렌즈 시스템은 이동될 필요가 없는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 훨씬 바람직한 실시예에서, 동일한 기판 표면 측면의 복수의, 특히 심지어 모든 정렬 마크가 렌즈 시스템의 시야 내에 위치된다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에서, 동일한 기판 표면 측면의 복수의, 특히 모든 정렬 마크는 렌즈 시스템의 시야 내에 위치되고 서로에 대해 중심에 위치된다. 이를 위해, 정렬 마크가 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 커지고 겹치지 않아야 한다.
복수의 정렬 마크가 렌즈 시스템의 시야에 위치하는 본 발명에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 정렬 정확도를 높이기 위해 정렬 마크가 기판의 변부에서 가능한 한 멀리 위치하는 것이 특히 중요하다. 정렬 마크는 기판의 변부로부터 30mm 이하, 바람직하게는 20mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 10mm 이하, 가장 바람직하게는 5mm 이하, 궁극적으로는 1mm 이하으로 위치된다.
바람직한 실시예에서, 정렬 마크의 위치가 광학적으로 검출되도록 제공되며, 유리하게는, 비교적 정확한 위치 결정이 가능하다.
바람직한 실시예에서, 기판 홀더의 위치가 간섭계 및/또는 렌즈 시스템에 의해 검출되고, 특히 정렬 마크의 위치를 검출하기 위한 검출 장치와 무관하게 제공된다. 따라서 기판 홀더의 위치 결정이 유리하게 개선될 수 있다. 렌즈 시스템의 위치는 검출 장치, 특히 간섭계에 의해 결정될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 기판 홀더가 검출 위치에 고정되도록 제공된다. 유리하게는, 기판 홀더의 위치는 보다 양호하게 결정될 수 있다.
본 발명은 또한 다음을 포함하는 방법에 의해 결합되는 두 기판의 정렬 장치에 관한 것이다:
- 기판을 유지 및 고정하기 위한 기판 홀더
- 기판 홀더를 이동시키기 위한 이동 장치,
- 기판상의 정렬 마크의 위치를 검출하기 위한 렌즈 시스템,
- 정렬 마크의 위치를 저장하기 위한 저장 장치.
본 방법에 관한 특징은 또한 본 발명에 따른 장치와 유사하다.
본 발명은 또한 각각의 측면 상에 2개 이상의 정렬 마크를 포함하는 2개의 기판을 갖는 제품에 관한 것이다.
본 발명의 본질은 특히 2개의 기판이 정렬 마크와 관련하여 더 잘 정렬되고 서로 결합될 수 있는 통계적 방법을 입증하는 것으로 구성되며, 그에 의해 다른 위치, 특히 기판의 중심으로부터 다른 반경 거리에 위치된 복수의 정렬 마크를 결정하기 위한 것이다.
기판 정렬 문제는 특히 정렬 마크 자체가 아니라, 서로에 대해 기판을 정렬하는데 사용되는 복수의 정렬 마크로부터 계산될 수 있는 통계적으로 평균화된 위치라는 사실에 의해 개선된다..
본 발명은 정렬 마크가 그들의 형태 및/또는 위치 및/또는 정렬과 관련하여 이상적으로 생성되지 않은 경우에도 높은 정밀도로 2개의 기판의 정렬을 유리하게 허용한다. 달성될 수 있는 정렬 정확도는 주로 정렬 공정에 사용되는 정렬 마크의 수에 의존한다. 복수의 정렬 마크, 특히 품질이 낮은 정렬 마크를 사용한 결과, 품질 결점은 최종 결과로부터 평균화된다. 복수의 정렬 마크의 평균을 취하는 것에 의존하는 정렬 공정의 경우, 일 측면의 모든 마크가 렌즈 시스템의 시야 내에 동시에 위치하는 것이 특히 유리하다.
기판의 국지적 및/또는 전역 곡률로 역 추적될 수 있는 에러가 본 발명에 따른 방법에 의해 정정되는 경우, 렌즈 시스템의 시야에 의해 커버될 수 있는 영역의 정렬 마크의 집중된 생성이 더 방해가 된다. 정렬 정확도는 서로 멀리 떨어져있는 복수의 정렬 마크의 본 발명의 측정에 의해 증가될 것이다.
본 발명에 따르면, 주어진 문제에 따라 대응하는 해결책이 바람직하다. 매칭 마크가 열등한 품질로 생성되는 것으로 알려져있는 경우, 매칭 마크는 서로 근접하여 생성되는 것이 바람직하다. 정렬 마크에 의해 심하게 왜곡 및/또는 구부러진 기판에 대한 더 높은 정렬 정확도가 달성되는 경우, 각 기판 측면의 정렬 마크는 서로 더 멀어지게 된다. 전술한 통계적 오류 결정 가능성은 공지된 방법 모두에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 각각의 경우에 복수의 정렬 마크를 갖는 복수의 영역이 있으며, 각각의 개별 영역은 렌즈 시스템의 시야에 의해 완전히 커버될 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 영역의 모든 정렬 마크는 정렬 마크에서의 품질 결함을 보상하기 위해 사용되는 반면, 다른 영역의 정렬 마크는 곡률에 대한 정렬 정확도를 개선하기 위해 사용될 수 있다.
기판 및 정렬 마크
기판은 제 1 기판 표면 및 제 1 기판 표면에 대향하는 제 2 기판 표면을 포함한다. 본드 계면의 일부인 기판 표면을 내부 기판 표면이라고 하고, 내부 기판 표면 반대편에 있는 기판 표면을 외부 기판 표면이라고 한다.
하기에서는, 내부 기판 표면만이 중요하다. 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에 언급된 모든 기판 표면은 내부 기판 표면이다.
기판 표면은 좌측 기판 표면 측면 및 우측 기판 표면 측면을 포함한다. 좌측 기판 표면 측면은 기판 표면에 수직이고 바람직하게는 노치 및 기판 중심을 통과하거나, 바람직하게는 기판의 평평한 측에 수직이고 기판 중심을 통과하는 평면의 좌측상의 기판 표면의 전체 영역을 포함한다. 우측 기판 표면 측면은 바람직하게는 기판 표면에 수직이고 노치를 통과하거나, 바람직하게는 기판의 평평한 측면에 수직인 평면의 우측에 대한 기판 표면의 전체 영역을 포함한다.
완전성을 위해, 평면이 반드시 노치를 통과하거나 평평한 측면에 수직일 필요는 없다고 언급된다. 그러나, 대칭 고려 사항은 일반적으로 이러한 기판, 특히 기판상의 기능 유닛이 노치를 통과하거나 평평한 측면에 수직인 평면에 대해 대칭임을 의미한다. 기판 표면상의 기능 유닛의 대칭 분포에 대응하여, 정렬 마크는 또한 대칭적으로 분포된다.
본 발명에 따라 정렬되는 기판은 기판 표면 측면당 2개 이상의 정렬 마크를 포함한다. 기판 표면 측면당 2개 이상의 정렬 마크, 특히 3개 이상의 정렬 마크, 가장 바람직하게는 4개 이상의 정렬 마크, 최대 가장 바람직하게는 5개 이상의 정렬 마크 궁극적으로 6개 이상의 정렬 마크가 고려될 수 있다. 기판 표면 측면의 정렬 마크는 바람직하게는 반경 100mm 이하, 바람직하게는 50mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 25mm 이하, 가장 바람직하게는 10mm 이하, 궁극적으로 1mm 이하의 원 K 내에 위치한다.
매우 특히 바람직한 실시예에서, 기판 표면 측면의 정렬 마크는 기판의 동일한 반경에 위치된다. 본 발명에 따른 매우 특히 바람직한 실시예에서, 두 기판 표면 측면면의 모든 정렬 마크는 기판의 동일한 직경에 위치된다.
기판 마크의 추가 분류는 기판의 중심에 대한 위치를 통해 이루어진다. 기판의 중심에 가장 가까운 정렬 마크를 내부 정렬 마크라고 한다. 중심에서 가장 먼 정렬 마크를 외부 정렬 마크라고 한다. 상세한 설명에서 본 발명에 따른 공정를 가능한 한 간단하게 유지하기 위해, 후속 텍스트에서 기판 표면 측면당 2개의 정렬 마크 만 언급될 것이다. 기판 표면 측면당 동일한 정렬 마크의 반복된 측정에 대한 본 발명에 따른 실시예의 2개 이상의 정렬 마크 또는 연장에 대한 본 발명에 따른 실시예의 연장은 유사한 고려에 기초하여 이루어진다. 기판 표면 측면 당 동일한 정렬 마크의 반복 측정으로 본 발명에 따른 실시예의 2개 이상의 정렬 마크 또는 연장에 대한 본 발명에 따른 실시예의 연장은 또한, 도시된 흐름도에서 루프에 의해 그래픽으로 개시된다.
교정 공정(Calibration process)
본 발명에 따른 실제 공정 전에, 정렬 장치의 렌즈 시스템의 교정이 수행된다. 기판 정렬을 위한 해당 시스템은 공보 US6214692B1, PCT/EP2013/075831, WO2011042093A1 및 WO2014202106A1에 개시되며, 여기서는 상세히 설명하지 않는다.
본 발명에 따른 시스템은 4개 이상의 렌즈 시스템을 포함하며, 바람직하게는 각 경우에 2개의 광학 그룹을 형성하도록 그룹화된다. 광학 그룹의 각각의 렌즈 시스템은 개별적으로 이동될 수 있고, 특히 병진 방식으로 이동 및/또는 회전될 수 있지만, 교정 후에는 각각의 경우 반대편에 있는 렌즈 시스템에 대하여 고정된다. 따라서, 광학 그룹의 병진 및/또는 회전 운동의 결과로, 두 렌즈 시스템은 고정 후에 동시에 이동한다. 서로에 대한 렌즈 시스템의 이러한 견고한 고정은 각각의 교정 공정 후에 더 이상 제거되지 않는 것이 바람직하며, 이는 다음 섹션에서 더 상세히 설명된다.
광학 그룹의 렌즈 시스템의 교정은 광학 축의 교차점을 확립하는 것을 목표로한다. 동시에 영역의 깊이는 후속 초점 평면의 영역이 포함된다.
렌즈 시스템은 정렬 마크로 교정된다. 정렬 마크는 바람직하게는 특히 투명한 교정 기판에 위치된다.
그러나, 교정 기판의 표면에 있는 정렬 마크가 사용될 수도 있다.
제 1 교정 단계에서, 제 1 측면의 제 1 광학 그룹의 제 1 렌즈 시스템은 제 1 정렬 마크에 초점이 맞춰진다. 렌즈 시스템은 제 1 정렬 마크가 영역의 깊이의 중심에 위치하도록 교정되는 것이 바람직하다.
제 2 교정 단계에서, 제 1 측면의 제 1 광학 그룹의 제 2 렌즈 시스템은 동일한 제 1 정렬 마크에 초점이 맞춰진다. 렌즈 시스템은 제 1 정렬 마크가 영역의 깊이의 중심에 위치하도록 교정되는 것이 바람직하다. 특히, 렌즈 시스템은 x 및/또는 y 및/또는 z 방향으로 이동하거나 x 및/또는 y 및/또는 z 축을 중심으로 회전을 수행한다. 정렬 마크는 바람직하게는 교정 공정 후 시야 중심에 정확하게 위치된다.
일반적으로, 2 개의 제 1 렌즈 시스템의 광축은 포커싱 평면에 수직이 아니다. 따라서, 광축은 바람직하게는 제 1 정렬 마크에서 교차한다. 이 교정 단계 후에, 제 1 광학 그룹의 2 개의 렌즈 시스템은 더 이상 서로에 대해 이동되지 않는다.
제 3 교정 단계에서, 제 2 측면의 제 2 광학 그룹의 제 1 렌즈 시스템은 제 2 정렬 마크에 초점이 맞춰진다. 렌즈 시스템은 정렬 마크가 영역의 깊이의 중심에 위치하도록 교정되는 것이 바람직하다.
제 4 교정 단계에서, 제 2 측면의 제 2 광학 그룹의 제 2 렌즈 시스템은 동일한 제 2 정렬 마크에 초점이 맞춰진다. 렌즈 시스템은 정렬 마크가 영역의 깊이의 중심에 위치하도록 교정되는 것이 바람직하다.
두 제 2 렌즈 시스템의 광축은 일반적으로 포커싱 평면에 수직하지 않는다. 따라서, 광학 축은 바람직하게는 제 2 정렬 마크에서 교차한다. 이 교정 단계 후에, 제 2 광학 그룹의 2 개의 렌즈 시스템은 더 이상 서로에 대해 이동되지 않는다.
또한, 하나의 정렬 마크만을 갖는 교정 기판을 사용하는 것이 고려될 수 있고, 이는 그 후 제 1 측면의 교정 단계와 제 2 측면의 교정 단계 사이에서 변위되어야 한다. 교정 기판의 병진 변위 동안, 특히 평평한 기판의 가정하면 정렬 마크는 가능한 한 일정한 z-위치를 유지해야 한다. 일반적으로, 기판 표면에 대한 z- 간격은 기판의 모든 위치에서 일정해야 한다. 예를 들어, 기판이 만곡되면, 렌즈 시스템 및/또는 z- 방향으로의 기판의 후-교정은 렌즈 시스템에 대한 기판의 병진 변위가 있을 때 발생하는 것이 바람직하다. 무시할 수 있는 곡률의 경우 이러한 교정을 생략할 수 있다. 교정 후, 포커싱 평면은 4개의 모든 렌즈 시스템의 영역의 깊이 내에 위치한다. 초점 평면과 후속 접합 평면은 일치하는 것이 바람직하다. 렌즈 시스템의 교정이 수행되면, 본 발명에 따른 실제 공정이 시작될 수 있다. 교정 공정는 WO2014202106A1에서 찾을 수 있다.
렌즈 시스템의 해상도는 10,000nm 내지 10nm, 바람직하게는 5000nm 내지 50nm, 더욱더 바람직하게는 1000nm 내지 100nm, 가장 바람직하게는 750nm 내지 380nm에 있다.
해상도는 바람직하게는 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 따라 정의된다.
완전성을 위해, 본 발명에 따른 방법은 또한 일측면의 렌즈 시스템이 광학 그룹에서 서로 기계적으로 결합되지 않는 정렬 시스템과 함께 기능하는 것으로 개시되어있다. 이러한 정렬 시스템은 예를 들어 공개 WO2011042093A1에 언급되어있다. 이러한 정렬 시스템에서, 상부 및 하부 렌즈 시스템은 반드시 서로 마주 보게 위치될 필요는 없지만, x-y 평면에서 서로 이격될 수도있다. 그러나 이러한 정렬 시스템은 또한 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 사용될 수 있다.
측정 공정
다른 정렬 개념을 갖는 복수의 시스템이 종래 기술에 존재한다. 본 발명과 가장 관련이 있는 시스템은 공보 US6214692B1 및 WO2014202106A1에 개시된다.
공보 US6214692B1은 기판이 기판 스택의 전방 또는 후방에 위치된 렌즈 시스템들 사이에서 기판들이 서로 시프트되는 시스템을 기술한다.
한편, 공개 WO2014202106A1은 기판이 기판 스택의 측면에 위치된 렌즈 시스템들 사이에서 기판들이 서로 시프트되는 시스템을 설명한다. 본 발명에 따른 공개된 개선된 정렬 공정은 상기 언급된 모든 정렬 시스템에 적용될 수 있지만, 특히 WO2014202106A1에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 개시된 개선된 정렬 공정은 예를 들어 특허 명세서 US6214692B1에서 개시된 정렬 시스템에 기초하여 제시된다.
본 발명에 따른 방법은 원칙적으로 모든 공지된 정렬 방법에 적용될 수 있고 거의 모든 정렬 시스템에 의해 수행될 수 있다.
서로에 대해 정렬될 기판은 샘플 홀더에 고정된다. 샘플 홀더는 고정 단계를 포함한다. 고정 단계는 기판을 견고하게 유지하는 기능을 한다. 상기 고정은,
- 기계적 고정, 특히
· 클램프
- 특히 다음을 가진 진공 고정
· 개별적으로 제어 가능한 진공 트랙
· 서로 연결된 진공 트랙
· 핀 기판 홀더의 일부로서(핀 척은 WO2015113641A1 참조)
- 전기 고정 장치, 특히
· 정전기 고정
- 자기 고정
- 특히 접착제 고정
· Gel-Pak 고정
· 접착제, 특히 제어 가능한 표면으로 고정
고정 단계는 특히 전자적으로 제어 가능하다. 진공 고정은 선호되는 고정 유형이다. 바람직하게는 진공 고정은 샘플 홀더의 표면에서 나오는 복수의 진공 트랙을 포함한다. 진공 트랙은 바람직하게는 개별적으로 제어 가능하다. 기술적으로 더 적합한 응용 분야에서, 여러 개의 진공 트랙이 결합되어 개별적으로 제어할 수 있는 진공 트랙 세그먼트를 형성하므로 개별적으로 배기 및 침수될 수 있다. 그러나 각 진공 세그먼트는 다른 진공 세그먼트와 독립적이다. 따라서 개별적으로 제어 가능한 진공 세그먼트를 설정할 수 있는 가능성이 얻어진다. 진공 세그먼트는 바람직하게는 환형으로 설계된다. 따라서, 특히 내부에서 외부로 수행되는 샘플 홀더로부터의 타겟의 방사상 대칭 고정 및/또는 기판의 방출이 가능하다. 훨씬 바람직한 실시예에서, 샘플 홀더는 핀 샘플 홀더(핀 척)로 구성된다. 이것은 샘플 홀더이며, 특히 대칭적으로 배치된 다수의 입면, 특히 핀이 표면으로부터 생성되어 주변이 배출될 수 있다. 기판은 사시도의 헤드에만 있다. 따라서 접촉 면적이 작다. 핀 샘플 홀더의 실시예는 공개 WO2015113641A1에 공개된다.
본 발명에 따른 실시예의 후속 공정에서, 렌즈 시스템의 내부에서 외부 정렬 마크로의 변위가 설명된다. 그러나, 본 발명에 따른 공정은 또한 정렬 마크가 외부로부터 내부로, 또는 임의의 순서로 측정될 때 기능한다. 바람직하지는 않더라도, 제 1 기판 표면 측면의 내측으로부터 정렬 마크의 측정 및 외부로부터 제 2 기판 표면 측면상의 내측으로의 정렬 마크의 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 실시예의 추가로 생각할 수 있고 바람직한 실시예는 복수의 정렬 마크가 기판 표면 측면 당 렌즈 시스템의 시야에 위치하여 렌즈 시스템의 외부 또는 내부의 변위가 전혀 필요하지 않다는 사실로 구성된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 광학 그룹을 변위시키지 않고 복수의 정렬 마크를 측정할 수도 있다.
본 발명에 따른 훨씬 더 바람직한 실시예에서, 기판 표면 측면당 복수의 정렬 마크가 렌즈 시스템의 시야 내에 위치될 뿐만 아니라, 서로 접촉하지 않고 서로 중첩된다. 따라서, 단위 면적당 복수의 정렬 마크의 특히 효율적인 수용이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 광학 그룹을 변위시키지 않고 복수의 정렬 마크를 측정하는 것이 특히 효율적인 방식으로 가능하다.
본 발명에 따른 제 1 공정 단계에서, 하부 기판의 하부 내부 정렬 마크의 측정이 이루어진다. 이를 위해, 상부 기판은 필요에 따라 상부 렌즈 시스템의 시야에서 변위되어, 상부 렌즈 시스템은 하부 기판의 하부 내부 정렬 마크를 자유롭게 볼 수 있다. 하부의 내부 정렬 마크는 바람직하게는 상부 렌즈 시스템의 시야에 이미 위치되어 있으므로, 광학 그룹이 변위될 필요가 없다. 현재 개별 렌즈 시스템의 변위는 더 이상 필요하지 않다. 이제부터는 광학 그룹만 변위된다. 하부 내부 정렬 마크가 측정되면 하부 샘플 홀더 위치와 하부 내부 정렬 마크 사이에 고유한 할당이 존재한다.
본 발명에 따른 제 2 공정 단계에서, 상부 기판을 갖는 상부 샘플 홀더는 하부 기판 위로 변위된다. 하부 기판을 갖는 하부 샘플 홀더는 특히 동시에 뒤로 이동된다. 소위 위치 에러 정정(PEC)이 발생하는 것이 바람직하다. 이는 측정 장치, 특히 간섭계 및/또는 다른 특수 렌즈 시스템(아래에서 PEC 렌즈 시스템이라고 함)을 사용하여 하부 샘플 홀더의 위치를 측정하는 것을 의미한다. 상부 기판이 일반적으로 이미 시야에서 변위 되었기 때문에, 하부 기판이 상부 렌즈 시스템의 시야 밖으로 이동하는 동안 하부 기판이 상기 시스템에 의해 관찰될 수 없기 때문에 위치 에러 교정이 필요하다. 후속 공정 단계에서 하부 기판을 높은 정밀도로 원래 위치로 되돌릴 수 있으려면 렌즈 시스템의 시야 밖으로 이동하는 동안 위치를 정확하게 측정해야 한다. 하부 샘플 홀더의 위치를 연속적으로 측정하기 위해 간섭계가 바람직하게 사용된다. 더욱 바람직하게는, 정렬 마크를 검출하기 위해 상기 언급된 렌즈 시스템과는 완전히 독립적인 추가 렌즈 시스템, PEC 렌즈 시스템이 사용된다. 상기 PEC 렌즈 시스템은 하부 샘플 홀더의 마킹을 측정하므로 샘플 홀더의 위치, 특히 항상 표시할 수 있다. 하부 샘플 홀더의 위치는 적어도 병진 변위 전에 측정되는 것이 바람직하다. 따라서 언제라도 위치를 복원할 수 있다. 이와 같이 측정된 샘플 홀더 위치의 결과로, 하부 샘플 홀더 및 따라서 하부 기판은 언제라도 원래 위치로 복귀될 수 있다.
위치 에러 교정을 위해 샘플 홀더의 위치 검출이 수행되는 정확도는 1μm이상, 바람직하게는 500nm 이상, 더욱 바람직하게는 100nm 이상, 가장 바람직하게는 50 nm 이상, 궁극적으로 10nm 이상이다.
본 발명에 따른 제 3 공정 단계에서, 상부 기판의 상부 내부 정렬 마크의 측정이 이루어진다. 상부, 내부 정렬 마크는 바람직하게는 하부 렌즈 시스템의 시야에 이미 위치되어 있으므로, 광학 그룹이 변위될 필요가 없다. 현재 개별 렌즈 시스템의 변위는 더 이상 허용되지 않는다. 상부 내부 정렬 마크가 측정되면 상부 샘플 홀더 위치와 상부 내부 정렬 마크 사이에 고유한 할당이 존재하게 된다. 특히, 상부 샘플 홀더는 추가 공정으로 고정된다.
본 발명에 따른 제 4 공정 단계에서, 광학 그룹의 이동은 상부 외부 정렬 마크가 하부 렌즈 시스템의 시야에 위치하도록 발생한다. 상부 외부 정렬 마크가 측정되면 상부 측면 샘플 홀더 위치와 상부 외부 정렬 마크 사이에 고유한 할당이 존재하게 된다. 이전에 검출된 상부 외부 정렬 마크에 대한 참조를 잃지 않기 위해, 하부 렌즈 시스템의 위치는 바람직하게는 광학 측정 수단, 더욱더 바람직하게는 간섭계에 의해 여기서 정확하게 정밀하게 모니터링된다. 따라서, 렌즈 시스템에 의해 이동된 경로가 검출될 수 있다.
본 발명에 따른 제 5 공정 단계에서, 하부 기판의 위치 결정이 발생한다. 위치 에러 교정으로부터 공정 단계에서 측정된 2개의 위치는 하부 기판을 원래 위치에 다시 정확하게 위치시키기 위해 사용된다.
상부 기판은 상부 렌즈 시스템의 시야 밖에서, 특히 동시에 변위된다.
본 발명에 따른 제 6 공정 단계에서, 하부 외부 정렬 마크가 상부 렌즈 시스템의 시야에 위치되도록 광학 그룹의 이동이 발생한다. 하부 외부 정렬 마크가 측정되면 하부 샘플 홀더 위치와 하부 외부 정렬 마크 사이에 고유한 할당이 존재하게 된다. 이전에 검출된 하부의 외부 정렬 마크에 대한 참조를 잃지 않기 위해, 상부 렌즈 시스템의 위치는 바람직하게는 광학 측정 수단, 더욱더 바람직하게는 간섭계에 의해 여기서 정밀하게 모니터링되는 것이 바람직하다. 따라서 렌즈 시스템에 의해 커버되는 경로가 검출될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이때 상부 및 하부, 외부 및 내부 정렬 마크의 위치가 존재한다. 본 발명에 따른 방법은 추가 정렬 마크상에서 수행될 수 있다. 이 경우 통계 및 오류 수정에 사용할 수 있는 데이터 수가 증가한다. 기판 표면 측면당 정렬 마크의 수는 일반적으로 임의의 크기 일 수 있다. 기판 표면 측면당 정렬 마크의 수는 1보다 크고, 바람직하게는 2보다 크고, 더욱 바람직하게는 5보다 크고, 가장 바람직하게는 10보다 크고, 궁극적으로는 20보다 크다.
정렬 마크에서 측정을 반복할 수도 있다. 내부 및 외부 정렬 마크 사이의 지속적인 교체의 결과로, 정렬 위치의 통계적 평가 및 따라서 더욱 최적, 특히 가상 정렬 마크의 결정이 가능하다.
다른 바람직한 실시예에서, 기판 표면 당 적어도 2 개의 정렬 마크가 각각의 렌즈 시스템의 시야 내에 위치된다면, 광학 그룹은 더 이상 교정 후에 전혀 이동될 필요가 없다. 따라서, 기판 표면 측면당 적어도 2 개의 정렬 마크를 측정하기 위해 선행 공정의 1 내지 3 단계 만 수행하면 된다.
계산 공정
간략하게, 계산 공정은 에러 최소화가 상부 측면 및 하부 측면의 대응하는 정렬 마크 사이에서 수행된다는 사실에 기초한다. 최소 제곱 방법이 사용되는 것이 바람직하다. 오차 최소화는 하부 샘플 홀더의 이상적인 XY 위치 및/또는 회전 위치뿐만 아니라 상부 샘플 홀더의 이상적인 XY 위치 및/또는 회전 위치를 유도하며, 여기서 기판은 최적 방법으로 서로 정렬되고 추가 공정 단계에서 서로 접촉, 특히 서로 접합될 수 있다.
접촉 공정/접합 공정
통계적으로 평균화된 위치의 계산 후에 두 기판의 서로에 대한 접합이 발생한다. 기판의 정렬은 통계적으로 평균화된 위치와 관련하여 발생한다. 기판은 의도된 위치로 변위된다. 두 기판의 접근은 z-방향으로 발생한다. 퓨전 결합, 보다 바람직하게는 하이브리드 결합이 특히 수행된다. 퓨전 결합의 경우, 특히 상부 기판은 결합 계면에서 볼 때 볼록한 형상으로 핀에 의해 만곡된다. 만곡 기판은 바람직하게는 중심으로 제 2, 특히 평평한 기판과 접촉한다.
정렬 및 결합 공정은 150-250nm, 바람직하게는 125-225nm, 더욱 더 바람직하게는 100-200nm, 가장 바람직하게는 75-150nm 및 궁극적으로 50-100nm 사이의 재현성으로 수행될 수 있다..
본 발명의 추가 장점, 특징 및 세부 사항은 실시예의 바람직한 예에 대한 다음의 설명 및 도면에 기초하여 나타난다. 도면에서:
도 1a는 시야에서 이상적인 정렬 마크의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 1b는 시야에서 복수의 이상적인 정렬 마크의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 1c는 시야에서 중심에 정렬된 복수의 이상적인 정렬 마크의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 2는 비 이상적인 정렬 마크의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 3은 비 이상적인 정렬 마크와 이상적인 정렬 마크의 중첩에 대한 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 4는 노치(notch)를 갖는 제 1 기판 유형의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 5는 평평한 측면을 가진 제 2 기판 유형의 개략적 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 공정 흐름도,
도 7a는 본 발명에 따른 제 1 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 7b는 본 발명에 따른 제 1 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 8a는 본 발명에 따른 제 2 공정 단계의 실제 크기가 아닌 저면 개략도,
도 8b는 본 발명에 따른 제 2 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 9a는 본 발명에 따른 제 3 공정 단계의 실제 크기가 아닌 저면 개략도,
도 9b는 본 발명에 따른 제 3 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 10a는 본 발명에 따른 제 4 공정 단계의 실제 크기가 아닌 저면 개략도,
도 10b는 본 발명에 따른 제 4 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 11a는 본 발명에 따른 제 5 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 11b는 본 발명에 따른 제 5 공정 단계의 실제가 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 12a는 본 발명에 따른 제 6 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 평면도,
도 12b는 본 발명에 따른 제 6 공정 단계의 실제 크기가 아닌 개략적 측면도,
도 13은 측정된 정렬 마크 수에 따른 함수로서 정렬 오류 감소를 나타낸 그래프.
도면에서, 동일한 구성 요소 또는 동일한 기능을 갖는 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
하기 명칭은 다음의 도면 설명에 적용된다. 좌측 기판 측면의 요소는 소문자 l로 표시된다(독일어: link). 우측 기판 측면의 요소는 소문자 r로 표시된다(독일어: recht). 상부 측면의 요소는 소문자 o로 표시된다(독일어: oben). 하부 측면의 요소는 소문자 u로 표시된다(독일어: unten).
도 1a는 렌즈 시스템의 시야(10)에서 개별적인 이상적 정렬 마크(6i)의 실제 크기가 아닌 개략도이다. 정렬 마크(6i)는 직선 에지(8i)를 가지며, 특히 텔레센트릭 방식으로 픽업되고, 주변에 대해 가능한한 콘트라스트가 우수하고, 특히 왜곡되지 않는다. 이러한 고품질의 정렬 마크(6i)는 생산이 어렵다. 소프트웨어는 이상적인 정렬 마크(6i)로부터 이상적인 중심 위치(7i)를 계산할 것이다.
도 1b는 시야(10)에서 2개의 이상적인 정렬 마크(6i, 6i')의 실제 크기가 아닌 개략도이다. 정렬 마크(6i 및 6i')는 서로에 충분히 작고 근접하여 위치되어 관찰 렌즈 시스템(11ol, 11or, 11ul, 11ur)의 시야(10)에 동시에 위치하게 된다. 본 발명에 따르면, 2개의 정렬 마크(6i 및 6i') 사이에서 광학 그룹의 변위를 피할 수 있다. 그러나 2개의 정렬 마크(6i와 6i')는 동시에 측정될 수 있다. 정렬 마크(6i 및 6i')는 직선 에지(8i 및 8i')를 가지며, 특히 텔레센트릭 방식으로 픽업되고, 주변과 관련하여 가능한 한 좋은 콘트라스트를 가지고, 대칭적이고, 특히 왜곡되지 않는다. 이러한 고품질의 정렬 마크(6i 및 6i')는 생산하기가 어렵다. 소프트웨어는 이상적인 정렬 마크(6i 및 6i')에서 두 개의 이상적인 중심 위치(7i 및 7i')를 계산한다.
도 1c는 시야(10)에서 2개의 이상적인 정렬 마크(6i, 6i')의 실제 크기가 아닌 개략도이다. 정렬 마크(6i 및 6i')는 이들이 서로 중첩되나 접촉하지 않도록 특별히 설계된다. 2개의 정렬 마크(6i 및 6i')는 동시에 관찰 렌즈 시스템(11ol, 11or, 11ul, 11ur)의 시야(10)에 위치된다. 본 발명에 따르면, 2개의 정렬 마크(6i 및 6i') 사이에서 광학 그룹의 변위를 피할 수 있다. 그러나 2개의 정렬 마크(6i와 6i')는 동시에 측정될 수 있다. 정렬 마크(6i 및 6i')는 직선 에지(8i 및 8i')를 가지며, 특히 텔레센트릭 방식으로 픽업되고, 주변과 관련하여 가능한 한 우수한 콘트라스트를 가지고, 대칭적이고, 특히 왜곡되지 않는다. 이러한 고품질의 정렬 마크(6i 및 6i')는 생산하기가 어렵다. 소프트웨어는 이상적인 정렬 마크(6i 및 6i')에서 두 개의 이상적인 중심 위치(7i 및 7i')를 계산한다.
비 이상적인 정렬 마크(6)에 대한 유사한 도면(2b, 2c, 3b 및 3c)의 표현은 이하 생략될 것이다. 당업자는 이상적인 정렬 마크(6i, 6i')에 관한 관찰이 비 이상적인 정렬 마크(6)로 전달될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2는 비 이상적인 정렬 마크(6)의 실제 크기가 아닌 개략도이다. 원하는 이상적인 형태로부터의 이탈은 표현을 용이하게 하기 위해 과장된 것으로 도시된 것이다. 비 이상적인 정렬 마크(6)는 일반적으로 비 이상적이고 비 직선 에지(8)를 갖는다. 또한, 비 이상적인 정렬 마크(6)는 비틀려 텔레센트릭 방식으로 픽업되지 않을 수 있으며, 이는 비 이상적 비-직선 에지(8)의 뚜렷하지 않은 콘트라스트를 야기할 수 있다. 소프트웨어는 비 이상적인 정렬 마크(6)로부터 비 이상적인 중심 위치(7)를 계산할 것이다. 도 1b와 유사하게, 시야(10)에서 서로 인접하여 위치하는 2개의 작은 정렬 마크(6, 6')도 고려될 수 있다. 도 1c와 유사하게, 시야(10)에서 서로 상보적인 2개의 정렬 마크(6, 6')가 고려될 수 있다.
도 3은 이상적인 정렬 마크(6i)와 비 이상적인 정렬 마크(6)의 중첩의 실제 크기가 아닌 개략도이다. 소프트웨어에 의해 계산된 정렬 마크(6, 6i)의 중심 위치(7, 7i)는 각각의 정렬 마크(6, 6')의 중심에 나타난다. 비 이상적인 중심 위치(7)는이 원하는 이상적인 중심 위치(7i)에서 벗어난다. 상기 에러는 비 이상적인 정렬 마크(6), 특히 비 이상적이고 비 직선 에지(8)의 비 이상적인 특징에 기인하고, 본 발명에 따른 공정에 의해 가능한 한 보상되어야 하는 에러를 생성한다. 도 1b와 1c에 대한 유사한 고려 사항도 여기에 적용된다.
도 4는 복수의, 특히 대칭적으로 생성된 기능 유닛(3)을 갖는 기판(2)을 포함하는 제 1 기판 유형(1)을 도시한다. 제 1 기판 유형(1)은 노치(4)를 포함한다. 기능 유닛(3)의 대칭 배치의 결과로, 정렬 마크(6l, 6l', 6r 및 6r')의 자체적 대칭 배치를 제안하지만, 반드시 필수적인 것은 아니다. 따라서, 기판 유형(1)은 바람직하게는 평면, 특히 대칭 평면(M)을 좌측 영역 L 및 우측 영역 R로 분할한다. 본 발명에 따르면, 2개 이상의 정렬 마크(6l 및 6l')가 좌측 영역(L)에 위치되고 적어도 두 개의 정렬 마크(6r 및 6r')가 우측 영역에 위치된다. 정렬 마크(6l, 6l', 6r 및 6r')들은 기판(2)의 중심 Z로부터 거리(rl, rl', rr 및 rr')에 위치된다. 정렬 마크들(6l, 6l', 6r 및 6r')은 바람직하게는 직경 라인(D)에 위치한다.
도 5는 복수의, 특히 대칭적으로 생성된 기능 유닛(3)을 갖는 기판(2')을 포함하는 제 2 기판 유형(1')을 도시한다. 제 2 기판 유형(1')은 평평한 측면(5)을 포함한다. 기능 유닛(3)의 대칭 배치의 결과로, 정렬 마크들(6l, 6l', 6r 및 6r')은 자체 대칭 배치을 제안하지만, 반드시 필수적인 것은 아니다. 따라서, 기판 유형(1)은 바람직하게는 평면, 특히 대칭 평면(M)에 의해 좌측 영역(L) 및 우측 영역(R)으로 분할된다. 본 발명에 따르면, 적어도 2개의 정렬 마크(6l, 6l')는 좌측 영역(L)에 위치하고, 적어도 2개의 정렬 마크(6r, 6r')는 우측 영역에 위치한다. 정렬 마크(6l, 6l', 6r 및 6r')는 기판(2')의 중심 Z로부터 거리(rl, rl', rr 및 rr')에 위치된다. 정렬 마크(6l, 6l', 6r 및 6r')는 직경 라인(D)에 위치하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 공정의 개략적인 공정 흐름을 도시한다. 제 1 공정 단계(100)에서, 하부 기판(2u)의 하부 내부 정렬 마크(6ul, 6ur)의 측정이 이루어진다. 본 발명에 따른 추가 제 2 공정 단계(101)에서, 하부 샘플 홀더(12u)의 위치 에러 교정이 발생한다. 본 발명에 따른 추가 제 3 공정 단계(102)에서, 상부 내부 정렬 마크(6ol, 6) 또는 상부 기판(20)의 측정이 수행된다. 본 발명에 따른 추가 제 4 공정 단계(103)에서, 상부 기판(20)의 상부 외부 정렬 마크(6ol', 6or')의 측정이 이루어진다. 본 발명에 따른 추가 제 5 공정 단계(104)에서, 샘플 홀더(12u, 12o)의 교체가 발생한다. 본 발명에 따른 추가의 제 6 공정 단계(105)에서, 하부 외부 정렬 마크(6ul', 6ur')의 측정이 수행된다. 본 발명에 따른 제 7 공정 단계(106)에서, 추가 정렬 마크가 동일한 공정 순서에 따라 측정될지 또는 측정된 정렬 마크가 다시 측정될지에 대한 결정이 이루어진다. 본 발명에 따른 마지막 제 8 공정 단계(107)에서, 두 기판(2u, 2o)의 정렬 및 결합이 발생한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 제 1 공정 단계(100)의 개략적 평면도 및 측면도를 도시하며, 여기서 제 1 하부 기판 (2u)은 제 1 하부 샘플 홀더(12u)상의 기판 표면(2us)(s = 표면)에 고정된다. 제 2 상부 기판(2o)이 고정된 제 2 상부 샘플 홀더(12o)는 대기 위치의 하부 내부 정렬 마크 (6ul, 6ur)로부터 멀리 위치하도록 본 발명에 따른 제 1 공정 단계(100)에 위치하여, 좌측 상부 렌즈 시스템(10ol) 및 우측 상부 렌즈 시스템(10or)(측면에서 숨겨져 있음)이 2개의 하부 내부 정렬 마크(6ul 및 6ur) 상에 자유 시야(10ul 및 10ur)를 갖게 된다. 본 발명에 따른 상기 정렬 단계에서, 하부 내부 정렬 마크(6ul 및 6ur)의 위치 및 하부 기판 (2u)의 측정 위치에서 샘플 홀더(12u)의 위치의 제 1 저장이 이루어진다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 제 2 공정 단계(101)의 저면 개략도 및 각각의 측면도를 도시하며, 여기서 제 2 상부 기판 홀더(12o)는 상부 정렬 마크(6ol, 6or)의 측정 위치로 이동된다. 하부 샘플 홀더(12u)는 대기 위치로, 특히 동시에 변위된다. 변위 동안, 사전에 높은 정밀도로 측정된 정렬 마크(6ul 및 6ur)의 위치가 후속하여 정확하게 다시 발견될 수 있도록, 하부 샘플 홀더(12u)의 연속 모니터링 및/또는 저장 및/또는 교정이 수행될 수 있다. 상기 위치 에러 교정은 PEC 측정 시스템(13), 특히 간섭계에 의해 이루어진다. 더욱 바람직한 실시예에서, 위치 에러 교정은 샘플 홀더(12u) 아래에 위치되는 추가적인 PEC 렌즈 시스템에 의해 이루어진다. 이러한 PEC 렌즈 시스템은 명확성을 위해 도시되지 않았다.
도 9a 및 도 9b는 상부 내부 정렬 마크(6ol 및 6)의 측정이 수행되는 본 발명에 따른 제 3 공정 단계(102)의 저면 개략도 및 측면도를 도시한다. 상부 좌측 정렬 마크(6ol)는 도 9a의 아래에서 볼 때 상부 측면에 위치하고, 도 7a의 평면도에서 하부 좌측 정렬 마크(6ul)는 하부 측면에 나타난다. 본 발명에 따른 상기 정렬 단계에서, 상부 내부 정렬 마크(6ol, 6)의 위치뿐만 아니라 상부 기판(2o)의 측정 위치에서 상부 샘플 홀더(12o)의 위치가 저장된다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 제 4 공정 단계(103)의 저면 개략도 및 각각의 측면도를 도시하며, 여기서 상부 외부 정렬 마크(6ol'및 6or')가 측정된다. 본 발명에 따른 상기 정렬 단계에서, 상부 외부 정렬 마크(6ol'및 6 또는')의 위치가 저장된다. 상부 기판(2o)의 측정 위치에서 상부 샘플 홀더(12o)의 위치의 저장이 아직 수행되지 않은 경우, 여전히 상기 공정 단계에서 수행될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 제 5 공정 단계(104)의 개략적 평면도 및 각각의 측면도를 도시하며, 여기서 샘플 홀더(12o, 12u)의 교체가 이루어진다. 하부 샘플 홀더(12u)는 특히 제 2 공정 단계(101)로부터의 위치 에러 정정으로부터의 데이터의 도움으로 원래 위치로 다시 이동된다. 대기 위치로의 상부 샘플 홀더(12o)의 변위는 특히 동시에 발생한다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 제 6 공정 단계(105)의 개략적 평면도 및 측면도를 도시하며, 여기서 하부 외부 정렬 마크(6ul' 및 6ur')의 측정이 이루어진다. 본 발명에 따른 상기 정렬 단계에서, 하부 외부 정렬 마크(6ul' 및 6ur')의 위치가 저장된다.
도 15는 측정된 정렬 마크 수의 함수로 정렬 에러의 3 시그마 값을 나타내는 다이어그램을 도시한다. 정렬 마크 수가 증가함에 따라 정렬 에러의 3 시그마 값은 사용된 정렬 마크의 제곱근(root)에 반비례한다.
1,1': 기판 유형 2, 2', 2u, 2o 기판
2us, 2os: 기판 표면 3: 기능 유닛
4: 노치 5: 평평한 측면
6, 6i, 6', 6i', 6l, 6l', 6r, 6r', 6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or': 정렬 마크
7i, 7, 7i', 7': 중심 위치 8i, 8, 8i', 8': 에지
9, 9': 통계 평균 위치
10, 10ul, 10ur, 10ol, 10or, 10ul’, 10ur’, 10ol’, 10or’: 시야
11ol, 11or, 11ul, 11ur: 렌즈 시스템 12u, 12o: 샘플 홀더
13: PEC 측정 시스템 rl, rl', rr, rr': 반경(radii)
M: 평면, 특히 대칭 평면 L1, L2, L3: 라인
h: 교차점 L: 좌측 영역
R: 우측 영역 Z: 중심
D: 직경 라인 N: 넓어진 원

Claims (9)

  1. 제 1 기판(2u)이 제 1 기판 표면 측면 및 상기 제 1 기판 표면 측면에 대향된 제 2 기판 표면 측면을 갖는 제 1 기판 표면(2us)을 포함하고,
    제 2 기판(2o)이 제 1 기판 표면(2us)과 접합되는 제 2 기판 표면(2os)을 포함하고,
    제 2 기판 표면(2os)은 제 3 기판 표면 측면 및 제 3 기판 표면 측면에 대향된 제 4 기판 표면 측면을 포함하는 접합되는 2개의 기판(2u, 2o)의 정렬 방법에 있어서,
    상기 방법이,
    - 제 1 기판(2u)의 제 1 기판 표면(2us)상의 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 1 위치의 검출 및 저장 단계, 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 1 정렬 마크(6ul)는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 2 정렬 마크(6ur)는 제 2 기판 표면 측면에 배치되며,
    - 제 2 기판(2o)의 기판 표면(2os)상의 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 2 위치 검출 및 저장 단계, 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 3 정렬 마크(6ol)는 제 3 기판 표면 측면 상에 배치되고, 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 4 정렬 마크(6or)는 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 제 2 기판(2o)의 제 2 기판 표면(2os)상의 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 3 위치의 검출 및 저장 단계, 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 5 정렬 마크(6ol')는 제 3 기판 표면 측면에 배치되고, 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 6 정렬 마크(6or')는 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 제 1 기판(2u)상의 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 4 위치의 검출 및 저장 단계, 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 7 정렬 마크(6ul')는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 8 정렬 마크(6ur')는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 검출된 제 1 위치, 제 2 위치, 제 3 위치 및 제 4 위치에 따라 서로에 대한 두 기판(2u, 2o)을 정렬하는 단계를 포함하고,
    - 기판 홀더(12u, 12o)에 기판(2u, 2o)의 배치 및 고정 단계,
    - 제 1 기판(2u)과 함께 제 1 기판 홀더(12u)를 제 1 검출 위치로 이동 단계,
    - 제 1 검출 위치에서 제 1 기판(2u)의 제 1 기판 표면(2us)상의 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 1 위치의 검출 및 저장 단계, 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 1 정렬 마크(6ul)는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 1 정렬 마크 쌍(6ul, 6ur)의 제 2 정렬 마크(6ur)는 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 제 2 기판(2o)을 갖는 제 2 기판 홀더(12o)의 제 2 검출 위치로의 이동 및 제 1 기판(2u)을 갖는 제 1 기판 홀더(12u)의 제 1 대기 위치로의 이동 단계;
    - 제 2 검출 위치에서 제 2 기판(2o)의 제 2 기판 표면(2os)상의 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 2 위치의 검출 및 저장 단계, 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 3 정렬 마크(6ol)는 제 3 기판 표면 측면에 배치되고, 제 2 정렬 마크 쌍(6ol, 6or)의 제 4 정렬 마크(6or)는 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
    -제 2 기판 홀더(12o)의 제 2 검출 위치에서 제 2 기판(2o)의 제 2 기판 표면(2os)상의 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 3 위치의 검출 및 저장 단계, 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 5 정렬 마크(6ol')는 제 3 기판 표면 측면에 배치되고, 제 3 정렬 마크 쌍(6ol', 6or')의 제 6 정렬 마크(6or')는 제 4 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 제 1 기판(2u)을 갖는 제 1 기판 홀더(12u)의 제 1 검출 위치로의 이동 및 제 2 기판(2o)을 갖는 제 2 기판 홀더(12o)의 제 2 대기 위치로의 이동 단계,
    - 제 1 검출 위치에서 제 1 기판(2u)상의 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 4 위치의 검출 및 저장 단계, 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 7 정렬 마크(6ul')는 제 1 기판 표면 측면에 배치되고, 제 4 정렬 마크 쌍(6ul', 6ur')의 제 8 정렬 마크(6ur')은 제 2 기판 표면 측면에 배치되고,
    - 검출된 제 1 위치, 제 2 위치, 제 3 위치, 및 제 4 위치에 따라 서로에 대해 두 기판(2u, 2o)을 정렬하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 2개 이상의 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')의 위치는 기판(2u, 2o) 상의 기판 표면 측면에 대해 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 기판 표면 측면의 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')가 반경 100mm 이하의 원 K 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')의 위치가 광학적으로 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 기판 홀더(12u, 12o)의 위치는 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')의 위치를 검출하기 위한 검출 장치와 무관한 간섭계 또는 렌즈 시스템에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 기판 홀더(12o, 12u)는 검출 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 따른 방법을 이용하여 접합되는 2개의 기판(2u, 2o)의 정렬을 위한 장치에 있어서,
    - 기판(2u, 2o)을 유지 및 고정하기 위한 기판 홀더(12u, 12o),
    - 기판 홀더(12u, 12o)를 이동시키기 위한 이동 장치,
    - 기판(2u, 2o)상의 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')의 위치를 검출하는 렌즈 시스템,
    - 정렬 마크(6ul, 6ul', 6ur, 6ur', 6ol, 6ol', 6or, 6or')의 위치를 저장하기 위한 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 삭제
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