KR20120084288A - 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치 - Google Patents

두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120084288A
KR20120084288A KR1020127007393A KR20127007393A KR20120084288A KR 20120084288 A KR20120084288 A KR 20120084288A KR 1020127007393 A KR1020127007393 A KR 1020127007393A KR 20127007393 A KR20127007393 A KR 20127007393A KR 20120084288 A KR20120084288 A KR 20120084288A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alignment
substrate
contact surface
positions
platform
Prior art date
Application number
KR1020127007393A
Other languages
English (en)
Inventor
대니얼 피구라
Original Assignee
에베 그룹 에. 탈너 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 filed Critical 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하
Publication of KR20120084288A publication Critical patent/KR20120084288A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

본 발명은 제 1 플랫폼(10) 위에 고정될 수 있는 제 1 기판(1)의 제 1 접촉 표면(1k)을 제 2 플랫폼(20) 위에 고정될 수 있는 제 2 기판(2)의 제 2 접촉 표면(2k)과 정렬하기 위한 장치와 방법에 관한 것으로서, 상기 제 1 접촉 표면(1k)을 따라 위치된 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)의 제 1 X-Y 위치들이 제 1 기판(1)의 움직임과 무관한 제 1 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면(5) 내에 있는 제 1 탐지 수단(7, 7')에 의해 탐지될 수 있으며, 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)에 상응하고 제 2 접촉 표면(2k)을 따라 위치된 제 2 정렬 키(4.1 내지 4.n)의 제 2 X-Y 위치들이 제 2 기판(2)의 움직임과 무관한 제 2 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면(5)에 평행한 제 2 X-Y 평면(6) 내에 있는 제 2 탐지 수단(8, 8')에 의해 탐지될 수 있고, 제 1 접촉 표면(1k)은 제 1 정렬 위치에서 제 1 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있으며 제 2 접촉 표면(2k)은 제 2 정렬 위치에서 제 2 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치{DEVICE FOR ALIGNING TWO SUBSTRATES}
본 발명은 청구항 제 1 항에 따라 제 1 기판의 제 1 접촉 표면을 제 2 기판의 제 2 접촉 표면과 정렬하기 위한 장치 및 청구항 제 10 항에 따른 상응하는 방법에 관한 것이다.
2개의 기판(substrate) 예를 들어 웨이퍼(wafer) 특히 불투명 웨이퍼의 접촉 표면들을 상호 배열하고 정렬하기 위해 다양한 공정들이 공지되어 있다.
이 중 한 공지되어 있는 공정은 각각 특정 가시점(viewing point)으로 교정된 두 쌍의 현미경을 이용하는 방법이다. 정렬을 위해, 제 1의 하측 웨이퍼가 상부 현미경 밑으로 이동되며 이 현미경은 하측 웨이퍼에 정렬되고, 그 위치가 고정되어 이 웨이퍼의 2개의 정렬 키(alignment key)가 저장된다(stored). 그 뒤, 상부 웨이퍼는 하부 현미경을 이용하여 상기 저장된 정렬 키에 정렬된다. 그 뒤, 하부 웨이퍼가 원래의 위치로 다시 이동되고 웨이퍼들이 접촉된다. 위에서 기술된 방법을 사용하면, 위치배열 동안 높은 정밀도가 구현될 수 있다. 하지만 이 시스템은 두 웨이퍼 상에서 두 정렬 키의 탐지된 상대 위치들에 따라서만 작동하며 이에 따라 현미경이 서로 교정되고 정렬 상태에 있는 웨이퍼가 이동하여 정렬에 있어서 에러가 날 수 있게 된다. 게다가 웨이퍼 상의 측정 지점들의 수는 제한된다. 위에서 기술된 방법은 US 6,214,692호에 기술된다.
또 다른 접근법은, 두 정렬 키를 서로 마주보도록 정렬하고 그 뒤 현미경을 밖으로 이동시켜 결국 웨이퍼가 서로 정확하게 상하로 접촉하도록 이동시키기 위해, 접촉되어야 하는 웨이퍼들 사이에 두 쌍의 현미경을 배열하는 방법이다. 이런 점에서 볼 때, 웨이퍼들이 서로에 대해 이동하는 상대적 운동과 정렬 키들의 상대적 탐지과정에 상응하게 에러가 발생할 수 있다.
공지되어 있는 정렬 기술의 정렬 정밀도(alignment accuracy)는 0.5μm 영역 내에 있으며, 예를 들어 칩(chip)과 같이, 웨이퍼 상에 위치되고 서로 정렬될 수 있는 구조물(structure)의 분포도가 및 웨이퍼 상의 주어진 위치 또는 공칭(nominal) 위치들로부터 상기 칩들의 가능한 편차(deviation)가 아직까지 고려되고 있지 않다. 3차원 통합(3D integration)에 있어서 관심이 증가하여, 보어 홀(bore hole)의 크기와 공간이 줄어들고 이에 따라 더욱 정밀한 정렬상태가 크게 요구된다. 지금까지는, 정렬 구조물의 공치 위치로부터 벗어나는 편차가 무시되어왔는데 이는 지금까지 가능했었던 조정 정밀도(adjustment accuracy)가 이러한 편차들의 10배 이상이었기 때문이다. 이러한 편차들은 일반적으로 100 nm 미만이다.
기존의 접근법들 중 한 주된 문제점은 구성요소들이 서로를 향해 이동되는 기계적 정밀도(mechanical accuracy)이다.
또 다른 문제점은 웨이퍼들로부터 광학장치(optics)들의 요구되는 작동 거리(working distance)에 따라 광학 탐지 정밀도에 관한 것이다. 통상적인 정렬 장치(예를 들어, US 6,214,692호에 기술된 정렬 장치)들에서, 작동 거리는 광학장치들 사이에서 기판을 고정하기 위한 장치들을 이동시키기에 충분히 커야 한다. 이 작동 거리가 필요하기 때문에 상기 현미경들의 최대 가용 배율(usable magnification)이 제한되고 따라서 정렬 키에 대한 최대 구현 탐지 정밀도 및 이에 따라 정렬 정밀도가 제한된다.
웨이퍼 사이의 광학장치들을 배열하는 데 있어서, 웨이퍼의 접촉 표면들에 대해 광학장치들을 수직이 되도록 정렬시키면 마이크론(micron) 또는 나노미터 범위의 또 다른 에러가 발생하는 또 다른 이유가 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 특히 웨이퍼의 전체 표면에 관해 상대적으로 높은 정렬 정밀도(alignment accuracy)가 구현되며 정렬 정밀도에 관해 손실분(scrap factor)이 최소가 되도록 범용 장치 또는 범용 방법을 개선하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 정렬하여 처리량(throughput)을 증가시키는 데 있다.
이 목적은 청구항 제 1 항 및 제 10 항의 특징들로 구현된다. 본 발명의 바람직한 변형예들은 종속항들에서 주어진다. 또한, 본 발명은 본 발명의 상세한 설명, 청구항 및/또는 도면들에서 주어진 2개 이상의 특징들의 모든 조합들을 포함한다. 표시값(indicated valve)의 범위들에 있어서, 표시된 한계들 내에 있는 값들은 경계값(boundary valve)들로 기술될 것이며 임의의 조합으로도 청구될 것이다.
본 발명의 목적은, 제 1 기판의 정렬 키가 제 2 기판의 정렬 키와의 상호관계에 의해 상응하는 정렬 위치로 정렬될 수 있도록, 정렬되어야 하는 두 기판의 정렬 키(alignment key)들의 X-Y 위치들이 기판들의 이동에 무관한 하나 이상의 X-Y 좌표계에서 측정되거나 또는 탐지될 수 있는 장치 및 방법을 고안하는 것이다. 상기 장치와 상기 방법을 이용하면, 0.25 μm 미만, 특히 0.15 μm 미만, 바람직하게는 0.1 μm 미만의 정렬 정밀도가 구현될 수 있다.
달리 말하면, 상기 장치는 기판의 움직임을 특히 X 및 Y 방향으로만 탐지하기 위한 가용 수단을 제공하는데, 상기 수단은 하나 이상의 고정 기준점(reference point) 특히 정지 기준점으로서 지칭되고 따라서 하나 이상의 X 및 Y 방향으로 상응하는 정렬 키들을 정확하게 정렬시킬 수 있게 한다.
이는, 정렬 키들의 X-Y 위치들을 탐지하기 위한 탐지 수단 외에도, 기판들의 위치 특히 기판을 고정하도록 수용하는 플랫폼(platform)의 위치를 탐지하기 위한 개별 위치 탐지 수단이 존재하기 때문에 가능해진다. 위치 탐지 수단은 레이저 간섭계(laser interferometer) 및/또는 X 및 Y 방향에서의 플랫폼 운동을 위한 선형 모터(linear motor)일 수 있다.
제 1 기판 상에서 정렬 키들의 X-Y 위치들은 제 1 탐지 수단에 의해 제 1 X-Y 좌표계로 전달되며, 특히 이와 동시에, 제 2 기판 상에서 정렬 키들의 X-Y 위치들은 제 2 탐지 수단에 의해 특히 상기 제 1 X-Y 좌표계와 제 2 X-Y 좌표계로 전달된다. 상기 탐지 위치에서, 제 1 기판의 X-Y 위치는 특히 제 1 기판의 위치를 간접적으로 탐지하기 위한 위치 탐지 수단에 의해 탐지되며, 특히 이와 동시에, 제 2 기판의 X-Y 위치는 특히 제 2 기판의 위치를 간접적으로 탐지하기 위한 위치 탐지 수단에 의해 탐지된다.
기판들 중 한 기판의 이동 예를 들어 정렬 또는 위치배열이 필요한 경우, 이는 선형 모터에 의해 구현가능한 정렬 정밀도보다 예를 들어 5배 이상, 특히 10배 이상, 바람직하게는 50배 이상만큼 더 정밀한, 공지되어 있는 고유의 구동 수단에 의해 구현된다. 이와 동시에, 구동 수단은 위치 탐지 수단으로서 사용될 수 있다. 따라서 기판들의 X-Y 위치들이 알려진다. 기판들을 고정하도록 수용하는 플랫폼 및/또는 수용 수단의 위치는, 심지어, 위치배열에 있어서 또 다른 에러를 최소화시키기 위해 예를 들어 레이저 간섭계와 같이, 10배 이상, 특히 50배 이상, 바람직하게는 100배 이상 더 정밀한 위치 탐지 수단에 의해 탐지되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
각각의 수용 수단 또는 플랫폼 상에서 또는 이 수용 수단 또는 플랫폼에 대해 각각의 탐지 수단의 위치는 고정되거나 혹은 정렬 정밀도보다 특히 10배 이상, 특히 20배 이상, 바람직하게는 50배 이상의 정밀도로 적어도 정밀하게 측정될 수 있다.
여기서, 2개보다 많은 정렬 키들이 각각의 기판 위에서 측정될 수 있는 것이 특히 바람직한데, 이는 교정 마크(calibration mark)를 탐지할 때 이전에 필요한 작동 거리에 따라 상기 측정만큼 정렬 결과가 개선되지 않아서 당업자가 2개보다 많은 정렬 마크(alignment mark)를 사용하는 것을 고려하지 않았기 때문이다. 특히 본 발명의 임의의 특징들을 조합할 때, 웨이퍼를 정렬하기 위해 3개 이상의 정렬 키들을 측정하는 것이 개별적인 진보성 있는 개념으로 고려될 수 있다.
또한, 위에서 기술된 형상에 의해, 정렬을 위해 이전에 필요했었던 개별적으로 제공된 교정 마크가 생략될 수 있도록 정렬 키와 같이 기판 위에 위치된 구조물 특히 칩을 사용하는 것이 가능하다. 본 발명은, 정렬 키들을 선택할 때의 융통성 및 높은 탐지 정밀도에 따라, 예를 들어 리소그래피(lithography)로부터의 기존 마크, 특히 노출 필드(exposure field)의 코너(corner) 상에 위치된 스테퍼 정렬 마크(stepper alignment mark)를 사용하는 것이 가능하다.
더욱이, 본 발명에 따른 장치 및 방법은, 계산 결과 또는 공칭 결과와 비교하여 정렬 결과를 측정함으로써 그 다음 기판 쌍의 정렬상태를 교정하거나 혹은 최적화하여 어댑티브 방식(adaptive) 또는 셀프-티칭(self-teaching) 방식이 될 수 있다. 이 특징 또한 특히 본 발명의 임의의 특징들을 조합할 때 독립적인 진보성 있는 개념으로서 간주될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 좌표 원점(coordinate origin)은 각각의 좌표계의 임의의 정해진 지점일 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 기판은 매우 얇고 큰 영역을 가진 기판 특히 웨이퍼에 상대적일 수 있다.
접촉 표면은 상기 접촉되고 정렬되어야 하는 기판의 표면이며, 이 표면들은 서로에 대해 상응하는데, 접촉 표면은 반드시 폐표면(closed surface)을 형성할 필요는 없으며 상응하는 구조물 특히 칩(chip) 또는 토포그래피(topography)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일반적인 한 구체예에서, 본 발명에 따른 장치는 다음과 같은 특징들을 가진다.
- 제 1 접촉 표면을 따라 위치된 제 1 정렬 키의 제 1 X-Y 위치들이 제 1 기판의 움직임과 무관한 제 1 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면 내에 있는 제 1 탐지 수단에 의해 탐지될 수 있으며,
- 제 1 정렬 키에 상응하고 제 2 접촉 표면을 따라 위치된 제 2 정렬 키의 제 2 X-Y 위치들이 제 2 기판의 움직임과 무관한 제 2 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면에 평행한 제 2 X-Y 평면 내에 있는 제 2 탐지 수단에 의해 탐지될 수 있고,
- 제 1 접촉 표면은 제 1 정렬 위치에서 제 1 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있으며 제 2 접촉 표면은 제 2 정렬 위치에서 제 2 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있다.
본 발명의 일반적인 한 구체예에 따른 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
- 제 1 접촉 표면을 제 1 X-Y 평면에 배열하고 제 2 접촉 표면을 상기 제 1 X-Y 평면에 대해 평행한 제 2 X-Y 평면에 배열하는 단계;
- 제 1 탐지 수단에 의해 제 1 기판의 움직임과 무관한 제 1 X-Y 좌표계에서 상기 제 1 접촉 표면을 따라 위치된 제 1 정렬 키의 X-Y 위치들이 탐지되는 단계 및 제 2 탐지 수단에 의해 제 2 기판의 움직임과 무관한 제 2 X-Y 좌표계에서 제 2 접촉 표면을 따라 위치되고 제 1 정렬 키에 상응하는 제 2 정렬 키의 X-Y 위치들이 탐지되는 단계;
- 제 1 X-Y 위치들에 따라 정해진 제 1 정렬 위치에 제 1 접촉 표면을 정렬하는 단계 및 제 1 접촉 표면의 맞은편에 배열되고 제 2 X-Y 위치들에 따라 정해진 제 2 정렬 위치에 제 2 접촉 표면을 정렬하는 단계를 포함한다.
X, Y 및 Z 평면 또는 X, Y 및 X 방향은 X-Y 좌표계에서 X-Y 위치들을 용이하게 계산하기 위해 각각 서로에 대해 수직으로 정렬되는 것이 바람직하다. 이들은 동일하며 특히 직교 좌표계, 똑같은 척도(scaling)를 가진 직교 좌표계인 것이 바람직하다.
본 발명의 한 바람직한 형태에서, 2개보다 많은 제 1 정렬 키의 제 1 X-Y 위치들이 탐지될 수 있으며 상응하는 제 2 정렬 키와 정렬될 수 있다. 복수의 정렬 키를 사용하면, 정렬 정밀도가 추가로 증가되며, 특히 각각의 정렬 키의 X-Y 위치들이 구체적으로 알려져 있으며 서로에 대한 상기 공지된 X-Y 위치들의 결과로서, 각각의 정렬 키의 특히 이차 편차(quadratic deviation)들의 합(sum)의 최소 전체 편차를 사용하는 것이 가능하거나 또는 시간에 있어서 하나의 상응하는 정렬 위치가 각각의 기판에 대해 계산될 수 있다.
제 1 및 제 2 X-Y 위치들의 탐지에 있어서, 제 1 및 제 2 X-Y 평면이 접촉 단계 동안 제 1 및 제 2 접촉 표면의 접촉 평면과 동일하고, 특히 적어도 거의 동일하며, 바람직하게는 동일하기 때문에, Z 방향에서 접촉하는 에러 가능성이 최소화되거나 방지된다. 상기와 같이 "동일하다"는 것은 최대 편차가 20 μm, 특히 10 μm, 바람직하게 5 μm인 것으로 정의되는데, 이는 또한 각각의 플랫폼 또는 수용 수단에 대해 서로에 대한 접촉 표면들의 평행도(parallelism)의 가능한 편차에도 적용될 수 있다.
제 1 및/또는 제 2 X-Y 좌표계가 바람직하게는 고정식 및/또는 견고한 및/또는 중실 구조로 제조된 장치의 베이스(base)에 배치된 경우, 이에 따라 주변 환경에 상관없이 안정적으로 처리될 수 있게 된다.
각각의 제 1 정렬 키가 상응하는 제 2 정렬 키에 오프셋 배열되는 것은 X-Y 방향에서 결정될 수 있기 때문에, 개별 편차는 접촉하는 것으로 간주될 수 있다. 이런 방식으로, 생산 손실분(production scrap)이 현저하게 최소화되거나 또는 수율(yeild)이 매우 증가되어, 이에 따라 생산 비용이 줄어들고 생산 속도가 증가된다.
또 다른 이점에 따르면, 본 발명의 한 형태에서, 탐지 단계 및/또는 정렬 단계 및/또는 접촉 단계 동안 제 1 및/또는 제 2 탐지 수단은 고정될 수 있는데, 특히 기계적으로 고정될 수 있으며, 바람직하게는 베이스에 고정될 수 있다. 이는 상기 X-Y 좌표계에 대한 탐지 수단의 움직임이 없어서 추가적인 에러 근원(error source)이 제거되기 되기 때문이다.
본 발명에 따른 장치에서, 상기 장치는 접촉된 기판들의 정렬상태를 체크하기 위하여 테스트 수단에 의해 교정될 수 있는 것이 바람직하다. 상기 테스트 수단은 계산된 정렬상태를 위해 정렬 품질과 차이점들에 관해 결정할 수 있게 한다. 따라서 상기 장치는 어댑티브 방식이 될 수 있으며 자체-교정될 수 있다. 외부 측정 수단에서도 테스트가 수행될 수 있으며, 상기 장치 내의 테스트 수단으로 인해 가능한 문제점들이 일찍 탐지될 수 있고 이에 상응하여 측정될 수 있다는 이점을 가진다.
테스트를 위해, 특히, 기판 위에 제공되고 기판들의 편차를 매우 정밀하게 결정할 수 있는 IR 투명 테스트 마킹(IR transparent test marking)이 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에서, 제 1 탐지 수단은 단일의 제 1 정렬 키 탐지기에 의해 형성되며 및/또는 제 2 탐지 수단은 단일의 제 2 정렬 키 탐지기에 의해 형성되어 에러가 추가로 최소화된다.
제 1 및 제 2 접촉 표면들의 평행 정렬을 위해 제공된, 기판을 X-Y 평면에 대해 횡단 방향으로 이동시키기 위해 접촉 없이 작동하는 액츄에이터와 제 1 및 제 2 거리 측정 수단에 의해, 접촉 표면들이 서로 정확하고 평행하게 정렬될 수 있다. 또한, 거리 측정 수단을 제공하면 기판의 캠버(camber)를 탐지할 수 있다.
정렬 키의 정확한 위치 정보를 사용하여 기판을 정렬하면, 적용분야의 특정 기준 및/또는 변수를 고려하는 수학적 모델에 의해 기판의 개별 정렬상태를 계산할 수 있다. 정렬상태의 최적화는 특히 최대 수율을 구현하기 위해 발생될 수 있다.
본 발명의 그 외의 다른 이점들, 특징들 및 세부사항들은 바람직한 대표 구체예들을 기술한 하기 상세한 설명과 도면들을 참조하여 더욱 자명해질 것이다.
도 1a는 기판을 장착하고 대략 정렬한 후의 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 1b는 도 1의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 2a는 웨지 에러 보상기능을 가진 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 2b는 웨지 에러 보상기능 단계의 시작 부분에 있는 도 2a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 측면도이다.
도 2c는 웨지 에러 보상기능 단계의 끝 부분에 있는 도 2a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 측면도이다.
도 2d는 웨지 에러 보상기능 단계를 상세하게 도식적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 정렬 키 탐지 단계에 있는 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 3b는 정렬 키 탐지를 위해 도식적으로 상세하게 도시한 도면이다.
도 4a는 기판이 정렬된 상태에 있는 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 4b는 도 4a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 4c는 기판이 정렬된 상태에 있는 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 4d는 정렬 후의 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 4e는 도 4d의 라인 A-A에 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 5a는 정렬 체크 단계에 있는 본 발명에 따른 장치를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 5b는 도 5a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 6a는 기판을 장착하고 대략 정렬한 후의 본 발명에 따른 장치의 한 대안의 구체예를 도시한 상부도이다.
도 6b는 도 6a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 7a는 웨지 에러 보상기능 단계에 있는 대안의 구체예를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 7b는 도 7a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 7c는 웨지 에러 보상기능 단계에 있는 본 발명에 따른 구체예를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 7d는 도 7c의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 7e는 웨지 에러 보상기능 단계를 위해 상세하게 도시한 도면이다.
도 8a와 8b는 정렬 키 탐지 단계에 있는 대안의 구체예를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 8c는 정렬 키 탐지 단계를 도식적으로 상세하게 도시한 도면이다.
도 9a는 기판 정렬 단계에 있는 대안의 구체예를 도식적으로 도시한 도면이다.
도 9b는 도 9a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 9c는 Z 방향으로 접촉한 후의 대안의 구체예를 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 10a는 정렬 체크 단계에 있는 대안의 구체예를 도식적으로 도시한 상부도이다.
도 10b는 도 10a의 라인 A-A를 따라 절단하여 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 1a 및 1b는 제 1 플랫폼(10)과 제 2 플랫폼(20)이 특히 공기 지지법(air supporting)에 의해 이동가능하게 수용되는 베이스(9)를 도시한다. 상기 베이스(9)는 고정식(stationary) 및/또는 중실 구조의(solid) 및/또는 견고한 재료(rigid material), 특히 화강암(granite)과 같은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 플랫폼(10, 20)의 운동(movement), 특히 X 및 Y 방향으로만의 운동은 구동 수단(drive means), 특히 베이스(9)의 외부 윤곽 위에 위치된 선형 모터(linear motor)에 의해 수행된다. 제 1 및 제 2 플랫폼(10, 20)은 각각 자체적인 구동 유닛에 배치된다(assigned).
상기 구동 유닛은 에러(error) 없이 매우 정밀하게 구동력(drive force)을 제 1 또는 제 2 플랫폼(10, 20)으로 전달하기 위하여 상기 구동 유닛에 배치된 제 1 또는 제 2 플랫폼(10, 20)에 안정적이고 비가요성(nonflexible) 방식으로 연결된다. 상기 구동 유닛은 25 nm 미만이고, 특히 15 nm 미만이며, 바람직하게는 5 nm 미만인 최대 편차(maximum deviation)를 가진다.
제 1 기판(1) 특히 웨이퍼가 제 1 플랫폼(10) 상에서 특히 진공에 의해 평평하게 고정되고 유지된다.
제 2 기판(2), 특히 유사한 웨이퍼가 제 2 플랫폼(20) 상에서 고정되고 유지될 수 있다.
두 기판(1, 2)들은 도시되지는 않았지만 특히 로봇 암(robot arm)과 같은 장착 수단(loading means)에 의해 두 플랫폼(10, 20) 상에 장착된다(loaded). 제 1 기판(1)은 제 2 플랫폼(20)으로부터 멀어지도록 향하는 제 2 기판(2)의 제 2 접촉 표면(2k)의 접촉을 위해 제 1 플랫폼(10)으로부터 멀어지도록 향하는 제 1 접촉 표면(1k)을 가진다.
상기 기판(1, 2)들은 예를 들어 척(chuck)과 같은 적절한 수용 수단(12, 22)에 의해 플랫폼(10, 20) 상에 각각 수용된다. 적절한 고정 수단 특히 진공에 의해 상기 기판(1, 2)들이 일시적으로 고정된다. 따라서 상기 기판(1, 2)들은 플랫폼(10, 20)에 대해 정지된다(stationary).
특히 웨지 에러 보상기능(wedge error compensation)을 위해 수용 수단(12, 22)을 Z 방향으로 이동시키기 위하여, 3개의 액츄에이터(11)가 수용 수단(12)의 표면 위에 분포된 제 1 기판(1)으로부터 멀어지도록 향하는 수용 수단(12)의 측면 위에 배열된다. 이는 수용 수단(22)을 Z 방향으로 이동시키기 위해, 특히 웨지 에러 보상기능 단계를 위해 액츄에이터(21)에 대해서도 유사하게 적용되는데, 이는 밑에 기술될 것이다.
기판(1, 2)이 수용 수단(12, 22) 상에 위치되어 제 1 및 제 2 현미경(1001, 2001)에 의해 대략적으로 정렬될 때, 기판(1, 2)은 X 및 Y 방향 또는 추가로 회전 방향으로 수용 수단(12, 22) 상에 사전배치된 상태로 고정된다.
제 1 접촉 표면(1k)은 제 1 X-Y 평면(5)을 형성하고 제 2 접촉 표면(2k)은 제 2 X-Y 평면(6)을 형성하는데, 상기 예에서는 적어도 정렬 키 탐지 단계에서 대략 일치한다. 상기 평면들의 최대 편차는, 심지어 평행 상태(parallelism)에 대해서도, 20μm 미만, 특히 10μm 미만, 바람직하게는 5μm 미만이어야 한다. 게다가, 특히 위에서 언급한 최대 편차를 가진, 제 1 X-Y 평면(5)과 제 2 X-Y 평면(6)은 각각 베이스(9)의 지탱 표면(bearing surface)에 대해 평행하다. 이는 Z 방향으로 이동하는 기판(1, 2), 예를 들어 기판들이 접촉하는 데 있어서 에러를 최소화하거나 또는 에러를 방지한다.
제 1 플랫폼(10)에 배치된 제 1 탐지 수단(7)은 현미경(1001), 정렬 키 탐지기(1000), 거리 측정 수단(1002) 및 a 테스트 탐지기(1003)를 포함한다. 상기 테스트 탐지기(1003)는 기판(1 및 2)이 접촉한 후에 본 발명에 따른 장치를 체크하고 선택적으로는 자체-교정(self-calibration)을 위해 사용된다.
제 2 플랫폼(20)에 제 2 탐지 수단(8)이 배치되며 상기 제 2 탐지 수단(8)은 정렬 수단 탐지기(2000), 광학 탐지 수단(2001) 및 제 2 기판(2)용 거리 측정 수단(2002)을 포함한다.
위치 탐지 수단(30, 31, 32, 33, 34, 35), 특히 레이저 간섭계(laser interferometer)가 베이스(9)의 외측 윤곽 영역 내에 또는 그 주변 위에 위치되고 고정되는데 이는 제 1 플랫폼(10)의 위치 및/또는 제 2 플랫폼(20)의 위치를 정확하게 결정하기 위한 것이다.
상기 위치 탐지 수단(30, 31, 32, 33, 34, 35)은 25 nm 미만, 특히 5 nm 미만, 바람직하게는 1 nm 미만의 탐지 정밀도를 가지며, 특히 시스템이 자체-교정될 수 있기 때문에 위치 탐지 에러 가능성이 정렬 정밀도(alignment accuracy)에 거의 영향을 끼치지 않는다.
도 2a 내지 2d는 웨지 에러 보상기능 수단에 의한 웨지 에러 보상기능 단계를 도시하는데, 이 단계는 기판(1, 2)의 사전배치 단계 후에 수행되는 것이 바람직하다. 제 1 기판(1)의 제 1 접촉 표면(1k)의 수직 위치를 탐지하기 위하여, 도 2a에 도시된 것과 같이 제 1 플랫폼(10)은 거리 탐지기(1002) 하부로 이동되며 제 1 기판의 표면에 걸쳐 분포된 다수의 측정 지점들의 거리는 가능한 웨지 에러를 탐지하고 이를 보상하기 위해 그 지점들에서 측정된다(도 2d 참조). 이 과정은 제 2 기판(2)과 이에 상응하는 거리 탐지기(200)를 사용하여 동일하게 수행된다.
그러면, 도 2c에 도시된 것과 같이 제 2 기판(2)의 평행 정렬을 위해 액츄에이터(21)가 운동하고 도 2b에 도시된 것과 같이 제 1 기판(1)을 위해 액츄에이터(11)가 운동함으로써 웨지 에러가 보상된다. 그 뒤, 접촉 표면(1k 및 2k)은 평행하고, 이와 유사하게, X-Y 평면(5 및 6)도 평행한데 이 평면은 바람직하게는 단일 평면을 형성한다(도 2c 참조). 이 평행상태는 앞에서 언급한 정밀도를 가져야 한다.
특히, 웨지 에러 보상기능 후에, 도 3b에 도시된 것과 같이, 복수의 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)들은 제 1 및 제 2 플랫폼(10, 20)에 배치된 정렬 키 탐지기(1000, 2000)에 의해 탐지되며, 특히 X 및 Y는 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)를 위해 제 1 플랫폼(10)의 제 1 X-Y 좌표계에서 대응되며(coordinate) 제 2 정렬 키(4.1 내지 4.n)를 위해 제 2 플랫폼(20)의 제 2 X-Y 좌표계에서 대응된다.
제 1 X-Y 좌표계는 제 1 플랫폼(10)에 배열되고 따라서 제 1 플랫폼(10)에 고정된 제 1 기판에 배열되며, 제 2 X-Y 좌표계는 제 2 플랫폼(20)에 배열되고 이에 따라 상기 제 2 플랫폼(20)에 고정된 제 2 기판(2)에 배열되며, X-Y 좌표계가 기판(1, 2)의 움직임(motion)에 무관하기 때문에 제 1 및 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n, 4.1 내지 4.n)의 X-Y 위치들은 각각의 X-Y 좌표계에서 제 1 및 제 2 기판(1, 2)을 이동시킴으로써 탐지될 수 있다. 이들은 척도(scaling)가 동일한 직교 좌표계인 것이 바람직하다.
정렬 키 탐지 단계 후에, 베이스(9)에 대해, 제 1 및 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n, 4.1 내지 4.n)의 X-Y 위치들이 상기 장치 내의 절대 위치와 같이 공지되고 이들은 상기 과정 동안 플랫폼(10, 20)에 대해 어떠한 변화도 없다.
도 4a 내지 4e는 정렬 키(3.1 내지 3.n 및 4.1 내지 4.n)를 탐지한 후에 수행되는 정확한 정렬 단계를 도시하는데 도 4e는 두 기판(1, 2)의 접촉 단계를 도시한다. 도 4a 내지 4d에 도시된 것과 같이, 제 1 및 제 2 플랫폼(10, 20)은 각각 미리 결정된 제 1 및 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n, 4.1 내지 4.n)의 X-Y 위치들에 따라 계산되는 각각의 제 1 및 제 2 정렬 위치로 이동되는데, 이는 제 1 및 제 2 플랫폼(10, 20)의 주어진 X-Y 위치들에 따라 가능하다.
정렬 위치를 계산하는 데 있어서, 각각의 상응한 제 1 정렬 키 내지 각각의 상응하는 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n, 4.1 내지 4.n)의 최소 가능 거리를 사용하는 시간에서 한 정렬 위치는 상기 정렬 키(3.1 내지 3.n 및 4.1 내지 4.n)를 수학 조정 계산(mathematical adjustment computation)에 의해 산정될 수 있다. 예를 들어, 이 거리들의 합(sum) 또는 정사각형 거리(square distanct)의 합은 최소화될 수 있거나 혹은 그 외의 다른 공지된 수학적 모델링(mathematical model)이 사용될 수 있다. 특히, 정렬 정밀도에 따라 가능한 높은 산출값(yield)이 가능해지도록 정렬될 수 있다.
기판(1, 2)이 도 4d에 도시된 위치로 이동되기 전에, 두 기판(1, 2) 중 하나 이상의 기판, 바람직하게는 기판(2)이 액츄에이터(21)에 의해 특히 액츄에이터(21)의 일정한 움직임에 의해 Z 방향에서 서로부터 멀어지도록 가능한 최소로 이동하는 것이 필요하다. 도 4c에 도시된 것과 같이 접촉을 위해 반대 방향으로 이동되기 때문에, Z 방향에서 기판의 이동에 있어서 가능한 에러들이 보상된다.
이는 도 3a 및 3b에 도시된 것과 같이 정렬 키(31. 내지 3.n, 4.1 내지 4.n)의 탐지에 의해 가능해지거나 및/또는 제 1 및 제 2 X-Y 평면(5, 6)과 따라서 제 1 및 제2 접촉 표면(1k, 2k)가 동일한 평면에 위치되도록 발생되는 도 2a 내지 2d에 도시된 것과 같이 웨지 에러 보상기능 단계에 의해 가능해진다.
도 4e에 도시된 것과 같이 접촉 후에, 기판(1 및 2)은 예를 들어 공지되어 있는 클램핑 메커니즘 또는 결합에 의해 고정된다.
접촉하고 기판(1, 2)을 고정한 후에, 선택적으로, 접촉 품질(contacting quality)이 체크되는데, 즉 테스트 탐지기(1003)에 의해 서로에 대한 기판(1, 2)의 정렬상태가 체크되는데, 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2) 상에 정렬 키(3.1 내지 3.n, 4.1 내지 4.n) 또는 상응하는 테스트 키들의 상대 위치를 체크하는 적외선 측정법(infrared measurement) 형태가 바람직하다. 결과는, 적절한 재작업(reworking)에 공급된 결정 정보(determined information)에 따라 및/또는 스크랩(scrap)으로서 적합한 것(qualified)에 의해 선택적일 수 있는 기판 쌍을 비교함에 따라 그리고 이전에 계산된 정렬상태를 비교할 수 있다. 게다가, 정정되거나(corrected) 또는 교정된(calibrated) 제 1 내지 제 2 X-Y 좌표계의 관계에 의해 셀프-티칭 방식의(self-teaching) 장치를 실행하는 것이 가능하다.
그러면, 접촉되고 고정된 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 기판 쌍들은 특히 도시되지 않은 장착 수단에 의해 정렬 장치로부터 언로딩될 수 있다(unloaded).
한 대안의 구체예에서, 웨지 에러 보상기능 수단은 기판(1, 2)의 접촉 표면(1k, 2k)의 균일 맵(uniformity map)이 계산되도록 형성될 수 있다. 이와 동시에 또는 이에 대안으로, 접촉 표면(1k, 2k)의 균일도(uniformity), 특히 평평도(flatness)는 수용 수단(12, 22) 상에 제공된 가요성 표면에 의해 복수의 액츄에이터(11, 21)에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 이점에 의하면, 기판 쌍이 처리되는 동안 평행 처리(parallel processing)가 가능하도록 그 다음 기판 쌍을 처리하기 시작하는 것이 가능하다는 것이다. 이에 따라 처리량(throughput)이 매우 증가된다.
도 6a 내지 10b는 위에서 기술된 구체예에 비해 두 플랫폼(10', 320') 중 오직 한 플랫폼 특히 도면에 도시된 경우에서는 플랫폼(10')이 이동될 수 있는 대안의 한 구체예에 관한 것이다. 이 구체예의 이점에 따르면, 실행이 더 간단하고, 플로어(floor) 공간이 더 작으며 생산 비용이 더 적게 든다는 점이다. 이는 위에서 기술된 구체예에서 이동을 위해 5개의 구동 모터 대신 오직 3개의 구동 모터가 필요한데, 구체적으로는, X 방향으로의 이동을 위해 하나의 구동 모터가 필요하고 Y 방향으로의 이동을 위해 하나의 구동 모터 그리고 회전을 위해 하나의 구동 모터가 필요하기 때문이다. 위에서 기술된 구체예에서, 2개의 구동 모터들이 추가로 필요한데, 구체적으로는, X 방향에서 제 2 플랫폼(20)의 이동을 위해 하나의 구동 모터가 필요하고 Y 방향에서 제 2 플랫폼(20)의 이동을 위해 하나의 구동 모터가 추가로 필요하다.
이에 따라, 위에서 기술된 구체예에서 6개 대신 오직 3개의 위치 탐지 수단(31', 33' 및 35')이 필요하다.
처리 방법은 위에서 기술된 구체예와 유사한데, 견고한 제 2 플랫폼(20')을 사용하여 대안의 구체예에서 제 2 플랫폼(20)의 이동은 제 2 탐지 수단(8'), 구체적으로는 정렬 키 탐지기(2000') 및 제 1 플랫폼(10')을 가진 광학 탐지 수단(2001')의 이동으로 교체되거나 또는 보상된다.
도 6a 내지 10b에 기술된 개별 구성요소(component)들의 기능이 정확하게 구체적으로 기술되지 않은 경우, 이는 도 1a 내지 5b에 도시된 것과 같이 위에서 기술된 구체예에 따르며 그 반대도 마찬가지이다.
도 6a에서, 제 1 기판(1)은 제 1 플랫폼(10') 위에 고정되고 제 2 기판(2)은 제 2 플랫폼(20') 구체적으로는 수용 수단(12, 22) 위에 고정된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n 및 4.1 내지 4.n)의 위치는 저해상도의 광학 탐지 수단(1001', 2001')에 의해 대략 사전-정렬되었다.
정렬 수단 탐지기(2000'), 광학 탐지 수단(2001') 및 거리 측정 수단(2002')으로 구성된 제 2 탐지 수단(8')이 정해진 위치에서 제 1 플랫폼(10') 위에 고정된 상태로 배열되며, 정렬 키 탐지기(1000'), 광학 탐지 수단(1001'), 거리 측정 수단(1002'), 및 테스트 탐지기(1003')로 구성된 제 1 탐지 수단(7')은 제 2 플랫폼(20') 위에 위치되며 이에 따라 탐지 수단(7', 8')은 각각 시간에 따라 측정되어야 하는 기판(1, 2)의 맞은편에 위치될 수 있다.
도 7a 내지 7e에 도시된 웨지 에러 보상기능에서, 제 1 접촉 표면(1k)은, 제 2 플랫폼(20') 위에 고정된 상태로 위치된 거리 측정 수단(1002')으로 제 1 플랫폼(10')을 이동시킴으로써 도 7e에 도시된 것과 같이 상이한 위치들에서 측정되고 이동된다. 그 뒤, 제 1 플랫폼(10') 위에 위치된 거리 측정 수단(2002')의 운동에 의해 제 2 접촉 표면(2k) 위의 측정 지점들로부터의 거리가 측정된다.
측정된 분포도(distribution)에 따라, 제 1 접촉 표면(1k)과 제 2 접촉 표면(2k)는 액츄에이터(11 및 21)의 상응하는 이동에 의해 서로에 대해 평행하게 정렬될 수 있다.
평행한 제 1 및 제 2 X-Y 평면(5, 6)은 부 거리(minor distanct)를 가지지만, 이 구체예에서 동일한 평면 내에 있지는 않다.
그러면, 제 1 기판(1)의 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)는 제 2 플랫폼(20')에 결부된 정렬 키 탐지기(1000') 구체적으로는 제 1 X-Y 좌표계 내에 있는 절대 위치들에 의해 탐지된다. 상기 탐지된 좌표들로부터, 선형 또는 비선형 수학적 분포 모델 및/또는 이에 상응하는 모델 변수들이 도 1a 내지 5b에 도시된 구체예에서와 같이 계산된다.
그 뒤, 제 2 기판(2)의 제 2 정렬 키(4.1 내지 4.n)는 제 1 플랫폼(10') 위에 고정된 정렬 키 탐지기(2000')에 의해 탐지되고 이들의 좌표는 제 2 X-Y 좌표계 내에서 탐지된다. 이에 따라, 상기 탐지된 좌표들로부터, 선형 또는 비선형 수학적 분포 모델 및/또는 모델 변수들이 계산되거나 또는 접근될 수 있다.
제 1 플랫폼(10')의 정렬 위치는, 제 1 및 제 2 정렬 키(3.1 내지 3.n 및 4.1 내지 4.n)의 수학적 분포 모델 또는 모델 변수들, 위치 탐지 수단(31', 33' 및 35') 특히 레이저 간섭계에 의해 알려진 위치들, 및 제 2 플랫폼(20')에 대한 제 1 플랫폼(10')의 관계, 및 각각의 X-Y 좌표계에 있어서 정렬 키 탐지기(1000' 및 2000')의 공지된 위치들로부터 기판(1 및 2)을 정렬하도록 계산될 수 있다.
정렬 후에, 기판(1)은 Z 방향에서 액츄에이터(11)에 의해 기판(2)과 접촉하는 상태로 이동된다.
도 10a 및 도 10b에 따른 기판 쌍의 접촉 및 정렬 품질은 제 2 플랫폼(20')에 결부된 테스트 탐지기(1003')에 의해 정해진다.
250 nm 미만, 특히 150 nm 미만, 바람직하게는 70 nm 미만의 정렬 정밀도(alignment accuracy)가 구현될 수 있도록 하기 위하여, 위에서 기술된 구체예들 구체적으로는 접촉 표면(1k, 2k) 위에 분포된 구체예들에 의해 훨씬 큰 정렬 정밀도가 구현되며 정렬 키 특히 칩(chip)의 개별 위치들에 대해 훨씬 큰 정렬 정밀도가 구현된다.
1 : 제 1 기판 1k : 제 1 기판 표면
2 : 제 2 기판 2k : 제 2 기판 표면
3.1 내지 3.n : 제 1 정렬 키 4.1 내지 4.n : 제 2 정렬 키
5 : 제 1 X-Y 평면 6 : 제 2 X-Y 평면
7, 7' : 제 1 탐지 수단 8, 8' : 제 2 탐지 수단
9, 9' : 베이스 10, 10' : 제 1 플랫폼
11 : 액츄에이터 12 : 수용 수단
20, 20' : 제 2 플랫폼 21 : 액츄에이터
22 : 수용 수단 30 : 위치 탐지 수단
31, 31' : 위치 탐지 수단 32 : 위치 탐지 수단
33, 33' : 위치 탐지 수단 34 : 위치 탐지 수단
35, 35' : 위치 탐지 수단
1000, 1000' : 정렬 키 탐지기 2000, 2000' : 정렬 키 탐지기
1001, 1001' : 광학 탐지 수단 2001, 2001' : 광학 탐지 수단
1002, 1002' : 거리 측정 수단 2002, 2002' : 거리 측정 수단
1003, 1003' : 테스트 탐지기

Claims (10)

  1. 제 1 플랫폼(10) 위에 고정될 수 있는 제 1 기판(1)의 제 1 접촉 표면(1k)을 제 2 플랫폼(20) 위에 고정될 수 있는 제 2 기판(2)의 제 2 접촉 표면(2k)과 정렬하기 위한 장치에 있어서,
    - 상기 제 1 접촉 표면(1k)을 따라 위치된 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)의 제 1 X-Y 위치들이 제 1 기판(1)의 움직임(motion)과 무관한 제 1 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면(5) 내에 있는 제 1 탐지 수단(7, 7')에 의해 탐지될 수 있으며,
    - 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)에 상응하고 제 2 접촉 표면(2k)을 따라 위치된 제 2 정렬 키(4.1 내지 4.n)의 제 2 X-Y 위치들이 제 2 기판(2)의 움직임과 무관한 제 2 X-Y 좌표계에서 제 1 X-Y 평면(5)에 평행한 제 2 X-Y 평면(6) 내에 있는 제 2 탐지 수단(8, 8')에 의해 탐지될 수 있고,
    - 제 1 접촉 표면(1k)은 제 1 정렬 위치에서 제 1 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있으며 제 2 접촉 표면(2k)은 제 2 정렬 위치에서 제 2 X-Y 위치들에 따라 정렬될 수 있는 기판 정렬 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개보다 많은 제 1 정렬 키(3.1 내지 3.n)의 제 1 X-Y 위치들이 탐지될 수 있으며 상응하는 제 2 정렬 키(4.1 내지 4.n)와 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 X-Y 위치들의 탐지에 있어서 제 1 및 제 2 X-Y 평면(5, 6)은 접촉 단계 동안 제 1 및 제 2 접촉 표면(1k, 2k)의 접촉 평면과 동일하고, 특히 적어도 거의 동일하며, 바람직하게는 동일한 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및/또는 제 2 X-Y 좌표계는 상기 장치의 베이스(9)에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탐지 단계 및/또는 정렬 단계 및/또는 접촉 단계 동안 제 1 및/또는 제 2 탐지 수단(7, 7', 8, 8')은 고정될 수 있는데, 특히 기계적으로 고정될 수 있으며, 바람직하게는 베이스(9)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 접촉된 기판(1, 2)의 정렬상태를 체크하기 위하여 테스트 수단에 의해 교정될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 X-Y 좌표계는 직교 좌표계이며 및/또는 동일한 척도(scaling)를 가지거나 및/또는 일치하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 탐지 수단(7, 7')은 하나 특히 단일의 제 1 정렬 키 탐지기(1000, 1000')를 가지며 및/또는 제 2 탐지 수단(8, 8')은 하나 특히 단일의 제 2 정렬 키 탐지기(2000, 2000')를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 접촉 표면(1k, 2k)의 부분 정렬을 위하여, 특히, 기판(1, 2)을 X-Y 평면(5, 6)에 대해 횡단 방향으로 이동시키기 위해 접촉 없이 작동하는 액츄에이터(11, 21)와 제 1 및 제 2 거리 측정 수단(1002, 2002)이 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  10. 제 1 플랫폼 위에 고정될 수 있는 제 1 기판의 제 1 접촉 표면을 제 2 플랫폼 위에 고정될 수 있는 제 2 기판의 제 2 접촉 표면과 정렬하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    - 제 1 접촉 표면을 제 1 X-Y 평면에 배열하고 제 2 접촉 표면을 상기 제 1 X-Y 평면에 대해 평행한 제 2 X-Y 평면에 배열하는 단계;
    - 제 1 탐지 수단에 의해 제 1 기판의 움직임과 무관한 제 1 X-Y 좌표계에서 상기 제 1 접촉 표면을 따라 위치된 제 1 정렬 키의 X-Y 위치들이 탐지되는 단계 및 제 2 탐지 수단에 의해 제 2 기판의 움직임과 무관한 제 2 X-Y 좌표계에서 제 2 접촉 표면을 따라 위치되고 제 1 정렬 키에 상응하는 제 2 정렬 키의 X-Y 위치들이 탐지되는 단계;
    - 제 1 X-Y 위치들에 따라 정해진 제 1 정렬 위치에 제 1 접촉 표면을 정렬하는 단계 및 제 1 접촉 표면의 맞은편에 배열되고 제 2 X-Y 위치들에 따라 정해진 제 2 정렬 위치에 제 2 접촉 표면을 정렬하는 단계를 포함하는 기판 정렬 방법.
KR1020127007393A 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치 KR20120084288A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09012023.9A EP2299472B1 (de) 2009-09-22 2009-09-22 Vorrichtung zum Ausrichten zweier Substrate
EP09012023.9 2009-09-22

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167030968A Division KR20160130871A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020167019937A Division KR101841377B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120084288A true KR20120084288A (ko) 2012-07-27

Family

ID=41328827

Family Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167019937A KR101841377B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020217013005A KR102386007B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020187006053A KR101986058B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020167030968A KR20160130871A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020127007393A KR20120084288A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020197015244A KR20190062619A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167019937A KR101841377B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020217013005A KR102386007B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020187006053A KR101986058B1 (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치
KR1020167030968A KR20160130871A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197015244A KR20190062619A (ko) 2009-09-22 2010-08-26 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치

Country Status (7)

Country Link
US (4) US9576825B2 (ko)
EP (2) EP2299472B1 (ko)
JP (1) JP5562424B2 (ko)
KR (6) KR101841377B1 (ko)
CN (2) CN102598206B (ko)
TW (3) TWI655708B (ko)
WO (1) WO2011042093A1 (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010007970A1 (de) 2010-02-15 2011-08-18 Suss MicroTec Lithography GmbH, 85748 Verfahren und Vorrichtung zum aktiven Keilfehlerausgleich zwischen zwei im wesentlichen zueinander parallel positionierbaren Gegenständen
JP5707950B2 (ja) * 2011-01-13 2015-04-30 株式会社ニコン 基板重ね合わせ装置および基板重ね合わせ方法
TWI421972B (zh) * 2011-12-08 2014-01-01 Metal Ind Res & Dev Ct 無標記異空間基板組裝對位方法及系統
US10134622B2 (en) 2012-06-06 2018-11-20 Ev Group E. Thallner Gmbh Apparatus and method for ascertaining orientation errors
KR101708143B1 (ko) * 2013-06-17 2017-02-17 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판 정렬 장치 및 방법
TW201520702A (zh) * 2013-11-19 2015-06-01 Huang Tian Xing 對準誤差補償方法、系統，及圖案化方法
KR101741384B1 (ko) * 2013-12-06 2017-05-29 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기질들을 정렬하기 위한 장치 및 방법
CN105023869B (zh) * 2014-04-25 2018-03-02 上海微电子装备（集团）股份有限公司 半自动对准机
EP4035595A1 (en) * 2014-05-05 2022-08-03 Caliber Imaging & Diagnostics Inc. System and method for mapping the locations of captured confocal images of a lesion in skin tissue
SG11201603148VA (en) * 2014-12-18 2016-07-28 Ev Group E Thallner Gmbh Method for bonding substrates
KR20210125602A (ko) * 2014-12-23 2021-10-18 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판들을 예비고정하기 위한 방법 및 장치
JP5971367B2 (ja) * 2015-03-04 2016-08-17 株式会社ニコン 基板重ね合わせ装置および基板重ね合わせ方法
DE102015108901A1 (de) * 2015-06-05 2016-12-08 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zum Ausrichten von Substraten vor dem Bonden
CN106933042B (zh) * 2015-12-30 2018-09-18 上海微电子装备（集团）股份有限公司 测量两激光干涉仪相交角度非正交性的方法
EP3734650B1 (de) * 2016-08-29 2023-09-27 EV Group E. Thallner GmbH Verfahren und vorrichtung zum ausrichten von substraten
US10954122B2 (en) * 2017-03-16 2021-03-23 Ev Group E. Thallner Gmbh Method for bonding of at least three substrates
DE102017105697A1 (de) 2017-03-16 2018-09-20 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung zweier optischer Teilsysteme
KR102365283B1 (ko) 2017-03-20 2022-02-18 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 두 기판의 정렬 방법
TWI629475B (zh) 2017-04-18 2018-07-11 財團法人工業技術研究院 非接觸式雙平面定位方法與裝置
KR102409885B1 (ko) * 2018-10-11 2022-06-16 삼성전자주식회사 웨이퍼 정렬 방법, 이러한 정렬 방법을 이용한 웨이퍼 본딩 방법, 및 이러한 정렬 방법을 수행하기 위한 장치
US20220223483A1 (en) * 2019-05-22 2022-07-14 Vuereal Inc. An alignment process for the transfer setup
KR20220047756A (ko) 2019-08-23 2022-04-19 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판의 정렬을 위한 방법 및 장치
KR20220113358A (ko) * 2019-12-10 2022-08-12 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판 정렬 방법 및 장치
CN112173602B (zh) * 2020-03-26 2024-09-24 润木机器人(深圳)有限公司 一种六轴运动式自动引导小车
CN115398133A (zh) * 2020-06-30 2022-11-25 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于对准基板的装置和方法
US11829077B2 (en) 2020-12-11 2023-11-28 Kla Corporation System and method for determining post bonding overlay
CN112908898B (zh) * 2021-01-27 2022-09-02 长鑫存储技术有限公司 控片量测方法及量测装置
US11782411B2 (en) 2021-07-28 2023-10-10 Kla Corporation System and method for mitigating overlay distortion patterns caused by a wafer bonding tool

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT405775B (de) 1998-01-13 1999-11-25 Thallner Erich Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten
JP3991300B2 (ja) * 2000-04-28 2007-10-17 株式会社Ｓｕｍｃｏ 張り合わせ誘電体分離ウェーハの製造方法
KR100800323B1 (ko) * 2001-12-06 2008-02-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 기판 합착장치의 얼라인 검사장치
JP4681241B2 (ja) * 2004-02-16 2011-05-11 ボンドテック株式会社 アライメント方法、この方法を用いた接合方法、接合装置
KR20060027697A (ko) 2004-09-23 2006-03-28 삼성전자주식회사 복수개의 간섭계시스템을 이용한 웨이퍼 정렬 장치
US7442476B2 (en) * 2004-12-27 2008-10-28 Asml Netherlands B.V. Method and system for 3D alignment in wafer scale integration
US7371663B2 (en) * 2005-07-06 2008-05-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Three dimensional IC device and alignment methods of IC device substrates
US7433038B2 (en) * 2006-04-27 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Alignment of substrates for bonding
KR101367661B1 (ko) * 2006-08-25 2014-02-27 엘아이지에이디피 주식회사 척의 평행도 및 평편도 조절유닛을 가진 기판 합착장치
JP5018004B2 (ja) * 2006-10-11 2012-09-05 株式会社ニコン 顕微鏡、マーク検出方法、ウェハ接合装置、および、積層３次元半導体装置の製造方法
JP2008192840A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Tokyo Electron Ltd 真空処理装置及び真空処理方法並びに記憶媒体
KR101538246B1 (ko) * 2007-07-18 2015-07-20 가부시키가이샤 니콘 계측 방법, 스테이지 장치, 및 노광 장치
TWI478271B (zh) * 2007-08-10 2015-03-21 尼康股份有限公司 Substrate bonding device and substrate bonding method
KR100890380B1 (ko) * 2007-12-07 2009-03-25 주식회사 에이디피엔지니어링 기판합착장치
JP5200522B2 (ja) * 2007-12-18 2013-06-05 株式会社ニコン 基板張り合わせ方法
KR100915697B1 (ko) * 2007-12-21 2009-09-04 주식회사 에이디피엔지니어링 기판간 정렬오차 보정방법
US7924159B2 (en) * 2008-01-30 2011-04-12 Axcelis Technologies Inc. Remote wafer presence detection with passive RFID
US8139219B2 (en) * 2008-04-02 2012-03-20 Suss Microtec Lithography, Gmbh Apparatus and method for semiconductor wafer alignment

Also Published As

Publication number Publication date
CN102598206B (zh) 2015-06-17
KR101986058B1 (ko) 2019-06-04
KR20210050598A (ko) 2021-05-07
US10388545B2 (en) 2019-08-20
TWI553770B (zh) 2016-10-11
TWI618182B (zh) 2018-03-11
US20190326137A1 (en) 2019-10-24
US20120237328A1 (en) 2012-09-20
US20220270896A1 (en) 2022-08-25
US12027383B2 (en) 2024-07-02
CN102598206A (zh) 2012-07-18
US20160322249A1 (en) 2016-11-03
JP5562424B2 (ja) 2014-07-30
TWI655708B (zh) 2019-04-01
WO2011042093A1 (de) 2011-04-14
US9576825B2 (en) 2017-02-21
KR20180026573A (ko) 2018-03-12
EP2299472A1 (de) 2011-03-23
TW201126638A (en) 2011-08-01
KR101841377B1 (ko) 2018-03-22
KR20160130871A (ko) 2016-11-14
US11361980B2 (en) 2022-06-14
TW201620070A (zh) 2016-06-01
EP2299472B1 (de) 2020-07-08
TW201816928A (zh) 2018-05-01
CN105244305A (zh) 2016-01-13
KR20190062619A (ko) 2019-06-05
KR102386007B1 (ko) 2022-04-12
JP2013505592A (ja) 2013-02-14
KR20160092523A (ko) 2016-08-04
CN105244305B (zh) 2019-04-16
EP3731258A1 (de) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12027383B2 (en) Device for alignment of two substrates
US9418882B2 (en) Device and method for aligning substrates
US20160240420A1 (en) Device and method for aligning substrates
CN108010875B (zh) 基板校准装置以及检测系统
KR102176254B1 (ko) 본딩 정렬을 위한 디바이스 및 방법
KR102528681B1 (ko) 본딩 전 기판 정렬 방법
JP6794536B2 (ja) 光学式測定装置及び方法
US20150138566A1 (en) Apparatus and method for ascertaining orientation errors
US12106993B2 (en) Method and device for aligning substrates
KR20110129229A (ko) 반도체 자재 정렬방법
Kim et al. 2-Step algorithm for automatic alignment in wafer dicing process
KR102592792B1 (ko) 대상물 로딩 프로세스를 캘리브레이션하는 스테이지 장치 및 방법
US20220157633A1 (en) Wafer bonding apparatus
JP6337179B2 (ja) 位置合わせ誤差を求めるための装置と方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent