KR20180015138A - 본딩 전 기판 정렬 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2 이상의 제1 정렬 마크(8)를 포함하는 제1 기판(7)을 2 이상의 제2 정렬 마크(8')를 포함하는 제2 기판(7')과 정렬시키는 방법에 관한 것으로,
- 제1 할당에 의해, 제1 정렬 마크(8)는 X 방향 및 Y 방향으로 제1 기판(7)의 적어도 2개의 제1 특징적인 정렬 형상부(9)에 할당되고,
- 제2 할당에 의해, 제2 정렬 마크(8')는 X 방향 및 Y 방향으로 제2 기판 (7')의 적어도 2개의 제2 특징적인 정렬 형상부(9')에 할당되며,
- 정렬에 의해, 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8')는 제1 및 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')에 의해 X 및 Y 방향으로 서로에 대해 정렬된다.
또한, 본 발명은 이에 상응하는 장치에 관한 것이다.

Description

본딩 전 기판 정렬 방법
본 발명은 적어도 2 개의 제1 정렬 마크를 포함하는 제1 기판을 제1 항에 따른 적어도 2개의 제2정렬 마크를 포함하는 제2기판과 정렬하기 위한 방법뿐 아니라 제7항에 따른 대응하는 장치에 관한 것이다.
두 개의 구조화 된 기판을 서로 정렬하고 본딩하는 다수의 방법이있다. 모든 방법의 대부분에서, 정렬기(aligner)와 본더는 별도의 모듈/챔버이다. 정렬기는 정렬 마크를 사용하여 두 기판을 서로에 대하여 정렬한다. 고정, 특히 클램핑에 의한 고정은 정렬 후에 발생한다. 이 목적을 위해, 2 개의 기판은 서로에 대하여 그리고 샘플 홀더에 대하여 고정된다. 샘플 홀더를 사용하지 않고 기판을 서로 고정하는 것도 고려할 수있다. 샘플 홀더가없는 이러한 고정은 국제 공개 특허 공보 제 WO2014154272A1호에 개시되어 있으며, 2개의 기판의 직접 고정이 자성체에 의해 어떻게 일어날 수 있는지가 셜명되어있다.
서로 고정된 기판은 이송 시스템에 의해 2개의 기판의 본딩이 이루어지는 본딩 시스템으로 보내진다.
퓨전 본더(fusion bonder)는 이러한 본딩 시스템의 특별한 경우를 나타낸다. 퓨젼 본더는 핀의 도움으로 특히 동심원 접촉에 의해 두 기판의 본딩을 생성하는 장치를 의미하는 것으로 이해된다. 기판의 매우 깨끗한 표면의 결과로서, 기판 표면들 사이의 접착력으로 인해 자가 고정(self-fixing)이 발생한다. 접착력은 주로 반데르 발스(van der Waals) 힘이다. 이와 같이 생성된 본딩은 이론적으로는 얻어 질 수 있는 완전한 강도를 아직 갖지 않기 때문에 프리 본드(prebond)라 불리며, 이는 열처리 및 그에 수반되는 공유 결합의 생성에 의해 추가 프로세스 단계에서 생성된다.
퓨젼 본드를 수행하는 데는 근본적으로 두 가지 중요한 문제가 있다.
첫 번째 문제는 긴 길이에 대하여 정렬 정확도를 얻는 데 있다. 현대식 정렬기는 이미 200nm 미만의 정렬 정확도를 달성할 수 있다. 이것은 대응하는 정렬 마크를 갖는 두 개의 기판이 100-200 nm보다 더 정밀하게 서로 정렬 및 고정 될 수 있음을 의미한다. 그러나 이 같은 정렬 정확도는 가능한 한 오랜 시간 동안 및/또는 가능한 한 긴 길이를 유지해야한다. 또한, 2 개의 기판을 서로 고정하는 것은 달성된 정렬 정확도가 서로에 대해, 특히 예를 들어 로봇에 의해 핸들링 프로세스 동안, 기판의 변위에 의해 손실되지 않도록 매우 안전하게 발생되어야한다.
두 번째 문제는 정렬 및 결과적으로 접착의 생산에 따른 처리량이 이전에 알려진 방법에 따른 경우 보통 낮다는 것입니다.
대다수의 경우, 복잡하고 비용이 많이 드는 정렬기가 사용되며, 서로 다른 정렬 방법, 특히 정면 대 정면, 정면 대 배면 또는 배면 대 배면 정렬을 구현할 수 있다.
열 압축 결합제는 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 결합제 유형이다. 고압 및 고온은 열 압착 장치를 사용하여 생성될 수 있다. 이것은 금속 확산 결합 및/또는 공융 결합(eutectic bonding)에 바람직하게 사용된다. 금속 표면은 바람직하게는 산화물을 완전히 함유하지 않아야 하므로, 그러한 본딩 챔버 내의 분위기를 목표된 방식으로 조절하고 모니터링 할 수 있는 것이 매우 중요하다. 본 발명은 본딩 처리량을 증가시키는 간단한 방법을 포함할 뿐만 아니라 제어된 분위기가 생성되어 본딩 챔버에서 연속적으로 유지될 수 있는 실시 예 및 방법을 유리하게 설명한다. 이러한 분위기는 특히 순수한 금속-금속 결합의 생성에 특히 유리하다.
본 발명의 문제점은 서로에 대해 두 기판의 개선된, 특히 더 빠른 정렬이 수행될 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
이 같은 문제는 청구항 1항 및 7항의 특징으로 해결된다. 본 발명의 유리한 실시 내용은 종속 청구항에 표시된다. 본원 명세서, 청구 범위 및/또는 도면에 언급된 특징 중 적어도 2개의 모든 조합은 본 발명의 범위에 속한다. 명시된 값 범위의 경우, 명시된 한도 내에 있는 값은 제한 값으로 공개된 것으로 간주 되어야 하며 임의의 조합으로 청구될 수 있다.
본 발명에 의해 2 이상의 제1 정렬 마크를 포함하는 제1 기판을 2 이상의 제2 정렬 마크를 포함하는 제2 기판과 정렬시키는 방법으로서,
- 제1 할당에 의해, 제1 정렬 마크는 X 방향 및 Y 방향으로 제1 기판의 적어도 2개의 제1 특성 정렬 형상부에 할당되고,
- 제2 할당에 의해, 제2 정렬 마크는 X 방향 및 Y 방향으로 제2 기판의 적어도 2개의 제2 특성 정렬 형상부에 할당되며,
- 정렬에 의해, 제1 및 제2 정렬 마크는 제1 및 제2 특성 정렬 형상부에 의해 X 및 Y 방향으로 서로에 대해 정렬하는 기판 정렬방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 본 발명은 특히 다음 특징에 의해 실현될 수 있다:
- X 방향 및 Y 방향으로 제1 기판의 적어도 2개의 제1 특성 정렬 형상부에 제1 정렬 마크를 할당하기 위한 제1 할당 모듈,
- X 방향 및 Y 방향으로 제2 기판의 적어도 2개의 제2 특성 정렬 형상부에 제2 정렬 마크를 할당하기 위한 제2 할당 모듈, 그리고
- 제1 및 제2 특성 정렬 형상부에 의해 X 및 Y 방향으로 서로에 대해
제1 및 제2 정렬 마크의 정렬을 위해 특히 본딩 모듈로서 구성된 정렬 모듈.
본 발명의 본질적인 특징은 상기 기판이 본딩 시스템 또는 본딩 모듈, 특히 융합 본더(fusion bonder), 더욱 바람직하게는 열압착 본더(thermocompression bonder)로 이송되기 전에, 특히 상기 기판의 제1 및 제2 정렬 마크가 특징적인 기판 형성부, 특히 편평한 측면 및/또는 노치에 대하여 측정/검출된다는 사실에있다. 광학장치에 의해 식별되고 검출될 수 있는 다른 특징적인 기판 형성부들에 대한 측정/검출도 또한 고려될 수 있다. 이 같은 측정/검출은 최상의 정밀도로 수행된다. 측정은 특히 100㎛보다 정확하고, 바람직하게는 10㎛보다 정확하고, 더욱 바람직하게는 1㎛보다 정확하고, 가장 바람직하게는 100nm보다 정확하고, 가장 바람직하게는 50nm보다 정확하다. 서로에 대한 기판의 회전(회전 각 위치)의 정확성에 관한 표시가 제공되는 것 또한 고려될 수 있다. 기판은 서로에 대한 회전방향에 대하여 특히 1°보다 더 정확하게, 보다 바람직하게는 0.1°보다 더 정확하게, 보다 바람직하게는 0.01°보다 더 정확하게, 가장 바람직하게는 0.001°보다 더 정확하게, 무엇보다 더 가장 바람직하게는 0.0001 °보다 더 정확하게 배향된다.
측정/검출에 기초하여, 특징적인 기판 형성부와 관련하여 정렬 마크의 정확한 위치 차트가 준비된다(할당). 이 같은 예비 측정의 결과로서, 본딩 스테이션에서, 특히 제1 및/또는 제2 정렬 마크와 관련하여 특징적인 기판 형성부들에 대하여 단지 하나의 정렬이 수행 될 필요가 있다. 이는 정렬 마크가 함께 결합될 기판 표면 상에 위치되고, 따라서 매우 정밀하지만 힘든 정렬 절차에 의해 정렬되어야 할 때 특히 유리하다. 이러한 정면 대 정면 정렬을 수행하는 정렬 기는 예를 들어 PCT/EP2013/075831, WO2014202106A1 또는 US6214692B1에 개시되어있다. 이 같이 언급된 공보 외에도, 기판 사이에 광학장치를 삽입함으로써 정면 대 정면 정렬을 수행하는 다른 정렬 기가있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기판들 사이에 광학 측정 장치의 도입 또는 측정을 위해 서로에 대한 2개의 기판의 상대적 변위가 생략 될 수 있다.
특히, 본 발명의 기초가되는 아이디어는, 특히 본딩 챔버 내로 이동하기 전에, 각 기판 표면에 상응하는 X-Y 평면 내, 특히 측 방향 경계부에 배치된, 특징적인 기판 형성부에 대하여, 특히 측 방향 경계부로부터 이격 된 정렬 마크의 할당을 수행하는 것이다. 이 같은 할당은 특히 정의 된 벡터 공간에서, 바람직하게는 적어도 X-Y 평면과 관련하여 대응하는 팩터(factor)를 정의함으로써 발생한다.
따라서, 본 발명은 특히 본딩 시스템의 처리량을 증가시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본딩 시스템은 바람직하게는 적어도 하나의 본딩 챔버와, 특히 로크(locks)로 구성되고 제1 및 제2 기판의 측정이 각각의 경우에 발생하는 적어도 2 개의 할당 모듈(assignment modules)을 포함한다. 이송 수단, 바람직하게는 로봇은 각각의 경우에 로크로부터 본딩 시스템 또는 본딩 모듈의 본딩 챔버로 제1 및 제2 기판을 이송한다. 2 개의 기판의 배향은 2 개의 기판의 특징적인 형성부 및/또는 접촉에 기초하여 본딩 챔버에서 발생한다. 본 발명에 따른 특히 바람직한 특징으로서, 할당 모듈로부터 본딩 챔버로 기판의 운반을 수행하는 로봇은 본딩 챔버에서의 추가 정렬은 필요하지 않도록 기판을 본딩 챔버 내에서 이미 디포짓 한다. 따라서, 본 실시 예에서 이 같은 디포짓은 정렬을 의미한다. 두 기판은 디포짓 된 후에 본딩 시스템에서 서로 본딩된다. 본딩 시스템/본딩 모듈은 특히 융합 본더이며, 더욱 바람직하게는 열 압착 본더이다.
다시 말해서, 본 발명은 특히 제1 및 제2 기판의 이송 이전에 측정/검출에 의해 정렬 마크에 대응하는 제1 및 제2 특징적인 기판 형성부를 할당하는 것에 기초한다. 이 같은 할당은 특히 각각의 경우에 X 방향 및 Y 방향에 의해 정의되고 제1 및 제2 기판 표면에 평행한 X-Y 평면에서 발생한다.
상기 설명한 특징들 중 하나 이상에 따른 본 발명의 실시 예의 주요 장점은 제1 및 제2 정렬 마크의 상대적으로 정확한 측정이 본딩 모듈 외부의 위치에서, 특히 로크에서 발생될 수 있다는 것이다. 기판 표면의 측정 및 특징적인 기판 형성부와 관련한 정렬 마크의 정확한 차트 작성의 결과로서, 상기 로크가 비워지는(the lock is evacuated) 시간이 특히 이용될 수 있다. 따라서 특히, 측 방향 경계로부터의 이격된 기판의 두 접촉 표면의 정렬, 기판 표면상에 서로에 대한 정렬 마크의 정렬의 문제가, 정렬이 특징적인 기판 형성부의 도움으로 발생되므로 해결된다. 특히 기판의 접촉 된 상태에서, 후자는 접촉면에서 외부로부터 여전히 접근 가능하여, 정렬이 바람직하게는 연속적으로 접촉에 이르기 까지 일어날 수있다. 이 같은 측정의 결과로서, 정면 대 정면 정렬 전략 또는 정렬을 넘어 기판 표면에 평행하게 기판을 이동시킴을 없앨 수 있다.
정렬 마크는 특징적인 기판 형성부로부터 이격되어 있으며, 특징적인 기판 형성부는 바람직하게는 X-Y 평면에 의해 정해진 기판의 측면 경계부 또는 외부 윤곽부에배치되고, 정렬 마크는 측면 경계부로부터 이격되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 할당 후에 그리고 정렬 전에, 특히 정렬이 수행되는 본딩 모듈 또는 본딩 챔버 내로 기판의 이송이 발생하며, 특히 바람직하게는 1 bar 미만, 보다 바람직하게는 10-3 mbar 미만, 더욱 바람직하게는 10-5 mbar 미만, 가장 바람직하게는 10-8 mbar 미만의 가스 압력 하에서 상기 정렬이 수행된다.
본 발명에 따른 본질적인 특징은, 본딩 챔버는 바람직하게는 연속적으로 비워져 있고 시스템의 작동 중에 대기로 개방되지 않지만, 할당은 추가 모듈에서 이루어진다. 진공처리(evacuation) 후에, 본딩 챔버가, 특히 비산화성 가스 또는 가스 혼합물로 가득 채워지는 경우, 이 같은 가스 분위기는 유지되는 것이 좋다.
본 발명에서, 제1 할당은 특히 로크로서 구성된 제1 할당 모듈에서 발생되며, 제2 할당은 특히 제1 할당과 병렬로 특히 로크로서 구성된 제2 할당 모듈에서 발생한다. 따라서 할당이 속도가 빨라질 뿐만 아니라 상기 정렬이 외측 부 및/또는 현존 또는 후속적으로 생성될 기판의 윤곽부에서 발생할 수 있다. 따라서, 본딩을위한 기판의 접촉전에 기판의 회전은 생략 될 수 있다.
정렬 전에, 특히 제1 및/또는 제2 할당 모듈에서, 바람직하게는 할당 중에, 가스 압력은 유리하게는 바람직하게는 1 bar 미만, 보다 바람직하게는 10- 3mbar 미만, 바람직하게는 10- 5mbar 미만, 가장 바람직하게는 10- 8mbar 미만 가스 압력으로 감소된다. 따라서, 특히 할당 모듈이 로크로 구성된 경우 - 본딩 챔버의 접합 속도가 빨라질 수 있다. 왜냐하면 본딩 챔버가 더 이상 비워지거나 오랬동안 비워질 필요가 없기 때문이다. 할당 모듈의 진공 처리는 특히 5분 미만, 바람직하게는 4분 미만, 더욱 바람직하게는 3분 미만, 가장 바람직하게는 2분 미만, 가장 바람직하게는 1분 미만 동안 지속된다. 이와 같이 진공 처리가 신속하게 이루어질수록 처리량은 커진다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 예에서, 본 발명에 따른 기판의 측정은 본딩 챔버와는 별도로 구성된 할당 모듈에서 수행될 수 있다. 그 후, 기판은 더욱 긴 거리로 본딩 챔버로 이송된다. 특히, 기판은 본 발명에 따른 측정과 본딩 챔버에서의 실제 본딩 프로세스 사이의 다른 프로세스 단계에 의해 추가로 처리 될 수있다. 따라서, 할당 모듈에서 기판의 측정 자체가 본 발명에 따른 단계이다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 예에서, 할당 모듈이 주변 대기에 개방될 때, 측정은 할당 모듈에서도 발생할 수있다. 따라서, 진공 처리(evacuation) 중에 측정의 효과를 이용할 필요없이 특징적인 기판 형성부의 측정을 위해서만 할당 모듈을 독점적으로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 또 다른 특징으로서, 할당 모듈은 진공 처리 및/또는 본더(bonder)에 대한 연결과는 독립적으로, 특징적인 기판 형성부를 측정하기위해 개시된다.
모듈(Modules)
특히 할당 모듈, 정렬 모듈 또는 측정 모듈들과 같은 모듈들이 설명되는 바와 같이, 후자는 특히 공간적으로 분리된 챔버 들로서 구성되는데, 이들은 바람직하게는 로크를 통해 서로 연결될 수있다. 따라서, 챔버는 특히 각각의 경우에 1 바아 미만, 바람직하게는 10- 3mbar 미만, 더욱 바람직하게는10- 5mbar 미만, 가장 바람직하게는 10- 8mbar 미만의 가스 압력으로 비워딜 수 있도록 구성된다. 챔버 내의 가스 압력은 각각 바람직하게는 서로 분리하여 그리고 서로 독립적으로 조절 가능하다. 모듈은 또한 기판 또는 결합된 기판 스택의 예비 처리 및/또는 후속 처리를 위해 사용된다. 따라서, 본 발명에 따른 할당 모듈에 기판을 도입하기 전에 기판을 검사, 측정, 플립, 세정, 에칭 및/또는 코팅하는 것이 고려 될 수있다.
제어 시스템(Control System)
장치 및 설명된 방법 형성부의 제어는 바람직하게는 특히 중앙의 제어 시스템에의해 수행된다. 후자는 바람직하게는 소프트웨어 제어되거나 또는 폼웨어 및/또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하며, 장치 및 정렬/할당에 관한 데이터/정보를 저장하기위한 메모리를 포함한다.
기판(The substrates)
기판은 임의의 형상, 바람직하게는 적어도 라운드 및/또는 평면 형상을 가질 수있다. 기판은 특히 표준화된 반도체 기판, 특히 웨이퍼인 것이 바람직하다. 기판은 특히 원형 단면에서 직경에 의해 표현된다. 웨이퍼의 경우, 1 인치, 2 인치, 3 인치, 4 인치, 5 인치, 6 인치, 8 인치, 12 인치 및 18 인치의 산업 표준 직경이 바람직하게 사용된다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예는 기본적으로 그 직경에 관계없이 임의의 기판을 다룰 수있다.
다음 2 가지 유형의 웨이퍼가 바람직하게 사용된다:
제1 유형의 웨이퍼는 원형 모양의 웨이퍼로부터 뚜렷한 발산을 나타내며, 상기 표시된 발산은 직선 주변 섹션/기판 에지 섹션(평탄한)에 의해 생성된다. 특징적인 기판 형성부는 특히 직선형 주변 섹션/기판 모서리 섹션의 시컨트로서 런닝하는 직선의 2 개의 교차점 중 적어도 하나이다. 제2 유형의 웨이퍼는 노치와는 별도로 원형이다. 노치는 정렬 및/또는 거친 조정, 즉 특징적인 기판 형성부로서 작용하는 것이 바람직하다.
특징적인 기판 형성부(Characteristic substrate features)
본 발명에 따르면, 특징적인 기판 형성부는, 특히, 기판 외부 윤곽에서의 기하학적 위치에 대해, 기판에 대해 명확하게 할당될 수있는 포인트/위치를 의미하는 것으로 이해된다. 특징적인 기판 형성부, 특히 X-방향, Y-방향, 바람직하게는 Z-방향의 위치는 바람직하게 광학적으로 검출가능하다. 특징적인 기판 형성부의 크기로 인해, 위치는 100㎛ 미만, 바람직하게는 10㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 1㎛ 미만, 가장 바람직하게는 100nm 미만, 무엇보다 가장 바람직하게는 10nm 미만의 정확도로 검출 될 수있다.
특징적인 기판 형성부는 특히 기판의 직선 주변 섹션과 기판의 원형 주변 섹션과의 교차점 일 수있다. 더욱 특징적인 형성부는 노치 또는 기판 에지를 따라 특유의 미크론 크기 또는 나노 미터 크기의 윤곽일 수 있다. 특히, 특징적인 형성부는 각 기판마다 다르다. 본 발명에 따르면, 특히 특징적인 형성부로 다음이 고려된다:
* 기판의 외측 상의 정렬 마크 및/또는
* 원형 기판 에지 섹션 및/또는
* 직선 기판 에지 섹션 및/또는
* 노치 모양의 기판 에지 섹션 및/또는
* 앞서 언급한 형성부의 접선 교차점 및/또는
* 전술한 형성부의 접선의 교차점.
특징적인 기판 형성부는 특히 명백히 식별가능/할당 가능, 안정한 및/또는 회수가능하다. 특징적인 기판 형성부는 장치, 특히 현미경을 측정함으로써 바람직하게 검색할 수있는 명백한 기준점을 갖는다.
특징적인 기판 형성부는 특히 기판의 외부 윤곽상의 에지 또는 적어도 에지에 인접한 영역, 즉 주변에 배치되어, 측정 장치가 본딩 시스템에서 접근 동안 및 기판의 접촉이 있을 때까지 그들을 검출 할 수 있도록 한다. 또한, 외측으로 멀리있는 특징적인 기판 형성부들은 정렬 정확성을 증가시킨다.
특징적인 기판 형성부를 이용하여, 기판 표면, 특히 기판의 내부 측에 존재하는 정렬 마크와 관련하여 명백한 고정 포인트가 바람직하게는, 특히 계산되어 정의될 수있다. 나중에 접착되는 표면(접촉 표면)은 내부 또는 내부 측이다. 내부 측에 대향하여 놓이는 표면은 외측 또는 외부 측이다.
특징적인 기판 형성부는 정렬 마크와 동일한 기판 표면 상에 또는 (바람직하게는) 정렬 마크의 반대편에 놓인 기판 표면 상에 또는 (더 바람직하게는) 측면 에지 상에 위치 될 수있다. 특징적인 기판 형성부가 정렬 마크와 동일한 기판 표면 상에 위치되어야하고, 정렬 마크가 내측에 위치하는 경우, 따라서 본 발명에 따라 결합되는 표면 상에 위치되는 경우, 광 디바이스가 바람직하게는 전체 접근 과정 동안 본딩 챔버에서 이들을 검출 할 수 있도록, 가능한 한 기판의 주변부에 위치된다.
특징적인 기판 형성부는 바람직하게는 기판의 일부분이고 본 발명에 따른 공정 전에 기판 그 자체로 도입되지 않는다. 그러나, 특히 기판의 외부 표면, 기판 외부 윤곽 또는 측면 에지 상에서, 특히 레이저, 에칭 프로세스 또는 리소그래피 (lithographic) 방법에 의해 패턴을 생성함으로써 특징적인 기판 형성부를 생성하는 것도 또한 고려 될 수있다. 따라서, 정렬은 제3 자에 의해 특정된 정렬 마크와 무관하게된다. 또한, 기판의 외측 주변에 매우 미세한 에칭 피트를 형성하는 것도 고려할 수있다.
시스템(The system)
본 발명에 따른 제1 실시 예에서, 시스템은 본딩 챔버 및 적어도 하나의 할당 모듈, 특히 로크, 바람직하게는 2 개의 로크, 특히 서로 평행하게 연결되거나 서로 옆에 배치된 로크를 포함한다. 특정 실시 예에서, 처리율을 더욱 증가시키기 위해 2개 보다 많은 로크가 존재할 수있다. 로크의 수는 특히 2 보다 크고, 바람직하게는 3보다 크며, 더욱 바람직하게는 5보다 크다. 정확히 2개의 로크 (바람직한 실시 예)를 갖는 시스템이 이하의 예로서 설명될 것이다.
상기 로크는 로크를 주위로부터 분리시키는 제1 로크 게이트와, 로크를 본딩 챔버로부터 분리시키는 제2 로크 게이트를 포함한다. 로크 게이트는 특히 수동, 반자동 또는 완전 자동으로 제어 할 수 있다. 제1 및 제2 로크 게이트는 특히 서로 독립적으로 제어 될 수있다.
본딩 챔버 및/또는 할당 모듈/할당 모듈은 개별적으로 비울 수 있다. 본딩 챔버 및/또는 할당 모듈은 특히 1 bar 미만, 바람직하게는 10-3 mbar 미만, 보다 바람직하게는 10- 5mbar 미만, 가장 바람직하게는 10- 8mbar 미만의 압력으로 비워질 수 있다. 특히, 불활성 가스를 주입함으로써 과도한 압력을 가하는 것도 고려할 수있다. 본딩 챔버 및/또는 할당 모듈은 1 bar 초과, 바람직하게는 2 bar 초과, 더욱 바람직하게는 3 bar 초과의 압력을 갖는 가스 또는 가스 혼합물로 채워지고, 바람직하게는 플러싱된다. 특히, 1 bar의 대기압에서 본딩 챔버 및/또는 할당 모듈의 사용 또한 고려 될 수있다.
본딩 챔버는, 특히 열 압착 본더를 사용하는 경우, 적어도 지연을 막거나, 또는 바람직하게는 리버스 리뉴 산화물 생성을 방지하는 불활성 가스 또는 가스로 플러싱된다. 모든 가스 혼합물의 사용도 고려할 수있다. 언급 된 기체를 포함하는 다음의 기체 또는 기체 혼합물이 바람직하게 사용된다:
* 아르곤 및/또는
* 헬륨 및/또는
* 수소 및/또는
* 이산화탄소 및/또는
* 성형 가스 및/또는
* 포름산 및/또는
* SF6.
각각의 할당 모듈은 특히 정렬 마크 및/또는 특징적인 기판 형성부가 측정 될 수있는 적어도 하나, 바람직하게는 2 개, 보다 바람직하게는 3 개, 가장 바람직하게는 3 개 이상의 측정 장치를 포함한다. 측정 장치는 바람직하게는 광학 측정 장치, 더욱 바람직하게는 현미경이다.
본 발명에 따른 특별한 실시 예에서, 본 발명은 에지 측정을위한 측정 장치에 관한 것이다. 에지 측정을위한 이와 같은 장치는 예를 들면 공보 WO2013185803A1에 언급되어있다. 측정 장치는 에지 프로파일, 특히 전체 둘레 주위의(기판의 측면 경계와 관련된) 에지 프로파일을 생성 할 수 있다. 이러한 에지 프로파일은 특히 적어도 미크론 범위, 바람직하게는 적어도 나노 미터 범위의 해상도를 갖는다. 각각의 기판의 에지는 특히 기판의 바람직한 프로세싱 및/또는 잉곳으로부터의 기판의 생산으로 인해 유니크하다. 이러한 유니크함의 결과로서, 특히 전체 둘레 주위의 기판 에지의 원형 프로파일이 얻어진다. 이 프로파일은 또한 기판의 직경이 회전 각의 함수로서 상이하다는 사실에 의해 정해질 수있다.
측정 장치의 해상도는 특히 1 mm 이상, 바람직하게는 100 μm 이상, 더욱 바람직하게는 1 μm 이상, 가장 바람직하게는 100 nm 이상, 무엇보다 가장 바람직하게는 10 nm 이상이다.
특히 현미경의 측정 장치의 배율은 특히 팩터 1보다 크며, 바람직하게는 팩터 10보다 크며, 훨씬 더 바람직하게는 팩터 1000보다 더 크고, 가장 바람직하게는 팩터 105보다 좋으며, 무엇보다 가장 바람직하게는 팩터 107보다 크다.
측정 장치는 할당 모듈 내부에서 자유롭게 변위 및/또는 회전할 수 있도록 특히 병진 및/또는 회전이 가능하다. 따라서, 기판의 크기 및/또는 정렬 마크 및/또는 특징적인 기판 형성부에 대한 사전 위치 결정에 대한 측정 장치의 적응이 가능하다.
특히, 이러한 측정 장치의 사전 위치 결정은 한 가지 유형의 기판 및/또는 동일한 공정의 경우에 단 한 번만 수행되어, 로크 내로 기판을 로딩함이 이미 가시범위(FOV)내에 배치된 이후 기판의 부분들이 배치되도록 한다. 또한, 측정될 정렬 마크 및/또는 특징적인 기판 형성부는 가능한 최대의 해상도를 갖는 선명한 이미지를 얻기 위한 깊이 범위(초점 심도, DOF)를 갖는다.
할당 모듈로부터 본딩 챔버로 그리고 다시 할당 모듈로의 기판의 이송은 바람직하게는 로봇에 의해 수행된다. 로봇은 로크 또는 본딩 챔버에 위치할 수 있다. 개재 된 로봇 모듈이 로크와 본딩 챔버 사이에 위치하는 것도 고려할 수 있다. 다수의 로크가 존재하는 경우, 각각의 로크에 로봇을 위치시키는 것이 고려될 수 있다. 그러나 로봇의 위치 설정은 특히 바람직하게는 본딩 챔버에서 이루어지므로, 단일 로봇에 의한 각각의 개별 로크에 대한 액세스가 발생할 수있다. 로봇은 또한 바람직하게는 본딩 챔버의 반대편에 위치하는 할당 모듈의 단부에 도달 할 수 있으므로, 기판은 바람직하게는 할당 모듈로부터 본딩 챔버로뿐만 아니라 소정의 웨이퍼 박스, 특히 할당 모듈의 상류에있는 FOUP(후프)로부터 할당 모듈로 로딩될 수 있다.
그러나, 특정 실시 예에서, 로봇은 로크로부터 로딩 챔버로 기판을 로딩하는 반면, 로크의 로딩은 더욱더 특히 외부의 로봇에 의해 외부에서 발생한다.
로봇이란 기판을 들어올릴 수 있으며 일정한 거리를 이동하여 다시 내려놓을 수있는 모든 종류의 기계를 의미한다.
본딩 챔버 내에는 본딩 장치, 특히 융합 본더, 보다 바람직하게는 열 압착 본더가 위치한다. 본딩 장치는 하부 제1 샘플 홀더 및 상부 제2 샘플 홀더를 포함한다. 본딩 챔버는 또한 복수의 측정 장치, 특히 현미경을 포함한다. 본딩 챔버의 측정 장치는 특히 로딩된 기판의 주변 또는 주변 영역(측 방향 경계)에 설치되어, 특징적인 기판 형성부의 측정이 발생할 수있도록 한다. 측정을 특징적인 기판 형상부로 제한함으로써, 본딩 장치 내의 정렬 마크의 측정을 생략 할 수있다. 이로부터 다음과 같은 많은 장점이 있다:
a) 측정은 기판의 접근 중에 그리고 접촉을 할 때까지 일어날 수 있으며,
b) 본딩 장치는 더 작게 설계 될 수 있으므로, 더 적은 부피가 본딩 또는 정해진 가스 압력을 받을 수 있도록 해야하며,
c) 본딩이 가속화된다.
할당 모듈에서 일어나는 특징적인 기판 형성부와 관련하여 정렬 마크의 본 발명의 측정의 결과로서, 동시 측정 및 원위치 모니터링과 함께 접근(Z-방향) 및 본딩이 특징적인 기판 형성부들에 기초하여 가능하게되며, 정렬 마크들은 정렬된다 (간접적으로 측정된다). 따라서, X-Y 평면에서의 정렬 마크들의 위치는 특징적인 기판 형성부들의 X-Y 위치에 기초하여 계산된다.
프로세스(The process)
모든 기판은 로크에 적재되기 전에 예비 처리를 거칠 수 있다. 예비 처리는 특히 다음과 같다:
* 세정 공정, 특히 산화물 제거 및/또는
* 표면의 비정질화 및/또는
* 에칭 공정 및/또는
* 리소그래피 공정, 특히 포토 리소그래피 공정
리소그래피 공정을 임프린트한다.
산화물 제거 및/또는 비결정질화는 바람직하게는 공개공보 PCT/EP2014/063303에서 언급된 것과 같은 유닛에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 제1단계에서, 제1 로크(더욱 일반적으로: 할당 모듈)의 로딩이 발생한다. 로크를 본딩 챔버에 연결시키는 제2 로크 게이트는 다음에 폐쇄된다. 그 다름 주변을 로크에 연결하는 첫 번째 로크 게이트가 열린다. 그 다음, 제1 로크를 제1 기판으로 로딩함이 뒤따른다. 제1 기판을 제1 로크에 로딩한 후에, 제1 로크 게이트는 다시 폐쇄된다.
로크가 닫히고 나면 진공처리 절차가 시작된다. 따라서 진공처리는 특히 가능한 한 콤팩트하게 설계된 상대적으로 작은 로크로 제한된다. 따라서 본 발명에 따르면, 로딩된 기판의 기판 표면의 측정은 진공처리 중에 수행된다.
다수의 측정 장치는 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 2개, 가장 바람직하게는 적어도 3개의 특징적인 기판 형성부뿐만 아니라 기판 표면상의 제1 및 제2 (및 필요하다면 추가로) 정렬 마크의 X- 위치 및 Y- 위치를 측정한다. 측정 장치는 특징적인 기판 형성부와 관련하여 정렬 마크의 정확한 위치 및/또는 방향을 확인할 수 있는 방식으로 서로 교정된다. 특징적인 기판 형성부와 관련한 정렬 마크의 위치 및 경우에 따라 방향은 명백하게 결정된다(할당).
이들 데이터/이 같은 정보는 폼웨어 및/또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 주어진 기판에 대해 저장된다.
본 발명에 따르면, 측정은 처리량과 관련하여 공정(프로세스)이 최적의 방식으로 수행될 수 있도록 로크의 진공처리보다 오래 걸리지 않아야 한다. 특히 측정에 추가 프로세스 시간이 필요하지 않다.
본 발명에 따른 제1 공정 단계 동안, 추가의, 특히 제2 기판이, 특히 동시에, 추가의, 특히 제2 로크(더욱 일반적으로: 할당 모듈)로 적재될 수 있고, 따라서 제1 로크에서와 동일한 방식으로 처리될 수 있다.
하나의 로봇이 기판의 이송을 위해 사용되기 때문에, 기판의 이송은 동시에 일어날 수 없다. 본 발명에 따르면, 항상 오직 하나의 로봇 만이 본딩 시스템에 접근 할 수 있으며, 특히 기판을 수용하기위한 샘플 홀더에 접근하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 및 제2 기판간에 프로세스 관련 지연이 발생한다. 따라서, 기판의 로딩, 로크의 진공처리 및 본딩 챔버로의 기판의 언 로딩은 완전히 동기식으로 진행되지는 않지만, 바람직하게는 대부분 동기식으로 진행된다. 따라서, 제2 기판의 언 로딩은 제3공정 단계로 지칭 될 수 있다.
본 발명에 따른 제2 공정 단계에서, 제1 로크의 제2 로크 게이트는 본딩 챔버로 개방된다. 이때, 본딩 챔버는 특히 1 바아 미만, 바람직하게는 10- 3mbar 미만, 더욱 바람직하게는 10- 5mbar 미만, 가장 바람직하게는 10- 8mbar 미만의 압력을 갖는다. 단한번의 진공 처리 후, 본딩 챔버는 바람직하게는 다수의 본딩 공정 중에 더이상 가득 채워지지 않는다. 이는 유지 보수 및/또는 수리 작업을 위해 본딩이 중단되는 경우에만 다시 필요하다.
로봇은 이미 측정되고 할당 된 첫 번째 기판을 첫 번째 잠금 장치에서 꺼내어 본딩 시스템의 본딩 챔버에 있는 두 개의 샘플 홀더 중 하나에 배치합니다. 로봇은 사전 위치 결정 (사전 정렬)을 수행하는 것이 바람직하다. 일단 기판이 로크로부터 제거되면, 제2 로크 게이트는 다시 폐쇄 될 수 있고 제1 로크 게이트는 제1 로크에 새로운 기판을 로딩하도록 개방 될 수있다. 따라서 이전 프로세스가 아직 완료되지 않은 경우 새 프로세스를 시작할 수 있습니다.
본 발명에 따른 제3 공정 단계에서, 제2 기판은 제2 로크에 적재된다. 제2 로크는 제1 로크와 동일하게 설계할 수 있다. 특히, 제2 측정 장치는 제1 로크의 측정 장치의 제1 측정 방향에 대향하는 제2 측정 방향을 갖는다고 생각할 수 있다. 따라서, 제1 기판과 관련하여, 제2 기판의 반대 측, 바람직하게는 밑면이 측정될 수 있다. 그 다음, 로봇은 제2 기판이 제1 기판과의 본딩을 위해 이미 올바른 방향을 가짐을 확인한다.
기판은 특히 로크에 적재되기 전에 소위 플립 모듈에서 회전될 수 있다. 이것은 기판, 특히 큰 기판을 180° 회전시킬 수 있는 모듈이다. 이 같은 회전은 기판의 평면 내부에 있는 축을 중심으로 발생한다. 예비-정렬 프로세스를 수행하기 위해 기판 표면에 수직인 축에대한 추가의 회전이 또한 고려될 수 있다. 이 같은 사전 정렬 프로세스는 플립 모듈에서 수행되거나 별도의 예비 정렬기(pre-aligner)에서 수행된다. 그러나 고정된 기판을 180° 회전시킬 수 있는 로봇의 사용도 고려할 수 있다. 제2 기판의 로딩, 측정 및 언 로딩은 제2 공정단계와 관련하여 동시에 또는 시간 지연으로 일어난다.
본 발명에 따르면, 2 이상의 기판을 결합 시키거나 또는 다음 본딩 프로세스를위한 추가의 기판을 준비하여 처리량을 증가시키기 위해 추가 로크 내의 추가 기판이 본딩 챔버에 공급되는 것이 고려 될 수있다.
본 발명에 따른 제4공정 단계에서, 측정 장치에 의한 기판의 특징적인 기판 형성부의 측정은 본딩 챔버에서 이루어진다. 특히 PCT/EP2013/075831, WO201402106A1 또는 US6214692B1에서 언급된 바와 같은 정렬기(aligners)에 관한 본 발명에 따른 본질적인 장점은 기판의 정렬이 이제는 배타적으로 특징적인 기판 형성부에 기초하여 발생되며 이를 위해 극히 짧은 이동 경로가 필요하다는 것이다. 그러나 정렬 마크와 특징적인 기판 형성부 사이의 관계는 할당 모듈, 특히 로크에서의 본 발명의 측정의 결과로서 알려져 있기 때문에, 기판의 정렬 마크는 정렬 프로세스에 의해 간접적으로 일치된다. 결합 될 2개의 기판은 기판의 정확한 정렬을 위해 측정 장치에 의해 특징적인 기판 형성부가 보다 쉽게 검출될 수 있도록 로봇에 의해 사전 위치 설정되는 것이 바람직하다. 기술적으로 규정된 정밀도로, 로봇은 가능한 한 서로에 대한 기판의 특징적인 기판 형성부의 접근을 달성하기 위해 노력한다. 로크 내의 기판 측정으로부터의 데이터 또한 이 같은 목적으로 사용될 수있다.
서로 관련하여 특징적인 기판 형성부의 미세 조정(정확한 정렬)은 X-방향 및 Y-방향으로 이동, 특히 변위 및 회전될 수 있는 샘플 홀더에 의해 발생한다. 특징적인 기판 형성부의 위치 및/또는 방향은 서로에 대한 기판의 변위 동안 연속적으로 측정되고, 샘플 홀더 새로운 위치를, 따라서 기판의 위치를 전송된 데이터로부터 계산하는 폼웨어 및/또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 중계된다.
본 발명에 따른 한 특징은, (특히 모든) 특징적인 기판 형성부가 주변부, 특히 기판의 외부 에지(XY 평면의 측면 방향 경계 에지 또는 외부 윤곽)에, 더욱 바람직하게는 이들의 외측 표면상에 존재하며, 따라서 쉽게 접근 가능하다는데 있다. 본 발명에 따라, 특징적인 기판 형상부가 검출되는 것이 사실이지만, 참조 가능한 정렬 마크는 할당 모듈에서 일어난 할당에 의해 서로에 대해 정렬된다.
위치 할당의 할당 및 계산은 특히 중앙 제어 시스템의 벡터 계산에 의해 수행될 수 있다.
공정 특징이 개시되는 것은, 또한 장치에 따라 개시되는 것으로 간주 되며, 그 반대도 마찬가지이다.
본원 발명의 또 다른 장점, 특징 및 세부사항이 첨부 도면을 참고하여 바람직한 실시 예에 대한 다음 설명으로부터 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 클러스터에 대한 예에 대한 개략적인 평면도.
도 2a는 정렬 마크 및 특징 형상부를 갖는 기판의 한 실시 예에 대한 개략적인 평면도.
도 2b는 본 발명에 따른 할당 단계에서 도 2a에 따른 개략적인 평면도.
도 2c는 본 발명에 따른 할당 단계에서 도 2a에 따른 개략적인 평면도.
도 3은 기판을 측정하기 위한 측정 장치에 대한 개략적인 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 처리 흐름도.
상기 도면에서, 동일하거나 동일하게 작용하는 부분은 균일한 도면 부호를 갖도록 표시되며, 축적 비율은 설명의 목적으로 작용하며 실제 크기로는 도시되는 것은 아니다.
도 1은 다음 장치를 포함하는 클러스터 시스템(11)을 도시한다:
- 기판(7, 7')의 처리를 위한 상이한 및/또는 동일한 모듈(12),
- 클러스터 시스템(11)의 모듈로서 구성되며, 제1 로크 게이트(4, 4'), 두 개의 할당 모듈(3, 3') 그리고 본딩 챔버(2)를 갖는 장치(1),
- 특히 비워질(evacuated) 수 있는, 이송 챔버(14),
- 기판(7, 7')의 이동(특히 적재)을 위해 사용된 로보트(10'), 그리고
- 클러스터 시스템(11)의 이동 챔버(14) 내로 기판(7, 7')을 공급하기 위한 FOUR(13).
그러나 본 발명에 따른 장치(1)는 클러스터(11)와는 무관하게 동작 될 수 있다.
모듈(12)은 특히 표면 처리(비정질화, 플라즈마 활성화, 세정, 특히 산화물 제거 등의 적용), 특히 본딩 챔버(2)와 접촉하고 접착되는 기판(7, 7')의 표면(7o, 7o) 처리를 위한 장치일 수 있다.
로크(locks)로 구성된 두 개의 제1 및 제2 할당 모듈(3, 3')은 본딩 챔버(2)의 상류에 배치된다. 상기 로크는 각각 제1 로크 게이트(4.1, 4.1')를 통해 이송 챔버(14)로 연결되고 제2 로크 게이터(4.2)를 통해 본딩 챔버(2)로 연결된다.
상기 로크 내에는 다수의 이동 가능하며 회전 가능한 측정 장치(5, 5')가 위치하며, 이 같은 측정 장치로 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8') 그리고 제1 및 제2 특징적인 기판 형상부(9, 9')가 측정된다.
서로 관련하여 측정 장치(5, 5')를 조정함에 의해, 특징적인 기판 형성부(9, 9')와 관련하여 정렬 마크(8, 8')의 명백한 X-Y 위치 및 방위가 각 경우에 결정될 수 있다. 이 같은 할당은 중앙 컨트롤 시스템에서 벡터 계산에 의해 계산될 수 있으며 각 제1 및 제2 기판(7', 7')과 관련하여 저장된다.
로봇(10)은 제2 로크 게이트(4.2, 4.2')의 오프닝 이후, 각각의 로크로부터 본딩 챔버(2)내로 측정된 기판(7, 7')을 운반하며, 이들을 각 경우에 사전-정렬 위치로 본딩 장치(6) 내 제1 및 제2 샘블 홀더(표시되지 않음) 상에 증착한다.
특징적인 기판 형상부(9, 9')의 X-Y 위치가 측정 장치(5')에 의해 확인된다. 이전에 수행 된 할당에 의해, 특징적인 기판 형성부(9, 9')의 정렬이 수행되며, 정렬 마크(8, 8')는 샘플 홀더의 대응하는 이동에 의해 최적의 방식으로 서로에 대해 정렬된다.
도 2a는 2 개의 기판(7, 7') (좌측: 제1 기판(7); 우측: 제2 기판 (7'))의 축척에 따르지 않은 개략적인 평면도를 도시한다. 기판(7, 7')은 기판 표면(7o, 7o')상에 각각 2개의 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8')를 가지며, 각각 2개의 특징적인 제1 및 제2 기판 형상부(9,9')를 갖는다. 2개 이상의 정렬 마크(8, 8') 및/또는 3 개 이상의 특징적인 기판 형상부(9, 9')가 또한 각각의 경우에 제공 될 수 있다.
특히, 기판(7, 7')의 원형 주변을 갖는 기판(7, 7')의 평탄한 측면의 교차점 또는 트랜지션 점들은 기판(7, 7')의 명백한 특징적인 기판 형상부(9, 9')이다(기판이 다수의 웨이퍼에서 존재하는 때). 이러한 특징적인 기판 형상부(9, 9')의 이점은 각각의 기판이 정확하게 두 개의 이러한 기판 형상부(9, 9')를 갖는다는 것이다.
제2 기판(7')의 제2 정렬 마크(8')는 의도적으로 본 발명에 따른 효과를 더욱 잘 나타내기 위해 이상적인 것으로 가정되는 위치로부터 현저하게 확대하여 나타내었다.
도 2b는 측정에 의해 확인되는, 제1 특징적인 기판 형상부(9)와 관련하여 제1 기판(7)의 제1 정렬 마크(8)의 X 및 Y 위치(x1, y1, x2, y2) 뿐 아니라, 제2 특징적인 기판 형상부(9')와 관련하여 제2 기판(7')의 제2 정렬 마크(8')의 X 및 Y 위치(x1', y1', x2', y2')(9')를 도시한다. 따라서 정렬 마크(8, 8')에 대한 특징적인 기판 형상부(9, 9')의 할당은 적어도 기판 표면(7o, 7o')에 의해 한정된 X-Y 평면에서 수행 될 수 있다.
도 2c는 특징적인 기판 형상부(9, 9')의 X-Y 위치를 측정함으로써 그리고 기판(7, 7')을 본딩 챔버(2) 내로 이송한 후에 2개의 기판(7, 7')의 본 발명의 정렬 프로세스 이후의 기판 배향을 도시한다. 정렬 및 접촉 후 그리고 본딩 후에, 정렬 마크(8, 8')는 Z 방향으로 서로 일치하거나 또는 정렬된다. 도 2c는 기판(7, 7')이 서로 위에 놓여지지 않고 X-Y 평면에서 기판(7, 7')의 배향만을 설명하기위한 예시적인 도면이다.
도 3은 기판(7, 7') 중 하나에 대하여 도식적으로 직경 D, D'를 나타내며, 상기 교차점 S에서 교차하고 서로로부터 갈라져 나온다(과장된 형태로 표현됨). 상이한 회전 각도에서 기판의 비대칭 또는 직경은 실제로는 수 마이크론 또는 나노 미터에 불과하다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 중심에서 특히 무게 중심에 장착 된 회전하는 기판(7)의 프로파일이 측정 장치(15)에 의해 측정된다.
이들 측정 장치는 특히 레이저 빔(16)에 의해 기판(7, 7')의 소스로부터 에지까지의 위치를 측정하기 위해 간섭계를 사용한다. 기판 프로파일(P)의 연속적인 기록은 특히 등거리의 각도 거리에있는 복수의 간섭계(15)의 타겟 위치 설정에 의해 달성된다. 이 같은 프로파일은 특히 접착 중에 기판을 정밀하게 정렬하기위한 또 다른 특징적인 기판 형상부(9")로서 사용된다.
도 4는 2 개의 기판(7, 7') 중 하나에 대한 개략적인 프로세스 흐름을 도시한다. 먼저, 본 발명에 따른 장치(1)가 클러스터 시스템의 일부인 경우, 기판(7, 7') 중 하나에 대한 적절한 예비 처리 단계가 클러스터 장치(11), 특히 모듈(12)에서 발생될 수 있다. 본 발명에 따른 장치(1)가 클러스터(11)의 일부가 아닌 경우, 선택적 예비 처리 단계는 서로 분리된 모듈에서 발생할 수있다.
그 후(단계 102), 기판(7, 7')은 특히 로봇(10')의 도움으로 2개의 로크(3, 3') 중 하나에 적재된다. 다음(단계 103), 진공 처리, 본 발명에 따르면, 정렬 마크(8, 8')와 관련하여 특징적인 기판 형상부(9, 9')의 동시 측정이 수행된다(할당).
그 후(단계 104), 특히 로봇(10)에 의해 본딩 챔버(2)에서 이송이 발생된다. 로봇(10)은 이미 특히 두 기판의 Z- 접근 만, 즉 본딩 프로세스가 발생하도록, 발생가능한 가장 높은 정밀도로 기판 (7, 7')을 디포짓(deposit)하도록 노력한다(단계 105).
로봇(10)에 의해 달성 된 정렬 정확도가 충분하지 않은 경우(단계 106), 이미 미리 측정된 특징적인 기판 형상부(9, 9')에 기초하여 정확한 정렬이 일어날 것이다(단계 107). 마지막 단계(단계 108)에서, 2 개의 기판(7, 7')의 본딩이 발생된다.
이렇게 생성된 기판 스택은 그 다음 본딩 모듈로부터 다시 제거될 수 있다. 언로딩은 바람직하게는 2개의 로크(3, 3') 중 하나를 통해 이루어지며, 새로운 기판 (7,7')은 이미 다른 로크(3, 3')에 로딩될 수 있다.
1 장치
2 본딩 챔버
3, 3' 정렬 모듈, 특히 로크
4.1, 4.1' 제1 로크 게이트
4.2, 4.2' 제2 로크 게이트
5, 5', 5" 측정 장치, 특히 현미경
6 본딩 장치
7, 7' 기판
7o, 7o' 기판 표면
8, 8' 정렬 마크
9, 9' 특징적인 기판 형성부
10 로봇
11 클러스터
12 모듈
13 FOUP
14 이송 챔버
15 간섭계
16 레이저 비임
D, D' 직경
S 무게 중심
P 기판 프로파일

Claims (9)

  1. 2 이상의 제1 정렬 마크(8)를 포함하는 제1 기판(7)을 2 이상의 제2 정렬 마크(8')를 포함하는 제2 기판(7')과 정렬시키는 방법으로서,
    - 제1 할당에 의해, 제1 정렬 마크(8)는 X 방향 및 Y 방향으로 제1 기판(7)의 적어도 2개의 제1 특징적인 정렬 형상부(9)에 할당되고,
    - 제2 할당에 의해, 제2 정렬 마크(8')는 X 방향 및 Y 방향으로 제2 기판 (7')의 적어도 2개의 제2 특징적인 정렬 형상부(9')에 할당되며,
    - 정렬에 의해, 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8')는 제1 및 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')에 의해 X 및 Y 방향으로 서로에 대해 정렬함을 특징으로 하는 기판 정렬방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 정렬 후 그리고 정렬 전, 기판(7, 7')의 이송이 본딩 모듈내에서 발생 되며, 특히 상기 정렬이 1 바아 미만의 가스 압력하에서 수행됨을 특징으로 하는 기판 정렬 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 정렬이 특히 로크로서 구성된 제1할당 모듈(3)에서 발생되고, 제2 정렬이 특히 제1 정렬과 병렬로, 특히 로크로서 구성된 제2할당 모듈(3')에서 발생됨을 특징으로 하는 기판 정렬 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 정렬 전, 특히 제1 및/또는 제2할당 모듈 내에서, 상기 할당 중에, 상기 가스 압력이 1 bar 미만, 바람직하게는 10-3 mbar 미만, 더욱 바람직하게는 10-5 mbar 미만, 가장 바람직하게는 10-8 mbar 미만으로 줄어듦을 특징으로 하는 기판 정렬 방법.
  5. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및/또는 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')가 제1 및/또는 제2 기판(7, 7')의 측면 에지상에 각각 배치됨을 특징으로 하는 기판 정렬 방법.
  6. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 목록된 하나 또는 둘 이상의 형상부가 제1 및/또는 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')로서 사용됨을 특징으로 하는 기판 정렬 방법:
    * 원형 기판 에지 섹션 및/또는
    * 플랫 기판 에지 섹션 및/또는
    * 노치-형상 기판 에지 섹션 및/또는
    * 상기 언급한 형상부의 인터섹션 포인트 및/또는
    * 상기 언급한 형상부의 접선부 인터섹션 포인트.
  7. 2 이상의 제1 정렬 마크(8)를 포함하는 제1 기판(7)을 2 이상의 제2 정렬 마크(8')를 포함하는 제2 기판(7')과 정렬시키기 위한 장치로서,
    - X 방향 및 Y 방향으로 제1 기판(7)의 적어도 2개의 제1 특징적인 정렬 형상부(9)에 제1 정렬 마크(8)를 할당하기 위한 제1 할당 모듈(3),
    - X 방향 및 Y 방향으로 제2 기판 (7')의 적어도 2개의 제2 특징적인 정렬 형상부(9')에 제2 정렬 마크(8')를 할당하기 위한 제2 할당 모듈(3'), 그리고
    - 제1 및 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')에 의해 X 및 Y 방향으로 서로에 대해 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8')의 정렬을 위해 특히 본딩 모듈로서 구성된 정렬 모듈을 포함하는 정렬 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 할당 모듈이 졍렬 모듈에 대한 로크(lock)로서 구성됨을 특징으로 하는 정렬 장치.
  9. 제7항 또는 8항에 있어서,
    - 제1 및 제2 정렬 마크(8, 8')의 X-좌표 및 Y-좌표를 검출하기 위해, 할당 모듈(3, 3')내에 각각 배치된 제1 검출 수단,
    - 제1 및 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')의 X-좌표 및 Y-좌표를 검출하기 위해, 할당 모듈(3, 3')내에 각각 배치된 제2 검출 수단,
    - 제1 및 제2 특징적인 정렬 형상부(9, 9')의 X'-좌표 및 Y'-좌표를 검출하기 위해, 특히 정렬 모듈내에 배치된 제3 검출 수단(15)을 포함함을 특징으로 하는 정렬 장치.
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