KR20220067453A - 웨이퍼 접합 장치 - Google Patents
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Abstract
접합하는 웨이퍼의 만곡 상태, 평행도를 정확하게 제어하고, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하며, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합이 가능하고, 또한 웨이퍼의 접합 상황을 감시하는 것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 접합 장치를 제공하기 위해, 웨이퍼 접합 장치(100)는 웨이퍼를 유지하는 면의 중앙에 구멍을 갖는 제 1 척(101)과, 제 2 척(102)과, 구멍을 통해 웨이퍼를 제 2 척(102) 방향으로 압압하는 압압부(103-1)와, 압압부(103)와 제 1 척(101) 사이에 마련되고, 유지하는 면 방향에서의 압압부(103-1)의 위치 어긋남을 억제하는 에어 베어링(104)을 구비한다.
Description
본 발명은 웨이퍼 접합 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에 대해, 접합면을 플라즈마 등으로 활성화시키고, 접합면을 대향시킨 상태에서 상하에 배치하고 접합하는 방식이 실행되고 있다. 이 반도체 웨이퍼를 접합할 때, 대기압 중에서는 웨이퍼와 웨이퍼 사이에 공기층이 개재하며, 접합 후에 보이드가 많이 발생해 버리는 원인으로 된다. 그래서, 한쪽의 웨이퍼의 중심부를 압압하고, 웨이퍼를 변형시켜 사이의 공기를 배출하면서 접합하는 방식이 이용되고 있다.
또, 근래, 반도체 배선 피치의 미세화에 의해, 서브 미크론 정밀도에서의 접합이 요구되고 있다. 웨이퍼를 접합시키는 중심부를 압압하는 과정에서, 2개의 웨이퍼의 한쪽을 압압하면 웨이퍼 형상에 신축이 생긴다. 이와 같이 웨이퍼에 신축이 발생한 상태에서 웨이퍼끼리를 접합하면, 중심부에서 외주부에 걸쳐 위치 어긋남이 발생해 버린다. 이 위치 어긋남은 외주부 부근에서는 1미크론 이상으로 되어 버린다.
따라서, 이 웨이퍼의 신축을 작게 하기 위해, 접합하는 웨이퍼와 웨이퍼의 갭을 좁게 하여 접합하는 것이 필요하게 되어 오고 있다.
또, 2개의 웨이퍼의 신축을 균일하게 하는 것에 의해, 신축에 의한 위치 어긋남을 억제할 수 있다. 그러나, 2개의 푸셔(pusher)가 마주 대하고 있지 않고, 2개의 웨이퍼가 눌린 위치가 어긋나 있으면 접합 후의 위치 어긋남이 일어나 버린다.
또, 웨이퍼간의 갭을 좁게 하므로 웨이퍼간의 기울기가 있으면 웨이퍼의 주변부가 접촉하고, 접합했을 때 보이드가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 특허문헌 1, 특허문헌 2에서는 보정 기구가 제안되고 있다. 이러한 로드 셀에 의한 하중값에 의해서 기울기를 검출하고 웨이퍼 유지부의 기울기를 보정하는 기구가 있다. 이 기구는 하중값에 의해서 웨이퍼 유지부의 평행을 보정하는 경우, 실제로 접합할 때에는 약간의 갭이 있어, 평행을 보정한 위치와는 상태가 다른 경우가 있다.
또, 웨이퍼를 푸셔가 압압하여 접합할 때, 웨이퍼는 중앙에서 외주부에 걸쳐 단계적으로 접합되지만, 웨이퍼 표면 상태나 플라즈마의 조사 상태의 차이 등에 따라, 접합 계면이 중앙에서 외주를 향해 전파해 가는 속도는 다르다. 그래서, 종래는 웨이퍼의 압박 시간은 여유를 갖고 길게 할 필요가 있으며, 생산성이 나빠진다.
또, 진공 중에서 접합을 실행하면, 웨이퍼와 웨이퍼간의 공기층이 존재하지 않기 때문에, 중앙부를 압압하지 않고 접합하는 것이 가능하지만, 생산성이 나쁘고 설비 가격도 대폭 증대해 버린다.
이와 같이, 접합하는 웨이퍼의 만곡 상태, 평행도를 정확하게 제어하고, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하고, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합이 가능하고, 또한 웨이퍼의 접합 상황을 감시하는 것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 접합 장치가 요구되고 있다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 웨이퍼를 유지하는 면의 중앙에 구멍을 갖는 제 1 척과, 제 2 척과, 상기 구멍을 통해 웨이퍼를 제 2 척 방향으로 압압하는 압압부와, 상기 압압부와 상기 제 1 척 사이에 마련되고, 상기 유지하는 면 방향에서의 상기 압압부의 위치 어긋남을 억제하는 에어 베어링을 구비하도록 하였다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하고, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합을 할 수 있다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 상기 압압부는 웨이퍼 이면의 접촉을 검출하는 포스 센서를 구비하도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 에어 베어링에 의한 슬라이딩 마찰에 의한 저항이 없기 때문에, 웨이퍼를 척한 척면을 미세하게 검출할 수 있고, 웨이퍼간의 갭을 더욱 정밀하게 관리할 수 있으므로, 왜곡의 차를 억제할 수 있으며, 고정밀도로 접합할 수 있다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 제 1 척에 유지되는 제 1 웨이퍼와 제 2 척에 유지되는 제 2 웨이퍼가 이루는 기울기를 검출하는 센서와, 상기 기울기에 의거하여 상기 제 1 웨이퍼와 상기 제 2 웨이퍼가 병행으로 되도록 제 2 척의 기울기를 조정하는 틸트 스테이지를 구비하도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 보이드의 발생과 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 제 2 척에 유지된 웨이퍼의 얼라인먼트를 검출하는 카메라와, 제 2 척을 이동시키는 이동 스테이지와, 상기 카메라의 검출 결과에 의거하여, 제 2 척의 위치를 제 2 척에 맞추도록 이동 스테이지를 이동시키는 콘트롤러를 구비하도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하고, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합이 가능하다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 상기 이동 스테이지는 XY 방향으로 이동하는 XY 스테이지를 구비하고, 상기 XY 스테이지는 상기 제 2 웨이퍼의 얼라인먼트 마크의 위치에 의거하여 웨이퍼의 위치를 맞추도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 수평 위치(XY 방향)의 얼라인먼트가 가능하다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 상기 이동 스테이지는 Z 방향으로 이동하는 Z 스테이지를 구비하고, 상기 카메라는 Z 방향에서의 이동에 있어서, 상기 제 2 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 촬상하고, 상기 XY 스테이지는 Z 방향에서의 이동 전후에서의 얼라인먼트 마크의 위치 변화에 의거하여 웨이퍼의 XY 방향의 위치를 맞추도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, Z 구동축의 수평 위치(XY 방향)의 재현성의 에러를 보정하는 기능에 의해, 고정밀도로 얼라인먼트할 수 있다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치는 상기 카메라보다 광시야를 갖는 광시야 카메라를 구비하고, 상기 광시야 카메라는 제 1 웨이퍼를 제 2 웨이퍼에 압박한 후의 웨이퍼의 접합부의 전파 상태를 촬상하고, 상기 압압부는 웨이퍼 압박 시간을 상태에 따라 가변시키도록 해도 좋다.
1실시형태의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 웨이퍼 압박 후의 웨이퍼의 접합부의 전파 상태를 관찰하고, 웨이퍼 압박 시간을 상태에 따라 가변시키는 것에 의해 생산성을 높게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 접합부에 오염 등의 혼입이 있는 경우, 웨이퍼 접합 전파 속도가 비정상적으로 지연되므로 전파 시간을 관리하는 것에 의해, 접합 불량을 조기에 검출하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 웨이퍼 접합 장치에 따르면, 접합하는 웨이퍼의 만곡 상태, 평행도를 정확하게 제어하고, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하며, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합이 가능하고, 또한 웨이퍼의 접합 상황을 감시하는 것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 5는 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 틸트 스테이지(111)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 얼라인먼트의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 5는 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 6은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 틸트 스테이지(111)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 얼라인먼트의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 흐름도이다.
실시형태 1.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 단면도이다. 또, 도 2 및 도 3은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 1에 있어서, 웨이퍼 접합 장치(100)는 제 1 척(101)과, 제 2 척(102)과, 푸셔(103-1,103-2)와, 에어 베어링(104-1,104-2)과, 로드 셀(105-1,105-2)과, 제 1 카메라(106)와, 제 2 카메라(107-1,107-2)와, 센서(108)와, XYZ 스테이지(109-1,109-2)와, 세타 스테이지(110)와, 틸트 스테이지(111)와, Z 스테이지(112)와, XY 스테이지(113)를 구비한다. 웨이퍼 스테이지(114)는 세타 스테이지(110), 틸트 스테이지(111), Z 스테이지(112) 및 XY 스테이지(113)를 구비한다.
제 1 척(101)은 웨이퍼를 유지하는 면의 중앙에 구멍을 갖는 척이다. 도 1에서는 제 1 척(101)은 상부(Z축 방향에서 보아 정보다)의 척이다. 제 1 척(101)은 제 1 웨이퍼를 유지한다.
제 2 척(102)은 웨이퍼를 유지하는 면의 중앙에 구멍을 갖는 척이다. 제 2 척(102)은 하부(Z축 방향에서 보아 부보다)의 척이다. 제 2 척(102)은 제 2 웨이퍼를 유지한다.
푸셔(103-1)는 제 1 척(101)의 구멍을 통해 제 1 웨이퍼(121)를 제 2 척(102) 방향으로 압압하는 푸셔이다. 푸셔(103-2)는 제 2 척(102)의 구멍을 통해 제 2 웨이퍼(122)를 제 1 척(101) 방향으로 압압하는 푸셔이다. 이와 같이 푸셔(103-1,103-2)는 압압부로서 기능한다.
에어 베어링(104-1)은 제 1 척(101) 중앙의 구멍에 있어서, 푸셔(103-1)와 제 1 척(101) 사이에 마련되고, 제 1 척(101)이 웨이퍼를 유지하는 면 방향에서의 푸셔(103-1)의 위치 어긋남을 억제하는 에어 베어링이다. 마찬가지로 에어 베어링(104-2)은 제 2 척(102) 중앙의 구멍에 있어서, 푸셔(103-2)와 제 1 척(101) 사이에 마련되고, 제 2 척(102)이 웨이퍼를 유지하는 면 방향에서의 푸셔(103-2)의 위치 어긋남을 억제하는 에어 베어링이다.
로드 셀(105-1)은 푸셔(103-1)가 제 1 웨이퍼(121)를 압압하는 하중을 계측하는 포스 센서이다. 로드 셀(105-1)은 푸셔(103-1)의 선단에 마련되어 있다. 마찬가지로, '105-2'는 푸셔(103-2)가 제 2 웨이퍼(122)를 압압하는 하중을 계측하는 포스 센서이다. 로드 셀(105-2)은 푸셔(103-2)의 선단에 마련되어 있다.
제 1 카메라(106)는 웨이퍼의 접합 상황을 감시하는 카메라이다. 예를 들면, 제 1 카메라(106)는 InGaAs 이미지 센서를 구비한다. 제 1 카메라(106)의 상세는 후술한다.
제 2 카메라(107-1,107-2)는 웨이퍼의 얼라인먼트를 감시하는 카메라이다. 예를 들면, 제 2 카메라(107-1,107-2)는 InGaAs 이미지 센서를 구비한다. 제 2 카메라(107-1,107-2)의 상세는 후술한다.
센서(108)는 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 기울기(즉, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)가 이루는 각도)를 검지하는 센서이다.
XYZ 스테이지(109-1)는 제 2 카메라(107-1)를 XYZ 방향으로 이동시키는 스테이지이다. 마찬가지로 XYZ 스테이지(109-2)는 제 2 카메라(107-2)를 XYZ 방향으로 이동시키는 스테이지이다.
세타 스테이지(110)는 Z축을 중심축으로 해서 제 2 척(102)을 XY면에서 회전시키는 스테이지이다.
틸트 스테이지(111)는 제 2 척(102)의 Z축에 대한 틸트각을 변화시키는 스테이지이다.
Z 스테이지(112)는 제 2 척(102)을 Z축으로 이동시키는 스테이지이다.
XY 스테이지(113)는 제 2 척(102)를 XY면에서 이동시키는 스테이지이다.
이들 구성은 도시하지 않은 콘트롤러에 의해 제어된다. 제어의 상세는 후술한다. 다음에, 웨이퍼 접합에 대해 설명한다. 도 4는 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 개략도이다. 도 4에서는 제 1 척측으로부터 푸셔(103-1)가 압압하는 예에 대해 설명한다.
우선, 도 4의 (1)에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 기구로부터 반송된 2개의 웨이퍼의 접합면을 대향시키고, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)에 각각 웨이퍼를 유지시킨다.
다음에, 도 4의 (2)에 있어서, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)에 의해, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 위치 맞춤이 실행된다.
그리고, 도 4의 (3)에 나타내는 바와 같이, 푸셔(103-1)가 제 1 웨이퍼(121)의 중앙을 압압한다. 이 압압에 의해 제 1 웨이퍼(121)의 중앙이 제 2 웨이퍼에 접한다.
그리고 도 4의 (4)에 나타내는 바와 같이 제 1 웨이퍼(121) 전체가 제 2 웨이퍼에 접한다.
또한, 제 1 척(101)과 제 2 척(102)의 양쪽으로부터 푸셔(103-1,103-2)로 각 웨이퍼를 압압하는 경우, 도 5와 같이 된다.
우선, 도 5의 (1)에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 기구로부터 반송된 2개의 웨이퍼의 접합면을 대향시키고, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)에 각각 웨이퍼를 유지시킨다.
다음에, 도 5의 (2)에 있어서, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)에 의해, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 위치 맞춤이 실행된다.
그리고, 도 5의 (3)에 나타내는 바와 같이, 푸셔(103-1)가 제 1 웨이퍼(121)의 중앙을 압압하는 동시에, 푸셔(103-2)가 제 2 웨이퍼(122)의 중앙을 압압한다.
그리고, 도 5의 (4)에 나타내는 바와 같이, 이 압압에 의해 제 1 웨이퍼(121)의 중앙이 제 2 웨이퍼에 접한다.
그리고, 도 5의 (5)에 나타내는 바와 같이 제 1 웨이퍼(121) 전체가 제 2 웨이퍼에 접한다.
이와 같이, 웨이퍼의 중앙을 압압하는 것에 의해, 웨이퍼끼리의 중앙을 접촉시키고, 그 후 웨이퍼 전체를 접합한다. 다음에, 웨이퍼의 위치 맞춤에 대해 설명한다.
다음에, 웨이퍼의 기울기 보정에 대해 설명한다.
도시하지 않은 외부 반송 기구로부터 반송된 웨이퍼를, 접합면을 대향시킨 상태에서 제 1 척(101), 제 2 척(102)에 각각 척시킨다. 그 후, 웨이퍼의 갭을 좁게 하여 접합하지만, 웨이퍼가 수평 방향에 대해 기울기를 갖고 있으면, 웨이퍼 주변이 접촉해 버릴 가능성이 있다. 그래서, 틸트 스테이지(111)를 마련하여 웨이퍼의 평행도를 보정한다.
평행도의 보정을 실행하기 위해, 제 1 척(101) 주변에 설치된 센서(108)에 의해 제 2 척과 제 1 척의 거리를 측정하고, 평행도를 보정한다. 센서(108)의 면은 웨이퍼와 접촉하지 않도록 제 1 척(101)의 척면에서 움푹 패인 위치에 설치하고, 사전에 제 1 척(101)의 척면과 센서의 오프셋을 평탄한 플레이트 등의 지그를 이용하여 교정시켜 둔다.
센서(108)는 고정측인 제 1 척(101)측에 설치하고 있다. 센서 수는 3개 또는 4개에 의해 스테이지의 기울기를 보정하지만, 웨이퍼의 형상은 원형이기 때문에, 3개보다 4개 쪽이 사각형의 척의 4개의 각을 사용함으로써 면적을 작게 할 수 있다. 웨이퍼를 척하는 플레이트는 세라믹 등 열에 의한 신축의 영향을 받기 어려운 재료로 만들어져 있으며, 평면도가 2㎛이하에서 웨이퍼를 흡착했을 때에 척의 평면도에 따라 웨이퍼의 휨 등이 발생하지 않도록 제작되어 있다.
도 6은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 틸트 스테이지(111)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
틸트 스테이지(111)가 측정한 거리 센서의 값에 따라 기울기를 보정하는 구성은 스테이지의 고정측이 반구면의 토대(131)로 되어 있고, 반구면의 토대에 대해 가동측의 척의 하부(132)가 반구면으로 되어 있는 부위에 의해, 구면끼리 접촉하는 것에 의해, 지지되어 있다.
고정측의 반구면이 다공질 형상으로 되어 있고, 기울기를 보정할 때에는 에어에 의해 가동측을 부상시켜 측면 2방향으로부터 누르는 기구에 의해 기울기를 조정한다. 부상량은 에어의 압력과 유량에 따라 조정하는 것이 가능하며, 약 5∼10㎛ 정도 부상시킨다. 기울기 조정 후, 에어를 정지시키고, 동시에 흡인 또는 자석 등에 의해 반구면 부품끼리를 밀착시키는 것에 의해, 틸트 스테이지(111)의 각도를 고정시킨다. 고정시킬 때 에어로 부상하고 있는 상태에서 고정 상태로 추이할 때 약간의 기울기가 변경되어 버리므로, 웨이퍼 접합 장치(100)는 기울기의 변화를 미리 학습해 두고, 틸트 스테이지(111)를 고정시키기 전에 고정시의 변화분을 예측한 위치로 보정을 실행하고, 틸트 스테이지(111)를 고정시켰을 때 기울기가 평행하게 되도록 제어를 실행한다.
또, 종래의 척끼리를 접촉시켜 척의 평행을 구하는 방법에서는 실제로 본딩하는 높이와는 다른 높이로 평행을 조정하고 있으므로, 높이를 변화시켰을 때에 수직 방향의 구동이 척의 수평 방향에 대해 완전히 수직이 아닌 경우에 본딩하는 위치에서의 평행 상태를 확보할 수 없다. 이에 반해, 실시형태 1의 접합 장치에서는 틸트 스테이지(111) 전체는 수직 방향으로 구동할 수 있어, 실제로 웨이퍼를 본딩하는 높이에 맞게 평행을 조정할 수 있다.
다음에, 웨이퍼 접합 장치의 동작에 대해 설명한다.
우선, 외부 반송 기구로부터 반송된 2개의 웨이퍼의 접합면을 대향시키고, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)에 각각 웨이퍼를 유지시킨다. 그 후, 웨이퍼에 붙여진 얼라인먼트 마크를 좌우 2개소에 붙여진 제 2 카메라(107-1,107-2)에 의해 웨이퍼를 투과하여 위치 인식을 실행한다.
제 2 웨이퍼(122)는 제 2 척에 부착된 XY 스테이지(113)에 있어서 이동이 가능하고, 제 1 웨이퍼(121)의 마크 위치에 맞추어, XY 스테이지(113)를 이동시키고, 제 1 척(101)에 유지된 웨이퍼(121)와 제 2 척(102)에 유지된 웨이퍼(122)의 마크 위치를 맞춘다. 그 때, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 위치로부터 웨이퍼의 회전 각도를 산출하고, 제 1 웨이퍼(121)의 각도에 맞추어, XY 스테이지(113)의 회전 기구인 세타 스테이지(110)에서 제 2 웨이퍼(122)의 각도도 맞춘다.
제 1 웨이퍼(121), 제 2 웨이퍼(122)의 중앙을 각각 압압하는 기구(푸셔)에 의해 압압한다. 이 때, 웨이퍼의 압박량을 관리하기 위해, 힘을 검출하기 위한 센서가(로드 셀(105-1,105-2)) 붙여져 있다. 이 센서에 의해, 푸셔(103)는 웨이퍼의 이면을 0.1N 정도의 약한 힘으로 검출하여 압박량을 관리한다.
압압하는 기구에는 인코더 등 위치를 검출할 수 있는 센서가 부착되어 있고, 척면을 검출한 위치로부터 웨이퍼의 두께를 고려하여 압압하는 양을 산출할 수 있다. 푸셔(103-1,103-2)는 함께 압압하는 양을 산출된 양만큼 압압하고, 척면을 기준으로 하여 웨이퍼를 만곡시킨다.
제 1 척(101) 및 제 2 척(102)은 웨이퍼 중심과 외주부는 척하는 기능이 독립되어 있으며, 웨이퍼 중앙과 압압할 때에는 웨이퍼 외주부만 척하도록 전환한다.
제 1 웨이퍼(121), 제 2 웨이퍼(122)를 만곡시켜, 형상을 컨트롤하고, 접합했을 때의 신축에 의한 영향을 작게 하는 것이 가능하다. 그러나, 웨이퍼를 누를 때에, 푸셔의 위치가 어긋나는 것에 의해 웨이퍼를 누른 위치에도 어긋남이 생긴다. 누르는 위치가 어긋나면 제 1 웨이퍼(121), 제 2 웨이퍼(122)의 형상이 변화해 버려 접합 후의 어긋남의 요인으로 된다.
그 대책으로서, 제 1 척(101) 및 제 2 척(102)의 관통 구멍에 에어 베어링 가이드를 설치하고, 에어 베어링 가이드로 푸셔 로드를 가이드하는 것에 의해, 푸셔을 구동시켰을 때의 위치 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 가이드 기구는 스플라인 등을 사용해도 위치 어긋남을 억제하는 것이 가능하지만, 푸셔에는 웨이퍼 이면의 위치를 정확하게 검출하기 위한 로드 셀이 부착되어 있으며, 스플라인 등의 슬라이딩 저항이 있으면 미세한 하중을 검출하는 것이 곤란하게 되기 때문에, 에어 베어링과 같은 슬라이딩 저항이 없는 가이드가 바람직하다.
다음에, 제 1 웨이퍼(121), 제 2 웨이퍼(122)를 누른 상태에서, 제 2 척 전체가 승강하는 기구에 의해, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 만곡된 선단을 접근시킨다. 접근시킬 때에 압압 기구에 부착된 로드 셀에 의해 하중을 감시하고, 하중값이 10N∼20N 등에 도달한 곳에서 승강 기구를 정지시키며, 웨이퍼의 만곡된 선단을 접착시킨다.
선단을 접근시킬 때에는 하중값을 10N까지 도달시키지 않아도, 웨이퍼의 접촉이 확인된 높이에서 일단 정지시키고, 압박하는 하중값까지 압박하는 동작을 실행해도 좋다.
웨이퍼끼리를 접착시킨 상태에서, 제 1 웨이퍼(121)의 척을 해방하고, 웨이퍼를 릴리스함으로써 제 2 웨이퍼(122)와 제 1 웨이퍼(121)가 접합된다.
이와 같이, 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 웨이퍼 접합 장치는 웨이퍼의 얼라인먼트를 실행하는 카메라 외에 광시야의 카메라를 사용한 광학계를 구비하고, 웨이퍼 압박 후의 웨이퍼의 접합부의 전파 상태를 관찰하고, 웨이퍼 압박 시간을 상태에 따라 가변시키는 것에 의해 생산성을 높이는 것이 가능하게 된다. 또, 접합부에 오염 등의 혼입이 있는 경우, 웨이퍼 접합 전파 속도가 비정상적으로 지연되므로 전파 시간을 관리하는 것에 의해, 접합 불량을 조기에 검출할 수 있다.
또, 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 만곡 상태, 평행도를 정확하게 제어하고, 웨이퍼의 왜곡에 의한 위치 어긋남을 억제하며, 고정밀도의 본딩과 보이드가 없는 접합이 가능하고, 또한 웨이퍼의 접합 상황을 감시하는 것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, Z 구동축에 의한 수평 위치(XY 방향)의 어긋남은 얼라인먼트 마크의 어긋남을 사전에 파라미터화하고, 보정하도록 해도 좋다. 도 7은 실시형태 1에 관한 웨이퍼 접합 장치의 얼라인먼트의 일예를 나타내는 개략도이다.
도 7에 있어서, (1)의 상태로부터 푸셔(103-1)를 Z축 방향으로 구동시키면, (2)의 상태와 같이, 수평 위치(XY 방향)의 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이러한 Z축 런아웃(Runout), 크로스토크(Crosstalk)에 의해, 센서내에 생기는 오프셋을 파라미터화하여 보정을 실행하도록 해도 좋다. 구체적으로는 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 카메라(106)의 촬상(700)에 있어서, 구동 전의 얼라인먼트 마크(701)와 구동 후의 얼라인먼트 마크(702)의 위치의 차에 의거하여 보정을 실행한다.
이와 같이, 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 본딩과 제 2 척의 위치를 얼라인먼트할 때에, 얼라인먼트 마크에 대해 포커스를 맞추기 위한 Z 구동 기구(피에조 스테이지)를 마련하고, 얼라인먼트를 실행할 때, Z 구동축의 수평 위치(XY 방향)의 재현성의 에러를 보정하는 기능에 의해, 고정밀도로 얼라인먼트할 수 있다.
다음에, 제 1 카메라(106), 제 2 카메라(107-1,107-2)에 의한 위치 맞춤의 상세에 대해 설명한다.
제 1 카메라(106)는 촬상 소자, 렌즈, 조명과 같은 촬상에 필요한 기구를 구비한다. 제 1 카메라(106)의 촬상 소자는 InGaAs 센서를 구비하는 단파 적외 파장 대역에 감도를 갖는 촬상 소자가 바람직하다. 제 1 카메라(106)가 구비하는 카메라는 단파 적외 파장 대역에 감도가 있으면 InGaAs에 한정은 하지 않는다. 제 1 카메라(106)의 렌즈는 단파 적외 파장 대역의 광을 투과하는 렌즈가 바람직하다. 제 1 카메라(106)의 조명은 단파 적외 파장 대역의 파장의 광을 발하는 것이 바람직하다.
제 1 카메라(106)의 설치 위치는 웨이퍼의 주변부가 바람직하다. 예를 들면, 제 1 카메라(106)의 설치 위치는 적어도 웨이퍼의 중심에서 반경의 절반의 거리 이상 떨어진 영역을 관찰 가능한 위치로 하는 것이 바람직하다. 제 1 카메라(106)의 촬상 목적은 웨이퍼의 반송 어긋남인 X, Y, 회전 θ축 방향의 어긋남을 측정하는 것이다.
θ 어긋남이 현저하게 나타나는 주변부를 관찰 가능한 위치에 제 1 카메라(106)를 설치함으로써, 미세한 θ 어긋남을 관찰할 수 있다. 또, 제 2 카메라(107-1,107-2)가 마크를 촬상 가능한 위치를 단시간으로 구하기 위해, 제 1 카메라(106)는 이동하는 일 없이 촬영한다. 이 제 1 카메라(106)가 촬상한 화상으로부터 반송 어긋남을 구할 필요가 있기 때문에, 제 1 카메라(106)는 반송 어긋남에 관계없이 항상 일정한 기준을 촬상 에리어내에 넣어 촬영할 수 있도록 광시야인 것이 바람직하다. 따라서, 고정밀도로 마크를 촬영할 필요가 있는 제 2 카메라(107-1,107-2)에 비해, 제 1 카메라(106)는 카메라의 센서 사이즈가 제 2 카메라(107-1,107-2)의 카메라의 센서 사이즈보다 동등 이상의 크기, 또, 렌즈의 배율은 제 2 카메라(107-1,107-2)보다 동등 이하의 저배율인 것이 바람직하다.
이 때의 제 1 카메라(106)의 촬상 범위는 웨이퍼의 반송 위치가 불균일해도 일정한 기준을 촬영할 수 있도록, 예를 들면 원 쇼트의 노광 사이즈(현재의 주류는 33mmХ26mm), 혹은 1칩 사이즈로 반송 정밀도의 편차를 더한 범위를 촬영 가능한 시야 사이즈로 되는 배율로 하는 것이 바람직하다. 단, 웨이퍼의 반송 어긋남을 인식하는데 있어서 필요한 정보를 촬상할 수 있도록, 예를 들면 스크라이브 라인, 혹은 스크라이브 라인의 교점을 이용하여 반송 어긋남을 인식하는 경우, 제 1 카메라(106)의 촬영 화상의 픽셀 사이즈가 스크라이브 라인의 폭 이상인 것을 만족시키는 배율로 해도 좋다.
제 2 카메라(107-1,107-2)는 촬상 소자, 렌즈, 조명과 같은 촬상에 필요한 기구를 구비한다. 또, 제 2 카메라(107-1,107-2)는 포커스를 조정하기 위해 촬상 기구를 상하시키는 Z축 스테이지를 갖는다.
제 2 카메라(107-1,107-2)의 촬상 소자는 InGaAs 센서를 구비하는 단파 적외 파장 대역에 감도를 갖는 촬상 소자가 바람직하다. 마크를 고정밀도로 인식할 필요가 있기 때문에, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 촬상 소자의 픽셀 사이즈는 제 1 카메라(106)와 동등 이하인 것이 바람직하다. 제 2 카메라(107-1,107-2)는 단파 적외 파장 대역에 감도가 있으면 카메라의 센서는 InGaAs에 한정은 되지 않는다. 제 2 카메라(107-1,107-2)의 렌즈는 단파 적외 파장 대역의 광을 투과하는 것이 바람직하다.
마크를 고정밀도로 인식할 필요가 있기 때문에, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 렌즈의 배율은 제 1 카메라(106)보다 동등이거나 그 이상의 고배율인 것이 바람직하다. 제 2 카메라(107-1,107-2)는 고배율이기 때문에, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 피사계 심도는 얕기 때문에, 제 1 카메라(106)와는 달리 제 2 카메라(107-1,107-2)는 포커스 조정을 위한 Z축 스테이지를 구비하는 것이 바람직하다. 제 2 카메라(107-1,107-2)의 조명은 단파 적외 파장 대역의 파장의 광을 발하는 것이 바람직하다.
단, 제 1 카메라(106)의 파장대와 달라도 좋으며, 예를 들면, 제 1 카메라(106)의 파장은 1450㎚, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 파장은 1300㎚로 해도 좋다. 이것은 제 1 카메라(106)가 관찰하는 것은 마크에 한정되지 않으며, 예를 들면 스크라이브 라인을 관찰하는 한편, 제 2 카메라(107-1,107-2)는 마크를 관찰하는 것으로부터 관찰 대상이 다르기 때문이다. 거리가 떨어진 2개의 카메라에 의해서 마크를 인식함으로써, 기판의, 특히 회전 방향의 어긋남을 고정밀도로 구할 수 있다. 제 2 카메라(107-1)와 제 2 카메라(107-2)의 구성은 동일하다.
XYZ 스테이지(109)는 마크의 위치를 인식하기 위해 제 2 카메라(107-1,107-2)가 마크 전체를 비추는 것이 가능한 위치인 마크 촬상 위치로 제 2 카메라(107-1,107-2)를 이동시키는 X, Y축의 스테이지이다.
제 1 웨이퍼(121) 및 제 2 웨이퍼(122)는 스크라이브 라인이나, 금속층에 형성된 얼라인먼트 마크나 배선 패턴을 갖는다.
제 1 척(101), 제 2 척(102)은 웨이퍼를 유지하는 척이다. 제 1 척(101), 제 2 척(102)은 진공 기구를 가지며, 웨이퍼를 흡착시키고 유지한다.
웨이퍼 스테이지(114)는 제 2 척(102)을 유지하는 스테이지이다. 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 위치 어긋남이 없어지도록 동작 가능한 평면의 병진 방향 X, Y, 회전 방향 θ의 축 및, 제 1 웨이퍼(121)와 B의 거리를 조정하기 위한 Z축을 갖는다.
도시하지 않은 콘트롤러는 CPU(Central Processing Unit) 등의 연산 유닛을 갖는다. 카메라와는 GigE(Gigabit Ethernet)나 CameraLink 등의 통신 규격으로 연결되며, 카메라로부터의 촬상 화상을 페치하도록 해도 좋다. 또, 스테이지와는 Ethercat(Ethernet for Control Automation Technology)이나 USB(Universal Serial Bus) 등의 통신 규격으로 연결되며, 스테이지의 이동을 제어해도 좋다.
이들 구성을 이용하여 위치 맞춤이 실행된다. 다음에, 웨이퍼 접합 장치의 위치 맞춤 동작에 대해 설명한다. 도 8은 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치의 동작의 일예를 나타내는 흐름도이다.
스텝 S801에 있어서, 제 1 카메라(106)가 제 2 웨이퍼(122)를 촬상하고, 웨이퍼 화상 B를 취득한다. 제 1 카메라(106)는 금속층의 패턴면을 투과하여 관찰할 수 없기 때문에, 제 1 척(101)이 제 1 웨이퍼(121)를 유지하고 있는 상태에서는 제 2 웨이퍼(122)의 전체면을 촬상할 수 없다. 그 때문에, 우선은 제 1 척(101)이 제 1 웨이퍼(121)를 유지하고 있지 않은 상태에서 제 2 웨이퍼(122)를 관찰한다. 제 2 웨이퍼(122)는 (도시하지 않은)반송 로봇으로부터 반송되며, 제 2 척(102)에 배치된다. 그 후, 제 2 척(102)이 갖는 진공 기구에 의해서 제 2 웨이퍼(122)가 유지된다. 그 후, 제 1 카메라(106)가 제 2 웨이퍼(122)에 포커스가 맞는 위치까지 웨이퍼 스테이지(114)의 Z축을 이동시키고, 초점이 맞은 곳에서 제 1 카메라(106)가 제 2 웨이퍼(122)를 촬상한다. 그리고, 스텝 S802로 진행한다.
웨이퍼가 로봇으로부터 반송되는 위치는 미리 설정된 위치이지만, 반송 위치의 반복 정밀도가 제 2 카메라(107-1,107-2)의 시야보다 큰 경우에는 웨이퍼가 반송된 위치에 있어서 제 2 카메라(107-1,107-2)가 항상 마크를 촬상할 수 있다고는 한정되지 않는다. 그 때문에, 제 2 카메라(107-1,107-2), 혹은 웨이퍼를 이동시켜 마크가 비치는 위치를 탐색할 필요가 있다.
스텝 S802에 있어서, 웨이퍼 화상 B로부터, 제 2 웨이퍼(122)의 마크 촬상 위치인 마크 촬상 위치 B가 산출된다. 여기서는 미리 준비된, 마크가 비치는 XYZ 스테이지(109)의 좌표인 참조 좌표와, 참조 좌표가 정해진 상태에 있어서 제 1 카메라(106)가 촬상한 참조 화상을 이용한다.
참조 좌표와 참조 화상의 설정 방법은 제 2 웨이퍼(122)와 동일한 패턴을 갖는 웨이퍼가 반송된 상태에서 제 1 카메라(106)의 포커스가 맞는 위치까지 웨이퍼 스테이지(114)가 상하하고, 포커스가 맞는 위치에서 제 1 카메라(106)가 촬상한 화상을 참조 화상으로 한다. 또, XYZ 스테이지(109)를 움직여 정하는 마크 촬상 위치의 XYZ 스테이지(109)의 좌표를 참조 좌표로 한다.
이 때, 웨이퍼의 패턴 정보와 웨이퍼의 반송 위치와 웨이퍼 스테이지(114)와 제 2 카메라(107-1,107-2)의 상대 위치 관계로부터, 제 2 카메라(107-1,107-2)로 마크가 비치는 XYZ 스테이지(109)의 좌표인 마크 촬상 초기 좌표를 구할 수 있다. 그 때문에, XYZ 스테이지(109)를 움직여 참조 좌표를 탐색하는 범위는 마크 촬상 초기 좌표를 기준으로 한 웨이퍼의 반송 정밀도의 편차의 범위만으로 되기 때문에, 웨이퍼 전체를 탐색할 필요는 없으며 작업을 효율화할 수 있다.
참조 화상과 웨이퍼 화상 B의 어긋남을 구하고, 구한 어긋남만큼 참조 좌표를 이동시킨 위치가 마크 촬상 위치 B로 된다.
참조 화상과 웨이퍼 화상의 어긋남은 템플릿 매칭을 이용하여 구한다. 예를 들면, 참조 화상의 일부를 잘라낸 템플릿을 X, Y, θ와 같은 파라미터를 다양하게 변화시키면서 웨이퍼 화상과의 매칭을 실행하고, 일치도가 최대로 되는 X, Y, θ를 어긋남으로 한다. 이 때, 파라미터를 변화시키는 폭인 변화 폭이 어긋남 산출 정밀도로 되지만, X, Y, θ의 3차원의 일치도 맵으로부터, 일치도가 최대로 되는 파라미터와 그 주변의 파라미터를 이용하여 보간 계산을 함으로써, 파라미터의 변화 폭보다 미세한 정밀도로 구할 수 있다.
또, 파라미터를 고속으로 구하는 방법으로서는 스크라이브 라인의 교점 등의 특징적인 패턴을 포함하는 국소 영역을 참조 화상으로부터 복수 정해 두고, 각 국소 영역에 대해 X, Y를 구하는 템플릿 매칭을 실행한 후, 각 국소 영역에 있어서의 대응점간의 거리가 전체 국소 영역에 있어서 최소로 되는 X, Y, θ의 최적화 문제를 푸는 방법이 있다.
여기서는 구하는 회전 θ가 미소, 또한, 국소 영역이기 때문에 회전에 의한 화상의 변화가 작기 때문에 X, Y의 패턴 매칭이 가능한 것을 전제로 하고 있다. 따라서, X, Y, θ를 전체 탐색으로 구하는 경우에 비해, 템플릿 매칭의 탐색 파라미터 수가 삭감되고 있는 것, 또, 템플릿 매칭시의 영역이 국소이기 때문에 화소 액세스 횟수의 삭감에 의한 처리 시간의 단축화가 가능하다. 최적화 문제를 푸는 방법으로서는 다변수에 대해 코스트 함수의 미분이 불필요한 Downhill simplex법 등이 있다. 코스트 함수를 X, Y의 템플릿 매칭으로 구한 참조 화상과 웨이퍼 화상의 대응점간의 거리의 전체 국소 영역에 있어서의 평균으로 한다. 혹은, 템플릿 매칭의 결과가 어긋남값을 포함하는 경우에 대응하기 위해, 코스트 함수를 전체 국소 영역에 있어서의 평균이 아닌 중앙값으로 함으로써, 어긋남값의 영향을 없앨 수 있다.
어긋남을 구한 후, 제 2 카메라(107-1,107-2)가 마크를 비추는 XYZ 스테이지(109)의 좌표를 구한다. 회전 중심을 웨이퍼 스테이지(114)의 중심으로 한 웨이퍼 스테이지(114) 좌표계에 있어서의 XYZ 스테이지(109)의 위치, 즉, 웨이퍼 스테이지(114) 좌표계와 XYZ 스테이지(109) 좌표계의 변환식을 미리 구해 둔다. 그리고, 참조 좌표를 웨이퍼 스테이지(114) 좌표계에 있어서의 좌표로 좌표 변화하고, 어긋남 X, Y, θ를 이용하여 웨이퍼 스테이지(114) 좌표계에 있어서 참조 좌표를 이동시킨다. 그 후, XYZ 스테이지(109)에 있어서의 좌표로 변환한다.
전술한 미리 구해 두는 좌표계의 변환식은 예를 들면, 패턴의 위치 관계를 이미 알고 있는 캘리브레이션 패턴 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(114)에 유지시키고, 웨이퍼 스테이지(114)의 X축, Y축 및, θ축 방향의 이동에 의한 패턴의 이동을 제 1 카메라(106) 및 제 2 카메라(107-1,107-2)가 촬상하고, 패턴의 이동량을 구함으로써 좌표계의 변환식을 산출할 수 있다.
예를 들면, 캘리브레이션 패턴 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(114)에 유지시킨 상태에서 제 1 카메라(106) 및 XYZ 스테이지(109)의 원점 위치에 있는 제 2 카메라(107-1,107-2)가 캘리브레이션 패턴 웨이퍼의 패턴을 촬상함으로써, 패턴의 위치 관계를 이미 알고 있기 때문에, 제 1 카메라(106)와 제 2 카메라(107-1,107-2)의 중심 위치를 산출할 수 있다.
또, 웨이퍼 스테이지(114)를 θ축 방향에 대해 회전이동시키기 전과 후에 제 1 카메라(106)가 패턴을 촬상하고, 이동 전후의 2개의 화상으로부터 패턴의 이동량과, 회전이동시킨 각도를 이용함으로써 웨이퍼 스테이지(114)의 회전 중심을 산출할 수 있다.
또, 웨이퍼 스테이지(114)를 X축, Y축 방향으로 이동시키면서 제 1 카메라(106) 또는 제 2 카메라(107-1,107-2)가 패턴을 촬상하고 웨이퍼 스테이지(114)의 이동에 수반하는 패턴의 이동량을 구함으로써, 촬상한 촬상부와 웨이퍼 스테이지(114)의 X축, Y축의 상대 관계를 산출할 수 있다.
또, XYZ 스테이지(109)가 제 2 카메라(107-1,107-2)를 움직이면서 패턴을 움직이는 것에 의해, XYZ 스테이지(109)와 제 2 카메라(107-1,107-2)의 상대 관계를 산출할 수 있다.
스텝 S803에 있어서, 제 1 웨이퍼(121)가 반송되고, 제 1 카메라(106)가 제 1 웨이퍼(121)를 촬상하고 웨이퍼 화상 A를 취득한다. 그리고, 스텝 S804로 진행한다.
스텝 S804에 있어서, 스텝 S802와 마찬가지로, 제 2 카메라(107-1,107-2)에 있어서 제 1 웨이퍼(121)의 마크가 비치는 위치인 마크 촬상 위치 A를 구한다. 여기서, 참조 좌표와 참조 화상은 제 1 웨이퍼(121)와 동일한 패턴을 갖는 웨이퍼를 이용하여 미리 준비한 것을 이용한다. 그리고, 스텝 S805로 진행한다.
스텝 S805에 있어서, 제 1 카메라(106)가 마크 촬상 위치 A로 이동한다. 그리고, 스텝 S806으로 진행한다.
스텝 S806에 있어서, 마크 촬상 위치 A와 마크 촬상 위치 B의 거리가 줄어들도록 웨이퍼 스테이지(114)를 이동시킨다. 이 이동에 의해서, 마크 촬상 위치 A에 있어서 제 2 카메라(107-1,107-2)가 제 1 웨이퍼(121)의 단파 적외 파장 대역의 파장의 광을 투과하는 영역, 예를 들면 스크라이브 라인 너머로 제 2 웨이퍼(122)의 마크를 촬상할 수 있다. 그리고, 스텝 S807로 진행한다.
스텝 S807에 있어서, 제 1 웨이퍼(121)의 마크는 제 2 카메라(107-1,107-2)의 시야내에 들어 있지만, 배율이 낮은 제 1 카메라(106)를 이용하여 구한 마크 촬상 위치에서는 시야의 중심에 와 있지 않을 가능성이 있다. 일반적으로, 렌즈의 성능은 중심부일수록 높기 때문에, 고정밀도의 위치 맞춤을 위해, 마크가 시야의 중심부에 오도록 스테이지를 이동시킨다.
스텝 S807에서는 제 1 웨이퍼(121)의 마크에 포커스가 맞는 위치에 제 2 카메라(107-1,107-2)를 이동시키고, 제 1 웨이퍼(121)의 마크의 위치를 인식한다. 그리고, 마크의 중심 위치와 제 2 카메라(107-1,107-2)의 화상 중심의 상대 거리를 구하고, 상대 거리가 줄어들도록 XYZ 스테이지(109)를 이동시킴으로써, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 촬상 범위의 중심부에 제 1 웨이퍼(121)의 마크가 있는 상태로 한다.
다음에, 웨이퍼 B의 마크에 포커스가 맞는 위치에 제 2 카메라(107-1,107-2)를 이동시키고, 웨이퍼 B의 마크의 위치를 인식한다. 그리고, 마크의 중심 위치와 제 2 카메라(107-1,107-2)의 화상 중심의 상대 거리를 구하고, 상대 거리가 줄어들도록 XYZ 스테이지(109)를 이동시킴으로써, 제 2 카메라(107-1,107-2)의 촬상 범위의 중심부에 웨이퍼 B의 마크가 있는 상태로 한다. 그리고, 스텝 S808로 진행한다.
스텝 S808에 있어서, 재차, 제 1 웨이퍼(121)와 제 2 웨이퍼(122)의 마크의 위치를 인식하고, 양 마크간의 위치 어긋남이 작아지도록 웨이퍼 스테이지(114)를 이동시킴으로써 위치 맞춤이 실행된다.
이와 같이 실시형태 1의 웨이퍼 접합 장치에 의하면, 마크 촬상 위치를 구하기 위한 스테이지의 이동은 불필요하며, 제 1 카메라(106)에 의한 1회의 촬상으로 마크 촬상 위치를 구하는 것이 가능하기 때문에, 얼라인먼트 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 취지를 이탈하지 않은 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 예를 들면, 푸셔(103-1,103-2)는 한쪽만을 구비하도록 해도 좋다.
100; 웨이퍼 접합 장치
101; 척
102; 척 103-1,103-2; 푸셔
104-1,104-2; 에어 베어링 105-1,105-2; 로드 셀
106; 제 1 카메라 107-1,107-2; 제 2 카메라
108; 센서 109; XYZ 스테이지
110; 세타 스테이지 111; 틸트 스테이지
112; XY 스테이지 113; Z 스테이지
114; 웨이퍼 스테이지
102; 척 103-1,103-2; 푸셔
104-1,104-2; 에어 베어링 105-1,105-2; 로드 셀
106; 제 1 카메라 107-1,107-2; 제 2 카메라
108; 센서 109; XYZ 스테이지
110; 세타 스테이지 111; 틸트 스테이지
112; XY 스테이지 113; Z 스테이지
114; 웨이퍼 스테이지
Claims (7)
- 웨이퍼를 유지하는 면의 중앙에 구멍을 갖는 제 1 척;,
제 2 척;,
상기 구멍을 통해 상기 웨이퍼를 상기 제 2 척 방향으로 압압하는 압압부; 및
상기 압압부와 상기 제 1 척 사이에 마련되고, 상기 유지하는 면 방향에서의 상기 압압부의 위치 어긋남을 억제하는 에어 베어링을 구비하는 웨이퍼 접합 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 압압부는 상기 웨이퍼 이면의 접촉을 검출하는 포스 센서를 갖는 웨이퍼 접합 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 척에 유지되는 제 1 웨이퍼와 상기 제 2 척에 유지되는 제 2 웨이퍼가 이루는 기울기를 검출하는 센서; 및
상기 기울기에 의거하여 상기 제 1 웨이퍼와 상기 제 2 웨이퍼가 병행으로 되도록 상기 제 2 척의 기울기를 조정하는 틸트 스테이지를 더 포함하는 웨이퍼 접합 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 척에 유지된 상기 제 2 웨이퍼의 얼라인먼트를 검출하는 카메라;
상기 제 2 척을 이동시키는 이동 스테이지; 및
상기 카메라의 검출 결과에 의거하여, 상기 제 2 척의 위치를 상기 제 2 척에 맞추도록 상기 이동 스테이지를 이동시키는 콘트롤러를 더 포함하는 웨이퍼 접합 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 이동 스테이지는 XY 방향으로 이동하는 XY 스테이지를 구비하고,
상기 XY 스테이지는 상기 제 2 웨이퍼의 얼라인먼트 마크의 위치에 의거하여 웨이퍼의 위치를 맞추는 웨이퍼 접합 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 이동 스테이지는 Z 방향으로 이동하는 Z 스테이지를 구비하고,
상기 카메라는 상기 Z 방향에서의 이동에 있어서, 상기 제 2 웨이퍼의 상기 얼라인먼트 마크를 촬상하고,
상기 XY 스테이지는 상기 Z 방향에서의 이동 전후에서의 상기 얼라인먼트 마크의 위치 변화에 의거하여 상기 제 2 웨이퍼의 XY 방향의 위치를 맞추는 웨이퍼 접합 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 카메라보다 광시야를 갖는 광시야 카메라를 구비하고, 상기 광시야 카메라는 상기 제 1 웨이퍼를 상기 제 2 웨이퍼에 압박한 후의 접합부의 전파 상태를 촬상하고,
상기 압압부는 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼들 압박 시간을 상태에 따라 가변시키는 웨이퍼 접합 장치.
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-
2020
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| JP2022079965A (ja) | 2022-05-27 |
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