TW201236103A - Backside registration apparatus and method - Google Patents

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Description

201236103 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種積體電路製造設備製造領域,尤其係關 於一種用於半導體微影設備實現背面對準的裝置及方法。 【先前技術】 隨著人們生活水準不斷提高及半導體技術的日益發展,未 來半導體市場對半導體封裝元件的智慧化和小型化的程度 要求將不斷提高,如相機、手機、PDA等數位產品不僅要 求體積小便於攜帶,更要求其功能多樣化且成本效益比低。 為了貫現封裝元件智慧化和小型化的發展要求,出現了對多 矽晶圓封裝解決方案的需要。多矽晶圓封裝是一種將兩個或 更多平面元件堆疊並連接起來的晶圓級封裝方法,該封裝方 式也稱為三維(3D)封裝。3D封裝實現方式目前主要有三 種:導線接合(Wire Bonding)、倒裝晶片接合(FHp Chip Bonding)和直通矽晶穿孔(以下簡稱TSV技術:丁沧⑽幼 Silicon Via),其巾Tsv技術方式相對傳統的導線接合技術 方式’具有互料線長度短、導職度高、封裝面積小和封 裝成本不會隨著封㈣晶圓數量增加而大幅度提高等優 點’因此TSV料技财式賴為是未來最有潛力、也是 最有前途的3D封裝方式之—TSV封料術方法是在半導 體矽晶圓的正面到背面形成微型通孔,然後以電氣方式將上 下石夕晶圓連接起來,由於採用3D垂直互聯方式:從而大大 100148568 201236103 縮短了石夕晶圓之間的互聯導線長度,從而使封裝元件在體 積、性能及信號存取傳輸速度上都有了大幅度提高。 tsv封裝技術方式要求能在石夕晶圓背面進;曝门光,因此 要求半導體微影設備具有背面對準裝置以滿足矽晶圓背面 曝光的技術需求。該背面對料置时晶圓前表面(或稱為 矽晶圓正面)已有的圖形為矽晶圓背面(或稱為矽晶圓後面) 對準標記,從而確定矽晶圓背面曝光圖形與矽晶圓前表面已 有圖形之間的位置誤差。背面對準裝置的測量精度將直接決 定石夕晶圓前後表面微影圖形之間的重疊誤差。 目刖實現石夕晶圓背面對準的方法主要有兩種:可見光測量 法和紅外測量法。可見光測量法主要是在矽晶圓承載台的兩 侧底部安裝光路徑轉折及成像裝置,利用可見光實現對石夕晶 圓背面標記的照明和成像》紅外測量法是利用紅外光對石夕晶 圓的穿透能力來實現對背面標記的照明和成像。上述兩種石夕 晶圓背面位置對準方法在結構實現上各有優點及不足之處。 美國專利US6525805B、US6768539B中均揭示了 一種典 型的背面對準裝置,該裝置利用可見光測量法通過離軸對準 裝置實現矽晶圓背面對準,但是該裝置中背面對準標記照明 裝置多’ 一個背面對準標記對應一套背面對準標記照明裝 置,導致背面對準標記照明裝置裝配複雜且成本高;由於背 面對準標記照明襞置位於矽晶圓承載台下方,因此矽晶圓承 載台結構設計複雜、加工成本高;同時由於該裝置中要求背 100148568 4 201236103 ㈣準標記位置必須位於㈣對準標記㈣裝置的照明視 場内,因此導致技術適應性差。 美國專利US6525805B中還揭示了採用紅外測量法的石夕 阳圓月面位置對準裝置,利用近紅外光測量法在⑭晶圓承载 台内不同位置處絲近紅外光源以實現財晶圓背面標記 的照明’然後通過⑪晶K上方的近紅外成像裝置實現對石夕晶 圓背面標記的成像,震置㈣晶圓背面標記照明裝置安裝 於石夕晶圓承載台内,因此卫件台結構設計和裝配比較複雜, ^加工成本高,且受财晶圓全場對準精度歸晶圓承載台 二間尺寸的限制;需要在矽晶圓背面標記照明裝置指定位置 處製作相應_晶圓背㈣準標記,因此增加了技術流程及 複雜度’導致技術適應性差。 【發明内容】 為了克服上述技術問題,本發明提供一種用於實現背面對 準的裝置及方法,該裝置及方法結構簡潔,並能整體降低積 體電路製造設備的設計難度及加工難度。 為實現上述發明目的,本發明揭示了一種背面對準裝置, 用於確定基板與工件台的相對位置關係,包括:輻 於發出紅外線;X件台裝置’祕支缝板並移動基板運 動;成像裝置,用於偵測對準標記並計算對準標記位置;基 準版裝置,用於建立絲裝置與玉件台裝置的位置座標關 係;該輻射源及該成像裝置能實現一套設備對不同對準標記 100148568 . 201236103 的照明和鱗;該鮮標記包域準版對準標減背面對準 標記。 、步地’上述工件台裂置包括至少三個通光孔,用於 通過紅外線。 更進一步地,上述背面對準震置還包括照明裝置。 更進步地,上述照明裝置位於上述工件台裝置的通光孔 ' 方,包括光纖和照明鏡組;或位於上述工件台裝置的 通光孔的正下方’包括光纖、照明鏡組和照明反射鏡。 更進步地’上述工件台裝置包括工件台和位於工件台之 、土座上述工件台至少貫現3個自由度的移動。上述工 件台裝置還包括吸盤,上述吸盤位於工件台之上,上述吸盤 由玻璃或斯紅外光具有較高穿透率的材料構成。上述三個通 光孔中包括一個基座通光孔和兩個工件台通光孔。 更進一步地,上述成像裝置位於上述工件台裝置的通光孔 的正上方,包括成像鏡組、成像偵測器和圖像處理系統,或 位於上述工件台裝置的通光孔的正下方,包括成像鏡組、照 明反射鏡、成像偵測器和圖像處理系統❶成像憤測器是 CCD(Charge Coupled Device;電荷耦合元件)偵測器、CM〇s (Complementary metal-oxide-semiconductor transistor ;互補 型金屬氧化物半導體)偵測器或InGaAs(Indium gallium arsenide ;石申化銦鎵)偵測器。 更進一步地,上述基準版裝置包括基準版、基準版對準標 100148568 6 201236103 記及基準版支架。上述基準版對準標記位於上述基準版的下 表面’上述基準版蚊於上述基準版支架上 ,上述基準版對 準標記與背面鮮—,―水平社。上缝準版支架 由玻璃或對紅外光具有較高穿透率的材料所構成。上述基準 版裝置位於上述工件台或上述吸盤之上。 更進-步地,上紅件台通光孔的位置、數量及大小由對 準精度以及單-晶片尺寸之大小所決定。 用於確定基板與工件 本發明同時揭示一種背面對準方法, 台的相對位置關係,包括: 步驟-:移動基準版對準標記至成像裝 圍内,建立成像裝置與工#^ "、 视場範 兴件台的位置座標關係; 步驟二:移動背面對準標記至成 内,建立背面對準標記與成像 、、現場範圍 步驟三:根據上述兩個彳 作, 間的位置關係。 件台之 其中’步驟一包括: u:移動工件台到期望位置 像裝置的成像視場範圍内; 土 ’ >標記s 用 記 1.2:上述成像裝置包括成像_器和圖像 圖像處理系統判斷成像_器中是 “ 記;若基準版對準標記位於成像㈣器中^對 系統計算鲜版對料料錢伽⑼㈣上^圖偉 100148568 ^ * 201236103 記錄工件台的水平方向位置; 1.3 :若基準版對準標記稼於成 按照設置的位移量步進到下一個 、】:中’則工件台 的搜索範圍,則终止-a 直,右搜索超出設置 標記,則重複步驟u。 阁内找到基準版對準 步驟二包括: 2.1 .移動工件台到期望位 裝置的成像視場範固内· '準標記處於成像 2.2 .上述成像裝置包括成像偵測 用圖像處理系绩刹.m處理糸統,利 背面對準摔纪位;! 中是否有背面辦準標記;若 =⑽於成像制μ,辭㈣_ 月面對準標記在紅外㈣,齡面上的位 系'、先。十异 的水平方向位置; 冋時兄錄工件台 2.3 .右背面對準標記不位於成像摘測器 照設置的位移量步進到下一個搜索位=件台按 搜索範圍,則级右搜索超出設置的 J、、止搜索;若在搜索範圍内找到 記,則重複步驟2.2 ; J基丰版對準標 判斷是否完成所有背面對準標記在 位置偵測,若沒右+α、 谓測态靶面上的 次有元成所有背面對準標記位 步驟2.1、2.2、2 3。 置偵測,則重複 步驟三包括: 3.1 .打成像|置與卫件台的位置座標關係; 100148568 201236103 3.2 :計算背面對準標記與成像農 罝的位置座標關係; 3.3 :獲得基板與工件台之間的位置關係。 本發明所採用的技财案與先料術料同之處及 益效果在於:由於照明裝置僅設計為一 处八頁 奮’可降低照明裝詈 岐本。當顧明裝 裝於工件台大理石内或大理石平A η T 4·、 口乂下或以上,從而減小昭 明裝置與卫件台裝置機械介面之_相轉合,降低工件么 結構設計和裝配的複雜度,同時降低⑽圓^ 本。同時,切晶圓背面對準標記不在成料㈣視場範圍 内時,可以通過移動工件台在—定範_搜索背面對準標 記,因此提高石夕晶圓背面對準裝置神晶圓背面對準標記的 技術適應性。 【實施方式】 以下結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。 本發明提供一種適用於積體電路製造設備中的背面對準 裝置及方法。該背面對準裝置的結構示意圖如圖i所示。元 件符號5是積體電路製造設備中的投影物鏡,根據需要製造 的設備不同,投影物鏡5可以是折射式投影物鏡、反射式投 影物鏡、折反射式投影物鏡。元件符號1是本發明所記載的 背面對準裝置的照明裝置,該照明裝置1用於提供紅外線照 明。元件符號6是基板,根據需要製造的設備不同,可以是 矽晶圓、玻璃基板或其他材質的基板。基板6放置於工件台 100148568 9 201236103 裝置工件台裝置2能夠在至少3個自由度内運動。照明 裝置^所發出的紅外線經工件台裝置2後穿透位於基板6 上的月面軒準標記20後照射至成像裝置3上。在本發明中, 基準版(也作基準板)裝置4用於建立成像裝置3與工件台 裝置2座標系統之間的關係。 ® 2係關於本發明的背面對準裝置的第—實施方式。結合 圖1所不’該背面對準裝置包括照明裝置ι、工件台裝置2、 成像裝置3及基準版裝置4,祕根據位於基板6上的背面 對準^^2G ’確定基板6與工件台裝置2的位置關係。 如圖2所示,照明裝置!依序由紅外光源1〇、紅外照明 光纖1卜照明鏡組13和照明反射鏡14等所構成,實現對 基準版對準標記41和基板背面對準標記2()的均勻照明;上 述照明裝置1結構方式上為柯勒照明系統。柯勒照明系統的 設計可參照現有之技術。 工件台裝置2至少包括一個多自由度工件台24和大理石 基座26其中夕自由度X件台24可以實現至少3個自由度 的運動,較佳為採用六自由度工件台。該六自由度工件台 24主要用於支#基板6朗時實現基板6在6個自由度方 肖上的位置調整。該六自由度卫件台24位於大理石基座% 之上。基板6在本實施例中例示性地選用#圓,其中背面 對準標記2〇位於基板6上。為了更好地實現基板6的位置 固定,通常基板6通過-吸盤22放置於六自由度工件台% 100148568 10 201236103 上。5亥吸盤22與背面對準標記20位於同一個面,並安裝於 六自由度工件台24上表面。該吸盤22由玻璃或對紅外光具 有較高穿透率的材料所構成。 六自由度工件台24上包括2個或2個以上工件台通光孔 23’其中一個工件台通光孔23位於基準版裝置4的正下方, 另一個或多個位於背面對準標記20的正下方,使照明裂置 1所發出的紅外光能通過該工件台通光孔23和吸盤22對背 面對準標記20及基準版對準標記41實現均勻照明。其中, 個责面對準標記20對應一個通光孔23 ^該工件台通光孔 23的位置、數量及大小主要取決於對準精度以及單一晶片 尺寸之大小。 同樣的,大理石基座26上有一個大理石通光孔25,即基 座通光孔,用於實現照明裝置i所發出的紅外光能穿過大理 石基座26。大理石通光孔25的位置位於照明裝置^的正上 方,同時也位於成像裝置3的正下方。大理石通光孔25的 大小取決於照明裝置i的照明視場大小以及背面對準標記 20的搜索範圍大小。 基準版裝置4由基準版4〇、基準版對準標記41和基準版 支架42所構成,用於建立成像裝置與工件台座標系統之間 的關係。該基準版對準標記41位於基準版4〇下表面,並與 矽晶圓背面對準標記20位於同一水平面上。基準版4〇固定 於基準版支架42上。基準版支架42由玻璃或對紅外光具有 100148568 11 201236103 較高穿透率的材料所構成,因此照明I χ 能投射過料準版實轉鱗版料 明。 J ”、、 基準版裝置4固定於六自由度工件台^或直接放置 盤π上,可隨六自由度工件台24的運動調整其在6個自由 度方向上的位置。照日核置丨位於背面對準卫件 下方’其位置不受六自由度工件台24運動的影響 成像裝置3位於工件台裝置2上方,其位置不受‘自由产 工件台24運動的料。祕裝置3包妹外成像鏡組^ 紅外成像偵測器32以及圖像處理系統33,用於實現背面對 準標記20和基準版對準標記41在紅外成像_器32乾面 上清晰成像’同日铸上騎準標練魏行計算。紅外成像價 測器32用於接收基準版對準標記w和背面對準標記2〇通過紅 外成像鏡組31所成的像,該紅外成像偵測器32可以是 CCD(Charge Coupled Device電荷耦合元件)攝像機或 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor 互補 型金屬氧化物半導體)攝像機,還可以是InGaAs(Indium Gallium Arsenide砷化銦鎵)偵測器。 紅外光線從紅外光源10發出,經紅外照明光纖Η、照明 鏡組13、照明反射鏡14、大理石通光孔25、工件台通光孔 23、吸盤22至基準版對準標記41或背面對準標記20,對 基準版對準標記41和背面對準標記20實現均勻照明。背面 100148568 12 201236103 對準成像過程從基準版對準標記41或背面對準標記⑼起, 經基準版4〇或基板6、紅外成像鏡組3卜紅外成㈣測器 32至圖像處理錢33,可實現基準版對準標記41和/或背 面對準標記2G在紅外細貞卿32上清晰成像,同時經圖 像處理系統33提供基準版對準標記41和/或背面對準標記 20在紅外成像偵測器32乾面上的位置資訊。 圖3係M於本發面對钱置的朗裝置佈局示意 圖、、° &圖1所示,基準版裝置4位於六自由度工件台24 左上角’實際佈局也可以位於六自由度工件台24任何-角。在另-種實施方式中,基準版裝置4也可以直接安裝於 吸盤22上。基準版對準標記41和背面對準標記2G在圖中 不意性地顯7F為十字標記,但是本領域技術人員應知,在實 際應用過程中基準版對準標記41和背面對準標記2G可根據 不同對準精度和要求’顧不同對準標記。在本實施例中, 採用了二個背面對準標記2〇和對應的三個工件台通光孔 23。工件台通光孔23大於基準標記41和背面對準標記2〇 的照明視場以及搜索範圍。 圖4係關於本發明的背面對準裝置的第二實施例的詳細 結構不意圖。在該實施例中,為實現背面對準裝置的結構更 加簡化,減小照明裝置與工件台裝置機械介面之間的相互耦 合,降低工件台結構設計和裝配的複雜度,同時降低微影機 的加工成本,在本實施例中不採用照明裝置丨,而直接在工 100148568 13 201236103 件台大理石内安裝紅外光源25,以實現對基準標記41以及 背面對準標記20的均勻照明。由於省略了多個光學元件, 因此相比實施例一結構更加簡單、成本更低。 圖5係關於本發明的背面對準裝置的第三實施例的詳細 結構示意圖。結合圖1所示,在該實施例中,該背面對準裝 置包括照明裝置1、工件台装置2、成像裝置3及基準版裝 置4,用於根據位於基板6上的背面對準標記20,確定基板 6與工件台裝置2的位置關係。其中照明裝置丨放置於基板 6上方,而成像裝置3放置於基板6下方。該實施例中照明 裝置1依序由紅外光源1〇、紅外照明光纖u、照明鏡組13 等所構成,實現基準版對準標記41和基板背面對準標記2〇 的均勻照明;上述照明裝置i結構方式上為柯勒照明系統。 5亥實施例巾成料置3由背面對準標記2G、ji件台通光孔 3大理石通光孔25、紅外成像鏡組31、紅外反射鏡34、 紅外成像㈣器32以及圖像處理祕33等所構成,實現背 子準私°己2〇和基準版對準標記41在紅外成像偵測器32 乾面上凊晰成像,同時對上述對準標記位置進行計算。 本發月同時揭不_種背面對準方法,該背面對準方法包括 動基準版對準標記41至成像裝置3的成像視場範圍内, 建立成像努番q " /、工件台裝置2的位置座標關係;移動背面 對準標記2〇 $ 士 . 成像政置3的成像視場範圍内,建立背面對 準標記20盥占你壯 /、战像扁置3的位置座標關係;根據上述兩個位 100148568 201236103 置座標關係獲得基板6與工件台裝置2之間的位置關n 關於該方法的流程圖如圖6所示: 步驟-:移動六自由度工件台24到期望位置,使基準版 對準標記41處於成像裝置3的成像視場範圍内; 步驟二:圖像處理系統33判斷紅外成像制器^ 巾是否有基準版對準標記41 ;若基準版對準標記41位於紅 外成像偵測器32中’則利用圖像處理系統%計算基準版對 準標記41在紅外成像積測器乾面32上的位置,同時記錄此 時六自由度工件台24的水平方向位置; 步驟三:S基準版對準標記41不位於紅外成像谓測器32 中,則六自由度工件台24按照設置的位移量步進到下一個 搜索位置,若搜索超出設置的搜索範圍,則終止搜索;若在 搜索範圍内找到基準版對準標記41,則重複步驟二; 步驟四:移動六自由度工件台24到期望位置,使背面對 準標記20處於成像裴置3的成像視場範圍内; 步驟五:利用圖像處理系統33判斷紅外成像偵測器32 中是否有背面對準標記2〇;若背面對準標記2〇位於紅外成 像偵測器32中’則利用圖像處理系統33計算背面對準摞犯 20在紅外成像偵測器32靶面上的位置,同時記錄此時六自 由度工件台24的水平方向位置; 步驟六:若背面對準標記20未位於紅外成像偵測器32 中,則六自由度工件台24按照設置的位移量步進到下一個 100148568 15 201236103 搜索位置’索超出設置的搜索$1圍,則終^拨素’务 搜索範圍内找到基準版對準標記,則重複 步驟七.判斷是否完成所有背面對準標犯%在紅外成 偵測器32乾面上的位置俄測,若沒有完成所有背面對率私 置偵則,則重複步驟四、步驟五和步棘六; 步驟八.藉由步驟二可以確定成像製置3與六自由度 台24的位置關係; 步驟九:藉由步驟五、步驟六和步驟七可以滅定背面對準 標記2〇與成像1置3之_位置_; 處 步驟十:藉由步驟八和步驟九的計算結果,0以滅定暴 板6與六自由度工件台24之間的位置關係,即基板6相對 六自由度工件台24的平移與旋轉。 本發明所採㈣技術方案與先前技術的不心處及其^ 益效果在於:由於背面對準標記照明震置僅設計為〆#’这 降低背面對準標記照明裝置的設計、裝配_度,同時_ 開發成本。當該背面對準標記照料置安裝於工件台Α理石 内或大理石平台以下或以上,從而減小背:對淨標犯照明’: 置與石夕晶圓承载台機械介面之間的相絲合降低工件台^ 構設計和裝配的複雜度,同時降m圓承載台的加工成 =同時’ “夕晶圓背面對準標記不在成像裝 内時,可以通過移動工件台在—定範_搜^現喊® 記’因此提高^时面對钱置抑㈣背^對準檫 100148568 4票纪的 201236103 技術適應性。 本說明書中所記載的只是本發明的較佳具體實施例,以上 實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明的限 制。凡本領域技術人員依本發明的構思通過邏輯分析、推理 或者有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在本發明的範圍 之内。 【圖式簡單說明】 關於本發明的優點與精神可藉由以下的發明詳述及所附 圖式得到進一步的瞭解。 圖1係關於本發明的背面對準裝置的結構示意圖; 圖2係關於本發明的背面對準裝置的第一實施例的詳細 結構示意圖; 圖3係關於本發明的背面對準裝置的照明裝置佈局示意 圖; 圖4係關於本發明的背面對準裝置的第二實施例的詳細 結構示意圖; 圖5係關於本發明的背面對準裝置的第三實施例的詳細 結構示意圖; 圖6係關於本發明的背面對準方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 1 照明裝置 2 工件台裝置 100148568 17 201236103 3 成像裝置 4 基準版裝置 5 投影物鏡 6 基板 10 紅外光源 11 紅外照明光纖 13 照明鏡組 20 背面對準標記 22 吸盤 23 工件台通光孔 24 六自由度工件台 25 大理石通光孔 26 大理石基座 31 紅外成像鏡組 32 紅外成像偵測器 33 影像處理系統 34 紅外反射鏡 40 基準版 41 基準版對準標記 42 基準版支架 100148568

Claims (1)

  1. 201236103 七、申請專利範圍: 1.一種背面對準裝置,用於對一基板進行對準,上述義才 上具有至少—個背面對準標記,其特徵在於,上述背面 tijr _L*£_ · 工件台裝置,用於承载上述基板,包括工件台和位於工 台之下的基座,上述工件台相對基座至少實現3個自由 移動; 襟 土準版裝置由上述工件台所承載,具有一基準版姆 記; < 僅-個照明裝置,位於工件台的一側,用於發出紅外線丨 僅-個成像裝置,位於工件台的另一侧,且與上述照 置的位置相對應; \ 其中’上述工件台用於將上述基準版對準標記和上述至少 一個背面對準標記分別移動至上述照明裝置和上述成像裝 置之間,使制明裝m的紅外線麟到上絲準版料 心β己或上述$輯準標記上,並由成像裝置偵測上述基準版 對準心π己或上述为面對準標記經紅外線照射後所成的像。 2.如申請專利_第1項之背面對準裝置,其中, 上述基座包括-個基座通光孔,供上述照明裝置發出的紅 外線穿過; 上述工件台包括至少兩個工件台通光孔,該工件台通光孔 的位置刀別與上述基準版對準標記和上述至少—個背面對 100148S68 201236103 準標記的位置相對應。 3.如申請專利範圍第2項之背面對準裝置,其中, 上述照明裝置位於上述基座的下方,包括紅外光源、光 纖、照明鏡組和照明反射鏡,由上述紅外光源發出紅外線, 上述紅外線依序經過光纖、照明鏡組和照明反射鏡後,穿過 上述基座通光孔; 上述成像裝置位於上述讀台的上方,與上述基座通光孔 的位置相料,該成像裝置從下至上依序包減像鏡組、成 像偵測器和圖像處理系統。 4. 如申請專利範圍第2項之背面對準装置,其中, 上述照明裝置位於上述工件台的上方,與上述基座通光孔 的位置相對準’該照明裝置從上至下依序包括紅外光源、光 纖和照明鏡組,由上述紅外光源發出紅外線; 上述成像裝置位於上述基座的下方,包括成像鏡組、照明 反射鏡、成像4貞測器和圖像處理糸統,該成像鏡組與上述基 座通光孔的位置相對準’上述基準版對準標記或上述背面對 準標記經紅外線照射後所成的像依序經過成像鏡組、照明反 射鏡、成像偵測器後,進入圖像處理系統。 5. 如申請專利範圍第2項之背面對準裝置,其中, 上述照明裝置位於上述基座通光孔内,包括紅外光源,用 於發出紅外線; 上述成像裝置位於上述工件台的上方,與上述基座通光孔 100148568 20 201236103 的位置相對準,該成像裝置從下至上依序包括成像鏡組、成 像偵測器和圖像處理系統。 6. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之背面對準裝置, 其中,上述成像偵測器是CCD偵測器、CMOS偵測器或 InGaAs偵測器。 7. 如申請專利範圍第1項之背面對準裝置,其中, 上述工件台裝置還包括位於工件台之上的吸盤,上述基準 版裝置和上述基板由上述吸盤所承載; 上述吸盤由玻璃或對紅外光具有較高穿透率的材料所構 成。 8. 如申請專利_第丨項之㈣對準裝置,其中,上述基 準版裝置包括絲版和鲜版支架,上絲準版對準標記位 於該基準版的下表面,上述基準版固定於該基準版支架上, 上述基準版對準標記與上料面對準標記位於同 一水平面 上。 9.如申請專利範圍第8項之背面對準裝置,其中, 上=準版支架由玻㈣對紅外光具有較高穿透率的材 料所構成。 ^-種_申料利範圍第丨項所㈣之料對準裝置 的月面對準方法’用於確定美 其特徵在於,其⑽ 板紅件㈣相雜置關係, 步驟-.移動基準版對準標記至成像襄置的成像視場範圍 100148568 21 201236103 内,建立成像裝置與工件台的位置座標關係; 步驟二:移動背面對準標記至成像裝置的成像視場範圍 内建月面對準標記與成像裝置的位置座標關係;以及 步驟三:根據上述兩個位置座標關係獲得基板與工件台之 間的相對位置關係。 η·如申請專利範圍第1G項之f面對準方法,其中, 步驟一包括: 步驟ι·ι .移動工件台到期望位置,使基準版對準標記處 於成像裝置的成像視場範圍内; ν驟.2上述成像裝置包括成像伯測器和圖像處理系 統’利用®像處理緒觸成像仙器巾是否有基準版對準 標記;若基準版對準標記位於成像偵測器+,則利用圖像處 理系統計算基準版對準標記在成像偵測器靶面上的位置,同 時δ己錄工件台的水平方向位置;以及 步驟1.3 :若基準版對準標記未位於成像偵測器中,則工 件台按照設置的位移量步進到下一個搜索位置,若搜索超出 設置的搜索範圍,則終止搜索;若在搜索範圍内找到基準版 對準標記,則重複步驟1.2。 12·如申請專利範圍第1〇項之背面對準方法,其中,上述 步驟二包括: 步驟2.1 :移動工件台到期望位置,使背面對準標記處於 成像裝置的成像視場範圍内; 100148568 22 201236103 步驟2.2 .上述成像裝置包括成像偵測器和圖像處理系 統’利用圖像處理系制斷成像偵測器巾是否有背面對· 記’若背面對準標記位於祕_器中,則利㈣像處理 統計算背面對準標記在祕㈣^乾面上的位置二 工件台的水平方向位置;以及 、记錄 步驟2.3 :若背面對準標記未位於成像偵測器+,則工件 台按照設置的位移量步進到下一個搜索位置,若搜索超出設 置的搜索範圍,則終止搜索;若在搜索範圍内找到基準版對 準標記,則重複步驟2.2 ; 判斷是否完成所有背面對準標記在成像偵測器靶面上的 位置偵測’若沒有完成所有背面對準標記位置偵測,則重複 步驟 2.1、2.2、2.3。 100148568 23
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI823493B (zh) * 2016-07-12 2023-11-21 美商爾雅實驗室公司 平面光子電路及裝置用之晶圓級蝕刻方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9041919B2 (en) * 2013-02-18 2015-05-26 Globalfoundries Inc. Infrared-based metrology for detection of stress and defects around through silicon vias
CN104022060A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶圆背面对准的方法
CN104155850B (zh) * 2013-05-13 2017-06-27 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的正面与背面对准测量装置
TWI544567B (zh) * 2013-06-27 2016-08-01 Asm Tech Singapore Pte Ltd 使用成像設備以調整半導體元件的處理設備的裝置和方法
CN104749158B (zh) 2013-12-27 2020-12-11 同方威视技术股份有限公司 珠宝玉石鉴定方法及装置
CN105277131B (zh) * 2014-05-26 2020-11-20 上海微电子装备(集团)股份有限公司 三维孔结构的测量装置与测量方法
JP6465591B2 (ja) * 2014-08-27 2019-02-06 株式会社オーク製作所 描画装置
CN105807578A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 上海微电子装备有限公司 一种背面对准测量装置及方法
US20170138820A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-18 General Electric Company Systems and methods for monitoring components
JP6742272B2 (ja) * 2017-05-16 2020-08-19 三菱電機株式会社 ウェハ異常箇所検出用装置およびウェハ異常箇所特定方法
US10381404B2 (en) 2017-08-07 2019-08-13 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Integrated circuits with memory cells and methods for producing the same
JP6980562B2 (ja) * 2018-02-28 2021-12-15 キヤノン株式会社 パターン形成装置、アライメントマークの検出方法及びパターン形成方法
CN110504203A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 上海微电子装备(集团)股份有限公司 一种工作台及背面对准装置
CN110246771B (zh) * 2019-06-18 2021-06-15 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种晶圆键合的设备及方法
CN110600414A (zh) * 2019-08-01 2019-12-20 中国科学院微电子研究所 晶圆异构对准方法及装置
CN112018002A (zh) * 2020-08-25 2020-12-01 武汉新芯集成电路制造有限公司 晶圆键合设备及晶圆键合的方法
TWI794734B (zh) * 2021-01-29 2023-03-01 川寶科技股份有限公司 決定基板之轉向的方法與曝光機台
CN113791524A (zh) * 2021-09-30 2021-12-14 深圳迈塔兰斯科技有限公司 用于超表面加工的光刻系统及方法
WO2023073232A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Esko-Graphics Imaging Gmbh Systems and processes for persistent marking of flexo plates with isolated microstructures and plates marked therewith
DE102022119035A1 (de) * 2022-07-28 2024-02-08 4Jet Microtech Gmbh Detektionsaufbau

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4452526A (en) * 1980-02-29 1984-06-05 Optimetrix Corporation Step-and-repeat projection alignment and exposure system with auxiliary optical unit
US4475122A (en) * 1981-11-09 1984-10-02 Tre Semiconductor Equipment Corporation Automatic wafer alignment technique
US5843831A (en) * 1997-01-13 1998-12-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Process independent alignment system
TW406323B (en) 1998-08-20 2000-09-21 United Microelectronics Corp Method for wafer alignment and the apparatus of the same
JP2000299276A (ja) 1999-04-15 2000-10-24 Nikon Corp 露光装置
US6676878B2 (en) * 2001-01-31 2004-01-13 Electro Scientific Industries, Inc. Laser segmented cutting
KR100579603B1 (ko) * 2001-01-15 2006-05-12 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치
US6525805B2 (en) * 2001-05-14 2003-02-25 Ultratech Stepper, Inc. Backside alignment system and method
US7365848B2 (en) 2004-12-01 2008-04-29 Asml Holding N.V. System and method using visible and infrared light to align and measure alignment patterns on multiple layers
US7751067B1 (en) * 2007-05-24 2010-07-06 Ultratech, Inc. Substrate-alignment using detector of substrate material
CN101685275A (zh) * 2008-09-25 2010-03-31 上海华虹Nec电子有限公司 对准标记及制作方法以及其探测装置
CN101382743B (zh) 2008-10-27 2011-12-21 上海微电子装备有限公司 同轴双面位置对准系统及位置对准方法
CN101436006B (zh) * 2008-12-17 2011-10-12 上海微电子装备有限公司 双面位置对准装置与方法
WO2010076254A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-08 Asml Netherlands B.V. Method of determining a characteristic

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI823493B (zh) * 2016-07-12 2023-11-21 美商爾雅實驗室公司 平面光子電路及裝置用之晶圓級蝕刻方法

Also Published As

Publication number Publication date
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