TWI478263B - Method for measuring the rotation offset amount of the bonded substrate and the method of manufacturing the bonded substrate - Google Patents

Method for measuring the rotation offset amount of the bonded substrate and the method of manufacturing the bonded substrate Download PDF

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TWI478263B
TWI478263B TW101143971A TW101143971A TWI478263B TW I478263 B TWI478263 B TW I478263B TW 101143971 A TW101143971 A TW 101143971A TW 101143971 A TW101143971 A TW 101143971A TW I478263 B TWI478263 B TW I478263B
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Masato Kannaka
Masakazu Kajita
Eiji Takahashi
Yuji Yamamoto
Masaru Akamatsu
Kunio Iba
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Kobe Steel Ltd
Kobelco Res Inst Inc
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Description

貼合基板之旋轉偏移量計測裝置、貼合基板之旋轉偏移量計測方法及貼合基板之製造方法
本發明係關於檢測出重疊複數枚缺口被形成於外緣部的半導體晶圓等圓盤狀的基板而貼合的貼合基板之各基板間的旋轉偏移量的技術。
伴隨著半導體晶片的高速化、大容量化，近年來，貼合複數枚半導體晶圓，以貫通電極TSV(Through Silicon Via)貫通上下晶圓間進行配線的技術係屬已知。於這樣的半導體晶圓的貼合，於該步驟要求精度極佳地貼合半導體晶圓的技術。總之，必須要精度佳地定位半導體晶圓，因此有必要測定半導體晶圓的正確的直徑或中心位置，使用該測定值進行半導體晶圓的定位。
於日本特開平07-218228號公報，記載著測定單獨的半導體晶圓的直徑的方法，於特開平01-098908號公報記載著檢測出單獨的半導體晶圓的旋轉偏移的方法。於特開2009-032802號公報，記載著觀測貼合的各半導體晶圓的輪廓算出缺口方向，測定貼合的各半導體晶圓的旋轉角度的方法。
然而，特開平07-218228號公報的方法，是使用由半導體晶圓的中心直到定向平面(orientation flat)為止的距離測量值求出直徑的方法，無法期待高精度的測定。特開平01-098908號公報的方法，有必要預先於半導體晶圓製 作繞射晶格狀的圖案。此外，特開2009-032802號公報的方法，是使貼合晶圓薄膜化之後的測量方法，在貼合的時間點無法進行測定。
接著，於半導體晶圓顯示結晶方向的缺口被形成於外緣部的場合，使相互的缺口位置一致而進行貼合，但於貼合步驟發生微小的位置偏移的場合，過去並沒有以微米等級檢測出此位置偏移的手段。
本發明之目的在於提供精度佳地計測貼合半導體晶圓等的基板之貼合基板的各基板間之旋轉偏移量的技術。
根據本發明之一態樣之旋轉偏移量計測裝置，係檢測出缺口被形成於外緣部的圓盤狀基板於該基板的厚度方向上被重疊複數枚而貼合的貼合基板的各基板間的旋轉偏移量之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，具備：取得各基板的中心位置的偏移量亦即中心位置偏移量之中心位置偏移量取得手段，取得各基板的缺口的形狀資訊之缺口形狀取得手段，由前述缺口的形狀資訊求出各基板的缺口位置，由各該缺口位置算出各基板間的缺口位置的偏移量亦即缺口位置偏移量之缺口位置偏移量算出手段，根據前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出各基板間的旋轉偏移量之旋轉偏移量算出手段。
以下，參照圖面詳細說明本發明之實施型態。又，在以下的實施形態，將本發明之基板說明為半導體晶圓，把貼合基板說明為貼合複數枚半導體晶圓之貼合晶圓。但是，這僅是一例，本發明之基板，可以是半導體、玻璃、藍寶石等主要用於電子電路基板的材質所構成的圓盤狀之板，所以不限於半導體晶圓。
首先，說明本實施型態之構成貼合晶圓的半導體晶圓間的中心位置偏移量、缺口位置偏移量、及旋轉偏移量。又，在以下的實施形態係以2枚半導體晶圓構成的貼合晶圓為例來說明，但半導體晶圓的貼合枚數不限於此。
圖1係供說明顯示貼合晶圓W的各部分的符號之圖。貼合晶圓W，係半導體晶圓S1及S2(以下適當地統稱為「半導體晶圓S」)被貼合。往紙面方向看前側為半導體晶圓S1，後側為半導體晶圓S2，被半導體晶圓S1遮住的半導體晶圓S2的輪廓以虛線表示。點O1為半導體晶圓S1的中心，點O2為半導體晶圓S2的中心。
此外，半導體晶圓S1的外緣部被形成缺口N1，半導體晶圓S2的外緣部被形成缺口N2。缺口N1及N2(以下，適當地統稱為「缺口N」)，係供顯示半導體晶圓S1及S2的結晶方向而形成的約略半圓形狀(低窪形狀)的缺口部。
此外，NK1為缺口N1的肩部，NK2為缺口N2的肩部。缺口肩部，是指半導體晶圓S的圓周部與缺口N的交界附近。進而，NB1為缺口N1的底部，NB2為缺口N2 的底部。缺口底部，是在缺口N的外緣部最接近於半導體晶圓S的中心位置的部分。又，在以下，將缺口肩部NK1及NK2適當標示為「缺口肩部NK」，將缺口底部NB1及NB2適當標示為「缺口底部NB」。
貼合半導體晶圓S1及S2時，藉由使半導體晶圓S1及S2的中心及缺口N1及N2一致而進行相互的貼合位置的調整。然而，於此步驟半導體晶圓S1及S2的中心、缺口的位置僅有些許的偏移。圖1顯示在中心及缺口偏移的狀態下疊合之狀態。於圖1，朝向紙面方向，把左右方向當作x座標，把上下方向當作y座標來說明。
本發明之貼合晶圓的旋轉偏移量計測裝置，為了求出旋轉偏移量，首先(1)進行半導體晶圓S1的中心位置O1與半導體晶圓S2的中心位置O2的中心位置偏移量的測定。在此中心位置偏移量的測定，在以基準晶圓之半導體晶圓S1的中心位置O1為座標(0,0)時，測定半導體晶圓S2的中心位置O2的座標(x1,y1)。藉此測定，可以知道由半導體晶圓S1的中心位置O1到半導體晶圓S2的中心位置O2的距離。
其次，(2)進行缺口N1與缺口N2的位置偏移量的測定。在缺口位置偏移量的測定，測定缺口底部NB1到缺口底部NB2為止的x方向的距離之x2(參照圖2)。
圖2係供說明旋轉偏移量之圖。此處，基準晶圓之半導體晶圓S1的缺口底部NB1的座標為(0,y2)、半導體晶圓S2的缺口底部NB2的座標為(x2,y2)。
通常，使用精密器具等以缺口N1與缺口N2成為一致的方式進行半導體晶圓S1及S2之疊合，即使缺口位置偏移，該偏移量也是微米等級。亦即，忽視在本實施型態缺口底部NB1與缺口底部NB2之y方向的偏移量，僅測定x方向的偏移量，在圖2缺口底部NB1及NB2之y座標均顯示為y2。然而，除了缺口底部NB2的y方向的偏移量以外，還求出半導體晶圓S1及S2的旋轉偏移量當然亦可。
接著，(3)進行半導體晶圓S1對半導體晶圓S2的旋轉偏移量的算出。當x方向之中心位置偏移量為x1，缺口位置偏移量為x2，半導體晶圓S1及S2之半徑為r，缺口N1及N2之半導體晶圓的徑向的深度為d1時，旋轉偏移量θ 以式(A)表示。
θ=tan-1 {(x2-x1)/(r-d1)}．．．(A)
總之，連結中心位置O1及缺口底部NB1間的直線Q1，與連結中心位置O2及缺口底部NB2間的直線Q2(或者使直線Q2於x方向上僅平行移動中心位置偏移量x1之直線Q3)之夾角為旋轉偏移量θ 。又，式(A)為一例，使用式(A)以外之計算式來求出旋轉偏移量θ 亦可。
圖3係顯示本發明之貼合晶圓W的旋轉偏移量計測裝置1的電氣構成之方塊圖。旋轉偏移量計測裝置1，具備：缺口形狀取得部200(缺口形狀取得手段)、缺口位 置偏移量算出部210(缺口位置偏移量算出手段)、旋轉偏移量算出部220(旋轉偏移量算出手段)、介面(I/F)部230(中心位置偏移量取得手段)及控制部240。
缺口形狀取得部200，係取得缺口N的形狀資訊者。缺口位置偏移量算出部210，使用缺口形狀取得部200取得的形狀資訊，算出缺口N1與缺口N2之位置偏移量。I/F部230，接收由中心位置偏移量計測裝置2送來的中心位置偏移量，往旋轉偏移量算出部220輸出。旋轉偏移量算出部220，使用中心位置偏移量計測裝置2計測的中心位置偏移量，與缺口位置偏移量算出部210算出的缺口位置偏移量，算出貼合晶圓W的旋轉偏移量。
控制部240，藉由CPU(Central Processing Unit：中央處理裝置)等構成，進行往構成旋轉偏移量計測裝置1的各機能部之指示訊號的輸出、資料轉送等而統括地控制旋轉偏移量計測裝置1者。又，在以下，說明電腦9為具有缺口位置偏移量算出部210、旋轉偏移量算出部220、I/F部230及控制部240的構成。
中心位置偏移量計測裝置2，測定半導體晶圓S1及S2的直徑及中心位置的偏移量。又，在本實施型態，中心位置偏移量計測裝置2，是以不包含於旋轉偏移量計測裝置1的型態來說明的，但亦可以是旋轉偏移量計測裝置1包含中心位置偏移量計測裝置2之構成。該場合，不需要與外部裝置進行資料送受訊的I/F部230，中心位置偏移量計測裝置2相當於中心位置偏移量取得手段。首先， 最初說明(1)半導體晶圓S1的中心位置O1與半導體晶圓S2的中心位置O2的中心位置偏移量的測定方法。
(1)中心位置偏移量之測定方法
圖4係模式顯示中心位置偏移量計測裝置2的全體構成之圖。此中心位置偏移量計測裝置2，係測定半導體晶圓S1及S2的直徑及中心位置偏移量之裝置，具備輪廓測定部3、邊緣形狀測定部4、電腦5而構成。此處，中心位置偏移量計測裝置2，例如採用記載於日本特開2012-7898號公報的手法即可。以下，進行說明。
輪廓測定部3，由貼合晶圓W的厚度方向(箭頭T方向)的投影像，檢測出合併半導體晶圓S1及S2的輪廓形狀。因此，輪廓測定部3，被夠成為具備搭載貼合晶圓W進行旋轉的轉盤31、位於貼合晶圓W的外周緣附近，使在貼合晶圓W的徑向上具有一定寬幅的狹縫光照射於貼合晶圓W的厚度方向，由伴隨著轉盤31的旋轉之受光光束的寬幅變化，來檢測出貼合晶圓W的外形形狀的光學系32。
圖5係供說明根據輪廓測定部3之貼合晶圓W的輪廓形狀的測定原理之圖。光學系32，被夠成為具備：產生延伸於貼合晶圓W的徑向X的狹縫光322之狹縫光源321，接受該狹縫光322之通過貼合晶圓W的外緣部附近的光之線感測器323，使狹縫光源321與線感測器323相互對向，保持貼合晶圓W的外緣部附近之保持構件324。 狹縫光源321，作為狹縫光322，射出相互平行且延伸於貼合晶圓W的徑向X之狹縫光。
亦即，藉著以轉盤31旋轉貼合晶圓W，可以藉由設在固定位置的光學系32，由狹縫光的寬幅變化檢測出貼合晶圓W的輪廓的微小的凹凸。具體而言，如式(B)所式，來自狹縫光的基準位置(感測器基準位置)P1之寬幅的變化量(影的部分之距離)S，加上轉盤31的中心P0到基準位置P1為止的距離L，可以求出外形(輪廓)C。
C=S+L．．．(B)
根據如此測定的貼合晶圓W的輪廓位置資料，電腦5進行圓配適(fitting)，計算配適直徑、平均直徑，及中心位置。
另一方面，邊緣形狀測定部4，藉由以轉盤41旋轉貼合晶圓W，而藉由設在固定位置的光學系42，由從接線方向照射之照明光所得的投影像，檢測出圓周方向E的複數點之半導體晶圓S1及S2分別的外緣部的形狀。
圖6係供說明根據邊緣形狀測定部4之貼合晶圓W的外緣部形狀的測定原理之圖。光學系42，被夠成為具備：放射散射光420的點光源421，由散射光420作出平行光422之視準透鏡423，聚光通過邊緣附近的平行光422之雙側或者物體側遠心構造的遠心透鏡424、接收以遠心透鏡424聚光的投影影像之影像感測器425。進而， 光學系42，具備對影像感測器425以像側遠心構造射入光線之遠心透鏡426及開口光圈427。
圖7係以影像感測器425感測之攝影影像之一例以及由該攝影影像抽出輪廓形狀的結果。圖7係顯示半導體晶圓S1及S2是互為相等直徑的真圓，且由外緣部的特定的基準位置起在135°(315°(=180°+135°))之直徑線方向上偏移的狀態。又，作為特定的基準位置，例如可以採用半導體晶圓S1的缺口N1之缺口底部NB1。例如，依照半導體晶圓S1的缺口，在45°(225°(=180°+45°))之位置，如圖7(a)所示，半導體晶圓S1及S2的外緣部與中心幾乎為等距離。對此，在135°之位置，如圖7(b)所示，半導體晶圓S1的外緣部，比半導體晶圓S2的外緣部更為突出。相反地，在315°之位置，如圖7(c)所示，半導體晶圓S2的邊緣，比半導體晶圓S1的外緣部更為突出。
由這些圖7(a)~(c)之攝影影像，分別將電腦5檢測輪廓形狀的結果顯示於圖7(d)~(f)。如圖7(d)所示，與互為相等的直徑之真圓的半導體晶圓S1及S2的偏移方向(135°(315°))成直角方向的45°(225°)的位置，半導體晶圓S1及S2的外緣部端面A1是對齊的。此時，以輪廓測定部3測定的半導體晶圓S1的半徑為r1的話，半導體晶圓S1及S2的半徑均為r1。
對此，如圖7(e)所示，在偏移成為最大的135°之位置，半導體晶圓S1的外緣部，比半導體晶圓S2的外緣 部更為突出A2之量。此時，以輪廓測定部3測定的半導體晶圓S1的半徑為r1的話，半導體晶圓S2的半徑成為r1-A2。同樣地，如圖7(f)所示，在偏移成為最大的315°之位置，半導體晶圓S2的外緣部，比半導體晶圓S1的外緣部更為突出A3之量。此時，以輪廓測定部3測定的半導體晶圓S2的半徑為r2的話，半導體晶圓S1的半徑成為r2-A3。
接著，半導體晶圓S1及S2的直徑互為相等的場合，為A2=A3。由如此求得的複數處所之半導體晶圓S1及S2的直徑，電腦5算出半導體晶圓S1及S2的直徑及中心位置以及中心位置偏移量。
例如，由根據輪廓測定部3的測定結果藉由圓配適(fitting)算出的半導體晶圓S1的半徑為r1，半導體晶圓S2的半徑為r2。此外，藉由根據邊緣形狀測定部4的測定得到圖7(a)~(c)所示的測定結果。在此場合，在基準位置起135°的位置半導體晶圓S2的半徑算出為r1-A2。此外，在基準位置起315°的位置半導體晶圓S2的半徑算出為r1+A3。電腦5，由這些結果來插值根據輪廓測定部3之半導體晶圓S1、S2的外緣部的測定結果，對於插補後的測定結果，再度進行圓配適，求出半導體晶圓S1、S2的中心位置，及半徑r1、r2。
半導體晶圓S1、S2如圖2所示偏移的場合，輪廓測定部3，無法分別針對半導體晶圓S1、S2測定外緣部之全區域。例如，於圖2，以虛線表示的半導體晶圓S2的 左半邊的區域，或者以實線表示的半導體晶圓S1的右半邊的區域無法測定。因而，由此測定結果進行圓配適的場合，半導體晶圓S1、S2，分別由外緣部的半圓的輪廓資訊算出半徑及中心位置。在此，無法正確地求出半導體晶圓S1、S2的半徑及中心位置。
此外，例如，亦有半導體晶圓S2的半徑比半導體晶圓S1的半徑更小，半導體晶圓S2完全隱沒於半導體晶圓S1內部的場合。在此場合，輪廓測定部3的測定結果，未包含半導體晶圓S2的外緣部的資訊。
此處，在本實施型態，除了輪廓測定部3以外進而藉由邊緣形狀測定部4檢測出貼合晶圓W的外緣部的形狀。藉此，插補藉由輪廓測定部3所得到的測定結果，可以測定半導體晶圓S1、S2之分別的外緣部的全區域的形狀，可以正確地求出半導體晶圓S1、S2之分別的半徑及中心位置。
又，在圖7之例，邊緣形狀測定部4的測定結果之中，顯示3處所之測定結果，但邊緣形狀測定部4，也可以是每60°一測、每45°一測、每30°一測、每10°一測、每5°一測、每1°一測那樣地，測定更多處。
(2)缺口位置偏移量之測定方法
其次，說明缺口位置偏移量之測定方法。
圖3所示之缺口形狀取得部200，只要以至少可以識別半導體晶圓S1的缺口底部NB1對半導體晶圓S2的缺 口底部NB2的位置之方式取得缺口N1及N2的形狀資訊即可。以下，作為缺口形狀取得部200的型態，首先舉(2-1)使用鏡面反射的方法，(2-2)使用雷射顯微鏡的方法為例，說明由缺口N的開口部側同時取得缺口N1及N2的形狀資訊的方法。進而，舉(2-3)使用攝影機群的方法，(2-4)使用紅外線攝影機的方法為例，說明由貼合晶圓W的厚度方向(表背方向)取得缺口N的形狀資訊的方法。
(2-1)使用鏡面反射的方法
圖8係顯示使用鏡面反射取得缺口N的形狀資訊，算出旋轉偏移量的場合之旋轉偏移量計測裝置1的構成之圖。光源201與攝影機202(攝影部)相當於缺口形狀取得部200。光源201，為光纖的射出端或發光二極體等，位於由貼合晶圓W的外緣部離開特定間隔的位置被配置於缺口N的開口部正面側，朝向缺口N射出光B。
此外，光源201，由複數的角度照射包含缺口N的貼合晶圓W的外緣部。總之，光源201，是以在以缺口底部NB為中心的1個平面上，沿著周向E位於圓弧上的方式來配置。
作為缺口N的照射方法，可以舉出光源201如箭頭F所示沿著周向E移動特定角度的範圍同時照射缺口N的方法，或者是沿著周向E於各特定角度配置複數光源201，依序射出光的方法等。
前者的場合，在使用昂貴或者特殊光源的場合(例如由於半導體晶圓S的特性而有必要使用特別強力的光源的場合)，具有光源只需要1個即可的優點。移動光源201的場合，必須要包含使光源201沿著周向E移動的馬達等之驅動裝置(未圖示)。
接著，使用一般的廉價光源的場合，藉由採後者的構成可以不需要馬達等裝置，可以比較簡單而且廉價地構成光源單元。又，驅動裝置的驅動控制或是對複數光源之點燈控制，藉由電腦9的控制部240來進行。
又，於圖8以虛線表示的光源201，是為了容易理解移動中的光源，或者被配置複數的光源201而顯示者，並不是用來限定對缺口N之照射位置。
攝影機202，係被固定於缺口N的開口部正面側且由貼合晶圓W的外緣部起離開特定間隔的位置，藉由接收由光源201射出的光B之中在包含缺口N的貼合晶圓W的外緣部鏡面反射(正反射)之反射光R而進行光電變換，把反射光R的二次元的亮度分布作為影像予以輸出者。攝影機202的焦點被設定於缺口底部NB。
圖9係顯示由缺口N的開口部正面(對於缺口底部NB的面角度在法線方向的位置)來照射光時之攝影機202的攝影影像之一例。由光源201射出的光B之中，鏡面反射的反射光R射入攝影機202。總之，根據攝影機202的攝影影像，為顯示反射光R的亮度分布的影像。總之，於此影像，亮度的峰值位置(峰值亮度位置)，相當 於光B鏡面反射的位置。
亦即，圖9之白色部分，上側相當於半導體晶圓S1的缺口底部NB1及缺口N1以外的半導體晶圓S1的外緣部，下側相當於半導體晶圓S2的缺口底部NB2及缺口N2以外的半導體晶圓S2的外緣部。缺口N之缺口底部NB以外的緣部，鏡面反射的光不會射入攝影機202，所以於影像未表示出。亦即，圖中的括弧所示的部分相當於缺口N1及N2。
此外，於外緣部之鏡面反射位置之面，以該法線方向為基準的光之入射角與反射角為相等。由此，根據攝影機202的攝影影像之峰值亮度位置，與對外緣部之光B的照射方向(由光源201的位置朝向缺口底部NB的方向)，可以單一地算出於外緣部光B鏡面反射的位置，與該鏡面反射的位置之面角度。
圖10(a)、(b)係供說明顯示光的照射方向等的符號之圖。圖10(a)為由上方來看圖8所示的旋轉偏移量計測裝置1時的平面圖，作為貼合晶圓W僅顯示半導體晶圓S1。接著，圖10(b)為缺口N1的擴大圖。
如圖10(a)所示，連結缺口底部NB1與攝影機202之直線方向(以下，稱為「攝影機正面方向」)為基準時的光B的照射角度為。此外，貼合晶圓W的外緣部之光B的鏡面反射位置Nx，與正交於攝影機正面方向的面(以下，在相當於攝影影像之X-Y平面的面的意義下，稱為「X-Y面」)以夾角為面角度θ s。此處，鏡面反射 位置Nx，顯示使光B鏡面反射之貼合晶圓W的外緣部上的位置。此外，面角度θ s，表示以X-Y面為基準時之鏡面反射位置Nx之貼合晶圓W的外緣部之傾斜。
圖11係供說明面角度θ s的測定原理之圖。攝影機202為遠心透鏡方式的攝影機的場合，射入攝影機202內的反射光R的方向，與攝影機202的正面方向幾乎為平行，所以攝影影像之峰值亮度位置相當於光B的鏡面反射位置Nx。進而，光B之入射角與反射角的夾角(照射角度)，以鏡面反射位置Nx的法線來2等分。因此，成為(90-θ s-/2)=(90-)，成立次式(C)。
亦即，缺口位置偏移量算出部210，可以由攝影機202攝影的影像的峰值亮度位置特定出鏡面反射位置Nx，進而，因應光源201的位置由特定的光B之照射角度(已知角度)，特定出鏡面反射位置Nx之面角度θ s。
總之，控制部240，藉由在光源201點亮的狀態下移動於圖8之箭頭F的方向(被配置複數光源201的場合，依序切換點亮)，切換光B的照射角度。接著，缺口位置偏移量算出部210，通過攝影機202取得缺口N的影像，由此影像可以求出針對複數光B的照射角度之各個的面角度θ s，亦即包含缺口N的貼合晶圓W的外緣部的面角度θ s的分布。
又，貼合晶圓W的外緣部的形狀或反射率不同的話，反射光R的亮度會變得不同。反射光R的亮度不同的話，會隨著攝影而成為鮮明度不同的影像而無法精度佳地解析峰值亮度位置。亦即，為了獲得最佳亮度的反射光R，最好是使光源201的光強度，攝影機202的感度或曝光時間等照射條件或攝影條件改變而進行攝影。
圖12係顯示根據缺口位置偏移量算出部210之演算結果之圖。橫軸為半導體晶圓S1及S2之周向，縱軸為徑向。此外，縱軸及橫軸的刻度間隔為200μm。缺口位置偏移量算出部210，由攝影機202攝影的影像算出缺口N1及N2的面角度θ s，藉由連結相鄰的面角度θ s求出缺口N的形狀，以函數來配適(fitting)其形狀。在圖12使用二次函數來表示缺口形狀，但除了二次函數以外，亦可以其他次數之多項式、圓等來表示。於圖12，圖NG1表示缺口N1的形狀，圖NG2表示缺口N2的形狀。
又，缺口位置偏移量算出部210求得之圖，對於圖所顯示的缺口形狀及橫軸的位置資訊(x座標)有重要意義，對於縱軸的位置資訊(y座標)則沒有特別的意義。理由是，由根據缺口形狀取得部200之缺口N的形狀測定(總之是為圖9所示的攝影機202所攝影的影像)所得到的資訊，僅有x方向的座標值以及在x方向各位置之面角度θ s。再現缺口N的形狀時，把在x方向各位置之面角度θ s由左端(或者右端)依序積算，但無法決定積算的最初點的y方向的座標值。亦即，在圖12所示的縱軸(y 座標)沒有意義。
接著，缺口位置偏移量算出部210，求出圖NG1的中心軸nb1及圖NG2的中心軸nb2，求出中心軸nb1的x座標與中心軸nb2的x座標之差分Z。此差分Z相當於缺口位置偏移量。又，中心軸nb1，可以採用連結圖NG1的頂點與半導體晶圓S1的中心位置之直線。此外，中心軸nb2也與中心軸nb1同樣，可以採用連結圖NG2的頂點與半導體晶圓S2的中心位置之直線。
旋轉偏移量算出部220，透過I/F部230由中心位置偏移量計測裝置2取入的中心位置偏移量，與缺口位置偏移量算出部210算出的差分Z，亦即使用缺口位置偏移量算出旋轉偏移量。使用在前述所示的式A)求出旋轉偏移量的場合，x2為差分Z。如此進行旋轉偏移量算出部220，可以求出旋轉偏移量θ 。
θ=tan-1 {(x2-x1)/(r-d1)}．．．(A)
又，在前述，是以缺口位置偏移量算出部210解析缺口底部NB的位置求出缺口位置偏移量來進行說明，進而藉由也解析缺口肩部NK的位置以求出缺口位置，算出缺口位置偏移量亦可。此處所謂缺口位置，在半導體晶圓S1的場合，是由缺口底部NB1與缺口肩部NK之3點來決定的位置。
然而，攝影機202的焦點被設定於缺口底部NB的場 合，缺口肩部NK會未對準焦點而攝影，所以缺口位置偏移量算出部210有無法正確檢測出缺口肩部NK的位置之可能性。或者是缺口肩部NK的曲率比缺口底部NB的曲率還要大，所以無法正確算出缺口肩部NK附近的面角度θ s，因此也有無法求出缺口肩部NK的正確位置的可能性。
接著，缺口位置偏移量算出部210，對於缺口底部NB的檢測位置與缺口肩部NK的檢測位置賦予權重取平均值。總之，以缺口底部的檢測位置重要度較高，缺口肩部的檢測位置重要度較度的方式取加權平均值，可以算出最佳的缺口位置。
(2-2)使用雷射顯微鏡的方法
圖13係使用雷射顯微鏡取得缺口N的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置1的構成之圖。雷射顯微鏡203相當於缺口形狀取得部200。雷射顯微鏡203，以雷射光源、光學透鏡及受光元件等來構成，被配置於缺口N的開口部正面側，且由貼合晶圓W的外緣部起離開特定間隔的位置。雷射顯微鏡203，使由雷射光源射出的雷射光之中以缺口N反射之光透過光學透鏡以受光元件受光。接著，光電變換以受光元件受光之光，產生使缺口N在視覺上擴大的影像，將該影像往電腦9輸出。
電腦9的缺口位置偏移量算出部210，由雷射顯微鏡203攝影的擴大影像來解析缺口底部NB1與缺口底部NB2 之位置，算出缺口位置偏移量x2。接著，旋轉偏移量算出部220，使用透過I/F部230由中心位置偏移量計測裝置2取入的中心位置偏移量x1，與缺口位置偏移量算出部210算出的缺口位置偏移量x2，使用前述式(A)等算出旋轉偏移量θ 。
以上，如先前所說明的，在(2-1)使用鏡面反射的方法及(2-2)使用雷射顯微鏡的方法的場合，缺口形狀取得部200可以同時取得缺口N1及N2的形狀資訊。因此，缺口位置偏移量算出部210可以由1個形狀資訊來解析半導體晶圓S2對半導體晶圓S1之位置，可以正確地測定由缺口N1到缺口N2為止的距離。亦即，可以精度佳地求出缺口位置偏移量，可以正確算出旋轉偏移量。
(2-3)使用攝影機群的方法
圖14係使用攝影機群取得缺口N的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置1的構成之圖。攝影機204(第1攝影部)及攝影機205(第2攝影部)相當於缺口形狀取得部200。以下，將攝影機204及攝影機205統稱為「攝影機群300」。攝影機群300的各攝影機，於夾著貼合晶圓W在厚度方向(箭頭T方向)相互對向，且分別被配置於從缺口N隔開特定間隔的位置。
總之，攝影機204被配置於半導體晶圓S1側，且由缺口N1起在半導體晶圓S的厚度方向上隔開特定距離的位置而攝影缺口N1。此時，攝影機204的焦點被設定於 缺口N1的外緣部。此外，攝影機205被配置於半導體晶圓S2側，且由缺口N2起在半導體晶圓S的厚度方向上隔開特定距離的位置而攝影缺口N2。此時，攝影機205的焦點被設定於缺口N2的外緣部。接著，攝影機204及205把攝得的影像往電腦9輸出。
半導體晶圓S的表面為鏡面的場合，作為照射半導體晶圓S的光源最好是使用同軸落射光源。藉由使用同軸落射光源，僅有在半導體晶圓S的表面反射的光朝向攝影機群300側，在半導體晶圓S的外緣部或以半導體晶圓S的背景反射的光不會朝向攝影機群300。藉由如此，根據缺口位置偏移量算出部210進行之半導體晶圓S的輪廓抽出之影像處理變得容易。
圖15(a)、(b)係顯示攝影機群300攝影的影像之一例之圖。圖15(a)為攝影機204攝影的影像71，圖15(b)為攝影機205攝得的影像72。缺口位置偏移量算出部210，分別取入攝影機204及205攝影的影像71及72，由兩個影像解析缺口底部NB1及缺口底部NB2的位置，算出位置偏移量。
例如，以紙面左右方向為x軸，以紙面上下方向為y軸時，缺口位置偏移量算出部210由影像71解析缺口底部NB1的位置，將該位置變換為影像內之座標(座標(xa，ya))。同樣地，缺口位置偏移量算出部210由影像72解析缺口底部NB2的位置，將該位置變換為影像內之座標(座標(xb，yb))。接著，缺口位置偏移量算出部 210，將缺口底部NB1的x座標與缺口底部NB2之x座標之差(xa與xb之差)導出為缺口位置偏移量。
又，攝影機204及205，最好是事前預先校準相互之攝影視野之相對關係。例如，將某個物體同時以攝影機204與攝影機205攝影的場合，攝影機204的攝影影像與攝影機205之攝影影像之中心為該物體的中心者為理想。然而，要使攝影機204與攝影機205之位置達到精密之一致是困難的，即使同時攝影相同的物體，亦有攝影機204與攝影機205攝得的影像之物體位置為不同的場合。
在此，預先測定(校準)攝影機204與攝影機205之攝影視野的中心的誤差。接著，缺口位置偏離量算出部210算出缺口位置偏移量時，藉由使用其誤差進行位置補正，可以求出正確的缺口位置偏移量。
(2-4)使用紅外線攝影機的方法
圖16係使用紅外線攝影機取得缺口N的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置1的構成之圖。紅外線攝影機207(紅外線攝影機)與紅外光源206相當於缺口形狀取得部200。紅外線攝影機207與紅外光源206，於夾著貼合晶圓W在厚度方向(箭頭T方向)相互對向，且分別被配置於從缺口N隔開特定間隔的位置。又，在圖16，將紅外線攝影機207配置於半導體晶圓S1側，把紅外光源206配置於半導體晶圓S2側，但相反亦可。
紅外光源206，由半導體晶圓S2側朝向包含缺口N 的貼合晶圓W的外緣部照射紅外光Ir。透過半導體晶圓S的紅外光Ir進入紅外線攝影機207，光電變換產生影像。入射至半導體晶圓S的平面部的紅外光Ir直接透過，但入射至外緣部的紅外光折射或者反射所以不會射入紅外線攝影機207。亦即，缺口位置偏移量算出部210，藉由解析紅外線攝影機207攝影的影像，可以求出半導體晶圓S的外緣部，進而可算出缺口底部NB的位置。
圖17係顯示紅外線攝影機207攝影的影像73之圖。缺口位置偏移量算出部210，由紅外線攝影機207攝影的影像73解析缺口底部NB1及缺口底部NB2的位置，算出位置偏移量。
例如，以紙面左右方向為x軸，以紙面上下方向為y軸時，缺口位置偏移量算出部210由影像73解析缺口底部NB1及NB2的位置，將該位置變換為影像內之座標，求出座標(xc，yc)及座標(xd，yd)。接著，缺口位置偏移量算出部210，將缺口底部NB1的x座標與缺口底部NB2之x座標之差(xc與xd之差)算出為缺口位置偏移量。
以上，如已說明的，在(2-3)使用攝影機群的方法以及(2-4)使用紅外線攝影機的方法，缺口位置偏移量算出部210，缺口形狀取得部200使用由貼合晶圓W之一方面側或兩面側取得的缺口N1及N2的形狀資訊，可以解析半導體晶圓S2對半導體晶圓S1之位置關係，進而可以把缺口N1至缺口N2為止的距離作為缺口位置偏移量 求出。接著，旋轉偏移量算出部220，使用此缺口位置偏移量與中心位置偏移量，可以求出旋轉偏移量。
(貼合晶圓之製造方法)
其次，說明本實施型態之貼合晶圓W之製造方法。本實施型態之貼合晶圓W的製造方法，特徵為使用根據前述旋轉偏移量計測裝置之旋轉偏移量計測方法來品管貼合晶圓W。
在以下的說明，作為貼合晶圓W，採用貼合缺口被形成於外緣部的圓盤狀的半導體基板與缺口被形成於外緣部的圓盤狀的支撐基板而製造的貼合晶圓W。此外，在以下的說明，作為貼合晶圓W，採用CCD或CMOS影像感測器等。
圖18(a)、(b)、(c)係顯示本發明的實施型態之貼合晶圓W的製造步驟之圖。首先，如圖18(a)所示準備半導體基板1801及支撐基板1802。半導體基板1801作為半導體晶圓供給。支撐基板1802也作為同樣的晶圓形狀的基板被供給。
於半導體基板1801使用矽(Si)基板等。於半導體基板1801之第1主面1801a，例如被設有光電二極體等受光部，或者流通藉由受光部受光的訊號之配線層等。
作為支撐基板1802，例如適用玻璃基板等透光性構件。本實施型態之支撐基板1802，也作為設於第1主面1801a的受光部的透光性保護構件來使用。接著，作為支 撐基板1802，例如使用含有硼矽酸玻璃、石英玻璃、蘇打石灰玻璃等的玻璃基板。作為這樣的支撐基板1802，準備與半導體基板1801幾乎同尺寸，或者尺寸稍微大的玻璃基板等，將此配置於半導體基板1801的第1主面1801a上。
其次，如圖18(b)所示在半導體基板1801之除第1主面1801a的受光部之外周區域塗布接著劑層1803。其次，如圖18(c)所示貼合半導體基板1801與支撐基板1802。作為接著劑層1803，採用包含感光性或非感光性的環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂等之接著劑。接著劑層1803適用在真空中之層疊或滾輪塗料等而形成。
半導體基板1801與支撐基板1802，中介著接著劑層1803熱衝壓(真空熱衝壓等)而貼合。
半導體基板1801與支撐基板1802貼合時，使用圖1所示之缺口N。亦即，以設於半導體基板1801的外緣部的缺口N1，與設於支撐基板1802的外緣部之缺口N2重疊的方式，貼合半導體基板1801與支撐基板1802。
其次，如圖19所示，對半導體基板1801實施薄化步驟。亦即，於半導體基板1801，與第1主面1801a相反側之第2主面1801b，藉由機械研磨、化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)、濕式蝕刻、或乾式蝕刻等方式加工，使半導體基板1801的厚度減少而薄化至特定的厚度。
圖20係根據本發明的實施型態之貼合晶圓製造裝置之方塊圖。貼合晶圓製造裝置，除了旋轉偏移量計測裝置1及中心位置偏移量計測裝置2，進而具備貼合部2001及品管部2002。
貼合部2001，係實施圖18(a)、(b)、(c)、圖19所示的貼合步驟之裝置。具體而言，貼合部2001，具備：保持半導體基板1801的第1平台，保持支撐基板1802的第2平台，對半導體基板1801塗布接著劑層1803的塗布機構，定位半導體基板1801的缺口N1及支撐基板1802的缺口N2，貼合半導體基板1801及支撐基板1802的貼合機構等。
品管部2002，例如由電腦構成，判定藉由旋轉偏移量算出部220算出的貼合晶圓W的旋轉偏移量是否為既定值以上。接著，品管部2002在旋轉偏移量為既定值以上的場合，判斷貼合晶圓W為不良品。另一方面，品管部2002在旋轉偏移量未滿既定值的場合，判斷貼合晶圓W為良品。接著，品管部2002判斷貼合晶圓W為不良品的場合，在省略圖式的顯示裝置顯示該貼合晶圓W為不良品，對使用者報知該貼合晶圓W為不良品之事即可。或者，設有分別不良品之貼合晶圓W與良品的貼合晶圓W之省略圖式的分別機構，品管部2002，在此分別機構分撿不良品的貼合晶圓W與良品的貼合晶圓W亦可。
(本發明之技術特徵匯總如下)
根據本發明之一態樣之旋轉偏移量計測裝置，係檢測出缺口被形成於外緣部的圓盤狀基板於該基板的厚度方向上被重疊複數枚而貼合的貼合基板的各基板間的旋轉偏移量之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，具備：取得各基板的中心位置的偏移量亦即中心位置偏移量之中心位置偏移量取得手段，取得各基板的缺口的形狀資訊之缺口形狀取得手段，由前述缺口的形狀資訊求出各基板的缺口位置，由各該缺口位置算出各基板間的缺口位置的偏移量亦即缺口位置偏移量之缺口位置偏移量算出手段，根據前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出各基板間的旋轉偏移量之旋轉偏移量算出手段。
根據此構成的話，藉由缺口形狀取得手段取得構成貼合基板的基板之缺口形狀，由取得的形狀資訊藉由缺口位置偏移量算出手段算出缺口間的位置偏移。接著，藉由旋轉偏移量算出手段使用缺口位置偏移量與基板間之中心位置偏移量算出基板間的旋轉偏移。因此，可以精度佳地求出旋轉偏移量。
又，本發明之基板，係指半導體、玻璃、藍寶石等主要用於電子電路基板的材質所構成的圓盤狀之板。接著，貼合基板除了貼合半導體基板彼此、玻璃基板彼此等相同材質的基板之構成，也包含貼合半導體基板與玻璃基板等不同材質的構成。此外，所謂缺口，是指被形成於基板的外緣部的約略半圓形狀(低窪形狀)的缺口部。
此外，於前述構成，最好是以前述複數基板中的某一 個為基準基板，前述中心位置偏移量取得手段，取得前述基準基板的中心位置亦即基準中心位置與前述基準基板以外的基板的中心位置之間的偏移量作為前述中心位置偏移量；前述缺口位置偏移量算出手段，算出前述基準基板的缺口位置亦即基準缺口位置與前述基準基板以外的基板的缺口位置之間的偏移量作為前述缺口位置偏移量；前述旋轉偏移量算出手段，使用前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出連結了前述基準基板的中心位置及前述缺口位置的直線，與連結了前述基準基板以外的基板的中心位置及缺口位置的直線所成的角度作為前述旋轉偏移量。
例如，考慮貼合基板由2枚基板(基板A及基板B)來構成，以基板A為基準基板的場合。在此場合，首先藉由中心位置偏移量取得手段取得顯示基板A的中心到基板B的中心為止的距離之中心位置偏移量。接著，藉由缺口形狀取得手段取得基板A的缺口形狀資訊與基板B的缺口的形狀資訊。接著，使用各形狀資訊藉由缺口位置偏移算出手段算出顯示基板A的缺口位置至基板B的缺口位置為止的偏移量之缺口位置偏移量。接著，使用中心位置偏移量及缺口位置偏移量，藉由旋轉偏離量算出手段算出連結基板A的中心及缺口位置的直線，與連結基板B的中心及缺口位置的直線之夾角，作為旋轉偏移量。因此，可以精度佳地求出旋轉偏移量。
又，貼合基板以3枚以上的基板(基板A、基板B及基板C)構成，以基板A為基準基板的場合，旋轉偏移量 算出手段只要算出基板A與基板B的旋轉偏移量、基板A與基板C的旋轉偏移量即可。
此外，於前述構成，前述缺口形狀取得手段，以被配置於前述缺口的開口部的正面側，並且同時取得所有的前述基板的缺口的形狀資訊為較佳。
根據此構成，缺口形狀取得手段可以由缺口開口部的正面側同時取得構成貼合基板的所有的基板的缺口的形狀資訊。因此，缺口位置偏移量算出手段可以由同時取得的1個形狀資訊來解析其他基板對基準基板之位置關係。總之，缺口位置偏移量算出手段可以正確地測定基準基板之缺口位置起到其他基板的缺口位置為止的距離(缺口位置偏移量)，可以提高缺口位置偏移量的計測精度。
此外，於前述構成，最好是前述缺口形狀取得手段，具備：沿著前述基板的周向由複數角度照射包含前述缺口的前述基板的外緣部之光源，接收由前述光源射出的光在包含前述缺口的外緣部反射的反射光，把該反射光的亮度資訊作為前述缺口的形狀資訊輸出之攝影部；前述缺口位置偏移量算出手段，由前述亮度資訊求出各基板的缺口位置。
根據此構成的話，缺口位置偏移算出手段，可以使用在包含缺口的基板的外緣部反射的光的亮度資訊解析缺口位置，求出缺口位置偏移量。此外，缺口形狀取得手段，藉由光源與攝影部構成，所以可以比較廉價地實現。
此外，於前述構成，前述缺口形狀取得手段，最好是 由前述缺口的開口部的正面側取得所有的基板的缺口形狀的影像，把取得的影像作為前述形狀資訊輸出的雷射顯微鏡。
根據此構成的話，缺口位置偏移算出手段由雷射顯微鏡取得的缺口形狀的影像解析缺口位置，所以可以正確地求出缺口位置。結果，可以精度佳地算出缺口位置偏移量，可以正確求出旋轉偏移量。
此外，於前述構成，最好是前述缺口形狀取得手段，被配置於夾著前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之一方面側或者兩面側取得前述缺口的形狀資訊。
根據此構成，缺口位置偏移量算出手段，可以使用由貼合基板的一方面側獲兩面側取得的缺口的形狀資訊，解析其他基板對基準基板的位置關係，同時可以測定基準基板之缺口起到其他基板的缺口為止的距離。
此外，於前述構成最好是前述缺口形狀取得手段，具備：被配置於前述基板的厚度方向上由前述缺口隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之前述一方面側攝影前述缺口輸出第1形狀資訊的第1攝影部，被配置於前述基板的厚度方向上由前述缺口隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之另一方面側攝影前述缺口輸出第2形狀資訊的第2攝影部，前述缺口位置偏移量算出手段，由前述第1形狀資訊及前述第2形狀資訊求出各基板的缺口位置。
根據此構成的話，缺口形狀取得手段，藉由從貼合基 板的厚度方向的兩側(總之，由貼合基板的表背方向)攝影基板的缺口形狀，取得缺口的形狀資訊。從而，只要將至少2台攝影機等之攝影部配置於離開缺口特定間隔的位置即可，可以簡單地取得缺口的形狀資訊。
此外，於前述構成，最好是前述缺口形狀取得手段，具備：被配置於前述基板的厚度方向上由前述缺口隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之前述一方面側照射前述缺口的紅外光源，被配置於前述基板的厚度方向上由前述缺口隔著特定間隔的位置，且為前述貼合基板的另一方面側，接受前述紅外光源射出的紅外光之中，透過前述基板的透過光，而將前述透過光的強度資訊作為前述缺口的形狀資訊予以輸出的紅外線攝影機；前述缺口位置偏移量算出手段，由前述強度資訊求出各基板的缺口位置。
基板具有使紅外光透過的性質。利用此性質，使缺口形狀取得手段成為具備紅外光源及紅外線攝影機的構成，可以簡單地取得缺口的形狀資訊。
此外，根據本發明之一態樣之貼合基板的旋轉偏移量計測方法，係檢測出缺口被形成於外緣部的圓盤狀基板於該基板的厚度方向上被重疊複數枚而貼合的貼合基板的各基板間的旋轉偏移量之貼合基板的旋轉偏移量計測方法，具備：取得各基板的中心位置的偏移量亦即中心位置偏移量之中心位置偏移量取得步驟，取得各基板的缺口的形狀資訊之缺口形狀取得步驟，由前述缺口的形狀資訊求出各基板的缺口位置，由各該缺口位置算出各基板間的缺口位 置的偏移量之缺口位置偏移量之缺口位置偏移量算出步驟，以及根據前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出各基板間的旋轉偏移量之旋轉偏移量算出步驟。
根據此構成的話，使用各基板的中心位置偏移量與缺口位置偏移量算出各基板的旋轉偏移量，所以可以精度佳地算出各基板間的旋轉偏移量。
此外，根據本發明之一態樣之貼合基板之製造方法，係貼合缺口被形成於外緣部的圓盤狀的半導體基板與缺口被形成於外緣部的圓盤狀的支撐基板而製造貼合基板的貼合基板之製造方法，具備：以前述缺口重疊的方式貼合前述半導體基板與前述支撐基板之貼合步驟、使用前述旋轉偏離量計測方法計測被貼合前述支撐基板的前述半導體基板的旋轉偏移量之旋轉偏離量計測步驟、以及根據前述旋轉偏移量計測步驟計測的旋轉偏移量，品管前述貼合基板的品管步驟。
根據此構成的話，可以定量地求出貼合基板的旋轉偏移量，由求出的旋轉偏移量來進行貼合基板的品管，所以可精度佳地測定貼合基板是否為不良品。
本發明包含在2011年12月2日對日本特許廳提出申請的特願2011-264281號案及2012年8月17日對日本特許廳提出申請的特願2012-180747號案之內容。
藉由使用圖式提及之一例來記載本發明之內容，但其可以被理解為包含熟悉該項技藝者易於思及之種種變化或修正。亦即，那樣的變更或修正只要沒有偏離申請專利範 圍所定義之本發明的範圍的話，就應該被解釋為包含於本發明之範圍。
1‧‧‧旋轉偏移量計測裝置
2‧‧‧中心位置偏移量計測裝置
3‧‧‧輪廓測定部
4‧‧‧邊緣形狀測定部
5‧‧‧電腦
200‧‧‧缺口形狀取得部
210‧‧‧缺口位置偏移量算出部
220‧‧‧旋轉偏移量算出部
230‧‧‧介面(I/F)部
240‧‧‧控制部
2000‧‧‧貼合晶圓製造裝置
2001‧‧‧貼合部
2002‧‧‧品管部
W‧‧‧貼合晶圓
S1、S2‧‧‧半導體晶圓
O1、O2‧‧‧半導體晶圓中心
N1、N2‧‧‧缺口
NK1、NK2‧‧‧缺口肩部
NB1、NB2‧‧‧缺口底部
圖1係供說明顯示貼合晶圓的各部分的符號之圖。
圖2係供說明旋轉偏移量之圖。
圖3係顯示貼合晶圓的旋轉偏移量計測裝置的電氣構成之方塊圖。
圖4係模式顯示中心位置偏移量計測裝置的全體構成之圖。
圖5係供說明根據輪廓測定部之貼合晶圓的輪廓形狀的測定原理之圖。
圖6係供說明根據邊緣形狀測定部之貼合晶圓的外緣部形狀的測定原理之圖。
圖7係以影像感測器感測之攝影影像之一例以及由該攝影影像抽出輪廓形狀的結果。
圖8係顯示使用鏡面反射取得缺口的形狀資訊，算出旋轉偏移量的場合之旋轉偏移量計測裝置的構成之圖。
圖9係顯示光源由半導體晶圓的中心與包含缺口底部由與厚度方向平行的平面上的位置照射光時之攝影機的攝影影像之一例之圖。
圖10(a)、(b)係供說明顯示光的照射方向等的符號之圖。
圖11係供說明面角度的測定原理之圖。
圖12係顯示根據缺口位置偏移量算出部之演算結果之圖。
圖13係使用雷射顯微鏡取得缺口的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置的構成之圖。
圖14係使用攝影機群取得缺口的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置的構成之圖。
圖15(a)、(b)係顯示攝影機群攝影的影像之一例之圖。
圖16係使用紅外線攝影機取得缺口的形狀資訊的場合之旋轉偏移量計測裝置的構成之圖。
圖17係顯示紅外線攝影機攝影的影像之一例之圖。
圖18(a)、(b)、(c)係顯示本發明的實施型態之貼合晶圓的製造步驟之圖。
圖19係顯示本發明的實施型態之貼合晶圓的製造步驟之圖，為接在圖18(a)、(b)、(c)後之圖。
圖20係根據本發明的實施型態之貼合晶圓製造裝置之方塊圖。
1‧‧‧旋轉偏移量計測裝置
9‧‧‧電腦
200‧‧‧缺口形狀取得部
201‧‧‧光源
202‧‧‧攝影機
B‧‧‧光
E‧‧‧周向
R‧‧‧反射光
W‧‧‧貼合晶圓
S1、S2‧‧‧半導體晶圓
N1‧‧‧缺口
NB1‧‧‧缺口底部

Claims (10)

  1. 一種貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，係檢測出缺口被形成於外緣部的圓盤狀基板於該基板的厚度方向上被重疊複數枚而貼合的貼合基板的各基板間的旋轉偏移量，其特徵為具備：取得各基板的中心位置的偏移量亦即中心位置偏移量之中心位置偏移量取得手段，取得各基板的缺口的形狀資訊之缺口形狀取得手段，由前述缺口的形狀資訊求出各基板的缺口位置，由各該缺口位置算出各基板間的缺口位置的偏移量亦即缺口位置偏移量之缺口位置偏移量算出手段，以及根據前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出各基板間的旋轉偏移量之旋轉偏移量算出手段。
  2. 如申請專利範圍第1項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中以前述複數基板中的某一個為基準基板，前述中心位置偏移量取得手段，取得前述基準基板的中心位置亦即基準中心位置與前述基準基板以外的基板的中心位置之間的偏移量作為前述中心位置偏移量；前述缺口位置偏移量算出手段，算出前述基準基板的缺口位置亦即基準缺口位置與前述基準基板以外的基板的缺口位置之間的偏移量作為前述缺口位置偏移量；前述旋轉偏移量算出手段，使用前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出連結了前述基準基板的中心 位置及前述缺口位置的直線，與連結了前述基準基板以外的基板的中心位置及缺口位置的直線所成的角度作為前述旋轉偏移量。
  3. 如申請專利範圍第1項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，被配置於前述缺口的開口部的正面側，並且同時取得所有的前述基板的缺口的形狀資訊。
  4. 如申請專利範圍第3項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，具備：沿著前述基板的周向由複數角度照射包含前述缺口的前述基板的外緣部之光源，及接收由前述光源射出的光在包含前述缺口的外緣部反射的反射光，把該反射光的亮度資訊作為前述缺口的形狀資訊輸出之攝影部；前述缺口位置偏移量算出手段，由前述亮度資訊求出各基板的缺口位置。
  5. 如申請專利範圍第3項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，係由前述缺口的開口部的正面側取得所有基板的缺口形狀的影像，把取得的影像作為前述形狀資訊輸出的雷射顯微鏡。
  6. 如申請專利範圍第1項之貼合基板的旋轉偏移量計 測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，被配置於夾著前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之一方面側或者兩面側取得前述缺口的形狀資訊。
  7. 如申請專利範圍第6項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，具備：被配置在由前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之前述一方面側攝影前述缺口而輸出第1形狀資訊的第1攝影部，及被配置在由前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之前述另一方面側攝影前述缺口而輸出第2形狀資訊的第2攝影部；前述缺口位置偏移量算出手段，由前述第1形狀資訊及前述第2形狀資訊求出各基板的缺口位置。
  8. 如申請專利範圍第6項之貼合基板的旋轉偏移量計測裝置，其中前述缺口形狀取得手段，具備：被配置在由前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著特定間隔的位置，由前述貼合基板之前述一方面側照射前述缺口的紅外光源，及被配置在由前述缺口於前述基板的厚度方向上隔著前述特定間隔的位置，且為前述貼合基板的前述另一方面側，接受前述紅外光源射出的紅外光之中，透過前述基板的 透過光，而將前述透過光的強度資訊作為前述缺口的形狀資訊予以輸出的紅外線攝影機；前述缺口位置偏移量算出手段，由前述強度資訊求出各基板的缺口位置。
  9. 一種貼合基板的旋轉偏移量計測方法，係檢測出缺口被形成於外緣部的圓盤狀基板於該基板的厚度方向上被重疊複數枚而貼合的貼合基板的各基板間的旋轉偏移量，其特徵為具備：取得各基板的中心位置的偏移量亦即中心位置偏移量之中心位置偏移量取得步驟，取得各基板的缺口的形狀資訊之缺口形狀取得步驟，由前述缺口的形狀資訊求出各基板的缺口位置，由各該缺口位置算出各基板間的缺口位置的偏移量亦即缺口位置偏移量之缺口位置偏移量算出步驟，以及根據前述中心位置偏移量及前述缺口位置偏移量，算出各基板間的旋轉偏移量之旋轉偏移量算出步驟。
  10. 一種貼合基板之製造方法，係貼合缺口被形成於外緣部的圓盤狀的半導體基板與缺口被形成於外緣部的圓盤狀的支撐基板而製造貼合基板，其特徵為具備：以前述缺口重疊的方式貼合前述半導體基板與前述支撐基板之貼合步驟、使用申請專利範圍第9項之旋轉偏離量計測方法計測被貼合前述支撐基板的前述半導體基板的旋轉偏移量之旋轉偏離量計測步驟、以及 根據前述旋轉偏移量計測步驟計測的旋轉偏移量，品管前述貼合基板的品管步驟。
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