TWI478271B - Substrate bonding device and substrate bonding method - Google Patents

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Description

基板貼合裝置及基板貼合方法
本發明係關於一種基板貼合裝置及基板貼合方法，更詳細而言，係關於將二片基板對準而貼合之基板貼合裝置及基板貼合方法。
近年來，通信、資訊處理之內容從文字資訊複雜化成圖像、聲音及動畫，需要以高速傳送並處理大容量之資訊。因而，如在行動電話、筆記型個人電腦、聲頻機器、數位相機等攜帶型之電子機器的製造領域，為了對應於電子機器之更加高功能化與小型化，而進行使用於電子機器之半導體器件的組裝技術之改良。
因而，近年來，半導體器件之組裝技術，從平面性配置複數半導體晶片的二維排列組裝，進步到立體堆疊之三維疊層組裝。藉此，半導體晶片間之配線縮短，半導體器件之動作速度提高，並且搭載於1個半導體器件之電路元件的組裝面積效率大幅提高。
此外，為了提高製造成本之效益，半導體器件之組合(封裝)技術，不再是晶片程度之組合技術，而發展到晶圓程度之組合技術，亦即不再使形成了複數電路元件之半導體基板(晶圓)單片化成晶片，而保持晶圓之狀態下，可執行至再配線、樹脂密封、端子加工之組合程序，最後單片化而組合器件的技術。
在此種背景下，開發出貼合二片半導體晶圓等之基板的基板貼合裝置。此時，二片半導體晶圓係形成於此等表面上之複數電極彼此接合而貼合。因此，在基板貼 合裝置中半導體晶圓之對準(Alignment)技術，係最重要的1個技術。
先前，對準技術如揭示於專利文獻1，係採用在使二片之半導體晶圓的表面相對狀態下，如藉由使用二視野相機或二視野顯微鏡，檢測設於保持二片半導體晶圓之保持器的基準標記，而對準二片半導體晶圓之位置的方法。然而，因為半導體晶圓逐年大直徑化如8吋、12吋，所以將保持半導體晶圓之保持器安裝於基板貼合裝置時，在半導體晶圓與以靜電吸附等保持該半導體晶圓的保持器之間有可能產生位置偏差。而該位置偏差會成為不可忽略之程度的對準誤差的主要因素。
[專利文獻1]國際公開第2005/067046號案
本發明第一態樣提供一種基板貼合裝置，係貼合二片基板之基板貼合裝置，且具備：第一載台，其係保持前述二片基板之一方；第二載台，其係在可與前述一方基板相對之方向保持前述二片基板之另一方，並且至少可在二維平面內移動；位置計測組，其係計測前述第二載台之至少前述二維平面內的位置資訊；第一檢測組，其係可檢測包含保持於前述第二載台之基板的標記之對象標記；及第二檢測組，其係搭載於前述第二載台，而可檢測包含保持於前述第一載台之基板的標記之對象標記。
此時，基板除了半導體晶圓等之基板外，係亦包含半導體晶片，此外，不限於單層之半導體晶圓(或是單 層之半導體晶片)，係亦包含複數半導體晶圓(複數半導體晶片)堆疊後之基板的概念。本說明書按照該定義而使用基板之用語。
藉此，二片基板分別被第一及第二載台所保持。此外，保持於第一載台之基板的標記，可藉由搭載於在二維平面內移動之第二載台的第二檢測組來檢測，並且保持於第二載台之基板的標記可藉由第一檢測組檢測。此外，藉由位置計測組而計測第二載台之至少二維平面內的位置資訊。因此，使用藉由第二檢測組檢測保持於第一載台之基板標記的結果、藉由第一檢測組檢測保持於第二載台之基板標記的結果、與各標記檢測時之位置計測組的計測結果，可精確對準二片基板而貼合。
本發明第二態樣提供一種第一基板貼合方法，係貼合二片基板之基板貼合方法，且包含：第一程序，其係使前述二片基板之一方的第一基板保持於第一構件；第二程序，其係使前述二片基板之另一方的第二基板保持於至少可在前述第一構件相對之二維平面內移動的第二構件；第三程序，其係使用第一檢測組與搭載於前述第二構件之第二檢測組，分別檢測共通之基準標記；第四程序，其係使用前述第一檢測組檢測保持於前述第二構件之前述第二基板的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之前述第二構件的位置資訊；第五程序，其係使用前述第二檢測組檢測保持於前述第一構件之前述第一基板的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之前述第二構件的位置資訊；及第六程序，其係依據前述第三、第四及第五程序之結果，重疊前述二片基板。
藉此，使第一、第二基板分別保持於第一構件，與 至少可在第一構件相對之二維平面內移動的第二構件。而後，使用第一、第二檢測組檢測共通之基準標記。此外，使用第一檢測組檢測保持於第二構件之第二基板的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之第二構件的位置資訊。此外，使用第二檢測組檢測保持於第一構件之第一基板的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之第二構件的位置資訊。而後。依據藉由第一、第二檢測組檢測基準標記之結果、藉由第一檢測組檢測複數對準標記之結果及檢測時之第二構件的位置資訊、與藉由第二檢測組檢測複數對準標記之結果及檢測時之第二構件的位置資訊，重疊二片基板。藉此，可在精確對準之狀態下貼合二片基板。
本發明第三態樣提供一種第二基板貼合方法，係貼合二片基板之基板貼合方法，且包含：第一程序，其係使前述二片基板中之一方的第一基板在第一構件中，平行地保持於特定之二維平面；第二程序，其係計測包含保持於前述第一構件之前述第一基板在前述二維平面內之旋轉方向的位置資訊；第三程序，其係在前述第二程序之後，使前述二片基板中之另一方的第二基板保持於可在前述二維平面內移動之第二構件；及第四程序，其係調整保持於前述第二構件之前述第二基板對保持於前述第一構件之前述第一基板的相對位置，而貼合兩基板。
藉此，計測包含保持於第一構件之第一基板在前述二維平面內之旋轉方向的位置資訊後，使第二基板保持於前述二維平面內移動之第二構件，其後，調整保持於第二構件之第二基板對保持於第一構件之第一基板的 相對位置，而貼合兩基板。因而，考慮包含保持於第一構件之第一基板在前述二維平面內之旋轉方向的位置資訊之計測結果，可在調整第二基板之位置的狀態下，使第二基板保持於第二構件，或是，亦可在將第二基板搭載於第二構件後，調整第二基板之位置。任何一種方式均可精確地對準二片基板而貼合。
 《第一實施形態》
以下，就本發明之第一實施形態，依據第一圖~第十四圖作說明。第一圖概略顯示第一實施形態之基板貼合裝置100的結構。
基板貼合裝置100如後述設有第一標記檢測組M1及干擾儀系統40(參照第一圖、第二圖)。以下將與第一標記檢測組M1之光軸(與檢測中心一致)OM1 平行之方向作為Z軸方向，在與光軸OM1 正交之面內，將第一圖中之紙面內左右方向作為X軸方向，將紙面正交方向作為Y軸方向，並將X軸、Y軸及Z軸周圍之旋轉(傾斜)方向分別作為θx、θy、θz方向進行說明。另外，將後述之基準面SM 內之基準軸OX 與基準軸OY1 分別作為X,Y軸的XY座標組作為基準座標組(參照第二圖)。
基板貼合裝置100具備：框架10、第一平臺裝置20、載台裝置30、干擾儀系統40及基準標記裝置50，以及第一、第二標記檢測組M1、M2等。
框架10具備：水平(與地面F平行地)配置於與XY平面平行之地面F的上方之頂板部12，及從下方支撐頂板部12之複數支，如四支腳部11(第一圖中紙面 內側之腳部未顯示於圖)。此外，在地面F上水平地(與地面F平行地)設置載台平臺13。
從頂板部12之下面的中央離開特定距離之－X側的位置，朝下方(－Z方向)固定前述之第一標記檢測組M1。標記檢測組M1在此藉由具有指標之顯微鏡(或照像裝置)而構成。在此，標記檢測組M1係以通過其檢測中心(指標中心)之中心軸OM1 與後述之基準面SM 正交的方式，固定於頂板部12之下面。標記檢測組M1之聚焦點，亦即檢測檢測對象物之檢測點調整成位於基準面SM 上。本實施形態之基板貼合裝置100，其貼合對象之二片半導體晶圓(以下簡稱為晶圓)W1,W2在包含標記檢測組M1之檢測點的XY平面(水平面)，亦即在基準面SM ，彼此表面成為一致地重疊。換言之，本實施形態所謂基準面SM 係指第一標記檢測組M1之檢測面，且係晶圓W1,W2之重疊基準面。
在標記檢測組M1之內部的像面或是其共軛面設置指標，其指標中心成為標記檢測組M1之檢測中心。因此，標記檢測組M1在檢測視野(檢測區域)內定位對象標記時，可計測將指標中心(亦即中心軸OM1 )作為基準之對象標記的XY位置。此時，由於標記檢測組M1之光學系的光軸OM1 通過指標中心，因此，亦將光軸OM1 稱為中心軸OM1 或指標中心OM1 。
第一平臺裝置20設於從頂板部12之下面中央離開一些的＋X側之位置。第一平臺裝置20具備：水平地配置於頂板部12下方之第一平臺T1；及將第一平臺T1懸掛支撐於頂板部12之下方，並且在垂直方向(Z軸方向)驅動之第一平臺驅動裝置21。第一圖係經由晶圓保 持器(以下簡稱為保持器)H1而將晶圓W1安裝於第一平臺T1。此時，晶圓W1如藉由靜電吸附而保持於保持器H1，保持器H1如藉由真空吸附而保持於第一平臺T1。不過並不限於此，第一平臺裝置20亦可藉由靜電吸附或廠商之保持機構而將保持器H1保持於第一平臺，亦可藉由真空吸附而將晶圓W1保持於保持器H1。不過如後述，考慮在貼合後將保持器H1輸送至加熱化裝置時，保持器H1之開口部最好是盡量能達到無。
第一平臺驅動裝置21在保持於第一平臺T1之晶圓W1的表面與基準面SM 一致的位置(第一位置)與該第一位置上方(＋Z方向)之第二位置(退開位置)之間驅動第一平臺T1。
載台裝置30具備：在載台平臺13上，可以特定行程移動於X軸方向及Y軸方向，且亦可在θz方向微小旋轉的載台ST；設置於載台ST上之第二平臺驅動裝置31；藉由第二平臺驅動裝置31大致水平支撐之第二平臺T2；及設置於該第二平臺T2之晶圓放置部32。
載台ST經由設於其底面之複數非接觸軸承，如經由空氣軸承而浮起支撐於載台平臺13上，並藉由包含線性馬達等之載台驅動裝置15(參照第五圖)，沿著載台平臺13之上面(導引面)而驅動於X軸方向、Y軸方向及θz方向。另外，載台驅動裝置15之結構不限於線性馬達，亦可使用回轉馬達與滾珠絲杠(或進給螺絲)之組合，或是平面馬達等任何型式之驅動裝置。
第二平臺驅動裝置31藉由分別設置於沒有在載台ST上面之同一直線上的三個點之三個Z驅動部33(參照第二圖)而構成。三個Z驅動部33如分別具有音圈 馬達等之致動器，而3點支撐第二平臺T2，以各支撐點微小驅動於Z軸方向。因此，藉由三個Z驅動部33構成將第二平臺T2微小驅動於Z軸方向、θx方向及θy方向的Z傾斜驅動機構。
晶圓放置部32可藉由未顯示於圖之驅動機構而微小旋轉於θz方向，且亦稱為θz臺。在晶圓放置部32上，如藉由靜電吸附而保持晶圓W2之第二感測器，與保持器H1相對(朝上)如藉由真空吸附而保持。亦即，在晶圓放置部32之上面，經由保持器H2而保持晶圓W2。
藉由上述之載台裝置30的結構，第二平臺T2可驅動於全部6個自由度(X,Y,Z,θx,θy,θz)方向。亦即，保持於第二平臺T2之晶圓W2可移動於全部6個自由度方向。另外，第二平臺T2藉由第二平臺驅動裝置31，可在包含保持於第二平臺T2之晶圓W2表面與基準面SM 一致之第二平臺T2的位置之Z軸方向的特定範圍內驅動。
此外，如第一圖所示，在第二平臺T2上面之－X方向的端部附近，朝上方(朝向＋Z方向)搭載有第二標記檢測組M2。本實施形態由於第二標記檢測組M2被固定於第二平臺T2，因此載台裝置30在XY平面內移動時，第二標記檢測組M2亦與該載台裝置30一體地移動。以下，除了特別需要之情況外，就第二標記檢測組M2之移動省略，而僅就載台裝置30之移動作說明。另外，第二圖中之第二標記檢測組M2係位於後述之基準標記板51的下方(第二圖中之紙面內側)。
第二標記檢測組M2藉由與第一標記檢測組M1同 樣之顯微鏡(或是照像裝置)而構成。標記檢測組M2在第二平臺T2上面於XY平面(及基準面SM )成為平行之姿勢(以下，簡稱為基準姿勢)中設定第二平臺T2之姿勢時，以通過其檢測中心(指標中心)之中心軸(光軸)OM2 與基準面SM 正交之方式而固定於載台ST上。因此，中心軸OM2 於第二平臺T2在基準姿勢時，係與前述之中心軸OM1 平行。
此外，在標記檢測組M2之內部的像面或其共軛面上設置指標，其指標之中心成為標記檢測組M2之檢測中心。標記檢測組M2在以其聚焦點，亦即檢測檢測對象物之檢測點位於基準面SM 上之方式，調整第二平臺T2之Z軸方向位置的狀態下，於其檢測視野(檢測區域)內定位對象標記時，可計測將指標中心(亦即中心軸OM2 )作為基準之對象標記的XY位置。此時，由於標記檢測組M2之光學系統的光軸OM2 通過指標中心，因此，亦將光軸OM2 稱為中心軸OM2 或指標中心OM2 。
另外，第一圖及第二圖所示之狀態，係以第二標記檢測組M2之中心軸OM2 與第一標記檢測組M1之中心軸OM1 一致的方式，更正確而言，係標記檢測組M1,M2之檢測視野如約在100nm之範圍內一致的方式，來定位載台裝置30(載台ST)。
另外，為了進行後述之對準計測，而載台裝置30移動之移動行程，須為第二平臺T2之X軸及Y軸方向的寬度之至少2.5倍~3倍程度。具體而言，X軸方向之移動行程約100~120cm時，係對第二平臺T2之X軸方向的長度，如約40cm充分長地設定。不過，第一圖基於作圖之需要，載台平臺13之X軸方向的長度比實際 短，此外，將後述之X干擾儀40X之安裝位置靠近第二平臺T2來描繪。
在第二平臺T2上面之－X端部、＋Y端部，如第二圖所示，在第二平臺T2上面分別垂直地固定有：由具有垂直於X軸之反射面的平面反射鏡構成之X移動鏡42X，及具有垂直於Y軸之反射面的平面反射鏡構成的Y移動鏡42Y。移動鏡42X,42Y用於藉由干擾儀系統40(參照第五圖)計測第二平臺T2(載台裝置30)之位置時。另外，除了移動鏡42X,42Y之至少一方之外，亦可將第二平臺T2之端面實施鏡面加工，而形成反射面(相當於移動鏡之反射面)。
如第二圖所示，干擾儀系統40包含：X干擾儀40X、與第一及第二Y干擾儀40Y1,40Y2，來計測第二平臺T2(載台裝置30)在XY平面內之位置(X,Y,θz)。
如第一圖及第二圖所示，X干擾儀40X以平面觀察(從＋Z方向觀察)，從平行於X軸之基準軸OX ，在±Y方向隔以相同距離，而將平行於二條X軸之測長光束IBXB ,IBXM 沿著同一個XY面上的光程，照射於X移動鏡42X。另外，第一圖之測長光束IBXB ,IBXM 重疊於紙面垂直方向。此外，X干擾儀40X將從測長光束IBXB ,IBXM 之光程於－Z方向離開特定距離，且以平面觀察，沿著平行於沿著基準軸OX 之X軸的光程，將測長光束IBXL 照射於X移動鏡42X(參照第一圖、第二圖)。再者，如第一圖所示，X干擾儀40X在設於第一標記檢測組M1之側面的X參照鏡42XS 上照射平行於X軸之參照光束IBXS 。而後，X干擾儀40X分別接收測長光束IBXB ,IBXM ,IBXL 及參照光束IBXS 的反射光，將X參照 鏡42XS 之X軸方向的位置(X位置)作為基準，計算出在X移動鏡42X反射面上之測長光束IBXB ,IBXM ,IBXL 的各個照射點之X位置。另外，基準軸OX 及測長光束IBXL 之光程分別與中心軸(光軸)OM1 正交。
如第二圖所示，第一Y干擾儀40Y1沿著平面觀察，在與平行於Y軸之基準軸OY1 重疊的Z軸方向離開特定距離之二條光程，將測長光束IBY1U ,IBY1L (測長光束IBY1L 在第二圖係重疊於測長光束IBY1U )照射於Y移動鏡42Y。第一Y干擾儀40Y1進一步將平行於Y軸之參照光束(未顯示於圖)照射於設置於第一標記檢測組M1之側面的參照鏡(未顯示於圖)。而後，第一Y干擾儀40Y1分別接收測長光束IBY1U 、IBY1L 及參照光束之反射光，將參照鏡之Y軸方向的位置(Y位置)作為基準，求出在Y移動鏡42Y之反射面上之測長光束IBY1U 、IBY1L 各個照射點之Y位置。另外，基準軸OY1 、測長光束IBY1L 分別在中心軸(光軸)OM1 上之點與基準軸OX 、測長光束IBXL 之光程正交。此外，測長光束IBY1U 之光程在中心軸(光軸)OM1 上之點與位於與測長光束IBXB ,IBXM 同一個XY平面上之平行於基準軸OX 的軸正交。
同樣地，第二Y干擾儀40Y2沿著以平面觀察，在與平行於Y軸之基準軸OY2 重疊的Z軸方向離開特定距離之二條光程，將測長光束IBY2U ,IBY2L (測長光束IBY2L 在第二圖係重疊於測長光束IBY2U )照射於Y移動鏡42Y。第二Y干擾儀40Y2內藏有參照鏡，在其參照鏡上照射參照光束。而後接收測長光束IBY2U 、IBY2L 及參照光束之反射光，將參照鏡之Y位置作為基準，求 出在Y移動鏡42Y之反射面上之Y測長光束IBY2U 、IBY2L 各個照射點之Y位置(亦即，與測長光束IBY2U 、IBY2L 之光程長大致一致)。基準軸OY2 從基準軸OY1 在＋Z方向離開與關於第二標記檢測組M2(之檢測中心)與晶圓W2(之放置中心)的X軸方向之離開距離相同程度。另外，基準軸OY2 、測長光束IBY2L 分別與基準軸OX 、測長光束IBXL 之光程正交。此外，測長光束IBY2U 之光程在位於與測長光束IBXB ,IBXM 同一個XY平面上之平行於基準軸OX 的軸正交。另外，第二Y干擾儀40Y2亦可使用與第一Y干擾儀40Y1同樣之干擾儀，並且以懸掛於頂板部12之狀態下固定其干擾儀用之參照鏡。
另外，第二圖所示之狀態下，Y干擾儀40Y1之測長光束IBY1U 、IBY1L 及Y干擾儀40Y2之測長光束IBY2U 、IBY2L 兩者係照射於Y移動鏡42Y，不過依第二平臺T2(載台裝置30)之X位置，如第二平臺T2從第二圖所示之狀態移動於－X方向或＋X方向時，會產生在Y移動鏡42Y上僅分別照射，Y干擾儀40Y1之測長光束IBY1U 、IBY1L 或是僅照射Y干擾儀40Y2之測長光束IBY2U 、IBY2L 的狀況。因此，控制裝置120(參照第五圖)依第二平臺T2之X位置，而從二個Y干擾儀40Y1,40Y2之中，選擇測長光束照射於Y移動鏡42Y之干擾儀來使用。此時，第二平臺T2移動於X軸方向情況下，由干擾儀系統40計測之第二平臺T2的Y位置須形成連續之值。因此，控制裝置120在來自鄰接之二個Y干擾儀之測長光束同時照射於Y移動鏡42Y的狀態下，在鄰接之Y干擾儀間進行計測值之繼續及使用之干擾儀的切換(連繫處理)。
而後，控制裝置120依據X干擾儀40X之計測結果，亦即與測長光束IBXB ,IBXM 之照射點的X位置之計測結果的平均值之差，算出第二平臺T2之X位置與θz方向之位置(旋轉角θz)。此外，控制裝置120依據第二平臺T2之X位置(或是測長光束IBXB ,IBXM 之任何一個照射點之X位置的計測結果)與測長光束IBXL 之照射點的X位置之計測結果之差，算出第二平臺T2之θy方向的位置(旋轉角θy)。此外，控制裝置120從第一及第二Y干擾儀40Y1,40Y2之計測結果，亦即從測長光束IBY1U ,IBY2U 之照射點的Y位置之計測結果，算出第二平臺T2之Y位置。此外，控制裝置120分別依據測長光束IBY1U ,IBY1L 之照射點的Y位置之計測結果的差，及測長光束IBY2U 、IBY2L 之照射點的Y位置之計測結果的差，算出第二平臺T2之θx方向的位置(旋轉角θx)。
另外，Y干擾儀40Y1,40Y2係藉由控制裝置120，依第二平臺T2(載台裝置30)之X位置，而在鄰接之Y干擾儀間進行上述之連繫處理，以下若無特別需要，省略該連繫處理之說明。
如第一圖所示，基準標記裝置50具有：標記板51，與驅動其之標記板驅動裝置52。
本實施形態之基板貼合裝置100，由於係使用相對之標記檢測組M1,M2同時檢測基準標記之表面與背面，因此標記板對於標記檢測組之光軸的正交度不足時，有需要採取以Harbing效應來有效的抑制或防止發生檢測誤差的對策。因此，本實施形態採用隔膜方式之標記板51。
第三A圖~第三C圖中顯示隔膜方式之標記板51。其中，在第三A圖中顯示標記板51之平面圖，在第三B圖中顯示標記板51之底視圖，在第三C圖中，標記板51在第三A圖中之A－A線剖面省略一部分，而與第一、第二標記檢測組M1、M2一起顯示。
由綜合第三B圖及第三C圖可瞭解，標記板51具備：在一端部附近錐狀地形成內周面，一邊形成如1mm程度之大致正方形開口的特定厚度(如1~2mm)之板狀的由矽Si構成之基礎構件57；及貼合於基礎構件57上面之特定厚度(如1μm以下)之隔膜狀的標記構件54。標記構件54在此如第三C圖所示，如由：氮化矽(SiN)構成之光透過膜56，與堆疊於該光透過膜56之＋Z側之面(與基礎構件57相反側之面)的遮光膜55而構成。遮光膜55可使用由各種原料構成的薄膜，而在此，係以使用鉭Ta為例作為原料。遮光膜55中，如第三A圖及第三B圖所示，在基礎構件57之開口部分形成由十字狀之細縫構成的基準標記FM。基準標記FM之細縫，其長度如為數100μm，寬度為20~30μm程度。此時，光透過膜56亦兼遮光膜55之補強構件的角色。因此，即使形成基準標記FM，只要可充分確保遮光膜55之強度，亦可僅藉由遮光膜55構成標記構件。
如第三C圖所示，基準標記FM可從標記構件54之一面側(＋Z側)使用第一標記檢測組M1，從另一面側(－Z側)使用第二標記檢測組M2同時檢測。此時，所謂藉由標記檢測組檢測對象標記，係指在標記檢測組之檢測視野內，將對象標記對焦(使標記之檢測面與標記檢測組之交點大致一致)而定位，計測將標記檢測組 之指標中心為基準之對象標記的位置。
本實施形態之第一標記檢測組M1，如後述，除了基準標記FM之外，亦用於檢測晶圓W2之對準標記。因而，第一標記檢測組M1係使用藉由接收從光源發出之探測光於對象標記的來自對象標記之反射光(基準標記FM時，係來自光透過膜56之反射光)，而檢測標記的型式之顯微鏡(或照像裝置)。因而，第一標記檢測組M1之探測光的波長，選擇對光透過膜56之透過率未達60%(反射率為40%以上)之波長。換言之，係使用發出此種波長之光的光源。
同樣地，第二標記檢測組M2如後述，除了基準標記FM之外，亦用於檢測晶圓W1之對準標記。因而，第二標記檢測組M2係使用與第一標記檢測組M1同樣結構之顯微鏡(或照像裝置)。
另外，第一標記檢測組M1及/或第二標記檢測組M2係僅檢測基準標記FM者時，僅檢測其基準標記FM之檢測組亦可使用經由基準標記FM(遮光膜55之細縫及光透過膜56)，接收來自另一方之顯微鏡的探測光，而檢測基準標記FM的型式之顯微鏡。不過，第一標記檢測組M1僅檢測基準標記FM情況下，需要另行設置檢測晶圓W2之對準標記用的檢測組，第二標記檢測組M2僅檢測基準標記FM情況下，需要另行設置檢測晶圓W1之對準標記用的檢測組。
第三C圖係隔膜狀之標記構件54與標記檢測組M1,M2之中心軸OM1 ,OM2 正交，且標記之檢測面與兩標記檢測組M1,M2之探測光的焦點(亦即檢測點)一致，而將標記板51與第二標記檢測組M2定位。此時，對標 記檢測組M1,M2之焦點深度，可完全忽略標記構件54(正確係指光透過膜56)的厚度。第三C圖基於圖示之需要，係圖示比實際厚的標記構件54(光透過膜56)。在第三C圖所示之最佳聚焦狀態下，標記檢測組M1,M2之框體(鏡筒)與基準標記FM之檢測面(光透過膜56之上面)的距離如約7mm，標記檢測組M1,M2之框體端部間的離開距離如約14mm。
另外，除了上述基準標記FM之外，如第三D圖所示，亦可將由概略十字狀地配置之四個長方形狀的細縫構成之基準標記FM’形成於遮光膜55。此外，該基準標記FM’由於十字中央的部分成為殘留部，因此可確保充分強度之信賴性高。因此，亦可直接形成於如特定厚度(如1~2mm)之板狀的矽Si。不過，如此一來，第一、第二標記檢測組需要分別設置接收基準標記FM’檢測專用之透過光的型式之檢測組。
第一、第二標記檢測組M1,M2亦分別用於檢測晶圓W2,W1的對準標記，檢測此等對準標記時，載台裝置30藉由控制裝置120(參照第五圖)而從第一標記檢測組M1之一側向另一側而移動於X軸方向。該載台裝置30移動時，為避免成為干擾，需要使標記板51從第一圖所示之可藉由標記檢測組M1,M2同時檢測基準標記FM之位置退開。因而，本實施形態設有驅動標記板51之標記板驅動裝置52。另外，將可藉由標記檢測組M1,M2同時檢測基準標記FM之標記板51的位置稱為檢測位置，並將退開之位置稱為退開位置。
第四A圖~第四F圖中顯示有三種標記板驅動裝置作為例子。在此，為了識別，而使用符號52A、52B、 52C來說明三種標記板驅動裝置。
第四A圖及第四B圖中顯示有滑動式之標記板驅動裝置52A。標記板驅動裝置52A經由內藏於本體之驅動機構(未顯示於圖)，使標記板51如第四A圖所示地，從基準標記FM定位於第一標記檢測組M1之檢測視野內的位置(亦即檢測位置)滑動於箭頭方向(＋X方向)，並如第四B圖所示，收納於標記板驅動裝置52A之內部。而後，於收納後，藉由標記板驅動裝置52A上昇(移動於＋Z方向)，標記板51向退開位置退開。
第四C圖及第四D圖中顯示折疊式之標記板驅動裝置52B。標記板驅動裝置52B如第四C圖所示將在檢測位置之標記板51經由驅動機構(未顯示於圖)而折疊於箭頭方向，並如第四D圖所示，如使用真空吸附或卡鎖將標記板51固定於標記板驅動裝置52B之側面。固定後，藉由標記板驅動裝置52B上昇(移動於＋Z方向)，標記板51向退開位置退開。
第四E圖及第四F圖中顯示旋轉式之標記板驅動裝置52C。標記板驅動裝置52C如第四E圖所示，標記板51與圓筒狀之標記板驅動裝置52C一體化。在檢測位置之標記板51藉由標記板驅動裝置52C在箭頭方向θz旋轉，而在標記板驅動裝置52C之中心軸周圍旋轉。而後，旋轉後，如第四F圖所示，藉由標記板驅動裝置52C上昇(移動於＋Z方向)，標記板51向退開位置退開。
標記板驅動裝置52A~52C均可藉由與上述相反之程序，而使標記板51從退開位置移動至檢測位置。
另外，本實施形態係將標記板驅動裝置52(52A~52C之任何一個)懸掛於頂板部12而固定，但不限於此，如 上述，可使標記板51在檢測位置與退開位置之間移動時，亦可任意選擇其設置位置。例如亦可固定於載台ST上或第二平臺T2。後者的優點是至少可調整標記板51之至少Z軸方向的位置。
第五圖中顯示基板貼合裝置100之控制系的主要結構。該控制系係以由統籌控制裝置全體之微電腦(或工作站)構成的控制裝置120為中心而構成。另外，如第五圖所示，基板貼合裝置100預備性地具備：計測第二平臺T2之Z位置及傾斜(θx,θy)的Z．傾斜計測組60，及計測安裝於第一及第二平臺T1,T2之二片晶圓間的離開距離之離開距離計測組61。
其次，本實施形態之基板貼合裝置100進行的基板貼合方法，按照顯示基板貼合方法之一種程序的第六圖之流程圖，且適宜參照第七圖~第十四圖作說明。此時，基板貼合裝置100為具備前述之折疊式的標記板驅動裝置52B(參照第四C圖及第四D圖)者。另外，將第一標記檢測組M1之指標中心(中心軸)OM1 作為基準之第二標記檢測組M2的指標中心(中心軸)OM2 之位置，定義為經由第二平臺T2而搭載了第二標記檢測組M2之載台ST(載台裝置30)的XY位置rST (＝(XST ,YST ))。另外，由於第六圖之流程圖所示的步驟S0之第二標記檢測組M2的誤差修正，係依需要而進行的處理，因此，該步驟S0在以後作說明。此外，以下說明之載台ST(載台裝置30)的XY位置，以第一標記檢測組M1之指標中心(中心軸)OM1 作為基準的基準座標組上作定義。
第七圖中顯示開始一連串基板貼合程序之前的基 板貼合裝置100之狀態。該第七圖之狀態，係第一及第二平臺T1,T2上尚未安裝晶圓。載台裝置30待機於待機位置(由於在該待機位置，如後述地係進行對第二平臺T2上之載入晶圓，因此，以下亦稱為載入位置)。此外，第一平臺T1退開於第二位置。基板貼合裝置100在該狀態下進行以下之準備處理。控制裝置120在以後通過基板貼合方法之全部程序，使用干擾儀系統40計測載台裝置30在XY平面內之位置資訊(XY位置rST )。
控制裝置120在步驟S1之前，重設計測載台裝置30(第二平臺T2)在XY平面內之位置資訊的干擾儀系統40。但於待機位置，基準座標組中之基準點(第一標記檢測組M1之中心軸OM1 )與載台裝置30之位置關係，係機械性一意的固定。此外，控制裝置120如第八圖所示，係經由第一平臺驅動裝置21而將第一平臺T1驅動於第八圖中之實心箭頭指示的－Z方向，而位於前述第一位置。
《步驟S1》
在第六圖之步驟S1中，晶圓W1藉由控制裝置120而安裝於第一平臺T1。具體而言，首先控制裝置120使用未顯示於圖之輸送系的輸送構件(如機器人手臂)而將保持器H1輸送至第八圖所示之位置，並經由真空吸盤(未顯示於圖)而藉由真空吸附使保持器H1保持於第一平臺T1上。其次，控制裝置120經由未顯示於圖之預對準裝置，進行晶圓W1之預對準(外形基準之對準(中心位置及θz旋轉之調整)。其次，控制裝置120使用輸送構件將其預對準後之晶圓W1送至未顯示於圖之反轉裝置。晶圓W1藉由該反轉裝置而反轉表面與背 面。控制裝置120將其反轉後的晶圓W1使用輸送構件輸送至保持器H1之下方，並藉由靜電吸附而保持於保持器H1。藉此，晶圓W1係將其表面朝向下方(－Z方向)且水平地保持於第一平臺T1。另外，晶圓W1之表面(下面)定位於基準面SM 上。
《步驟S2》
第六圖之步驟S2，係藉由控制裝置120執行對安裝於第一平臺T1後之晶圓W1的搜索對準。此時在晶圓W1之表面，如與第二圖所示之晶圓W2同樣地，在其周緣附近的照射區域附近，形成有複數對準標記(註記為AM1i (i＝1~N))。
具體而言，如第九A圖所示，控制裝置120按照載台裝置30之位置資訊(rST )，經由載台驅動裝置15(參照第五圖)，而將載台裝置30驅動於水平方向(圖中空心箭頭指示之方向)，而將晶圓W1之對準標記AM1i 定位於固定於第二平臺T2之第二標記檢測組M2的檢測視野內。另外，載台裝置30(載台ST)之驅動，係藉由控制裝置120依據干擾儀系統40之計測資訊，經由載台驅動裝置15而進行。此外，驅動其載台裝置30(載台ST)時，第二平臺T2以其旋轉角θx、θy均成為零(亦即第二標記檢測組M2之光軸OM2 垂直於基準面SM )之方式，藉由控制裝置120，經由第二平臺驅動裝置31而維持其姿勢。以下，包含第二平臺T2，亦同樣地驅動載台裝置30(載台ST)，不過，以下除了特別需要時，省略關於干擾儀系統40及載台驅動裝置15與第二平臺T2的說明。
第九B圖中模式顯示此時之標記檢測組M1,M2的 指標中心OM1 ,OM2 與對準標記AM1i 之位置關係。控制裝置120計測此時之載台裝置30的定位位置rSTi 。此外，控制裝置120使用第二標記檢測組M2檢測對準標記AM1i 。亦即，計測將第二標記檢測組M2之指標中心OM2 作為基準之對準標記AM1i 的位置△ri 。檢測出之對準標記AM1i 之將第一標記檢測組M1之指標中心OM1 作為基準的位置r1i ，從定位位置rSTi 之計測結果與位置△ri 之計測結果求出r1i ＝rSTi ＋△ri 。控制裝置120對至少二個對準標記執行用於求出上述之r1i的計測，並從此等結果求出晶圓W1在XY平面內之旋轉角(旋轉量)θz。
上述晶圓W1之搜索對準結束後，控制裝置120如第十圖所示，將第一平臺T1經由第一平臺驅動裝置21而驅動於圖中實心箭頭指示的方向(＋Z方向)，而向第二位置退開。此外，控制裝置120在其次之步驟3，將載台裝置30從第九圖所示之位置，驅動於第十圖中空心箭頭指示的方向(－X方向)，而使其位於第十圖所示之前述載入位置(返回)。
《步驟S3》
第六圖之步驟S3，係藉由控制裝置120將晶圓W2安裝於第二平臺T2。具體而言，首先控制裝置120使用未顯示於圖之輸送系的輸送構件，將保持器H2搬入第二平臺T2上，並經由真空吸盤(未顯示於圖)而藉由真空吸附使保持器H2保持於第二平臺T2。其次，控制裝置120經由未顯示於圖之預對準裝置進行晶圓W2之預對準(外形基準之對準(中心位置及θz旋轉之調整)。其次，控制裝置120將其預對準後之晶圓W2，使用輸送構件載入保持器H2上，並藉由靜電吸附而保持於保 持器H2上。此時，控制裝置120依據在步驟S2中計測之晶圓W1的旋轉量θz，以大致與晶圓W1之旋轉(θz)位置一致的方式，使晶圓W2在XY平面內旋轉之後，安裝於保持器H2。
藉此步驟S3的處理，晶圓W2將其表面朝向上方(＋Z方向)，且水平地保持於第二平臺T2。晶圓W2安裝後，控制裝置120如第十圖所示地經由第二平臺驅動裝置31(三個Z驅動部33)，將第二平臺T2驅動於第十圖中之實心箭頭指示的＋Z方向，而將晶圓W2之表面定位於基準面SM 上。
另外，上述之例係考慮朝下安裝於第一平臺T1之晶圓W1在安裝之前反轉時可能產生旋轉偏差，而依據步驟S2之晶圓W1的搜索對準結果，以輸送構件使晶圓W2旋轉後，將其晶圓W2載入保持器H2者。但是不限於此，保持器H2可藉由晶圓放置部32而在θz方向旋轉。因此，亦可在將晶圓W2吸附保持於保持器H2後，經由晶圓放置部32調整保持器H2在θz方向之旋轉角，而使保持器H2之旋轉位置與晶圓W1之旋轉(θz)位置一致。此外，由於載台裝置30亦可在θz方向旋轉，因此在不影響干擾儀系統40之計測的範圍內，亦可藉由調整載台裝置30在θz方向之旋轉角，而使晶圓W2之旋轉位置與晶圓W1之旋轉(θz)位置一致。
《步驟S4》
第六圖之步驟S4係藉由控制裝置120進行使用第一標記檢測組M1之晶圓W2的對準計測。此時在晶圓W2之表面，如第二圖所示，在其周緣附近的照射區域之附近，形成複數對準標記AM2j (j＝1~N)。
具體而言，如第十一A圖所示，控制裝置120按照載台裝置30之位置資訊(rST )，在XY平面內驅動載台裝置30(參照第十一A圖中之空心箭頭)，而將晶圓W2表面之對準標記AM2j 定位於第一標記檢測組M1的檢測視野內。第十一B圖中模式顯示此時之標記檢測組M1,M2的指標中心OM1 ,OM2 與對準標記AM2j 的位置關係。控制裝置120計測此時之載台裝置30的定位位置rSTj 。此外，控制裝置120使用第一標記檢測組M1計測對準標記AM2j ，亦即計測將第一標記檢測組M1之指標中心OM1 作為基準的對準標記AM2j 之位置△rj 。將第二標記檢測組M2之指標中心OM2 作為基準之對準標記AM2j 的位置r2j ，從定位位置rSTj 之計測結果與位置△rj 之計測結果求出r2j ＝rSTj ＋△rj 。控制裝置120對至少二個對準標記執行用於求出上述之r2j 的計測。
而後，計測結束後，控制裝置120如第十二A圖所示，將載台裝置30驅動於第十二A圖中之空心箭頭指示的方向(＋X方向)後，在其次之步驟S5中，使載台裝置30位於第二標記檢測組M2與第一標記檢測組M1相對的位置。再者，控制裝置120經由第二平臺驅動裝置31將第二平臺T2驅動於第十二A圖中實心箭頭指示之－Z方向，使晶圓W2從基準面SM 退開，並使第二標記檢測組M2之檢測面(檢測點)位於基準面SM 。
《步驟S5》
第六圖之步驟S5，係藉由控制裝置120計測第二標記檢測組M2之基線(將第一標記檢測組M1之指標中心OM1 作為基準的第二標記檢測組M2之指標中心OM2 的位置)。此時如第十二A圖所示，藉由控制裝置120 使用第一、第二標記檢測組M1,M2進行標記板51之基準標記FM的檢測。
具體而言，控制裝置120經由標記板驅動裝置52驅動標記板51，而將標記板51之基準標記FM(的檢測面)定位於基準面SM 上的第一標記檢測組M1之檢測視野內，此時載台裝置30位於第二標記檢測組M2與第一標記檢測組M1相對之位置。因此，控制裝置120於必要時，為了將基準標記FM定位於第二標記檢測組M2之檢測視野內，而稍微驅動載台裝置30。
第十二B圖中模式顯示使用標記檢測組M1,M2檢測基準標記FM時之標記檢測組M1,M2的指標中心OM1 ,OM2 與基準標記FM的位置關係。此時，標記檢測組M1,M2之檢測視野的幅度如為100~400nm，標記檢測組M1,M2之指標中心OM1 ,OM2 與基準標記FM位於其幅度的範圍內。但從第一標記檢測組M1無法檢測第二標記檢測組M2之指標。此外，從第二標記檢測組M2無法檢測第一標記檢測組M1之指標。
其次，控制裝置120求出第二標記檢測組M2之基線。依基準座標組之定義，第一標記檢測組M1之指標中心OM1 位於XY座標組之原點。在第一標記檢測組M1之檢測視野內，基準標記FM檢測於從指標中心OM1 起位置向量△1指示的位置。另外，在第二標記檢測組M2之檢測視野內，基準標記FM檢測於從指標中心OM2 起位置向量△2指示的位置。控制裝置120從此等二個檢測結果求出將指標中心OM1 作為基準之指標中心OM2 的位置，亦即基線rB ＝△1－△2。再者，控制裝置120計測基線計測時之載台ST的定位位置rSTB 。而後，控制 裝置120記憶基線rB 與載台裝置30(載台ST)之定位位置rSTB 的差，作為偏差△rST ＝rB －rSTB 。另外，使用干擾儀系統40而計測之載台裝置30的位置rST 不含計測誤差時，獲得偏差△rST ＝0。
基線計測結束後，控制裝置120如第十三A圖所示，在其次之步驟S6之前，經由標記板驅動裝置52使標記板51(基準標記FM)退開。與此同時，控制裝置120在其次之步驟S6，如第十三A圖所示，經由第一平臺驅動裝置21將第一平臺T1驅動於第十三A圖中實心箭頭指示之－Z方向，而位於第一位置，並將晶圓W1之表面定位於基準面SM 上。
另外，標記板驅動裝置52亦容易因長時間使用等而發生基準標記FM之定位精度惡化，導致實際之定位位置從設計上之定位位置偏差。此外，基準標記FM於進行基線計測時，因為藉由標記板驅動裝置52而定位於第一標記檢測組M1之檢測視野內，而後從檢測視野退開，所以進行基線計測時，基準標記FM之定位位置會改變。
此時，如第十二B圖所示，基準標記FM從其設計上之定位位置(第十二B圖中，在該位置之基準標記作為基準標記FM0 來顯示)偏差△ρf 來定位。此時，基準標記FM0 位於從指標中心OM1 起位置向量△10 指示之位置，及位於指標中心OM2 起位置向量△20 指示之位置。此時係△10 ≠△1且△20 ≠△2。然而，此時△10 －△20 ＝△1－△2成立。因此，即使基準標記FM之定位位置從設計上之位置(基準標記FM0 之位置)偏差，或是每次使用改變的問題，仍不影響基線計測之計測精度。但以基準 標記FM不移動為進行基線計測時之條件。
此外，因基板貼合裝置100之長時間使用等，如第十二C圖所示，亦會發生第一標記檢測組M1之指標中心OM1 ，再者第二標記檢測組M2之指標中心OM2 從各個設計上之位置偏差。此時，考慮標記檢測組M1,M2之指標中心位於從各個設計上的位置OM1 ,OM2 偏差△ρ1 ,△ρ2 之點OM1’,OM2’的情況。
計測基準標記FM距離指標中心OM1 ’之位置作為△1’，基準標記FM距離指標中心OM2 ’之位置作為△2’。因此，求出指標中心OM2 ’距離指標中心OM1 ’的位置(實際上之基線)為rB ’＝△1’－△2’。並記憶該實測上之基線rB ’與載台裝置30之定位位置(的計測結果)rSTB 之差，作為偏差△rST ’＝rB ’－rSTB 。但是，由於設計上之指標中心OM2 距離設計上之指標中心OM1 的位置(設計上之基線)rB 係△1＝△1’＋△ρ1 ,△2＝△2’＋△ρ2 ，因此成為rB ＝rB ’＋(△ρ1 －△ρ2 )，而與實測上之基線rB ’不同。
此時，定義修正量△rB ＝△ρ1 －△ρ2 。使用修正量△rB 修正實測上之偏差△rST ’時，成為△rST ’＋△rB ＝△rST ，而獲得設計上之偏差△rST 。因此，控制裝置120已知標記檢測組M1,M2之指標中心OM1 ,OM2 與設計位置之偏差△ρ1 ,△ρ2 時，只須記憶使用修正量△rB 修正實測上之偏差△rST ’而獲得的偏差△rST ＝△rST ’＋△rB 即可。
《步驟S6》
第六圖之步驟S6係藉由控制裝置120進行使用第二標記檢測組M2之晶圓W1的對準計測。另外，步驟S6之對準計測，係與前述之步驟2的搜索對準計測大致相同程序。
具體而言，控制裝置120如第十三A圖所示，按照載台裝置30之位置資訊(rST )在XY平面內驅動載台裝置30(參照第十三A圖中之空心箭頭)，將晶圓W1之對準標記AM1i 定位於固定於第二平臺T2之第二標記檢測組M2的檢測視野內。第十三B圖中顯示此時之標記檢測組M1,M2的指標中心OM1 ,OM2 與對準標記AM1i 之位置關係之模式。控制裝置120計測此時之載台裝置30的定位位置rSTi 。此外，控制裝置120使用第二標記檢測組M2檢測對準標記AM1i 。亦即，計測將第二標記檢測組M2之指標中心OM2 作為基準之對準標記AM1i 的位置△ri 。從對準標記AM1i 之計測結果與位置△ri 之計測結果，求出檢測之對準標記AM1i 的將第一標記檢測組M1之指標中心OM1 作為基準的位置為r1i ＝rSTi ＋△ri 。控制裝置120對二個以上之對準標記執行用於計算出上述之r1i 的計測。
《步驟S7》
第六圖之步驟S7係藉由控制裝置120進行貼合晶圓W1,W2之程序的處理。一般而言，晶圓之表面因電路元件之處理程序中的加熱等而變形。
因此，為了高精度地貼合表面變形之二片晶圓W1,W2，控制裝置120首先求出載台裝置30對應於晶圓W1,W2之希望貼合位置的目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )。
算出該目標位置時，使用在步驟S4中求出之晶圓W2的對準標記AM2j 之位置r2j ，與在步驟S6中求出之晶圓W1的對準標記AM1i 之位置r1i 。不過，此等對準標記之位置r1i ,r2j 之檢測結果中包含干擾儀系統40之計測誤差。因此，控制裝置120使用在步驟S5之基線 計測中求出的偏差△rST ，來修正在步驟S4及步驟S6中求出之對準標記的位置r2j ,r1i (r2j ←r2j －△rST ,r1i ←r1i ＋△rST )。
此時，晶圓希望之貼合位置，係在二片晶圓W1,W2之各個對準標記AM1i ,AM2j 之間，考慮(a)在成對之對準標記AM1k ,AM2k 間之在基準面SM 內的相對距離之平方和S＝Σk |r1k －r2k |2 為最小的位置(第一貼合位置)，與(b)在成對之對準標記AM1k ,AM2k 間之在基準面SM 內的相對距離之絕對值|r1k －r2k |就全部之對大致相等的位置(第二貼合位置)的二個。此外依要求之對準精度，來設定使用之對準標記之對數(2以上)。
滿足(a)之第一貼合位置的條件之載台裝置30的目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )如以下地求出。晶圓W2之對準標記AM2j 藉由載台裝置30向位置(X,Y,θz)移動，而從r2j ＝(x2j ,y2j )向位置r2’j ＝(x2’j ,y2’j )移動。其中，(x2’j ,y2’j )由其次公式(1)表示。
因此，藉由滿足S/X＝0,S/Y＝0,S/θz＝0(X,Y,θz)，而賦予平方和S＝Σk |r1k －r2k ’|2 為最小之載台裝置30的目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )。
另外，滿足(b)之第二貼合位置的條件之載台裝置30的目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )並非一意可決定。因此，控制裝置120如首先求出滿足第一貼合位置之條件的載台裝置 30之位置(X,Y,θz)。將該載台裝置30之位置中的晶圓W2之對準標記AM2j 作為r2j 。求出成對之晶圓W1的對準標記AM1k 與晶圓W2之對準標記AM2k 的相對距離之平均R＝Σk |r1k －r2k |/M。其中使用之成對準標記之對的數量為M。控制裝置120就全部對準標記之對，利用蒙特－卡羅法等求出相對距離大致等於R，或是R以下之載台裝置30的位置，並將求出之位置定為目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )。
最後，控制裝置120如第十四圖所示，按照載台裝置30之位置資訊(rST )在XY平面內驅動載台裝置30(參照第十四圖中之空心箭頭)，而定位於目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )。而後，控制裝置120使用干擾儀40Y1,40Y2及/或Z．傾斜計測組60，確認第二平臺T2之傾斜θx,θy不改變，此外，使用Z．傾斜計測組60或離開距離計測組61確認二片晶圓W1,W2間之離開距離，並經由第二平臺驅動裝置31，將第二平臺T2驅動於第十四圖中之實心箭頭指示的＋Z方向，而使第二平臺T2與第一平臺T1在Z軸方向接近，並將安裝於兩臺T1,T2之晶圓W1,W2，以基準面SM 作為重疊面而來重疊。而後，控制裝置120使用卡鎖固定分別保持重疊之晶圓W1,W2的保持器H1、H2，而從第一及第二平臺T1,T2取出。而後，使用輸送構件，將如上述一體化之重疊的晶圓W1,W2及保持器H1、H2輸送至未顯示於圖之預備加熱室。以後，進行加熱程序以後之處理，製造貼合晶圓，進一步製造使用其之三維疊層型的半導體零件。
此時，本實施形態之基板貼合裝置100之重心，亦藉由第二平臺T2(載台ST)移動而會移動。藉此，第 二平臺T2(載台ST)傾斜時，第二標記檢測組M2之中心軸OM2 亦傾斜。因此，第二標記檢測組M2之中心軸OM2 如第十二C圖所示，會發生從設計位置偏差。該偏差不依存於第二平臺T2(載台ST)之位置時，由於全部之對準標記的檢測中，會發生均等之檢測誤差，因此完全不影響二個晶圓W1,W2之對準精度。但是，該偏差依存於第二平臺T2(載台ST)之位置時，由於在全部之對準標記的檢測中發生不同之檢測誤差，因此對準精度降低。因此，以下驗證有無發生依存於第二平臺T2(載台ST)之位置的第二標記檢測組M2之檢測誤差，並且考慮檢測誤差之修正方法。另外，該第二標記檢測組M2之誤差修正係依需要而進行的處理，不過進行該第二標記檢測組M2之誤差修正時，控制裝置120在第六圖之步驟S1之前，作為步驟S0而進行該第二標記檢測組M2的誤差修正。
《步驟S0》
進行本步驟S0之第二標記檢測組M2的誤差修正情況下，準備賦予之相對位置關係已知的對準標記(設為AM0i )之基準晶圓(設為W0)。其中，基準晶圓W0之對準標記AM0i 為賦予與實際貼合之晶圓W1的對準標記AM1i 大致相同位置者。該基準晶圓W0藉由控制裝置120，經由保持器H1而安裝於第一平臺T1。
而後，控制裝置120使用干擾儀系統40計測第二平臺T2(載台ST)之移動面(XY平面)內的位置，並經由載台驅動裝置15(參照第五圖)使第二平臺T2(載台ST)移動，而將基準晶圓W0之1個對準標記AM0i 定位於第二標記檢測組M2的檢測視野內。控制裝置120 計測此時之第二平臺T2(載台ST)的移動面(XY平面)內的位置rSTi ＝(xSTi ,ySTi )，與將第二標記檢測組M2之指標中心OM2 作為基準的對準標記AM0i 的位置△ri ＝(△xi ,△yi )。控制裝置120從此等計測結果求出檢測之對準標記AM0i 在XY平面內之位置ri ＝(xi ,yi )＝rSTi ＋△ri 。
控制裝置120對全部之對準標記AM0i 執行以上之處理，而計算出在此等XY平面內之位置ri 與相對位置關係rik ＝ri －rk 。其中，該相對位置關係rik 係將第k個對準標記AM0k 作為基準來計算。控制裝置120將求出之相對位置關係rik 與已知之相對位置關係r0ik (＝r0i －r0k )比較。其中r0i 係對準標記AM0i 之設計位置。此等之差δik ＝rik －r0ik 小至可忽略之程度時，發生依存於第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi 的第二標記檢測組M2之檢測誤差。此時，控制裝置120將差δik 作為偏差，與第二平臺T2(載台ST)之移動面(XY平面)內之位置rSTi 相對應而記憶。
控制裝置120檢測安裝於第一平臺T1之晶圓W1的對準標記AM1i 時，在計測之對準標記AM1i 的位置r1i 上加上對應於檢測時之第二平臺T2(載台ST)的移動面內之位置rSTi 的偏差δik ，實施偏差修正(r1i ＋δik )。另外，修正結果為r1i ＋δik ＝(r1i ＋ri －r0i )－(rk －r0k )。此時，右邊之第二個括弧內會被全部對準標記AM1i 的檢測結果r1i 共通地修正，因此在相對位置關係r1ij ＝r1i －r1j 中被抵銷。
另外，本實施形態之基板貼合裝置100還可能會發生基準晶圓W0從設計位置偏差而安裝於第一平臺T1。此時，無旋轉偏差時，因為僅向XY方向移位，所以可 適用上述之偏差修正法。但是，安裝基準晶圓W0時而產生旋轉偏差時，修正用之偏差δij ＝(δxij ,δyij )使用旋轉偏差角θz，而修正成偏差δ’ij ＝(δ’xij ,δ’yij )。其中，(δ’xij ,δ’yij )由以下公式(2)來表示。
公式(2)中所示之修正用偏差δ’ij 亦考慮向X軸、Y軸方向的移位(TX ,TY )。另外旋轉偏差角θz亦可選擇二個作為基準之對準標記，而連結此直線與X軸或Y軸形成之角而求出。
另外，本步驟S0執行之偏差修正時，若已知晶圓表面之對準標記的相對位置關係時，可利用其晶圓作為上述之基準晶圓。使用賦予相對位置關係未知的對準標記之晶圓時，控制裝置120只須使用第一標記檢測組M1檢測相對位置關係即可。
具體說明於下，控制裝置120首先將賦予了相對位置關係未知的對準標記AMj 之晶圓W，經由保持器H2而安裝於第二平臺T2。而後，控制裝置120使用干擾儀系統40計測第二平臺T2(載台ST)之移動面內的位置，並使用載台驅動裝置15(參照第五圖)使第二平臺T2(載台ST)移動，而將晶圓W之一個對準標記AMj 定位於第一標記檢測組M1的檢測視野內。控制裝置120計測此時之第二平臺T2(載台ST)的移動面(XY平面)內之位置rSTj ，與將第一標記檢測組M1之指標中心OM1 作為基準的對準標記AMj 的位置△rj 。控制裝置120從 此等計測結果求出檢測之對準標記AMj 的位置為r0j ＝－rSTj ＋△rj 。控制裝置120可從其結果算出賦予晶圓表面之對準標記的相對位置關係r0jk 。但是，因為使用該晶圓W作為基準晶圓W0，所以安裝於第一平臺T1時，第一平臺T1與第二平臺T2相對，因此對準標記之位置關係反轉。控制裝置120考慮該反轉而修正相對位置關係r0jk 。對準標記之位置關係如係關於平行於Y軸之軸的反轉者時，相對位置關係r0jk ＝(x0jk ,y0jk )修正成r0jk ＝(－x0jk ,y0jk )。
以上說明之修正法，係藉由使用與第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi 相對應而記憶的偏差δik ，修正對準標記AM1i 的檢測結果，來修正依存於第二標記檢測組M2之第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi 的檢測誤差。但是，不限於第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi ，亦考慮如藉由伴隨移動之反作用力，導致第二標記檢測組M2之中心軸OM2 傾斜，而發生檢測誤差。
此時，只須將上述之偏差δik ，除了第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi 之外，與到達位置rSTi 之前的第二平臺T2(載台ST)之停止位置rSTm 的移動距離、移動方向、移動時間、移動速度及加速度等相對應而記憶即可。使用就此等參數相對應之偏差來修正第二標記檢測組M2之檢測結果情況下，除了第二平臺T2(載台ST)之位置rSTi 之外，亦可修正依存於與前停止位置rSTm 之移動距離、移動方向、移動時間、移動速度及加速度的誤差成分。
如以上詳細地說明，採用本實施形態之基板貼合裝置100時，具備：保持貼合對象之二片晶圓W1,W2中 的一方晶圓W1之第一平臺T1；在可與一方晶圓W1相對之方向，經由第二平臺T2而保持另一方晶圓W2，並且至少可在XY平面內移動之載台裝置30；計測載台裝置30在XY平面內之位置資訊的干擾儀系統40；可檢測包含保持於載台裝置30(更正確而言係第二平臺T2)之晶圓W2的對準標記之對象標記的第一標記檢測組M1；及固定於載台裝置30之一部分(第二平臺T2)，可檢測包含保持於第一平臺T1之晶圓W1的對準標記之對象標記的第二標記檢測組M2。因而，採用本實施形態之基板貼合裝置100時，二片之晶圓W1,W2分別保持於第一平臺T1及載台裝置30(更正確而言係第二平臺T2)。此外，保持於第一平臺T1之晶圓W1的對準標記可藉由搭載於可在XY平面內移動之載台ST上的第二平臺T2之第二標記檢測組M2來檢測，並且保持於載台裝置30(第二平臺T2)之晶圓W2的標記可藉由第一標記檢測組M1來檢測。此外，藉由干擾儀系統40計測載台裝置30之至少在XY平面內的位置資訊(X,Y,θz)。因此，使用藉由第二標記檢測組M2檢測保持於第一平臺T1之晶圓W1的對準標記之結果，藉由第一標記檢測組檢測保持於載台裝置30(更正確而言係第二平臺T2)之晶圓W2的對準標記之結果，及各對準標記檢測時之干擾儀系統40的檢測結果(載台ST在XY平面內之位置資訊(X,Y,θz))時，可精確地對準二片晶圓W1,W2而貼合。
此外，採用本實施形態之基板貼合裝置100進行的基板貼合方法時，係使二片晶圓W1,W2分別保持於第一平臺T1以及可在第一平臺T1相對之XY平面內移動 的第二平臺T2(載台裝置30)(步驟S1、S3)。此外，使載台裝置30在XY平面內移動，而使用第一標記檢測組M1檢測保持於載台裝置30之晶圓W2的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之載台裝置30的位置資訊(步驟S4)。此外，使載台裝置30在XY平面內移動，使用第二標記檢測組M2檢測保持於第一平臺T1之晶圓W1的複數對準標記，並且計測各對準標記檢測時之載台裝置30的位置資訊(步驟S6)。而後，藉由使用第一、第二標記檢測組M1,M2檢測共通之基準標記FM，而計測第二標記檢測組M2之基線(步驟S5)。而後，依據藉由第一標記檢測組M1檢測複數對準標記之結果及檢測時之載台裝置30的位置資訊，與藉由第二標記檢測組M2檢測複數對準標記之結果及檢測時之載台裝置30的位置資訊，高精度地重疊二片之晶圓W1,W2。
此外，第一標記檢測組M1固定於框架10(頂板部12)，第二標記檢測組M2搭載於可在XY平面內移動之載台裝置30(載台ST)上，並固定於可在Z軸方向移動之第二平臺T2。因而，可將第一標記檢測組M1之檢測點設定於進行晶圓W1,W2之貼合的基準面SM 上，並將第二標記檢測組M2之檢測點設定於基準面SM 上。藉此，可將使用第一標記檢測組M1檢測晶圓W2之對準標記時之晶圓W2的面位置，與使用第二標記檢測組M2檢測賦予晶圓W1之對準標記時的晶圓W1之面位置，統一於貼合兩晶圓W1,W2時的面位置。藉此，即使是大直徑之晶圓，仍可以高精度重疊。
因此，採用本實施形態之基板貼合裝置100時，以 高精度的如100nm等級之精度，在精確對準之狀態下貼合大直徑之晶圓，結果可達成有效製造組裝面積效率高之三維疊層型的半導體零件。
此外，本實施形態係在計測包含保持於第一平臺T1之晶圓W1在XY平面內的旋轉方向(θz方向)之位置資訊(步驟S2)之後，使晶圓W2保持於可在XY平面內移動之載台裝置30(步驟S3)，其後，調整保持於載台裝置30之晶圓W2對保持於第一平臺T1之晶圓W1的相對位置，而貼合兩晶圓W1,W2(步驟S4~S7)。因而，考慮包含保持於第一平臺T1之晶圓W1在XY平面內的旋轉方向(θz方向)之位置資訊的計測結果，而調整晶圓W2之位置的狀態下，亦可使晶圓W2保持於載台裝置30。或是亦可在將晶圓W2搭載於載台裝置30後，調整晶圓W2之位置。任何一種方式均可精確地對準二片晶圓W1,W2而貼合。
此外，本實施形態係在步驟1之前，藉由晶圓W1之預對準裝置實施預對準及在其預對準後進行晶圓W1之反轉。因而，其反轉時，將晶圓W1預對準時作為基準，並非單純之反轉(180°之旋轉)，而產生θz方向之旋轉的或然性高。亦即，儘管特意地實施預對準，仍可能產生θz方向之旋轉偏差(及中心位置偏差)。因此考慮這一點，而設置在步驟S2之晶圓W1的搜索對準程序，並使用該結果調整晶圓W1與W2在θz方向的位置偏差。因此，若預對準後幾乎不產生晶圓W之旋轉偏差時，不一定需要設置步驟S2。
此外，本實施形態由於具備可藉由標記板驅動裝置52移動標記板51之基準標記FM，因此，無須在保持晶 圓W1,W2之保持器H1、H2上設置基準標記。因此，本實施形態之基板貼合裝置100與使用設於保持器H1、H2之基準標記的情況不同，不致發生基準標記如藉由加熱化裝置加熱等而惡化，結果導致損害前述基線計測之計測精度等的問題。
此外，本實施形態之基板貼合裝置100，除了固定於框架10之第一標記檢測組M1之外，還具備搭載於載台裝置30之第二標記檢測組M2。因而，藉由使用第一、第二標記檢測組M1,M2，可在二片之晶圓W1,W2彼此相對狀態下，檢測各個對準標記。因此，由於在將晶圓W1,W2安裝於基板貼合裝置100之前，無須計測對準標記之位置關係，因此可抑制計測次數，並且抑制檢測誤差之累積。
另外，前述步驟S0之第二標記檢測組M2的誤差修正程序，亦可如僅在半導體貼合裝置100起動時執行等，而僅在必要時執行。此外，亦可以不同順序執行步驟S5之基線計測程序與步驟S4,S6之對準標記檢測程序。此時，係在步驟S5之基線計測程序結束後，使基線計測結果可反映於對準標記之檢測結果。
《第二實施形態》
其次，依據第十五~二十五圖說明本發明之第二實施形態。在此，以避免重複說明之觀點，與前述第一實施形態之基板貼合裝置100同一或同等之結構部分，使用同一符號，並且省略或簡略其說明。
第十五圖中概略顯示第二實施形態之基板貼合裝置200的結構。基板貼合裝置200除了第一平臺裝置20與第一標記檢測組M1之配置，以及載台裝置230及干 擾儀系統240之結構等外，與前述第一實施形態之基板貼合裝置100同樣地構成。因此，以下主要針對與基板貼合裝置100之差異點，就基板貼合裝置200作說明。另外，基板貼合裝置200中，晶圓W1,W2亦係以其表面與基準面SM 一致之方式重疊。
本第二實施形態之基板貼合裝置200，其第一標記檢測組M1係固定於頂板部12之大致中央的下面。第一平臺裝置20以從頂板部12懸掛之狀態，設於從第一標記檢測組M1於－X側隔以特定距離之位置。此外，在頂板部12之第一平臺裝置20與第一標記檢測組M1之間，以懸掛之狀態設有標記板驅動裝置50。
載台裝置230具備：浮起支撐於載台平臺13上之載台ST，搭載於該載台ST上之第二平臺驅動裝置231，及藉由該第二平臺驅動裝置231而大致水平地支撐之第二平臺T2。第二平臺驅動裝置231藉由搭載於載台ST，以特定之行程可在Z軸方向來回移動之Z載台232，及分別設置於Z載台232上之不在同一直線上的3個點之三個Z驅動部33而構成。藉由三個Z驅動部33而構成在Z軸方向、θx方向及θy方向微小驅動第二平臺T2之Z傾斜驅動機構。
此外，在第二平臺T2上，如藉由靜電吸附而保持之保持器H2朝上地如藉由真空吸附而保持晶圓W2。亦即，在第二平臺T2之上面經由保持器H2而保持有晶圓W2。
藉由上述之載台裝置230的結構，第二平臺T2可驅動於全部六個自由度(X,Y,Z,θx,θy,θz)方向。亦即，保持於第二平臺T2之晶圓W2可移動於全部六個自由 度方向。另外，第二平臺T2藉由第二平臺驅動裝置231，可在包含保持於第二平臺T2之晶圓W2表面與基準面SM 一致之第二平臺T2的位置之Z軸方向的特定範圍內驅動可能。
如第十五圖所示，第二標記檢測組M2在載台ST上面之－X側的端部附近，朝上地(朝向＋Z方向)搭載。此時，第二標記檢測組M2固定於載台ST上面。
如第十六圖所示，干擾儀系統240包含：X干擾儀240X、與第一~第三Y干擾儀240Y1~240Y3(Y干擾儀240Y3在第十六圖中未顯示於圖，參照第十七圖)，來計測第二平臺T2(載台裝置230)在XY平面內之位置(X,Y,θz)。
如第十五圖及第十六圖所示，X干擾儀240X在基準面SM 內，從平行於X軸之基準軸OX ，在±Y方向隔以相同距離，而將平行於二條X軸之測長光束IBXB ,IBXM 照射於X移動鏡42X。第十五圖係測長光束IBXB ,IBXM 重疊於紙面垂直方向。再者，如第十五圖所示，X干擾儀240X在設於第一標記檢測組M1之側面的X參照鏡42XS 上照射平行於X軸之參照光束IBXS 。而後，X干擾儀240X分別接收測長光束IBXB ,IBXM 及參照光束IBXS 的反射光，將X參照鏡42XS 之X軸位置作為基準，求出在X移動鏡42X反射面上之測長光束IBXB ,IBXM 的照射點之X位置。另外，基準軸OX 與中心軸(光軸)OM1 正交。
如第十六圖所示，第一Y干擾儀240Y1沿著平行於Y軸之基準軸OY1 ，將測長光束IBY1照射於Y移動鏡42Y。不過，在第十六圖所示之載台裝置230(第二平臺 T2)的位置，測長光束IBY1之照射點從Y移動鏡42Y之反射面離開。該第十六圖之狀態如後述，係使用第二Y干擾儀240Y2。第一Y干擾儀240Y1進一步將平行於Y軸之參照光束(未顯示於圖)照射於設置於第一標記檢測組M1之側面的參照鏡(未顯示於圖)。而後，第一Y干擾儀240Y1接收測長光束IBY1及參照光束之反射光，將參照鏡之Y位置作為基準，求出在Y移動鏡42Y之反射面上之測長光束IBY1的照射點之Y位置。另外，基準軸OY1 於基準軸OX 與中心軸(光軸)OM1 上，在此等之交點正交。
同樣地，第二Y干擾儀240Y2沿著平行於Y軸之基準軸OY2 ，將測長光束IBY2照射於Y移動鏡42Y。第二Y干擾儀240Y2內藏有參照鏡，在其參照鏡上照射參照光束。而後接收測長光束IBY2及參照光束之反射光，將參照鏡之Y位置作為基準，求出在Y移動鏡42Y之反射面上之Y測長光束IBY2的照射點之Y位置(亦即，與測長光束IBY2之光程長大致一致)。基準軸OY2 從基準軸OY1 在＋X方向離開與關於第二標記檢測組M2(之檢測中心)與晶圓W2(之放置中心)的X軸方向之離開距離相同程度。另外，第二Y干擾儀亦可使用與第一Y干擾儀240Y1同樣之干擾儀，並且以懸掛於頂板部12之狀態下固定其干擾儀用之參照鏡。
第三Y干擾儀240Y3(在第十六圖中未顯示於圖，參照第十七圖)亦與第二Y干擾儀240Y2同樣地構成。不過，第三Y干擾儀240Y3在從第一Y干擾儀240Y1離開於－X方向而設置，其測長光束之光程的測長軸(作為基準軸OY3 )在第一平臺T1之中心(與保持於該第一 平臺T1之晶圓W1的中心大致一致)與基準軸OX 正交。
另外，第十六圖所示之狀態下，僅將Y干擾儀240Y2之測長光束IBY2照射於Y移動鏡42Y。依第二平臺T2(載台裝置230)之X位置，如第二平臺T2(載台裝置230)從第十六圖所示之狀態移動於－X方向時，會產生在Y移動鏡42Y上依序照射：僅Y干擾儀240Y2之測長光束IBY2、Y干擾儀240Y2,240Y1之測長光束IBY2,IBY1兩者、僅Y干擾儀240Y1之測長光束IBY1、Y干擾儀240Y1,240Y3之測長光束IBY1,IBY3兩者、僅Y干擾儀240Y3之測長光束IBY3的狀況。因此，控制裝置220(參照第十七圖)依第二平臺T2(載台裝置230)之X位置，而從三個Y干擾儀240Y1,240Y2,240Y3之中，選擇測長光束照射於Y移動鏡42Y之干擾儀來使用。此時，第二平臺T2(載台裝置230)移動於X軸方向情況下，與前述之第一實施形態同樣地，由干擾儀系統240計測之第二平臺T2(載台裝置230)的Y位置須形成連續之值。因此，控制裝置220在來自鄰接之二個Y干擾儀之測長光束同時照射於Y移動鏡42Y的狀態下，在鄰接之Y干擾儀間進行計測值之繼續及使用之干擾儀的切換(連繫處理)。
而後，控制裝置220依據X干擾儀240X之計測結果，亦即與測長光束IBXB ,IBXM 之照射點的X位置之計測結果的平均值之差，算出第二平臺T2之X位置與θz方向之位置(旋轉角θz)。此外，藉由第一~第三Y干擾儀240Y1~240Y3之計測結果算出第二平臺T2之Y位置。另外，Y干擾儀240Y1~240Y3係藉由控制裝置220，依第二平臺T2(載台裝置230)之X位置，而在 鄰接之Y干擾儀間進行上述之連繫處理，但以下省略該連繫處理之說明。
本第二實施形態之基板貼合裝置200如前述，第二平臺T2係藉由經由Z載台232而搭載於載台ST上的三個Z驅動部33而支撐，在第二平臺T2上面之＋X側端部固定X移動鏡42X，並且第二標記檢測組M2搭載(固定)於載台ST上面之－X側端部(亦即與X移動鏡42X相反側之端部)。藉此，基板貼合裝置200可使與四個干擾儀240X,240Y1~240Y3之實質的測長軸一致之基準軸OX ,OY1 ~OY3 位於基準面SM 上。亦即，在基準面SM 上定義第二平臺T2(載台裝置230)之X,Y,θz位置。此外，由於基板貼合裝置200係在載台ST上面，與Z載台232分離而搭載第二標記檢測組M2，因此即使經由三個Z驅動部33將第二平臺T2(晶圓W2)驅動於Z軸方向，第二標記檢測組M2之關於Z軸方向的位置仍不變化。
本第二實施形態之基準標記裝置50，如第十五圖所示，其方向與第一實施形態之基準標記裝置相反方向而安裝於頂板部12，但與第一實施形態之基準標記裝置50(參照第四圖)同樣構成。
本實施形態採用上述各部之結構的結果，如第十五圖所示，以第一、第二標記檢測組M1,M2之中心軸(光軸)OM1 、OM2 一致之方式，而定位載台裝置230時，第一平臺T1與第二平臺T2係將中心軸OM1 、OM2 作為中心而相互位於相反側(－X側與＋X側)。使用另外之表現時，如第二十圖所示，第一標記檢測組M1在與保持於第二平臺T2之晶圓(第二十圖中第二平臺T2上部存 在晶圓)相對的位置定位載台裝置230時，第二標記檢測組M2在與保持於第一平臺T1之晶圓W1的位置配置有第一平臺裝置20。藉由採用此種第一、第二平臺T1,T2之配置關係，以第一、第二標記檢測組M1,M2之中心軸(光軸)OM1 、OM2 一致的方式而定位載台裝置時，可比第一、第二平臺T1,T2對中心軸OM1 、OM2 位於相同側之基板貼合裝置縮短為了進行後述之對準計測，而載台裝置230移動之移動行程。本第二實施形態第二平臺T2之X軸及Y軸方向的寬度如約為40cm，而載台裝置230(載台ST)之X軸及Y軸方向的移動行程設定成約100cm。
第十七圖中顯示基板貼合裝置200之控制系的主要結構。該控制系以統籌控制裝置全體之微電腦(或工作站)構成的控制裝置220為中心，而與前述第一實施形態同樣構成。
如上述所構成之本實施形態二的基板貼合裝置200，基本上係與前述第一實施形態同樣之程序進行基板貼合。因此，以下使用第六圖之流程圖，就基板貼合裝置200進行之基板貼合方法簡單地說明。另外，係以基板貼合裝置200具備前述折疊式之標記板驅動裝置52B(參照第四C圖及第四D圖)者為前提。
第十八圖中顯示載台裝置230待機於載入位置，且第一平臺T1退開於第二位置的開始一連串基板貼合程序之處理之前的基板貼合裝置200之狀態。從該第十八圖瞭解，本第二實施形態係在載入位置有載台裝置230時，第一平臺T1與第二平臺T2不相對。
首先，藉由控制裝置220在步驟S1之前重設干擾 儀系統240。此外，藉由控制裝置220經由第一平臺驅動裝置21而將第一平臺T1驅動於第十九圖中實心箭頭指示之－Z方向，而位於前述之第一位置。
而後，藉由控制裝置220與前述步驟S1同樣之程序進行處理，晶圓W1經由保持器H1而安裝於第一平臺T1。第十九圖中顯示該安裝完成，晶圓W1朝向下方(－Z方向)且水平地保持於第一平臺T1之狀態。另外，此時晶圓W1之表面(下面)定位於基準面SM 上。
其次，藉由控制裝置220與前述步驟S2同樣之程序，執行對安裝於第一平臺T1之晶圓W1的搜索對準。第二十圖中顯示載台裝置230如第二十圖中之空心箭頭所示，在XY平面內移動，且進行對使用第二標記檢測組M2之晶圓W1的搜索對準之情形。藉由該搜索對準，求出在晶圓W1之XY平面內的旋轉量θz。
上述之晶圓W1的搜索對準結束後，如第二十一圖所示，藉由控制裝置220將第一平臺T1經由第一平臺驅動裝置21而驅動於第二十一圖中實心箭頭指示的方向(＋Z方向)，而向第二位置退開。此外，藉由控制裝置220準備其次晶圓W2的安裝，載台裝置230驅動於第二十一圖中空心箭頭指示的方向(＋X方向)，而返回前述之載入位置。
該狀態下，藉由控制裝置220與前述步驟S3同樣之程序進行處理，如第二十一圖所示，晶圓W2將其表面朝向上方(＋Z方向)，且水平地經由保持器H2而安裝於第二平臺T2。此時亦依據搜索對準之結果，以與晶圓W1之旋轉量θz大致一致的方式，晶圓W2在調整了XY平面內之旋轉的狀態下，經由保持器H2而安裝於第 二平臺T2。此時亦與前述之第一實施形態同樣地，亦可在不影響干擾儀系統240之計測的範圍時，藉由調整載台裝置230之θz方向的旋轉角，而使晶圓W2之旋轉位置與晶圓W1之旋轉(θz)位置一致。
晶圓W2安裝後，藉由控制裝置220而經由第二平臺驅動裝置231之Z載台232(及三個Z驅動部33)，將第二平臺T2驅動於第十圖中之實心箭頭指示的＋Z方向，而將晶圓W2之表面定位於基準面SM 上。
其次，藉由控制裝置220與前述步驟S4同樣之程序，使用第一標記檢測組M1執行設於晶圓W2表面之對準標記AM2j的檢測。第二十二圖中顯示藉由控制裝置220在XY平面內驅動載台裝置230(參照第二十二A圖中之空心箭頭)，而進行設於晶圓W2表面之對準標記AM2j的位置計測之情形。
而後，上述計測結束後，藉由控制裝置220將載台裝置230驅動於第二十三A圖中之空心箭頭指示的方向(＋X方向)，準備其次之基線計測，而將第二標記檢測組M2移動至與第一標記檢測組M1相對之位置。再者，藉由控制裝置220，經由第二平臺驅動裝置231而將第二平臺T2驅動於第二十三圖中之實心箭頭指示的－Z方向，將晶圓W2從基準面SM 退開，並且將第二標記檢測組M2之檢測面(檢測點)定位於基準面SM 。
而後，藉由控制裝置220，與前述步驟S5同樣之程序，進行第二標記檢測組M2之基線計測。第二十三圖中顯示進行基線計測之情形。
基線計測結束後，藉由控制裝置220，如第二十四圖所示，在其次之晶圓W1的對準標記檢測之前，經由 標記板驅動裝置52退開標記板51(基準標記FM)。與此同時，控制裝置220準備其次之晶圓W1的對準標記之檢測，而如第二十四圖所示，經由第一平臺驅動裝置21將第一平臺T1驅動於第二十四圖中實心箭頭指示之－Z方向，使其位於第一位置，並將晶圓W1之表面定位於基準面SM 上。
其次，藉由控制裝置220，以與前述步驟S6同樣之程序，使用第二標記檢測組M2執行設於晶圓W1表面之對準標記AM1j的檢測。第二十四圖中顯示藉由控制裝置220，在XY平面內驅動載台裝置230(參照第二十四圖中之空心箭頭)，而進行設於晶圓W1表面之對準標記AM1j的位置計測之情形。
而後，設於晶圓W1表面之對準標記AM1j的位置計測結束後，藉由控制裝置220，以與前述步驟S7同樣之程序，進行貼合晶圓W1,W2之程序的處理。此時亦藉由控制裝置220依序步驟S4~S6之結果，求出滿足期待之貼合條件的載台裝置230的目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )，在XY平面內驅動載台裝置230(參照第二十五圖中之空心箭頭)，而定位於目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )。而後，藉由控制裝置220，將第二平臺T2驅動於第二十五圖中實心箭頭指示之＋Z方向，第一平臺T1與第二平臺T2在Z軸方向接近，將基準面SM 作為重疊面而重疊安裝於兩臺T1,T2之晶圓W1,W2。此時，晶圓W1,W2重疊時，控制裝置220使用Z．傾斜計測組60，確認第二平臺T2之傾斜θx,θy不改變，此外，使用Z．傾斜計測組60或離開距離計測組61確認二片晶圓W1,W2間之離開距離，並使第二平臺T2接近於第一平臺T1。
由於上述重疊以後之程序與第一實施形態相同，因此，在此省略其說明。
如以上詳細說明，採用本第二實施形態之基板貼合裝置200時，由於基本性結構及基板貼合程序與前述第一實施形態之基板貼合裝置100相同，因此可獲得與前述第一實施形態同等之效果。亦即，採用基板貼合裝置200時，使用藉由第二標記檢測組M2檢測保持於第一平臺T1之晶圓W1的對準標記之結果，藉由第一標記檢測組M1檢測保持於載台裝置230(更正確而言係第二平臺T2)之晶圓W2的對準標記之結果，及各對準標記檢測時干擾儀系統240之計測結果(載台ST在XY平面內之位置(X,Y,θz))時，可精確對準二片晶圓W1,W2而貼合。
此外，第一標記檢測組M1被固定於框架10(頂板部12)，第二標記檢測組M2與第二平臺T2分離而搭載於可在XY平面內移動之載台裝置30的載台ST。因而，可將第一標記檢測組M1之檢測點設定於進行晶圓W1,W2之貼合的基準面SM 上，並將第二標記檢測組M2之檢測點與第二平臺T2在Z軸方向之位置無關，而始終設定於基準面SM 上。因此，可將使用第一標記檢測組M1檢測晶圓W2之對準標記時之晶圓W2的面位置，與使用第二標記檢測組M2檢測賦予晶圓W1之對準標記時的晶圓W1之面位置，統一於貼合兩晶圓W1,W2時的面位置。藉此，即使是大直徑之晶圓，仍可以高精度重疊。
此外，採用本第二實施形態之基板貼合裝置200時，固定於框架10之第一標記檢測組M1，在固定於載 台裝置230(載台ST)之第二標記檢測組M2與保持於第一平臺T1之晶圓W1相對時，係與保持於載台裝置230(第二平臺T2)之晶圓W2相對。換言之，載台裝置230位於第一標記檢測組M1之檢測中心(中心軸)OM1 與第二標記檢測組M2之檢測中心(中心軸)OM2 大致一致之位置時，第一平臺T1與載台裝置230之放置晶圓W2的部分，亦即與第二平臺T2，關於第一標記檢測組M1之檢測中心(中心軸)OM1 ，係以相互位於相反側之方式，而配置第一、第二標記檢測組M1,M2與第一、第二平臺T1,T2。藉此，載台裝置30位於檢測中心(中心軸)OM1 與檢測中心(中心軸)OM2 大致一致的位置時，可比第一平臺T1與第二平臺T2關於檢測中心(中心軸)OM1 在相同側位置時縮短檢測對準標記時之載台裝置230的移動行程。因此可提高生產量。
此外，本第二實施形態之基板貼合裝置200，由於可使干擾儀系統240之各干擾儀的測長軸與基準面SM 一致，因此並無所謂的阿貝(Abbe)誤差，可計測晶圓W2(載台裝置230)在XY平面內之位置資訊，因此各干擾儀中不需要用於計測第二平臺T2之傾斜(θx或θy)的測長軸。
此外，本第二實施形態之基板貼合裝置200，由於即使第二平臺T2傾斜，載台ST仍不傾斜，因此幾乎不需要考慮到第二標記檢測組M2之光軸的傾斜而修正晶圓W1之對準計測的結果。
另外，本第二實施形態之基板貼合裝置200如第六圖之流程圖所示，藉由按照步驟S4、步驟S5、步驟S6之順序執行各步驟之處理，處理時間最短而為最佳化之 處理。但是不限於此，亦可以任何順序執行步驟S4、步驟S5、步驟S6。如亦可以步驟S5、S4、S6之順序，或是以步驟S5、S6、S4之順序進行各步驟之處理。此外，如第二十二圖所示，在步驟S4使用第一標記檢測組M1檢測晶圓W2之對準標記時，第二標記檢測組M2與保持於第一平臺T1之晶圓W1相對。因此，亦可與步驟S4之至少一部分並行，而進行步驟S6之使用第二標記檢測組M2的晶圓W1之對準標記檢測。或是，亦可在步驟S4或步驟S6之中途執行步驟S5之基線計測。
《第三實施形態》
其次，依據第二十六圖及第二十七圖說明本發明之第三實施形態。在此，就與前述第一實施形態之基板貼合裝置100或第二實施形態之基板貼合裝置200同一或同等的結構部分，使用同一符號，並且省略或簡略其說明。
第二十六圖中概略顯示第三實施形態之基板貼合裝置300的結構。基板貼合裝置300除了第一及第二標記檢測組M1,M2之結構，以及一部分結構部分之配置與前述各實施形態之基板貼合裝置不同之外，其他部分之結構及基板貼合方法等與第一或第二實施形態之基板貼合裝置相同。因此，以下主要針對差異點，就第三實施形態作說明。
基板貼合裝置300除了第一及第二標記檢測組M1,M2之結構外，係組合前述第一實施形態與第二實施形態而構成。亦即，第一平臺裝置20、標記板驅動裝置50及第一標記檢測組之位置關係與前述第一實施形態相同，不過載台裝置係使用第二實施形態之載台裝置 230，隨之干擾儀系統亦使用干擾儀系統240。
基板貼合裝置300具備之第一標記檢測組M1如第二十七圖所示，具備第一檢測裝置M1a與第二檢測裝置M1b。第一、第二檢測裝置M1a、M1b如第二十六圖所示，在從頂板部12之下面大致中央離開特定距離＋X側之位置，經由第一標記檢測組驅動裝置71朝下(朝向－Z方向)地安裝。第一、第二檢測裝置M1a、M1b係分別使用與第一實施形態之第一標記檢測組M1同樣結構之顯微鏡(或照像裝置)。第一、第二檢測裝置M1a、M1b之中心軸(光軸或指標中心)OM1a ,OM1b 係彼此平行，且與基準面SM 正交。
此外，基板貼合裝置300具備之第二標記檢測組M2如第二十七圖所示，具備第三檢測裝置M2a與第四檢測裝置M2b。第三、第四檢測裝置M2a、M2b如第二十六圖所示，在載台ST上面之＋X方向的端部附近，經由第二標記檢測組驅動裝置72而朝上(朝向＋Z方向)地搭載。第三、第四檢測裝置M2a、M2b中分別使用與第一實施形態之標記檢測組M2同樣結構之顯微鏡(或照像裝置)。二個檢測裝置M2a、M2b之各個中心軸(光軸或指標中心)OM2a ,OM2b 係彼此平行，且與基準面SM 正交。因此，第一、第二檢測裝置M1a、M1b之光軸OM1a ,OM1b 與第三、第四檢測裝置M2a、M2b之光軸OM2a ,OM2b 係分別平行。另外，由於除了第二標記檢測組M2之載台裝置230的結構與第二實施形態相同，因此在此省略其說明。
第一標記檢測組驅動裝置71經由未顯示於圖之驅動機構，及第二標記檢測組驅動裝置72經由未顯示於 圖之驅動機構，分別獨立地在XY平面內之特定範圍內驅動第一、第二檢測裝置M1a、M1b及第三、第四檢測裝置M2a、M2b。
第一、第二檢測裝置M1a、M1b經由第一標記檢測組驅動裝置71而在XY平面內相對移動時，及第三、第四檢測裝置M2a、M2b經由第二標記檢測組驅動裝置72而在XY平面內相對移動時，各個光軸OM1a ,OM1b ,OM2a ,OM2b 垂直地維持於基準面SM 。另外，由於構成第一標記檢測組M1之第一、第二檢測裝置M1a、M1b可分別移動，因此干擾儀系統240將參照光束(未顯示於圖)如照射於固定於頂板部12的固定鏡(未顯示於圖)。
基板貼合裝置300中如第二十七圖所示，設有：計測第一、第二檢測裝置M1a、M1b分別在XY平面內之位置資訊的第一標記檢測組計測組73，及計測第三、第四檢測裝置M2a、M2b分別在XY平面內之位置資訊的第二標記檢測組計測組74。第一、第二標記檢測組計測組73、74如分別包含干擾儀系統(或是編碼器系統)，可以與干擾儀系統240同等之精度檢測第一、第二檢測裝置M1a、M1b之各個位置資訊或第三、第四檢測裝置M2a、M2b之各個位置資訊。藉由第一標記檢測組計測組73計測之第一、第二檢測裝置M1a、M1b的位置資訊及藉由第二標記檢測組計測組74計測之第三、第四檢測裝置M2a、M2b的位置資訊，分別供給至控制裝置320。控制裝置320使用檢測晶圓W1之對準標記的結果、檢測晶圓W2之對準標記的結果、各對準標記檢測時之干擾儀系統240的計測結果及各對準標記檢測時各檢測裝置的相對位置資訊，求出進行二片之晶圓W1,W2 的貼合之載台裝置230的目標位置。
本第三實施形態採用上述各部之結構的結果，於檢測晶圓W2之對準標記時(參照第六圖之步驟S4)，使用第一、第二檢測裝置M1a、M1b可同時檢測晶圓W2之二個對準標記。此外，進行晶圓W1之搜索對準(參照第六圖之步驟S2)時，及檢測晶圓W1之對準標記時(參照第六圖之步驟S6)，使用第三、第四檢測裝置M2a、M2b可同時檢測晶圓W1之二個對準標記。本第三實施形態之基板貼合裝置300藉由構成以複數檢測裝置可同時檢測複數對準標記，比使用在XY平面內驅動載台裝置230，並使用單一之標記檢測組而個別地檢測複數對準標記時，可縮短對準計測(參照第六圖之步驟S2、S4、S6)需要之時間。因此，可謀求提高生產量。此外，可比在XY平面內驅動載台裝置230，並將單一之標記檢測組對各個對準標記定位時，可縮短用於進行上述對準計測，而載台裝置230移動的移動行程。
此外，採用本第三實施形態之基板貼合裝置300時，藉由構成可同時檢測二個對準標記，而將第一、第二檢測裝置M1a、M1b(或第三、第四檢測裝置M2a、M2b)之移動行程設定成超過特定距離之長度情況下，驅動載台裝置230至第一、第二檢測裝置M1a、M1b(或第三、第四檢測裝置M2a、M2b)分別與晶圓W2(或晶圓W1)相對之位置時，其以後，不驅動載台裝置230而可完成上述之對準計測。因此，就這一點亦可提高生產量。
另外，上述第三實施形態之基板貼合裝置300係二個檢測裝置M1a、M1b及二個檢測裝置M2a、M2b可分 別獨立而在XY平面內移動者，不過不限於此，亦可構成將一方之檢測裝置，如第一檢測裝置M1a固定於頂板部12，而僅另一方之檢測裝置M1b可在XY平面內移動。同樣地，亦可構成將一方之檢測裝置，如第三檢測裝置M2a固定於頂板部12，而僅另一方之檢測裝置M2b可在XY平面內移動。只要可同時檢測設於晶圓上之二個對準標記即可。這是表示各檢測裝置之檢測視野充分擴大，在將載台裝置230定位於特定位置之狀態下，可經由二個檢測裝置同時檢測二個對準標記時，亦可將全部之檢測裝置M1a、M1b、M2a、M2b固定於頂板部12或是載台ST。基於同樣之旨趣，在前述之第一、第二實施形態中，亦可構成充分擴大第一、第二標記檢測組M1,M2之檢測視野，可藉由標記檢測組M1或M2同時檢測二個對準標記。
此外，上述第三實施形態係採用在晶圓W1,W2相對狀態下，第一標記檢測組M1(第一、第二檢測裝置M1a、M1b)與第二標記檢測組M2(第三、第四檢測裝置M2a、M2b)相對之結構，不過，本發明之基板貼合裝置的結構當然不限定於此。第二十八圖中顯示第三實施形態之基板貼合裝置300的一個改良例。第二十八圖所示之基板貼合裝置300與第二實施形態同樣地，係在第一標記檢測組M1之至少一部分與第二標記檢測組M2之至少一部分相對狀態下，晶圓W1(第一平臺T1)與晶圓W2(第二平臺T2)就第一標記檢測組M1之與第二標記檢測組M2相對部分的中心，彼此位於相反側(－X側與＋X側)。藉由採用該結構，可縮短對準計測時載台裝置230之移動距離，而可謀求生產量之進一步 提高。
另外，上述各實施形態，權宜上在晶圓W1,W2之表面，以第二圖中就晶圓W2之代表性所示之配置，而形成複數對準標記者，但各實施形態之基板貼合裝置作為貼合對象的晶圓並非限於此。如在用於製造半導體元件(積體電路)等的微影程序中使用的步進機等，在曝光後之晶圓上，藉由其曝光，以矩陣狀之配置而形成多數個照射區域(電路圖案區域)，而在各照射區域同時形成(附設)對準標記。將此種二片晶圓作為貼合對象時，須將附設於各照射區域之對準標記作為第一、第二標記檢測組M1,M2之檢測對象。由於附設於各照射區域之對準標記藉由與各照射區域同時曝光而形成於晶圓上，因此，藉由同樣之製程的處理而受到同樣之影響。此外，此種情況在貼合晶圓時，無須重新賦予對準標記。
此外，將藉由步進機等曝光後的晶圓作為貼合對象時，求出前述晶圓W1,W2希望之貼合位置的方法，亦可如詳細揭示於美國專利第4,780,617號說明書等之就各晶圓求出在EGA(增強型全晶圓對準)中之EGA參數，而從其求出之結果算出希望之貼合位置。此時，以步驟S4、步驟S6分別進行對晶圓之EGA計測(附設於抽樣照射區域之對準標記(抽樣標記)之位置計測)。
此外，上述各實施形態係就以第一、第二標記檢測組M1,M2檢測同一個基準標記FM之情況作說明，不過本發明並非限定於此者。亦即，亦可基板貼合裝置之第一檢測組(相當於上述各實施形態之第一標記檢測組M1)的檢測對象，除了第二基板(相當於上述各實施形 態之晶圓W2)的標記之外，還包含第一基準標記，第二檢測組(相當於上述各實施形態之第二標記檢測組M2)的檢測對象，除了第一基板(相當於上述各實施形態之晶圓W1)的標記之外，還包含與第一基準標記不同之第二基準標記。此時，第一基準標記與第二基準標記雖亦可形成於不同之構件，不過宜形成於同一個標記形成構件，此因可維持高度之基線計測精度。此外，宜與第一檢測組檢測第一基準標記之同時，第二檢測組可檢測第二基準標記，此因可縮短基線計測時需要之時間。
另外，上述第二、第三實施形態及改良例之基板貼合裝置中使用的干擾儀系統240，與第一實施形態之干擾儀系統40同樣地，亦可採用亦可計測第二平臺T2之Y軸周圍的旋轉角(傾斜角)θy的干擾儀，及亦可計測第二平臺T2之X軸周圍的旋轉角(傾斜角)θx的第一至第三Y干擾儀。
此外，上述實施形態係就單一之控制裝置(參照第五圖、第十七圖、第二十七圖)控制基板貼合裝置之各部的情況作說明，不過，亦可具備：用於從干擾儀系統40、240之計測結果算出載台裝置30、230在XY平面內之位置的運算組；及使用運算組之算出結果而控制載台驅動裝置15(參照第五圖、第十七圖、第二十七圖)的控制系，來取代此等控制裝置。此外，亦可具備從對準標記AM1i ,AM2j 之檢測結果，算出滿足貼合之晶圓W1,W2希望的貼合位置之條件的載台裝置30、230之目標位置(X0 ,Y0 ,θz0 )的運算組。
此外，上述各實施形態，第一平臺T1係藉由第一 平臺驅動裝置21驅動而僅可在垂直(Z軸)方向移動者，不過不限於此，亦可進一步可在XY平面內(X,Y,θz)移動，或是可在全部6個自由度方向(X,Y,Z,θx,θy,θz)移動。而後，亦可具備計測第一平臺T1之位置的位置計測組。此外，亦可將該位置計測組與干擾儀系統40同樣地構成。
此外，上述各實施形態中說明之載台裝置的結構係一例，本發明並非限定於此者。如載台裝置只須至少可在二維平面內移動即可。因此，如第二實施形態中，亦可無須設置第二平臺驅動裝置231，不過設置情況下，亦可為與上述第二實施形態之結構不同的結構。如三個Z驅動部33之驅動行程充分長時，亦可不設Z載台232，而僅以可個別驅動之三個Z驅動部33構成第二平臺驅動裝置231。
另外，上述各實施形態，係就第一平臺T1與第一標記檢測組M1固定於框架10，而第二平臺T2與第二標記檢測組M2搭載於可在XY平面內移動之載台裝置30、230的情況作說明，不過，本發明並非限定於此者。如亦可採用與上述實施形態上下反轉的結構。亦即，亦可採用第一平臺T1與第一標記檢測組M1朝上地固定於載台平臺13，而朝下設置第二平臺T2與第二標記檢測組M2之載台裝置30、230可沿著框架10之頂板部12的下面移動之結構。或是，亦可採用將上述各實施形態之除了框架10之結構各部分橫向放置的結構。此時，係構成載台裝置30、230沿著YZ平面移動，並且第一平臺T1可在X軸方向來回移動，且第二平臺T2可驅動於X軸方向及對YZ平面之傾斜方向。
此外，上述各實施形態之基板貼合裝置(100,200,300)僅具有一個可使用標記檢測組M1,M2而檢測之共通的基準標記FM，但不限於此，亦可具備複數基準標記。此外，標記板驅動裝置需要採用避免在步驟S5以外之程序中妨礙處理，且不遮蔽構成干擾儀系統40、240之各干擾儀的測長光束與參照光束的結構及配置，不過，只要係滿足該條件者，無須特別顧慮其結構及配置等。
此外，上述各實施形態係使用保持器H1、H2將晶圓W1,W2安裝於基板貼合裝置，不過藉由使用切割晶圓而獲得之半導體晶片用的保持器來取代晶圓用之保持器，可實施晶片等級至晶圓等級的貼合。此外，不限於單層之晶圓(或是單層之半導體晶片)，亦可處理複數晶圓(複數半導體晶片)疊層後之半導體構件。
再者，本發明不限於上述晶圓等之半導體基板的貼合，或是半導體晶片之貼合，亦可適用於其他基板，如液晶用之玻璃基板等的貼合。此時無須使用基板保持器。此外，只要是包含於基板之概念的各種板狀構件，均包含於上述各實施形態之基板貼合裝置及基板貼合方法的貼合對象。
此外，上述各實施形態係基準標記FM形成於隔膜狀之構件者，不過上述各實施形態之標記板51只是一例，上述各實施形態之基板貼合裝置(100、200、300)當然亦可使用其他之標記板。第二十九A圖~第二十九C圖中顯示可取代前述之標記板51而使用的刀口方式的標記板51a之一例。其中，第二十九A圖中顯示標記板51a之平面圖，第二十九B圖中顯示標記板51a之底 視圖，第二十九C圖中標記板51a之在第二十九A圖中的B－B線剖面一部分省略，而與第一、第二標記檢測組M1,M2一起顯示。
綜合第二十九A圖~第二十九C圖時可瞭解，標記板51a具備預定厚度，如1~2mm的矽Si構成之板狀的標記構件58。標記構件58中形成由十字形狀之細縫構成的基準標記FMa。細縫一邊的長度如為數100μm，寬度為20~30μm程度。此時，如第二十九C圖所示，標記構件58之細縫的內周面(側壁面)對上面形成銳角。
如第二十九C圖所示，基準標記FMa可同時從形成其之標記構件58的一面側使用第一標記檢測組M1，從另一面側使用第二標記檢測組M2實施檢測。此時，為了採用如上述之光透過型(細縫方式)之基準標記FMa，與使用標記板51之情況不同，第一標記檢測組M1藉由經由形成於標記構件58之細縫(亦即基準標記FMa)接收從第二標記檢測組M2具有之光源發出的探測光，來檢測基準標記FMa。第二標記檢測組M2藉由經由細縫(亦即基準標記FMa)接收從第一標記檢測組M1具有之光源發出的探測光來檢測基準標記FMa。
此外，第三十A圖~第三十E圖中顯示可取代標記板51而使用之另外一種標記板51b。如第三十A圖及第三十B圖所示，標記板51b係由透過標記檢測組M1,M2之探測光的透明材料，如由石英玻璃等構成之板構件而構成，並形成有由在其板構件之表面反射探測光之材質構成的經改良之十字形狀的基準標記FMb。此外，從防止基準標記FMb損傷之觀點，如第三十C圖所示，亦可在二片標記板51b1 ,51b2 之間夾著基準標記FMb。另 外，標記板51b之厚度如約為1mm。
如第三十D圖所示，基準標記FMb可同時藉由第一標記檢測組M1檢測其一面，並藉由第二標記檢測組M2檢測另一面。因為基準標記FMb形成於標記板51b之一面，所以第三十D圖係將第一標記檢測組M1之探測光直接照射於基準標記FMb之一面，並使第二標記檢測組M2之探測光透過標記板51b，而照射於基準標記FMb之另一面。當然，反之亦可將形成了標記板51之基準標記FMb的一面朝向第二標記檢測組M2，而將第二標記檢測組M2之探測光直接照射於基準標記FMb之一面，並使第一標記檢測組M1之探測光透過標記板51b而照射於基準標記FMb的另一面。該處理從避免雜質附著於基準標記FMb上的觀點較為適宜。
第三十D圖所示之狀態，係以基準標記FMb之兩表面與兩標記檢測組M1,M2之中心軸OM1 ,OM2 正交，且兩表面之面位置與兩標記檢測組M1,M2之焦點一致的方式，而定位標記板51b與第二平臺T2。在該第三十D圖所示之狀態下，使基準標記FMb與第一標記檢測組M1之指標中心一致，並使第二標記檢測組M2之指標中心與基準標記FMb一致時，第一、第二標記檢測組M1,M2之中心軸OM1 ,OM2 完全一致。
如第三十E圖所示，將標記板51b傾斜。該狀態下，以第一、第二標記檢測組M1,M2檢測基準標記FMb，在各個檢測視野內，使指標中心(亦即中心軸)與基準標記FMb一致。此時，將探測光直接照射於基準標記FMb之第一標記檢測組M1的中心軸OM1 與基準標記FMb在其中心交叉。但是，使探測光透過標記板51而 照射於基準標記FMb之第二標記檢測組M2的中心軸OM2 ，因Harbing效應(探測光因標記板51而折射的效應)而從基準標記FMb之中心偏差。結果導致兩標記檢測組M1,M2之中心軸OM1 ,OM2 偏差。
因Harbing效應導致中心軸OM1 ,OM2 之偏差△OM (參照第三十E圖)如成為前述基線計測之計測誤差。但是，瞭解標記板51b之傾斜時，可從標記板51b之厚度與折射率修正偏差△OM 。因此，亦可設置計測標記板51b之X軸周圍的傾斜角θx與Y軸周圍之傾斜角θy的傾斜計測組。構成該傾斜計測組之計測器，如傾斜入射型焦點位置檢測組(AF感測器)為適宜。
【產業上之可利用性】
如以上說明，本發明之基板貼合裝置及基板貼合方法適用於二片基板之貼合。
10‧‧‧框架
11‧‧‧腳部
12‧‧‧頂板部
13‧‧‧載台平臺
15‧‧‧載台驅動裝置
20‧‧‧第一平臺裝置
21‧‧‧第一平臺驅動裝置
30‧‧‧載台裝置
31‧‧‧第二平臺驅動裝置
32‧‧‧晶圓放置部
33‧‧‧Z驅動部
40‧‧‧干擾儀系統
40X‧‧‧X干擾儀
40Y1,40Y2‧‧‧第一及第二Y干擾儀
42X‧‧‧X移動鏡
42Y‧‧‧Y移動鏡
50‧‧‧基準標記裝置
51‧‧‧標記板
52(52A,52B,52C)‧‧‧標記板驅動裝置
54‧‧‧標記構件
55‧‧‧遮光膜
56‧‧‧光透過膜
57‧‧‧基礎構件
60‧‧‧Z．傾斜計測組
61‧‧‧離開距離計測組
71‧‧‧第一標記檢測組驅動裝置
72‧‧‧第二標記檢測組驅動裝置
73‧‧‧第一標記檢測組計測組
74‧‧‧第二標記檢測組計測組
100‧‧‧基板貼合裝置
120‧‧‧控制裝置
200‧‧‧基板貼合裝置
220‧‧‧控制裝置
230‧‧‧載台裝置
231‧‧‧第二平臺驅動裝置
232‧‧‧Z載台
240‧‧‧干擾儀系統
240X‧‧‧X干擾儀
204Y1~240Y3‧‧‧第一~第三Y干擾儀
42X‧‧‧X移動鏡
42Xs‧‧‧X參照鏡
42Y‧‧‧Y移動鏡
300‧‧‧基板貼合裝置
320‧‧‧控制裝置
H1、H2‧‧‧第一、第二保持器
M1,M2‧‧‧第一、第二標記檢測組
T1,T2‧‧‧第一、第二平臺
W1,W2‧‧‧第一、第二晶圓
OM1 ,OM2 ‧‧‧中心軸(光軸、指標中心)
SM ‧‧‧基準面
ST‧‧‧載台
IBXB ,IBXL ,IBXM ,IBY1U ,IBY1L ,IBY2U ,IBY2L ‧‧‧測長光束
IBXS ‧‧‧參照光束
OX ,OY ‧‧‧基準軸
FM‧‧‧基準標記
第一圖係概略顯示第一實施形態之基板貼合裝置的結構圖。
第二圖係用於說明第二平臺(載台)與干擾儀之配置及基準座標組的載台裝置之平面圖。
第三A圖係顯示標記板之平面圖，第三B圖係顯示標記板之底視圖，第三C圖係省略第三A圖中之A－A線剖面的一部分，而與第二標記檢測組一起顯示之圖，第三D圖係顯示基準標記之其他例之圖。
第四A圖及第四B圖係用於說明滑動式標記板驅動裝置的結構等之圖，第四C圖及第四D圖係用於說明折疊式之標記板驅動裝置的結構等之圖，第四E圖及第四F圖係用於說明旋轉式之標記板驅動裝置的結構等之圖。
第五圖係顯示第一實施形態之基板貼合裝置的控制系之主要結構的方塊圖。
第六圖係顯示基板貼合方法之程序的流程圖。
第七圖係顯示執行基板貼合程序之前的基板貼合裝置之狀態圖。
第八圖係用於說明基板貼合方法之步驟S1(使晶圓保持於第一平臺之步驟)的圖。
第九A圖係用於說明基板貼合方法之步驟S2(就保持於第一平臺之晶圓的搜索對準程序)的圖，第九B圖係用於說明在搜索對準中計測之對準標記與指標中心的位置關係圖。
第十圖係用於說明基板貼合方法之步驟S3(使晶圓保持於第二平臺之步驟)的圖。
第十一A圖係用於說明基板貼合方法之步驟S4(使用第一標記檢測組檢測保持於第二平臺之晶圓的對準標記之步驟)的圖，第十一B圖係用於說明在步驟S4中計測之對準標記與指標中心的位置關係之圖。
第十二A圖係用於說明基板貼合方法之步驟S5(基線計測程序)的圖，第十二B圖及第十二C圖係用於說明基線之計測原理的圖。
第十三A圖係用於說明基板貼合方法之步驟S6(使用第二標記檢測組檢測保持於第一平臺之晶圓的對準標記之步驟)的圖，第十三B圖係用於說明在步驟S6中計測之對準標記與指標中心的位置關係之圖。
第十四圖係用於說明基板貼合方法之步驟S7(重疊二片晶圓之步驟)的圖。
第十五圖係概略顯示第二實施形態之基板貼合裝置的結構圖。
第十六圖係用於說明第十五圖之基板貼合裝置中載台與干擾儀之配置及基準座標組的載台裝置之平面圖。
第十七圖係顯示第二實施形態之基板貼合裝置的控制系之主要結構的方塊圖。
第十八圖係顯示第二實施形態中執行基板貼合程序之前的基板貼合裝置之狀態圖。
第十九圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S1(使晶圓保持於第一平臺之步驟)之圖。
第二十圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S2(就保持於第一平臺之晶圓的搜索對準程序)之圖。
第二十一圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S3(使晶圓保持於第二平臺之步驟)之圖。
第二十二圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S4(使用第一標記檢測組檢測保持於第二平臺之晶圓的對準標記之步驟)之圖。
第二十三圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S5(基線計測程序)之圖。
第二十四圖係用於說明第二實施形態中之基板貼合方法的步驟S6(使用第二標記檢測組檢測保持於第一平臺之晶圓的對準標記之步驟)之圖。
第二十五圖係用於說明基板貼合方法之步驟S7(重疊二片晶圓之步驟)的圖。
第二十六圖係概略顯示第三實施形態之基板貼合裝置的結構圖。
第二十七圖係顯示第三實施形態之基板貼合裝置的控制系之主要結構的方塊圖。
第二十八圖係概略顯示第三實施形態之基板貼合裝置的改良例之一例的結構圖。
第二十九A圖~第二十九C圖係用於說明標記板之改良例的一例圖。
第三十A圖~第三十E圖係用於說明標記板之改良例的其他例圖。
100‧‧‧基板貼合裝置
10‧‧‧框架
11‧‧‧腳部
12‧‧‧頂板部
13‧‧‧載台平臺
20‧‧‧第一平臺裝置
21‧‧‧第一平臺驅動裝置
30‧‧‧載台裝置
31‧‧‧第二平臺驅動裝置
32‧‧‧晶圓放置部
40‧‧‧干擾儀系統
40X‧‧‧X干擾儀
42X‧‧‧X移動鏡
42Xs‧‧‧X參照鏡
50‧‧‧基準標記裝置
51‧‧‧標記板
52‧‧‧標記板驅動裝置
F‧‧‧地面
H1‧‧‧第一保持器
H2‧‧‧第二保持器
M1‧‧‧第一標記檢測組
M2‧‧‧第二標記檢測組
T1‧‧‧第一平臺
T2‧‧‧第二平臺
W1‧‧‧第一晶圓
W2‧‧‧第二晶圓
OM1 ‧‧‧中心軸
OM2 ‧‧‧中心軸
SM ‧‧‧基準面
ST‧‧‧載台
IBXB ‧‧‧測長光束
IBXL ‧‧‧測長光束
IBXM ‧‧‧測長光束
IBXS ‧‧‧參照光束

Claims (86)

  1. 一種基板貼合裝置，係將各自之表面附有標記的第一基板及第二基板互相貼合的基板貼合裝置，其具備：第一載台，保持前述第一基板；第二載台，保持前述第二基板；第一檢測組，可檢測前述第二基板之標記；第二檢測組，可檢測前述第一基板之標記；及相對位置計測組，計測前述第一檢測組與前述第二檢測組之相對位置；其中前述第二檢測組在以前述相對位置計測組進行計測時可移動以便與前述第一檢測組相對。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述第二載台可移動以便使前述第一基板及前述第二基板互相位置對準，前述第二檢測組設於前述第二載台。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第二檢測組在保持於前述第一載台之前述第一基板之前述標記之檢測時，與前述第二載台一體地移動。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述相對位置計測組計測將前述第一檢測組之位置當作基準的前述第二檢測組之位置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組在前述第二檢測組與保持於前述第一載台之前述第一基板相對時，與保持於前述第二載台之基板相對。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中在前述第一檢測組之至少一部分與前述第二檢測組之至少一部分相對時，前述第一載台與前述第二載台供基板 載置之部分對於前述第一檢測組之與前述第二檢測組相對的部分之中心而言，相互位於相反側。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第二載台係能以並進三自由度及旋轉三自由度來驅動。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第二載台包含：載台本體，可在與保持前述第二基板之保持面平行的平面內移動；及平臺，可在該載台本體上至少與前述平面正交之方向移動，保持前述另一方之基板；前述第二檢測組設於前述載台本體。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中具備位置計測組，該位置計測組計測前述第二載台之位置資訊，前述平臺可在與前述平面正交之方向之特定範圍移動，該特定範圍包括該平臺所保持之前述第二基板之表面定位於前述第一檢測組之檢測點的位置，前述位置計測組進一步可計測前述平臺在與前述平面正交之方向的位置資訊。
  10. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中具備：載台驅動裝置，在與保持前述第二基板保持之保持面平行的平面內使前述平臺移動，而且在與該平面正交之軸周圍使前述平臺旋轉；及Z驅動部，使前述平臺在前述軸方向移動。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板貼合裝置，其中前述Z驅動部分別配置於前述載台本體上不在同一線上的三點。
  12. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中前述平臺在前述第二載台上，可在對前述平面傾斜之方向移 動，前述位置計測組進一步可計測前述平臺之傾斜資訊。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中進一步具備離開距離計測組，該離開距離計測組計測前述第一載台保持之前述第一基板與前述第二載台保持之前述第二基板間的離開距離。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中具備計測前述第二載台位置資訊之位置計測組，前述位置計測組包含複數個干擾儀，這些干擾儀在設於前述第二載台之一部分的反射面上分別照射測長光束。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板貼合裝置，其中前述位置計測組將前述第一載台之位置當作基準來計測前述第二載台之位置資訊。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組與前述第一載台之相對位置已固定，前述位置計測組根據來自設於前述第一檢測組之反射面的反射光與來自設於前述第二載台之前述反射面的反射光，來計測前述第二載台之位置資訊。
  17. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一載台可在與前述平面正交之方向移動。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板貼合裝置，其中前述第一載台可在第一位置與第二位置之間移動，在該第一位置，該第一載台保持之前述第一基板之表面定位於與包含前述第二檢測組檢測點之平面平行的面，該第二位置從該第一位置退開。
  19. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一載台沿著與保持前述一方之基板的保持面平行 的平面可移動。
  20. 如申請專利範圍第19項之基板貼合裝置，其中具備計測前述第一載台之位置的位置計測組。
  21. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一載台及前述第二載台經由基板保持構件而分別保持前述基板。
  22. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組之檢測對象進一步包含第一基準標記；前述第二檢測組之檢測對象進一步包含第二基準標記。
  23. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中前述第一基準標記與第二基準標記形成於同一個標記構件。
  24. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組檢測前述第一基準標記之同時，前述第二檢測組可檢測前述第二基準標記。
  25. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中前述第一基準標記與第二基準標記係同一個標記。
  26. 如申請專利範圍第25項之基板貼合裝置，其中前述相對位置計測組計測將前述同一個標記當作基準的前述第一檢測組及前述第二檢測組各自之位置。
  27. 如申請專利範圍第23項之基板貼合裝置，其中前述第二檢測組可移動以便檢測前述同一個標記。
  28. 如申請專利範圍第23項之基板貼合裝置，其中前述同一個標記包含細縫狀之光透過部，該細縫狀之光透過部形成於設於前述標記構件之一部分的隔膜狀之構件。
  29. 如申請專利範圍第28項之基板貼合裝置，其中前述細 縫狀之光透過部，係藉由除去形成於透明薄膜之一面的遮光膜之一部分而形成。
  30. 如申請專利範圍第28項之基板貼合裝置，其中前述細縫狀之光透過部，係藉由在板狀之遮光構件的一部分形成細縫狀之開口而形成。
  31. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中前述標記構件使前述第一、第二檢測組之探測光透過。
  32. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中進一步具備計測前述標記構件之傾斜的傾斜計測組。
  33. 如申請專利範圍第22項之基板貼合裝置，其中前述標記構件可在一位置與另一位置之間移動，該一位置與前述第一及第二檢測組之至少一方的檢測視野內對應，供基準標記定位，該另一位置從該位置退開。
  34. 如申請專利範圍第33項之基板貼合裝置，其中進一步具備驅動前述標記構件的標記驅動裝置。
  35. 如申請專利範圍第34項之基板貼合裝置，其中前述標記驅動裝置設於前述第二載台。
  36. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組包含檢測透過對象標記之光的透過型之顯微鏡，及檢測來自對象標記之反射光的反射型之顯微鏡的任何一個，前述第二檢測組包含前述透過型之顯微鏡及前述反射型之顯微鏡的任何一個。
  37. 如申請專利範圍第1或2項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組及第二檢測組之至少一方可同時檢測設於即是該檢測對象之基板的複數個標記。
  38. 如申請專利範圍第37項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組及前述第二檢測組之至少一方包含複數個檢 測裝置，這些檢測裝置可個別檢測前述複數個單獨標記。
  39. 如申請專利範圍第38項之基板貼合裝置，其中前述複數個檢測裝置中的一檢測裝置與另一檢測裝置可相對移動。
  40. 如申請專利範圍第39項之基板貼合裝置，其中前述一檢測裝置及另一檢測裝置之一方固定於供前述一檢測裝置及另一檢測裝置安裝之作為基座之構件，另一方則可對作為前述基座之構件移動。
  41. 如申請專利範圍第39項之基板貼合裝置，其中更具備相對位置計測組，該相對位置計測組計測前述一檢測裝置與前述另一檢測裝置之相對位置。
  42. 如申請專利範圍第39項之基板貼合裝置，其中前述一檢測裝置及另一檢測裝置可獨立移動。
  43. 如申請專利範圍第39項之基板貼合裝置，其中更具備檢測組位置計測組，該檢測組位置計測組計測前述一檢測裝置與另一檢測裝置之位置資訊。
  44. 一種基板貼合裝置，係將第一基板及第二基板互相貼合的基板貼合裝置，其具備：第一載台，保持前述第一基板；第二載台，保持前述第二基板，可移動以便將前述第一基板及前述第二基板互相位置對準；第一檢測組，可檢測保持於前述第二載台之前述第二基板之標記；及第二檢測組，設於前述第二載台，可檢測保持於前述第一載台之前述第一基板之標記，前述第二檢測組與前述第二載台能一體地移動。
  45. 一種基板貼合裝置，係將第一基板及第二基板加以貼合的基板貼合裝置，其具備：第一載台，保持前述第一基板；第二載台，保持前述第二基板；第一檢測組，可檢測保持於前述第二載台之前述第二基板之標記；及第二檢測組，可檢測保持於前述第一載台之前述第一基板之標記，可對前述第一檢測組相對地移動以便調整與前述第一檢測組之相對位置。
  46. 一種基板貼合裝置，將第一基板及第二基板互相貼合的基板貼合裝置，其具備：第一構件，保持前述第一基板；第二構件，保持前述第二基板；第一檢測組，檢測保持於前述第二構件之前述第二基板之複數個標記；第二檢測組，檢測保持於前述第一構件之前述第一基板之複數個標記；相對位置計測組，計測前述第一檢測組與前述第二檢測組之相對位置；及重疊部，根據前述第一檢測組及前述第二檢測組之檢測結果、以及前述相對位置計測組之計測結果，來使前述第一基板及前述第二基板互相重疊。
  47. 一種基板貼合方法，係將第一基板及第二基板互相貼合的基板貼合方法，其包含：第一程序，使前述第一基板保持於第一構件；第二程序，使前述第二基板保持於第二構件；第三程序，藉由第一檢測組來檢測保持於前述第 二構件之前述第二基板之複數個標記；第四程序，藉由第二檢測組來檢測保持於前述第一構件之前述第一基板之複數個標記；第五程序，計測前述第一檢測組與前述第二檢測組之相對位置；及第六程序，根據前述第三、第四程序及第五程序之結果，來使前述第一基板及前述第二基板互相重疊。
  48. 如申請專利範圍第47項之基板貼合方法，其中具有第七程序，該第七程序使用前述第一檢測組及前述第二檢測組分別檢測共通之基準標記；前述第五程序中，計測對前述基準標記之前述第一檢測組及前述第二檢測組各自之位置。
  49. 如申請專利範圍第48項之基板貼合方法，其中前述第二檢測組可移動，在前述第七程序移動以便檢測前述基準標記。
  50. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第二構件在與至少前述第一構件之保持面平行的平面內可移動，前述第二檢測組搭載於前述第二構件，而前述第四程序中，前述第二檢測組與前述第二構件一體地移動，藉此檢測前述第一基板之前述複數個標記。
  51. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序中，計測在前述第二基板之前述複數個標記之檢測時之前述第二構件之位置資訊。
  52. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第四程序中，計測在前述第一基板之前述複數個標記之檢測時之前述第二構件之位置資訊。
  53. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序及前述第四程序中，分別使前述第二構件在與前述第一構件之保持面平行的平面內移動。
  54. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序係使用前述第一檢測組具有之複數個檢測裝置，同時檢測前述第二基板之前述複數個標記；前述第四程序係使用前述第二檢測組具有之複數個檢測裝置，同時檢測前述第一基板之前述複數個標記。
  55. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序及前述第四程序之至少一方，係在檢測前述複數個標記之前，使前述複數個檢測裝置中之一個檢測裝置與其他檢測裝置在前述平面內相對移動，而在各個檢測視野內定位前述標記。
  56. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序係在檢測前述複數個標記之前，將前述第二構件之至少保持前述第二基板之部分驅動於與前述平面正交之方向，而將前述第二基板之表面定位於前述第一檢測組之檢測點。
  57. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序係在檢測前述複數個標記之後，將前述第二構件之至少保持前述第二基板之部分驅動於與前述平面正交之方向，而使前述第二基板之表面從前述第一檢測組之檢測點退開。
  58. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第四程序係在檢測前述標記之前，將前 述第一構件驅動於與前述平面正交之方向，而將前述第一基板之表面定位於前述第二檢測組之檢測點。
  59. 如申請專利範圍第48項之基板貼合方法，其中前述第七程序係在檢測前述基準標記之前，將形成了前述基準標記之標記構件定位於特定位置，使用前述第一、第二檢測組來分別檢測前述基準標記。
  60. 如申請專利範圍第59項之基板貼合方法，其中使用前述第一、第二檢測組來分別檢測前述基準標記後，使前述標記構件從前述定位位置退開。
  61. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第五程序係進一步求出前述第二檢測組對前述第一檢測組之基線。
  62. 如申請專利範圍第48項之基板貼合方法，其中前述第七程序進一步求出前述基準標記與設於前述第二基板表面之前述複數個標記的第一相對位置關係。
  63. 如申請專利範圍第62項之基板貼合方法，其中前述第七程序進一步求出前述基準標記與設於前述第一基板表面之前述複數個標記的第二相對位置關係。
  64. 如申請專利範圍第63項之基板貼合方法，其中前述第七程序進一步從對前述第一檢測組之前述第二檢測組之基線、前述第一相對位置關係與前述第二相對位置關係，求出前述第二構件之目標位置，該目標位置滿足分別保持於前述第二構件及前述第一構件的前述第一基板及前述第二基板所期待之重疊條件。
  65. 如申請專利範圍第64項之基板貼合方法，其中前述第七程序包含一程序，該程序使用前述第三、第四及第六程序之結果，算出前述第二構件之目標位置，該目 標位置滿足前述第一基板及前述第二基板所期待之重疊條件。
  66. 如申請專利範圍第65項之基板貼合方法，其中前述所期待之重疊條件，係指在設於前述第一基板及前述第二基板表面之複數個標記之間，成對之標記間在前述平面上的相對距離之平方和為最小的位置關係。
  67. 如申請專利範圍第65或66項之基板貼合方法，其中前述所期待之重疊條件，係指在設於前述第一基板及前述第二基板之表面的複數個標記之間，成對之標記間在前述平面上的相對距離之絶對值，在全部之成對大致相等之位置關係。
  68. 如申請專利範圍第65或66項之基板貼合方法，其中前述第四程序進一步包含一程序，該程序將前述第二構件定位於前述目標位置，將前述第二構件之至少保持前述第二基板之部分驅動於與前述平面正交之方向，而重疊前述第一基板與前述第二基板。
  69. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中進一步包含第八程序，該第八程序計測位置資訊，該位置資訊包含保持於前述第一構件之前述第一基板在前述平面內之旋轉方向；前述第二程序係考慮計測出之位置資訊，在調整前述第二基板對前述第一基板之至少旋轉偏差的狀態下，使前述第二基板保持於前述第二構件。
  70. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中進一步包含：第八程序，其係計測位置資訊，該位置資訊包含保持於前述第一構件之前述第一基板在前述平面內之 旋轉方向；及第九程序，其係在前述第二程序與前述第三程序之間，考慮前述第八程序所計測之位置資訊，藉由使前述第二構件之至少保持前述第二基板的部分旋轉，來調整前述第二基板對前述第一基板之至少旋轉偏差。
  71. 如申請專利範圍第69項之基板貼合方法，其中在前述第二程序之前，進一步包含一程序，該程序將前述第一構件驅動於與前述平面正交之方向，而使保持於前述第一構件之前述第一基板退開。
  72. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第一及第二程序係經由二個保持構件，而使前述第一基板及第二基板分別保持於前述第一構件及第二構件，前述第六程序係進一步使用卡鎖重疊固定前述二個保持構件，並分別從前述第一構件及前述第二構件拆下該二個單獨保持構件。
  73. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中前述第三程序及前述第四程序係使用位置計測組來計測前述第二構件之位置資訊，該位置計測組包含至少三個干擾儀，至少一個干擾儀在與前述平面正交地設於前述第二構件的反射面投射至少一條測長光束，至少二個干擾儀在與前述二次元平面及前述反射面正交地設於前述第二構件之別的反射面投射至少一條測長光束。
  74. 如申請專利範圍第47至49項中任一項之基板貼合方法，其中使設有相對位置關係為已知之複數個標記的基準構件保持於前述第一構件，計測前述第二構件之 位置資訊，並使該第二構件在前述平面內移動，藉由使用前述第二檢測組檢測前述複數個標記，來再計測該複數個標記之相對位置關係，使用該再計測出之相對位置關係與前述已知之相對位置關係，來修正依存於與前述第二構件之位置有關之物理量的前述第二檢測組之檢測誤差。
  75. 如申請專利範圍第74項之基板貼合方法，其中使前述基準構件保持於前述第二構件，計測該第二構件之位置資訊，並使該第二構件在前述平面內移動，藉由使用前述第一檢測組來檢測前述複數個標記，而求出前述複數個標記之相對位置關係。
  76. 如申請專利範圍第74項之基板貼合方法，其中與前述第二構件之位置有關之前述物理量包括前述第二構件之停止位置、即將到達該停止位置時從停止位置算起的距離、方向、時間、速度及加速度中至少一個。
  77. 一種疊層半導體裝置之製造方法，包括申請專利範圍第47至76項中任一項之基板貼合方法。
  78. 一種基板貼合裝置，係將具有第一對準標記之第一基板以及具有第二對準標記之第二基板加以貼合的基板貼合裝置，其特徵為具備：第一檢測組，檢測前述第一對準標記；第二檢測組，與前述第一檢測組相對地配置，檢測前述第二對準標記；及調整部，調整前述第一檢測組之光軸與前述第二檢測組之光軸的相對的位置偏差。
  79. 如申請專利範圍第78項之基板貼合裝置，其中具備位置偏差量算出部，該位置偏差量算出部算出對基準標 記之前述第一檢測組之中心軸及第二檢測組之中心軸各自之位置偏差量；根據前述位置偏差量算出部所算出的位置偏差量，在與前述第二檢測組之光軸正交的方向使前述第二位置檢測部移動。
  80. 如申請專利範圍第78項之基板貼合裝置，其中具備位置偏差量算出部，該位置偏差量算出部算出對基準標記之前述第一檢測組之中心軸及第二檢測組之中心軸各自之位置偏差量；將前述位置偏差量算出部所算出的位置偏差量當作補正值，在將前述第一基板與前述第二基板加以貼合時，加進前述第一檢測組及前述第二檢測組之檢測結果。
  81. 如申請專利範圍第78至80項中任一項之基板貼合裝置，其中前述第一檢測組之中心軸與第二檢測組之中心軸位置對準後，前述第一基板與前述第二基板貼合。
  82. 一種基板貼合裝置，係將具有第一對準標記之第一基板以及具有第二對準標記之第二基板加以貼合的基板貼合裝置，其特徵為具備：第一檢測組，檢測前述第一對準標記；第二檢測組，與前述第一檢測組相對地配置，檢測前述第二對準標記；及位置偏差量算出部，算出前述第一檢測組之中心軸及第二檢測組之中心軸的位置偏差量。
  83. 如申請專利範圍第82項之基板貼合裝置，其中根據前述位置偏差量算出部所算出的位置偏差量，在與前述第二檢測組之中心軸正交的方向使前述第一檢測組或 前述第二檢測組之至少一方移動。
  84. 如申請專利範圍第82項之基板貼合裝置，其中將前述位置偏差量算出部所算出的位置偏差量當作補正值加以記憶，在將前述第一基板與前述第二基板加以貼合時，在前述第一檢測組及前述第二檢測組之至少一方之檢測結果加上前述補正值。
  85. 如申請專利範圍第82項之基板貼合裝置，其中將前述位置偏差量算出部所算出的位置偏差量當作補正值加以記憶，在將前述第一基板與前述第二基板加以貼合時，在保持前述第一基板之載台之移動量及保持前述第二基板之載台之移動量的至少一方加上前述補正值。
  86. 如申請專利範圍第82至85項中任一項之基板貼合裝置，其中前述位置偏差量算出部根據對基準標記之前述第一檢測組之中心軸及第二檢測組之中心軸的相對位置，來算出位置偏差量。
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