TW201523782A - 用於對準基板的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於對準第一基板(14)與第二基板(14')且使該第一基板(14)與該第二基板(14')接觸之方法，以及一種具有至少四個偵測單元(3、3'、3"、3''')之對應裝置，由此：a)可至少在X方向上及在Y方向上移行至少兩個第一偵測單元(3、3")，且b)可僅在Z方向上移行至少兩個第二偵測單元(3'、3''')。

Description

用於對準基板的裝置及方法
本發明係關於一種如技術方案1之用於對準第一基板與第二基板且使該第一基板與該第二基板接觸之方法，以及一種如技術方案8之對應裝置。
電子電路(諸如，微晶片或儲存結構單元以及微機械組件及微流組件)之小型化已持續發展達數十年。為了進一步增大此等功能群組之密度，數年前已自其堆疊開始。功能群組為此目的生產於基板(例如，晶圓)上。接著將晶圓彼此對準且彼此結合，其以少數處理步驟導致大的產量及主要按高密度彼此堆疊之功能群組。
不同晶圓之功能群組在多數情況下亦具有不同功能性。因此，第一晶圓之功能群組可為微晶片，而第二晶圓之功能群組可為記憶體晶片。在實際連接過程前，進行晶圓之彼此對準。晶圓上之功能群組愈小，則兩個晶圓彼此之對準過程必須愈精確，以便達成必要的精度及相應地低的廢料。
兩個晶圓可彼此對準之精度決定性地取決於對準單元之光學及機械組件部分以及其使用。
在光學組件部分之情況下，主要應確保放大率(但尤其解析度)足夠高以儘可能精準地偵測基板上之對準標記。此外，在相應高放大率及解析度之情況下，焦點深度區域儘可能大係合乎需要的。
在機械組件之情況下，主要是馬達及軸承具有決定性重要性。 馬達必須使高負載加速、移動及制動，但在此情況下，其必須亦允許儘可能精確且主要可再現之位置控制。為了保證此，特殊類型之軸承係必要的。軸承提供儘可能無摩擦的待移位之負載之儲存。時至今日，較佳地使用空氣軸承，其允許兩個組件相對於彼此之非接觸移位。
主要地，在真空環境中，消除儘可能多的馬達且因此亦消除必要的儲存以便增大剩餘馬達之精度及再現性可為有利的。
在目前技術中，已存在諸如在AT405775B中揭示之對準系統的對準系統。然而，後者展示一些嚴重缺點。因此，在專利說明書AT405775B中的下部樣品固持器與上部樣品固持器之間的行進距離非常長，其可導致當進行實際接合過程時兩個基板相對於彼此之相應不準確定位。
此外，需要在真空環境中執行對準過程。以上提到之空氣軸承的使用因此困難且有問題。
因此，另一對準系統揭示於公開案PCT/EP2013/062473中。在此公開案中，解決了長行進距離之問題，其中彼此對準之基板沿著兩個標記之連接軸線側向移動。與AT405775B中之實施例對比，光學器件並不應用於基板之前部，而相反地，側向地應用至基板，使得可大幅減小行進距離。藉由行進距離之徑向縮短，PCT/EP2013/062473中之對準單元可使用主要適合於真空之完全不同的馬達及軸承。
因此，本發明之目標為指示一種用於對準基板且使其接觸之裝置及方法，藉由該裝置及該方法，使基板之更精確且更有效率對準及接觸(詳言之，在真空中)成為可能。
此目標藉由如技術方案1及8之特徵達成。本發明之有利的進一步展開指示於附屬項中。由在說明書、申請專利範圍及/或圖中指示 的特徵中之至少兩者組成的所有組合亦屬於本發明之構架。就指示之值範圍而言，在以上提到之極限內的值亦揭示為邊界值，且可按任何組合來主張。
本發明大體涉及一種裝置及一種方法、兩個基板(較佳地，待最佳地彼此對準之兩個晶圓，詳言之，在真空環境中)及在進行對準後進行其間之接觸。
在此情況下，詳言之，本發明係基於以下理念：為使兩個基板彼此正確對準，需要僅一個(詳言之，單一)樣品固持器(用於固定第一基板之第一固持器)具有至少三個自由度，而第二樣品固持器(用於固定第二基板之第二固持器)較佳具有僅單一但在此方面高度精確的自由度。將高度精確的自由度定義為用於控制樣品固持器之馬達能夠以相應精確的方式定位樣品固持器。此外，根據本發明之實施例提供至少兩個偵測單元，其具有僅單一自由度，詳言之，在Z方向上。
在各情況下，X方向、Y方向及Z方向彼此交叉地(詳言之，垂直)移行，使得在此方面，形成(詳言之)笛卡爾座標系統。
根據本發明之實施例因此減少了對準所涉及的組件所需的總自由度之數目，該等自由度對於兩個基板彼此之高度精確對準係必需的。
根據本發明，詳言之，使用一校準基板(較佳地，兩個校準基板)以便依據借助於固持器之基板移動執行對偵測單元的調整。
根據本發明之實施例主要展示新的且具發明性的設備，藉由該設備，基板在真空中按高精度之對準及接觸首次成為可能。
本發明由具有至少四個偵測單元(詳言之，光學器件)之對準單元(裝置)、在各情況下具有樣品固持器之兩個對準單元(第一或上部固持器及第二或下部固持器)及具有用於移動偵測單元之光學器件及樣品固持器之馬達的對應X、Y及Z平移單元組成。對準腔室可對大氣開放 或較佳位於可抽空之空間中。
若偵測單元位於對準腔室之外，則對準腔室具有對應窗，經由該窗進行偵測。藉由將光學器件(或一般而言：偵測單元)定位於對準腔室內，避免由窗引起之光學誤差，光學誤差可藉由光束經由窗之透射而產生。舉例而言，由於窗之粗糙表面，因此由非平面切割窗側引起的光路之偏差、強度損耗、特定波長之吸收、折射效應或更擴散之固持器將為可設想的。然而，在對準腔室之外的光學器件之安裝亦提供優勢。光學器件可易於接取，且必須非針對真空環境設計。此外，藉由其幫助而移動光學器件之馬達亦必須非針對真空操作設計。
在很特殊之實施例中，窗在兩側上皆不平坦，而相反地，其自身經設計為光學元件，該光學元件有效地促成對腔室內的結構之放大率及/或解析度之改良。藉由窗之相應的高度精確製造，窗之折射性質可因此加以有效使用，且更特定言之，影響光路，而非偽造及減弱光路。舉例而言，將窗自身設計為雙凸、雙凹、凸凹或凹凸透鏡將為可設想的。亦可設想，將窗之大部分設計為在兩側上皆平坦，且實際透鏡元件位置與在窗之內部部分中的邊緣分開。
詳言之，至少兩個光學器件(較佳地，在對準腔室之同一側上，較佳地，在下部邊緣上)僅具有單一平移自由度，即，沿著z方向，且因此特別限於純線性移動。
將基板(較佳地，晶圓)固定至樣品固持器。將樣品固持器安裝於固持器上。固持器一般具有若干平移單元及/或旋轉單元，其使樣品固持器且因此使基板(詳言之，晶圓)之平移或旋轉成為可能。較佳地，精確地存在兩個固持器，詳言之，第一或上部固持器及第二或下部固持器。
上部固持器具有若干自由度，較佳地，X方向一個、Y方向一個以及(詳言之)一旋轉自由度。在z方向上，兩個額外旋轉自由度及/或 一個平移自由度亦將為可設想的。
下部固持器較佳具有沿著Z方向之一個平移自由度。藉由消除其他自由度，下部固持器可產生在Z方向上的晶圓之高度精確且尤其可非常精確地再現的位置控制。
下文中，假定組件(詳言之，固持器)始終位於根據本發明的裝置或具有僅一個平移自由度之對準腔室之底部上，而具有大於最大數目個自由度之組件(詳言之，固持器)位於對準腔室之頂部上(較佳實施例)。此外，在光學器件之情況下，進行左光學器件與右光學器件或可對置配置之偵測單元之間的區分。然而，亦將可設想將具有僅一個自由度之組件安裝在頂部上或部分地在頂部及底部上。
根據本發明之對準過程開始於將第一校準基板裝載於第一固持器(詳言之，上部固持器)之樣品固持器上。第一校準基板具有至少兩個標記，在校準基板之彼此對置之兩個側上。
在第一校準步驟中，向左移動第一校準基板，直至其左標記位於左上部及下部光學器件之視野中。在此校準步驟中，左下部光學器件大體位置不會距左標記移開地過遠，以便以定義之方式來描繪其。因此，藉由高度精確且主要可再現之移位使左下部光學器件更靠近校準基板之左標記，直至後者位於左下部光學器件之焦點深度區域中。因為不能使左下部光學器件在水平面內移位(由於限於Z方向之移動自由度)，所以藉由借助於X及Y平移單元的校準基板之平移移動使基板之左標記與左下部光學器件之光軸重合。
可精準地將平移單元之移動偵測為偵測資料，且將該等移動轉移至用以控制裝置之組件的控制系統。
在第二校準步驟中，將左上部光學器件定向至校準基板之左標記，使得儘可能精準地將其光軸與左標記對準。可將左上部光學器件固定於此位置中。左下部光學器件之Z位置經儲存以便能夠稍後將其 回移至同一位置。
在一較佳實施例中，判定兩個對置光軸之相交點，或對準兩個光軸使得其切入標記內。
較佳地藉由由左上部光學器件及右下部光學器件進行的左標記之聚焦來確保左標記位於兩個光學器件之焦點深度區域(depth of focus area)(實際上，恰當地，焦點深度區域(focus depth area))中。然而，兩個焦點深度區域具有有限延伸，且可因此打開光軸之相交點所位於之相交點區域。相交點之位置可大大地受到具有相應的小焦點深度區域之光學器件限制。由於焦點深度區域之減小，詳言之，對標記之判定具有同樣的正面效應之光學器件之解析度亦增大。
根據本發明，詳言之，按使得標記相對於光軸之位置可由光學器件辨識、偵測及儲存之方式控制光學器件。因此，原則上，為此目的需要確保標記儘可能在中心擱置，且因此儘可能靠近光軸或至少停止於位於光軸周圍之區域內。光軸與標記之完美對準可為非常時間密集之過程，且因此在大量生產中亦為非常昂貴之過程。因此，較佳地，僅在各別光學器件之視野(英文：field of view)中產生標記，且接著判定且儲存標記相對於光軸之x及y距離。
此外，詳言之，根據本發明，考慮所使用之影像感測器(藉由其偵測各別光學器件之影像)以及光學器件自身具有自光軸至邊緣增加之輕微失真，且因此，所記錄之影像允許標記位置之量測愈不良，則標記距光軸移開得愈遠。
因此，導引根據本發明之標記，詳言之，儘可能快、儘可能靠近光軸，而不使標記之中心與光軸完美地重合。標記較佳地停留之區域藉由F'來參考。根據本發明，標記應因此至少位於光學器件之視野F中，但仍更佳地，在區域F'中。
藉由光軸儘可能精確但並非精準地固定左標記之此較佳過程， 判定可對其進行參考的左零點，但光軸並不精確地切入左標記內。
在很特殊但難以達成或因時間及成本原因而不良之一實施例中，兩個光軸精準地在左標記上居中。兩個左光軸之相交點接著至少擱置於兩個左光學器件之焦點深度區域內，且較佳地，甚至精準地在左標記之中心中。在此理想情況下，左相交點較佳精準地對應於左零點。
兩個對置偵測系統因此一起工作，詳言之，作為偵測對。現在可再次使左下部光學器件移行至起始位置，在起始位置中，其不阻止稍後引入至對準腔室內的下部基板之裝載。
在第三校準步驟中，使第一校準基板朝向右移行，直至其右標記位於右上部光學器件及右下部光學器件之視野中。在此校準步驟中，下部右光學器件位置遠離右標記，較佳地，自右標記移開，以移動基板使得首先進行大致定位。接著，藉由高度精確且主要可再現之移位使右下部光學器件更靠近右標記，直至後者位於右下部光學器件之焦點深度區域中。由於不能使右下部光學器件在水平面內(亦即，在X及Y方向上)移位，因此藉由校準基板在上部平移單元上之平移移動使右標記更靠近右下部光學器件之光軸，且在未必合乎需要之理想情況下，因時間及/或成本之原因，又使右標記重合。
在第四校準步驟中，如在左光學器件之校準中，將右上部光學器件定向至校準基板之右標記，將左上光學器件定向至左標記。又，主要地，僅重要的為，右標記位於右上部光學器件之視野中。較佳地，右標記應再次位置儘可能靠近右上部光學器件之光軸以便使歸因於固持器感測器及/或光學器件之可能失真的位置判定之可能量測不準確性最小化。根據一實施例，可使右標記與右上部光學器件之光軸完全重合。
將右上部光學器件固定於此位置中，且在理想情況下，必須不 再移動右上部光學器件，直至將其對準。儲存右下部光學器件之Z位置(偵測資料)以便能夠稍後再次將其移動至精準的同一位置。
藉由光軸儘可能精確但並非精準地固定左標記之此較佳過程，判定可對其進行參考的左零點，但光軸並不精確地切入左標記內。
在很特殊但難以達成或因時間及成本原因而不良之一實施例中，兩個光軸精準地右標記上居中。兩個右光軸之相交點接著至少擱置於兩個右光學器件之焦點深度區域內，且較佳地，甚至精準地右標記之中心中。在此理想情況下，右相交點較佳地精準對應於右零點。
詳言之，兩個相對偵測系統因此一起工作，作為偵測對。現在可再次使右下部光學器件移行至起始位置中，在起始位置中，其不阻止稍後引入至對準腔室內的下部基板之裝載。
藉由此等四個校準步驟，完成兩個偵測對之光軸的校準，且標記之焦點深度區域係已知的(偵測資料)。可將後者轉移/轉換至類似於第一校準基板(詳言之，在尺寸上)之基板。
較佳地按在稍後結合平面中切割兩個光軸之方式將其對準。如已提到，由於相交點之精準判定僅在較大的時間花費之情況下係可能的，因此進行根據本發明之對準，至少使得當光學器件位於藉由先前校準過程判定之彼等位置中時，稍後結合平面擱置於光學器件之焦點深度區域內。
在測試基板之標記之聚焦中的光學器件較佳地由上部光學器件及下部光學器件按以下方式聚焦：標記(如上文已在校準步驟中進一步詳細提到)精準地在兩個光學器件中居中。若兩個光學器件顯得居中，則兩個光學器件精準地與標記對準，使得光學器件之相交點恰在標記處。
就兩個光學器件中之一者並未在中心偵測到標記而言，藉由軟體、韌體或硬體來儲存標記與光軸之間的偏移，且可因此將該偏移用 於稍後轉換。若對應的軟體、韌體或硬體因此儲存在稍後結合平面中的光軸之相交點之間的距離，則可消除在稍後結合平面中的光軸之精準相交點，且然而，使用該偏移以便能夠將兩個基板精準地彼此對準。
可將下部光學器件根據其儲存之Z位置來移行。在理想情況下，必須僅單次地執行此校準。然而，若執行系統之改變(例如，一或多個光學器件之更換、機械零件之更換或可能甚至僅對準腔室之淨化)，則可能有必要執行重新校準。詳言之，接著當進行或建立左側或右側之光軸之相交點的移位時，將始終執行校準。
作為下一個步驟，進行上部光學器件與具備若干標記(換言之：標記矩陣)之第二校準基板之間的校準，詳言之，以便偵測第一固持器之平移單元及/或第一偵測單元之平移單元的X-Y移動且相應地校準第一偵測單元。
下文中，按與在先前段落中所進行相同的方式，不再進行一方面光軸至標記之精準調整與另一方面在光軸與標記之間的接近之間的區分。根據本發明，用於判定標記之位置的兩個方法中之每一者係可能的。為了保持根據本發明之實施例儘可能地簡單，下文僅提到標記之精準偵測。以上揭示之特徵類似地適用於以下實施例。在第一校準步驟中，第二校準基板在左上部光學器件下移動，直至該等標記中之一者精確地擱置於左上部光學器件之光軸中心。接著，進行由上部固持器對第二校準基板之固定，使得上部固持器在下一個校準步驟期間保持處於同一X-Y位置。
在第二校準步驟中，左上光學器件借助於偵測單元之X及Y平移單元向下指向在第二校準基板之左側上的標記矩陣之標記，且將左上部光學器件定位於任何標記上方，使得在左上光學器件之光軸中心配置當前受控制之標記。
詳言之，第二校準基板之標記矩陣之標記係藉由沈積過程產生，且隔開高度精確(詳言之，等距及/或精確已知)之距離。標記矩陣之標記之間的距離小於100μm，較佳地小於10μm，更佳地小於1μm，且最佳地小於100nm。詳言之，標記矩陣之標記之間的距離之偏差或誤差小於左上部光學器件之光學器件馬達的解析度極限及/或精度。
將控制單元之X-Y位置儲存為偵測資料，詳言之，藉由中央控制系統。後者使其與用於對應標記之積分值有關係。結果，獲得兩個位置圖表-具有理想X及Y位置之理想/預設位置圖表及真實位置圖表，該真實位置圖表可與理想/預設位置圖表相關且指示左上部光學器件之真實X及Y座標(或位置)。兩個位置圖表皆經由雙射圖彼此有關聯/可有關聯。藉由內插，可產生連續位置圖表以便判定真實X及Y位置，其起動在理想X及Y位置上方之左上部光學器件。
在第三校準步驟中，第二校準基板在右上部光學器件下移動，直至該等標記中之一者精確地擱置於右上部光學器件之光軸中心。接著，進行由上部固持器對第二校準基板之固定，使得上部固持器在下一個校準步驟期間保持處於同一X-Y位置。
針對右上光學器件之第四校準步驟對應於第二校準步驟，轉移至右側。
根據本發明之最後校準步驟係關於下部固持器之z平移單元。根據本發明，詳言之，下部固持器在z方向上具備僅一個平移自由度。在此方面，確保下部固持器之高度精確導引。就在沿著z方向移動下部固持器(詳言之，藉由相對於z軸傾斜下部固持器之移動方向或藉由位置誤差)過程中在x方向及/或y方向上可能有偏差而言，根據本發明之一較佳實施例，觀測在下部固持器之x-y平面內的一或多個標記之移動。詳言之，判定作為沿著z方向之位置之函數的在一或多個標記 上的下部固持器在x方向及/或y方向上之移位。詳言之，將該函數內插為線性函數。以此方式，在控制系統或軟體、韌體或硬體中已知藉由哪一路徑、x及/或y，當沿著路徑z時使基板移位。
在第一實施例中，所觀測之標記始終保持在光學器件之視野中，且在整個路徑z上在其焦點深度區域中。然而，當焦點深度區域相應地大時，此僅對於在z方向上之顯著行進距離係可能的。此將僅在具有小放大率及解析度能力之光學器件的情況下有可能(若真有可能)。
在第二較佳實施例中，將上部光學器件與基板沿著z軸一起移動。詳言之，由於根據本發明之上部光學器件亦具有z平移單元，因此此係有利的。較佳地，在所有其他上述校準步驟前執行此校準步驟，使得隨後校準步驟中之光學器件不再必須在z方向上移動。
此外，根據本發明，可設想將上部光學器件及基板沿著正及負z方向移位若干次，且藉由採取若干個此等遍次之平均值來判定最佳函數。
在第三甚至更有效率且更佳實施例中，使用具有至少四個(詳言之，精確地，四個)標記之校準基板：兩個標記在頂部上，在每一情況下，校準基板之左側上一個且右側上一個；以及兩個標記在底部上，亦在每一情況下，左側上一個且右側上一個。
校準基板具有已知或精準量測之厚度。至少在標記之附近，最精確地已知該厚度。在此情況下，校準基板之厚度至少在標記之附近，更精確地已知為100μm，較佳地更精確地已知為10μm，更佳地更精確地已知為1μm，最佳地更精確地已知為100nm，其中絕佳地更精確地已知為10nm，且最佳地更精確地已知為1nm。
就在每一情況下對置之標記在x方向及/或y方向上朝向彼此移位而言，量測在兩個對置標記之x方向及y方向上之相對距離。在此情況 下之誤差詳言之小於100μm，較佳地小於10μm，更佳地小於1μm，最佳地小於100nm，其中絕佳地小於10nm，且按最佳方式，小於1nm。
為了判定z平移單元沿著沿預設路徑之x方向及/或y方向之偏差，與根據本發明之兩個先前提到之實施例對比，上部光學器件詳言之聚焦於上部標記上。接著，將z平移單元在被稱作部分校準步驟之移動中在對應於校準基板之厚度的距離上帶向上部光學器件。在該接近期間，z平移單元在x方向及/或y方向上之移位可藉由上部標記之移位(且對於在該過程期間下部標記亦位於焦點深度區域中之情況，藉由下部標記)來量測。在上部光學器件聚焦下部標記後，光學器件移動，直至上部標記再次在焦點上。由於在x方向上及/或在y方向上之兩個標記之間的相對距離從未改變，因此上部光學器件可在於z方向上之移位後經再次設定至在此部分校準步驟前發現的相對於上部標記之同一位置。就在每一新部分校準步驟前再次將光學器件相對於上部標記定位而言，可能由上部光學器件之z移動產生之x移位及/或y移位對於平移單元之x移位及/或y移位的判定並不相關。可在任何距離上重複此部分校準步驟。
換言之，上部光學器件及校準基板逐步地且沿著待量測之路徑交替地移動，藉此在新校準步驟前再次始終將光學器件定向至校準基板之標記。
根據本發明，精確地，逆過程亦可設想，即，首先使上部光學器件聚焦於下部標記上且接著將校準基板遠離上部光學器件而移動。在校準基板之z移位遵循同樣的過程後，跟著為上部光學器件。
當在校準基板之移動期間將上部及下部標記始終配置於上部光學器件之焦點深度區域內部時，校準步驟尤其有效率。在根據本發明之此實施例中，校準基板係透明的。此外，選擇儘可能薄但具有必要 厚度的校準基板，以便儘可能地防止彎曲。詳言之，校準基板具有小於2,000μm、較佳地小於1,000μm、更佳地小於500μm且最佳地小於100μm之厚度。當左上光學器件對左光學器件執行以上提到之量測且右上光學器件(詳言之同時)對右側執行量測時，z平移單元在x及y方向上的偏差之校準尤其有效率。
若亦已完成此校準步驟，則關於在正或負z方向上之移動之情況下基板在x方向及/或y方向上移位多少之精準預測係可能的。
在已完成藉由校準基板之所有校準過程後，基板之處理可開始。下文中，描繪在根據本發明之先前正確校準之實施例中的較佳面對面對準過程。在面對面對準過程之情況下，標記位於兩個基板之經彼此結合的接觸表面上。藉由實例，面對面對準過程將充當對準過程。由於其描繪最複雜之對準過程，因此其亦為合適的實例。此係歸因於在用於光學器件的基板之接近期間標記不可接取，亦即，在面對面對準過程中按幾乎盲方式使基板在一起。
執行背對背過程、面對背過程及背對面過程亦將為可設想的。在背對背過程中，對準標記始終位於基板之外側上。根據本發明的實施例用於此對準過程之使用原則上係可設想的，但並不表示任何挑戰，此係由於標記在任何時間完全可接取，詳言之，在兩個基板朝向彼此之接近期間。因此，藉由相應地定位之光學器件，在對準過程期間，標記之原位量測係可設想的。背對面或面對背對準過程為覆蓋基板之標記的任何對準過程，此係由於其位於隨後結合界面之方向上，同時可持續觀測第二標記。
在根據本發明之第一處理步驟中，在對準腔室中之第一基板裝載於第一固持器中，且詳言之，固定於後者上。在裝載至外部預對準器內或由內部對準器裝載於腔室內前進行基板之定向。在此情況下，基板經相對於諸如平側(英文：flat)或凹面之其典型特徵定位及定 向。
接著，第一固持器之平移單元朝向左移動所裝載之基板，直至左標記位於左下部光學器件之視野(英文：field of view，FOV)中。為了能夠清晰地成像左標記，後者必須位於左光學器件之焦點深度區域中。在大致焦點深度區域中，在先前校準過程中校準左光學器件，詳言之，相對於類似(較佳地，相同)尺寸之校準基板。左下部光學器件之儲存之Z位置可用以將左下部光學器件移動至精準的同一Z位置內。詳言之，可在與上部裝載之基板之移動同時進行左下部光學器件之接近，以便節省時間且使該過程最佳化。
就在將左下部光學器件保留於焦點深度區域中後上部基板之左標記不精確地位於左下部光學器件之光軸中而言，藉由第一基板之精確控制(詳言之，藉由上部固持器)使兩個光軸彼此重合。接著，可針對所有自由度進行上部固持器的編碼器位置(偵測資料)之儲存。因此，明顯地將當前編碼器位置指派至左上部標記。
根據本發明，將編碼器位置定義為提供關於目標(詳言之，基板)之位置及/或定向的資訊之任何值。舉例而言，此等包括馬達之馬達位置(其直接自馬達電子器件讀出)、藉由干涉方法判定的目標之位置、借助於諸如干涉計或類似者之光學量測系統判定的目標之位置或經由長度之標度判定的位置。將目標之位置定義為(例如)借助於干涉計以高度精確方式量測且基板靜態固定至的平移單元之位置。
在根據本發明之第二處理步驟中，對於在詳言之精確地對置之右側上的第一基板之右標記類似地執行第一處理步驟。亦可在第一處理步驟前進行第二處理步驟。
在此等處理步驟後，對於上部基板之兩個標記，所有編碼器位置係已知的。作為參考點，可使用左零點、右零點或自左零點及右零點計算之零點。然而，較佳地，使用由左光學器件與右光學器件的光 軸之相交點定義的實體零點中之一者。
在根據本發明之第三處理步驟中，將另一第二基板裝載於第二固持器之樣品固持器上的對準腔室中，且詳言之，固定至樣品固持器，詳言之，在中心。接著，上部固持器之平移單元中的一者將第一基板向右移動得足夠遠，使得左上部光學器件具有剛裝載之第二(下部)基板的左標記之清晰視圖。在此情況下，左上光學器件應較佳地已經定位，使得其在視野中具有下部基板之左標記。下部基板由下部固持器之平移單元升高，直至左標記位於左上光學器件之焦點深度區域中。接著，藉由使左上部光學器件之光軸與下部基板之左標記重合而在X方向及/或Y方向上進行左上光學器件之移位。儲存左上光學器件相對於左零點之移位(偵測資料)。
在根據本發明之第四處理步驟中，對於在詳言之精確地對置之右側上的第二基板之右標記類似地執行第三處理步驟。亦可在第三處理步驟前實施第四處理步驟。
在根據本發明之第五處理步驟中，將第一及第二固持器(詳言之，上部及下部固持器)之所有自由度的所有判定之位置用作偵測資料，以便將兩個基板相對於其左標記及右標記彼此對準。在此情況下，詳言之，獨立於偵測單元(亦即，不進一步使用光學器件)進行對準過程自身。一般而言，使用下部及/或上部固持器之所有平移單元及/或旋轉單元以便將兩個基板相對彼此定向。
根據本發明之一可設想對準順序將係如下。首先，裝載上部基板。移動基板，直至左下光學器件或右下光學器件之左標記及右標記在中心聚焦。相應地儲存編碼器位置。接著，使用上部光學器件進行下部基板之裝載及左標記或右標記之聚焦。由於不能在x方向及/或y方向上移動下部基板，因此標記必須至少位於左上光學器件或右上光學器件之視野(英文：field of view)中。由於可判定標記至光軸之距 離，因此精準地判定上部基板相對於光軸之編碼器位置，且可移動上部基板，可在任何時間將上部基板移動至必要的x位置及/或y位置，使得上部基板之標記精準地定位於下部基板之標記上。較佳地，在此過程期間的兩個基板之間的z距離已儘可能得小。
在根據本發明之第六處理步驟中，進行使兩個基板接觸。接觸較佳地(詳言之，僅僅)藉由由下部固持器之平移單元進行的下部基板之升高而發生。由於下部固持器僅具有單一高度精確之平移單元且因此僅在Z方向上移動(詳言之，可移動)下部基板，因此在該方法期間不進行或至少僅進行不顯著的X偏差及/或Y偏差。在於z方向上接近上部基板之過程期間下部基板在x方向或y方向上的偏差在此情況下小於10μm，較佳地小於1μm，更佳地小於100nm，最佳地小於10nm，且絕佳地小於1nm。
在根據本發明之第七處理步驟中，進行上部基板與下部基板之固定(詳言之，結合)。兩個基板至彼此的機械、靜電、磁性、電固定或借助於薄膜或黏著劑執行之固定將為可設想的。兩個基板之間的Si-Si或SiO2-SiO2直接鍵亦將尤其較佳。基板可固定至彼此或相對於下部樣品固持器固定。然而，尤其較佳地，樣品固持器僅用於在對準過程期間固持基板，且進行兩個基板至彼此之固定使得在基板堆疊之移開後，樣品固持器保持在對準單元中，且因此立即可用於下一個對準過程。
尤其較佳地，使用專利說明書PCT/EP2013/056620中展示之方法，以便將基板以磁性方式固定至彼此。藉由此特殊固定方法，尤其較佳地，可消除重、昂貴且難以處置之樣品固持器或將樣品固持器留於對準單元中以便能夠在基板堆疊之移開後立即再次使用該樣品固持器。
在另一特殊實施例中，在根據本發明之該實施例中，將至少一 基板裝載於樣品固持器上，使得進行第二基板與固定至樣品固持器之基板的對準，且將兩個基板尤其較佳地相對於樣品固持器固定。藉由此程序，可將兩個基板彼此對準，固定至樣品固持器，及直接(亦即，固定至樣品固持器)輸送至另一處理腔室。尤其較佳地，進行至結合腔室之進一步輸送，其中接著執行結合步驟，詳言之，藉由對兩個基板之加壓。
根據本發明之一特定基本態樣，可按極其高精度且主要地再現性執行選定側(詳言之，下部側或上部側)之所有組件之Z定位。按小於10μm、較佳地小於1μm、更佳地小於100nm且最佳地小於10nm之精度進行z位置之控制。此主要地係歸因於消除了可導致Z定位之精度及再現性的負面影響之額外自由度。
將基板定義為在半導體行業中使用之產品基板或載體基板。在不同工作步驟中，詳言之，在功能基板之反向變薄期間，載體基板充當功能基板(產品基板)之增強。合適的基板(詳言之，晶圓)來自於平滑化(「平」)或開槽(「凹口」)。
根據本發明的裝置之功能組件(諸如，滑塊、馬達、光學器件及固持裝置)較佳建置於外殼中。詳言之，外殼可對環境密封。外殼較佳具有蓋，其使對功能組件之接取成為可能。詳言之，將溢水門(flood-gate)提供於外殼之至少一側上。對應水門(sluice)可在溢水門之上游及/或下游。當將水門用於溢水門前及/或後時，較佳地，可在外殼中與在外殼之環境中設定不同氣氛。氣氛較佳地為負壓氣氛。
在根據本發明之對準過程期間，在對準腔室之外殼之內部中的壓力詳言之等於1巴，較佳地小於10-1毫巴，更佳地小於10-3毫巴，最佳地小於10-5毫巴，且其中絕佳地小於10-8毫巴。
在根據本發明之對準過程期間，在外殼外之壓力等於1巴，較佳地小於10-1毫巴，更佳地小於10-3毫巴，最佳地小於10-5毫巴，且其中 絕佳地小於10-8毫巴。
可經由溢水門或蓋將所有基板引入至內部內。較佳地，經由溢水門將基板輸送至內部。
在一特殊實施例中，借助於機器人進行基板或由彼此對準之基板組成的基板堆疊自外殼之輸送。
可個別移動偵測單元之偵測裝置之精度好於1mm，較佳地好於100mm，更佳地好於10μm，甚至更佳地好於1μm，且再甚至更佳地好於100nm，且其中絕佳地好於10nm。
在對準單元中，用於兩個基板中之一者的第一固持器位於(詳言之，僅僅位於)頂部上。在第一固持器中，詳言之，樣品固持器經定位而作為第一固持器之組件。樣品固持器具有至少三個(詳言之，六個)自由度-沿著X方向、Y方向及Z方向之至少三個平移自由度以及視情況圍繞X軸、Y軸及Z軸之三個旋轉自由度(以下藉由角α、β及γ來參考)。平移自由度用以在由X方向及Y方向形成之X-Y平面內使樣品固持器移位且因此使基板移位，以及使兩個基板沿著Z方向朝向彼此接近。根據本發明，圍繞X軸、Y軸及Z軸旋轉之能力用以執行楔形誤差調整及/或基板之定向。詳言之，圍繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉為具有小旋轉角之旋轉，使得傾斜亦可為可能的。
根據本發明，樣品固持器可用作用於基板之固持器，詳言之，具有以下不同固定機構：
‧真空樣品固持器
‧靜電樣品固持器
‧具有黏著表面之樣品固持器
‧基於文丘里(Venturi)及伯努利(Bernoulli)效應之樣品固持器
‧磁性樣品固持器
‧具有機械附接件及/或夾持機構之樣品固持器
當在真空環境中使用根據本發明之實施例時，真空樣品固持器及/或文丘里及/或伯努利樣品固持器僅在有限程度上使用，且在極端情況下完全不使用。
在實際對準過程前，根據本發明，偵測構件之校準係有利的。如已提到，至少在每側一個標記至少位於上部光學器件及下部光學器件之視野中(較佳地，在位置儘可能地靠近上部光學器件或下部光學器件之光軸的區域內)之程度上校準兩個相對光學器件。
在一較佳實施例中，詳言之，校準之目的在於將兩個(在每一情況下，對置)偵測裝置之光軸的相交點置放於校準基板之標記之中心中。較佳地，針對偵測單元之所有偵測裝置單獨地進行此校準。
藉由該校準，詳言之，確保偵測單元之對置(上部及下部)偵測裝置具有共同焦點區域。
在更佳實施例中，相對偵測裝置之光軸按共線方式彼此對準。在此方面，詳言之，在每一情況下，偵測裝置中之至少一者具有上部旋轉自由度，較佳地，藉由配置於測角計上。
偵測裝置之光軸之相交點或該相交點經根據本發明配置，詳言之，使得待在X方向、Y方向及Z方向上在偵測位置中對準的基板之對應標記可至少聚焦及/或配置於此點，或配置於此點。藉由此措施，進一步最小化根據本發明之行進距離。
光軸之相交點較佳地位於焦平面中，或至少位於光學器件之焦點深度區域中。解析度及焦點深度區域為彼此同時存在之兩個參數。解析度愈大，則焦點深度區域愈小，且反之亦然。若使用具有高解析度能力之光學器件，則後者因此具有對應的小焦點深度區域。結果，上部基板與下部基板之對準標記必須同時停留在非常小的焦點深度區域內以便能夠仍清晰地成像。因此，根據本發明，將光軸之相交點配置於對應的偵測裝置之焦點深度區域中。
根據本發明，當按以下方式校準偵測裝置時係有利的：將基板之接觸表面及/或標記配置於在焦點深度區域內的各別偵測單元之偵測位置中。結果，根據本發明，可消除二次聚焦。
借助於(詳言之)軟體支援之控制系統，進行基板及/或偵測構件之移動控制。
由於本發明，詳言之，在系統之校準後，可將第一基板固定於第一固持器(樣品固持器)上且將第二基板固定於第二固持器上。在每一情況下，第一固持器及空間指派(詳言之)至第一固持器的在X方向及Y方向上可移動之偵測單元將第一基板移行(詳言之，對稱地)至(詳言之)與對準單元對置地側向配置之不同的單獨偵測位置內。
本發明亦主要地基於按以下方式設計對於對準過程必要之偵測構件之理念：在每一情況下，朝向彼此引導(詳言之，在每一情況下，在對準單元之相對側上)之兩個偵測裝置偵測基板之標記的X-Y位置，藉此在每一情況下，偵測單元中之一者係固定的/不可在X方向及Y方向上移動。詳言之，基板中之一者(詳言之，空間指派至不可移動偵測單元(較佳地，配置於後者之間)之基板)亦係固定的/不可在X方向及Y方向上移動。在根據本發明之方法中，因此整體上將兩個基板之行進距離最小化。
在根據本發明之方法中，若兩個固持器中之一者及/或(在每一情況下)每一偵測對中之偵測單元(詳言之)僅沿著Z軸移動，則可按非常高的精度及再現性使用平移單元。若在X方向及/或Y方向上進行漂移，則根據本發明，可有利地量測及補償後者。
根據本發明，在偵測單元對準前，在Z方向上的基板之間的距離經設定為恆定及/或最小化，詳言之，小於1cm，較佳地小於1mm，且更佳地小於100μm。
本發明之優勢主要在於亦可在真空中操作裝置之事實。由於根 據本發明的在上部固持器及/或下部固持器之間的及因此第一(下部)及/或第二(上部)基板之比較短的行進距離，可使用適於真空的用於滑塊/軸承/步進馬達之機械組件。因此，首次可將結合模組及對準模組裝設於真空叢集(較佳地，高真空叢集)中，且在可抽空之區域內執行自對準模組至結合模組之基板輸送，而基板不必曝露於大氣。
根據本發明之另一優勢主要在於兩個基板至彼此之較高定位精度，其可歸因於以下事實：兩個固持器中之一者(詳言之，下部固持器)僅具有一個平移單元，且因此在x方向及/或y方向上之誤差在至第二基板之接近期間大大地受到抑制。在此情況下，由於設計之故，平移單元在x方向及/或y方向上之機械遊隙可能已被大部分忽略。
另一優勢在於可見光之可能使用。在許多情況下，亦可使用紅外光進行兩個基板按施加於其結合側上之標記的對準。紅外光(詳言之，在近紅外線範圍中之紅外光)幾乎完全不吸收純矽。問題主要地存在於，由純矽至少包圍於標記之區域中的基板僅在極少數情況下存在。在所有情況之大部分中，已藉由多數變化之金屬層來使矽基板減幅。然而，金屬非常良好地吸收紅外線輻射，且因此充當紅外光之障壁。基板上的功能單元之填充密度愈高，沈積之金屬層愈多且對應基板之處理愈複雜，則愈加不大可能將紅外線光學器件用於面對面對準。根據本發明之方法允許使用在可見波長範圍中之光。尤其較佳地，可因此亦使用顯著更好之偵測器及光學元件。在多數情況下，用於紅外線光學器件之光學元件以非常敏感之方式對諸如大氣濕度之環境參數作出反應，非常脆弱，且必須以相應緊湊的方式建置。
因此，此等光學元件之價格高昂。根據本發明的裝置及根據本發明的過程之核心態樣中之一者因此在於以下事實：可進行表面之直接觀測，且在對準過程中，不能依賴於晶圓之透明度。
因此，根據本發明，可消除透射技術之使用。此外，可量測所 有基板，甚至對於電磁波譜之廣泛範圍不透明的基板，此係由於可追蹤表面上之標記，而基板不必經x射線照射。然而，可設想使用電磁波譜之所有已知及恰當波長範圍來執行標記之偵測。詳言之，當紅外光(尤其較佳地，近紅外光)之使用具有次要重要性時，亦揭示其使用。
在所有圖中，始終將固持器描繪於外殼內。自然地，亦將可設想固持器及因此平移單元及/或旋轉單元位於外殼之外，且藉由對應的真空效能，控制位於外殼內部之樣品固持器。相同情況亦適用於偵測構件。然而，當然，在技術上難以產生之最佳實施例中，待彼此對準之僅兩個物質將位於真空中。
根據本發明之實施例與其他模組一起較佳地用於真空叢集中，甚至更佳地用於高真空叢集中，且其中絕佳地用於超高真空叢集中。其他模組可為(例如)以下模組中之一或多者：
‧加熱模組
‧冷卻模組
‧塗佈模組
‧結合模組
‧脫結模組
‧檢驗模組
‧層壓模組
‧表面處理模組
‧電漿模組
在一特殊實施例中，連同在在此方面進行參考之專利說明書PCT/EP2013/056620中提到之方法，夾持彼此對準之基板。該夾持方法將小磁性體用於使得彼此接觸且對準之兩個基板之快速、有效率且容易的固定。亦可藉由分子力預先固定兩個基板。然而，亦可以純機 械方式進行夾持。
就裝置特徵存在及/或揭示於圖之隨後描述中而言，後者亦應被考慮揭示為方法特徵，且反之亦然。
在圖中，本發明之優勢及特徵藉由待在根據本發明之實施例的每一情況下識別之此等參考數字來表徵，藉此具有相同功能或具有相同效應之組件或特徵藉由相同參考數字來表徵。
圖1a至圖1c展示根據本發明的對準單元1、1'、1"之三個實施例之圖解橫截面，該等對準單元由以下各者組成：
- 呈左上部光學器件之形式或具有左上部光學器件之第一偵測單元3。
- 呈左下部光學器件之形式或具有左下部光學器件之第二偵測單元3'，以及
- 呈右上部光學器件之形式或具有右上部光學器件之另一第一偵測單元3"，及
- 呈一個右下部光學器件之形式或具有一個右下部光學器件之另一第二偵測單元3'''，
- 呈上部固持器之形式或具有上部固持器之第一固持器4，以及
- 呈下部固持器5之形式或具有下部固持器5之第二固持器5。
由於X平移單元8、Y平移單元9及Z平移單元10，第一偵測單元3、3"能夠在空間X、Y及Z中之所有三個方向上移動。在特殊實施例中，將亦可設想併有旋轉單元，其允許光軸圍繞彼此正交之三個軸線旋轉。在一特殊實施例中，實際光學器件將接著安裝於(例如)測角計上。為了簡化觀測，在圖式中未描繪此等旋轉單元。
配置於(詳言之)底部處之兩個第二偵測單元3'、3'''僅具有Z平移單元，使得可將後者僅沿著Z方向移動。第一固持器4具有至少一Y平移單元9、φ旋轉單元11以及X平移單元8。旋轉單元及/或Z平移單元之額外使用亦係可設想的。
X平移單元8具有比較大的最大行進距離，詳言之，其為Y方向上之最大行進距離之兩倍(較佳地，四倍)大。行進距離詳言之在-0.1mm與0.1mm之間，較佳地在-1mm與1mm之間，更佳地在-5mm與5mm之間，最佳地在-50mm與50mm之間，且其中絕佳地在-150mm與150mm之間。
對於根據本發明之方法，Y平移單元9可具有小得多之行進距離，但在此方面，具有高得多之解析度之行進距離。行進距離小於50mm，較佳地小於10mm，更佳地小於5mm，且最佳地小於1mm。
詳言之，使用的所有平移單元之定位能力之解析度好於100μm，較佳地好於10μm，更佳地好於1μm，最佳地好於100nm，且按最佳方式，好於10nm。
φ旋轉單元11使所裝載之校準基板13、13'或基板14、14'圍繞其表面法線旋轉成為可能。旋轉之能力主要用以補償按若干角度錯誤地預先調整之校準基板13、13'或基板14、14'。詳言之，所使用的所有旋轉單元之定位能力之解析度好於1°，較佳地好於0.1°，更佳地好於0.01°，最佳地好於0.001°，且按最佳方式，好於0.0001°。必須能夠控制φ旋轉單元11之旋轉角度比較小，此係由於φ旋轉單元11僅用於較佳地已經按理想方式裝載的基板之非常小的定向校正。詳言之，φ旋轉單元11之旋轉角度因此小於10°，較佳地小於5°，且更佳地小於1°。
若必要，可隨意改變被視為圖式中最佳的Y平移單元9、φ旋轉單元11以及X平移單元8之順序。另一尤其較佳實施例為將φ旋轉單元11固定至X平移單元8或Y平移單元9，或將X平移單元8或Y平移單元9固定至φ旋轉單元11。
圖1a展示根據本發明之第一對準單元1，其中所有偵測單元3、3'、3"及3'''以及所有固持器4、5位於氣氛15下。以上提到之組件至多 由框架2彼此連接，一般而言，框架2對大氣開放，在特殊情況下關閉，但不真空密封。
圖1b展示根據本發明之第二且較佳對準單元1'，其中第一固持器4、第二固持器5以及第二偵測單元3'、3'''位於真空腔室6(或外殼)中，而第一偵測單元3、3"在真空腔室6之外安裝於支撐框架2上。窗7允許經由第一偵測單元3、3"之光學器件在真空腔室6之內部的偵測。
圖1c展示根據本發明之第三對準單元1"，其中根據申請專利範圍的所有與發明相關之組件位於真空腔室6'內。
圖2a展示用於第一及第二偵測單元3、3'、3"及3'''之所有四個偵測裝置或光學器件之光軸之相交點之校準的根據本發明之第一校準步驟，其開始於將第一校準基板13固定至第一固持器4。為清晰起見，未指示用於固定校準基板13之樣品固持器。
校準基板13具有兩個標記17，詳言之，在校準基板13之側向周邊輪廓的外邊緣區域(在每一情況下)之對置側上。校準基板13之材料為了電磁輻射而透明，電磁輻射由偵測裝置3、3'、3"及3'''使用。主要地，可見光、紅外線輻射、UV輻射或可用於對準標記之偵測的任何其他可設想電磁輻射之使用係可設想的。然而，較佳地，此為可見光。標記17位於校準基板13之兩個表面13i、13a中之一者上，或在其中心中(相對於校準基板13之軸向方向)。
在根據圖2b的根據本發明之第二校準步驟中，第一固持器4藉由其X平移單元8在負X方向上(亦即，朝向圖2b中之左邊)移動校準基板13，直至左標記17位於左下光學器件之視野中。就標記17一般不位於左下部光學器件之焦點深度(英文：depth of focus，DOF)中而言，下部光學器件3'由Z平移單元10按對應方式移動。
若左標記17在左下部光學器件之視野及焦點深度區域中，則左標記17之精準定位可由在對應的第二偵測單元3'(此處，左下部光學器 件)之光軸OA上的第一固持器4之X平移單元8及/或Y平移單元9及/或φ旋轉單元11進行。
由於根據本發明之左下部光學器件不能在X方向及/或Y方向上移動，因此自第一固持器4之平移單元及旋轉單元相對於左下部光學器件3'之光軸OA執行標記17的標記對準之目標。可偵測平移單元及旋轉單元之移動，且將偵測資料轉移至中央控制單元用於進一步處理及控制。
在圖2c中展示的根據本發明之第三校準步驟中，藉由第一校準基板13，用配置於左邊(此處，左上)光學器件上之第一偵測單元3偵測校準基板13之左標記17。與左下光學器件對比，第一偵測單元3具有至少三個平移自由度。
左上光學器件3因此將其X平移單元8、其Y平移單元9及其Z平移單元10用於移動光學器件3以便偵測在視野及焦點深度區域內之左標記17。就左上部光學器件3位於相對於校準基板13之極小高度處而言，無Z位置之改變或Z位置之僅輕微改變係必要的。
在已將左下部光學器件及左上部光學器件之光軸OA與左標記17對準後，第一固持器4之所有平移單元及旋轉單元的對應編碼器位置、第一偵測單元3之平移單元的所有編碼器位置及第二偵測單元3'之Z平移單元的編碼器位置可作為偵測資料儲存。左上光學器件3之所儲存編碼器位置以及左下光學器件3'之z平移單元之編碼器位置較佳設定為零點。偵測資料由控制系統處理。
在圖2d至圖2e中，按對應方式相對於第一校準基板之右標記17進行上述校準過程。在四個偵測單元3、3'、3"及3'''與上部固持器4或至上部固持器4之校準後，校準基板17根據圖2f而移行至其起始位置，且可根據本發明再次自對準單元1"移開。
圖2f展示在根據本發明的對準單元1"之第一校準後之最終狀態。
在一有利實施例中，每側具有精確地一個標記17之校準基板13由校準基板13'替換，此在以下段落中更詳細地解釋。在每一側，此校準基板13'不僅具有一個標記17，而且具有具若干標記17'(亦即，標記矩陣)之整個標記欄18。標記矩陣由在x及y方向上於指定及已知X及Y位置處配置的若干標記17'組成。詳言之，第二校準基板13'之標記17'可等同於或不同於第一校準基板13之標記17。
提到以下情況係重要的：執行根據圖2a至圖2c、亦藉由校準基板13'的已提到之第一校準步驟已為可能的。以此方式，使校準基板13之昂貴生產為不必要的。
圖3a至圖3f展示用於彼此校準前兩個偵測單元3、3"(因此，左上光學器件及右上光學器件)的根據本發明之過程之步驟。
在根據圖3a的根據本發明之第一校準步驟中，裝載校準基板13'。標記欄18之標記17藉由高解析度寫入過程(例如，電子寫入方法)而併入至校準基板13'內。標記17'依次位於校準基板13'之表面上或其中心中(相對於校準基板13'之法線方向)。標記欄18之標記17'較佳藉由光微影、電子束微影或離子束微影過程而產生。
標記欄18之優勢在於不同標記17'彼此間之非常精確且精準的定向或定位。標記17'與其理想X位置及/或Y位置之偏差小於100μm，較佳地小於10μm，更佳地小於1μm，最佳地小於100nm，且其中絕佳地小於10nm。因此，標記欄18呈現可以較小位置解析度執行裝置之校準所相對之理想位置圖表。詳言之，標記欄18之個別標記17'小於500μm×500μm，較佳地小於300μm×300μm，更佳地小於100μm×100μm，最佳地小於50μm×50μm，且其中絕佳地小於10μm×10μm。
在圖3b中展示的藉由第二校準基板13'的根據本發明之第二校準步驟中，在負X方向上移動第二校準基板13'，直至標記欄18之大部分 (較佳地，標記欄18之幾何中點)配置於左上部光學器件3之視野中。
左上部光學器件3經在先前校準過程中藉由第一校準基板13相對於第一校準基板13之標記17校準。第一偵測單元3因此位於相對於其X及Y位置之起始位置(較佳地，零點)中。與左下部光學器件對比，左上部光學器件具有在X及Y方向上移動之可能性。
為了達成X-Y位置之正確、快速、精確且主要可再現之控制，藉由用左上部光學器件之光軸OA偵測標記欄18之任一標記17'之中心，連續用第一偵測單元3(左上部光學器件)掃描標記欄18之所有標記17'。第一偵測單元3之所有位置特徵(亦即，至少X平移單元8之X位置及Y平移單元9之Y位置，較佳地，亦有Z平移單元10之Z位置)經指派至任一因此到達之X-Y位置。因此，第一偵測單元3之位置經偵測至標記欄18之標記17'的高度精確值(假定為理想的)。可將因此獲得之位置值作為位置圖表儲存，且此外，用於針對左上部光學器件之內插。
在圖3c中展示的藉由第二校準基板13'的根據本發明之第三校準步驟中，針對校準基板13'之右側之標記欄18進行同一過程，且因此執行第一偵測單元3"(右上部光學器件)之校準。
因此，完成針對所有四個光學器件3、3'、3"及3'''之所有校準步驟。
該校準並非對於每一定向過程皆需要，而相反地，僅按規則間隔或在於對準過程期間判定出偏差之情況下。詳言之，可由計量模組進行判定。
在根據圖4a的根據本發明之對準過程之一實施例之第一步驟中，裝載第一基板14，其具有在對準單元1"中之左及右對準標記17"。在此情況下，第一及第二偵測單元3、3'、3"及3'''較佳地位於Z方向上，儘可能地自第一基板14移開以便簡化第一基板14之裝載。
在根據圖4b的根據本發明之對準過程之第二步驟中，朝向左移 動第一基板14，使得左標記17"位於第二偵測單元3'(左下部光學器件)之視野中。左下部光學器件可同時或緊接在Z方向上後移行至所儲存零位置，且應因此具有在焦點深度區域中之標記17"。對於標記17"不位於焦點深度區域中之情況，偵測單元3'之z位置按對應方式圍繞此零點改變，直至產生標記17"之清晰影像。Z位置之一些校正待藉由左下部光學器件3'沿著Z方向之方法來執行。由於第二偵測單元3'不能沿著X方向及/或Y方向移動，因此必須藉由第一(上部)固持器4之X平移單元8及/或Y平移單元9使基板14之左標記17"與左下部光學器件3'之光軸OA重合。在成功偵測後，系統將第一固持器4之平移及旋轉單元之對應編碼器位置儲存於(詳言之)控制系統中。
作為下一個步驟，相對於第一基板14之右標記17及額外第二偵測單元3'''(右下部光學器件)根據圖4c進行用於判定上部固持器4之平移單元及旋轉單元之編碼器位置的類似步驟。
在根據圖4d的根據本發明之對準過程之第四步驟中，第二基板14'固定於第二(下部)固持器5上且使之在Z方向上更靠近第一基板14。為清晰起見，未指示樣品固持器。
根據本發明，第二固持器5具有(詳言之)僅一個Z平移單元10，使得基板14'既不可在X方向上移動，亦不可在Y方向上移動。
由於先前步驟，就下部基板14'之左標記17"可由第一偵測單元3(左上光學器件)偵測而言，第一基板14位於右側上。在X方向及/或Y方向上移動第一偵測單元3以便使第二基板14'之左標記17"與其光軸重合或偵測X-Y位置。由於在根據圖3b之校準步驟中的第一偵測單元3經調整/校準至理想位置圖表，因此第一偵測單元3之真實X-Y位置可經判定，且可成像至理想X-Y位置。X平移單元8及Y平移單元9之編碼器位置經儲存且指派至第二基板14'之左標記17"。
在圖4e中展示的根據本發明之對準過程之一實施例之第四步驟 中，進行額外第一偵測單元3"之移位以偵測第二基板14'之右標記17"或使第二基板14'之右標記17"與右上部光學器件之光軸重合。在此之前，使第一基板14朝向左移位以便給予右上光學器件第二基板14'之右標記17"的自由視圖且使偵測成為可能。
作為一替代方案，亦可自傾斜方向進行偵測，使得第一基板14之移位係不必要的。
在判定所有必要參數之後，在根據圖4f的根據本發明之第五步驟中進行兩個基板14、14'之對準，詳言之，不使用諸如偵測單元3、3'、3"、3'''之光學裝置。藉由前兩個偵測單元3、3"之X-Y位置，在左光學器件與右光學器件之間的連接線中或在第一及第二偵測單元3、3'、3"、3'''之偵測對之光軸中的第二基板14'之標記17"之X間隔係已知的。藉由第一固持器4之編碼器位置，在連接線或光軸中的上部基板14之標記17"之X-Y位置係已知的。由於第二基板14'固定於X及Y方向上，因此進行上部基板14之位置的計算及接著控制，使得第一基板14之標記17"精準地位於第二基板14'之對應標記17"上方。
在根據圖4g的根據本發明之對準過程之第七步驟中，進行藉由第二固持器5之Z平移單元10之移動，最終(較佳地，僅僅)使兩個基板14、14'接觸，以便避免錯誤地使上部基板14之已開始之最佳X-Y位置接觸。
兩個圖5a及5b亦展示在標記17上的光學器件3、3'之兩個基本上可能之校正的圖解觀測。
圖5a展示兩個光軸之調整之最佳(在此方面，更快且更經濟)過程。兩個光軸3、3'不具有任何相交點，或相交點至少不處於標記17內。光軸切穿隨後結合平面B至標記17之中心之左邊或右邊。因此，標記17看起來在光學器件3、3'或對應的經數位化之感測器資料中移位。根據本發明，判定對準標記17之固持器之間的距離以便判定標記 17的光軸之偏移。因此，在一個點上的光軸之絕對精確校準並非必要的。可使用該偏移以便判定用於兩個基板之稍後校準的精準位置。
在圖5b中，最佳但不太合乎需要(在此方面，更時間集中式且更昂貴)之校準係明顯的，其中光學器件3、3'之兩個光軸之相交點精準地擱置於標記17中。因此，明顯地，在光學器件3、3'或對應的經數位化之感測器資料中，標記17精確地位於數位化之影像之中心。
圖6a至圖6c展示用於針對z平移單元10在沿著z軸之移動期間沿著x-y方向之偏差的根據本發明之第三校準方法之循環之三個部分校準步驟。基於校準基板13"之左側說明對應方法。
具有上部標記17"o及下部標記17"u之校準基板13"位於左上部光學器件3下。按至少聚焦上部標記17"o之此方式來定位左上部光學器件3(若左上部光學器件3之焦點深度區域足夠大或校準基板13"足夠薄，則亦可已聚焦下部標記17"u)。在此位置中，光學器件具有垂直位置5(左標度)及水平位置2.6(下部標度)。校準基板13"位於垂直位置1及水平位置1中。
校準基板13"根據圖6b移動至垂直位置1.8，且在此情況下經歷自1至0的水平位置之移位。在橫截面觀測中，僅沿著x軸及z軸之移位係明顯的。因此，校準基板13"亦可仍沿著y軸移位。藉由校準基板13"至上部光學器件3之接近，下部標記17"u到達焦點(而上部標記17"o自焦點深度區域移行且因此不再經聚焦)。
在校準基板13"之接近期間產生的在x方向及/或y方向上之移位由軟體儲存。校準基板13"保持處於垂直位置1.8及水平位置0中，左上部光學器件3明確地聚焦上部標記17"o。在此情況下，上部光學器件3亦將其水平位置自原先2.6調整至1.4以便在距光軸OA之相同距離再次找到標記17"o，如在根據圖6a之第一部分校準步驟中。現在可按需要將上述部分校準步驟重複許多次以便沿著z方向在相應的大距離上移 行，且判定z平移單元10沿著x方向及/或y方向之各別移位且將其按函數關係儲存。
圖7展示根據本發明的對準單元1'之等距觀測，其中所有元件位於真空腔室6'內。在此情況下，經由溢水門19裝載及卸載基板13、13'、14、14'。
圖8藉由根據本發明之實施例1"為若干模組中之一者來展示叢集23，較佳地，真空叢集，更佳地，高真空叢集23。經由機器人22在不同模組之間輸送基板13、13'、14、14'以及彼此對準的兩個基板14、14'之成品基板堆疊21以便實施不同工作步驟。
1‧‧‧第一對準單元
1'‧‧‧第二對準單元
1"‧‧‧第三對準單元
2‧‧‧框架/支撐框架
3‧‧‧第一偵測單元/左上光學器件
3'‧‧‧第二偵測單元/左下光學器件
3"‧‧‧第一偵測單元
3'''‧‧‧第二偵測單元
4‧‧‧第一固持器
5‧‧‧第二固持器/下部固持器
6‧‧‧真空腔室
6'‧‧‧真空腔室
7‧‧‧窗
8‧‧‧X平移單元
9‧‧‧Y平移單元
10‧‧‧Z平移單元
11‧‧‧φ旋轉單元
13‧‧‧第一校準基板
13'‧‧‧校準基板
13"‧‧‧校準基板
13a‧‧‧表面
13i‧‧‧表面
14‧‧‧基板
14'‧‧‧基板
15‧‧‧氣氛
17‧‧‧標記
17'‧‧‧標記
17"‧‧‧標記
17"o‧‧‧上部標記
17"u‧‧‧下部標記
18‧‧‧標記欄
19‧‧‧溢水門
21‧‧‧成品基板堆疊
22‧‧‧機器人
23‧‧‧叢集/真空叢集
B‧‧‧隨後結合平面
DOF‧‧‧焦點深度
F‧‧‧視野
F'‧‧‧標記較佳地停留之區域
OA‧‧‧光軸
本發明之額外優勢、特徵及細節自較佳實施例之隨後描述以及基於圖式而得出。圖式展示：圖1a為在第一實施例中的根據本發明之裝置之圖解橫截面觀測，圖1b為在第二實施例中的根據本發明之裝置之圖解橫截面觀測，圖1c為在第三實施例中的根據本發明之裝置之圖解橫截面觀測，圖2a為在藉由第一校準基板之第一校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖2b為在藉由第一校準基板之第二校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖2c為在藉由第一校準基板之第三校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖2d為在藉由第一校準基板之第四校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖2e為在藉由第一校準基板之第五校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖2f為在藉由第一校準基板之第六校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖3a為在藉由第二校準基板之第一校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖3b為在藉由第二校準基板之第二校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測， 圖3c為在藉由第二校準基板之第三校準步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4a為在用於將第一基板固定於第一固持器上之第一方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4b為在用於偵測第一基板之位置之第二方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4c為在用於偵測第一基板之位置之第三方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4d為在用於偵測第二基板之位置之第四方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4e為在用於偵測第二基板之位置之第五方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4f為在用於對準基板之第六方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖4g為在用於使基板接觸之第七方法步驟中的根據本發明之方法之圖解觀測，圖5a為兩個光學器件之校準狀態之圖解觀測，兩個光學器件之相交點並不處於標記中心，圖5b為兩個光學器件之校準狀態之圖解觀測，兩個光學器件之相交點處於標記中心，圖6a為在第一部分校準步驟中的根據本發明之第三校準方法之圖解觀測，圖6b為在第二部分校準步驟中的根據本發明之第三校準方法之圖解觀測，圖6c為在第三部分校準步驟中的根據本發明之第三校準方法之圖解觀測， 圖7為根據本發明的裝置之一實施例之圖解透視性外部觀測，及圖8為具有根據本發明之裝置的叢集系統之圖解觀測。
1"‧‧‧第三對準單元
3‧‧‧第一偵測單元/左上光學器件
3'‧‧‧第二偵測單元/左下光學器件
3"‧‧‧第一偵測單元
3'''‧‧‧第二偵測單元
4‧‧‧第一固持器
6'‧‧‧真空腔室
8‧‧‧X平移單元
9‧‧‧Y平移單元
10‧‧‧Z平移單元
11‧‧‧φ旋轉單元
14‧‧‧基板
14'‧‧‧基板
17"‧‧‧標記

Claims (14)

  1. 一種用於對準第一基板(14)與第二基板(14')且使該第一基板(14)與該第二基板(14')接觸之方法，其具有以下步驟，詳言之，以下動作過程：將該第一基板(14)固定至第一固持器(4)且將該第二基板(14')固定至與該第一固持器(4)對置地配置之第二固持器(5)，藉此在該第一固持器(4)與該第二固持器(5)之間在該第一基板(14)之第一接觸表面與該第二基板(14')之第二接觸表面之間的距離A處配置該第一基板(14)及該第二基板(14')，藉由至少四個偵測單元(3、3'、3"、3''')偵測該第一基板(14)之第一標記(17)及該第二基板(14')之第二標記(17')，由此：a)可至少在X方向上及在Y方向上移動至少兩個第一偵測單元(3、3")，且b)在偵測期間僅在與該X方向及該Y方向交叉移行之Z方向上移動至少兩個第二偵測單元(3'、3''')，借助於該等基板(14、14')藉由該等固持器(4、5)之移動而在X方向及與其交叉移行之Y方向上相對於該第二基板(14')對準該第一基板(14)，及在該Z方向上使該等對準之基板(14、14')之該等接觸表面接觸。
  2. 如請求項1之方法，其中固定至該第二固持器(5)之該第二基板(14')可僅在該Z方向上移動。
  3. 如請求項1或2之方法，其中在小於1巴、較佳小於10-3毫巴、更佳小於10-5毫巴、最佳小於10-7毫巴且按最佳方式小於10-9毫巴下進行在真空中之該對準。
  4. 如先前請求項中任一項之方法，其中在該對準前校準該等偵測構件，該校準詳言之係藉由至少一第一校準基板(13)，較佳地，另外藉由按與該第一校準基板(13)不同之方式設計之第二校準基板(13')。
  5. 如請求項4之方法，其中該第一校準基板(13)係用於校準可彼此對置地配置的偵測單元之光軸及/或用於校準該等偵測單元相對於該第一校準基板(13)之焦點深度。
  6. 如請求項4或5之方法，其中該第二校準基板(13')係用於相對於該第一基板(14)之該移動來將該等第一偵測單元(3、3")在該X方向上及在該Y方向上校準至該第一固持器(4)。
  7. 如先前請求項中任一項之方法，其中借助於該等固持器(4、5)對該等基板(14、14')之該等移動的控制及偵測以及對該等偵測單元(3、3'、3"、3''')之該移動的控制及偵測以及對接觸構件之移動的控制及偵測係由控制系統控制。
  8. 一種用於對準第一基板(14)與第二基板(14')且使該第一基板(14)與該第二基板(14')接觸之裝置，其具有：用於固定及移動該第一基板(14)之第一固持器(4)及用於固定及移動該第二基板(14')的與該第一固持器(4)對置地配置之第二固持器(5)，藉此可在該第一固持器(4)與該第二固持器(5)之間在該第一基板(14)之第一接觸表面與該第二基板(14')之第二接觸表面之間的距離A處在X方向、與其交叉移行之Y方向及與該X方向及該Y方向交叉移行之Z方向上對準該第一基板(14)與該第二基板(14')，至少四個偵測單元(3、3'、3"、3''')，由此：a)可至少在該X方向上及在該Y方向上移動至少兩個第一偵測單元(3、3")，且 b)可僅在該Z方向上移動至少兩個第二偵測單元(3'、3''')，用於使相對於該第二基板(14')對準之該第一基板(14)與該第二基板(14')在該Z方向上接觸之接觸構件，及控制系統，其用於控制及偵測借助於該等固持器(4、5)對該等基板(14、14')之該等移動且用於控制及偵測該等偵測單元(3、3'、3"、3''')之該移動且用於控制及偵測該接觸構件之移動。
  9. 如請求項8之裝置，其中該第一固持器(4)具有可詳言之僅以線性方式移行之X平移單元、可詳言之僅以線性方式移行之Y平移單元、及可詳言之僅以線性方式移行之Z平移單元。
  10. 如請求項8或9之裝置，其中該第二固持器(5)具有可詳言之僅以線性方式移行之Z平移單元。
  11. 如請求項8至10中任一項之裝置，其中該等第一偵測單元(3、3")係與該第一固持器(4)對置地側向配置，及/或該等第二偵測單元(3'、3''')係與該第二固持器(5)對置地側向配置。
  12. 如請求項8至11中任一項之裝置，其中該等第一偵測單元(3、3")在每一情況下具有可詳言之僅以線性方式移行之X平移單元、可詳言之僅以線性方式移行之Y平移單元、及可詳言之僅以線性方式移行之Z平移單元。
  13. 如請求項8至12中任一項之裝置，其中該等第二偵測單元(3'、3''')在每一情況下具有可詳言之僅以線性方式移行之Z平移單元。
  14. 如請求項8至13中任一項之裝置，其中在每一情況下第一偵測單元(3、3")，及在每一情況下第二偵測單元(3'、3''')可彼此對置地配置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778973B (zh) * 2016-08-29 2022-10-01 奧地利商Ev集團E塔那有限公司 用於對準基板之方法及裝置

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150155211A1 (en) 2013-12-03 2015-06-04 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Systems and methods for bonding semiconductor elements
SG11201606136UA (en) 2014-02-03 2016-09-29 Ev Group E Thallner Gmbh Method and device for bonding substrates
JP6456400B2 (ja) 2014-04-01 2019-01-23 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 基板を表面処理する方法及び装置
SG11201603148VA (en) 2014-12-18 2016-07-28 Ev Group E Thallner Gmbh Method for bonding substrates
DE102015108901A1 (de) 2015-06-05 2016-12-08 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zum Ausrichten von Substraten vor dem Bonden
US20190019678A1 (en) 2016-03-22 2019-01-17 Ev Group E. Thallner Gmbh Device and method for bonding of substrates
US10991609B2 (en) 2016-08-12 2021-04-27 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and substrate holder for the controlled bonding of substrates
EP3590130A1 (de) 2017-03-02 2020-01-08 EV Group E. Thallner GmbH Verfahren und vorrichtung zum bonden von chips
KR102396022B1 (ko) 2017-03-16 2022-05-09 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 적어도 세 개의 기판들을 결합하기 위한 방법
DE102017105697A1 (de) 2017-03-16 2018-09-20 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung zweier optischer Teilsysteme
US11121091B2 (en) 2017-03-20 2021-09-14 Ev Group E. Thallner Gmbh Method for arranging two substrates
US10242891B2 (en) 2017-08-24 2019-03-26 Cerebras Systems Inc. Apparatus and method for securing components of an integrated circuit
SG11201909992QA (en) 2017-09-21 2019-11-28 Ev Group E Thallner Gmbh Device and method for bonding substrates
TWI667728B (zh) * 2017-10-30 2019-08-01 Industrial Technology Research Institute 晶片接合裝置、晶片接合的方法以及晶片封裝結構
US10541162B2 (en) * 2017-11-28 2020-01-21 Taiwan Semiconductor Manfacturing Co., Ltd. Systems and methods for wafer pod calibration
KR102020236B1 (ko) * 2018-04-20 2019-09-10 세메스 주식회사 패널 합착 장치
US10636688B2 (en) * 2018-06-22 2020-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for alignment, process tool and method for wafer-level alignment
US10971401B2 (en) 2018-10-16 2021-04-06 Cerebras Systems Inc. Systems and methods for precision fabrication of an orifice within an integrated circuit
US10953539B2 (en) * 2018-12-27 2021-03-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer robot and automatic teaching method
CN110246781B (zh) * 2019-05-29 2021-06-22 桂林立德智兴电子科技有限公司 一种半导体晶圆平坦化设备
JP7250641B2 (ja) 2019-08-06 2023-04-03 キオクシア株式会社 アライメント装置及び半導体装置の製造方法
CN114144868A (zh) 2019-08-23 2022-03-04 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于使基板对准的方法和装置
US11145530B2 (en) * 2019-11-08 2021-10-12 Cerebras Systems Inc. System and method for alignment of an integrated circuit
WO2021115574A1 (de) 2019-12-10 2021-06-17 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zur ausrichtung von substraten
JP7391733B2 (ja) * 2020-03-17 2023-12-05 キオクシア株式会社 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
DE102020126211A1 (de) 2020-05-28 2021-12-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Photolithographie-Ausrichtungsprozess für gebondete Wafer
JP2023533653A (ja) 2020-06-29 2023-08-04 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 基板同士を接合するための方法および装置
JP7130720B2 (ja) * 2020-11-25 2022-09-05 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 基板を位置合わせする方法および装置
US11845179B2 (en) * 2020-12-22 2023-12-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Wafer jig, robot system, communication method, and robot teaching method
KR102677190B1 (ko) * 2020-12-31 2024-06-20 주식회사 테스 기판접합장치 및 기판접합방법
CN114373686B (zh) 2022-03-21 2022-06-14 北京芯士联半导体科技有限公司 基板的接合方法
JP2023183276A (ja) * 2022-06-15 2023-12-27 キオクシア株式会社 接合装置、接合方法、及び半導体装置の製造方法
WO2024046578A1 (de) 2022-09-02 2024-03-07 Ev Group E. Thallner Gmbh Vakuumsubstrathalter mit optimierter vakuumdichtung

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4573791A (en) * 1979-04-03 1986-03-04 Optimetrix Corporation Step-and-repeat projection alignment and exposure system
US4597664A (en) * 1980-02-29 1986-07-01 Optimetrix Corporation Step-and-repeat projection alignment and exposure system with auxiliary optical unit
US4810941A (en) * 1986-04-17 1989-03-07 Canon Kabushiki Kaisha Control system for a servomotor
JP3061150B2 (ja) 1991-05-16 2000-07-10 三井・デュポンポリケミカル株式会社 水性分散体組成物及びそれより形成される被膜ならびにその製法
JP2577140B2 (ja) 1991-05-27 1997-01-29 日立テクノエンジニアリング株式会社 基板の位置合わせ装置
US5639323A (en) * 1995-02-17 1997-06-17 Aiwa Research And Development, Inc. Method for aligning miniature device components
US6048750A (en) * 1997-11-24 2000-04-11 Micron Technology, Inc. Method for aligning and connecting semiconductor components to substrates
AT405775B (de) 1998-01-13 1999-11-25 Thallner Erich Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten
JP4315420B2 (ja) * 2003-04-18 2009-08-19 キヤノン株式会社 露光装置及び露光方法
JP4838135B2 (ja) * 2003-05-20 2011-12-14 フルイディグム コーポレイション マイクロ流体素子およびこれを撮像するための方法および装置
JP4626160B2 (ja) 2004-03-04 2011-02-02 株式会社ニコン ウェハ重ね合わせ方法及びウェハ重ね合わせ装置
US7442476B2 (en) 2004-12-27 2008-10-28 Asml Netherlands B.V. Method and system for 3D alignment in wafer scale integration
US7433038B2 (en) 2006-04-27 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Alignment of substrates for bonding
JP5339056B2 (ja) * 2006-07-14 2013-11-13 株式会社ニコン 露光装置及びデバイス製造方法
WO2008038788A1 (fr) 2006-09-29 2008-04-03 Tokyo Electron Limited Procédé de formation d'un film d'oxyde de silicium, appareil de traitement au plasma et support de stockage
US20080083818A1 (en) 2006-10-06 2008-04-10 Asml Netherlands B.V. Measuring the bonding of bonded substrates
TWI478271B (zh) * 2007-08-10 2015-03-21 尼康股份有限公司 Substrate bonding device and substrate bonding method
TWI478272B (zh) * 2007-08-15 2015-03-21 尼康股份有限公司 A positioning device, a bonding device, a laminated substrate manufacturing device, an exposure device, and a positioning method
US20090123874A1 (en) * 2007-11-14 2009-05-14 Tadashi Nagayama Exposure method, exposure apparatus, and method for manufacturing device
WO2010023935A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 株式会社ニコン 基板位置合わせ装置、基板位置合わせ方法および積層型半導体の製造方法
US8148646B2 (en) * 2008-09-29 2012-04-03 Formfactor, Inc. Process of positioning groups of contact structures
JP5353892B2 (ja) 2008-10-01 2013-11-27 株式会社ニコン アラインメント装置およびアラインメント方法
DE102009018977A1 (de) * 2009-04-25 2010-11-04 Ev Group Gmbh Vorrichtung zur Ausrichtung und Vorfixierung eines Wafers
EP2299472B1 (de) * 2009-09-22 2020-07-08 EV Group E. Thallner GmbH Vorrichtung zum Ausrichten zweier Substrate
JP5565792B2 (ja) * 2009-11-02 2014-08-06 ボンドテック株式会社 アライメント装置
JP5628549B2 (ja) * 2010-04-27 2014-11-19 芝浦メカトロニクス株式会社 基板貼合装置
JP5889581B2 (ja) * 2010-09-13 2016-03-22 東京エレクトロン株式会社 ウエハ検査装置
EP2463892B1 (de) 2010-12-13 2013-04-03 EV Group E. Thallner GmbH Einrichtung, Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Ausrichtungsfehlern
CN103959453B (zh) * 2011-11-25 2017-03-08 信越工程株式会社 基板输送装置及基板装配线
CN103246170B (zh) * 2012-02-09 2015-07-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 曝光装置及曝光方法
SG2014014070A (en) * 2012-06-06 2014-06-27 Ev Group E Thallner Gmbh Device and method for determination of alignment errors
US9772564B2 (en) * 2012-11-12 2017-09-26 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method
JP6294686B2 (ja) * 2014-02-04 2018-03-14 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778973B (zh) * 2016-08-29 2022-10-01 奧地利商Ev集團E塔那有限公司 用於對準基板之方法及裝置
TWI825958B (zh) * 2016-08-29 2023-12-11 奧地利商Ev集團E塔那有限公司 用於對準基板之方法及裝置

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