TW201009994A - Substrate aligning apparatus, substrate aligning method and method for manufacturing multilayer semiconductor - Google Patents

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1. 特願2008-221265申請日2〇〇8年8月29 2. 特願2008-256804申請日2008年1〇月1日 對 201009994 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關基板位置對準 法及層疊型半導體之製造方法方 權的申請案。對於承認以參照文》之：：案之優先 定國家’以參照方式將記載於下的指 本申請案，成為本申請案之一部分/案的内各納入 【先前技術】 有一種層疊型半導體裝置’係將在各自形 件之基板加以層疊而成（參照專利文件―、二）。在为疋 型半導體裝置之製造過程中有一個階段，&對於1叠 平行地保持的一對基板’藉由複數個顯微鏡分別， 觀察，同時進行位置對準並予以貼合（參照專利行 三）。此外，還有其他方法及裝置，係對於層叠之件 基板進行相互的位置對準（參照專利文件四 [先前技術文件] [專利文件] 專利文件一：特開平11-261000號公報 專利文件二：特開2007403225號公報 專利文件三：特開2005_251972號公報 專利文件四：美國專利第6214692號說明書 3 201009994 【發明内容】 膚疊型半導體裝置之製造過程中之&置對準被要 求具有和基板上元件之線寬同程度一樣高的精度。因 此，對於用於位置對準之顯微鏡，不僅光學解像度， 連顯微鏡本身之位置都被要求具有高精度。在此，專 利文件一所记載之方法是使形成於基板各自之二個基 準標記-致，藉此對於-對基板進行減的位置對 準、然而’在上面經熱處理等形成有電路的基板方面， 基板上之電路之位置精度不—定均句。因此即便以 基板上之特定之二點以高精度進行位置對準，有的情 況基板之其他部分之位置對準精度仍 因此，在本發明之一方面，曰从+ ' 鉉土卜Γ 的在於提供一種能 解決上述课題之基板位置對準裳置 法及層叠型半導體之製造方法。此 範圍中之獨立項所記載之特徵之組合來 ^ 1 附屬項規定本發明更有利的具體例。 裝置依=發Γϊι態樣’提供一種基板位置對準 具備·第一載台，將互相面對之一糾 C同時往該基板之面方向移動，·第二： 察保持於前述第二載台之基板之“:顯微鏡，觀 U察保持於前述第-載台之基板之街準工;顯： ，校準標諸；及位置對準控^第鏡共同觀 微鏡及前述第二顯微鏡之相對位 別述第一顯 弟—位置資訊及 4 201009994 進行位置對準，其中 藉由刚述弟二顯微鏡觀察 私出 二位置資吒指屮Ml-·』扪對早知圯之位置，該第 記之^ ㈣第-顯微鏡觀察到的對準標 詈^發，其他方面’提供一種基板位置對準裝 f; ’對於形成於互相位置對準 基j的複數個對準標記進；一 個前述基板各自；驅動部，使前述二個載載台；別H 3部:係控制前述驅動部之驅動的控制部，為了對 二個基板進行位置對準，根據以前述檢測部檢 的刖述二個基板之前述對準標記之前述位置來驅 ^驅動部’使得在前述二個基板之間對應之前述 ^準標=之位置偏差就整體而言為最小；前述控制部 ’’、、了使則述一對載台移動而驅動前述驅動部，使得保 持於前述一對載台之前述二個基板之三個以上之前述 對準標記之位置被前述檢測部所檢測。 在本發明之其他方面，提供一種層疊型半導體裝 置之製造方法’該層疊型半導體裝置具備上述任一基 板位置對準裝置、以及對於在基板位置對準裝置已位 置對準的一對基板進行加壓而接合的接合裝置。 本發明之其他方面’提供一種基板位置對準方 法，包含：第一保持階段，將互相面對之一對基板之 —方保持於往該基板之面方向移動的第一載台；第二 5 201009994 保持階段，將前述—斜14c * σ 台；校準階段，_“對基板之另一方保持於第二載 察，對於前述第:顯第一顯微鏡及第二顯微鏡進行觀 、。'、. 顯微鏡及前述第二顯微鏡之相掛位 進行檢測，第-檢測階段 於 觀察保持於前述第1台之基板之對 出該對準標記之位置_ 對於指 檢第一置資訊進行檢測；第二 前述第—顯微鏡來觀察保持於前述第 對準標記，對於指出該對準標記^ 攄— μΐϊ進行檢測；以及位置對準階段，根 -板η置資訊及第二位置資訊之差分對於前述 對基板進行位置對準。 在本發明之其他方面，提供一種基板位置對準方 第一測量階段’使有-對基板各自被支撐 丨义、之一方移動，將保持於該載台之基板伸出 ，述一對顯微鏡之間，以前述一對顯微鏡之一方觀 察5亥基板，藉此測量形成於該基板之三個以上之對準 1記相=於該—方之顯微豸的相對位置；第二測量階 段，使前述一對載台之另一方移動，將保持於該載台 之基板伸出到前述一對顯微鏡之間，以前述一對顯微 鏡之另一方觀察該基板，藉此測量形成於該基板之三 個以上之對準標記相對於該另一方之顯微鏡的相對位 置；以及位置對準階段，根據前述對準標記相對於前 述一對，微鏡之前述相對位置來使前述一對載台移 動，使得在前述一對基板之間對應的前述對準標記之 位置偏差就整體而言為最小。 6 201009994 此外’上述發明之概要並非列舉了本發明所有之 必要特徵，這些特徵群之次組合也能成為發明。 【實施方式】 以下’將透過發明之實施形態說明本發明之（一） 方面’但以下之實施形態不應限定申請專利範圍之發 明’此外，實施形態中所說明的所有特徼细人丈中 為發明之解決手賴必須的。 第一圖係繪示層疊基板製造系統100之整體構造 的示意俯視圖。層疊基板製造系統100包含$成於共 同的殼體(housing)lOl内部的常溫部102及高溫^部2〇2。 常溫部102面對著殼體101外部，並复數個 基板1£盒111,112,113及控制盤120。控制盤12〇包含 校準控制部122及位置對準控制部124。此外，也 控制層疊基板製造系統100整體動作之控制部。再 控制盤120在進行層疊基板製造系統1〇〇之電源投 入、各種設定等之情況具有使用者從外部操作的操^ 部。 基板匣盒11U12,113容納將在層疊基板製造系統 100接合的基板⑽、或容納已在層疊基板製造系統_ 接合的基板180。此外，基板匣盒111112113可 自如地裝設於殼體ιοί。藉此能將複數個基板18〇整批 裝載於層疊基板製造系統1GG。此外’能將已在層叠義 板製造系統1〇〇接合的基板180整批回收。 且土 在常溫部1G2巾，在殼體⑼之内側，具備預對 7 201009994 準器130、對準部300、基板座架160及—對機械臂 171,172。殼體101之内部受到溫度管理，維持和嗖置 有層疊基板製造系統100之環境之室溫大致相: 定溫度。 對準部300是高精度，所以調整範圍狹窄。因此， 預對準器130使各基板180之位置暫時對準，使得基 板180落入該狹窄的調整範圍。藉此能使對準部^〇〇 之定位確實進行。 對準部300包含互相面對之上載台部31〇及下載 台部320、以及互相直交地配置的一對測量部33〇。在 對準部300 ’上載台部31〇及下載台部320分別搬送基 板180或保持著基板18〇之基板座 holder)190。測量部330對於基板180之面方向測量移 動之上載台部310或下載台部320之位置。 此外，包圍著對準部300設置隔熱壁142及遮擋 板(shutter)144。被隔熱壁142及遮擋板144包圍的^ 間和空調機等連通而受到溫度管理，維持對準部3〇〇 之位置對準精度。在對準部3〇〇，一對基板18〇進行相 互的位置對準。有關對準部3〇〇之詳細的構造及動作， 將參照第四圖以下於後敘述。 基板座架160容納複數個基板座19〇並使這些容 器待機。基板座190以一次一片之方式保持基板18〇， 使基板180之處理變得容易。以基板座19〇來保持基 板180例如使用靜電吸附。此外，基板座架16〇包含 基板拆卸部。基板拆卸部從已從後述之加壓部24〇搬 8 201009994 出的基板座190’取出被該基板座ι9〇夾著的基板18〇。 此外。’用來襞載於層疊基板製造系統100之基板 180除了單體之矽晶圓、化合物半導體晶圓、玻璃基板 =之外也可以為在這些基板上形成有元件、電路、 鳊子4而成的基板。此外，也有的情況是已裝載之基 板180為已將複數個晶圓層疊而形成的層疊基板。

一對機械臂171，172中，靠近基板匣盒ιη，112，113 —侧所配置的機械臂171在基板匣盒111，112，113、預 對準器130及對準部300之間搬送基板18〇。此外，機 =煮171也具有將要接合之基板之一方翻轉的機 月匕。藉此能使基板18〇上形成有電路、元件、端子等 的面相向進行接合。 配置於距離基板匣盒1U，112，113較遠的一側的機 械臂172在對準部300、基板座架160及氣閘（air =ck)220之間搬送基板18〇及基板座19〇。此外，機械 ί 172也將基板座190搬入及搬出基板座架16〇。 咼溫部202具有隔熱壁210、氣閘220、機械臂230 及複數個加壓部240。隔熱壁210包圍高溫部2〇2，以 維持高溫部202之高的内部溫度並且阻絕高溫部2〇2 往外部之熱輻射。藉此能抑制高溫部202之熱影響常 溫部102。 … 機械臂230在加壓部240之任一者與氣閘22〇之 間搬送基板180及基板座190。氣閘220在常溫部1〇2 侧及高溫部202側具有交互開閉的遮擋板222,224。 基板180及基板座190從常溫部1〇2搬入高溫部 9 201009994 202時，首先，常溫部1〇2側之遮擋板222打開，機械 臂172將基板180及基板座190搬入氣閘22〇。其次， 常溫部102侧之遮擋板222關閉，高溫部2〇2侧之遮 檔板224打開。 接著，機械臂230從氣閘220將基板180及基板 座190搬出，裝入加壓部24〇之任一者。加壓部24〇 在被基板座190夾著的狀態對於已搬入加壓部24〇的 基板180在熱間進行加壓。基板18〇藉此永久地接合。 將基板180及基板座19〇從高溫部202搬出到常 溫部102時，以逆向順序執行上述一連串的動作。能 藉由這些一連串之動作在高溫部2〇2之内部氣氛不漏 到常溫部102侧之前提下將基板18〇及基板座19〇搬 入或搬出高溫部202。 如此’在層疊基板製造系統10〇内之許多區域， 基板座190在保持著基板18〇之狀態搬送到機械臂 172,230、上載台部310及下載台部32〇。在對於保持 著基板180之基板座190進行搬送時，機械臂172,230 藉由真空吸附、靜電吸附等吸附保持基板座19〇。 第二a圖、第二b圖、第二c圖、第二d圖及第二 e圖係緣示層疊基板製造系統1〇〇之基板1 go之狀態之 變化的示意圖。如第二a圖所示，層疊基板製造系統 100剛開始運轉時，基板180各自個別容納於例如基板 匣盒111，112之任一者。此外，基板座19〇也個別容納 於基板座架160。 層疊基板製造系統100 —開始運轉，基板丨8〇就 201009994 被機械臂171 ―次—片地搬人，纟預對準器130進行 預對準後’裝載於基板座19〇 〇如此，基板18G分別被 基板座190保持。 其次，如第二b圖所示，準備各自保持著基板18〇 之一對基板座190,如第二e圖所示，以基板18〇正對 之方式裝載於對準部3〇〇。在對準部3〇〇已進行位置對 準的基板180及基板座19〇如第二d圖所示，係藉由 鑲嵌於基板座190之侧面所形成之溝191的複數個扣 件192而連結，保持定位的狀態。已連結的基板180 及基板座190成為一體地搬送並裝入加壓部240。 在加壓部240加熱及加壓，基板18〇藉此互相永 久地接合而成為層疊基板。然後，基板18〇及基板座 190從加壓部240搬出，在基板座架16〇之基板拆卸部 被分離。 已從基板座190取出的基板180藉由機械臂 172，171以及上載台部31〇及下載台部32〇容納於例如 基板匣盒113。被取出基板18〇之基板座19〇被放回基 板座架160待機。 第三圖係繪示作為層疊基板材料之基板18〇之形 態的示意俯視圖。如圖式所示，於基板180形成複數 個元件區域186並且在元件區域186各自之附近配置 對準標記184。此外，基板180具有形成於緣部特定處 之缺口（notch)182。缺口 182配置成與基板180之結晶 配向性等相對應，整體來說，呈現略呈圓形之基板18〇 之物性及配置之異方性。 201009994 對準標記184是當在基板180形成元件區域186 時作為指標來使用。因此，對準標記184之位置和因 基板180之變形等而移位的元件區域186之位置等密 切相關。因此，當層疊基板180時，使用對準標記184 作為位置對準之指標，藉此能有效地補償各基板180 所產生的應變。 此外’雖然圖中將元件區域186及對準標記184 描繪得大大的’但是在3〇〇mm 等大型基板180形成 之元件區域186之個數達到數百個以上。此外，與該 元件區域186相應地，配置於基板18〇之對準標記184 之個數也變多。再者，對準標記184也可以使用形成 於基板180之配線、凸塊(bump)、劃線(seribe line)等來 代替。 第四圖係繪示對準部300構造之示意剖面圖。對 準部300包含配置於架體(frame b〇dy)301内側之上載 台部310及下載台部320。此外，第四圖中，也看到一 方之測量部330。測量部330包含高度互異的干涉計 332,334。 架體301具備互相平行且水平的頂板3〇2及底板 306、以及將頂板302及底板306結合的複數個支柱 304。頂板302、支柱3〇4及底板3〇6分別由高剛性材 料所形成，即便在内部機構之動作的相關反力有作用 的情況也不產生變形。 上載台部310包含依序懸掛於頂板3〇2下面之驅 動部350、次載台314、間隔件311及主載台312。次 12 201009994 載台314懸掛上反射鏡316及上顯微鏡318。主 312將保持著基板180之基板座19〇吸附保持。 〇 驅動部350包含使次載台314往圖中以箭號表示 的X方向及γ方向分別移動的χ驅動部351及¥驅= 部352。此外，次載台314透過間隔件311而與主載台 312成一體地結合。藉此，上反射鏡316及上顯微鏡 318相對於保持於主載台312之基板18〇維持一定之= 對位置，同時和基板180 —起往X方向及γ方向移動。 下載台部320包含安裝於底板306上面之驅動部 340、 次載台324及主載台322。於次載台324安裝下 反射鏡326及下顯微鏡328。主載台322將保持著基板 180的基板座190吸附保持。 此外，在下載台部320,下顯微鏡328透過垂直致 動器329安裝於次載台324。藉此方式，下顯微鏡328 僅限於垂直方向相對於次載台324昇降。此外，於主 载台322也安裝基準標誌321。 驅動部340包含使次載台324往以圖中之箭號所 示之X方向、γ方向及Ζ方向分別移動的X驅動部 341、 Υ驅動部342及ζ驅動部348。此外，包含使次 載台324在水平面内旋轉的0驅動部344、以及使次載 台324搖擺的0驅動部346。此外，Ζ驅動部348配置 於次載台324及主載台322之間，兼具相當於上載台 部310之間隔件311的機能。 次載台324藉由Ζ驅動部348和主載台322成一 體地結合。藉此方式，下反射鏡326及下顯微鏡328 13 201009994 相對於保持於主載台322之基板180維持一定之相對 位置，同時和基板180 —起旋轉、搖擺，且往X方向、 γ方向及Z方向移動。 測量部330包含一對干涉計332,334。一方之千涉 計332配置於和上載台部310之反射鏡316相同高度 之處。藉此，干涉計332使用反射鏡316正確測量次 載台314之X方向之位置。此外，此圖中未出現之測 量部330也具有同樣的構造，以測量次載台314之Y 籲 方向之位置。 此外，另一方之干涉計334配置於和下載台部32〇 之反射鏡326相同高度之處。藉此，干涉計334使用 反射鏡326正確測量次載台324之X方向之位置。本 圖中未出現的測量部330也具有同樣的構造，測量次 • 載台324之Y方向之位置。 第五圖繪示使上載台部310及下載台部移動到巧* 以從上顯微鏡318觀察基準標誌321之位置後的狀 態，是放大基準標誌321附近而畫出的圖。如圖式所 示，可以使上載台部310及下載台部320適切地移動， 藉此使基準標諸321進入上顯微鏡318之視野。 此外’基準標誌321配置於下顯微鏡328之正上 方、且為形成於主載台322之貫通孔323上之處。藉 此，基準標誌321也進入下顯微鏡328之視野。 再者’基準標諸321之高度調整成，和裝載於下 載台部320之主載台322的基板180之表面相同高度。 此外，在第五圖所示之狀態，下顯微鏡328已藉由垂 201009994 器329下降’將焦點對準基準標誌32卜上顯微 =8如後所迷觀察裝載於下載台部320之基板180。 ^ 在上述狀態’上顯微鏡318及下顯微鏡328 — 起成為^對準相同基準標諸321的狀態。 第六圖係續示上述基準標誌321構造的剖面圖。 =準標誌321包含支撐框421、透明基板422及不透明 缚膜423。

曰更具體來說，可以使用玻璃基板等來形成作為透 明基板422。不透明薄膜423可以例如為金屬膜等。使 不透明薄膜423變薄’藉此即使在從上顯微鏡318觀 察的情況、或從下顯微鏡328觀察的情況，觀察之位 置都不會偏移。此外，可以做成透過支撐框421將透 =基板422安裝於主載台322的構造，藉此細微地調 節基準標諸' 321之有效高度。 此外，基準標誌321具有透明基板422露出的透 明區域。藉此，可以穿透基準標誌321觀察位於其對 面之對準標記184等，但是有關於此，將參照第十圖 後述。 第七圖係繪示基準標誌321其他構造的剖面圖。 此基準標諸321藉由具有刀刃形部分(knife edge)427的 不透明基板425來形成。刀刃形部分427藉由和上顯 微鏡318及下顯微鏡328之連結線交又之一對面來形 成。 這樣的不透明基板425可以例如使用乾式蝕刻來 加工碎晶圓而製成。刀刃形部分427之末端非常薄， 15 201009994 所以即使在從上顯微鏡318觀察之情況，或在從下顯 微鏡328觀察之情況，觀察之位置都不會偏移。此外， 刀刃形部分427之内侧貫通著，所以下顯微鏡328也 能觀察基準標諸321之對面側。 第八圖係流程圖，顯示使用上述之對準部來 使基板180對準時之程序。首先，如第四圖所示，使 上載台部310及下載台部32〇錯開到不同的位置，使 付上載台部310之主載台312之下方、與下載台部320 之主載台322之上方分別是敞開的，在主載台312,322 各自裝載已保持於基板座19〇之基板18〇(步驟sl〇1)。 其次’藉由未繪示之顯微鏡等觀察基板18〇，同時 使下載台部320之0驅動部346做動作，使一對基板 180平行(步驟S102)。以下，基板18〇僅在χ方向及γ 方向上位置對準。 接著’如第四圖及第五圖所示，藉由下顯微鏡328 及上顯微鏡318同時觀察基準標誌321，藉此找出下顯 微鏡328及上顯微鏡318之相對位置（步驟sl〇3)。在 此狀態’校準控制部丨22測量上載台部31〇及下載台 部320之位置’將測量値當作初始値將干涉計332,334 初始化（步驟S104)。 +接著，使上載台部310及下載台部320做動作， 藉由上顯微鏡318對於保持於下載台部32〇之基板18〇 之二個以上之對準標記184進行檢測，藉由下顯微鏡 328對於保持於下載台部32〇之基板 180之三個以上之 對準“§己184進行檢測（步驟si〇5) 201009994 第九圖係對照第四圖綠示執行步驟S1 〇5之對準部 300之狀態。如圖式所示，可以使上載台部31〇之驅動 部350及下載台部320之驅動部340分別做動作，藉 此使保持於下載台部320之基板180之表面進入上顯 微鏡318之視野，並使保持於上載台部31〇之基板 之表面進入下顯微鏡328之視野。 第十圖係繪示第九圖所示之狀態下之下顯微鏡 328附近的放大圖。如圖式所示，已使垂直致動琴329 做動作’藉此使下顯微鏡328之焦點移動到保^於上 載台部310之基板180之表面。藉此，下顯微鏡328 能經由基準標誌321對於保持於上載台部31〇之基板 180之表面進行精密的觀察。 此外，對準部300除了上顯微鏡318及下顯微鏡 328之外還具備對於基板18〇表面之寬廣範圍進行觀察 的低倍率顯微鏡，不過，該低倍率顯微鏡已省略繪示。 低倍率顯微鏡之解像度未達到基板18〇之位置對準精 度，但疋能夠辨認基板180上之對準標記184及元件 區域186之大致位置。由於和這樣的低倍率顯微鏡一 起使用，所以上顯微鏡318及下顯微鏡328能效率佳 地檢測對準標記184。 再度返回第八圖所示之程序，在上顯微鏡318及 下顯微鏡328檢測所面對之基板18〇之對準標記184 後的情況’以干涉計332,334測量那時之主載台3°i2 之位置’藉此了解解標記184相對於前述初始値之 相對位置。經檢測的對準標記184之相對位置存放在 17

201009994 位置對準控制部124(步驟S106)。 如，，位置對準控制部124當獲得一對基板18〇 各自，三個以上之對準標記184之位置資訊時，能夠 根據该位置資訊來算出在對於基板180進行位置對準 之情況所需要的驅動部34〇,35〇的動作量（步驟si〇7)。 亦即，供貼合之基板18〇經過許多的處理、加工 而形成有元件等。因此，基板18〇產生了各種變形。 此外，一個基板18〇上變形之分布不平均。因此，在 對於基板180進行位置對準時，即便使一對基板18〇 上對應之特定對準標記184之位置一致，仍會有基板 180之其他部分之位置偏移程度大的情況發生。 然而，對於在一對基板18〇相互之間對應的三個 以上之對準標記184各自之相對位置資訊執行以下所 示般的處理’藉此能使在基板180整體產生之對準標 記184之位置偏移程度限制於最小程度。 以下說明其對準方式。在一對晶圓方面，以下述 之方式异出一方相對於另一方應平行移動之平行移動 量（Tx，Ty)以及應旋轉之旋轉量0。相對於基準座標系 測量出的對準標記之位置座標(Axi，Ayi)與變換後之位 置座標(Mxi，Myi)之間有以下關係。此外，「丨」表示對準 標記之號碼。 [數一]

cos^ sin^Y sin ^ cos Θ

201009994 其次，將一方之基板18〇相對於基準座標系之位 ^當作(Dxi，Dyi) ’以下述之函數F成為最小之方 :’、定另一方之基板180之移動量（Τχ，Ty)及旋轉量 [數二] ❹ 外，(，尽)=Σ((Κ)2 -mJ} 第11圖繪示對準部300以下的動作。如圖所示， 位置對準控制部124以基於上顯微鏡318及下顯微鏡 328之相對位置的初始値作為基準，依據算出的移動量 (Tx’ Ty)及旋轉量θ使驅動部340,350做動作，藉此能 • 對於一對基板180進行位置對準（步驟S108)。 此外’為了進一步提高位置對準精度，也可以設 置複數個基準標誌321，多次執行對於上顯微鏡 φ 318,328之相對位置進行校準的階段（步驟S104)。尤 其’在上載台部310或下載台部32〇做大動作時，在 將動作方向切換到X方向或Y方向之情況下，也可以 反覆進行從載台104開始之步驟。 第十一圖繪示對準部300其次的動作。如圖所示， 可以使Z驅動部348做動作，使得在X方向及Y方向 上位置對準且相向之基板180相互接合。亦即，使下 載台部320之主載台322上昇，使一對基板180進行 抵接’再者’増加z驅動部348之驅動力，藉此能暫 201009994 時接合基板180(步驟Sl〇9)。 18 0 ί ΓΓί日L了位置對準的情況下接合的一對基板 =:=，對準部3〇°搬送==。: 及扣®賴_，料藉纟基板座190 及扣件192而位置對準後的狀態。

此外上述例子中，構造是上載台部則及下載 〇部320均具有驅動部350,340，以使主載台312,322 移動:在此情況，以下也較佳：分配驅動部Γ50,34|)之 動作里，使知上載台部310及下载台部320雙方之移 動量相等。藉此，能使部件之消耗均等，因而延長機 器之壽命。 此外，可以省略上載台部310及下載台部32〇之 任一者(例如上載台部310)之驅動部350,即使在主載 台312固定著的狀態也能實施基板180之位置對準。 此外，例如可以為一種構造，省略上載台部31〇之γ 驅動部352，在上載台部310專門對於X方向進行位 置對準’在下載台部320專門對於Υ方向進行位置對 準。 然而，可以使雙方之主載台312,322移動，藉此將 所需移動量之移動時間減為一半。因此，可以於上載 台部310及下載台部320雙方設置驅動部350,340，藉 此提高對準部300之產量(throughput)。 此外，在上述例子中做成的構造是固定基準標誌 321，使下顯微鏡328昇降。然而，構造可以做各種改 20 201009994 變，例如：固定下顯微鏡328且以光學方式改變焦點 距離，或是使基準標誌進入或退出上顯微鏡318或下 顯微鏡328之視野。再者，也可以做成如下構造：使 用別的設備分別執行對於基板180各自之對準標記184 進行測量的動作’以及對於一對基板180進行位置對 準的動作。 第十三圖係繪示具有其他構造之對準部3〇〇的立 體圖。該對準部300具有全都安裝於底板3〇3之測定 部360、一對顯微鏡組件370及接合部380。此外，在 測疋部360及接合部380之間配置機械臂390，為了避 免圖式變得複雜’在第十三圖已省略繪示機械臂 390(參照第十四圖）。 測定部360形成於矩形框架之内側，該矩形框架 由從底板303直立之一對支柱361、以及將支柱361之 上端及下端分別結合之一對水平的引導部363所形 成。引導部363各自分別懸掛或支撐X驅動部362、Z 驅動部364及主載台312,322。 測定部360中，X驅動部362使z驅動部364及 主載台312,322、以及裝載於主載台312,322之基板座 190及基板180 ’沿著引導部363分別個別地移動。此 外’ Z驅動部364使主載台312,322、裝載於主載台 312,322之基板座190及基板180垂直地昇降。 於主載台312,322分別裝載保持著基板ι8〇之基板 座190。基板180各自具有一對對準標記184。 再者，於一方之主載台322還裝載基準標誌321。 21 201009994 基準標，321 111定於和保持在基板座19。之基板18。 表面同高之處。主載台322在基準標誌321下方具有 在厚度方向貫穿的貫通孔，所以基準標諸321可以從 主載台322之上方也可以從下方觀察。此外，基準標 誌321可以採用第六圖、第七圖所示之任何構造。 一對顯微鏡組件370配置在測定部36〇之兩侧。 顯微鏡組件370各自具有γ驅動部372、支柱374及 顯微鏡376,378。Y驅動部372使支柱374往和測定部 360之引導部363之延伸方向交又之方向移動。支柱 374各自支撐一對顯微鏡376,378。 亦即，一對顯微鏡376,378固定於在支柱374中間 所形成之缺口部之内侧，且互相上下相向。顯微^ 376,378之焦點F位於顯微鏡376,378中間之共用的一 點。 ’、 另一方面’接合部380具備全都互相在層疊方向 配置於骨架383之内側的X驅動部381、Y驅動部382、 (9驅動部384、Z驅動部388，以及一對平板389及一 對主載台312,322。主載台312,322各自裝載保持著基 板180之基板座190。 X驅動部381及Y驅動部382在圖中箭號所示之 X方向或Y方向驅動主載台312,322。Z驅動部388除 了能往Z軸方向移動主載台312之外，還能使其個別 地做動作藉此使主載台322搖擺。 接合部380能使X驅動部381、Y驅動部382及Θ 驅動部384做動作，藉此使裝载於主載台322之基板 22 201009994 180往任意方向移動，以進行位置對準裝載於主載台 之基板180。此外’也可以使z驅動部388做動作’ 藉此，互相位置對準的一對基板180互相抵接而接合。 第十四圖係第十三圖所示之對準部3〇〇之俯視 圖。如圖所示’對準部3〇〇在測定部36〇及接合部38〇 之間更具備機械臂390。 機械臂390具有又部392及臂部394。叉部392將 φ 保持著基板180的基板座190吸附保持。臂部394使 保持著基板座190之又部392朝任意方向移動。藉此， 機械臂390能將在測定部36〇完成後述測定之基板ι8〇 及基板座190 ’從測定部360之主載台312,322搬送遷 移到接合部380之主載台312,322。 此外’依據層疊基板製造系統100之布置 (layout)，也可以使用機械臂172,以將基板18〇及基 板座190搬入或搬出對準部3〇〇。在此情況，對準部 3〇〇之機械臂390是可以省略的。 φ 第十五a圖、第十五b圖，第十五c圖及第十五d 圖用來說明具有上述般構造之對準部3〇〇之測定部360 之動作。此外，如圖所示，對準部300更具備在第十 三圖及第十四圖隱藏在支柱361之一對干涉計 366,368、以及和干涉計366,368相向地裝設於主載台 312,322側面的一對反射鏡367。這些干涉計366,368 及反射鏡367之作用將於後述。 首先’如第十五a圖所示，使X驅動部362分別 做動作’主載台312,322被移動到接近互異之支柱361 23 201009994 的位置。因此，主載台312之下面及主載台322之上 面是敞開的。在此狀態，於主載台312,322各自裝載保 持著基板180的基板座190。 其次，如第十五b圖所示，在校準控制部122之 控制下，使下側之主載台322之Z驅動部364做動作 以使主載台322上昇。因此，裝載於主載台322之基 準標誌會和顯微鏡376,378之焦點F同高。 接著，使X驅動部362做動作，使主載台322移 動到基準標誌321進入顯微鏡376,378視野之位置。在 此狀態，能使用一對顯微鏡376,378來觀察共同的基準 標誌321 ’藉此’校準控制部122精密地偵測一對顯微 鏡376,378之位置。 此外，雖然顯微鏡376,378分別固定於支柱374， 但是由於溫度等環境條件、γ驅動部372之公差 (tolerance)引起的支柱374傾斜等，有的情況其位置會 改變。然而，如上所述，可以在對準標記184之位置 測定之前觀察共同的基準標誌321，藉此掌握顯微鏡 376,378之位置關係。 其次’如第十五c圖所示，使X驅動部362進一 步做動作’使主載台322移動，使基板180之對準標 記184進入上側之顯微鏡376之視野。此外，基準標 誌321與基板180之表面位於相同高度之處，所以基 板180之表面通過上側之顯微鏡376之焦點面。 此外，在主載台322之移動期間，使用反射鏡367 及一方之干涉計368來正確測量主載台322之移動 24 201009994 里。藉此’能以在基準標s志321構成的顯微鏡gw之 位置為基準測定基板180之對準標記184之位置。經 測定的對準標記184之位置資訊存放於位置對準押$ 部124 。 工利 接著，如第十五d圖所示’使下側之主載台322 返回最初的位置，同時使上侧之主載台312移動。亦 即’首先使Z驅動部364做動作，以使基板“ο之表 面移動到和顯微鏡376,378之焦點F同高之處。接著， 使X驅動部362做動作，使基板18〇在一對 376,378之間移動。 •’队兄 此時，能使用設於上侧之主載台312 一侧之反射 鏡367及干涉計366來正確測定主載台312之移動量。 因此’能使用下側之顯微鏡378來觀察 ，己184之位置。經測定之對準標記184 之位置負訊存放於位置對準控制部124。

據來自位置對準控制部124之指示使X Y驅動部382及0驅動部384做動作，對 吏X ，對 25 201009994 於一對基板180進行位置對準，使對應的對準標記184 之位置一致。再者，使Z驅動部388同時做動作，使 一對基板180抵接’進一步施加高壓力，藉此將一對 基板180接合。 此外’此態樣之對準部300分別具備測定部360 及接合部380’分別個別執行對準標記184之位置測定 及基板180之接合。藉由這樣的構造，在測定部360 能將X驅動部362及Z驅動部364小型化，並且擴大 顯微鏡376,378之移動範圍。此外，在接合部38〇，能 使用強度南的大型部件執行正確的位置對準以及利用 南壓力進行之基板180之接合。然而，若能確保部件 之強度’則也可以在測定部360之構造增加γ驅動部 382、Θ驅動部384等，也能執行位置對準及接合。 第十六圖係繪'示其他層疊基板製造裝置6〇〇整體 構造之示意俯視圖。層疊基板製造裝置6〇〇具備晶圓 存放器（waferstocker)610、晶圓預對準裝置622、晶圓 座預對準裝置624、主控制裝置630、晶圓座存放器 640、加壓裝置650、分離冷卻裝置660、晶圓裝載器 (wafer loader)672、晶圓座裝載器676及位置對準裝置 700。以下個別說明各裝置。 晶圓存放器610包含容納複數個作為貼合對象之 基板180的晶圓存放器614,616、以及容納複數個經貼 合之基板180的層叠基板用存放器612。層疊基板用存 放器612及晶圓存放器614,616各自可拆裝地裝設成面 向層疊基板製造裝置600之外部。藉此，能在層疊基 26 201009994 板製造裝置600裝填基板180,並且能回收經貼合之基 板180。晶圓存放器614,616有的情況裝填相同種類之 基板180，有的情況容納互異種類之基板180。 晶圓預對準裝置622對於已從晶圓存放器614,616 取出的基板180執行精度較低但迅速的預對準。藉此， 在後述之位置對準裝置700裝填有基板180之情況， 能避免基板180之位置大幅偏移。此外，可以縮短位 置對準裝置700之作業時間。 ® 晶圓座存放器640配置於層疊基板製造裝置600 之内部，以容納複數個基板座190。基板座190吸附支 樓基板180。此外，基板座19〇在以一定周期實施之保 養期間以外是在層疊基板製造裝置6〇〇之内部反覆使 用。此外’有的情況下單一規格的基板座19〇使用於 ' 全部的基板180 ’也有的情況下按照基板180之種類區 分使用不同規格的基板座19〇。 晶圓座預對準裝置624配置於晶圓座存放器64〇 • 近。晶圓座預對準裝置Q4將基板座19〇擺放在 設定之位置，藉此使基板18〇相對於基板座19〇之裝 載位置概略一定。藉此，能縮短位置對準裝置700之 作業時間。 一位置對準裝置700對於各自保持於基板座19〇之 一對基板18G進行相互高精度的位置對準後，將兩者 貼合。在此所說的高精度係指將在將形成於基板⑽ =几件力σ以層叠的情況所必要的性能加以確保的精 度，有的情況下為次微米等級。 27 201009994 刚=之=，戶1 說的位置對準’意指在將一對基板 方二使兩者之位置一致，且使得形成於一 18〇Γ、ϋ的轉之連制子相對於另—方之基板 置700夕接Γ子獲得有效的電性連接。有關位置對準裝 ^述 及動作將參照第十七圖錢的圖式於後 加壓裝置650配置於位置對準襄置7〇〇之附近， 以位置對準裝置雇進行位置對準且貼合後之基 ，80進行加壓，將基板⑽永久性地接合做成層疊 土板。因此，也有的情況是對於經貼合的基板180邊 加熱邊加壓。 、，分離冷卻裝置660配置成鄰接加壓裝置65〇。分離 =部，置660對於基板i 19〇及經接合之基板18〇進 行冷卻，並且從經接合之基板18〇卸下基板座19〇。經 ，合之基板180作為層疊基板容納於層疊基板用存放 器612。經冷卻之基板座190送回晶圓座存放器640， 使用於下一次基板180之位置對準及接合。 晶圓裝載器672是多關節機器人，也可以具有六 自由度沉丫，2，0又，6»丫，(92)之手臂。此外，晶圓裝載器 672沿著軌條674在圖中箭號X所示之方向移動。 能使晶圓裝載器672裝載著基板180或貼合成為 層疊基板之基板180移動。但是，無法搬送具有比基 板180或比層疊基板大許多之質量的基板座19〇。因 此，晶圓裝載器672主要在晶圓存放器610及晶圓預 對準裝置622之間搬送基板180。 28 201009994 晶圓座裝載器676也是多關節機器人，也可以具 有六自由度方向(又，丫，2，0\，0丫，<9 2)之手臂。此外，晶 圓座裝載器676沿著軌條678在圖中箭號Y所示之方 向大幅移動。 參 晶圓座裝載器676能承受基板座190之搬送負 荷’並且也能單獨搬送基板180。因此，在從晶圓座存 放器640到晶圓座預對準裝置624之間，或是在從分 離冷卻裝置660到晶圓座存放器640之間搬送基板座 190 °此外’在從晶圓座預對準裝置624到位置對準裝 置7〇〇之間、在從位置對準裝置7〇〇到加壓裝置650 之間、或在從加壓裝置650到分離冷卻裝置660之間 一併搬送基板座丨9〇及基板180。再者，也有的情況下 是在從分離冷卻裝置660到層疊基板用存放器612之 至少一部分之區間搬送層疊晶圓。 主控制裝置630控制上述般的層疊基板製造裝置 :整曰體之動作：亦即，主控制裴置63〇和晶圓裝載器 b曰圓座裝載器676、晶圓預對準裝置622及晶圓 624等個別的控制裝置進行信號的接收 ^付’以對於層疊基板製造裝置_整魏行整合性 的控制。此外’也會接受並處理 =卜部之操作。再者，主控繼心包 u制„[5’该位置對準控制部控制 所要執行的位置對準動作。 π裝置700 第十七圖係繪示位置對準裝置7〇〇 圈。位置對準裝置700具備底座71〇、：:= 29 201009994 720,760、傾斜驅動部730、下載台740、上載台750及 骨架（frame)770，以及一對顯微鏡組件81〇,82〇。 底座710水平地固定於層疊基板製造裝置6〇〇之 内部。於底座710上依序層疊面内驅動部72〇、傾斜驅 動部730及下載台740。 '

面内驅動部720包含互相層疊著的旋轉驅動部 722、X方向驅動部724及γ方向驅動部726。藉此， 面内驅動部720能在和底座71〇平行的水平面内使所 裝设之傾斜驅動部730旋轉，在水平方向上以二維方 式移動。 ^ 傾斜驅動部730包含一對平板732,736、以及夾在 平板732,736間之三個垂直致動$ 734。藉此在面内 驅動部720上補償上側之平板73Μ目對於水平面之傾 斜。 ^載台740具有未繪示之水平致動器及垂直致動 此，使下載台740相對於傾斜驅動部73〇在垂 、艮方向）移位’並且也在水平方向(Χ方向）進 ^拉料下載台740將保持於基板座190之基板18〇 = 此’下載台74G能將所裝載之基板⑽ 朝向後述之顯微鏡818,828之下方伸出。 骨架770具有和底座71()分開的水平部1此， it?水平部之下面依序懸掛面内驅動部760及 I 。面内驅動部76〇包含互相依序懸掛的 、x方向驅動部764及Y方向驅動部％ 藉此’面内驅動部鳩在與底座谓平行的水平面内 30 201009994 使上載台750旋轉且水平移動。 上載σ 750具有未繪不之水平致動器及垂直致動 器。上載台750相對於面内驅動部760往垂直方向（ζ 方向）及水平方向（X方向）進退。此外，上载台75〇將 保持在基板座19〇之基板180保持在下面。藉此，上 載台750能將所裝載之基板18〇往後述之顯微鏡 816,826之上方伸出。 顯微鏡組件810具有直線驅動部812、支柱814及 一對顯微鏡816,818。直線驅動部812在底座710上將 支柱814往水平方向（γ方向）搬送進退。在此，下載台 7^1及上載台750之進退方向、與支柱814之進退方^ 疋父叉的。因此，支柱814相對於已伸出之下載台mo 及上載台750往其進退方向之侧方進退。 立支柱814在高度方向之中間具有缺口部811。缺口 邛811呈矩形，在其内侧之上面及下面固定互相面對 之一對顯微鏡816,818。藉此，在下載台74〇或上載台 75〇已伸出之情況，能藉由一對顯微鏡816,818之任一 者來觀察裝載於下载台740或上載台750之基板180。 此外，位置對準裝置700具備包含另一組顯微鏡 ^，828之顯微鏡組件82〇。顯微鏡組件82〇具有直線 ，動部822、支柱824及一對顯微鏡826,828。直線驅 :P 822在底座71〇上將支柱82惊水平方向方向） 搬送進退。 此顯微鏡組件81〇,82()之進退方向和下載台 740及 上載台750之進退方向交叉。藉此，一對顯微鏡8i6 8i8 31 201009994 及顯微鏡826,828在觀察位置與躲避位置之間移動，其 中在該觀察位置，藉由下載台740或上載台750已伸 出之基板180之對準標記184會落入視野，在該躲避 位置’藉由下載台740或上載台750已伸出之基板180 之對準標記184會不在視野。 支柱824在高度方向之中間具有缺口部821。缺口 部821呈矩形’在其内侧之上面及下面固定互相面對 參 之一對顯微鏡826,828。藉此，在下載台740或上載台 750已伸出之情況’能藉由一對顯微鏡816,818之任一 者來觀察裝載於下載台740或上載台750之基板180。 此外’顯微鏡組件810,820各自之一對顯微鏡 816,818,826,828之焦點位於互相共用的位置。因此， 當藉由顯微鏡816,818來觀察基板180之表面時，使下 • 載台740或上載台750往Z方向移位，並調節成基板 180之表面位於共用的焦點位置。 此外’位置對準裝置700另外具備低倍率顯微鏡 • (已省略繪示）’該低倍率顯微鏡對於朝向顯微鏡組件 810,820已伸出之基板18〇之整個表面進行觀察。低倍 率顯微鏡之解像度未達基板180之位置對準精度，但 是可以辨認基板18〇上之對準標記184及元件區域186 之大概位置。和這樣的低倍率顯微鏡併用，就可以在 待觀察之對準標記184不在顯微鏡816,818,826,828之 視野時容易掌握基板180之位置修正。 此外，各顯微鏡組件810,820中，相向之一對顯微 鏡816,818(顯微鏡826,828)預先測量互相之相對位置 32 201009994 之偏差並紀錄。因此，藉由下側之顯微鏡816,820觀察 到的對象物之位置、與藉由上侧之顯微鏡826,826觀察 到的對象物之位置間之關係可以從顯微鏡 816,818,826,828之位置關係正確得知。 第十八圖係繪示位置對準裝置7〇〇之動作之一的 立體圖。如圖式所示，一對顯微鏡組件81〇,820被直線 驅動部812,822所驅動，互相對稱地移動。藉此，可以

改變支柱814,824之間隔，改變藉由顯微鏡 816,818,826,828 觀察之區域。 第十九圖係繪示位置對準裝置7〇〇另一動作的立 體圖。如圖式所示，能將下載台74〇從面内驅動部72〇 及傾斜驅動部730往X方向伸出，藉此將下載台74〇 伸出到顯微鏡組件810之顯微鏡816,818之間以及顯微 ΐΐΓ，之顯微鏡826’828之間。藉此，祕由各顯 =^件_,820中具有向下視野的顯微鏡818,828來 基板座190保持在下載台740上面之基板180 τ，卜戰台 砰驅動邵730被面内驅 n f撐。藉此’能藉由顯微鏡818,828觀察基 板=，^夺使下载台740旋轉或水平移動。覲單土 立2 一：圖係繪示位置對準裝置700之另-動作的 立體圖。如圖式所示，下#” 730之上方船避 载D 74〇已退到傾斜驅動部

方6他山、 载σ 750從面内驅動部760往X 方向伸出。藉此，將上裁么 扨I 王入 之顯微鏡816,818之間t及^伸出到顯微鏡組件謂 1及顯微鏡組件820之顯微鏡 33 201009994 =^828之間。因此，能藉由各顯微鏡組件810,820中 具有向上視野之顯微鏡816,826來對於透過基板座19〇 保持在上載台75〇下面的基板 180。 此外，上载台750被從骨架770懸掛著的面内驅 °卩760所支撐。藉此，能藉由顯微鏡816,826觀察基 180同時使上載台750旋轉或水平移動。 第一十—圖係顯示位置對準裝置700對基板180 ❿ 朴位置對準之程序的錄@。在晶圓座預對準裝置 624已保持於基板座190之基板18〇首先在位置對準裝 置700裝填於上載台乃〇(步驟S201)。此外，在晶圓座 預對準裝置624接下來保持在基板座19〇之基板18〇 在位置對準裝置7〇〇裝填於下載台74〇(步驟S2〇2)。 基板座190對基板18〇進行的保持例如是藉由例 • 如靜電吸附來進行。此外，上載台75〇及下載台74〇 ，基板座190進行之保持是藉由例如真空吸附來進 行。然而，並非限定於這些方法，基板18〇及基板座 • 190以及上載台750或下載台740可以互相成為一體， 使用在以下之位置對準作業不發生位置偏移的任意方 法來固定。 其次’使用傾斜驅動部73〇來使保持在上載台75〇 之基板180與保持在下載台之基板18〇互相平行（步驟 S203)。藉此’以下’一對基板18〇之位置對準可以限 制於基於面内驅動部720,760之水平面内。 接著，固定顯微鏡組件81〇,82〇(步驟S2〇4)。此時， 藉由直線驅動部812來調節支柱814,824之間隔，將顯 34 201009994 微鏡組件810,820固定於可以對於基板180各自之三個 以上之對準標記184進行觀察的位置。以後，在一對 基板180之貼合完成之前，使顯微鏡組件810,820固定 不移動。 其次，如第十九圖所示，將下載台740伸出到顯 微鏡816,818之間及顯微鏡826,828之間，藉由向下之 顯微鏡818,828來觀察裝載於下載台740之基板180之

對準標記184(步驟S205)。此時，能參照由前述低倍率 顯微鏡看到的基板180圖像，從形成於基板18〇之複 數個對準標記184能輕易選擇待觀察之特定對準標記 184。 ” 從第二十二圖到第二十七圖係繪示藉由顯微鏡 來觀察對準標記184的樣子的示意圖。如第二 十二圖所示，若顯微鏡組件81〇,820的位置適切時，在 下載台74〇已往x方向伸出之情況，藉由 18,828來觀察對準標記184。藉此， \ =固定之顯微鏡81⑽的位置會確定。 此時之面内驅動部咖 因此根據 記m相對於顯μ 量來β十异並冗錄對準標 S206)。 ;顯微鏡818,828之相對位置資訊(步驟 此外，面内驅動部之驅勤暑θ 驅動部720本身之動 知動：：可以根據面内 可以是參照為了控制面内、°卜包該驅動量也 線性編碼器等測量得 。:2作而設置的 内驅動部720之外者也了 乂藉由獨立於面 叹置的干涉計等來娜量下載台74〇 35 201009994 之移動量。 其次，如第二十三圖所示，將下載台740移動 可以藉由顯微鏡818,828觀察基板18〇之其他對準標記 184的位置，根據面内驅動部72〇之驅動量來記錄下— 個對準標記184相對於顯微鏡818,828之相對位置次 訊。 貝 此外，如第二十四圖所示，有的情況下基板18〇 在包含基板18〇之面内已旋轉了旋轉角度α。在這樣 的情況下，如第二十五圖所示，為了能藉由顯微鏡 818,828來觀察一組對準標記184,藉由面内驅動部72〇 來使下載台740旋轉（一α)。在此情況同樣能根據面内 驅動部720之驅動量來記錄基板ι80之旋轉角度α。 再者，如第二十六圖及第二十七圖所示，使用一 方之顯微鏡818來觀察三個以上之對準標記184，藉此 以該顯微鏡818之位置作為基準記錄下載台74〇所保 持之基板180之相對位置資訊。 φ 其次，使下載台740離開顯微鏡818,828之視野， 退到傾斜驅動部730之上方躲避，如第二十圖所示， 將上載台750伸出到顯微鏡816,818之間及顯微鏡 826,828之間，藉由向上之顯微鏡816,826來觀察保持 在上載台750下面之基板180之對準標記184(步驟 5207) 。接著’和保持在下載台740之基板180之情況 同樣地記錄複數個對準標記184之相對位置資訊（步驟 5208) 如此，以固定之顯微鏡818之位置作為基準記錄， 36 201009994 裝載於下載台740之基板180之三個以上對準標記184 之相對位置資訊、以及保持在上載台75〇之基板18〇 $個：上對準標記184之相對位置資訊。根據該相 扣立置資訊來計算位置對準資訊，該位置對準資訊意 =在對於一對基板18〇進行位置對準之情況應補償的 偏移（步驟S209)。 —夕亦即，如已說明的内容，在供貼合之基板18〇經 ❹ 許夕處理、加工而形成有元件等。因此，在基板180 $生了各樣的應變。此外，一個基板18〇上之應變之 分布並不均勻。因此，在對於基板180進行位置對準 之情況，有時候即便使一對基板180之對應之特定對 準標記184之位置一致，仍有基板18〇 一部分之位置 偏移變大的情況。 然而，對於一對基板18〇相互之間對應之三個以 上對準標記184各自之相對位置資訊執行以下般的處 理便此藉此將基板180整體所產生之對準標記184 • 之位置偏移限制於最小程度。 如此，在對於一對基板180進行位置對準之情況， 以一個顯微鏡組件81〇之位置作為基準，對於三個以 上對準標記184各自測量基板180面内之位置及該面 =之旋轉的相關的相對位置資訊，根據那些相對位置 資訊來計算基板180之間對應之對準標記184之位置 偏移在整體變成最小的位置對準資訊。可以依據該位 置對準資訊在下載台740及上載台75〇之間進行位置 對準，藉此對於一對基板180精度良好地進行位置對 37 201009994 準。 可以根據如上所述計算出的位置對準資訊來將下 載台740及上載台750之一方對準另一方，藉此進行 位置對準，且使一對基板18〇互相對應之對準標記184 之偏移在整體變成最小。因此，在基板18〇已位置對 ，的狀態，例如使下載台740朝向上載台75〇上昇， 藉此貼合一對基板180(步驟S210)。

再者，為了保持基板180已位置對準的狀態，如 第二d圖所示，藉由扣件192結合基板座19〇(步驟 S21l)。如此位置對準的狀態被確保的基板座19〇及基 板180可以在保持著該狀態下輕易搬送，所以可從位 置對準裴置700搬出，搬送到加壓裝置（步驟S212)。 如上所述能提咼層疊之基板180之實際的位置對準精 度。 此外，在 λ 蚵丞极1⑽相向接近的情況，有時候 …、法觀察在基板180表面形成的對準標記184。因此， I以針對和基板18〇成一體地移動的基板座do、下載 ^二4!或上載台750等’於即便在基板180相向的狀 易觀察的區域設置基準標記，觀察該基準標記 下載台74G或上載台75Q，藉此維持和邊觀察 對準標記184同等的精度。在此情況，要求事 測疋對準標記184及基準標記之相對位置。 在第十六圖到第二十七圖之實施形態中， =载台r往χγ之二方向移動，但是二 不限於此。以其他關子來說，在對準標記184沿著 38 201009994 基板180之徑向方向配置於直線上之情況，也可以沿 著該對準標記184使下載台740及上載台75〇直線移 動。尤其，可以將基板180配置於下載台740及上載 台750,且對準標記184之排列方向成為和朝向顯微鏡 之下載台740及上載台750之移動方向相同，藉此， 在朝向顯微鏡之下載台740及上載台75〇之移動的同 時檢測對準標記184。 此外，上述說明中，雖然是以層疊基板製造裝置 600為例進行說明，但是本發明之位置對準裝置7〇〇及 方法也可以利用於在半導體裝置之製造過程用於微影 之曝光裝置中被曝光基板及標線片（reticle)等圖案形成 基板之定位。 在第一圖到第二十七圖所示之實施形態中，是將 保持在上載台部31〇等之基板18〇進行觀察的顯微鏡 配置於對面的下載台部320等，並將保持於下載台部 320等之基板180進行觀察的顯微鏡配置於對面的上載 台部310等。然而，顯微鏡之配置不限於此。也可以 是將保持於上載台部310等之基板180進行觀察的顯 微鏡配置於相同的上載台部310等，並將保持在下載 台部320等之基板18〇進行觀察的顯微鏡配置於相同 的下載台部320等。在此情況，配置於上載台部31〇 之顯微鏡之透鏡是配置成朝向上方，配置於下載台部 320之顯微鏡之透鏡是配置成朝向下方。 以上’雖然已使用實施形態說明本發明，但是本 發明之技術範圍不限定於上述實施形態所記载之範 39 201009994 圍。對於本領域具有通常知識者來說顯然可以對上述 實施形態施以多樣的變更或改良。施以那樣變更或改 良後的形態也得包含於本發明之技術範圍，這件事從 申請專利範圍之記載來看是清楚的。 申請專利範圍、說明書及圖式中出現了裝置、系 統、程式、及方法之動作、程序、步驟、以及階段等 各處理之執行順序沒有特別明示「更前面」、「之前」 等，此外，應注意只要不是用後處理來使用前處理之 輸出，都能以任意的順序實現。有關申請專利範圍、 說明書、及圖式中之動作流程，縱使為了方便而使用 了「首先」、「其次」等來說明，但未必以此順序來實 施。 【圖式簡單說明】 第一圖係繪示層疊基板製造系統100構造之示意 俯視圖。 第二a圖概略繪示基板180之狀態變化。 第二b圖概略繪示基板180之狀態變化。 第二c圖概略繪示基板180之狀態變化。 第二d圖概略繪示基板180之狀態變化。 第二e圖概略繪示基板180之狀態變化。 第三圖概略繪示對準標記184之形態。 第四圖係概略繪示對準部300之構造的剖面圖。 第五圖係第四圖所示之對準部300之局部放大圖。 第六圖係繪示基準標誌321之構造的剖面圖。 201009994 準標諸321之其他構造的剖面圖。 對準部_之對準程序的流程圖。 第九圖對照第四圖繪示對準部3〇〇之動作。 大圖第十圖係第九圖所示狀態之對準部·之局部放 f十=圖繪示對準部300之下一個動作。 第十^圖繪示對準部3〇〇之再下一個動作。 _ 示其他對準部300之構造的立體圖。 第十四圖係對準部300之俯視圖。 圖 ^五a圖_示對準部3⑽之動作的侧視圖。 第十五b圖係綠示對準部3〇〇之其他動作的側視 圖 第十五C圖係紛示對準部3〇〇之其他動作的侧視 第十五d圖鱗示對準部其他動作的侧視圖。 第十六圖係概略繪示其他層疊基板製 整體構造的俯視圖。 1 圖第十七圖係繪示位置對準裝置7〇〇之構造的立體 第十八圖係繪示位置對準裝置700之動作之一的 立體圖。 第十九圖係繪示位置對準裝置700其他動作的立 體圖。 第二十圖係繪示位置對準裝置700其他動作的立 體圖。 41 201009994 第二十一圖係基板180之位置對準程序的流程圖。 第二十二圖概略繪示對準標記184之觀察。 第二十三圖概略繪示對準標記184之觀察。 第二十四圖概略繪示對準標記184之觀察。 第二十五圖概略繪示對準標記184之觀察。 第二十六圖概略繪示對準標記184之觀察。 第二十七圖概略繪示對準標記184之觀察。

【主要元件符號說明】 100層疊基板製造系統 101殼體 102常溫部

190基板座 191溝 192扣件 202高溫部 220氣閘 240加壓部 300對準部 301架體 302頂板 303底板 304,374 支柱 306底板 310上載台部 311間隔件 312,322 主載台 314,324 次載台 111,112,113 基板匣盒 120控制盤 122校準控制部 124位置對準控制部 130預對準器 142,210 隔熱壁 144,222,224 遮擋板 160基板座架 171，172,230,390 機械臂 180基板 182 缺口 184對準標記 186元件區域 42 201009994

316,326,367 反射鏡 318,328,376,378 顯微鏡 320下載台部 321基準標誌 323貫通孔 329垂直致動器 330測量部 332,334,366,368 干涉計 340.350 驅動部 341.351 X驅動部 362.381 X驅動部 342.352 Y驅動部 372.382 Y驅動部 344,384 (9驅動部 346 0驅動部 348,364,388Z 驅動部 360測定部 361支柱 363引導部 370顯微鏡組件 380接合部 383骨架 389平板 392叉部 394臂部 421 支撐框 422 透明基板 423 不透明薄膜 425 不透明基板 427 刀刃形部分 600 層疊基板製造裝置 610 晶圓存放 614 晶圓存放器 616 晶圓存放器 612 層疊基板用存放器 622 晶圓預對準裝置 624 晶圓座預對準裝置 630 主控制裝置 640 晶圓座存放器 650 加壓裝置 660 分離冷卻裝置 672 晶圓裝載器 674 軌條 678 軌條 676 晶圓座裝載器 700 位置對準裝置 710 底座 720 面内驅動部 760 面内驅動部 722 旋轉驅動部 43 201009994 762 旋轉驅動部 820 顯微鏡組件 724 X方向驅動部 811 缺口部 764 X方向驅動部 821 缺口部 726 Y方向驅動部 812 直線驅動部 766 Y方向驅動部 822 直線驅動部 730 傾斜驅動部 814 支柱 732,736 平板 824 支柱 734 垂直致動器 816 顯微鏡 740 下載台 818 顯微鏡 750 上載台 826 顯微鏡 770 骨架 828 顯微鏡 810 顯微鏡組件 像 44

Claims (1)

1. 201009994 七 申請專利範圍： 1.一種基板位置對準裝置，具備： 第一載台，將互相面對之一對基板之一方加 持同時往該基板之面方向移動； μ 第二載台，將前述一對基板之另一方加以保 第一顯微鏡，對於保持於前述第二載台之義.’ 對準標記進行觀察； Α 之 第二顯微鏡’對於保持於前述第一載台 對準標記進行觀察； 暴板之 校準標誌，係從前述第一顯微鏡及前述 鏡共同觀察的校準標誌；及 一顯微 位置對準控制部，根據前述第一顯微鏡及 =顯，鏡之相對位置、第—位置資訊及第二位= 2前述-對基板進行位置對準，其中該相對位^ f由前述第-顯微鏡及前述第二顯微鏡來觀察 杈準標誌而取得的，該第一位置資 二】述 鏡;察到的對準標記Λ置 扎出f由刖述第一顯微鏡觀察到的對準標記之位、° 2.如申請專利範圍第1項之美 肚、 置。 校準押制土板位置對準I置’更具備 該&準控制部藉由前述第 : 顯微！來觀察前述校準標誌，藉此校準$ : 置ίί=㈣位置’前述基“ 果以及第校準控制部得到之校正結 述-對基板： 45 201009994 出藉由如述第二顯微鏡觀察到之對準 第二位置資訊指出藉由前述第一顯位置’該 準標記之位置。 ，績鏡觀察到之對 3. 如申請專利腳第2奴基板位 準標誌和前述第一戴台一被銘私^^千戒置刖述校 前述第-載台停止之狀態藉由前:第在

   ==察前述校準標諸，藉此 顯微鏡及則述第二顯微鏡之相對位置 疋第 4. 如申請專利範圍第3項 。 -顯微鏡和前述第一载台對準裝置’前述第 5. 如申請專利範圍第3或4 述位置對準控制部使保持著前m準裝置方前 前述第置料保持於 6 ·如申請專利範圍第2至5 裴置，前述校準控制部在前 ，之基板位置對準 任一者移動後，^^述第二 7.如申凊專利範圍第2至 子対位置 裝置，前述校準控制部在前述準 :微鏡之任-者改變移動方向後=二: 8·如申請專利範圍第1至7 裝置，前述校準標諸包項之基板位置對準 明基板之不透明薄膜。月基板、及附著於前述透 9.如申請專利範圍第1至8項中住-項之基板位置對準 46 201009994 裝置，前述校準標誌形成於一對面之交線，該一對面 之交線與前述第一顯微鏡及前述第二顯微鏡之連結 線分別交叉，具有互異之傾斜度。 10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之基板位置對 準裝置，更具備干涉計，該干涉計對前述第一載台及 前述第二載台之位置分別進行檢測。 11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之基板位置對 準裝置，更具備垂直驅動部，該垂直驅動部使前述第 一載台及前述第二載台之任一者，往保持於前述第一 載台及前述第二載台之一對基板抵接或分開的方向 移動。 12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之基板位置對 準裝置，前述第一顯微鏡及前述第二顯微鏡相互固定 著。 13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之基板位置對 準裝置，前述位置對準控制部在將前述一對基板之一 方從前述第一載台改放在第三載台，且將前述一對基 板之另一方從前述第二載台改放在第四載台後，使前 述第三載台及前述第四載台之任一者移動，對於前述 一對基板進行位置對準。 14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之基板位置對 準裝置，前述第一顯微鏡及前述第二顯微鏡對於保持 於前述第一載台及前述第二載台之一對基板各自之 三個以上之對準標記進行觀察。 15. —種基板位置對準裝置，具備： 47 201009994 、毎奴，叫。卩’對於形成於互相位置對準夕-徊其柘的 複數個對準標記進行檢測； 十丰之-個基板的 驅^台’保持二個前述基板各自； 動邛，使前述二個载台分別 了控制前述驅動部之驅動的控制部，為 部檢測出二二固基板進订位置對準’根據以前述檢測 參 之St驅動部’使得在前述二個基板之間對應 己之位置偏差就整體而言為最小； 述驅動邱部為了使前述一對載台移動而驅動前 述驅動部，使得簡於歧—對❹ 個以上之前述對準標記之位置被前述姉;: 16. 如申請專利範_ 15項之 ，具有在，面對之狀態下相二準置裝會置固 ί顯微鏡，剛述一對載台係個別保持互相面對二 對基板’將該基板伸出到前述一對顯微鏡之任 視野’同時往所保持的基板之面方向個別移動。 17. 如申請專利範圍第16項之基板位置對準裝 a 控制部係使前述一對載台之一方移動以前述一= 微鏡之一方觀察位於前述一對顯微鏡之間的十二 對基板之一方，藉此，測量形成於該一方之基的二 個以上之對準標記相對於該一方之顯微鏡的相對二 置，此外，使前述一對載台之另一方移動，以 j 對顯微鏡之另-方觀察位於前述—對顯微鏡之間的 48 201009994 板之另—方’藉此’測量形成於該另1 土板的二個以上之對準 微鏡的相對位詈，^ 顯 準f纪相餅於-再者，根據刚述一對基板各自之對 -;載台移動:使對鏡4相= φ 籲 置，具備二組以上 或17項之基板位置對準较 19如申蜻專利銘阁刖述一對顯微鏡。 义如甲吻專利範圍第 對準裝置，前述 任一項之基板位置 間移動，其中切^微鏡在觀察位置與躲避位置之 基板之前述對準;;，察，’從前述一對載台伸出之 前述-對载台伸洛入視野’在該躲避位置，從 野。 基板之前述對準標記會不在視 2〇.如申請專利範園第 對準裝置，前述〜辦 項中任-項之基板位置 -對基板之任〜者戶:二f自使保持於該載台之前述 動，以使位置固定：；成之二個以上之對準標記移 察。 〜對顯微鏡之任-者進行觀 21.如申請專利範園苐 對準裝置，前述控金 至18項中任一項之美拓 一對基板之任〜者和保持於前述-i載台之 觀察’同時使前迷一 一體地移動的基準標記進行 22·如申請專利範圍 于栽台各自移動。 對準裝置，前述基板位置 3保持於該裁台之基板 49 201009994 的面内分別旋轉。 23. —種層疊型半導體裝置之製造方法，該層疊型半導 體裝置具備：申請專利範圍第i至22項中任—項之 基板位置對準裝置、以及對於在前述基板位置對準裴 置位置已對準的前述一對基板進行加壓接合的接合 裝置。 24. —種基板位置對準方法，包含： 鲁 第一保持階段，將互相面對之一對基板之一方保 持於往該基板之面方向移動的第一載台； ” 第二保持階段，將前述一對基板之另一方保持於 第二載台； 杈準階段，藉由第一顯微鏡及第二顯微鏡進行觀 察1對於前述第一顯微鏡及前述第二顯微鏡之相對位 置進行檢測； 二第一檢測階段’藉由前述第二顯微鏡來觀察保持 2前述第一載台之基板之對準標記，對於指出該對準 鲁 軚§己之位置的第一位置資訊進行檢測； _第二檢測階段，藉由前述第一顯微鏡來觀察保持 述第二載台之基板之對準標記，對於指出該對準 標記之位置的第二位置資訊進行檢測；以及 次位置對準階段，根據前述第一位置資訊及第二位 置資訊之差分對於前述一對基板進行位置對準。 25. —種基板位置對準方法，具備： 第-測量階段’使有_對基板各自被支樓的一對 σ之方移動，將保持於該載台之基板伸出到前述 50 201009994 一對顯微鏡之間，以前述一對顯微鏡之一方觀察該基 板，藉此測量形成於該基板之三個以上之對準標記相 對於該一方之顯微鏡的相對位置； 第二測量階段，使前述一對載台之另一方移動， 將保持於該載台之基板伸出到前述一對顯微鏡之 間，以前述一對顯微鏡之另一方觀察該基板，藉此測 量形成於該基板之三個以上之對準標記相對於該另 一方之顯微鏡的相對位置；以及 位置對準階段，根據前述對準標記相對於前述一 對顯微鏡之前述相對位置來使前述一對載台移動，使 得在前述一對基板之間對應的前述對準標記之位置 偏差就整體而言為最小。 51