(57)【要約】【課題】整列正確度を提供し且つより簡素化されたウエハー整列装置及びウエハー整列方法を提供する。【解決手段】本発明のウエハー整列装置は、第１及び第２のウエハーをそれぞれ支持する第１及び第２のウエハーホルダーと、第１及び第２のウエハーが互いに対向して予備整列されるように第１及び第２のウエハーホルダーのうちの少なくとも一つを移動させるホルダー移動部と、ホルダー移動部によって第１及び第２のウエハーが予備整列された状態で、予備整列された第１及び第２のウエハーの水平方向に位置して予備整列された第１及び第２のウエハーのエッジ部分を観察する少なくとも一つの観察部と、観察部で観察された情報を受信して所望の整列状態でない場合に第１及び第２のウエハーが再整列されるようにホルダー移動部を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のウエハーをそれぞれ支持する第１及び第２のウエハーホルダーと、
前記第１及び第２のウエハーが互いに対向して予備整列されるように前記第１及び第２のウエハーホルダーのうちの少なくとも一つを移動させるホルダー移動部と、
前記ホルダー移動部によって前記第１及び第２のウエハーが予備整列された状態で、予備整列された前記第１及び第２のウエハーの水平方向に位置して前記予備整列された第１及び第２のウエハーのエッジ部分を観察する少なくとも一つの観察部と、
前記観察部で観察された情報を受信して所望の整列状態でない場合に前記第１及び第２のウエハーが再整列されるように前記ホルダー移動部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするウエハー整列装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの観察部は複数の観察部であり、
前記複数の観察部は、それぞれ異なる位置にある複数の前記エッジ部分を観察することを特徴とする請求項１に記載のウエハー整列装置。
【請求項３】
第１及び第２のウエハーホルダーに第１及び第２のウエハーを配置する段階と、
前記第１及び第２のウエハーホルダーのうちの少なくともいずれか一つを移動させて前記第１及び第２のウエハーが互いに対向するように前記第１及び第２のウエハーを予備整列させる段階と、
前記第１及び第２のウエハーが予備整列された状態で、予備整列された前記第１及び第２のウエハーの水平方向に位置する少なくとも一つの観察部を用いて前記第１及び第２のウエハーのエッジ部分を観察する段階と、
前記観察部で観察された前記第１及び第２のウエハーのエッジ部分が所望の整列状態でない場合に前記第１及び第２のウエハーを再整列させる段階と、を有することを特徴とするウエハー整列方法。
【請求項４】
前記観察部は、顕微鏡を含むことを特徴とする請求項３に記載のウエハー整列方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つの観察部は複数の観察部であり、
前記複数の観察部は、それぞれ異なる位置にある複数のエッジ部分を観察することを特徴とする請求項３又は４に記載のウエハー整列方法。
【請求項６】
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの中心を基準に互いに対称的に配列されることを特徴とする請求項５に記載のウエハー整列方法。
【請求項７】
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの外郭線と前記観察部との接線部分を観察することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のウエハー整列方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のウエハーを再整列させる段階は、前記第１及び第２のウエハーホルダーをＸＹθ−方向に移動させることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載のウエハー整列方法。
【請求項９】
前記第１及び第２のウエハーは同一の形状と面積とを有し、
前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置する前記第１及び第２のウエハーの断面が一つの直線上に位置する状態であることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載のウエハー整列方法。
【請求項１０】
前記第１及び第２のウエハーの形状と面積とのうちの少なくとも一つは相違し、
前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置する前記第１及び第２のウエハーの断面が前記複数の観察部で観察した前記複数のエッジ部分で同一の偏差を有する状態であることを特徴とする請求項５に記載のウエハー整列方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハー整列装置及びウエハー整列方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においてウエハーとウエハーを整列しなければならない場合が多く発生する。
【０００３】
通常、整列すべきウエハーの形状に応じて二つのウエハーの適切な三つの外郭点を指定した後、その外郭点に対する物理的接触を用いて、押して整列する機械的整列（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｌｉｇｎ）方法を多く用いる。しかし、このような方法により整列する場合、工程及び設備自体の問題によって整列正確度に限界が発生し、ウエハーの形状がそれぞれ異なることから整列に問題が発生する。
【０００４】
他の方法としては、整列すべき二つのウエハーに整列キー（ａｌｉｇｎ  ｋｅｙ）を形成し、これを用いて整列する方法がある。しかし、この方法には、二つのウエハーに整列キー（ａｌｉｇｎ  ｋｅｙ）を形成する工程が追加されるという短所があり、整列キー（ａｌｉｇｎ  ｋｅｙ）を用いる装備が高価であることから量産性の面で困難を伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、整列正確度を提供し且つより簡素化された工程によりウエハー整列を具現することができるウエハー整列装置及びウエハー整列方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるウエハー整列装置は、第１及び第２のウエハーをそれぞれ支持する第１及び第２のウエハーホルダーと、前記第１及び第２のウエハーが互いに対向して予備整列されるように前記第１及び第２のウエハーホルダーのうちの少なくとも一つを移動させるホルダー移動部と、前記ホルダー移動部によって前記第１及び第２のウエハーが予備整列された状態で、予備整列された前記第１及び第２のウエハーの水平方向に位置して前記予備整列された第１及び第２のウエハーのエッジ部分を観察する少なくとも一つの観察部と、前記観察部で観察された情報を受信して所望の整列状態でない場合に前記第１及び第２のウエハーが再整列されるように前記ホルダー移動部を制御する制御部と、を備える。
【０００７】
前記観察部は、顕微鏡を含み得る。
前記少なくとも一つの観察部は複数の観察部であり、前記複数の観察部は、それぞれ異なる位置にある複数の前記エッジ部分を観察し得る。
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの中心を基準に互いに対称的に配列され得る。
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの外郭線と前記観察部との接線部分を観察し得る。
前記制御部によって制御される前記ホルダー移動部は、前記第１及び第２のウエハーホルダーをＸＹθ−方向に移動させ得る。
前記第１及び第２のウエハーは同一の形状と面積とを有し、前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置する前記第１及び第２のウエハーの断面が一つの直線上に位置する状態であり得る。
又は、前記第１及び第２のウエハーの形状と面積とのうちの少なくとも一つは相違し、前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置ずる前記第１及び第２のウエハーの断面が前記複数の観察部で観察した複数のエッジ部分で同一の偏差を有する状態であり得る。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるウエハー整列方法は、第１及び第２のウエハーホルダーに第１及び第２のウエハーを配置する段階と、前記第１及び第２のウエハーホルダーのうちの少なくともいずれか一つを移動させて前記第１及び第２のウエハーが互いに対向するように前記第１及び第２のウエハーを予備整列させる段階と、前記第１及び第２のウエハーが予備整列された状態で、予備整列された前記第１及び第２のウエハーの水平方向に位置する少なくとも一つの観察部を用いて前記第１及び第２のウエハーのエッジ部分を観察する段階と、前記観察部で観察された前記第１及び第２のウエハーのエッジ部分が所望の整列状態でない場合に前記第１及び第２のウエハーを再整列させる段階と、を有する。
【０００９】
前記観察部は、顕微鏡を含み得る。
前記少なくとも一つの観察部は複数の観察部であり、前記複数の観察部は、それぞれ異なる位置にある複数のエッジ部分を観察し得る。
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの中心を基準に互いに対称的に配列され得る。
前記観察部は、前記予備整列された前記第１及び第２のウエハーの外郭線と前記観察部との接線部分を観察し得る。
前記第１及び第２のウエハーを再整列させる段階は、前記第１及び第２のウエハーホルダーをＸＹθ−方向に移動させ得る。
前記第１及び第２のウエハーは同一の形状と面積とを有し、前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置する前記第１及び第２のウエハーの断面が一つの直線上に位置する状態であり得る。
又は、前記第１及び第２のウエハーの形状と面積とのうちの少なくとも一つは相違し、前記所望の整列状態は、前記エッジ部分に位置する前記第１及び第２のウエハーの断面が前記複数の観察部で観察した上記複数のエッジ部分で同一の偏差を有する状態であり得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のウエハー整列装置及びウエハー整列方法によると、整列正確度を提供し且つより簡素化された工程によりウエハー整列を具現することができる。また、ウエハーの形状が異なる場合にもウエハー整列が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるウエハー整列装置の概略図である。
【図２】図１に示したウエハー整列装置の顕微鏡で、予備整列された二つのウエハーを観察する方法を示す平面図である。
【図３】図１に示したウエハー整列装置の顕微鏡で観察した、整列された二つのウエハーのエッジ部分を示した図である。
【図４】上部ウエハーと下部ウエハーの形状や面積が異なる場合の、本発明によるウエハー整列装置の顕微鏡で観察したウエハーのエッジ部分を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のウエハー整列装置及びウエハー整列方法を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は多様な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。
【００１３】
従って、図面に示した構成要素の形状及びサイズなどはより明確な説明のために誇張することがあり、図面上で実質的に同一の構成と機能を有する構成要素には同一の参照符号を用いる。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるウエハー整列装置１００の概略図である。
【００１５】
図１を参照すると、本実施形態によるウエハー整列装置１００は、上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を支持する上部ウエハーホルダー１０及び下部ウエハーホルダー２０、ホルダー移動部３０、第１の顕微鏡台４０ａ及び第２の顕微鏡台４０ｂ、第１の顕微鏡５０ａ及び第２の顕微鏡５０ｂを含む顕微鏡セット（５０ａ、５０ｂ）、及び制御部６０を含む。
【００１６】
下部ウエハーＷ２は下部ウエハーホルダー２０に置かれており、上部ウエハーＷ１は真空吸入によって上部ウエハーホルダー１０に維持されており、上部ウエハーホルダー１０はホルダー移動部３０の動作によってＸＹθ−方向に移動可能にホルダー移動部３０に連結されている。
【００１７】
第１の顕微鏡台４０ａ及び第２の顕微鏡台４０ｂには第１の顕微鏡５０ａ及び第２の顕微鏡５０ｂがそれぞれ備えられており、第１の顕微鏡台４０ａ及び第２の顕微鏡台４０ｂは第１の顕微鏡５０ａ及び第２の顕微鏡５０ｂを移動させる。第１の顕微鏡５０ａ及び第２の顕微鏡５０ｂは、予備整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２の水平方向に上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を中心に互いに対称になるように位置し、ウエハー整列装置１００内で上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２の整列状態を観察する役割をする。
【００１８】
本明細書で用いる予備整列は、通常のウエハー移動方式を用いて接合又は蒸着等のような後続工程のためにウエハーを整列した状態を意味し、所望の整列状態による再整列が容易であるように二つのウエハーが垂直方向に所定の間隔で離隔されて完全に接触しない状態を含む。
【００１９】
制御部６０は、顕微鏡セット（５０ａ、５０ｂ）で観察した上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２の整列状態を把握した後、ホルダー移動部３０に連結されている上部ウエハーホルダー２０をＸＹθ−方向に移動させてウエハーを所望の整列状態に整列させる。
【００２０】
本実施形態によるウエハー整列装置１００は、上部ウエハーホルダー１０をホルダー移動部３０の動作によってＸＹθ−方向に移動可能にしたが、他の実施形態として、上部ウエハーホルダー又は下部ウエハーホルダーのうちの少なくともいずれか一つを移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を予備整列させることもできる。
【００２１】
本実施形態によるウエハー整列装置１００を用いたウエハー整列方法は、先ず、上部ウエハーＷ１を上部ウエハーホルダー１０に維持させ、下部ウエハーＷ２を下部ウエハーホルダー２０に装着させる。その後、ホルダー移動部３０に付着されている上部ウエハーホルダー１０を下に移動させて上部ウエハーＷ１と下部ウエハーＷ２を予備整列させる。
【００２２】
次に、顕微鏡台４０ａ、４０ｂに備えられた顕微鏡セット（５０ａ、５０ｂ）を予備整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２の水平方向に近く位置させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分を観察する。次いで、観察されたデータを制御部６０に伝達させる。制御部６０は、伝達されたデータを判読してホルダー移動部３０に連結されている上部ウエハーホルダー１０をＸＹθ−方向に移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を再整列させる。ここで、再整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を顕微鏡セット（５０ａ、５０ｂ）で再び観察して観察されたデータを制御部６０に伝達させ、制御部６０は、伝達されたデータを判読してホルダー移動部３０をＸＹθ−方向に移動させて再び上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を再整列させる。その後、上部ウエハーホルダー１０を下に移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を接触させる。このように整列されたウエハーに接合又は蒸着等の後続工程を行う。
【００２３】
本実施形態によるウエハー整列方法では、上部ウエハーホルダー１０がホルダー移動部３０によって下部ウエハーホルダー２０方向に下に移動する場合について説明したが、他の実施形態として、下部ウエハーホルダー２０がホルダー移動部によって上部ウエハーホルダー１０方向に上に移動し、上部ウエハーホルダーと下部ウエハーホルダーを全て移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を予備整列させることもできる。
【００２４】
また、本実施形態によるウエハー整列装置１００では、上部ウエハーホルダー１０をホルダー移動部３０の動作によりＸＹθ−方向に移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を再整列させる場合について説明したが、他の実施形態として、上部ウエハーホルダー又は下部ウエハーホルダーのうちの少なくともいずれか一つを移動させて上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２を再整列させることもできる。
【００２５】
図２は、図１に示したウエハー整列装置の顕微鏡で、予備整列された上部及び下部ウエハーを観察する方法を示す平面図である。
【００２６】
ウエハー整列装置１００の顕微鏡セット（５０ａ、５０ｂ）では、予備整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分を観察する。予備整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２と第１の顕微鏡５０ａとの接線部分を観察地点Ｐ１、Ｐ２として第１の顕微鏡５０ａで上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分を観察し、予備整列された上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２と第２の顕微鏡５０ｂとの接線部分を観察地点Ｐ３、Ｐ４として第２の顕微鏡５０ｂで上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分を観察して、整列の有無を検査する。
【００２７】
観察地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のうち、三つの地点が整列されるだけでも、上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２の整列の有無を判断することができるため、三つの地点のみを観察しても良い。
【００２８】
図３は、図１に示したウエハー整列装置の顕微鏡で観察した、整列された二つのウエハーのエッジ部分を示した図である。
【００２９】
図３に示したように、四つの観察地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のうち、三つの地点から観察した上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分の断面が一つの直線（破線部分）上に位置する場合は、整列されていると判断する。
【００３０】
図４は、上部ウエハーと下部ウエハーの形状や面積が異なる場合の、本発明によるウエハー整列装置の顕微鏡で観察したウエハーのエッジ部分を示した図である。
【００３１】
図４に示したように、二つのウエハーの形状や面積が異なり、互いに異なる観察地点から観察したウエハーの第１の断面（Ａ）と第２の断面（Ｂ）の様子が同じ場合、即ち上部及び下部ウエハーＷ１、Ｗ２が同じサイズｄだけ偏差が出る場合は、整列されていると判断することができる。
【００３２】
また、図３及び図４に示したように、四つの観察地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のうち、三つの観察地点から観察した上下ウエハーの断面の様子が一致する場合は整列されていると判断することができる。
【００３３】
本発明の実施形態では、二つの顕微鏡を用いた場合について例示したが、ウエハー整列のために複数の顕微鏡を用いることもできる。
【００３４】
本発明によるウエハー整列装置を用いてウエハーを整列させると、多様な形状のウエハーを整列することができるため、整列正確度を提供することができ、整列キーを形成する必要がないため、生産単価を減らすことができる効果がある。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変形実施することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    上部ウエハーホルダー
２０    下部ウエハーホルダー
３０    ホルダー移動部
４０ａ    第１の顕微鏡台
４０ｂ    第２の顕微鏡台
５０ａ    第１の顕微鏡
５０ｂ    第２の顕微鏡
６０    制御部
１００    ウエハー整列装置
Ｗ１    上部ウエハー
Ｗ２    下部ウエハー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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