JP2022552053A - 基板をアライメントする方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
- 少なくとも2つのアライメントマークを有する第1の基板を収容する第1の基板ホルダと、
- 少なくとも2つの他のアライメントマークを有する第2の基板を収容する第2の基板ホルダと、
- アライメントマークを検出する少なくとも1つのアライメント光学系と、
を備えた基板をアライメントする装置であって、
- 該装置は、
- 位置決めマークを検出する少なくとも1つの位置決め光学系をさらに備え、
第1の基板のアライメントマークおよび第2の基板の他のアライメントマークは、位置決めマークに基づいて互いにアライメント可能である、位置決め光学系
をさらに備える、装置に関する。
i)2枚の基板をそれぞれ1つの基板ホルダに固定するステップ、
ii)基板上のアライメントマークを検出するステップ、
iii)位置決めマークを検出するステップ、
iv)基板のアライメントマークを、位置決めマークに応じて互いにアライメントするステップ。
- QRコード
- バーコード
- 幾何学的な、特に三次元的な図形
- ストリング、特に文字列および/または数字列、好ましくはバイナリコード
- イメージ
のうちの1つ以上を有するようになっている。
本思想を最良の形態で説明するために、アライメントマークと位置決めマークとが区別される。
アライメントマークとは、基板上に施与あるいは生成されたマークであり、プロセスにおいて合わせる必要があり、特に互いに正確にアライメントする必要があるものをいう。アライメントマークは、2枚の基板同士を正確に位置決めするために使用される。アライメントマークによる2枚の基板のアライメントは、2枚の基板のアライメントマーク間の距離が小さいほど効果的である。したがって、アライメントマークが基板の裏面上に位置するいわゆるバック・トゥ・バックアライメントは、アライメントマークが合わせられる、特に互いに向かい合う基板面上に位置するいわゆるフェイス・トゥ・フェイスアライメントほど効果的ではない。しかし、フェイス・トゥ・フェイスアライメントの欠点は、アライメントマーク同士がすぐ近くにある場合に、第1の基板の第1の基板面上のアライメントマークがそれぞれ向かい合う第2の基板により隠れてしまうことにある。基板を透過により測定することができない測定方法を選択した場合には、この状態ではアライメントマークを検出することができないため、基板同士を正しくアライメントすることもできない。若干の基板において、基本的には基板同士のアライメントを赤外線測定で行うことができるが、基板が金属で被覆されているためにこの測定方法を用いることができないことが非常に多い。金属は、基本的に赤外線を透過しない。そのため、それぞれ向かい合う基板がずれた状態でアライメントマークを測定し、アライメントマークを測定した後に高精度の位置合わせプロセスにより基板ホルダ同士、ひいては基板同士をアライメントする方法しかない。
位置決めマークとは、基板上のアライメントマークがそれぞれ向かい合う基板で隠されて光学的にもはや接近できない場合であっても、基板ホルダの、ひいては基板の正確な位置を決定できるように、追加の光学系である位置決め光学系によって特に継続的に追跡、観察および評価されるマークをいう。
- QRコード
- バーコード
- テキスト
- 記号
- その他
位置決めマークは、特に位置決めマークフィールドの一部である。位置決めマークは、位置決めマークフィールド内に、特に対称的に、特にグリッドに沿って配置されている。位置決めマークに符号化された位置は、位置決めマークフィールドの座標原点を基準として示される。
本明細書の以下では、総じてアライメント光学系と位置決め光学系とが区別される。アライメント光学系とは、アライメントマークを検出するすべての光学系をいい、一方で位置決め光学系とは、位置決めマークを測定するすべての光学系をいう。特別な実施の形態では、アライメント光学系と位置決め光学系とを同時に使用する光学系が使用される。この場合、この2つの用語は同義で用いられることがある。しかし本思想の態様は、もともとアライメント光学系を搭載していたアライメントシステムの発展に基づくものであるため、連続性および一貫性を持たせるために、そのような場合には位置決め光学系という用語を用いる。
本方法では、位置決めマークフィールドを測定して位置決めマークフィールドの位置を正確に制御することにより、基板ホルダ、ひいては基板を正確に位置決めすることができる。基板ホルダの正確な制御を可能にするためには、位置決めフィールドの位置決めマークから大まかな位置を読み取るだけでは不十分である。なぜならばこれにより、可能な光学分解能の限界をはるかに超えた位置しか示されないためである。位置決めマークフィールドの位置決めマークが位置決め光学系の視野に入り次第、その位置決めマークのゼロ点を測定することができる。そして、位置決め光学系のゼロ点と位置決めマークのゼロ点との距離を測定することにより、基板ホルダの精確な位置決めを行う。この精確な位置決めは、画素分解能が光学分解能より低い場合には検出器の画素分解能により制限され、そうでない場合には光学分解能が分解能の限界となる。したがって、基板ホルダの移動中、位置決め光学系は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアおよび/またはファームウェアと連携して、その視野を通る位置決めマークの読み取りにより基板ホルダの大まかな位置を読み取ることができさえすればよい。所望の大まかな位置に達し次第、画素測定により精確な位置決めを行うことができる。この測定段階では、基板ホルダは、特に全くまたは非常にゆっくりとしか移動しないため、必要なすべての位置決めマークの特徴の測定が可能である。
基板ホルダは特に、基板ホルダ固定面と、基板ホルダ固定面と反対側の基板ホルダ外面とを有する。
1.機械的固定部、特に
1.1.クランプ
2.真空固定部、特に
2.1.個別に制御可能な真空トラック
2.2.相互接続された真空トラック
3.電気的固定部、特に
3.1.静電固定部
4.磁性固定部
5.接着固定部、特に
6.ゲルパック固定部
7.接着剤、特に制御可能な表面による固定部
装置は、アライメントシステムである。アライメントシステムの異なる種類は、4つのタイプに分類される。
また、拡張される基板ホルダが装置の上側に位置するかまたは下側に位置するかは、重要でない。本明細書の図面との一貫性を保つために、さらなる説明では、基板ホルダが上側の基板ホルダであること、すなわち、位置決めマークフィールドが重力方向で下方を向いていることを仮定している。
2o,2u 基板
3ol,3or,3ol’,3or’,3o’’,3ov,3oh 位置決めマークフィールド
4,4o,4ol,4or,4oh,4ov 位置決めマーク
5,5ol,5or,5ul,5ur アライメントマーク
6ol,6or,6ul,6ur アライメント光学系
7ul,7ur,7uv,7uh 位置決め光学系
8,8o,8u 固定要素
9 開口部
10 変形要素
Claims (14)
- - 少なくとも2つのアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)を有する第1の基板(2o,2u)を収容する第1の基板ホルダ(1o,1o’,1o’’,1o’’’,1u)と、
- 少なくとも2つの他のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)を有する第2の基板(2o,2u)を収容する第2の基板ホルダ(1o,1o’,1o’’,1o’’’,1u)と、
- 前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)を検出する少なくとも1つのアライメント光学系(6ol,6or,6ul,6ur)と、
を備えた基板(2o,2u)をアライメントする装置であって、
- 前記装置は、
- 位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)を検出する少なくとも1つの位置決め光学系(7ul,7ur,7uv,7uh)をさらに備え、
前記第1の基板(2o,2u)の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)および前記第2の基板(2o,2u)の前記他のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)は、前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)に基づいて互いにアライメント可能である
ことを特徴とする装置。 - 前記少なくとも1つのアライメント光学系(6ol,6or,6ul,6ur)に対して、前記第1の基板(2o,2u)の前記少なくとも2つのアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)のうち1つ以上のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)が前記第2の基板(2o,2u)により隠される場合、および/または前記少なくとも1つのアライメント光学系(6ol,6or,6ul,6ur)に対して、前記第2の基板(2o,2u)の前記少なくとも2つの他のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)のうちつ以上のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)が前記第1の基板(2o,2u)により隠される場合、前記基板(2o,2u)の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)は、前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)によって互いにアライメント可能である請求項1記載の装置。
- 位置決めマークフィールド(3ol,3or,3ol’,3or’,3o’’,3ov,3oh)が、特に規則的に配置された前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)によって形成されており、特に前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)によって形成された前記位置決めマークフィールド(3ol,3or,3ol’,3or’,3o’’,3ov,3oh)における、特に、種々異なる位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)の場所は互いに既知である請求項1または2記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は、複数の、特に不規則に配置された精確な位置決め要素によって形成されている請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
- 各位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は種々異なって形成されており、特に前記位置決めマークは、特に前記位置決め光学系(7ul,7ur,7uv,7uh)により検出可能な特定の情報内容を有する請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)が、以下の表示形式:
- QRコード
- バーコード
- 幾何学的な、特に三次元的な図形
- ストリング、特に文字列および/または数字列、好ましくはバイナリコード
- イメージ
のうちの1つ以上を有する請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。 - 少なくとも1つの基板ホルダ(1o,1o’,1o’’,1o’’’,1u)および/または前記少なくとも1つの位置決め光学系(7ul,7ur,7uv,7uh)は、少なくとも2つの方向、特にx方向およびy方向に移動可能である請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は、前記少なくとも1つの基板(2o,2u)の側方で隣に配置されており、それによって特に、前記少なくとも1つのアライメント光学系(6ol,6or,6ul,6ur)に対して、一方の前記基板(2o,2u)の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)が他方の前記基板(2o,2u)により隠されている場合に、前記基板(2o,2u)の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)は互いにアライメント可能である請求項1から7までのいずれか1項記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は、前記少なくとも1つの基板ホルダ(1o,1o’,1o’’,1o’’’,1u)上に配置されている請求項1から8までのいずれか1項記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は、少なくとも1つの基板ホルダ面上に配置されている請求項1から9までのいずれか1項記載の装置。
- 前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)は、前記少なくとも1つの基板(2o,2u)の基板面と同じ高さに配置されている請求項1から10までのいずれか1項記載の装置。
- 前記基板(2o,2u)の複数の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)の位置は、前記基板(2o,2u)の複数の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)のアライメント時に、特に継続的に前記少なくとも1つの位置決め光学系(7ul,7ur,7uv,7uh)によって互いに検出可能である請求項1から11までのいずれか1項記載の装置。
- 少なくとも以下のステップを特に以下の順序で有する、特に請求項1から12までのいずれか1項記載の装置により2枚の基板(2o,2u)をアライメントする方法:
i)2枚の基板(2o,2u)をそれぞれ1つの基板ホルダ(1o,1o’,1o’’,1o’’’,1u)に固定するステップ、
ii)前記基板(2o,2u)上のアライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)を検出するステップ、
iii)位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)を検出するステップ、
iv)前記基板(2o,2u)の前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)を、前記位置決めマーク(4,4o,4ol,4or,4oh,4ov)に基づいて互いにアライメントするステップ。 - 2枚の基板(2o,2u)をアライメントする方法であって、ステップiii)の後に、前記アライメントマーク(5,5ol,5or,5ul,5ur)の位置および/またはそれらの互いの場所を決定することができる方法。
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