(57)【要約】      （修正有）【課題】第１基板、特にマスクを、第２基板、特にウエハにアライメントする。【解決手段】第１基板と第２基板とを位置決め手段（の中に挿入するステップ（１０１）と、第１基板（および第２基板の少なくとも１つの接合画像を撮像するステップ（１０３）と、接合画像を表示するステップ（１０５）と、接合画像の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップ（１０７）と、第１基板と第２基板とが互いにアライメントされるように、マーキングされた画像ポイントに基づいて位置決め手段を作動させるための制御コマンドを決定するステップ（１０９）と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板（２０１）、特にマスクを、第２基板（２０３）、特にウエハにアライメントするための方法（１００）であって、
前記第１基板（２０１）と前記第２基板（２０３）とを位置決め手段（２０５）の中に挿入するステップ（１０１）と、
前記第１基板（２０１）および前記第２基板（２０３）の少なくとも１つの接合画像（３０１）を撮像するステップ（１０３）と、
前記接合画像（３０１）を表示するステップ（１０５）と、
前記接合画像（３０１）の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップ（１０７）と、
前記第１基板（２０１）と前記第２基板（２０３）とが互いにアライメントされるように、前記マーキングされた画像ポイントに基づいて前記位置決め手段（２０５）を作動させるための制御コマンドを決定するステップ（１０９）と、
を含む方法（１００）。
【請求項２】
制御コマンドを受け取る前記位置決め手段（２０５）に応じて、前記第１基板（２０１）と前記第２基板（２０３）とが互いに横方向にアライメントされる、請求項１に記載の方法（１００）。
【請求項３】
前記制御コマンドが決定される（１０９）前に、機械状態が、例えば、現在の処理ステップ、機械のタイプまたは機械の構成が、検出される、請求項１または２に記載の方法（１００）。
【請求項４】
前記制御コマンドは、検出された前記機械状態に基づいて追加的に決定される、請求項３に記載の方法（１００）。
【請求項５】
前記画像の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップ（１０７）は、例えば周辺機器を用いて前記画像ポイント上をクリックすることによって、または、マウスカーソルをドラッグすることによって行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項６】
前記画像（３０１）の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップ（１０７）は、タッチディスプレイをタッチすることによって行われる、請求項１〜５のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項７】
前記画像を撮像するステップ（１０３）は、前記第１基板（２０１）および前記第２基板（２０３）の第１接合画像（４０１）と第２接合画像（４０３）とを撮像することを含み、前記第１接合画像（４０１）と前記第２接合画像（４０３）とは、一列に並んで、上下に、または交互に表示される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項８】
前記第１接合画像（４０１）の中の少なくとも２つの画像ポイントと、前記第２接合画像（４０３）の中の少なくとも２つの画像ポイントとがマーキングされる、請求項７に記載の方法（１００）。
【請求項９】
第１基板（２０１）を第２基板（２０３）にアライメントするためのデバイス（２００）であって、
その中に前記第１基板（２０１）と前記第２基板（２０３）とを挿入することできる位置決め手段（２０５）と、
前記位置決め手段（２０５）の中に挿入された前記第１基板（２０１）および前記第２基板（２０３）の少なくとも１つの接合画像（３０１）を撮像するように構成された画像撮像手段（２０７）と、
前記接合画像（３０１）の中の複数の画像ポイントをマーキングすることができる入力デバイス（２０９）と、
前記マーキングされた画像ポイントに基づいて前記位置決め手段（２０５）を作動させるための制御コマンドを決定するように構成された制御要素（２１１）と、
を含むデバイス（２００）。
【請求項１０】
前記接合画像（３０１）を表示するための表示デバイス（２１３）、特にスクリーンまたはディスプレイを含む、請求項９に記載のデバイス（２００）。
【請求項１１】
前記表示デバイス（２１３）および前記入力デバイス（２０９）は、タッチディスプレイを形成する、請求項９または１０に記載のデバイス（２００）。
【請求項１２】
前記入力デバイス（２０９）は、周辺機器、例えばマウス、トラックボールまたはタッチパッドである、請求項９〜１１のいずれかに記載のデバイス（２００）。
【請求項１３】
前記位置決め手段（２０５）は、前記第１基板（２０１）用の基板位置決めデバイス（２１５）および／または前記第２基板（２０３）用の基板位置決めデバイス（２１７）を含む、請求項９〜１２のいずれかに記載のデバイス（２００）。
【請求項１４】
前記画像撮像手段（２０７）は、少なくとも１つのマイクロスコープを含む、請求項９〜１３のいずれかに記載のデバイス（２００）。
【請求項１５】
前記画像撮像手段（２０７）は、前記位置決め手段（２０５）の上および／または下および／または内部に配置された複数の画像カメラ（２１９、２２１）を含む、請求項９〜１４のいずれかに記載のデバイス（２００）。
【請求項１６】
前記画像撮像手段（２０７）は、前記複数の画像カメラ（２１９、２２１）を配置するための移動手段を含み、前記移動手段は、前記入力デバイスによって制御可能である、請求項９〜１５のいずれかに記載のデバイス（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板のアライメントの分野に関し、特に、マスクアライナまたはボンドアライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術においては、２つの基板を上下に並べてアライメントする（align）ことが知られている。例えば、マスクアライナでは、フォトマスクとウエハとが正確にアライメントされた後、フォトマスクを通してウエハへの照射が行われる。同様に、ボンドアライナでは、最初に２枚のウエハは、互いにアライメントされ、その後、永久的または一時的に接合される。このアライメント（alignment）は、ユーザによって手動で、または自動的に、行われる。
【０００３】
手動のアライメントでは、ユーザは、一般的に、直接的に、ジョイスティックを用いて、少なくとも１つの基板の移動を制御する。この直接制御は、ジョイスティックを用いた入力によって、一の基板の他の基板に対する位置についてどのような変化がもたらされるかについて、ユーザ側の正確な理解を必要とする。したがって、手動のアライメントは、まずユーザによって学習されなければならず、これによって時間と費用が多量に消費される可能性がある。
【０００４】
自動的なアライメント（自動アライメント）では、例えば、画像認識ソフトウェアを使用して基板表面上の整合する調節マーク（matching adjustment marks）を検出することによって、互いに対する基板のオフセットおよび傾斜が自動的に検出される。その後、ウエハは、ユーザ入力の必要なしに、完全に自動的にアライメントされる。しかしながら、このタイプのアライメントは複雑である。なぜなら、画像認識ソフトウェアは、最初に、調節マークを認識するように訓練されなければならないからである（ターゲットトレーニング）。
【０００５】
さらに、適切な調節マークを有する基板のみが自動的にアライメントされてもよい。調節マークは、紛らわしいものや破損したものであってはならず、かつ、一部が重なっていても認識可能でなければならない。したがって、異なるタイプの調節マークを有する個々の基板の自動アライメントは、不可能であることが多い。
【発明の概要】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、２つの基板を、特にマスクとウエハを、互いに効率的にアライメントすることである。特に、このアライメントは、ユーザにとって簡単であり、かつ、専門知識なしで実現可能でなければならない。
【０００７】
この目的は、独立クレームの特徴によって達成される。有利な発展形態は、従属請求項、明細書および図面の主題を形成する。
【０００８】
本発明の第１態様は、第１基板、特にマスクを、第２基板、特にウエハにアライメントするための方法に関する。この方法は、第１基板と第２基板とを位置決め手段の中に挿入するステップと、第１基板および第２基板の少なくとも１つの接合画像（joint image）を撮像するステップと、接合画像を表示するステップと、接合画像の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップと、第１基板と第２基板とが互いにアライメントされるように、マーキングされた画像ポイント（marked image points）に基づいて位置決め手段を作動させるための制御コマンドを決定するステップと、を含む。これにより、非常に単純な方法で２つの基板を互いにアライメントできるという利点を達成する。特に、この文脈では、しばしば非常に複雑である位置決め手段を、ユーザによって、例えばジョイスティックの手段によって、直接的に制御することはなく、ユーザのための方法の実施を単純化する。特定の調節マークのために画像認識ソフトウェアを最初にトレーニングする必要もない。
【０００９】
本方法によって基板を互いにアライメントすることができ、その後、例えばリソグラフィまたはボンディング工程において、基板は接合および／または照射される。
【００１０】
基板はそれぞれウエハであってもよい。さらに、第１基板は、マスク、特にリソグラフィマスクまたはフォトマスクであり、第２基板は、ウエハであってもよい。基板は、基板をアライメントするための構造、特に調節マーク、アライメントターゲットまたはアライメント補助器具を含んでもよい。
【００１１】
基板は、それぞれ、半導体材料（例えばシリコン（Ｓｉ）またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ））、ガラス（例えば石英ガラス）、プラスチック材料またはセラミックから形成されてもよい。第１基板および／または第２基板は、それぞれ、単結晶材料、多結晶材料またはアモルファス材料から形成されてもよい。さらに、基板は、それぞれ、複数の接合された材料を含んでもよい。
【００１２】
基板は、電気回路、例えばトランジスタ、ＬＥＤまたは光検出器、これらの回路を接続する電気伝導路、または光学部品、およびＭＥＭＳまたはＭＯＥＭＳ構造を含んでもよい。第１基板および／または第２基板は、コーティング（例えば、構造化クロム層、プレ架橋接着剤または硬化接着剤）、または分離層を更に含んでもよい。
【００１３】
基板の少なくとも１つの接合画像は、特に上下に配置された第１基板の表面部分と第２基板の表面部分とを示してもよい。表面部分では、基板をアライメントするために使用することができる調節マークおよび／またはデバイス構造を見ることができる。
【００１４】
第１基板および第２基板上の表面部分は、マーキングされた各画像ポイントに割り当てられてもよい。基板を互いにアライメントすることは、一方の基板を他方の基板の上に、具体的には、基板のマーキングされた表面位置が互いにアライメントされるように、配置することを含んでもよい。例えば、ユーザが第１基板の調節マークと第２基板の調節マークとを画像に連続してマーキングし、続いて、位置決め手段が、マーキングされた調節マークを互いにアライメントする。
【００１５】
複数の接合画像が撮像されて表示される場合、これらの各画像は、基板の整合する調節マークを示してもよい。ユーザは、すべての整合する調節マークが互いにアライメントされるように、各画像の調節マークを連続してマーキングすることができる。さらに、マーキングされた調節マークの方法によって、基板を互いにアライメントするための基準となる基板のオフセットの平均を、アルゴリズムを用いて計算することができる。
【００１６】
一実施形態では、制御コマンドを受け取る位置決め手段に応じて、基板は、互いに横方向にアライメントされる。これにより、ユーザが位置決め手段を直接的に制御することなく、単純かつ迅速に、基板をアライメントすることができる。
【００１７】
一実施形態では、制御コマンドが決定される前に、機械状態（machine state）、例えば、現在の処理ステップ、機械のタイプまたは機械の構成が検出される。
【００１８】
一実施形態では、制御コマンドは、検出された機械状態に基づいて追加的に決定される。これにより、機械状態を考慮に入れて基板を効率的にアライメントすることができるという利点を達成する。例えば、この文脈では、現在の機械状態において、どの軸が変位できるか、および／または、どの軸が変位できないかが、決定される。
【００１９】
一実施形態では、複数の画像ポイントは、ユーザが例えば周辺機器を用いて画像ポイントをクリックすることによって、または、マウスカーソルをドラッグすることによって、画像の中でマーキングされる。これにより、特に簡単に画像ポイントをマーキングすることができるという利点を達成する。
【００２０】
一実施形態では、複数の画像ポイントは、ユーザがタッチディスプレイをタッチすることによって、画像の中でマーキングされる。これにより、特に簡単で直感的な方法で画像ポイントをマーキングすることができるという利点を達成する。タッチディスプレイ上の画像ポイントを選択的にタッチすることによって、または、タッチディスプレイの上のスワイプ動作によって、マーキングを実行できる。
【００２１】
一実施形態では、画像を撮像するステップは、第１基板および第２基板の第１接合画像と第２接合画像とを撮像することを含み、第１接合画像と第２接合画像とは、一列に並んで、上下に、または交互に表示される。これにより、２つの画像に基づいて特に効率的に基板を互いに対してアライメントできるという利点を達成できる。特に、互いに対する基板の歪み（skew）または角度オフセットを補正することができる。さらに、ユーザが実施するために特に簡単かつ直感的な向きにすることができる。
【００２２】
一実施形態では、第１接合画像の中の少なくとも２つの画像ポイントと、第２接合画像の中の少なくとも２つの画像ポイントとがマーキングされる。これにより、２つの画像に基づいて特に効率的に基板を互いに対してアライメントできるという利点を達成できる。マーキングされた各画像ポイントでは、第１または第２の画像の中に第１または第２の基板の調節マークが存在してもよい。
【００２３】
本発明の第２態様は、第１基板を第２基板にアライメントするためのデバイスに関する。このデバイスは、その中に第１基板と第２基板とを挿入することできる位置決め手段と、位置決め手段の中に挿入された第１基板および第２基板の少なくとも１つの接合画像を撮像するように構成された画像撮像手段と、接合画像の中の複数の画像ポイントをマーキングすることができる入力デバイスと、マーキングされた画像ポイントに基づいて位置決め手段を作動させるための制御コマンドを決定するように構成された制御要素と、を含む。これにより、訓練されなければならないユーザまたは画像認識ソフトウェアなしに、非常に単純かつ効率的な方法で２つの基板を互いにアライメントできるという利点を達成する。
【００２４】
このデバイスは、微細構造部品のための生産システム、例えばマスクアライナまたはボンドアライナの中に組み込まれてもよい。
【００２５】
位置決め手段は、制御コマンドの受信に応じて、基板を互いに対して、特に互いに対して横方向にアライメントするように形成されてもよい。
【００２６】
一実施形態では、本デバイスは、画像を表示するための表示デバイス、特にスクリーンまたはディスプレイを含む。これにより、ユーザに接合画像が表示され、ユーザが表示デバイスの中の画像ポイントをマーキングすることができるという利点を達成する。
【００２７】
一実施形態では、表示デバイスおよび入力デバイスは、タッチディスプレイを形成する。これにより、ユーザは、例えば指または入力ペンまたはスタイラスでタッチディスプレイをタッチすることによって、特に単純な方法で、画像ポイントをマーキングすることができる。
【００２８】
一実施形態では、入力デバイスは、周辺機器、例えばマウス、トラックボールまたはタッチパッドである。これにより、ユーザは、入力デバイスを操作することによって、特に単純な方法で、画像ポイントをマーキングすることができる。
【００２９】
一実施形態では、位置決め手段は、第１基板用の基板位置決めデバイスおよび／または第２基板用の基板位置決めデバイスを含む。これにより、基板を互いに対して正確に位置決めできるという利点を達成する。この文脈では、基板位置決めデバイスは、基板が１つ以上の移動の自由度で移動することを可能にする。
【００３０】
一実施形態では、画像撮像手段は、少なくとも１つのマイクロスコープを含む。これにより、ユーザによる画像ポイントの特に正確なマーキングが可能になる。例えば、基板が互いに対してより正確にアライメントされるように、基板の拡大表示の中で、ユーザは、調節マークの中心または角をより正確にマーキングすることができる。
【００３１】
一実施形態では、画像撮像手段は、位置決め手段の上および／または下および／または内部に配置された複数の画像カメラを含む。これにより、接合画像を効率的に撮像できるという利点を達成する。
【００３２】
一実施形態では、画像撮像手段は、複数の画像カメラを配置するための移動手段を含み、移動手段は、入力手段によって制御可能である。これにより、画像撮像デバイスを基板に正確にアライメントすることができる。このようにして、基板表面上の調節マークなどの構造に、画像撮像手段を用いて選択的にアプローチすることができる。
【００３３】
さらに、画像撮像手段の拡大設定は、入力デバイスによって設定可能であってもよい。例えば、ユーザは、まず、調節マークまたは他の関連する構造が見えるまで、画像撮像手段を移動させる。続いて、ユーザは、撮像画像の中の基板の表示を拡大し、可能な限り正確に調節マークまたは構造をマーキングすることができる。
【００３４】
更なる実施形態は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１基板を第２基板にアライメントするための方法のフローチャートである。
【図２】第１基板を第２基板にアライメントするためのデバイスの模式図である。
【図３ａ】基板のアライメント中における２つの基板の接合画像の模式図である。
【図３ｂ】基板のアライメント中における２つの基板の接合画像の模式図である。
【図３ｃ】基板のアライメント中における２つの基板の接合画像の模式図である。
【図３ｄ】基板のアライメント中における２つの基板の接合画像の模式図である。
【図４ａ】基板のアライメント中における２つの基板の第１接合画像および第２接合画像の模式図である。
【図４ｂ】基板のアライメント中における２つの基板の第１接合画像および第２接合画像の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、一実施形態による第１基板を第２基板にアライメントするための方法１００のフローチャートである。
【００３７】
方法１００は、第１基板と第２基板とを位置決め手段の中に挿入するステップ１０１と、第１基板および第２基板の少なくとも１つの接合画像を撮像するステップ１０３と、接合画像を表示するステップ１０５と、接合画像の中の複数の画像ポイントをユーザによってマーキングするステップ１０７と、第１基板と第２基板とが互いにアライメントされるように、マーキングされた画像ポイントに基づいて位置決め手段を作動させるための制御コマンドを決定するステップ１０９と、を含む。
【００３８】
アライメントするステップ１１１は、制御コマンドの受信に応じて位置決め手段によって実行される。
【００３９】
基板を互いにアライメントするステップ１１１は、基板を横方向にアライメントするステップを含んでもよい。基板を互いにアライメントするステップ１１１は、基板を互いに上下にアライメントすること、具体的には、マーキングされた画像ポイントに対応する基板の表面部分が互いにアライメントされるように基板を互いに上下にアライメントすることを更に含んでもよい。
【００４０】
第１基板はマスクであってもよく、第２基板はウエハ、特に半導体ウエハであってもよい。さらには、両方の基板が、ウエハ、特に半導体ウエハまたはガラスウエハであってもよい。基板は、アライメントを助けるための構造、特に調節マーク、アライメントターゲットまたはアライメント補助器具を含んでもよい。
【００４１】
方法１００によって基板を互いにアライメントすることができ、その後、例えばリソグラフィまたはボンディング工程において、基板は接合および／または照射される。
【００４２】
制御コマンドを決定する方法ステップ１０９の前に、機械状態が検出されてもよい。機械状態は、例えば、現在の処理ステップ、機械のタイプまたは機械の構成である。検出された機械状態は、位置決め手段のおよび／または画像撮像手段のタイプまたは現在の構成に関する情報、または、画像撮像のための拡大設定に関する情報を含んでもよい。検出された機械状態は、制御コマンドを決定するステップ１０９において考慮できる。
【００４３】
周辺機器を用いて画像ポイントの上をクリックすることによって、または、タッチディスプレイをタッチすることによって、画像ポイントをマーキングすることができる（ステップ１０７）。この文脈では、ユーザは、例えば、撮像された各接合画像の中の少なくとも２つの画像ポイントをマーキングする。第１のマーキングされた画像ポイントは、第１基板上の表面位置に対応し、第２のマーキングされた画像ポイントは、第２基板上の表面位置に対応してもよい。この文脈では、ユーザは、調節マークまたはノギスなどの基板表面上の構造を使用して位置を確認することができる。
【００４４】
ユーザは、マウスカーソルをドラッグすることによって、またはタッチディスプレイ上をスワイプすることによって、マーキングステップ１０７を更に実行することができる。この文脈では、例えば、ドラッグ動作またはスワイプ動作の開始点は、第１基板上の表面位置をマーキングし、ドラッグ動作またはスワイプ動作の終点は、第１基板上の表面位置にアライメントされるべき第２基板上の表面位置をマーキングする。
【００４５】
マーキングされた画像ポイントは、例えば、画像ポイントの着色マーキング、画像ポイントで表示されたシンボル、または第１のマーキングされた画像ポイントから第２のマーキングされた画像ポイントへの矢印を使用して、共有の画像（shared image）において図形的に区別されてもよい。
【００４６】
基板は、マーキングされた画像ポイントに対応するそれぞれの表面位置が互いに上下に配置されるようにアライメントされてもよい。
【００４７】
方法１００が完了した後、少なくとも１つの接合画像の拡大設定を増加させることができ、方法１００を新たに実行することができる。このようにして、基板の互いに対する最も正確なアライメントを達成することができる。
【００４８】
図２は、一実施形態に従って第２基板２０３に第１基板２０１をアライメントするためのデバイス２００を示している。
【００４９】
デバイス２００は、その中に第１基板２０１と第２基板２０３とを挿入することできる位置決め手段２０５と、位置決め手段２０５の中に挿入された第１基板２０１および第２基板２０３の少なくとも１つの接合画像を撮像するように構成された画像撮像手段２０７と、接合画像の中の複数の画像ポイントをマーキングすることができる入力デバイス２０９と、マーキングされた画像ポイントに基づいて位置決め手段２０５を作動させるための制御コマンドを決定するように構成された制御要素２１１と、を含む。
【００５０】
デバイス２００は、微細構造部品のための生産システム、例えばマスクアライナまたはボンドアライナの中に組み込まれてもよい。
【００５１】
第１基板２０１および第２基板２０３は、それぞれウエハであってもよい。さらに、第１基板２０１は、マスク、特にリソグラフィマスクまたはフォトマスクであり、第２基板２０３は、ウエハであってもよい。第１基板２０１および第２基板２０３は、基板をアライメントするための構造、特に調節マーク、アライメントターゲットまたはアライメント補助器具を含んでもよい。
【００５２】
第１基板２０１および第２基板２０３は、それぞれ、半導体材料（例えばシリコン（Ｓｉ）またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ））、ガラス（例えば石英ガラス）、プラスチック材料またはセラミックから形成されてもよい。第１基板２０１および／または第２基板２０３は、それぞれ、単結晶材料、多結晶材料またはアモルファス材料から形成されてもよい。さらに、第１基板２０１および第２基板２０３は、それぞれ、複数の接合された材料を含んでもよい。
【００５３】
第１基板２０１および第２基板２０３は、電気回路、例えばトランジスタ、ＬＥＤまたは光検出器、これらの回路を接続する電気伝導路、または光学部品、およびＭＥＭＳまたはＭＯＥＭＳ構造を含んでもよい。第１基板２０１および／または第２基板２０３は、コーティング（例えば、構造化クロム層、プレ架橋接着剤または硬化接着剤）、または分離層を更に含んでもよい。
【００５４】
デバイス２００は、画像を表示するための表示デバイス２１３、例えばスクリーンまたはディスプレイを含んでもよい。
【００５５】
表示デバイス２１３および入力デバイス２０９は、タッチディスプレイを形成してもよい。画像ポイントは、タッチディスプレイをタッチすることによってマーキングされる。入力デバイス２０９は、マウス、トラックボール、タッチパッドまたはキーボードなどの周辺機器であってもよい。
【００５６】
制御要素２１１は、制御コマンドを決定するためのプロセッサユニットを含んでもよい。制御要素２１１および位置決め手段２０５は、通信可能に相互接続されてもよい。
【００５７】
一実施形態では、表示装置２１３、入力デバイス２０９および／または制御要素２１１は、データ処理システム、例えばコンピュータ、ラップトップ、タブレットまたはスマートフォンの中に組み込まれる。データ処理システムは、位置決め手段２０５と画像撮像手段２０７とに通信可能に接続されてもよい。データ処理システムは、外部デバイス、特にユーザによって実行可能な外部デバイスであってもよい。
【００５８】
位置決め手段２０５は、第１基板２０１用の基板位置決めデバイス２１５と、第２基板２０３用の基板位置決めデバイス２１７とを含んでもよい。基板位置決めデバイス２１５、２１７は、第１基板２０１および／または第２基板２０３を移動させるように形成され、この文脈では、１つ以上の自由度をそれぞれ有してもよい。基板位置決めデバイス２１５、２１７は、それぞれ、基板２０１、２０３のための支持部および／または台を含んでもよい。
【００５９】
基板位置決めデバイス２１５、２１７は、ステージを含んでもよい。基板位置決めデバイス２１５、２１７は、それぞれ、最大３つの直線軸に沿った移動および／または最大３つの回転軸の周りの回転のために形成されてもよい。例えば、基板位置決めデバイス２１５、２１７は、それぞれ、ｚ方向の追加的な回転軸を有するｘｙステージを含んでもよい。
【００６０】
第１基板２０１用の基板位置決めデバイス２１５は、マスク台またはマスクチャックを含んでもよい。第２基板２０３用の基板位置決めデバイス２１７は、チャック、特にウエハチャックを含んでもよい。
【００６１】
図２中の例示的な画像撮像手段２０７は、位置決めデバイス２０５の上に配置され、画像撮像対象の基板２０１、２０３に向かってアライメントした２つの画像カメラ２１９、２２１を更に含む。図２中の上側の基板位置決めデバイス２１５は、光に対して透明であってもよく、第１基板２０１は、少なくとも部分的に透明であってもよい。したがって、図２に示された構成では、画像カメラ２１９、２２１は、上下に配置された基板２０１、２０３の接合撮像画像（joint image captures）を取得することができる。
【００６２】
一実施形態では、位置決め手段２０５の下に更なる画像カメラが配置される。このタイプの構成では、上側の画像カメラ２１９、２２１および下側の画像カメラは、それぞれ、基板２０１、２０３の相互に離れた面の撮像画像を取得することができる。これらの撮像画像は、共有の画像を生成するために重ね合わされてもよい。このようにして、基板の相互に離れた面上の構造に基づいて基板をアライメントすることができる（ＢＳＡ、裏面アライメント）。
【００６３】
更なる実施形態では、画像撮像手段２０７または画像カメラ２１９、２２１は、基板の間に配置されてもよく、基板間のアライメント（inter-substrate alignment、ＩＳＡ）を可能にする。
【００６４】
一実施形態では、画像撮像手段２０７は、複数の画像カメラ２１９、２２１を配置するための移動手段を含む。
【００６５】
移動手段は、入力手段２０９によって制御可能であってもよい。したがって、ユーザは、特定の表面領域に選択的に近づき、例えば両基板の調節マークが各共有の撮像画像の中で見えるようにすることができる。
【００６６】
更なる実施形態では、画像撮像手段２０７は、少なくとも１つのマイクロスコープを含む。例えば、各画像カメラ２１９、２２１は、マイクロスコープを含んでもよい。マイクロスコープを用いて、接合画像の中で基板を拡大して表すことができ、したがって、画像ポイントの特に正確なマーキングが可能になる。例えば、ユーザは、拡大された画像の中で調節マークの中心または他の特徴を非常に正確にマークすることができ、互いに対して非常に正確に基板をアライメントすることができる。
【００６７】
更なる実施形態では、画像カメラ２１９、２２１は、拡大（enlargement）またはズーム（zoom）機能を有するデジタルカメラである。
【００６８】
更なる実施形態では、画像撮像手段２０７の拡大設定は、入力デバイス２０９によって設定可能である。例えば、ユーザは、まず、全ての撮像画像の中で調節マークが見えるまで、画像撮像手段２０７を移動させる。続いて、ユーザは、撮像画像の中の調節マークの表示を拡大し、調節マークを最も正確にマーキングすることができる。
【００６９】
図３ａ〜３ｄは、一実施形態による２つの基板２０１、２０３のアライメント中における、基板２０１、２０３の接合画像３０１の模式図である。
【００７０】
図３ａ〜３ｄに示す画像は、アライメントプロセスの間、表示デバイス２１３によって表示される。
【００７１】
図３ａ〜３ｄ中の共有の画像３０１は、いずれも、第１基板の調節マーク３０３と、第２基板２０３の整合する調節マーク３０５とを示している。例えば、調節マーク３０３は、ウエハターゲットであり、調節マーク３０５は、マスクターゲットである。
【００７２】
図３ａでは、基板２０１、２０３はまだ互いにアライメントされていないから、調節マーク３０３、３０５は、オフセットしている。「オフセット」とは、調節マーク３０３、３０５が互いに横方向にずれ、基板に平行な平面に対して垂直であると考えられるように互いに上下にはないことを意味する。しかしながら、更なる処理では、基板は、互いにアライメントされるべきである。この目的のため、ユーザは、マスクターゲット３０３の真下にウエハターゲット３０５を導くことができる。この目的のため、ユーザは、入力デバイスを用いて、ターゲット３０３、３０５のそれぞれの位置をマーキングすることができる。
【００７３】
図３ｂは、ユーザによる調節マーク３０３、３０５のマーキングを示している。この文脈では、ユーザは、マウスカーソルを用いて、第１基板２０１の調節マーク３０３の中心をクリックし、続いて第２基板２０３の調節マーク３０５の中心をクリックする。
【００７４】
また、制御システムは、調節マークが正確に「ヒット」されない場合でも、最も近いマークに調節マーク上のクリックを割り当てるようにしてもよい。
【００７５】
制御要素２１１は、マーキングされた画像ポイントに基づいて、基板２０１、２０３のオフセット（変位）を計算することができる。この文脈では、機械のタイプ、例えば手動タイプまたは自動タイプと、アライメントモード、例えばＴＳＡ、ＢＳＡまたはＩＳＡと、が考慮に入れられてもよい。オフセットは、ｘ方向またはｙ方向の変位として、移動として、および／または、歪みとして計算できる。制御要素は、決定されたオフセットに基づいて、位置決め手段２０５を作動させるための制御コマンドを決定してもよい。
【００７６】
図３ｃは、互いに対する基板のアライメントを示している。図３ｃの例では、第２基板２０３のみが移動し、第２基板２０３（例えばウエハ）の調節マーク３０５が第１基板２０１（例えばマスク）の調節マーク３０３に向かって移動する。互いにアライメントされたマーキングされた画像ポイントは、矢印によって接続された２つの点として示されている。
【００７７】
図３ｄは、基板２０１、２０３のアライメントが成功した後の上下にアライメントされた調節マーク３０３、３０５を示している。
【００７８】
基板２０１、２０３のアライメントを変更するために、ユーザは、調節マークの中心の代わりに、接合画像３０１内の任意の他の所望の画像ポイントをマークしてもよい。次に、これらのマーキングされた画像ポイントに対応する基板２０１、２０３の表面位置が互いにアライメントされる。
【００７９】
続いて、基板の細かいアライメントを実行するように、例えば拡大量を増加させて、図３ａ〜３ｄに示されたプロセスを繰り返してもよい。
【００８０】
図４ａ、４ｂは、更なる実施形態による基板２０１、２０３のアライメント中における、２つの基板２０１、２０３の第１接合画像４０１および第２接合画像４０３の模式図である。
【００８１】
２つの画像４０１、４０３は、それぞれ、基板２０１、２０３の上に配置された異なる表面位置を示している。例えば、画像４０１、４０３のそれぞれは、図２の画像撮像手段２０７の画像カメラ２１９、２２１のうちの１つによって撮像される。代わりに、両画像は、基板２０１、２０３の異なる表面部分に沿って移動するただ１つの画像カメラによって撮像されてもよい。両画像４０１、４０３では、第１基板の調節マーク４０５−１、４０５−２と、第２基板の調節マーク４０７−１、４０７−２とが見える。
【００８２】
表示デバイス２１３は、２つの画像４０１、４０３を表示するように形成されてもよい。代わりに、画像４０１、４０３は、連続的にまたは交互に表示されてもよい。その場合、ユーザは、画像４０１、４０３のどちらが実際に表示されるかを選択することができる。
【００８３】
図４ａは、２つの画像４０１、４０３の中のそれぞれの整合する調節マーク４０５−１、４０７−１、４０５−２、４０７−２のマーキングを示している。この文脈では、ユーザは、例えば、マウスカーソルを用いて、連続的に、第１画像４０１の中の調節マーク４０５−１、４０７−１の中心をクリックし、続いて第２画像４０３の中の調節マーク４０５−２、４０７−２の中心を連続的にクリックする。
【００８４】
選択的な処理ステップでは、整合する調節マーク４０５−１、４０７−１、４０５−２、４０７−２をマーキングする前に、ユーザは、まず基板２０１、２０３の調節マーク４０５−１、４０５−２のみをマーキングすることができ、その後、画像カメラ２１９、２２１を移動させることによって、共有の画像４０１、４０３の中心にそれぞれ移行する。続いて、図４ａに示されているように、それぞれの整合する調節マーク４０５−１、４０７−１、４０５−２、４０７−２をマーキングすることができる。
【００８５】
図４ｂは、後続の、互いに対する基板のアライメントを示している。この文脈では、整合する調節マーク４０５−１、４０７−１および４０５−２、４０７−２が互いに上下に配置されるように、基板が互いに対してアライメントされる。この文脈では、基板２０１、２０３が位置決め手段２０５によって移動されることによって、アライメントが行われる。
【００８６】
第１画像４０１内の調節マーク４０５−１、４０７−１および第２画像４０３内の調節マーク４０５−２、４０７−２の図４ｂに示す同時アライメントの代わりとして、第１ステップにおいて、第１画像４０１内の調節マーク４０５−１、４０７−１のみをまず互いにマーキングおよびアライメントし、次の第２ステップにおいて、第２画像４０３内の調節マーク４０５−２、４０７−２を互いにマーキングおよびアライメントすることができる。この文脈では、制御要素２１１は、位置決め手段２０７を作動させて、最初にアライメントされた調節マーク４０５−１、４０７−１のアライメントを、更なる調節マーク４０５−２、４０７−２の変位およびアライメントの間、維持することができる。
【００８７】
図３ａ〜３ｄおよび図４ａ−ｂに示された方法による基板のアライメントは、例えば従来の手動のマスクアライナで通常行われているように位置決め手段を直接的に制御するよりも、ユーザにとってはるかに簡単で直感的である。ジョイスティックなどの制御デバイスを使用して直接的に制御するには、ユーザは、基板の回転とｘ移動とｙ移動とを直接的に制御する。ユーザが当該位置決め手段の正確な動作モードを知っており、基板の回転が個々の調節マークをどの方向に動かすかを判断することができると考えられる。基板２０１、２０３は、画像ポイントをマーキングすることによってアライメントされ、このタイプの知識は必要でない。
【００８８】
さらに、自動的なアライメント（自動アライメント）のように、アライメントのためにターゲット訓練は必要ない。互いに上下に配置される基板の位置は、ユーザによって選択され、デバイス２００の複雑さを低減することができる。
【００８９】
さらに、方法１００を実行するためには、適切な調節マークの自動アライメントは必要ではない。基板をアライメントするために、任意の適切な構造、例えばノギスまたは基板表面に沿った長いラインが使用されてもよい。ユーザが構造にマーキングするので、構造は各基板で異なって形成されてもよい。
【００９０】
さらに、方法１００は、自動的な調節（自動調節）要に形成されたシステムにおいて追加的に使用可能である。例えば、エラーの場合には、ユーザは、手動で基板のアライメントを修正することができ、または、不適切な調節マークを有する特殊な基板に対して、例えば加工の進行中に、アライメントを実行することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００  方法
１０１  挿入
１０３  撮像
１０５  表示
１０７  マーキング
１０９  決定
１１１  アライメント
２００  デバイス
２０１  第１基板
２０３  第２基板
２０５  位置決め手段
２０７  画像撮像手段
２０９  入力デバイス
２１１  制御要素
２１３  表示デバイス
２１５  基板位置決めデバイス
２１７  基板位置決めデバイス
２１９  画像カメラ
２２１  画像カメラ
３０１  画像
３０３  第１基板の調節マーク
３０５  第２基板の調節マーク
４０１  第１画像
４０３  第２画像
４０５−１  第１基板の調節マーク
４０５−２  第１基板の調節マーク
４０７−１  第２基板の調節マーク
４０７−２  第２基板の調節マーク
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【外国語明細書】
2018189953000001.pdf