(57)【要約】      （修正有）【課題】基板を外力の存在下で効率的な位置決めができる位置決め装置を提供する。【解決手段】位置決め装置１００は、プロセスチャンバと、基体１０５と、基板１０１を支持する支持体１０９を備える。基体１０５の上方に配置され、基体１０５からの距離に関して移動可能に形成されたキャリア要素１０７と、キャリア要素１０７に対向して配置され、別の基板１０３、特に別のウェハまたはマスク用のホルダ１１１と、をさらに備える。基体１０５とキャリア要素１０７との間に、キャリア要素１０７の望ましくない動きを防止するために圧力、特に負圧を加えることができる密閉キャビティ１１３を設ける。【選択図】図１
2018117113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０１）、特にウェハを位置決めするための位置決め装置（１００）であって、
プロセスチャンバと、
基体（１０５）と、
前記基板（１０１）を支持する支持体（１０９）を備え、前記基体（１０５）の上方に配置され、基体（１０５）からの距離に関して移動可能に形成されたキャリア要素（１０７）と、
キャリア要素（１０７）に対向して配置され、別の基板（１０３）、特に別のウェハまたはマスク用のホルダ（１１１）と、を備え、
基体（１０５）とキャリア要素（１０７）との間に、キャリア要素（１０７）の望ましくない動きを防止するために圧力、特に負圧を加えることができる密閉キャビティ（１１３）が設けられている。 要素（１０７）に作用する。
基体（１０５）とキャリア要素（１０７）との間には、外力の作用の結果としてのキャリア要素（１０７）の望ましくない動きを防止するために、圧力、特に負圧を加えることができる密閉されたキャビティ（１１３）が設けられている、
位置決め装置（１００）。
【請求項２】
前記密封されたキャビティ（１１３）は、前記キャビティ（１１３）内の圧力を制御することができる圧力端子を備える、
請求項１に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項３】
調整要素（１１５）、特にリフト要素が、前記基体（１０５）と前記キャリア要素（１０７）との間に配置され、前記キャリア要素（１０７）の前記基体（１０５）からの距離を調節する、
請求項１または請求項２に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項４】
位置決め装置（１００）は、基体（１０５）とキャリア要素（１０７）との間に作用する復元要素（１１９）、特にバネを備える、
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項５】
前記キャリア要素（１０７）の前記基体（１０５）からの最小距離を設定する複数の支持要素（２０５ａ−ｃ）が、前記基体（１０５）とキャリア要素（１０７）との間に配置される、
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項６】
前記位置決め装置（１００）は、前記キャリア要素（１０７）の移動をガイドするためのガイド（１１７）を備える、
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項７】
キャリア要素（１０７）は、支持体（１０９）上に配置された基板（１０１）を、特に機械的に、空気的および／または静電的に固定することができる固定装置を備える、
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項８】
前記キャリア要素（１０７）と前記ホルダ（１１１）との間に、プロセスキャビティ（２０１）が存在し、前記プロセスキャビティ（２０１）のサイズは、前記キャリア要素（１０７）と前記ホルダ（１１１）との間の距離によって少なくとも部分的に設定される、
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項９】
前記プロセスキャビティは、前記プロセスチャンバの一部であるか、または前記プロセスチャンバを画定する、
請求項８に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項１０】
前記位置決め装置（１００）は、前記プロセスキャビティ（２０１）を密封するための密封手段（２０９）、特に膨張可能な密封リップを備える、
請求項８または請求項９に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項１１】
前記プロセスキャビティ（２０１）に過剰圧力または負圧を印加することができ、および／または排気することができ、前記プロセスキャビティ（２０１）は、ガス、特にヘリウムを導入することができるガス端子を備える、
請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項１２】
前記位置決め装置（１００）が、前記基体（１０５）と前記ホルダ（１１１）との間に挿入可能で、前記基体（１０５）と前記ホルダ（１１１）との間の距離を調整および／または固定する、少なくとも１つのスペーサ、特にくさびを備える、
請求項８ないし請求項１１のいずれか一項に記載の位置決め装置（１００）。
【請求項１３】
基板（１０１）、特にウェハを、別の基板（１０３）、特に別のウェハと接合する方法（３００）であって、
前記別の基板（１０３）に対して前記基板（１０１）を固定するステップ（３０１）と、
外力の作用による前記基板（１０１）の望ましくない動きを防止するために、前記基板（１０１）の下の密封されたキャビティ（１１３）を排気するステップ（３０３）と、
制御された方法で前記基板（１０１）を前記別の基板（１０３）の方に移動させるステップ（３０５）と、を備え、
前記別の基板（１０３）は、プロセスキャビティ（２０１）内に配置され、そのサイズは、少なくとも部分的に前記基板（１０１，１０３）間の距離によって設定され、前記プロセスキャビティ（２０１）へ過圧または負圧を印加すること、および／またはそれを排気すること、または前記プロセスキャビティ（２０１）にガス、特にヘリウムを充填することが可能である、
方法（３００）
【請求項１４】
前記方法（３００）が、前記基板（１０１，１０３）を接合すること（３０７）、特にボンディングすることをさらに備える、
請求項１３に記載の方法（３００）。
【請求項１５】
前記制御された移動（３０７）は、さらなる圧力、特に過圧を前記キャビティ（１１３）に加えることを備える、
請求項１３または請求項１４に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の位置決め装置および基板を接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスクアライナは、フォトリソグラフィ用のマスクを正確に位置決めするために使用される。マスクは、一般にフォトレジスト層、例えばガラスまたは半導体ウェハを備える基板の上に配置される。 続いて、マスクを介して基板が照明される。
【０００３】
ウェハは、一般に、マスクの下のチャックとして知られる特別なウェハホルダー上に載置される。多くの場合、ウェハとマスクとの間の距離は、例えばマスクを照明のためにウェハと接触させるように調節可能である。
【０００４】
いくつかのマスクアライナでは、チャックおよびマスクは、排気可能な真空チャンバ内に配置される。これにより、真空チャンバを排気し、続いてマスクとウェハを接合することによって、マスクとウェハとの間の真空接合を確立することが可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、真空チャンバの排気の間に、チャックは結果として生じる大気圧のためにマスクに早期に押し付けられることがある。したがって、ウェハの表面上のキャビティまたは構造は、早期に密封され、完全に排気されないことがあり、これはリソグラフィの結果に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
２つのウェハがウェハボンディング装置にボンディングされる場合にも同様の問題が生じる可能性がある。ボンド処理チャンバが真空ボンディングプロセスで排気されると、結果として得られる大気圧の結果として、対向して配置された２つのウェハを早期に互いに押し付け得る。 したがって、ウェハ表面のキャビティは完全に排気されないことがあり、ウェハ間に空気の混入を可能にする。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、基板、特にウェハを外力の存在下で効率的に位置決めすることである。
【０００８】
この目的は、独立請求項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、明細書及び図面の主題を形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様では、本発明は、基板、特にウェハを位置決めするための位置決め装置であって、プロセスチャンバと、基体と、前記基板を支持する支持体、および別の基板、特に追加のウェハまたはマスクのためのホルダを備え、基体の上方に配置され、基体からの距離に関して移動可能に形成されたキャリア要素と、を備え、前記ホルダは前記キャリア要素に対向して配置される。 基体とキャリア要素との間には、外力の作用の結果としてのキャリア要素の望ましくない動きを防止するために、圧力、特に負圧を加えることができる密閉されたキャビティが設けられている。これにより、例えば基板上の急激な圧力変化の際の基板の望ましくない動きが効率的に防止され、プロセス結果が改善されるという利点が達成される。
【００１０】
基板はウェハであってもよい。 基材は円盤状であってもよく、直径が２，３，４，５，６，８，１２または１８インチの実質的に丸い外周を有してもよい。基板は、さらに、実質的に平面であってもよく、５０〜３０００μｍの厚さを有してもよい。基材は、直線縁部（平坦部）および／または少なくとも1つの溝部（ノッチ部）を有してもよい。基材は、多角形、特に正方形または長方形であってもよい。
【００１１】
基板は、半導体材料、例えばシリコン（Ｓｉ）またはヒ化ガリウム（ＧａＳａ）、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することができる。基板は、単結晶、多結晶または非晶質材料から形成することができる。さらに、基板は、それぞれ、複数の合成材料を備えることができる。基材は、少なくとも１つの面にコーティング、例えばフォトレジストまたは接着剤のようなポリマーでコーティングされてもよい。さらに、基板は、金属コーティング、例えば構造化クロム層を備えることができる。
【００１２】
基板は、少なくとも1つの基板表面上に構造、特に規則的に配置された構造を備えることができる。構造体は、基板表面上に隆起部および／またはキャビティを形成することができる。構造は、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導電性トラック、または光学部品を備えることができる。構造は、ＭＥＭＳまたはＭＯＥＳ構造をさらに備えることができる。 基材は、片面または両面の基材表面に残留物または不純物、例えば接着ビーズをさらに含んでもよい。
【００１３】
基体および／またはキャリア要素は、それぞれ、プラスチック材料または金属、特にアルミニウムで形成することができる。 キャリア要素は、基体に結合されてもよい。例えば、基体は、キャリア要素が少なくとも部分的に挿入され得る凹部を備える。 キャビティは、キャリア要素によって受けられていない基体の凹部の部分によって形成されてもよい。
【００１４】
基体からの距離に関するキャリア要素の移動は、基体に対して垂直であってもよいし、基体の横軸に沿っていてもよい。 キャリア要素の移動の結果、キャリア要素の基体からの距離は可変であり得る。特に、基体の上方のキャリア要素の高さは可変であってもよい。
【００１５】
位置決め装置、特にキャリア要素および／または基体は、チャックを形成することができる。
【００１６】
支持体は、キャリア要素内に凹部を備えてもよく、またはキャリア要素内に凹部として形成されてもよい。 凹部の周囲は、基板が凹部内に挿入され得るように、基板の周囲に実質的に対応してもよい。
【００１７】
別の基板はウェハであってもよい。別の基板は、さらに、マスク、特にフォトリソグラフィマスク、または基板用のスタンプ、特にマイクロプリントまたはナノインプリントスタンプであってもよい。
【００１８】
基板および／または別の基板は、実質的に同じサイズ、特に実質的に等しい周辺部を有することができる。別の基板は、基板用の蓋および／またはカバーとして形成することができる。 別の基板は、光に対して透明に形成されてもよい。
【００１９】
位置決め装置によって、反対側の基板からの基板の距離を調整することができる。例えば、位置決め装置は、基板と別の基板とを接触させ、および／または接合させることができる。その後、リソグラフィ工程、ボンディング工程および／またはインプリント工程を行ってもよい。
【００２０】
基体、キャリア要素およびホルダは、プロセスチャンバ内に配置することができる。
【００２１】
一実施形態では、密封されたキャビティは圧力端子を備え、これを介してキャビティ内の圧力を制御することができる。 圧力端子によって、キャビティ内の圧力をプロセス中に所望の値に保つ、および／またはすることができ、キャリア要素の位置を非常に簡単に非常に効率的に制御することができる。
【００２２】
一実施形態では、調整要素、特にリフト要素が基体とキャリア要素との間に配置され、キャリア要素の基体からの距離を調整する。これにより、基体を基体から一定の距離に効率的に配置することができるという利点が達成される。 調整要素またはリフト要素は、基体に少なくとも部分的に受容される多数のピンを備えることができる。 ピンは、基体からキャリア要素までの距離を変化させるように、伸縮自在であってもよい。 リフト要素は、ピエゾ素子を備えることができる。
【００２３】
調整要素は、キャリア本体の基体からの距離を調整するために、電気的および／または空気圧的に作動可能であってもよい。 調整要素は、制御コマンドによってさらに作動可能であってもよい。
【００２４】
一実施形態では、位置決め装置は、基体とキャリア要素との間に作用する復元要素、特にバネを備える。これは、例えば、圧力がキャビティに加えられていない場合に、キャリア要素を特定の初期位置に戻すことができるという利点を達成する。さらに、復元要素は、キャリア要素の空気圧による固定をさらに補助することができる。
【００２５】
一実施形態では、基体からキャリア要素の最小距離を設定する多数のキャリア要素が、基体とキャリア要素との間に配置される。これは、キャリア要素と基体との間の最小距離を設定することにより、キャビティの最小寸法も設定することができるという利点を達成する。 さらに、キャリア要素によって、キャビティ内に負の圧力が存在する場合、キャリア要素の位置を固定することができる。
【００２６】
一実施形態では、位置決め装置は、キャリア要素の移動をガイドするためのガイドを備える。ガイドは、基体とキャリア要素との間に配置されてもよい。簡単な方法で、ガイドは、キャリア要素の望ましくない横方向の変位、例えばキャビティを画定するためにキャリア要素と基体との間に存在するシールの弾力性の結果として起こり得る変位を防止する。 ガイドはソリッドボディガイドとして形成することができる。
【００２７】
一実施形態では、キャリア要素は、支持体上に配置された基材を、特に機械的、空気的および／または静電的に固定することができる固定装置を備える。これは、例えば処理中に作用する外力によって、処理中に基板が移動しないことを確実にする。
【００２８】
この目的のために、支持体および／またはキャリア要素は、基材、例えばブラケットおよび／または吸引開口部を固定するための手段を備えることができる。
【００２９】
一実施形態では、密封されたキャビティにさらなる圧力、特に過圧を加えて、キャリア要素を目標通りにマウントに向かって移動させることができる。これにより、キャビティに圧力を加えることによって基板間の距離を空気圧で調整できるという利点が達成される。 過剰圧力は、プロセスチャンバ内の圧力、位置決めデバイス内のプロセスキャビティ、および／または周囲圧力からの正の圧力差によって設定することができる。
【００３０】
一実施形態では、ホルダは、別の基板の表面を支持体上に配置された基板の方に向けるように形成される。これは、支持体上に配置された基板に対して別の基板を効率的に配置することができるという利点を達成する。
【００３１】
一実施形態では、キャリア要素とホルダとの間にプロセスキャビティがあり、そのサイズはキャリア要素とホルダとの間の距離によって少なくとも部分的に設定される。
【００３２】
プロセスキャビティはプロセスチャンバの一部であってもよく、プロセスキャビティはプロセスチャンバを形成してもよい。
【００３３】
プロセスキャビティは、圧力端子をさらに備えてもよい。
【００３４】
一実施形態では、位置決め装置は、プロセスキャビティを密封するための密封手段、特に膨張可能な密封リップを備える。これにより、例えばプロセスキャビティ内の過圧または負圧を維持するように、プロセスキャビティを効率的に密封することができるという利点が達成される。
【００３５】
一実施形態では、過剰圧力または負圧をプロセスキャビティに印加することができ、および／または排気することができ、またはプロセスキャビティは、ガス、特にヘリウムを導入することができるガス端子を備える。これにより、制御された環境、例えば真空中で基板を処理することができるという利点が達成される。 外力効果は、キャビティとプロセスキャビティとの間の圧力差によって設定することができる。
【００３６】
プロセスキャビティを排気することにより、基板と別の基板との間の真空接合を確立することが可能になる。この目的のために、基板間のキャビティは、例えば、最初に排気される。 続いて、位置決め装置は、基板を別の基板に向けて移動させ、２つの基板を接合させることができる。したがって、基板の表面および／または別の基板のキャビティは、基板が接合する前に排気することができる。
【００３７】
プロセスキャビティが排気されると、負圧が生じることがある。この負圧は、キャリア要素またはその上に配置された基板に外力として作用し、これにより、排気が完了する前にキャリア要素または基板を持ち上げ、基板を互いに押し付けることができる。 この外力に対抗するために、キャリア要素と基体との間のキャビティを排気することができ、その結果、外力に対抗してキャリア要素を固定する第２の力が生じる。 基板間のプロセスキャビティが完全に排気された後、調整要素は、２つの基板を接合にするように、キャリア要素を目標方向にホルダに向かって移動させることができる。
【００３８】
一実施形態では、位置決め装置は、基体とホルダとの間の距離を調整および／または固定するように基体とホルダとの間に挿入可能なスペーサ、特にウェッジまたはウェッジスペーサを備える。これは、例えばプロセスキャビティ内の負圧による外力によるホルダの基体への移動が効率的に防止されるという利点を達成する。
【００３９】
第２の態様では、本発明は、基板、特にウェハを別の基板、特に追加のウェハまたはマスクと接合する方法であって、以下の方法ステップを備える方法に関し、前記基板を前記別の基板に対して固定するステップと、外力の作用による前記基板の望ましくない動きを防止するために、前記基板の下の密閉されたキャビティを排気するステップと、制御された方法で前記基板を前記別の基板に向けて移動させるステップとを備え、前記基板および前記別の基板は、プロセスキャビティ内に配置され、そのサイズは、少なくとも部分的に前記基板間の距離によって設定され、前記プロセスキャビティへ過圧または負圧を印加すること、および／またはそれを排気すること、または前記プロセスキャビティにガス、特にヘリウムを充填することが可能である。これは、例えば、前記基板が目標通りに接合される前に、前記基板の望ましくない動きが効率的に防止されるという利点を達成する。圧力が前記キャビティに加えられる直前または後に、前記基板に外力をもたらすプロセス条件を調整することができる。例えば、前記基板間に負圧が発生する。さらに、これは、制御された環境、例えば真空中で前記基板を処理することができるという利点を達成する。力の外部作用は、前記キャビティと前記プロセスキャビティとの間の圧力差によって設定することができる。
【００４０】
前記プロセスキャビティを排気することにより、例えば、前記基板と前記別の基板との間の真空接合を確立することが可能になる。この目的のために、追加の方法ステップにおいて、前記基板間の前記キャビティを最初に排気してもよい。その後、前記基板を前記別の基板に向けて移動させ、２つの基板を接触させることができる。したがって、前記基板の表面および／または前記別の基板のキャビティは、前記ウェハが接触する前に排気することができる。
【００４１】
前記基板および／または前記別の基板は、それぞれウェハ、特にガラスまたは半導体ウェハであってもよい。前記別の基板は、マスク、特にフォトリソグラフィマスク、またはスタンプ、特にナノインプリントまたはマイクロプリントスタンプであってもよい。
【００４２】
前記基板および／または前記別の基板は、実質的に同じサイズ、特に実質的に等しい周辺部を有することができる。 前記別の基板は、前記基板用の蓋および／またはカバーとして形成することができる。 前記別の基板は、光に対して透明に形成されてもよい。
【００４３】
前記基材の固定は、キャリア要素、特にキャリア要素の支持体に固定することを備えることができる。キャリア要素は、この目的のための固定装置を備えることができる。前記別の基板は、次に、前記キャリア要素の反対側のホルダに固定されてもよい。
【００４４】
一実施形態では、この方法は、前記基板を接続すること、特に接合することをさらに備える。これにより、特に効率的なウェハボンディングが可能になるという利点が達成される。負圧が加えられたキャビティは、例えば２つの前記基板が早期に接触することを防止する。したがって、前記基板が接触する前に最適なプロセス条件が存在することを確実にすることができる。
【００４５】
一実施形態では、制御された方法で前記キャリア要素を前記ホルダに向かって移動させることは、さらなる圧力、特に過剰圧力をキャビティに加えることを備える。これにより、前記キャビティに圧力を加えることによって前記基板を効率的に接合にすることができるという利点が達成される。
【００４６】
本発明の第１の態様による位置決め装置は、本発明の第２の態様による方法を実施するように形成することができる。
【００４７】
さらなる実施形態は、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】
【００４８】
本発明は、本発明の特定の好適な実施形態を示す添付図面を参照して説明する。
【図１】基板用位置決め装置の一部の概略図である。
【図２】さらなる実施形態による位置決め装置の概略図である。
【図３】別の基板と基板を接合する方法のフローチャートである。
【図４ａ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｂ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｃ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｄ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｅ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｆ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【図４ｇ】２つの基板を接合させるために使用されている図２の位置決め装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、一実施形態による基板１０１を位置決めするための位置決め装置１００の一部の概略図である。
【００５０】
位置決め装置１００は、基体１０５と、基板２を支持する支持体１０９を備えるキャリア要素１０７とを備え、キャリア要素１０７は、基体１０５の上方に配置され、基体１０５からの距離に関して移動可能に形成されている。
【００５１】
位置決め装置１００は、別の基板１０３用のホルダ１１１をさらに備え、ホルダ１１１は、キャリア要素１０７に対向して配置される。
【００５２】
位置決め装置１００には、基体１０５とキャリア要素１０７との間に、外力の作用の結果としてホルダに向うキャリア要素１０７または支持基板１０１の望ましくない動きを防止するために、圧力、特に負の圧力を加えることができる密封されたキャビティ１１３が存在する。
【００５３】
位置決め装置１００によって、ホルダ１１１に固定された別の基板１０３からの基板１０１の距離をさらに調整することができる。 例えば、位置決め装置１００は、基板１０１と別の基板１０３とを接触させ、および／または接合させることができる。続いて、リソグラフィプロセス、ボンディングプロセスおよび／またはインプリントプロセスを実行することができる。
【００５４】
基板１０１および／または別の基板１０３は、それぞれウェハであってもよい。別の基板１０３は、マスク、特にフォトリソグラフィマスク、またはスタンプ、特に、基板１０１用のマイクロプリントまたはナノインプリントスタンプであってもよい。
【００５５】
基板１０１および／または別の基板１０３は、実質的に同じサイズであってもよく、特に実質的に等しい周辺部を有していてもよい。別の基板１０３は、基板１０１のための蓋および／またはカバーとして形成されてもよい。別の基板１０３は、光に対して透明に形成されてもよい。
【００５６】
基板１０１および／または別の基板１０３は、それぞれ円盤状であってもよい。 基板１０１および／または別の基板１０３は、それぞれ直径が２，３，４，５，６，８，１２または１８インチの実質的に丸い周辺部を有することができる。基板１０１，１０３は、さらに、実質的に平面であってもよく、それぞれ、５０〜３０００μmの厚さを有してもよい。 基板１０１，１０３の各々は、直線状の縁部（平坦部）および／または少なくとも1つの溝部（ノッチ部）を有することができる。 基板１０１，１０３は、多角形、特に正方形または長方形であってもよい
【００５７】
基板１０１および／または別の基板１０３は、半導体材料、例えばシリコン（Ｓｉ）またはヒ化ガリウム（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それぞれ形成することができる。 基板１０１および／または別の基板１０３は、それぞれ、単結晶、多結晶または非晶質材料から形成されてもよい。 さらに、基板１０１，１０３はそれぞれ複数の合成材料を備えることができる。 少なくとも1つの基板１０１，１０３は、少なくとも1つの面にコーティング、例えばフォトレジストまたは接着剤などのポリマーでコーティングすることができる。 さらに、基板１０１，１０３の少なくとも1つは、金属コーティング、例えば構造化クロム層を備えることができる。
【００５８】
基板１０１および／または別の基板１０３は、それぞれ、少なくとも1つの基板表面上に構造、特に規則的に配置された構造を備えることができる。構造体は、基板表面上に隆起部および／またはキャビティを形成することができる。 構造は、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導電性トラック、または光学部品を備えることができる。構造は、ＭＥＭＳまたはＭＯＥＭＳ構造をさらに備えることができる。 基板１０１および／または別の基板１０３は、一方または両方の基板表面上に残渣または不純物、例えば接着ビーズをさらに備えることができる。 構造または残渣は、それぞれの場合において、基板１０１の表面上または他の基板に面する別の基板１０３の表面上に存在してもよい
【００５９】
基体１０５および／またはキャリア要素１０７は、それぞれ、プラスチック材料または金属、特にアルミニウムで形成されてもよい。 キャリア要素１０７は、基体１０５に結合されてもよい。例えば、基体１０５は、キャリア要素１０７が少なくとも部分的に挿入され得る凹部を備える。キャビティ１１３は、キャリア要素１０７に受け入れられていない基体１０５の凹部の一部によって形成されてもよい。
【００６０】
基体１０５からの距離に関するキャリア要素１０７の動きは、基体に対して実質的に垂直である。 さらに、それに対して斜めの構成要素を使用することもできる。キャリア要素１０７が基体１０５に対して移動する結果、キャリア要素１０７の基体１０５からの距離が変化し、特に、基体１０５の上のキャリア要素１０７の高さを変えることができる。
【００６１】
キャリア要素１０７および／または基体１０５は、チャックを形成することができる。
【００６２】
支持体１０９は、キャリア要素１０７に凹部を備えていてもよいし、キャリア要素１０７に凹部として形成されていてもよい。凹部の周囲は、基板１０１の周囲に実質的に対応してもよい。 凹部に挿入される。
【００６３】
キャリア要素１０７は、支持された基板１０１を固定するための固定装置（図１には図示せず）を備えることができる。この固定は、例えば、機械的、空気圧的および／または静電的である。例えば、この固定は、基板が外力によって支持体から解放されるのを防止する。支持体１０９および／またはキャリア要素１０７は、この目的のためにブラケットおよび／または吸引開口のような固定手段を備えていてもよい。固定装置はクランプ装置であってもよい。
【００６４】
ホルダ１１１は、別の基板１０３の表面をキャリア要素１０７上に位置付けられた基板１０１の方に向けるように形成される。基板１０３は、ホルダ１１１内に機械的に、空気的に、または静電的に固定される。ホルダ１１１は、例えば真空ホルダであり、負圧によって別の基板１０３を圧入または吸引して固定する。
【００６５】
ホルダ１１１の位置は、キャリア要素１０７および支持基板１０１に平行な平面内で、および／またはキャリア要素１０７および支持基板１０１に対して垂直に、さらに調整可能であり得る。例えば、ホルダ１１１は、 基板１０１，１０３の向き（アライメント）を整えることが可能になるように、キャリア要素１０７上に支持された基板１０１の表面に平行な他の基板１０３の正確な位置調整を可能にする。同じ目的のために、キャリア要素１０７および／または基体１０５は、支持された基板１０１に対して横方向に移動可能であってもよい。
【００６６】
ホルダ１１１は、光に対して、特に紫外波長範囲で透明に形成されてもよい。特に、ホルダ１１１は、ガラスまたは透明なプラスチック材料から形成されてもよい。これにより、例えば、ホルダ１１１に固定されたマスクを介して基板１０１を照明したり、基板１０１，１０３間の接着剤を硬化させたりするように、ホルダ１１１を介して光を照射することができる。
【００６７】
密封されたキャビティ１１３にさらなる圧力、特に過圧を加えて、キャリア要素１０７を目標の方法でホルダ１１１に向かって移動させることが可能である。これにより、基板１０１，１０３間の距離を短くすることができ、あるいは、基板１０１，１０３を目的に応じて接触させることができる。
【００６８】
圧力を調節するために、密封されたキャビティ１１３は、圧力弁（図１には図示せず）を備えることができる。
【００６９】
図1の例示的な位置決め装置１００は、調整要素１１５、ガイド１１７、および復元要素１１９をさらに備える。
【００７０】
調整要素１１５は、ホルダ１１１からキャリア要素１０７の距離を正確に調整するために形成される。調整要素１１５は、基体１０５とキャリア要素１０７との間に配置されてもよい。調整要素１１５は、 キャビティ１１３に圧力を加えることによってホルダからのキャリア要素の距離の空気圧調整をさらに支援することができる。
【００７１】
調整要素１１５は、リフト要素、特に空気圧リフト要素を備えることができる。調整要素またはリフト要素１１５は、基体に少なくとも部分的に受容される多数のピンを備えることができる。ピンは、基体１０５からキャリア要素１０７までの距離を変化させるように、伸縮自在であってもよい。リフト要素は、ピエゾ素子または複数のピエゾ素子を備えることができる。
【００７２】
調整要素１１５は、基体１０５からのキャリア要素１０７の距離を調整するための制御コマンドによって作動可能であってもよい。
【００７３】
ガイド１１７は、キャリア要素１０７の望ましくない横方向の変位を防止するようにキャリア要素１０７の移動を案内するように形成される。
【００７４】
この場合、復元要素１１９は、基体１０５とキャリア要素１０７との間に配置されたバネである。復元要素１１９は、キャリア要素１０７の空気圧による固定をさらに促進することができる。
【００７５】
さらなる実施形態では、調整要素１１５は、基体１０５と圧力が加えられるキャリア要素１０７との間のキャビティによって形成される。このように、キャビティ１１３に圧力を加えることによって、キャリア要素１０７と基体１０５との距離を調整し、キャリア要素１０７の位置を固定することができる。
【００７６】
図２は、一般的に第１の実施形態に対応するさらなる実施形態による位置決め装置１００の概略図である。
【００７７】
図２は、プロセスキャビティ２０１を有するプロセスチャンバ、特にリソグラフィプロセスまたはボンディングプロセスのための位置決め装置１００を示す。プロセスキャビティ２０１は、キャリア要素１０７とホルダ１１１との間に配置される。プロセスキャビティ２０１は、キャリア要素１０７とホルダ１１１との間の距離によって実質的に設定される。
【００７８】
プロセスキャビティ２０１は、プロセスチャンバの一部を形成してもよく、プロセスキャビティ２０１は、特にリソグラフィまたはボンディングプロセスのためのプロセスチャンバであってもよい。 過度の圧力または負の圧力がプロセスキャビティ２０１に加えられてもよく、および／または排気されてもよい。さらに、プロセスキャビティ２０１は、ガス、特にヘリウムで充填されてもよい。これにより、制御された処理環境において基板１０１，１０３を処理することが可能になる。
【００７９】
一実施形態では、プロセスキャビティ２０１を排気することによって、基板１０１と別の基板１０３との間の真空接合を確立することが可能になる。この目的のために、プロセスキャビティ２０１は、最初に排気される。続いて、位置決め装置１００は、基板１０１を別の基板１０３に向けて移動させ、２つの基板１０１，１０３を接触させる。基板１０１および／または１０３の表面上のキャビティなどの構造は、基板１０１，１０３が接触する前に効率的に排気することができる。
【００８０】
キャリア要素１０７とホルダ１１１との間のプロセスキャビティ２０１への圧力の印加は、キャリア要素上の外力の作用を引き起こすか、または増幅することができる。例えば、プロセスキャビティ２０１が排気されると、負圧が生じ、キャリア要素１０７および／または支持された基板１０１に外力が作用する。この外力によって、それぞれの基板表面上の全ての構造物が完全に排気される前に、キャリア要素１０７または基板１０１を持ち上げ、基板１０１，１０３が一緒にプレスされるようにすることができる。キャリア要素１０７と基体１０５との間のキャビティ１１３にも圧力が加えられるので、この力を補償することができ、基板１０１，１０３が早期に一緒にプレスされることを防ぐことができる。
【００８１】
キャリア要素１０７または基板１０１に対する外力の作用は、キャビティ１１３とプロセスキャビティ２０１との間の圧力差の結果であってもよい。キャビティ１１３に適切な圧力を加えることによって、この圧力差および結果として生じる力と生じる力を最小化することができる。 基板間のプロセスキャビティ２０１が完全に排気された後、調整要素１１５は、２つの基板１０１，１０３を一緒にするようにキャリア要素１０７をホルダ１１１に向かって移動させることができる。したがって、基板１０１，１０３の間に真空接合を確立することができる。あるいは、キャリア要素１０７をホルダ１１１に向かって移動させ、２つの基板１０１，１０３を接触させるように、過剰圧力をキャビティ１１３に加えることができる。
【００８２】
図２はさらに、基板１０１を支持体１０９に固定し、別の基板１０３をホルダ１１１に真空吸引によって固定する例を示す。この目的のために、支持体１０９およびホルダ１１１はそれぞれ、負圧によって基板１０１または別の基板１０３を固定する複数の吸引開口を備える。
【００８３】
図２において、調整要素１１５は、キャリア要素１０７の基体１０５からの、およびホルダ１１１内の別の基板１０３からの最小距離を設定するように、複数の支持要素２０５ａ−ｃを備える。 キャビティ１１３内の強い負圧により、キャリア要素１０７が基体１０５上に直接押し付けられることを防止することができる。
【００８４】
図２の例の図面では、基板１０１は、上面および下面に構造を備える。構造は、例えばキャビティおよび／または電気回路によって形成される規則的な構造を備える。例えば、基板１０１の表面上の構造は、それぞれのキャビティに埋め込まれたＬＥＤおよび／または検出器である。図２の基板表面の構造は、別の基板１０３に面する表面上に接着ビード２１１の形の不純物をさらに備える。基板１０１，１０３が接合されると、別の基板１０３が接着ビード２１１上に押し付けられ、基板１０１，１０３の間に接着層が生じる。別の基板１０３は、接着層が硬化した後に構造の上の所定の位置に保持される、基板１０１上の個々の構造のための透明な蓋またはカバーを備えることができる。
【００８５】
図２の例示的な位置決め装置１００は、くさび形スペーサ２０３と密封手段２０７，２０９とをさらに備える。
【００８６】
スペーサ２０３は、基体１０５とホルダ１１１との間に挿入され、ホルダの基体への望ましくない移動を防止する。
【００８７】
プロセスキャビティ２０１が排気されると、ホルダ１１１とキャリア要素１０７との間の負圧によってホルダにさらに外力が加わることがある。このさらなる外力によって、ホルダおよびキャリア要素１０７または支持された基板１０１が一緒に押圧されることもある。これを防止するために、プロセスチャンバ２０１内を排気する前にスペーサ２０３をホルダと基体との間に挿入する。
【００８８】
密封手段２０７は、キャビティ１１３を、特にキャリア要素１０７の基体１０５からの異なる距離で密封するように形成される。密封手段２０７は、好ましくは、密封リングおよび／または密封リップ、特に膨張可能な密封リップとして構成されている。
【００８９】
別の密封手段２０９は、キャリア要素１０７からのホルダ１１１の異なる距離でプロセスキャビティ２０１またはプロセスチャンバ２０１を密封する。この目的のために、別の密封手段２０９は、密封リングおよび／または膨張可能な密封リップを備える。密封リングの密封リップは、ホルダ１１１に押し付けられてプロセスキャビティ２０１を密封することができる。
【００９０】
図３は、一実施形態による基板１０１を別の基板１０３と接合する方法３００のフローチャートである。 基板１０１，１０３は、それぞれガラス基板または半導体基板であってもよい。さらに、基板１０１はウェハであってもよく、別の基板１０３はマスクまたはスタンプであってもよい。 基板１０１，１０３は、図１よび／または図２示す基板１０１，１０３に対応してもよい。
【００９１】
方法３００は、図１および／または図２の位置決め装置を使用して実施することができ、別の基板１０３に対向する基板１０１を固定するステップ３０１、外力の作用による基板の望ましくない動きを防止するように、基板１０１の下の密閉されたキャビティ１１３を排気するステップ３０３、および制御された方法で基板１０１を別の基板１０３に向かって移動させるステップ３０５を備える。
【００９２】
図３の方法３００は、一緒になった基板１０１，１０３を接合する、特にボンディングするステップ３０７をさらに備える。
【００９３】
方法３００が、図２の例に示すような、プロセスチャンバ２０１を備える位置決め装置１００を使用して実行される場合、このプロセスチャンバ２０１を、キャリア要素１０７が制御された方法３０５で別の基板１０３に向かって移動する前に排気することができる。この排気の前、間または後に、負の圧力がキャリア要素１０７と基体１０５との間のキャビティ１１３に加えられて、キャリア要素１０７の別の基板１０３へ向かう望ましくない動きを防止するように、基板表面上の構造およびキャビティの完全な排気を確かなものとする。
【００９４】
図４ａ〜図４ｇは、一実施形態による2つの基板１０１，１０３を接合する接合プロセス中の図２の位置決め装置１００の概略図である。
【００９５】
図４ａは、接合プロセスの初期状態を示す。 接着ビーズを備える基板１０１は、キャリア要素１０７の支持体１０９上に配置され、別の基板１０３は、ホルダ１１１に固定される。支持体１０９およびホルダ１１１は、負圧によって基板１０１，１０３を固定する。基板１０１が支持体１０９上に吸引される圧力差は、例えばＰｗａｆｅｒ＝−０．９５バールである。キャリア要素１０７と基体１０５との間のキャビティ１１３にも負圧が加えられ、周囲圧力からのＰｃｈｕｎｋ＝−０．９５バールの圧力差が生じる。膨張可能な密封リップ２０９は、図４ａにおいては引っ込められている。 したがって、プロセスチャンバ２０１内の圧力は、周囲圧力（圧力差Ｐｃｈａｍｂｅｒ＝０バール）に対応する。
【００９６】
図４ｂは、膨張可能な密封リップ２０９のその後の伸長を示し、プロセスチャンバ２０１を密封する。さらに、ホルダ１１１は、くさび２０３によって基体１０５から所定の距離だけ下降して固定される。
【００９７】
図４ｃは、密閉されたプロセスチャンバ２０１の排気を示す。これは、例えば、Ｐｃｈａｍｂｅｒ＝−０．７５バールの周囲圧力との負の圧力差を生じる。負圧も圧力チャンバ１１３に印加されるので、プロセスチャンバ２０１の排気は、最初にキャリア要素１０７をホルダ１１１に向かって移動させることはない。
【００９８】
図４ｄに示す次のプロセスステップでは、たとえばＰｃｈｕｎｋ＝＋０．５バールの超過圧力がキャビティ１１３に加えられる。その結果、ｚ方向に移動可能なウェハ支持体がキャリア要素１０７上に位置する基板１０１を押圧する 接着ビーズは、基板１０１，１０３の間で圧縮され、均一な接着層を形成することができる。 横方向に調整可能なキャリア要素１０７または横方向に調整可能な支持体１０９については、この時点で調整も可能である。
【００９９】
図４ｅは、密封リップ２０９の後退およびくさび２０３の除去を示す。
【０１００】
前のステップで微調整が不可能であった場合、キャリア要素１０７をホルダに向かってさらに移動させ、チャック支持体上に吸引し、調整することができる。 キャリア要素のこの低下は、図４ｆに示されている。
【０１０１】
図４ｇは、基板１０１と基板１０３との間の接着層を硬化させるために、接続された基板をＵＶ光４０１で次に照明することを示す。
【０１０２】
図１、図２および図４ａ〜図４ｇに示す位置決め装置１００は、例えば、マスクアライナ、レーザーライター、ウェハボンダー、ステッパー、エッチングシステムなどのボンディングシステム、または清掃システムなどのリソグラフィーシステムなどの微細構造部品の製造システムに統合することができる。
【０１０３】
製造システムは、基板１０１，１０３の間に真空が生成される製造プロセス用に形成されてもよく、および／または例えば真空接合のために基板１０１，１０３間に真空接合が確立されるべきでもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１００    位置決め装置
１０１    基板
１０３    別の基板
１０５    基体
１０７    キャリア要素
１０９    支持体
１１１    ホルダ
１１３    キャビティ
１１５    調整要素
１１７    ガイド
１１９    復元要素
２０１    プロセスキャビティ
２０３    ウェッジ
２０５ａ−ｃ    支持要素
２０７    密封手段
２０９    別の密封手段
２１１    接着ビード
３００    別の基板と共に基板を接合する方法
３０１    固定ステップ
３０３    吸引ステップ
３０５    移動ステップ
３０７    接合ステップ
４０１    ＵＶ光
【図１】
2018117113.tif 000003
【図２】
2018117113.tif 000004
【図３】
2018117113.tif 000005
【図４ａ】
2018117113.tif 000006
【図４ｂ】
2018117113.tif 000007
【図４ｃ】
2018117113.tif 000008
【図４ｄ】
2018117113.tif 000009
【図４ｅ】
2018117113.tif 000010
【図４ｆ】
2018117113.tif 000011
【図４ｇ】
2018117113.tif 000012
【外国語明細書】
2018117113.tif 000013
2018117113.tif 000014
2018117113.tif 000015
2018117113.tif 000016
2018117113.tif 000017
2018117113.tif 000018
2018117113.tif 000019
2018117113.tif 000020
2018117113.tif 000021
2018117113.tif 000022
2018117113.tif 000023
2018117113.tif 000024
2018117113.tif 000025
2018117113.tif 000026
2018117113.tif 000027
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