(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズを通して画像をキャプチャーするように適合された可視化システムを提供する。【解決手段】アライメントに用いられる可視化システムはデュアル光源を含む。デュアル光源は、基板上１０６のアライメントマーク１３８を見るための第１光源と、マスク１０８上のマスク開口部１４０又は他のアライメントマーク１３８を見るための第２光源を含む。第１光源と第２光源の切換えにより、基板１０６に対するマスク１０８のアライメントが容易になる。可視化システムは、マスク１０８を画像化している間、可視化システムをフォーカスするためｚ−軸方向に移動可能であり、これによって、マスク１０８の改修又はマスク１０８の寸法に影響する他の要因に起因する元の又は標準の位置からのマスク１０８の変位の決定を容易にする。【選択図】図１Ｂ
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
可視化システムであって
リング形状を有する第１光源と、
第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、
第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通って指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合された可視化システム。
【請求項２】
レンズはテレセントリックレンズであり、第２光源はスポットライトであり、カメラがリニアアクチュエータに結合されている請求項１記載の可視化システム。
【請求項３】
内部にミラー又はレンズを収容する光学系ハウジングを備え、ミラー又はレンズは第２光源からの光を指向するように適合される請求項１記載の可視化システム。
【請求項４】
プロセスチャンバであって、
プロセスチャンバの本体内に配置された基板支持体と、
マスクを支持するための１又はそれ以上のモーションアライメント要素と、
マスク及び基板支持体上に支持される基板のアライメントを検出するために配置される可視化システムを備え、可視化システムは、
リング形状を有する第１光源と、
第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、
第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通って指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合された可視化システムを含む、プロセスチャンバ。
【請求項５】
レンズはテレセントリックレンズであり、第２光源はスポットライトであり、カメラがリニアアクチュエータに結合されている請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項６】
可視化システムによる検出のための複数のアライメント位置を有するシャドウフレームを含む請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項７】
基板支持体は、第１光源及び第２光源を指向するための複数の開口部を含む請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項８】
第１光源及び第２光源はＬＥＤである請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項９】
基板を処理する方法であって、
処理チャンバ内の基板支持体上に基板を位置決めする工程であって、基板はマスクの近傍に位置決めされる工程と、
基板及びマスクに第１光源を指向し、基板上のアライメントマークの位置を決定する工程と、
基板及びマスクに第２光源を指向し、マスクのアライメント開口部の位置を決定する工程と、
基板又はマスクの位置を調節し、基板のアライメントマークをマスクのアライメント開口部に対してアライメントする工程を含む方法。
【請求項１０】
第１光源の指向と、第２光源の指向と、調節を繰り返すことを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
基板上にマスクを配置する工程を含み、基板支持体は、これを通して第１光源及び第２光源を指向するための複数の開口部を有する請求項９記載の方法。
【請求項１２】
シャドウフレームのアライメント位置に対して、基板上のアライメントマークと、マスクのアライメント開口部をアライメントする工程を含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
基板を処理する方法であって、
処理チャンバ内の基板支持体上に基板を位置決めする工程であって、基板はマスクの近傍に位置決めされる工程と、
可視化システムのカメラを用いて、マスクに対して基板をアライメントする工程であって、マスクは以前に改修の対象となっていた工程と、
カメラを垂直に作動してマスク上でカメラをフォーカスする工程であって、フォーカスの際のカメラの垂直距離の変化は、改修によるマスクの位置又は厚さの変化に対応する工程と、
基板上にマスクを配置する工程を含む方法。
【請求項１４】
マスクに対して基板をアライメントする工程は、
基板及びマスクに第１光源を指向し、基板上のアライメントマークの位置を決定する工程と、
基板及びマスクに第２光源を指向し、マスクのアライメント開口部の位置を決定する工程と、
基板又はマスクの位置を調節し、基板のアライメントマークをマスクのアライメント開口部に対してアライメントする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
シャドウフレームのアライメント位置に対して、基板上のアライメントマークと、マスクのアライメント開口部のアライメントをする工程を含む請求項１４記載の方法。
【考案の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本開示の実施形態は、一般に、半導体基板等の基板用のマスク及びアライメント装置、並びに操作に関する。
（関連技術の説明）
【０００２】
ＯＬＥＤフラットパネルのような基板上での堆積プロセスの間、基板上の選択された領域での材料の堆積を防止するため、マスクを蒸着源と基板との間に配置することができる。デバイス形状が縮小し続けるにつれて、マスクの正確なポジショニング（位置決め）及びアライメント（位置合わせ）は、基板表面上での正確な堆積を促進するためにますます重要になる。しかしながら、現在のマスクアライメント技術は、次世代デバイスを可能にするために必要な精度を有していないかもれしれない。
【０００３】
従って、改善されたマスクアライメント装置及び方法の必要性がある。
【概要】
【０００４】
本開示は、一般的に、基板に対してマスクをアライメントする装置及び方法に関する。一実施形態では、アライメントのための用いられる可視化システムは、デュアル光源を含む。デュアル光源は、基板上のアライメントマークを見るための第１光源と、マスク開口部又はマスク上の他のアライメントマークを見るための第２光源を含む。基板に対するマスクのアライメントを容易にするため、第１及び第２光源の切換えを行うことができる。可視化システムはまた、マスクを画像化している間、可視化システムのフォーカス（焦点合わせ）のためにｚ軸方向に作動可能であり、これによって、マスクの改修（再生）（refurbishment）又はマスクの寸法に影響する他の要因に起因する元の又は標準（default）の位置からのマスクの変位の決定を容易にする。
【０００５】
一実施形態において、可視化システムは、リング形状を有する第１光源と、第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通って指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合されている。
【０００６】
一実施形態において、プロセスチャンバは、プロセスチャンバの本体内に配置された基板支持体と、マスクを支持するための１又はそれ以上のモーションアライメント要素と、マスク及び基板支持体上に支持される基板のアライメントを検出するために配置される可視化システムを備え、可視化システムは、リング形状を有する第１光源と、第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通って指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合されている。
【０００７】
一実施形態において、基板を処理する方法は、処理チャンバ内の基板支持体上に基板を位置決めする工程であって、基板はマスクの近傍に位置決めされる工程と、可視化システムのカメラを用いて、マスクに対して基板をアライメントする工程であって、マスクは以前に改修の対象となっていた工程と、カメラを垂直に作動してマスク上でカメラをフォーカスする工程であって、フォーカスの際のカメラの垂直距離の変化は、改修によるマスクの位置又は厚さの変化に対応する工程と、基板上にマスクを配置する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の上記構成が詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明を実施形態を参照して行うことができる。実施形態の一部は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態しか図示しておらず、本開示はその他の同等に効果的な実施形態を含み得ることから、本開示の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【０００９】
【図１Ａ】一実施形態による化学蒸着装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される装置の一部の拡大概略図である。
【図２Ａ】一実施形態による、可視化システムの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した可視化システムの一部の上面図である。
【図３】一実施形態によるマスクとアライメントシステムの概略等角図である。
【図４】一実施形態によるシャドウフレームの底面図である。
【図５】マスクをアライメントするための方法のフロー図である。
【図６Ａ】〜
【図６Ｄ】アライメント操作時のマスクの部分図を示す。
【図７Ａ】〜
【図７Ｃ】本開示のビジョンシステムを用いた測定再現性のグラフを示す。
【図８】本開示の可視化システムによって実行されるフォーカス測定のグラフを示す。
【００１０】
理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素を指定するため、可能な場合、同一の参照番号が使用される。一実施形態の要素及び構成は、更に言及することなく、他の実施形態に有利に組み込まれてもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１１】
本開示は、一般的に、基板に対してマスクをアライメントする装置及び方法に関する。一実施形態では、アライメントのための用いられる可視化システムは、デュアル光源を含む。デュアル光源は、基板上のアライメントマークを見るための第１光源と、マスク開口部又はマスク上の他のアライメントマークを見るための第２光源を含む。基板に対するマスクのアライメントを容易にするため、第１及び第２光源の切換えを行うことができる。可視化システムはまた、マスクを画像化している間、可視化システムのフォーカスのためにｚ軸方向に作動可能であり、これによって、マスクの改修又はマスクの寸法に影響する他の要因に起因する元の又は標準の位置からのマスクの変位の決定を容易にする。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る化学蒸着（ＣＶＤ）装置１００の概略断面図である。装置１００は、１又はそれ以上の壁を貫通する開口部１０４を有するチャンバ本体１０２を含み、１又はそれ以上の基板１０６及びマスク１０８を内部に挿入することができる。基板１０６は、処理中に、ディフューザ１１２に対向する基板支持体１１０上に配置される。ディフューザ１１２は、ディフューザ１１２を貫通して形成された１又はそれ以上の開口部１１４を有し、処理ガスがディフューザ１１２と基板１０６との間に画定された処理空間１１６に入ることを可能にする。
【００１３】
処理のために、マスク１０８は最初に開口部１０４を介して装置１００に挿入され、複数のモーションアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄ（２つが図示されている）上に配置される。その後、基板１０６は開口部１０４を介して挿入され、基板支持体１１０を介して延びる複数のリフトピン１２０上に配置される。その後、基板支持体１１０は上昇して基板１０６と接触し、基板１０６は基板支持体１１０上に配置される。
【００１４】
基板１０６が基板支持体１１０上に配置されると、１又はそれ以上の視覚化システム１２２は、マスク１０８が適切に基板１０６の上にアライメントされているか否かを決定する。マスク１０８が適切にアライメントされていない場合は、アライメントシステム３９６（図３に図示）の１又はそれ以上のアクチュエータ１２４は１又はそれ以上のモーションアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄを動かし、マスク１０８の位置を調節する。その後、１又はそれ以上の視覚化システム１２２はマスク１０８のアライメントを再チェックする。
【００１５】
マスク１０８が適切に基板１０６上にアライメントされると、マスク１０８は基板１０６上に下降され、その後、シャドウフレーム１２８がマスク１０８に接触するまで、基板支持体１１０はステム１２６上で上昇する。シャドウフレーム１２８は、マスク１０８上に載置される前、チャンバ本体１０２の１又はそれ以上の内壁から延びる棚部１３０上のチャンバ本体１０２内に配置される。基板支持体１１０は、基板１０６、マスク１０８及びシャドウフレーム１２８がディフーザー１１２に対向する処理位置に配置されるまで、上昇し続ける。その後、処理ガスは、バイアスがディフィーザ１１２に供給されている間、バッキングプレート１３４に形成された開口部を介して、１又はそれ以上のガス源１３２から送出される。
【００１６】
基板１０６上でマスク１０８を適切にアライメントするため、可視化システム１２２は、複数の光源（図３に図示）から基板１０６及びマスク１０８に向かって光を指向することによって作用する。マスク１０８及び基板１０６の照明は、マスク１０８を貫通して形成された開口部１４０に対して、基板１０６上に形成されたアライメントマーク１３８（例えば、基準マーク）の位置合わせを容易にする。基板支持体１１０を介してアライメントマーク１３８を見ると、１又はそれ以上の視覚化システム１２２は、マスク１０８の開口部１４０の境界部に加え、シャドウフレーム１２８を見るであろう。シャドウフレーム１２８及びマスク１０８は、陽極酸化アルミニウムから製造することができる。しかしながら、陽極酸化アルミニウムは灰色であるので、１又はそれ以上の視覚化システム１２２は、シャドウフレーム１２８及びマスク１０８に対して、アライメントマーク１３８を見るのが困難であるかもしれない。従って、可視化システム１２２は、更に図４を参照して説明されるように、アライメント操作の間、アライメントマーク１３８、マスク開口部１４０及びシャドウフレーム１２８を明確に見るように修正されることができる。
【００１７】
図１Ｂは、図１Ａに示される装置１００の一部の拡大概略図である。図１Ｂに示されるように、基板支持体１１０は、リフトピン１２０を収容する第１セットの貫通した開口部と、アライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄが貫通して延びる第２セットの開口部を含む。また、開口部１３６は、アライメント可視化システム１２２が作用する場所に対応する位置にも存在する。アライメント可視化システム１２２は装置１００の外部に配置することができ、１又はそれ以上の可視化要素（例えば、カメラ、照明要素、レンズ、及び／又は装置内を見るための窓）を利用することができると理解すべきである。アライメント可視化システム１２２は、基板支持体１１０に形成された開口部１３６を通って、基板１０６を通って、マスク１０８に形成された開口部１４０を通って、及びシャドウフレーム１２８上のアライメント位置１４４において、矢印「Ａ」で示される方向に複数の光源を指向することによって作用する。アライメント可視化システム１２２は、１又はそれ以上の計測及び位置の修正を実行することにより、マスク１０８を貫通して形成された開口部１４０内の中心にアライメントマーク１３８を位置決めすることを容易にする。
【００１８】
図２Ａは一実施形態に係る視覚化システム１２２の概略図である。視覚化システム１２２は、支持体２５１に結合された光学系２５０を含む。光学系２５０は、光学系２５０の第１端部に配置された第１光源２５２ａ（例えば、リング状ライト）を含む。第２光源２５２ｂ（例えば、スポットライト）は、第１光源２５２ａ内の中央開口部２９５を介して光を指向するように位置する。一例では、第２光源２５２ｂは、光学系２５０のメインチューブ２５３に対して垂直に配置され、第１光源２５２ａ内に同心円状に配置されたハウジング２９３を経由して第１光源２５２ａを介して向けられる。第２光源２５２ｂは、１又はそれ以上のレンズ又はミラー２９０をオプションで内部に含む光学ハウジング２５４でメインチューブ２５３に結合されており、第１光源２５２ａの中央開口部を介して光を指向する。第１光源２５２ａと第２光源２５２ｂの各々は、白色光を発生する発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。
【００１９】
また、メインチューブ２５３は、光学ハウジング２５４とカメラ２５５の間の光学ハウジング２５４に近接して、その内部に収容されたレンズ２９１（例えば、テレセントリックレンズ）を含む。一例では、カメラ２５５は、基板１０６とマスク１０８（図内１０８で図示）の画像をキャプチャー（捕獲、capture）するために用いられる２ＭＰのカメラであり、マスク１０８に対する基板１０６のアライメントを容易にする。カメラ２５５によりキャプチャーされた画像は、リンク２５６を介して制御ユニット（図示せず）に送ることができる。制御ユニットは、キャプチャーされた画像を処理して、基板１０６及び／又はマスク１０８の位置の適切な修正を決定し、例えば、１又はそれ以上のアクチュエータ１２４及び１又はそれ以上のモーションアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄを使用して、適切なアライメントを容易にする。
【００２０】
光学系２５０は、ブラケット２５８に結合された１又はそれ以上のクランプ２５７（２個が図示）を介して支持体２５１に固定されている。ブラケット２５８は、支持体２５１のレール２５９に沿って垂直方向に作動可能である。ブラケット２５８及びそれに結合された光学系２５０の作動は、アクチュエータ２６０（例えば、ステッピングモータ、ボールねじ、又は作用的にブラケット２５８に結合された他の適したリニアアクチュエータ）を介して達成される。オプションのガイド２９７がレール２５９に連結され、これに沿った移動を容易にする。一実施形態では、ガイドは省略されてもよく、又は、ブラケット２５８と一体的に形成されてもよいと理解される。センサ２９８（例えば、エンコーダ）を配置し、レール２５９に沿ったガイド２９７及び／又はブラケット２５８の絶対的又は相対的位置、及びこれに伴うカメラ２５５の位置をモニタリング又は検知してもよい。一例では、センサ２９８は図示されるようにアクチュエータ２６０に結合されてもよいが、他のセンサの位置も考えることができる。
【００２１】
図２Ｂは、図２Ａに示される可視化システム１２２の一部の上面図である。特に、図２Ｂは第１光源２５２ａの上面平面図であり、メインチューブ２５３の延長線を包囲している。第２光源２５２ｂ（図２Ｂに図示）からの光は、第１光源２５２ａに隣接したメインチューブ２５３の延長線から出射されることができる。一例では、第１光源２５２ａは、光を基板及びマスクに指向するために用いられるハウジングによって部分的に包囲されたバルブを含むことができる。
【００２２】
図３は、一実施形態に係るマスク１０８及びアライメントシステム３９６の概略等角図である。上述したように、マスク１０８は、マスク１０８を１又はそれ以上のアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄに配置するエンドエフェクタを用いて、最初に装置１００内に挿入される。図示の実施形態では、アライメントシステム３９６は、２個のアクチュエータ１２４に加えて、４個のアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄを含む。本発明は、４個のアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄに限定されないことを理解すべきである。各アライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄは、アライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄの移動を制御する１又はそれ以上のアクチュエータ１２４に結合される。
【００２３】
アライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄは、同一ではないかもしれない。一例では、２個のアライメント要素１１８Ａ、１１８ＤはＸ−Ｙ−Ｚアライメント要素（即ち、３つの異なる平面内でアクチュエータを介して移動可能）であり、他の２個のアライメント要素１１８Ｃ、１１８ＢはＺモーションアライメント要素（１の平面内のみでのアクチュエータを介した移動）である。従って、４個全てのアライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄは基板１０６の堆積面に垂直な平面内を移動可能であり、２個のアライメント要素１１８Ａ、１１８Ｄのみが基板１０６の堆積面に平行な平面内を移動可能である。図４に示される実施形態では、Ｘ−Ｙ−Ｚアライメント要素１１８Ａ、１１８Ｄは互いに隣接しておらず、むしろ、互いに対向している。同様に、Ｚアライメント要素１１８Ｂ、１１８Ｃは、互いに隣接しておらず、むしろ、互いに対向している。
【００２４】
図４は、一実施形態に係るシャドウフレーム１２８の底面図である。視覚化システム１２２（図１Ａに図示）を収容するために、シャドウフレーム１２８は、それぞれの可視化システム１２２からの光が照明する場所に対応するアライメント位置１４４を有する。アライメント位置１４４は、陽極酸化アルミニウムでないシャドウフレーム１２８の一部である。シャドウフレーム１２８の残りの部分は、陽極酸化アルミニウムである。４個のアライメント位置１４４が示されているが、より多い又は少ないアライメント位置１４４が存在することができると理解されるべきである。基板１０６上のマーク１３８とシャドウフレーム１２８上のアライメント位置１４４との間には十分なコントラスト（相違）があり、可視化システム１２２が基板１０６上のマーク１３８を効果的に可視化できることを保証する。追加的に、シャドウフレーム１２８の陽極酸化部分とアライメント位置１４４との間には十分なコントラストがあり、可視化システム１２２がシャドウフレームのこれらの部分を区別することが可能である。アライメント位置１４４は、無垢の陽極酸化されていないアルミニウムを有することができ、これは陽極酸化アルミニウムの灰色ではなく、輝く銀色の外観を有するであろう。選択的に、アライメント位置１４４は、シャドウフレーム１２８に挿入されるセラミックス材料を含むことができ、これによって、アライメント位置１４４がアライメント目的のための白色の外観を有する。視覚化システム１２２が動作中、アライメント位置１４４は、陽極処理されたシャドウフレーム１２８に対してコントラストを向上させる。
【００２５】
従来のシステムにおいて、アライメントの問題は、可視化システム１２２の視野に対し、基板のアライメントマーク１３８がマスク１０８の開口部の外側に配置されたときに生じる。特に、アライメントマーク１３８は、マスク１０８又はシャドウフレーム１２８の陽極酸化アルミニウムに対しコントラストを欠いているので、これによって、アライメントマーク１３８を識別することが困難になる。一般に、アライメント動作中に単一の光源のみを用いる従来のシステムは、開口部１４０の領域の外側に配置されると、アライメントマーク１３８を検出又は可視化することができない。従って、可視化システム１２２がアライメントマーク１３８を探すので、スループット（効率）が低下し、これは、アライメントマーク１３８が開口部１４０に現れるまで、基板１０６に対してマスク１０８をランダムに動かす工程を含む可能性がある。
【００２６】
図５は、マスクをアライメントするための方法５６０のフロー図である。図６Ａ−６Ｄは、アライメント動作時のマスク１０８の部分図を示す。説明を容易にするために、図５及び図６Ａ−図６Ｄを併せて説明する。図６Ａは、照明時に、内部に形成された開口部１４０を有するマスク１０８の部分図である。照明は、第１光源２５２ａ（図２に図示）のような第１光源を使用した操作５６１中に生じる。図示されているように、基板のアライメントマーク１３８（破線で示す）は開口部１４０にアライメントされておらず、従って、マスク１０８の陽極酸化アルミニウムとアライメントマーク１３８の間のコントラストの欠如により、一般的には、単一光源可視化システムを用いて見ることはできない。コントラストの欠如は、少なくとも部分的には、単一光源２５２ａの投光照明の性質による。しかしながら、開口部１４０は第１光源２５２ａを用いて見ることができる。
【００２７】
本開示の実施形態は、第２光源２５２ｂ（図２に図示）のような追加的な光源を含み、アライメントマーク１３８の可視化を容易にする。第２光源２５２ｂの利用は操作５６２中に生じる。第２光源２５２ｂの利用により、アライメントマーク１３８が可視化システム１２２の視野に対し、開口部１４０内に位置しない場合でも、アライメントマーク１３８を見ることができる。第２光源２５２ｂは、一般に、「スポットライト」又は他の収束又は集光された光ビームを生成し、マスク１０８に対するアライメントマーク１３８の視覚的なコントラストを容易にする。特に、第２光源２５２ｂによって生成された光ビームは、第１光源２５２ａによって生成された光ビームよりも集光され、それ故、第２光源２５２ｂは、開口部１４０近傍の領域においてより均一又は一貫性のある照明パターンを生成する。図６Ｂに示されるように、アライメントマーク１３８は開口部１４０（図６Ｂに図示されていない）内に位置していないが、しかしながら、アライメントマークは、開口部１４０に隣接した第１光源２５２ａによって生成される均一な照明により、マスク１０８に対して依然として見ることができる。一般に、第２光源２５２ｂの利用は、マスク１０８の残りの部分に対して開口部１４０の十分なコントラスを提供しないことに留意すべきである。
【００２８】
図６Ａ及び図６Ｂから明らかなように、第１及び第２光源は、開口部１４０及びアライメントマーク１３８の各々が、それぞれ可視化システム１２２により容易且つ確実に検出されることを可能にする。操作５６３の間、開口部１４０及びアライメントマーク１３８の相対的位置は制御ユニットに提供されることができ、これによって、その後に、基板１０６及び／又はマスク１０８の位置を調節し、開口部１４０に対してアライメントマーク１３８をアライメントすることができる。第１光源２５２ａ及び第２光源２５２ｂは、アライメントを容易にするため、反復して、複数回、往復してスイッチングする（例えば、切換える）ことができることが理解される。そのような実施形態では、第１光源２５２ａは開口部１４０の位置を決定するために用いることができ、引き続き、その後、第２光源２５２ｂの照明によりアライメントマーク１３８の位置を決定することができる。その後、例えば、操作５６４のように、第１及び第２光源の照明の反復を繰り返す前に、基板１０６又はマスク１０８の位置の変更を行うことができる。図６Ｃは、可視化システム１２２を用いて開口部１４０内にアライメントされたアライメントマーク１３８を示す。マスク１０８が基板１０６上に適正にアライメントされると、アライメント要素１１８Ａ−１１８Ｄは、基板１０６上にマスク１０８を降ろすことができる。
【００２９】
図６Ｄは、マスク１０８と、シャドウフレーム１２８上のアライメント位置１４４に追加的にアライメントされた基板のアライメントマーク１３８とのアライメントを示す。アライメント位置１４４は、例えば、シャドウフレーム１２８の表面上に位置するセラミックスボタン又はリングであってもよい。アライメント位置１４４のアライメントは第１光源２５２ａからの照明によって容易にされる。アライメントマーク１３８は開口部１４０を通して視野内に配置されるので、図６Ｄに示されるように、アライメントマーク１３８もまた第１光源２５２ａにより照射されるので見ることができ、それ故、コントラストの問題が存在しないことに留意すべきである。シャドウフレームのアライメントのために、シャドウフレームの別個のアライメント制御を用いることができる。追加的又は選択的に、マスク１０８及び基板１０６は、固定シャドウフレームに対してアライメントすることができる。このような実施形態では、シャドウフレームに対するアライメントは操作５６１−５６４と同時に生じる。
【００３０】
基板１０６、マスク１０８、及びシャドウフレーム１２８がアライメントされると、必要な場合、操作５６５の間、マスク１０８の高さを決定し、その後に調節することができる。操作５６５の間、支持体２５１（図２に図示）上のアクチュエータ２６０は、マスク１０８上のマーク１３８がカメラに対してフォーカスするまで、カメラ２５５（図２に図示）とマスク１０８の間の距離を調節する。カメラ２５５は、一定の既知の焦点距離を有しているので、カメラ２５５がフォーカスされると、カメラ１５５とマスク１０８との間の距離は、迅速かつ容易に決定されることができる。更に、センサ２９６は、固定された基板１０６に対するカメラ２５５の位置、及び、追加的に、固定された基板１０６に対するマスク１０８の距離の決定を容易にする。従って、マスク１０８上のカメラ２５５のフォーカスにより、基板１０６からのマスク１０８の距離を決定することができる。マスク１０８と基板１０６の間の距離を決定することにより、マスク１０８を位置決めするときのマスク１０８と基板１０６の接触をより緩和し、これによって、基板１０６の偶然の損傷を低減することが可能になる。
【００３１】
基板１０６からマスク１０８までの距離の変動が、例えば、マスク１０８上への堆積材料の蓄積、又は、選択的には、マスク１０８の加工や改修に起因して、生じるかもしれない。一例では、マスク１０８は、マスク１０８の表面から堆積材料を除去（例えば、研削、研磨、化学エッチングを介して）することによって、改修されることができる。改修によるマスク１０８からの物質の除去、又は、堆積によるマスク１０８への物質の追加は、カメラ２５５に対してマスク１０８を移動させる。カメラ２５５に対するマスク１０８の移動により、マスク１０８がフォーカスから外れることになる。しかしながら、上述したように、カメラ２５５は再フォーカスされることができ、カメラ２５５が再フォーカスするために移動する距離は、マスクの高さの変化に等しい。
【００３２】
操作５６５の間、マスク１０８と基板１０６との間の相対距離の正確な変化は、カメラ２５５を再フォーカスすることによるマスク１０８に対するカメラ２５５の距離の変化を見出すことにより決定することができる。一例では、距離の変化は、約２００マイクロメートル以下であるかもしれない。マスク１０８と基板１０６の間の正確な距離の決定により、マスク配置の際のマスク１０８と基板１０６の間のより穏やかな接触が容易になり、こうして、基板１０６の損傷（例えば、基板表面のチッピング又はスクラッチング）を防止する。操作５６５は、基板毎に、数枚の基板毎に、マスク１０８の改修又は交換の後の最初の基板に対して実行することができることが理解される。操作５６５でマスクの高さが調整された後、ＣＶＤプロセスなどの堆積プロセスの前に、操作５６６の際に、マスク１０８は基板１０６上に配置されることができる。
【００３３】
図７Ａ−図７Ｃは、本開示の可視化システムを用いた測定のグラフを示す。図７Ａは、本明細書に記載の可視化システム１２２を用いてアライメントマーク１３８の位置の２４の異なる測定を示すグラフ７８０である。アライメントマーク１３８の測定は、ｘ軸で０.０８０８マイクロメートル、及びｙ軸で０.０８６７マイクロメートルのシグマ値という結果であった。図７Ｂは、可視化システム１２２を用いてマスク開口部１４０の位置の２４の異なる測定を示すグラフ７８１である。マスク開口部１４０の測定は、ｘ軸で０.１３６１マイクロメートル、ｙ軸で０.１８３７マイクロメートルのシグマ値という結果であった。図７Ｃは、可視化システム１２２を用いてシャドウフレーム１２８上のアライメント位置１４４の位置の２４の異なる測定を示すグラフ７８２である。アライメント位置１４４の測定は、ｘ軸で１.４５０２マイクロメートル、ｙ軸で１.０４１７マイクロメートルのシグマ値という結果であった。従って、本開示の可視化システムを使用することにより、基板１０６のアライメントマーク１３８がマスク１０８の一部により隠されている場合でも、基板、マスク、シャドウフレームのアライメントを迅速かつ正確に行うことができる。
【００３４】
図８は、本開示の可視化システム１２２によって実行されたフォーカス測定のグラフ７８８を示す。可視化システム１２２のカメラ２５５はｚ方向の正及び負の両方に移動し、領域７８９によって示されるように最大フォーカスのピークを特定する。最大フォーカスの相対ｚ位置を決定したことにより、可視化システム、及び／又はそれに結合されたコントローラは、マスクのポジショニングを修正し、マスクの改修又は他の要因によるマスク位置の変化を補償することができる。従って、マスクの動きは、マスクから基板までの距離の変化を補償するために調整され、これによって、マスク１０８と基板１０６の間の穏やかな接触を容易にし、マスク１０８を基板１０６上に載置するときの基板１０６への損傷を低減することができる。マスク高さの調整操作なしでは、基板１０６の上方のマスク１０８の絶対的な高さを知ることがなく、マスク１０８を基板１０６上に配置するとき、例えば、マスク１０８の動きを減速しないことによって、過度の力が掛かった接触という結果が生じるおそれがある。一例では、マスク位置は、本明細書に記載の実施形態を用いて約２５マイクロメートル以下の距離内で決定させることができる。
【００３５】
本開示の利点は、基板に対するマスクの迅速かつ正確なアライメントを含む。多数光源視覚システムは、基板のアライメントマークがマスク内の開口部を通して存在していない場合でも、マスクのアライメントを容易にする。さらに、開示された視覚システムのカメラのｚ軸の自動フォーカスは、マスクの改修に伴うマスク高さの変化の決定と補償を可能にする。従って、マスクを基板上により穏やか配置し、基板への損傷を最小化することができる。
【００３６】
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の及び更なる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に基づいて定められる。
【図１Ａ】
0003203147.tif 000003
【図１Ｂ】
0003203147.tif 000004
【図２Ａ】
0003203147.tif 000005
【図２Ｂ】
0003203147.tif 000006
【図３】
0003203147.tif 000007
【図４】
0003203147.tif 000008
【図５】
0003203147.tif 000009
【図６Ａ】
0003203147.tif 000010
【図６Ｂ】
0003203147.tif 000011
【図６Ｃ】
0003203147.tif 000012
【図６Ｄ】
0003203147.tif 000013
【図７Ａ】
0003203147.tif 000014
【図７Ｂ】
0003203147.tif 000015
【図７Ｃ】
0003203147.tif 000016
【図８】
0003203147.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月6日(2016.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
可視化システムであって
リング形状を有する第１光源と、
第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、
第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通って
指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合された可視化システム。
【請求項２】
レンズはテレセントリックレンズであり、第２光源はスポットライトであり、カメラが
リニアアクチュエータに結合されている請求項１記載の可視化システム。
【請求項３】
内部にミラー又はレンズを収容する光学系ハウジングを備え、ミラー又はレンズは第２
光源からの光を指向するように適合される請求項１記載の可視化システム。
【請求項４】
プロセスチャンバであって、
プロセスチャンバの本体内に配置された基板支持体と、
マスクを支持するための１又はそれ以上のモーションアライメント要素と、
マスク及び基板支持体上に支持される基板のアライメントを検出するために配置される
可視化システムを備え、可視化システムは、
リング形状を有する第１光源と、
第１光源の中心を通って光を指向するように適合された第２光源と、
第１光源とカメラとの間に配置されたレンズを含み、カメラは第１光源の中心を通っ
て指向され、レンズを通して画像をキャプチャーするように適合された可視化システムを
含む、プロセスチャンバ。
【請求項５】
レンズはテレセントリックレンズであり、第２光源はスポットライトであり、カメラが
リニアアクチュエータに結合されている請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項６】
可視化システムによる検出のための複数のアライメント位置を有するシャドウフレーム
を含む請求項４記載のプロセスチャンバ。
【請求項７】
基板支持体は、第１光源及び第２光源を指向するための複数の開口部を含む請求項４記
載のプロセスチャンバ。
【請求項８】
第１光源及び第２光源はＬＥＤである請求項４記載のプロセスチャンバ。