JP2003163496A - 位置決め手段および方法 - Google Patents

位置決め手段および方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対的な位置決めを正確に行う。 【解決手段】 第１のコンポーネント１と第２のコンポ
ーネント２とを所定の軸ｘに沿って所定の位置に位置決
めするために構成された第１の面１ａと第２の面２ａと
をそれぞれ有し、第１の面１ａと第２の面２ａとに配置
された導電性の指標である第１のパターン３と第２のパ
ターン４とを含み、パターン３、４が、両者間で摺動接
触しながら軸ｘに沿って相対的に移動するように構成さ
れ、前記指標である第１のパターン３と第２のパターン
４とが、第１の面１ａと第２の面２ａが、所定の軸ｘに
沿った前記移動の前記所定の位置に到達しているかに依
存して開いているかまたは閉じているかの少なくとも１
つの状態に達する少なくとも１つの導電路３、ｔp、ｔq
を共同して規定している、第１のコンポーネント１と第
２のコンポーネント２とを相対的に位置決めするための
手段および方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンポーネントの
相対的な位置決めに関し、この「コンポーネント」とい
う用語は、あらゆるデバイスを意味する一般的な用語と
して用いられる。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、電子的なデバイス、光学的な
デバイス、および／または、電子光学的なデバイス並び
にそれらのパーツの正確な位置決めのための使用の可能
性について特別な注意を払うことによって開発されたも
のである。
【０００３】このような分野へのアプリケーションにお
いて、標準の顕微鏡レンズ構成を含む光学的なアライメ
ント手段（optical alignment arrangement）がしばし
ば用いられる。これに対応する方法は複雑なソフトウェ
アツールを用いる上に、実施が通常は面倒でありコスト
がかかる。このことは、パターン認識技術に基づく方法
に特にあてはまる。
【０００４】レーザまたはフォトダイオード等のオプト
エレクトロニックデバイスを位置決めするときには、位
置決めされるべきコンポーネントの一つ以上において光
信号により発生する光電流を読み取って最適化すること
を含む方法が用いられる。これは、電気的な接続と共に
オプトエレクトロニックデバイスを移動させることを必
要とし、このことは、対応するピックアップツールを一
般により複雑なものとしている。
【０００５】米国特許第５９９８２２６号公報には、半
導体コンポーネントの接触層(contact layer)と相互接
続層（interconnect layer）とに配置された開口間の誤
ったアライメントを検出する装置および方法が開示され
ている。従って、欠陥のある半導体が容易に識別でき
る。具体的には、接触層に形成された単一の多機能構造
が、インラインの視覚的な検査と半導体ウエハの線路電
気抵抗特性の端部の判断とによって、接触層と相互接続
層とのアライメントの精度を判断するために用いられ
る。この解決策は、以下に概要を説明するように結果と
して生じる不利益を備えた視覚的な検査をなお必要とす
るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術による解決策に固有の不利益を有すること
なく、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントと
の間に正確で相対的な位置決めを行う手段または装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、このよ
うな目的は、特許請求の範囲に説明された特徴を有する
手段または装置によって達せられる。本発明は、このよ
うな手段を使用する方法にも関する。
【０００８】本発明の解決策は、導電性のパターン、好
ましくは、アライメントされるべき２つのコンポーネン
トの向かい合った面に配置された金属トラックの形式で
少なくとも部分的に提供される導電性のパターンを利用
するものである。
【０００９】２つのコンポーネントの相対的な誤ったア
ライメントは、単純で低コストの電気的な測定ツールに
よって検出して評価できる。課題である２つのコンポー
ネントの正確な相対的な位置決めは、導電性トラックを
流れる電流をモニタしながらこの２つのコンポーネント
の小さな相対的な移動（「マイクロ移動（micromovemen
t）」）を発生させるように構成されている自動化され
たシステムによって実現される。
【００１０】導電性のトラックは、「書き込まれた(wri
tten)」導電性パターンの形式で、例えば、位置決めさ
れるべきコンポーネントの向かい合う面をフォトリソグ
ラフィー処理することによって提供される。パターンの
形状は、電気接点が２つのコンポーネントの相互の位置
に応じて開かれるかまたは閉じられるように選択され
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図において、符号１と符号２と
は、高い精度で互いに位置決めされるべき２つのコンポ
ーネント（例えば、２つのデバイス）を示すものであ
る。
【００１２】図中の囲みで示されているコンポーネント
１および２は、ほぼ平らな矩形体の形で概略を示されて
いる。このような矩形体は、例えば、いわゆるシリコン
光学ベンチ（ＳｉＯＢ）２のような支持部材に対して正
確に位置決めされる光検出器１等の光電的なコンポーネ
ントである。
【００１３】このような可能性のある意図された応用例
は、本発明の技術的な範囲を限定するものではない。
【００１４】実際には、本発明の装置は、所定の軸に沿
ってあらかじめ定められた位置における相対的な位置決
めのために適用されている図面に示されている面１ａや
２ａ等の第１の面と第２の面とをそれぞれ有する第１の
コンポーネント１と第２のコンポーネント２を正確に位
置決めするために用いられる。
【００１５】以下に、基本的には図面のｘで指示されて
いる単一の軸に沿って位置決めが行われる場合について
主に説明する。
【００１６】当業者であれば、本発明の装置は、実際に
は、複数の軸に沿って、例えば、図２および図３に示さ
れるようにｙ軸に沿って正確に位置決めするために再現
して構成できることが明らかに理解できるであろう。
【００１７】参照符号３および４は、面１ａ、２ａに設
けられた第１の導電性の指標と第２の導電性の指標との
リソグラフィーパターンをそれぞれ示している。従っ
て、パターン３および４は、互いの摺動接触において軸
ｘに沿って相対的に移動するように構成されている。
【００１８】ここで使われているように、「リソグラフ
ィー（lithographic）」は、電子ビーム／イオンビーム
等の放射または光線等の電磁放射線の使用を含む書き込
み・印刷技術を用いて導電性の指標のこのようなパター
ンを形成することができる任意の技術を意味している。
「光学的（optical）」は、例えば、赤外線（ＩＲ）と
紫外線（ＵＶ）とを含むことを明らかに意図している。
【００１９】本発明の好ましい実施例において、パター
ン３および４は、それぞれの面１ａ、２ａに連続的な金
属層を形成するステップと、この金属層にレジストを塗
布するステップと、形成されるべきパターンを複製する
マスクを介して、硬化・ポリマ化放射線によりこのレジ
ストを選択的に露光するステップと、未露光部分を除去
するステップと、このレジストによって被覆されていな
い領域から（化学的・物理的腐食処理によって）金属層
を選択的に腐食するステップと、残りのレジストを除去
するステップとを含む標準的なフォトリソグラフィー処
理によって得られる。
【００２０】これらの処理は、従来からよく知られた技
術であり、ここでその詳細を説明する必要はない。
【００２１】当業者は、同様に従来からよく知られた技
術である他の処理を用いることによってもほぼ同様の結
果を得ることができることを迅速に理解するであろう。
【００２２】図示されている装置において、パターン３
は、単一の矩形のパッドの形式を取っているが、他の形
状も可能であることは、本明細書を読んだ当業者であれ
ば直ちに理解できるであろう。
【００２３】パターン４は、軸ｘの方向にほぼ交差する
方向（好ましくは、直交する方向）、すなわち、正確な
位置決めを配慮したい方向に延びているｎ個の平行な直
線導電性トラックの矩形のアレイの形式を取っている。
図示の構成においては、パターン４のトラックは、同一
の幅を有し、パターンを通じて一定である所定の距離だ
け離隔して配置されており、この幅およびこの距離はｘ
軸の方向で測定される。
【００２４】（例えば、副尺状の形状（nonius-like ar
rangement）等の）異なる幅および／または異なる距離
だけ離隔されたトラックを有するパターンは、本発明の
技術的範囲に属する。
【００２５】パターン４は、ｘ軸の方向に全長ｒを有す
ることが望ましい。
【００２６】図２における概略図は、本発明の構成によ
って達成されるべきｘ軸に沿ったコンポーネント１およ
び２の正確な相対的な位置決めを表現している。
【００２７】このような状況の下で、すなわち、コンポ
ーネント１と２が正しい相対的な位置を占めているとき
には、第１のパターン３を含むパッドは、ｔp、ｔqで示
されるパターン４の２つのトラックの上にそれぞれ延び
ている。従って、パッド３は、このようなトラックを接
続する導電性のブリッジを形成する。
【００２８】逆に、求めたい正確な相対的な位置決めに
対応しない他の位置において、パッド３は、トラックｔ
p、ｔqとは通常は異なるパターン４の２つのトラックを
電気的に接続する（または、電気的な接続を提供しな
い）導電性のブリッジとして働く。
【００２９】このようにして、３と４で示される導電性
の指標である２つのパターンは、第１の面１ａと第２の
面２ａとがｘ軸に沿って所定の位置に達しているかに対
応して開いているか閉じているかの少なくとも一方の状
態に達する少なくとも１つの導電性の通路を形成する。
【００３０】このような構成は、例えば、電流計（ampe
rometer）によって実行されるように構成された単純な
電気的な測定（基本的には、閉回路または開回路が存在
するかどうか）によってコンポーネント１および２の正
確な位置決めを可能にする。このような電気的な測定を
実行するために、広範囲にわたる構成を案出することが
できる。
【００３１】一般に、もしコンポーネント１がコンポー
ネント２上に誤差ｄ（ｄ＜ｒ／２）をもって配置されて
いるならば、電流計は、パターン４の連続する２つのト
ラック間の短絡を明らかにする。アライメントシステム
が、ｘ軸に沿ったコンポーネント１および２の相対的な
移動を生じさせる（これは、例えば、コンポーネント１
をコンポーネント２に対して移動させる等により実現で
きる）ので、初期位置に依存してｘ軸の増加方向または
減少方向にパターン３がパターン４に対して移動できる
ことになる。相対的な移動は、パッド３がトラック
ｔp、ｔqに導通状態となるブリッジをかけたことに対応
する、すなわち、正確な位置決めが得られたことに対応
する短絡状態が検出（測定）されるまで続行される。
【００３２】もちろん、ｙ軸に関して直交する方向に、
つまり、パターン４のトラックに直交する方向に配置さ
れたトラックを含むパターン４に完全に類似した指標で
ある他のパターンを用いて異なる方向（例えば、図２と
図３に示されるｙ軸方向）に２つのコンポーネント１お
よび２をアライメントするために、同じ処置を繰り返す
ことができる。
【００３３】パッド３を構成する同じ矩形パターンが、
ｙ軸に沿った位置決めに使用することができることも明
らかであろう。
【００３４】図３は、パターン４のトラックｔp、ｔ
qが、トラックｔp、ｔqよりも大きなサイズの矩形のパ
ッド５および６の形式で２つの端部延長を備えているよ
うな本発明の実施例の概略を示すものである。
【００３５】実際には、このようなトラック、従って、
一般的にパターン４のトラックの幅および距離は、設定
しようとしている位置決めの解像性（つまり精度）に関
係する。パターン４のトラックが狭くて接近すると、位
置決めの精度は高くなるであろう。
【００３６】導電性のパッド５および６は、検出パッド
５および６に接触するように構成された接点（あるいは
「針（needle）」）を備えた電流測定プローブ７によっ
て（従って、正しい位置決めが達成される）検出される
べきトラックｔp、ｔq間のパッド３によって形成される
短絡を可能にしている。
【００３７】このようなプローブは、ウエハスライスが
スクライビングされて切断される前に、欠陥のある廃却
されるべきチップを検出するようにしたＩＣ製造の最終
段階において最近用いられるいわゆる「ニードルベッド
（needle-bed）」構成において行われる広範な使用の観
点において、当業者には従来からよく知られている。
【００３８】このようなプローブは、パターン４として
パターンに含まれる非常に近接して配置された隣接する
トラック対の間の短絡状態を検出することができるよう
に小さくされたサイズで製造することができるが、図３
に示されているような検出パッド５および６等の広い接
触面積の使用可能性が、それぞれの検出処理および装置
をそれほど厳密なものにしないで済むようにしている。
【００３９】コンポーネント１とコンポーネント２との
ｘ軸に沿った相対的な移動を選択的に生じさせるように
構成された図４において、プローブ７は一般的に８で示
された装置に連動することができる。
【００４０】検出プローブ７の出力信号は、コンポーネ
ント１とコンポーネント２との相対的な移動を生じさせ
るよく知られたタイプ（例えば、圧電型）のアクチュエ
ータ１０を制御する（よく知られた）制御系９に導かれ
る。
【００４１】アクチュエータ１０は、通常、いずれかの
端部からはじまる（例えば、図３を参照のこと）パター
ン４の走査のためにパターン３を導くｘ軸に沿った走査
移動によって位置決めを探索するために作動される。
【００４２】このような走査移動は、プローブ７がパッ
ド５および６に接触して図２に示されるようにパッド３
が位置決め位置に到達したためにトラックｔp、ｔq間に
短絡状態が確保されるまで続行する。その時点で走査移
動は停止され、設定された正確な位置決めが達成され
る。
【００４３】もちろん、本発明の基本的な原理を残した
まま、特許請求の範囲によって定義された本発明の技術
的な範囲から逸脱することなく、構成の詳細と実施例の
詳細とを単に具体例として記述され図示された事項に関
して大きく変化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手段または装置の一部分の概略図であ
る。
【図２】本発明の手段または装置の特徴をより詳細に示
す概略図である。
【図３】本発明の手段または装置の特徴をより詳細に示
す概略図である。
【図４】本発明により作動する位置決め装置の機能的な
概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 第１のコンポーネント １ａ 第１の面 ２ 第２のコンポーネント ２ａ 第２の面 ３ 第１のパターン ４ 第２のパターン
フロントページの続き (72)発明者 リベロ・ツッケッリ イタリア国トリノ 10146，ヴィア・ボセ ッリ ５ (72)発明者 ルイジ・ガスタルディ イタリア国フィアーノ（ティー・オー）, ヴィア・ゲルビッディ 41 Ｆターム(参考） 5E313 AA02 AA11 AA31 DD02 DD03 EE02 EE03 EE22 FF24 FF26 FF40 FG10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のコンポーネントと第２のコンポー
    ネントとを所定の軸に沿って所定の位置に位置決めする
    ために構成された第１の面と第２の面とをそれぞれ有
    し、前記第１の面と前記第２の面とに配置された導電性
    の指標である第１のパターンと第２のパターンとを含
    み、該パターンが、両者間で摺動接触しながら前記軸に
    沿って相対的に移動するように構成され、それによっ
    て、前記指標である前記第１のパターンと前記第２のパ
    ターンとが、前記第１の面と前記第２の面とが前記所定
    の軸に沿った前記移動の前記所定の位置に到達している
    ことに応じて開いているかまたは閉じているかのうちの
    １つの状態に少なくとも達する少なくとも１つの導電路
    を共同して規定している、前記第１のコンポーネントと
    前記第２のコンポーネントとを相対的に位置決めするた
    めの手段。
  2. 【請求項２】 前記第１のパターンと前記第２のパター
    ンとの少なくとも一方が、リソグラフィーパターン、好
    ましくはフォトリソグラフィーパターンであることを特
    徴とする請求項１に記載の手段。
  3. 【請求項３】 前記第１のパターンと前記第２のパター
    ンの少なくとも一方が、前記所定の軸に交差するように
    延びている複数の平行な導電性のトラックを含み、前記
    第１のパターンと前記第２のパターンの他方が、前記複
    数の平行な導電性のトラックの少なくとも１対の隣接す
    るトラックに電気的に接続するように構成された少なく
    とも１つの導電性のパッドを含み、前記少なくとも１つ
    の状態が、前記パッドが前記少なくとも１対の前記隣接
    するトラックに電気的に接続していることに対応するこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の手段。
  4. 【請求項４】 前記パターンの少なくとも一方が、前記
    少なくとも１つの状態を電気的に検出する検出部材を含
    むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
    装置。
  5. 【請求項５】 前記検出部材が、前記第１の面と前記第
    ２の面との少なくとも一方に設けられた検出パッドを含
    むことを特徴とする請求項４に記載の手段。
  6. 【請求項６】 前記検出パッドが、前記少なくとも１対
    の前記トラックの延長部分の形式であることを特徴とす
    る請求項３から５のいずれかに記載の手段。
  7. 【請求項７】 第１のコンポーネントと第２のコンポー
    ネントとを所定の軸に沿って所定の位置に位置決めする
    ために構成された第１の面と第２の面とをそれぞれ有す
    る、前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネ
    ントとを相対的に位置決めするための方法であって、 請求項１から６のいずれかの手段を設けるステップと、 前記少なくとも１つの導電路が前記少なくとも１つの状
    態に達していることを検出するために、前記少なくとも
    １つの導電路の導電性を検出するステップであって、前
    記少なくとも１つの導電路が前記少なくとも１つの状態
    に達していることが、前記第１のコンポーネントと前記
    第２のコンポーネントとが前記所定の軸に沿った前記所
    定の位置に到達していることを示すものであるステップ
    とを含んでなる方法。
  8. 【請求項８】 前記検出が、電流計によって行われるこ
    とを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記第１のコンポーネントと前記第２の
    コンポーネントとの前記所定の軸に沿った相対的な移動
    を生じさせるステップと、 前記少なくとも１つの導電路によって到達された前記少
    なくとも１つの状態を検出すると、前記相対的な移動を
    停止するステップとを含むことを特徴とする請求項７ま
    たは８に記載の方法。
JP2002305332A 2001-10-22 2002-10-21 位置決め手段および方法 Withdrawn JP2003163496A (ja)

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