JP2018056481A - アライメント装置およびアライメント方法 - Google Patents
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
【解決手段】両対象物の非接触対向状態にて水平方向の位置ずれを補正する位置合わせ動作(S11〜S13)の実行後、両対象物が鉛直方向に相対移動して両対象物が接触し(S21)、接触状態にて両対象物の位置ずれ(第2の位置ずれ)が測定される(S22)。第2の位置ずれが許容範囲外であるときには、両対象物の接触状態が一旦解除される(S24)。両対象物の接触に伴って発生する位置ずれである接触起因ずれが、第2の位置ずれに基づき推定され(S25)、両対象物の接触解除状態にて両対象物の相対的位置関係(第3の位置ずれ)が測定される(S27)。目標状態(接触起因ずれの逆向きのずれの発生状態)とのずれが許容範囲外である(S28)場合、目標状態を達成するように第3の位置ずれが調整(S26)された後、両対象物の再接触動作が行われる(S21)。
【選択図】図11
Description
<1−1.装置構成>
図1は、本発明の実施形態に係るアライメント装置1(1Aとも称する)の内部構造を示す図である。なお、以下、各図においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
図2および図3に示すように、両対象物91,92には、それぞれ、位置合わせ用のマーク(以下、アライメントマークなどとも称する)MKが付されている。ここでは、一方の対象物91に2つのアライメントマークMK1a,MK1b(図2参照)が設けられ、他方の対象物92にも2つのアライメントマークMK2a,MK2b(図3参照)が設けられる。
接合装置1は、対象物91,92の水平位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する位置認識部28を備えている。
つぎに、図11のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る動作について更に詳細に説明する。図11は、接合装置1の動作を示すフローチャートである。
図15〜図19は、本実施形態に係る動作の一例(第1の動作例)の概略を説明する図である。なお、これらの図では、両対象物91,92をそれぞれ1本の太線で簡略化して示す。また、両対象物91,92のそれぞれの代表位置を黒い点で示す。ここでは説明上、各両対象物91,92の右端位置を代表位置に設定しているが、これに限定されない。また、ここでは、説明の簡略化のため、紙面に平行な1つの方向(図面上の左右方向)における位置ずれのみを考慮するものとする。また、上下の両対象物91,92の双方が移動することもあるが、ここでは、下側の対象物91は(基準位置P0に対して)移動せず且つ上側の対象物92のみが移動しているように示している。
図23〜図27は、本実施形態に係る別の動作例(第2の動作例)の概略を説明する図である。これらの図は、図15〜図19と同様の図である。
上記第1実施形態の思想は、一方の基板をその中心から外周部に向けて撓ませた状態で当該一方の基板と他方の基板と接合する際の位置合わせにおいて適用されるようにしてもよい。第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
12,41 ステージ
22,42 ヘッド
23 アライメントテーブル
28M,28N カメラ(撮像部)
28e,28f ミラー
25 回転駆動機構
26 Z軸昇降駆動機構
28 位置認識部
43 突出機構
44 押圧板
45 保持機構
45a 外側保持部
45b 内側保持部
91,92 基板(対象物)
GAa,GAb 撮影画像
MK1a,MK1b,MK2a,MK2b アライメントマーク
Claims (26)
- 第1の対象物と第2の対象物との両対象物の位置合わせを行うアライメント方法であって、
a)前記第1の対象物と前記第2の対象物とが非接触で対向する状態において、前記両対象物の位置ずれであって所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第1の位置ずれを測定するとともに、前記第1の位置ずれを補正して前記両対象物の位置合わせを行うステップと、
b)前記ステップa)の後に、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを前記所定方向において相対的に移動し前記第1の対象物と前記第2の対象物とを接触させるステップと、
c)前記第1の対象物と前記第2の対象物との接触状態において、前記両対象物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第2の位置ずれを測定するステップと、
d)前記第2の位置ずれの測定動作の後に、前記両対象物を前記所定方向において相対的に移動して前記両対象物の接触状態を一旦解除するステップと、
e)前記両対象物の接触に伴って発生する位置ずれである接触起因ずれを、前記第2の位置ずれに基づいて推定するステップと、
f)前記両対象物の接触解除状態において、前記両対象物の相対的位置関係であって前記所定方向に垂直な平面内における相対的位置関係である第3の位置ずれを測定するステップと、
g)前記接触起因ずれの逆向きの位置ずれが発生する状態を目標状態として設定し、前記両対象物の接触解除状態において、前記所定方向に垂直な平面内にて前記両対象物を相対的に移動して、前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整するステップと、
h)前記ステップg)の後に、前記両対象物を再び接触させる再接触動作を行うステップと、
を備えることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1に記載のアライメント方法において、
前記ステップf)は、
f−1)前記第1の対象物に付された第1のマークと前記第2の対象物に付された第2のマークとを読み取るステップと、
f−2)前記第1のマークと前記第2のマークとの両マークを用いて測定された前記両マークの相互間の位置ずれに基づき、前記第3の位置ずれを測定するステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法。 - 請求項2に記載のアライメント方法において、
前記ステップf−1)においては、前記第1の対象物に付された前記第1のマークと前記第2の対象物に付された前記第2のマークとの前記両マークを含む撮影画像が取得され、
前記ステップf−2)においては、前記撮影画像に基づいて前記両マークの位置ずれが測定されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項2に記載のアライメント方法において、
前記ステップf−1)は、
f−1−1)前記第1の対象物に付された前記第1のマークを読み取るステップと、
f−1−2)前記ステップf−1−1)とは異なるタイミングで、前記第2の対象物に付された前記第2のマークを読み取るステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1に記載のアライメント方法において、
前記ステップf)は、
f−1)前記第1の対象物に付された第1のマークと前記第2の対象物に付された第2のマークとの両マークのうちの一方のマークのみを読み取るステップと、
f−2)前記両マークのうちの他方のマークについて前記ステップf)よりも前に測定された位置と、前記ステップf−1)にて読み取られた前記一方のマークを用いて測定された位置とに基づき前記両マークの相対位置関係を取得するステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のアライメント方法において、
前記ステップa)においては、前記第1の位置ずれが第1の許容範囲内に収まるまで前記両対象物の位置合わせが行われるとともに、前記第1の許容範囲内の残存ずれが求められ、
前記ステップe)においては、前記ステップb)にて残存していたずれである前記残存ずれにも基づいて、前記接触起因ずれが推定されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載のアライメント方法において、
前記ステップh)の後に再びステップc)が実行され、
前記ステップc)にて前記第2の位置ずれが第2の許容範囲内に収まる旨が判定されるまで、前記ステップd)〜h)およびステップc)がこの順序で繰り返し実行されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項7に記載のアライメント方法において、
前記ステップe)においては、当該ステップe)の直前の前記ステップg)にて最終的に検出された前記両対象物の非接触状態での位置ずれと、当該ステップe)の直前の前記ステップc)で求められた前記第2の位置ずれとに基づいて、前記接触起因ずれが推定されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のアライメント方法において、
前記ステップe)においては、前記接触起因ずれに関する過去の複数の推定結果にも基づいて、前記接触起因ずれが推定されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載のアライメント方法において、
前記目標状態とのずれが第3の許容範囲内に収まるまで、前記ステップf)における前記第3の位置ずれの測定動作と前記ステップg)における前記両対象物の相対的移動動作とが繰り返して行われることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載のアライメント方法において、
前記第1および第2の対象物は、それぞれ基板であり、
前記ステップb)においては、少なくとも一方の対象物を撓ませて前記両対象物が部分的に接触する状態で前記両対象物の接触が開始されることを特徴とするアライメント方法。 - 請求項11に記載のアライメント方法において、
前記ステップf)においては、前記両対象物の接触が解除された状態、且つ、前記少なくとも一方の対象物の撓みが戻され前記少なくとも一方の対象物が平坦である状態において、前記第3の位置ずれが測定されることを特徴とするアライメント方法。 - 第1の対象物と第2の対象物との両対象物の位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記第1の対象物と前記第2の対象物とが非接触で対向した状態において、前記両対象物の位置ずれであって所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第1の位置ずれを測定する測定手段と、
前記第1の位置ずれを補正して前記両対象物の位置合わせを行うアライメント手段と、
前記第1の位置ずれの補正後において、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを前記所定方向において相対的に移動して、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを接触させる相対移動手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記相対移動手段による相対移動動作により前記第1の対象物と前記第2の対象物とが接触した状態において、前記両対象物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第2の位置ずれを測定し、
前記相対移動手段は、前記第2の位置ずれの測定動作の後に、前記両対象物を前記所定方向において相対的に移動して前記両対象物の接触状態を一旦解除し、
前記アライメント手段は、前記両対象物の接触に伴って発生する位置ずれである接触起因ずれを前記第2の位置ずれに基づいて推定し、
前記測定手段は、前記両対象物の接触解除状態において、前記両対象物の相対的位置関係であって前記所定方向に垂直な平面内における相対的位置関係である第3の位置ずれを測定し、
前記アライメント手段は、前記接触起因ずれの逆向きの位置ずれが発生する状態を目標状態として設定し、前記両対象物の接触解除状態において、前記所定方向に垂直な平面内にて前記両対象物を相対的に移動して、前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整し、
前記相対移動手段は、前記両対象物の前記接触状態が一旦解除され且つ前記両対象物が相対的に移動された後において、前記両対象物を再び接触させる再接触動作を行うことを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13に記載のアライメント装置において、
前記測定手段は、前記第3の位置ずれを測定するに際して、前記第1の対象物に付された第1のマークと前記第2の対象物に付された第2のマークとの両マークを読み取るとともに、前記第1のマークと前記第2のマークとの両マークを用いて測定された前記両マークの相互間の位置ずれに基づき前記第3の位置ずれを測定することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項14に記載のアライメント装置において、
前記測定手段は、前記第3の位置ずれを測定するに際して、前記第1の対象物に付された前記第1のマークと前記第2の対象物に付された前記第2のマークとの前記両マークを含む撮影画像を取得するととともに、前記撮影画像に基づいて前記両マークの位置ずれを測定することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項14に記載のアライメント装置において、
前記測定手段は、前記第3の位置ずれを測定するに際して、前記第1の対象物に付された前記第1のマークを読み取るとともに、前記第1のマークの読み取りタイミングとは異なるタイミングで、前記第2の対象物に付された前記第2のマークを読み取ることを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13に記載のアライメント装置において、
前記測定手段は、前記第3の位置ずれを測定するに際して、
前記第1の対象物に付された第1のマークと前記第2の対象物に付された第2のマークとの両マークのうちの一方のマークのみを読み取るとともに、
読み取った前記一方のマークを用いて測定された位置と、前記両マークのうちの他方のマークについて前記第3の位置ずれの測定時点よりも前に測定された位置とに基づき前記両マークの相対位置関係を取得することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13から請求項17のいずれかに記載のアライメント装置において、
前記アライメント手段は、前記第1の位置ずれが第1の許容範囲内に収まるまで前記両対象物の位置合わせを行い、
前記測定手段は、当該位置合わせの後に未だ残存している前記第1の許容範囲内の残存ずれを求め、
前記アライメント手段は、前記残存ずれにも基づいて前記接触起因ずれを推定することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13から請求項18のいずれかに記載のアライメント装置において、
前記第2の位置ずれが第2の許容範囲内に収まるまで、
前記両対象物の接触状態を一旦解除する接触解除動作と、
前記接触起因ずれの推定動作と、
前記第3の位置ずれの測定動作と、
前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整する調整動作と、
前記両対象物を再び接触させる前記再接触動作と、
前記第2の位置ずれの測定動作と、
が繰り返し実行されることを特徴とするアライメント装置。 - 請求項19に記載のアライメント装置において、
前記アライメント手段は、前記再接触動作の直前の前記第3の位置ずれの調整動作にて最終的に検出された前記両対象物の非接触状態での位置ずれと、前記再接触動作の直後の前記第2の位置ずれの測定動作で求められた前記第2の位置ずれとに基づいて、前記接触起因ずれを推定することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13から請求項20のいずれかに記載のアライメント装置において、
前記アライメント手段は、前記接触起因ずれに関する過去の複数の推定結果にも基づいて、前記接触起因ずれを推定することを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13から請求項21のいずれかに記載のアライメント装置において、
前記目標状態とのずれが第3の許容範囲内に収まるまで、前記第3の位置ずれの測定動作と前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整する調整動作とが繰り返して実行されることを特徴とするアライメント装置。 - 請求項13から請求項22のいずれかに記載のアライメント装置において、
前記第1および第2の対象物は、それぞれ基板であり、
前記相対移動手段は、少なくとも一方の対象物を撓ませて前記両対象物が部分的に接触する状態から前記両対象物の接触を開始させることを特徴とするアライメント装置。 - 請求項23に記載のアライメント装置において、
前記測定手段は、前記両対象物の接触が解除された状態、且つ、前記少なくとも一方の対象物の撓みが戻され前記少なくとも一方の対象物が平坦である状態において、前記第3の位置ずれを測定することを特徴とするアライメント装置。 - 第1の対象物と第2の対象物との両対象物の位置合わせを行うアライメント方法であって、
a)前記第1の対象物と前記第2の対象物とが非接触で対向する状態において、前記両対象物の位置ずれであって所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第1の位置ずれを測定するとともに、前記第1の位置ずれを補正して前記両対象物の位置合わせを行うステップと、
b)前記ステップa)の後に、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを前記所定方向において相対的に移動し、前記両対象物が互いに接触し且つ前記両対象物の相互間に一定値以上の圧力が加えられた状態である高圧接触状態を形成するステップと、
c)前記第1の対象物と前記第2の対象物との高圧接触状態において、前記両対象物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第2の位置ずれを測定するステップと、
d)前記第2の位置ずれの測定動作の後に、前記両対象物を前記所定方向において相対的に移動して、前記両対象物を前記高圧接触状態から、前記両対象物の相互間に前記一定値よりも小さな圧力が加えられて前記両対象物が接触する状態である低圧接触状態へと遷移させるステップと、
e)前記両対象物に関する高圧接触状態の形成に伴って発生する位置ずれである高圧接触起因ずれを、前記第2の位置ずれに基づいて推定するステップと、
f)前記両対象物の低圧接触状態において、前記両対象物の相対的位置関係であって前記所定方向に垂直な平面内における相対的位置関係である第3の位置ずれを測定するステップと、
g)前記高圧接触起因ずれの逆向きの位置ずれが発生する状態を目標状態として設定し、前記両対象物の低圧接触状態において、前記所定方向に垂直な平面内にて前記両対象物を相対的に移動して、前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整するステップと、
h)前記ステップg)の後に、前記両対象物を再び前記高圧接触状態に遷移させる再加圧動作を行うステップと、
を備えることを特徴とするアライメント方法。 - 第1の対象物と第2の対象物との両対象物の位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記第1の対象物と前記第2の対象物とが非接触で対向した状態において、前記両対象物の位置ずれであって所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第1の位置ずれを測定する測定手段と、
前記第1の位置ずれを補正して前記両対象物の位置合わせを行うアライメント手段と、
前記第1の位置ずれの補正後において、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを前記所定方向において相対的に移動し、前記両対象物が互いに接触し且つ前記両対象物の相互間に一定値以上の圧力が加えられた状態である高圧接触状態を形成する相対移動手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記相対移動手段による相対移動動作により前記第1の対象物と前記第2の対象物との前記高圧接触状態が形成されている状態において、前記両対象物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれである第2の位置ずれを測定し、
前記相対移動手段は、前記第2の位置ずれの測定動作の後に、前記両対象物を前記所定方向において相対的に移動して、前記両対象物を前記高圧接触状態から、前記両対象物の相互間に前記一定値よりも小さな圧力が加えられて前記両対象物が接触する状態である低圧接触状態へと遷移させ、
前記アライメント手段は、前記両対象物に関する高圧接触状態の形成に伴って発生する位置ずれである高圧接触起因ずれを、前記第2の位置ずれに基づいて推定し、
前記測定手段は、前記両対象物の低圧接触状態において、前記両対象物の相対的位置関係であって前記所定方向に垂直な平面内における相対的位置関係である第3の位置ずれを測定し、
前記アライメント手段は、前記高圧接触起因ずれの逆向きの位置ずれが発生する状態を目標状態として設定し、前記両対象物の低圧接触状態において、前記所定方向に垂直な平面内にて前記両対象物を相対的に移動して、前記目標状態を達成するように前記第3の位置ずれを調整し、
前記相対移動手段は、前記第3の位置ずれが調整された後において、前記両対象物を再び前記高圧接触状態に遷移させる再加圧動作を行うことを特徴とするアライメント装置。
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