JP5354382B2 - 基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法、並びに積層半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によれば、第1の基板及び第2の基板を互いに貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、前記第1の基板を保持する第1ステージと、前記第2の基板を保持し、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2ステージと、前記第2ステージに保持された前記第2の基板のマークを検出可能な第1検出系と、前記第2ステージに設けられ、前記第1ステージに保持された前記第1の基板のマークを検出可能な第2検出系と、を備える第2の基板貼り合わせ装置が提供される。
これによれば、第1及び第2の基板がそれぞれ第1及び第2ステージに保持される。また、第1ステージに保持された第1の基板のマークが前記第2ステージに設けられた第2検出系により検出可能であるとともに、第2ステージに保持された第2の基板のマークが第1検出系により検出可能である。また、第2ステージを移動することにより、第1の基板及び第2の基板を互いに位置合わせすることができる。従って、第2検出系による第1ステージに保持された第1の基板のマークの検出結果と、第1検出系による第2ステージに保持された第2の基板のマークの検出結果とを用いて第2ステージを移動して第1の基板及び第2の基板を互いに位置合わせすることにより、2枚の基板を精度良く位置合わせして貼り合わせることが可能になる。
本発明の第3の態様によれば、第1の基板及び第2の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、前記第1の基板を保持する第1ステージと、前記第2の基板を保持する第2ステージと、前記第2ステージに保持された前記第2の基板のマークを検出可能な第1検出系と、前記第1ステージに保持された前記第1の基板のマークを検出可能であり、前記第1検出系との相対位置を調整すべく前記第1検出系に対して相対的に移動可能な第2検出系と、を備える第3の基板貼り合わせ装置が提供される。
これによれば、第1及び第2の基板がそれぞれ第1及び第2ステージに保持される。また、第1ステージに保持された第1の基板のマークが第2検出系により検出可能であるとともに、第2ステージに保持された第2の基板のマークが第1検出系により検出可能である。また、第2検出系は、第1検出系との相対位置を調整すべく第1検出系に対して相対的に移動可能である。従って、第1及び第2検出系の相対位置を調整し、第2検出系による第1ステージに保持された第1の基板のマークの検出結果と、第1検出系による第2ステージに保持された第2の基板のマークの検出結果とを用いることにより、2枚の基板を精度良く位置合わせして貼り合わせることが可能になる。
本発明の第5の態様によれば、第1の基板及び第2の基板を互いに貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、前記第1の基板を第1部材に保持させる第1工程と、前記第2の基板を、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2部材に保持させる第2工程と、前記第2部材に保持された前記第2の基板の複数のマークを第1検出系により検出する第3工程と、前記第1部材に保持された前記第1の基板の複数のマークを、前記第2部材に設けられた第2検出系により検出する第4工程と、を含む第2の基板貼り合わせ方法が提供される。
これによれば、第1及び第2の基板のそれぞれを第1及び第2部材に保持させる。そして、第2部材に保持された第2の基板の複数のマークを第1検出系を用いて検出し、第1部材に保持された第1の基板の複数のマークを、第1及び第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2部材に設けられた第2検出系を用いて検出する。従って、第1及び第2検出系の相対位置を調整し、第2検出系による第1部材に保持された第1の基板のマークの検出結果と、第1検出系による第2部材に保持された第2の基板のマークの検出結果とを用いることにより、2枚の基板を精度良く位置合わせして貼り合わせることが可能になる。
本発明の第7の態様によれば、第1アライメントマークを有する第1基板と第2アライメントマークを有する第2基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、前記第1アライメントマークを検出する第1検出系と、前記第1検出系と対向して配置され、前記第2アライメントマークを検出する第2検出系と、前記第1検出系の光軸と前記第2検出系の光軸との相対的な位置ずれを調整する調整部と、前記第1検出系の中心軸と前記第2検出系の中心軸とのそれぞれの基準マークに対する位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、を備え、前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量に基づいて、前記第2検出系の光軸と直交する方向に前記第2検出系を移動させる第4の基板貼り合わせ装置が提供される。
これによれば、第1基板の第1アライメントマークが第1検出系により検出可能であるとともに、第2基板の第2アライメントマークが第2検出系により検出可能である。また、調整部により、第1検出系の光軸と第2検出系の光軸との相対的な位置ずれが調整可能である。また、位置ずれ量算出部により、第1検出系の中心軸と第2検出系の中心軸とのそれぞれの基準マークに対する位置ずれ量が算出され、その算出された位置ずれ量に基づいて、第2検出系の光軸と直交する方向に第2検出系が移動する。従って、調整部及び位置ずれ量算出部を用いて第1検出系の光軸と第2検出系の光軸との相対的な位置ずれを調整し、第1及び第2検出系のそれぞれの検出結果を用いれば、2枚の基板を精度良く位置合わせして貼り合わせることが可能になる。
これによれば、第1基板の第1アライメントマークが第1検出系により検出可能であるとともに、第2基板の第2アライメントマークが第2検出系により検出可能である。また、位置ずれ量算出部により、第1検出系の中心軸と第2検出系の中心軸との位置ずれ量が算出可能である。また、位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量に基づいて、第2検出系の中心軸と直交する方向に第1検出系、又は、第2検出系の少なくとも一方が移動する。従って、第1及び第2検出系のそれぞれの検出結果と位置ずれ量算出部の算出結果とを用いれば、2枚の基板を精度良く位置合わせして貼り合わせることが可能になる。
以下、本発明の第1の実施形態について、図1〜図14に基づいて説明する。図1には、第1の実施形態に係る基板貼り合わせ装置100の構成が概略的に示されている。
図6のステップS1において、制御装置120により、ウエハW1が第1テーブルT1に取り付けられる。具体的には、まず、制御装置120は、不図示の搬送系の搬送部材(例えばロボットアーム)を用いてホルダH1を図8に示される位置に搬送し、バキュームチャック(不図示)を介して真空吸着により第1テーブルT1にホルダH1を保持させる。次いで、制御装置120は、不図示のプリアライメント装置を介してウエハW1のプリアライメント(外形基準の位置合わせ(中心位置及びθz回転の調整))を行う。次に、制御装置120は、搬送部材を用いてそのプリアライメント済みのウエハW1を不図示の反転装置に送る。ウエハW1は、この反転装置により表裏面が反転される。制御装置120は、その反転後のウエハW1を、搬送部材を用いてホルダH1の下方に搬送し、静電吸着によりホルダH1に保持させる。これにより、ウエハW1が、その表面を下方(−Z方向)に向けて、且つ水平に、第1テーブルT1に保持される。なお、ウエハW1の表面(下面)は、基準面SM上に位置決めされている。
図6のステップS2では、制御装置120により、第1テーブルT1に取り付けられたウエハW1に対するサーチアライメントが実行される。ここで、ウエハW1の表面には、例えば図2に示されるウエハW2と同様に、その周縁近傍のショット領域の近傍に、複数のアライメントマーク(AM1i(i=1〜N)と表記する)が形成されているものとする。
図6のステップS3では、制御装置120により、ウエハW2が第2テーブルT2に取り付けられる。具体的には、まず、制御装置120は、不図示の搬送系の搬送部材を用いてホルダH2を第2テーブルT2上に搬入し、バキュームチャック(不図示)を介して真空吸着により第2テーブルT2にホルダH2を保持させる。次いで、制御装置120は、不図示のプリアライメント装置を介してウエハW2のプリアライメント(外形基準の位置合わせ(中心位置及びθz回転の調整))を行う。次に、制御装置120は、そのプリアライメント済みのウエハW2を、搬送部材を用いてホルダH2上にロードし、静電吸着によりホルダH2に保持させる。この際、制御装置120は、ステップS2において計測されたウエハW1の回転量θzに基づいて、ウエハW1の回転(θz)位置にほぼ一致するようにウエハW2をXY平面内で回転させた上で、ホルダH2に取り付ける。
図6のステップS4では、制御装置120により、第1マーク検出系M1を用いたウエハW2のアライメント計測が行われる。ここで、ウエハW2の表面には、例えば図2に示されるように、その周縁近傍のショット領域の近傍に、複数のアライメントマークAM2j(j=1〜N)が形成されている。
図6のステップS5では、制御装置120により、第2マーク検出系M2のベースライン(第1マーク検出系M1の指標中心OM1を基準とする第2マーク検出系M2の指標中心OM2の位置)の計測が行われる。この場合、図12(A)に示されるように、制御装置120により、第1、第2マーク検出系M1、M2を用いてマーク板51の基準マークFMの検出が行われる。
rSTBとして記憶する。しかし、設計上の指標中心OM1からの設計上の指標中心OM2の位置(設計上のベースライン)rBは、Δ1=Δ1’+Δρ1,Δ2=Δ2’+Δρ2なので、rB=rB’+(Δρ1−Δρ2)となり、実測上のベースラインrB’とは異なる。
図6のステップS6では、制御装置120により、第2マーク検出系M2を用いたウエハW1のアライメント計測が行われる。なお、ステップS6のアライメント計測は、前述のステップS2のサーチアライメント計測と、ほぼ同じ工程である。
図6のステップS7では、制御装置120により、ウエハW1,W2を貼り合わせる工程の処理が行われる。一般に、ウエハの表面は、回路素子のプロセッシング工程における加熱などにより、変形する。
本ステップS0の第2マーク検出系M2の誤差補正を行う場合には、相対位置関係が既知のアライメントマーク(AM0iとする)が付与された基準ウエハ(W0とする)が用意される。ただし、基準ウエハW0のアライメントマークAM0iは、実際に貼り合わせられるウエハW1のアライメントマークAM1iとほぼ同じ位置に付与されているものとする。この基準ウエハW0は、制御装置120によって、ホルダH1を介して、第1テーブルT1に取り付けられる。
次に、本発明の第2の実施形態を、図15〜25に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第1の実施形態に係る基板貼り合わせ装置100と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いると共に、その説明を省略若しくは簡略する。
次に、本発明の第3の実施形態を、図26及び図27に基づいて説明する。ここで、前述した第1の実施形態の基板貼り合わせ装置100又は第2の実施形態の基板貼り合わせ装置200と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いると共に、その説明を省略若しくは簡略する。
Claims (83)
- それぞれの表面にマークが付された第1の基板と第2の基板とを互いに貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記第1の基板を保持する第1ステージと、
前記第2の基板を保持して、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2ステージと、
前記第2の基板のマークを検出可能な第1検出系と、
前記第2ステージに設けられ、前記第1の基板のマークを検出可能な第2検出系と、
前記第1検出系と前記第2検出系との相対位置を計測する相対位置計測系と、を備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項1に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2検出系は、前記相対位置計測系による計測時に前記第1検出系に対向すべく移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項1又は2に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記相対位置計測系は、前記第1検出系の位置を基準とした前記第2検出系の位置を計測する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系の検出対象は、第1基準マークをさらに含み、
前記第2検出系の検出対象は、第2基準マークをさらに含む基板貼り合わせ装置。 - 請求項4に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1基準マークと第2基準マークとは、同一のマーク部材に形成されている基板貼り合わせ装置。 - 請求項4又は5に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系が前記第1基準マークを検出すると同時に前記第2検出系が前記第2基準マークを検出可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項4〜6のいずれかに記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1基準マークと第2基準マークとは、同一のマークである基板貼り合わせ装置。 - 請求項7に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記相対位置計測系は、前記同一のマークを基準とした前記第1検出系及び前記第2検出系のそれぞれの位置を計測する基板貼り合わせ装置。 - 請求項5〜8のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2検出系は、前記同一のマークを検出すべく移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項5〜9のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記同一のマークは、前記マーク部材の一部に設けられたメンブレン状の部材に形成されたスリット状の光透過部を含む基板貼り合わせ装置。 - 請求項10に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記スリット状の光透過部は、透明フィルムの一面に形成された遮光膜の一部を除去することで形成されている基板貼り合わせ装置。 - 請求項10に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記スリット状の光透過部は、板状の遮光部材の一部にスリット状の開口を形成することで形成されている基板貼り合わせ装置。 - 請求項4〜12のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記マーク部材は、前記第1、第2検出系のプローブ光を透過する基板貼り合わせ装置。 - 請求項4〜13のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記マーク部材の傾斜を計測する傾斜計測系を、さらに備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項4〜14のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記マーク部材は、前記第1及び第2検出系の少なくとも一方の検出視野内に対応する基準マークが位置決めされる位置と、該位置から退避する位置との間で可動である基板貼り合わせ装置。 - 請求項15に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記マーク部材を駆動するマーク駆動装置をさらに備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項16に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記マーク駆動装置は、前記第2ステージに設けられている基板貼り合わせ装置。 - 第1の基板及び第2の基板を互いに貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記第1の基板を保持する第1ステージと、
前記第2の基板を保持し、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2ステージと、
前記第2ステージに保持された前記第2の基板のマークを検出可能な第1検出系と、
前記第2ステージに設けられ、前記第1ステージに保持された前記第1の基板のマークを検出可能な第2検出系と、を備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜18のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2検出系は、前記第1ステージに保持された前記第1の基板の前記マークの検出時に、前記第2ステージと一体的に移動する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜19のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系は、前記第2検出系が前記第1ステージに保持される前記第1の基板に対向する際に前記第2ステージに保持される基板に対向する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜20のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系の少なくとも一部と前記第2検出系の少なくとも一部とが対向するとき、前記第1ステージと前記第2ステージの基板が載置される部分とは、前記第1検出系の前記第2検出系との対向部分の中心に関して、相互に反対側に位置する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜21のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2ステージは、並進3自由度及び回転3自由度で駆動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜22のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2ステージは、前記第2の基板を保持する保持面に平行な平面内で移動可能なステージ本体と、該ステージ本体上で少なくとも前記平面に直交する方向に移動可能で、前記他方の基板を保持するテーブルとを含み、前記第2検出系は、前記テーブルに設けられている基板貼り合わせ装置。 - 請求項23に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2ステージの位置情報を計測する位置計測系を備え、
前記テーブルは、該テーブルが保持する前記第2の基板の表面が前記第1検出系の検出点に位置決めされる位置を含む前記平面に直交する方向の所定範囲で移動可能であり、
前記位置計測系は、前記テーブルの前記平面に直交する方向の位置情報をさらに計測可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項23又は24に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2の基板を保持する保持面に平行な平面内で前記テーブルを移動させ、且つ、該平面に直交する軸の周りに前記テーブルを回転させるステージ駆動装置と、前記テーブルを前記軸方向に移動させるZ駆動部とを備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項25に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記Z駆動部は、前記ステージ本体上の同一線上にない3点にそれぞれ配置される基板貼り合わせ装置。 - 請求項23〜26のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記テーブルは、前記第2ステージ上で前記平面に対する傾斜方向に移動可能であり、
前記位置計測系は、前記テーブルの傾斜情報をさらに計測可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜27のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージが保持する前記第1の基板と前記第2ステージが保持する前記第2の基板との間の離間距離を計測する離間距離計測系をさらに備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜28のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第2ステージの位置情報を計測する位置計測系を備え、
前記位置計測系は、前記第2ステージの一部に設けられた反射面に測長ビームをそれぞれ照射する複数の干渉計を含む基板貼り合わせ装置。 - 請求項29に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記位置計測系は、前記第1ステージの位置を基準として前記第2ステージの位置情報を計測する基板貼り合わせ装置。 - 請求項30に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系と前記第1ステージとは相対位置が固定されており、
前記位置計測系は、前記第1検出系に設けられた反射面からの反射光と前記第2ステージに設けられた前記反射面からの反射光とに基づき、前記第2ステージの位置情報を計測する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜31のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージは、前記平面に直交する方向に移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項32に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージは、該第1ステージが保持する前記第1の基板の表面が前記第2検出系の検出点を含む平面に平行な面に位置決めされる第1位置と該第1位置から退避する第2位置との間で移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜33のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージは、前記一方の基板を保持する保持面に平行な平面に沿って移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項34に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージの位置を計測する位置計測系を備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜35のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1ステージ及び前記第2ステージは、基板保持部材を介して前記基板をそれぞれ保持する基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜36のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系は、対象マークを透過した光を検出する透過型の顕微鏡及び対象マークからの反射光を検出する反射型の顕微鏡のいずれかを含み、
前記第2検出系は、前記透過型の顕微鏡及び前記反射型の顕微鏡のいずれかを含む基板貼り合わせ装置。 - 請求項1〜37のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系及び第2検出系の少なくとも一方は、その検出対象である基板に設けられた複数のマークを同時検出可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項38に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記第1検出系及び前記第2検出系の少なくとも一方は、前記複数のマークのそれぞれを、個別に検出可能な複数の検出装置を含む基板貼り合わせ装置。 - 請求項39に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記複数の検出装置は、一の検出装置と他の検出装置とが相対移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項40に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記一の検出装置及び他の検出装置の一方は、前記一の検出装置及び他の検出装置が取り付けられるベースとなる部材に固定され、他方は、前記ベースとなる部材に対して移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項40又は41に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記一の検出装置と前記他の検出装置との相対位置を計測する相対位置計測系をさらに備える基板貼り合わせ装置。 - 請求項40〜42のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記一の検出装置及び他の検出装置は、独立して移動可能である基板貼り合わせ装置。 - 請求項40〜43のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置において、
前記一の検出装置と他の検出装置との位置情報を計測する検出系位置計測系をさらに備える基板貼り合わせ装置。 - 第1の基板及び第2の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記第1の基板を保持する第1ステージと、
前記第2の基板を保持する第2ステージと、
前記第2ステージに保持された前記第2の基板のマークを検出可能な第1検出系と、
前記第1ステージに保持された前記第1の基板のマークを検出可能であり、前記第1検出系との相対位置を調整すべく前記第1検出系に対して相対的に移動可能な第2検出系と、を備える基板貼り合わせ装置。 - 第1の基板及び第2の基板を互いに貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
前記第1の基板を第1部材に保持させる第1工程と、
少なくとも前記第1部材の保持面に平行な平面内で移動可能な第2部材に前記第2の基板を保持させる第2工程と、
前記第2部材に保持された前記第2の基板の複数のマークを第1検出系により検出する第3工程と、
前記第2部材に搭載され、前記第2部材と一体的に移動する第2検出系により、前記第1部材に保持された前記第1の基板の複数のマークを検出する第4工程と、
前記第1検出系と前記第2検出系との相対位置を計測する第5工程と、
前記第3、第4工程及び第5工程の結果に基づいて、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに重ね合わせる第6工程と、を含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項46に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第1検出系と、前記第2検出系とを用いて、共通の基準マークをそれぞれ検出する第7工程をさらに含み、
前記第5工程では、前記基準マークに対する前記第1検出系及び前記第2検出系のそれぞれの位置を計測する基板貼り合わせ方法。 - 請求項47に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第2検出系は移動可能であり、前記第7工程で前記基準マークを検出すべく移動する基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜48のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第5工程では、さらに、前記第1検出系に対する前記第2検出系のベースラインを求める基板貼り合わせ方法。 - 請求項47に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第7工程では、さらに、前記基準マークと前記第2の基板の表面に設けられた前記複数のマークとの第1の相対位置関係を求める基板貼り合わせ方法。 - 請求項50に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第7工程では、さらに、前記基準マークと前記第1の基板の表面に設けられた前記複数のマークとの第2の相対位置関係を求める基板貼り合わせ方法。 - 請求項51に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第7工程では、さらに、前記第1検出系に対する前記第2検出系のベースラインと、前記第1の相対位置関係と、前記第2の相対位置関係と、から、前記第2部材と前記第1部材とにそれぞれ保持された前記第1の基板及び前記第2の基板が所望の重ね合わせ条件を満たす前記第2部材の目標位置を求める基板貼り合わせ方法。 - 請求項52に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第7工程は、前記第3、第4及び第6工程の結果を用いて、前記第1の基板及び前記第2の基板の所望の重ね合わせ条件を満たす前記第2部材の目標位置を算出する工程を含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項53に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記所望の重ね合わせ条件とは、前記第1の基板及び前記第2の基板の表面に設けられた複数のマークの間において、対となるマーク間の前記平面上での相対距離の自乗和が最小となる位置関係である基板貼り合わせ方法。 - 請求項53又は54に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記所望の重ね合わせ条件とは、前記第1の基板及び前記第2の基板の表面に設けられた複数のマークの間において、対となるマーク間の前記平面上での相対距離の絶対値が、すべての対についてほぼ等しくなる位置関係である基板貼り合わせ方法。 - 請求項53〜55のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第4工程は、前記目標位置に前記第2部材を位置決めし、前記第2部材の少なくとも前記第2基板を保持する部分を、前記平面に直交する方向に駆動して、前記第1の基板と前記第2の基板とを重ね合わせる工程をさらに含む基板貼り合わせ方法。 - 第1の基板及び第2の基板を互いに貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
前記第1の基板を第1部材に保持させる第1工程と、
前記第2の基板を、前記第1の基板及び前記第2の基板を互いに位置合わせすべく移動可能な第2部材に保持させる第2工程と、
前記第2部材に保持された前記第2の基板の複数のマークを第1検出系により検出する第3工程と、
前記第1部材に保持された前記第1の基板の複数のマークを、前記第2部材に設けられた第2検出系により検出する第4工程と、を含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜57のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程では、前記第2の基板の前記複数のマークの検出時の前記第2部材の位置情報を計測する基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜58のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第4工程では、前記第1の基板の前記複数のマークの検出時の前記第2部材の位置情報を計測する基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜59のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程及び前記第4工程では、それぞれ前記第2部材を前記第1部材の保持面に平行な平面内で移動させる基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜60のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程では、前記第2の基板の前記複数のマークを、前記第1検出系が有する複数の検出装置を用いて同時に検出し、
前記第4工程では、前記第1の基板の前記複数のマークを、前記第2検出系が有する複数の検出装置を用いて同時に検出する基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜61のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程及び前記第4工程の少なくとも一方では、前記複数のマークの検出に先立って、前記複数の検出装置のうち、一の検出装置と他の検出装置とを前記平面内で相対移動し、それぞれの検出視野内に前記マークを位置決めする基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜62のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程では、前記複数のマークの検出に先立って、前記第2部材の少なくとも前記第2基板を保持する部分を、前記平面に直交する方向に駆動して前記第2基板の表面を前記第1検出系の検出点に位置決めする基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜63のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程では、前記複数のマークの検出の後、前記第2部材の少なくとも前記第2の基板を保持する部分を、前記平面に直交する方向に駆動して前記第2の基板の表面を前記第1検出系の検出点から退避させる基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜64のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第4工程では、前記マークの検出に先立って、前記第1部材を前記平面に直交する方向に駆動して前記第1の基板の表面を前記第2検出系の検出点に位置決めする基板貼り合わせ方法。 - 請求項46に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第4工程では、前記基準マークの検出に先立って、前記基準マークが形成されたマーク部材を所定位置に位置決めし、前記第1、第2検出系を用いて前記基準マークをそれぞれ検出する基板貼り合わせ方法。 - 請求項66に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第1、第2検出系を用いて前記基準マークをそれぞれ検出した後、前記マーク部材を前記位置決め位置から退避させる基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜67のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第1部材に保持されている前記第1の基板の前記平面内での回転方向を含む位置情報を計測する第8工程をさらに含み、
前記第2工程では、計測された位置情報を考慮して前記第1の基板に対する前記第2の基板の少なくとも回転ずれを調整した状態で、前記第2の基板を前記第2部材に保持させる基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜68のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第1部材に保持されている前記第1の基板の前記平面内での回転方向を含む位置情報を計測する第8工程と、
前記第2工程と前記第3工程の間で、前記第8工程で計測された位置情報を考慮して前記第2部材の少なくとも前記第2の基板を保持する部分を回転させることで、前記第1の基板に対する前記第2の基板の少なくとも回転ずれを、調整する第9工程と、をさらに含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項68又は69に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第2工程に先立って、前記第1部材を前記平面に直交する方向に駆動して、前記第1部材に保持された前記第1基板を退避させる工程をさらに含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜70のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第1及び第2工程では、2つの保持部材を介して前記第1の基板、及び第2の基板を前記第1部材及び第2部材にそれぞれ保持させ、
前記第6工程では、さらに、前記2つの保持部材を留め具を用いて重ね固定し、該2つの保持部材のそれぞれを前記第1部材と前記第2部材とから取り外す基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜71のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第3工程及び前記第4工程では、前記平面と直交するように前記第2部材に設けられた反射面に少なくとも1本の測長ビームを投射する少なくとも1つの干渉計と、前記二次元平面及び前記反射面と直交するように前記第2部材に設けられた別の反射面に少なくとも1本の測長ビームを投射する少なくとも2つの干渉計と、の少なくとも3つの干渉計を含む位置計測系を用いて、前記第2部材の位置情報を計測する基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜72のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法において、
相対位置関係が既知の複数のマークが設けられた基準部材を前記第1部材に保持させ、前記第2部材の位置情報を計測しながら該第2部材を前記平面内で移動させて、前記複数のマークを前記第2検出系を用いて検出することによって該複数のマークの相対位置関係を再計測し、該再計測された相対位置関係と前記既知の相対位置関係とを用いて、前記第2検出系の前記第2部材の位置に関係する物理量に依存する検出誤差を補正する基板貼り合わせ方法。 - 請求項73に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記複数のマークの相対位置関係を、前記基準部材を前記第2部材に保持させ、該第2部材の位置情報を計測しながら該第2部材を前記平面内で移動させて、前記複数のマークを前記第1検出系を用いて検出することによって求める基板貼り合わせ方法。 - 請求項73又は74に記載の基板貼り合わせ方法において、
前記第2部材の位置に関係する前記物理量とは、前記第2部材の停止位置と、該停止位置に至る直前の停止位置からの距離と、方向と、時間と、速度と、加速度と、のうちの少なくとも1つを含む基板貼り合わせ方法。 - 請求項46〜75のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法を含む積層半導体装置の製造方法。
- 第1アライメントマークを有する第1基板と第2アライメントマークを有する第2基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記第1アライメントマークを検出する第1検出系と、
前記第1検出系と対向して配置され、前記第2アライメントマークを検出する第2検出系と、
前記第1検出系の光軸と前記第2検出系の光軸との相対的な位置ずれを調整する調整部と、
前記第1検出系の中心軸と前記第2検出系の中心軸とのそれぞれの基準マークに対する位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
を備え、前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量に基づいて、前記第2検出系の光軸と直交する方向に前記第2検出系を移動させる基板貼り合わせ装置。 - 請求項77に記載の基板貼り合わせ装置であって、
基準マークに対する前記第1検出系の中心軸及び第2検出系の中心軸のそれぞれの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部をさらに備え、
前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量を補正値として、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、前記第1検出系と前記第2検出系との検出結果に加える基板貼り合わせ装置。 - 請求項77又は78に記載の基板貼り合わせ装置であって、
前記第1検出系の中心軸と第2検出系の中心軸とが位置合わせされた後、前記第1基板と前記第2基板とが貼り合わされる基板貼り合わせ装置。 - 第1アライメントマークを有する第1基板と第2アライメントマークを有する第2基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記第1アライメントマークを検出する第1検出系と、
前記第1検出系と対向して配置され、前記第2アライメントマークを検出する第2検出系と、
前記第1検出系の中心軸と第2検出系の中心軸との位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
を備え、前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量に基づいて、前記第2検出系の中心軸と直交する方向に前記第1検出系、又は、前記第2検出系の少なくとも一方を移動させる基板貼り合わせ装置。 - 請求項80に記載の基板貼り合わせ装置であって、
前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量を補正値として記憶し、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、前記第1検出系及び前記第2検出系の少なくとも一方の検出結果に前記補正値を加える基板貼り合わせ装置。 - 請求項80に記載の基板貼り合わせ装置であって、
前記位置ずれ量算出部で算出された位置ずれ量を補正値として記憶し、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、前記第1基板を保持するステージの移動量及び前記第2基板を保持するステージの移動量の少なくとも一方に前記補正値を加える基板貼り合わせ装置。 - 請求項80〜82のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置であって、
前記位置ずれ量算出部は、基準マークに対する前記第1検出系の中心軸及び第2検出系の中心軸の相対位置に基づいて位置ずれ量を算出する基板貼り合わせ装置。
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