JP7480049B2 - マークフィールドならびにポジションを特定する方法および装置 - Google Patents
マークフィールドならびにポジションを特定する方法および装置 Download PDFInfo
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Description
-少なくとも2つのロケーションマークであって、マークフィールド内のそれぞれのロケーションマークのロケーション(方位)についての情報を含むロケーションマークと、
-ロケーションマークの1つに割り当てられたまたは割り当て可能な少なくとも1つのポジションマークであって、基板上の構造化部の構造特徴部のX-Y-ポジション(座標)を、特に基板ホルダの運動またはポジションによらず特定するポジションマークと、
を設けることである。
マークとは、本発明において最も広義に、光学式に検出可能なかつ/またはトポグラフィックに検出可能な構造化部(または構造化部の構造特徴部)と解され、構造化部(または構造化部の構造特徴部)もしくはそのポジション、好ましくは、少なくともそのX-Y-ポジション(位置)は、測定機器により検知、ひいては特定可能である。構造化部/構造特徴部を検出、ひいてはそのポジションを特定する測定機器は、特に:
-光学式のシステム、特にカメラ、
-接触式のシステム、特にAFM、
であってよい。
-金属、特に
Cr,Al,Ti,Cu,Ag,Au,Fe,Ni,Co,Pt,W,Pb,Ta,Zn,Sn、
-合金、特に
金属合金、
金属-非金属合金、
-セラミック、
-プラスチック、
-半導体、特に
化合物半導体、特に
GaAs,GaN,InP,InxGa1-xN,InSb,InAs,GaSb,AlN,InN,GaP,BeTe,ZnO,CuInGaSe2,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdS,CdSe,CdTe,Hg(1-x)Cd(x)Te,BeSe,HgS,AlxGa1-xAs,GaS,GaSe,GaTe,InS,InSe,InTe,CuInSe2,CuInS2,CuInGaS2,SiC,SiGe、
半導体、特に
Ge,Si,α-Sn,フラーレン,B,Se,Te。
-QRコード、
-バーコード、
-幾何学的な、特に3次元の図形、
-記号列、特に文字列および/または数字列、好ましくはバイナリコード、
-画像、
の1つまたは複数である。
マークフィールドは、特に、好ましくは互いに高対称的に配置される複数のマーク、すなわちロケーションマークおよびポジションマークの集合からなっている。本発明において重要なことは、とりわけ、ポジションマークが互いに高精度に作成されることである。ポジションマークに割り当てられたまたは割り当て可能なロケーションマークは、両者が好ましくは同時に光学系の視界内に存在しているように配置される。ロケーションマークは、特に専ら、光学系により観察される、以下の文ではロケーションとしか呼ばない大体のロケーションポジション(方位)を読み取るために用いられる。好ましくは、各ロケーションマークと、割り当てられたポジションマークとの間の相対ポジションは、同じである。このことは、評価アルゴリズムのプログラミングを容易にし、ひいては、ロケーションマークおよびポジションマークが光学系の視界内に存在すると直ちに、マークフィールド内のロケーションマークおよび/またはポジションマークをサーチすることが容易になる。
本発明によるマークフィールド担体は、マークフィールドがその上に設けられている/設けられる1つまたは複数の構成部材である。
-金属、特に
Cu,Ag,Au,Al,Fe,Ni,Co,Pt,W,Cr,Pb,Ti,Ta,Zn,Snならびに/または
-プラスチック、特に
エラストマー、特に
バイトン(素材)および/もしくは
ポリウレタンおよび/もしくは
ハイパロン(素材)および/もしくは
イソプレンゴム(素材)および/もしくは
ニトリルゴム(素材)および/もしくは
パーフルオロゴム(素材)および/もしくは
ポリイソブテン(素材)、
熱可塑性のエラストマーならびに/または
-半導体材料、特に
化合物半導体、
GaAs,GaN,InP,InxGa1-xN,InSb,InAs,GaSb,AlN,InN,GaP,BeTe,ZnO,CuInGaSe2,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdS,CdSe,CdTe,Hg(1-x)Cd(x)Te,BeSe,HgS,AlxGa1-xAs,GaS,GaSe,GaTe,InS,InSe,InTe,CuInSe2,CuInS2,CuInGaS2,SiC,SiGe、
半導体、特に
Ge,Si,α-Sn,フラーレン,B,Se,Te、
-ガラス、特に
金属ガラス、
非金属ガラス、特に
有機非金属ガラス、
無機非金属ガラス、特に
非酸化物ガラス、特に
ハロゲン化物ガラス、
カルコゲナイドガラス、
酸化物ガラス、特に
リン酸塩ガラス、
ケイ酸塩ガラス、特に
アルミノケイ酸塩ガラス、
鉛ケイ酸塩ガラス、
アルカリケイ酸塩ガラス、特に
アルカリ-アルカリ土類ケイ酸塩ガラス、
ホウケイ酸ガラス、
ホウ酸塩ガラス、特に
アルカリホウ酸塩ガラス、
石英、
-セラミック、
-鉱物、特にサファイア。
-円筒形、
-(好ましくは)直方体形、
である。しかし、マークフィールド担体は、原則、あらゆる任意の形状をとることができる。
-機械式の固定手段、特にクランプ、
-真空固定手段、特に個々に動作制御可能なまたは互いに接続された複数の真空帯を有する真空固定手段、
-電気式の固定手段、特に静電気を利用した固定手段、
-磁気式の固定手段、
-接着式の固定手段、特にGel-Pak固定手段、
-接着式の、特に動作制御可能な表面を有する固定手段、
の1つまたは複数であってもよい。
本発明に係る装置は、マークフィールド担体と、基板ホルダと、少なくとも2つの光学系とからなっている。マークフィールド担体は、好ましくは、基板ホルダの一部である(その逆もまた然り)。本明細書において基板ホルダまたはマークフィールド担体について述べる限りにおいて、これらは、ユニットと見なされるまたは同義に使用される。
X-Y-ポジションを特定する本発明による決定的な方法ステップの前に、両光学系を特に互いに可能な限り最良に校正する。
-回転誤差および/または
-並進誤差および/または
-スケーリング誤差および/または
-残存誤差
を有していることがある。回転誤差とは、構造化部がその理想的な目標ポジションに対して全体的かつ/または局所的に回転しているエラーと解される。並進誤差とは、構造化部がその理想的な目標ポジションに対して全体的かつ/または局所的に並進しているエラーと解される。スケーリング誤差とは、構造化部がその理想的な目標ポジションに対して全体的かつ/または局所的にスケーリングを受けているエラーと解される。このエラーは、当業者の世界では、「ランアウト」とも称呼される。「ランアウト」は、特に、半径が大きくなるにつれて、誤差が大きくなることを特徴としている。大抵の場合、この誤差は、基板の縁部において中心近傍の領域におけるよりも強く作用する熱膨張の結果である。残存誤差は、目標構造化部と実際構造化部との偏差に至るすべての別種の誤差を指している。実際構造化部が目標構造化部とは軽微に異なるという作用は、以下では初期誤差または「インカミングエラー(incoming error)」と称呼する。
dx=dx1+dx2
dy=dy1+dy2
こうして求めた値dxおよびdyは、而して、校正マークの(2倍の)横方向の変位と、(2倍の)光学的な誤差とからなる(2倍の)合計誤差である:
dx=(2倍の)横方向の変位x+(2倍の)光学的な誤差x
dy=(2倍の)横方向の変位y+(2倍の)光学的な誤差y
校正マークのための最適な作成方法、特に穴あけ法の既に言及した使用により、横方向の変位は、事実上、ゼロに減じることができ、値dxおよびdyは、(2倍の)光学的な誤差を表している:
(2倍の)光学的な誤差x=dx
(2倍の)光学的な誤差y=dy
横方向の変位がそれほど小さくない場合は、横方向の変位を別の方法で求め、その後で差し引く必要がある:
(2倍の)光学的な誤差x=dx-測定した(2倍の)横方向の変位x
(2倍の)光学的な誤差y=dy-測定した(2倍の)横方向の変位y
x方向およびy方向での光学的な誤差は、最終的に
光学的な誤差x=(2倍の)光学的な誤差x/2
光学的な誤差y=(2倍の)光学的な誤差y/2
により得られる。x方向およびy方向での光学的な誤差は、光学系をその後それ以上互いに動かさない限り、1回だけ計算すればよい。その後、基板表面における構造化部と、マークフィールド内の相応のポジションマークとの間の、計測したx方向およびy方向での各間隔を光学的な誤差の分だけ修正するために、x方向およびy方向での光学的な誤差を用いることができる。光学的な誤差は、好ましくは、ベクトルとして記憶され、以下の文では、アルファベットのFで示す。
-マークフィールドの軸は、基板座標系の軸と一致していない。
-コンピュータ内のマークフィールドの理想的なポジションマークは、マークフィールド担体におけるマークフィールドの現実のポジションマークと同じには配置されていない。偏差を計測し、記憶することができる。
-マークフィールドの現実のポジションマークのポジションと、基板上の現実の構造化部のポジションとの間の相関は、ここで説明したように求めることができる。
-コンピュータ内のマークフィールドの理想的なポジションマークのポジションと、コンピュータ内の理想的な構造化部のポジションとの間の相関は、データが常に提供されていて、初めに計測する必要がないため、計算可能である。
-光学的な誤差は、校正プロセスにおいて求めた値によりデータから算出可能である。
-上の列挙からのデータは、常に、基板上の現実の構造化部の、コンピュータ内の理想的な構造化部からの偏差の計算を可能にする。
2 ロケーションマーク
3,3’,3i,3r ポジションマーク
4 マークフィールド
5,5’,5’’ マークフィールド担体
5o,5o’,5o’’ マークフィールド担体表面
5r,5r’’ マークフィールド担体裏側
6 物体固定の座標系
7 基板
7o 基板表面
8,8’,8’’,8’’’ 基板ホルダ
8o 基板ホルダ表面
8r 基板ホルダ裏側
9 固定要素
10 支柱
11,11i,11r 構造
11c 特徴的な構造特徴部
12 固定手段
13,13’ 光学系
14 貫通部
Claims (21)
- 基板(7)に設けられた構造化部(11)の構造特徴部(11c)のX-Y-ポジションを特定する用に供される、前記基板(7)が固定される基板ホルダ(8)に配置されたマークフィールド(4)であって、
複数のマーク(1)からなり、
前記複数のマーク(1)はそれぞれ、
-少なくとも2つのロケーションマーク(2)であって、前記マークフィールド(4)内のそれぞれの前記ロケーションマーク(2)のロケーションについての情報を含むロケーションマーク(2)と、
-前記ロケーションマーク(2)の1つに割り当てられたまたは割り当て可能な少なくとも1つのポジションマーク(3)と、
を備え、
前記マーク(1)は、前記基板ホルダ(8)において対称的なラスタ内に配置されており、
前記基板ホルダ(8)において、前記マーク(1)が配置されている領域は、前記基板ホルダ(8)の外縁に沿った前記マーク(1)が配置されていない環状の領域より大きい、
マークフィールド(4)。 - 前記ロケーションマーク(2)および/またはポジションマーク(3)は、対称的なラスタ内で統一的な間隔を前記ロケーションマーク(2)および/またはポジションマーク(3)間に置いて配置されている、請求項1記載のマークフィールド。
- 隣り合うロケーションマーク(2)および/または隣り合うポジションマーク(3)は、前記マークフィールド(4)上で等間隔に配置されている、請求項1または2記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)は、少なくとも10×10のマーク(1)を有する、請求項1または2記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)は、少なくとも100×100のマーク(1)を有する、請求項4記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)は、1000×1000を超えるマーク(1)を有する、請求項5記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)は、10000×10000を超えるマーク(1)を有する、請求項6記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)は、100000×100000を超えるマーク(1)を有する、請求項7記載のマークフィールド。
- 隣り合うロケーションマーク(2)間の間隔は、前記ロケーションマーク(2)の幅および/もしくは高さまたは直径より小さい、請求項1または2記載のマークフィールド。
- 前記間隔と、前記ロケーションマーク(2)の前記幅および/もしくは高さまたは前記直径との比は、1より小さい、請求項9記載のマークフィールド。
- 前記間隔と、前記ロケーションマーク(2)の前記幅および/もしくは高さまたは前記直径との比は、0.5より小さい、請求項10記載のマークフィールド。
- 前記間隔と、前記ロケーションマーク(2)の前記幅および/もしくは高さまたは前記直径との比は、0.1より小さい、請求項11記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)の各マーク(1)は、それぞれ異なっている、請求項1または2記載のマークフィールド。
- 前記マークフィールド(4)の各マーク(1)は、それぞれ異なるコードを有する、請求項13記載のマークフィールド。
- 前記コードは、ポジションコードである、請求項14記載のマークフィールド。
- 前記ロケーションマークは、以下の特徴、つまり、
-QRコード(登録商標)、
-バーコード、
-幾何学的な図形、
-記号列、
-画像、
の1つまたは複数を有する、請求項1または2記載のマークフィールド。 - 前記幾何学的な図形は3次元である、請求項16記載のマークフィールド。
- 前記記号列は文字列および/または数字列である、請求項16記載のマークフィールド。
- 前記記号列はバイナリコードである、請求項16記載のマークフィールド。
- 基板(7)上において該基板(7)に対称的に分布して配置される複数の構造化部(11)の構造特徴部(11c)のX-Y-ポジションを特定する装置であって、
前記基板(7)において、前記構造化部(11)が配置されている領域は、前記基板(7)の外縁に沿った前記構造化部(11)が配置されていない環状の領域より大きく、
前記X-Y-ポジションは、前記基板(7)に対して固定のマークフィールド(4)に対して相対的に特定可能であり、
前記マークフィールド(4)は、
複数のマーク(1)からなり、かつ前記基板(7)が固定される当該基板(7)とは異なる基板ホルダ(8)に配置されており、
前記複数のマーク(1)はそれぞれ、-少なくとも2つのロケーションマーク(2)であって、前記マークフィールド(4)内のそれぞれの前記ロケーションマーク(2)のロケーションについての情報を含むロケーションマーク(2)と、
-前記ロケーションマーク(2)の1つに割り当てられたまたは割り当て可能な少なくとも1つのポジションマーク(3)と、
を備え、
前記マーク(1)は、前記基板ホルダ(8)において対称的なラスタ内に配置されており、前記基板ホルダ(8)において、前記マーク(1)が配置されている領域は、前記基板ホルダ(8)の外縁に沿って前記マーク(1)が配置されていない環状の領域より大きい、
装置。 - 基板(7)上において該基板(7)に対称的に分布して配置される複数の構造化部(11)の構造特徴部(11c)のX-Y-ポジションを特定する方法であって、
前記基板(7)において、前記構造化部(11)が配置されている領域は、前記基板(7)の外縁に沿って前記構造化部(11)が配置されていない環状の領域より大きく、
前記基板(7)が固定される基板ホルダ(8)において配置され、前記基板(7)に対して固定のマークフィールド(4)は、複数のマーク(1)からなり、
前記複数のマーク(1)はそれぞれ、
-少なくとも2つのロケーションマーク(2)であって、前記マークフィールド(4)内でのそれぞれの前記ロケーションマーク(2)のロケーションについての情報を含むロケーションマーク(2)と、
-前記ロケーションマーク(4)の1つに割り当てられたまたは割り当て可能な少なくとも1つのポジションマーク(3)と、
を有し、
前記マーク(1)は、前記基板ホルダ(8)において対称的なラスタ内に配置されており、前記基板ホルダ(8)において、前記マーク(1)が配置されている領域は、前記基板ホルダ(8)の外縁に沿って前記マーク(1)が配置されていない環状の領域より大きく、
前記X-Y-ポジションを前記マークフィールド(4)に対して相対的に特定する、
方法。
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