JP2015026738A - Positioning device, positioning method and drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板(以下、単に「基板」と称する)の回転位置を目標とする位置に位置合わせする位置決め技術および当該位置決め技術を装備する描画装置に関する。 The present invention is applicable to various substrates such as semiconductor substrates, printed substrates, color filter substrates, flat panel display glass substrates, optical disk substrates, solar cell panels (hereinafter simply referred to as “panels for solar cells”). The present invention relates to a positioning technique for aligning a rotational position of a substrate (referred to as “substrate”) to a target position and a drawing apparatus equipped with the positioning technique.
基板に対して様々な処理を施す基板処理装置が各種存在するが、その一つとして、基板の表面に光ビームを照射してパターンを描画する描画装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この描画装置では、基板に描画すべきパターンを基板の局所領域に位置合せする処理、いわゆるアライメント処理を行った上で焼き付ける処理(いわゆる露光処理)を行う。例えば特許文献1に記載の装置では、基板上の多数のアライメントマークを順番にカメラの直下位置に移動し、当該移動を行う毎にカメラによるマーク撮像を実行し、マーク画像からマークの位置情報を求めている。そして、それら多数の位置情報に基づいて基板の方向および位置を補正する。
There are various types of substrate processing apparatuses that perform various processes on a substrate. As one of them, a drawing apparatus that draws a pattern by irradiating a surface of a substrate with a light beam is known (for example, Patent Document 1). reference). In this drawing apparatus, a process for aligning a pattern to be drawn on a substrate with a local region of the substrate, that is, a so-called alignment process and a printing process (so-called exposure process) are performed. For example, in the apparatus described in
ところで、アライメントマークを用いた位置決め技術を利用する描画装置では、タクトタイムの短縮により単位時間で処理できる基板枚数を増大させたいという要望がある。そして、当該要望を満足させるためには、アライメント処理の時間短縮が重要となる。しかしながら、従来技術では、多数、例えば4つのアライメントマークを用い、それらを順番にカメラの直下位置に移動させており、アライメント処理を短時間で行う上では改善の余地があった。 By the way, in a drawing apparatus using a positioning technique using an alignment mark, there is a demand for increasing the number of substrates that can be processed in a unit time by shortening the tact time. In order to satisfy the request, it is important to shorten the alignment processing time. However, in the prior art, a large number of, for example, four alignment marks are used, and they are sequentially moved to a position directly below the camera, and there is room for improvement in performing the alignment process in a short time.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板のアライメントに要する時間を低減することが可能な位置決め技術および当該位置決め技術を用いた描画装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a positioning technique capable of reducing the time required for substrate alignment and a drawing apparatus using the positioning technique.
本発明にかかる位置決め装置は、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークが表面に形成された基板を保持するステージと、ステージを移動させるステージ移動部と、ステージに保持される基板の表面を部分的に撮像する撮像領域を有し、撮像領域に第1アライメントマークが位置するときに第1アライメントマークの画像を撮像し、撮像領域に第2アライメントマークが位置するときに第2アライメントマークの画像を撮像する撮像部と、第1アライメントマークの画像から第1アライメントマークの位置情報を検出するとともに、第2アライメントマークの画像から第2アライメントマークの位置情報を検出する位置情報検出部と、 第1アライメントマークおよび第2アライメントマークのうちの一方を先撮りアライメントマークとするとともに他方を後撮りアライメントマークとし、撮像部による先撮りアライメントマークの撮像後に後撮りアライメントマークが撮像領域に位置するようにステージを移動させ、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークの位置情報に基づいてステージを移動させて基板の方向および位置を調整する位置調整部とを備えることを特徴としている。 A positioning apparatus according to the present invention includes a stage that holds a substrate on which a first alignment mark and a second alignment mark are formed, a stage moving unit that moves the stage, and a surface of the substrate that is held on the stage. The first alignment mark image is picked up when the first alignment mark is located in the image pick-up area, and the second alignment mark image is picked up when the second alignment mark is located in the image pick-up area. An image pickup unit that picks up an image, a position information detection unit that detects position information of the first alignment mark from the image of the first alignment mark, and detects position information of the second alignment mark from the image of the second alignment mark; Pre-aligning one of the alignment mark and the second alignment mark And the other is used as a post-shoot alignment mark, and after the pre-shoot alignment mark is imaged by the image pickup unit, the stage is moved so that the post-shoot alignment mark is positioned in the image pickup region, and the first alignment mark and the second alignment mark And a position adjusting unit that adjusts the direction and position of the substrate by moving the stage based on the position information.
また、本発明にかかる位置決め方法は、ステージに保持される基板の表面に形成された第1アライメントマークおよび第2アライメントマークのうちの一方を先撮りアライメントマークとするとともに他方を後撮りアライメントマークとし、先撮りアライメントマークを撮像部の撮像領域に位置させて先撮りアライメントマークを撮像する工程と、先撮りアライメントマークが撮像された基板を保持するステージを、後撮りアライメントマークが撮像領域に位置するように、移動させる工程と、後撮りアライメントマークを撮像する工程と、第1アライメントマークの画像から第1アライメントマークの位置情報を検出するとともに第2アライメントマークの画像から第2アライメントマークの位置情報を検出する工程と、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークの位置情報に基づいてステージを移動させて基板の方向および位置を調整する工程とを備えることを特徴としている。 In the positioning method according to the present invention, one of the first alignment mark and the second alignment mark formed on the surface of the substrate held on the stage is used as a pre-shooting alignment mark, and the other is used as a post-shooting alignment mark. The pre-shoot alignment mark is positioned in the image pickup area, and the stage for holding the substrate on which the pre-shoot alignment mark is imaged is positioned in the image pickup area. As described above, the step of moving, the step of imaging the post-shoot alignment mark, the position information of the first alignment mark from the image of the first alignment mark, and the position information of the second alignment mark from the image of the second alignment mark And a first alignment marker And a step of adjusting the direction and position of the substrate by moving the stage based on the position information of the first alignment mark and the second alignment mark.
また、本発明にかかる描画装置は、上記位置決め装置と、ステージに保持される基板の表面に光を照射して設計データで記述されるパターンを描画する光学ヘッドと、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークの位置情報に基づいて設計データを補正して得られる補正設計データに基づいて基板に対するパターンの描画を制御する描画制御部とを備えることを特徴としている。 A drawing apparatus according to the present invention includes the positioning device, an optical head for drawing a pattern described by design data by irradiating light on a surface of a substrate held on a stage, a first alignment mark, and a second alignment mark. And a drawing control unit that controls drawing of the pattern on the substrate based on the corrected design data obtained by correcting the design data based on the position information of the alignment mark.
このように構成された本発明では、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークのうちの一方を先撮りアライメントマークとするとともに他方を後撮りアライメントマークとしている。そして、撮像部による先撮りアライメントマークの撮像後に、後撮りアライメントマークが撮像部の撮像領域に位置するように基板を保持するステージが移動され、撮像部による後撮りアライメントマークの撮像が実行される。そして、第1アライメントマークおよび第2アライメントマークの位置情報に基づいてステージが移動されて基板の方向および位置が調整される。このように、位置情報の取得のために基板を移動させる回数を最小限に抑えることができ、基板の方向および位置に要する時間が短縮される。 In the present invention configured as described above, one of the first alignment mark and the second alignment mark is a pre-shooting alignment mark and the other is a post-shooting alignment mark. Then, after imaging the pre-shooting alignment mark by the imaging unit, the stage holding the substrate is moved so that the post-shooting alignment mark is positioned in the imaging area of the imaging unit, and imaging of the post-shooting alignment mark by the imaging unit is executed. . Then, the stage is moved based on the position information of the first alignment mark and the second alignment mark, and the direction and position of the substrate are adjusted. In this way, the number of times the substrate is moved to acquire position information can be minimized, and the time required for the direction and position of the substrate is shortened.
以上のように、本発明によれば、アライメントの撮像のために基板を移動させる回数を最小化し、基板のアライメントに要する時間を低減することができる。また、このような位置決め技術を描画装置に用いることで、描画装置の生産性を高めることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the number of times of moving the substrate for imaging of alignment and reduce the time required for alignment of the substrate. Further, by using such a positioning technique for a drawing apparatus, the productivity of the drawing apparatus can be increased.
図1は、本発明にかかる描画装置の第1実施形態を示す正面図である。図2は図1の描画装置の平面図である。図3は図1の描画装置の電気的構成を示すブロック図である。描画装置はウェハなどの基板Wの表面に光を照射してパターンを描画する装置である。基板Wは、半導体基板、プリント基板、ガラス基板などの各種基板のいずれでもよいが、図示例では円形のウェハを基板として用いている。 FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a drawing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the drawing apparatus of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the drawing apparatus of FIG. The drawing apparatus is an apparatus that draws a pattern by irradiating the surface of a substrate W such as a wafer with light. The substrate W may be any of various substrates such as a semiconductor substrate, a printed substrate, and a glass substrate, but in the illustrated example, a circular wafer is used as the substrate.
図4は描画装置にてパターン描画される基板の一例を示す図である。この基板Wの周縁部には同図に示すようにノッチNTが形成されており、当該ノッチNTにより基板Wの方向を認識可能となっている。また、基板Wの表面には、格子状のスクライブラインSLが形成されており、スクライブラインSLによって囲まれた複数の光照射領域、つまり露光領域ERが規定されている。また、スクライブラインSL上には、複数のアライメントマークがそれぞれ異なる位置に形成されている。ただし、同図では、本発明で使用される2つのアライメントマークAM1、AM2のみを選択的に図示している。また、図面においては、2つの選択例が示されているが、本実施形態では図4(a)に示すように選択されたアライメントマークAM1、AM2を後述するように使用している。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a substrate on which a pattern is drawn by a drawing apparatus. The notch NT is formed in the peripheral part of this board | substrate W as shown in the figure, and the direction of the board | substrate W is recognizable by the said notch NT. A lattice-like scribe line SL is formed on the surface of the substrate W, and a plurality of light irradiation areas surrounded by the scribe line SL, that is, an exposure area ER is defined. On the scribe line SL, a plurality of alignment marks are formed at different positions. However, in the figure, only two alignment marks AM1 and AM2 used in the present invention are selectively illustrated. In the drawing, two selection examples are shown. In the present embodiment, the alignment marks AM1 and AM2 selected as shown in FIG. 4A are used as described later.
各アライメントマークは、例えば一辺が約0.1mm(ミリメートル)の矩形状のマーク(あるいは、十字状のマークであってもよいし、矩形状のマークと十字状のマークとが重ねられたマークでもよい)であり、例えば蒸着等の方法によって形成される反射層(好ましくは、アルミニウム、または金属層)により形成される。そして、本実施形態では、後述するように、これらのうち2個のアライメントマークを基板Wの方向および位置の調整に使用しており、一方を「第1アライメントマークAM1」と称するとともに、他方を「第2アライメントマークAM2」と称する。本実施形態では、基板Wの回転中心を通過してY方向に延びる仮想線VLによって基板Wの表面を2等分して形成される2つの分割表面領域(2等分領域)DR1、DR2に対して第1アライメントマークAM1および第2アライメントマークAM2がそれぞれ配置されている。なお、本実施形態では、第1アライメントマークAM1および第2アライメントマークAM2は基板Wの回転中心に対して点対称に配設されているが、各分割表面領域DR1、DR2でのアライメントマークAM1、AM2の配設位置はこれに限定されるものではない。 Each alignment mark may be, for example, a rectangular mark having a side of about 0.1 mm (millimeter) (or a cross-shaped mark, or a mark in which a rectangular mark and a cross-shaped mark are overlapped) For example, a reflective layer (preferably aluminum or a metal layer) formed by a method such as vapor deposition. In this embodiment, as will be described later, two of these alignment marks are used for adjusting the direction and position of the substrate W, and one of them is referred to as “first alignment mark AM1” and the other is used as the other. This will be referred to as “second alignment mark AM2”. In the present embodiment, two divided surface regions (bisected regions) DR1 and DR2 formed by equally dividing the surface of the substrate W by a virtual line VL passing through the rotation center of the substrate W and extending in the Y direction are divided into two. On the other hand, the first alignment mark AM1 and the second alignment mark AM2 are respectively arranged. In the present embodiment, the first alignment mark AM1 and the second alignment mark AM2 are arranged point-symmetrically with respect to the rotation center of the substrate W. However, the alignment marks AM1, The arrangement position of AM2 is not limited to this.
描画装置は、上記基板Wの方向および位置を調整した状態で露光領域ERにパターンを露光するために、露光ユニット100、プリアライメントユニット200、搬送ユニット300および制御ユニット500などを有している。これらのうち露光ユニット100、プリアライメントユニット200および搬送ユニット300の主要構成要素が、本体フレーム601で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル(図示省略)が取り付けられることによって形成される本体内部に配置されている。
The drawing apparatus includes an
描画装置の本体内部は、図1および図2に示すように、処理領域602と受け渡し領域603とに区分されている。これらの領域のうち処理領域602には、主として、露光ユニット100の主要構成である処理ステージ1、ステージ移動部2、ステージ位置計測部3、光学ユニット4、アライメント部5が配置されている。そして、制御ユニット500が露光ユニット100の各部を制御することで光ビームを基板Wの露光領域ERに露光してパターンを描画する。一方、受け渡し領域603には、図2に示すようにプリアライメントユニット200および搬送ユニット300が配置されている。プリアライメントユニット200はプリアライメント処理を実行する。また、搬送ユニット300は処理領域602に対する基板Wの搬出入を行う搬送ロボット301を有している。なお、本実施形態では、プリアライメントユニット200を2個配置しているが、プリアライメントユニット200の個数はこれに限定されるものではなく、任意である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inside of the main body of the drawing apparatus is divided into a
プリアライメントユニット200はいずれも同一構成を有しており、搬送ロボット301によりキャリアCから搬送されてきた基板WのノッチNTを撮像し、基板Wの回転角度に対応させてノッチNTの画像信号を制御ユニット500に出力し、プリアライメント処理に供する。そして、制御ユニット500は画像信号に基づいて基板Wの方向を取得し、基板方向の調整を行う。プリアライメント処理を実行するために、プリアライメントユニット200では、プリアライメントテーブル210が設けられている。このプリアライメントテーブル210は搬送ロボット301によって搬送されてきた基板Wを支持する上面を有している。このプリアライメントテーブル210の上面には、複数の吸引孔が形成されており、図示を省略する吸引手段によって各吸引孔を吸引することで、基板Wがプリアライメントテーブル210上で吸着されて保持される。また、プリアライメントテーブル210はプリアライメントテーブル駆動モータ220(図3)の回転軸に連結されており、同モータ220からの回転駆動力を受けて、基板Wを保持しつつZ軸周りに回転する。
All of the
プリアライメントユニット200は、プリアライメント処理を行うために、ノッチ撮像部230を有している。このノッチ撮像部230はプリアライメントテーブル210上に水平に保持された基板Wの周縁上方に配置されている。ノッチ撮像部230では、図示を省略する照明部から導光される照明光が基板Wの表面に照射され、周縁部の一部を照明するとともに、基板Wの表面で反射した反射光がノッチ撮像部230のCCDカメラ(図示省略)で受光され、当該周縁部の画像が撮像される。
The
ノッチ撮像部230で撮像された画像は制御ユニット500の画像処理部540に与えられ、撮像された画像から基板Wの周縁部に形成されるノッチNTを認識し、ノッチNTに関連する信号を主制御部510に与える。これを受けた主制御部510は、プリアライメントテーブル210が停止した時点でのノッチNTの回転角度を基板方向情報として取得する。そして、主制御部510は当該基板方向情報に基づいて駆動指令を駆動制御部530に与え、プリアライメントテーブル210から処理ステージ1に搬送するに際し、搬送ロボット301によるプリアライメントテーブル210からの基板Wの受取、基板Wの搬送および処理ステージ1への基板Wの載置をコントロールして処理ステージ1に対して基板Wを位置決めする。このように、本実施形態では、プリアライメントユニット200で撮像された基板Wの周縁部の画像に基づき搬送ロボット301と協同してプリアライメント処理が実行される。もちろん、搬送ロボット301がプリアライメントテーブル210から基板Wを受け取る前に、上記基板方向情報に基づいてプリアライメントユニット200のプリアライメントテーブル210が回転して基板Wのプリアライメント処理を完了させてもよい。
The image captured by the
プリアライメントされた基板Wがローディングされる処理ステージ1は、平板状の外形を有し、その上面に基板Wを水平姿勢に載置して保持する保持部として機能する。処理ステージ1の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を付与することによって、処理ステージ1上に載置された基板Wを処理ステージ1の上面に固定保持することができるようになっている。そして、処理ステージ1はステージ移動部2により移動させられる。
The
ステージ移動部2は、処理ステージ1を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、及び回転方向(Z軸周りの回転方向(θ軸方向))に移動させる機構である。ステージ移動部2は、処理ステージ1を回転可能に支持する支持プレート22を支持するベースプレート24と、支持プレート22を副走査方向Xに移動させる副走査機構23と、ベースプレート24を主走査方向Yに移動させる主走査機構25とを備える。副走査機構23および主走査機構25は制御ユニット500の駆動制御部530からの指示に応じて処理ステージ1を移動させる。また、ステージ移動部2は、処理ステージ1を鉛直軸回りに微小回転させて基板Wの方向を位置合せする回転機構21をさらに備えている。
The
副走査機構23は、支持プレート22の下面に取り付けられた図示しない移動子とベースプレート24の上面に敷設された図示しない固定子とにより構成されたリニアモータ23aを有している。また、支持プレート22とベースプレート24との間には、副走査方向に延びる一対のガイド部23bが設けられている。このため、リニアモータ23aを動作させると、ベースプレート24上のガイド部23bに沿って支持プレート22が副走査方向Xに移動する。
The
主走査機構25は、ベースプレート24の下面に取り付けられた移動子と描画装置の基台606上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ25aを有している。また、ベースプレート24と基台606との間には、主走査方向に延びる一対のガイド部25bが設けられている。このため、リニアモータ25aを動作させると、基台606上のガイド部25bに沿ってベースプレート24が主走査方向Yに移動する。
The
ステージ位置計測部3は、処理ステージ1の位置を計測する機構である。ステージ位置計測部3は、制御ユニット500の入出力制御部550と電気的に接続されており、制御ユニット500からの指示に応じて処理ステージ1の位置を計測する。ステージ位置計測部3は、例えば処理ステージ1に向けてレーザ光を照射し、その反射光と出射光との干渉を利用して、処理ステージ1の位置を計測する機構により構成されているが、その構成動作はこれに限定されるものではない。この実施形態では、ステージ位置計測部3は、レーザ光を出射する出射部31と、ビームスプリッタ32と、ビームベンダ33と、第1干渉計34と、第2干渉計35とを備える。これら出射部31、各干渉計34、35は、入出力制御部550と電気的に接続されており、処理ステージ1の位置を計測する。
The stage
出射部31から出射されたレーザ光は、まずビームスプリッタ32に入射し、ビームベンダ33に向かう第1分岐光と、第2干渉計35に向かう第2分岐光とに分岐される。第1分岐光は、ビームベンダ33により反射され、第1干渉計34に入射するとともに、第1干渉計34から処理ステージ1の第1の部位に照射される。そして、第1の部位で反射した第1分岐光が、再び第1干渉計34へと入射する。第1干渉計34は、処理ステージ1の第1の部位に向かう第1分岐光と第1の部位で反射された第1分岐光との干渉に基づいて第1の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。
The laser light emitted from the
一方、第2分岐光は、第2干渉計35に入射するとともに、第2干渉計35から処理ステージ1の第2の部位(ただし、第2の部位は、第1の部位とは異なる位置である。)に照射される。そして、第2の部位で反射した第2分岐光が、再び第2干渉計35へ入射する。第2干渉計35は、処理ステージ1の第2の部位に向かう第2分岐光と処理ステージ1の第2の部位で反射された第2分岐光との干渉に基づいて第2の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。
On the other hand, the second branched light is incident on the
制御ユニット500の主制御部510は、第1干渉計34および第2干渉計35の各々から、処理ステージ1の第1の部位の位置に対応した位置パラメータ及び処理ステージ1の第2の部位の位置に対応した位置パラメータを入出力制御部550を介して取得する。そして、取得した各位置パラメータに基づいて、主制御部510は処理ステージ1の位置を算出する。
The
光学ユニット4は、2つの光学ヘッド40a、40bを有している。光学ヘッド40a、40bはともに同一構成を有しており、光照射部41から与えられるレーザ光をCAD(Computer Aided Design)データで記述されたパターンに対応する描画データ(ランレングスデータ)に基づき変調する。ここでは、図1を参照しつつ光学ヘッド40aに関連する構成について説明するが、光学ヘッド40bについても同様に構成されている。なお、光学ヘッドの設置数はこれに限定されず任意である。
The
光照射部41は、レーザ駆動部411、レーザ発振器412および照明光学系413を有している。この光照射部41では、レーザ駆動部411の作動によりレーザ発振器412からレーザ光が出射され、照明光学系413を介して光学ヘッド40aに導入される。この光学ヘッド40aには、空間光変調素子が設けられており、描画データに基づきレーザ光を変調する。そして、光学ヘッド40aは変調レーザ光を光学ヘッド40aの直下位置で移動している基板Wに対して落射することで処理ステージ1に保持された基板Wの露光領域ERを露光してパターンを描画する。これによって、基板Wの露光領域ERに既に形成されているパターンに対してCADデータで記述されたパターンが重ねて描画される。
The
また、本実施形態では、光学ヘッド40aには、光路補正部(図示省略)が設けられており、空間光変調素子から出射される光(すなわち、描画データに応じた空間変調が形成された光)の経路を、副走査方向(X軸方向)に沿ってシフトさせる。本実施形態では、光路補正部としては、例えば特開2012−93701号公報に記載されているように2つのウェッジプリズムと、一方のウェッジプリズムを他方のウェッジプリズムに対して入射光の光軸の方向(Z軸方向)に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構420(図3)とで構成されたものを採用している。すなわち、ウェッジプリズム移動機構420が駆動制御部530からの駆動指令に応じて作動して一方のウェッジプリズムを移動させることで入射光の光路が空間光変調素子における空間変調の単位(具体的には基板Wの露光領域ERに露光される画像の画素単位)よりも細かい精度でシフトさせることが可能となっている。
In the present embodiment, the
アライメント部5は、予め指定される2つのアライメントマークAM1、AM2をそれぞれ撮像する。アライメント部5は、鏡筒、対物レンズ、およびCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサを有するアライメントマーク撮像部51を備えており、基板Wの表面の一部を拡大して撮像可能となっている。このように本実施形態では、アライメントマーク撮像部51は基板Wの表面を部分的に撮像する撮像領域(後で説明する図7の符号R)を有しており、基板表面全体を一括して撮像することは不可能となっている。なお、本実施形態では、CCDイメージセンサとしてエリアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)を用いているが、これに限定されるものではない。また、アライメント部5は、図示しない昇降機構によって所定の範囲内で昇降可能に支持されている。
The
照明部7は鏡筒とファイバ71を介して接続され、アライメント部5に対して照明用の光を供給する。照明部7から延びるファイバ71によって導かれる光は、アライメントマーク撮像部51の鏡筒を介して基板Wの上面に導かれ、その反射光は、対物レンズを介してCCDイメージセンサで受光される。これによって、基板Wの上面が撮像されて撮像データが取得されることになる。そして、アライメントマーク撮像部51は取得した撮像データを画像処理部540に出力する。画像処理部540は上記撮像データに基づいて種々の画像処理を加えてアライメントマークAM1、AM2の座標位置に関連する信号を主制御部510に出力する。
The
制御ユニット500では、主制御部510、記憶部520、駆動制御部530、画像処理部540および入出力制御部550がバスライン560を介して相互接続されている。記憶部520は、外部のCAD等により生成されたベクトル形式の設計データ521、後述するように設計データ521を補正して得られる補正データをラスタライズしたランレングスデータ(描画データ)522および装置全体を制御するプログラム523等を記憶する。そして、主制御部510の主たる構成要素たるCPU(Central Processing Unit)が上記プログラムにしたがって駆動制御部530、画像処理部540および入出力制御部550等を介して装置各部を制御する。このプログラムには、アライメントマークAM1、AM2の座標位置に基づいて基板Wの位置合わせを行うアライメント処理、位置合せされた基板Wにパターンを描画する描画処理などを行うための手順が記述されている。そして、当該プログラムにしたがって主制御部510のCPUが演算処理を行うことにより、各種機能が実現される。具体的には、主制御部510は、アライメントマークAM1、AM2の座標位置を検出する位置情報検出部511、基板Wの方向および位置を調整する位置調整部512、および変調レーザ光により基板Wにパターンを描画する描画制御部513として機能する。
In the
このように本実施形態では、各種機能をソフトウエア的に実行しているが、主制御部510により実現される一部あるいは全部の機能は専用の論理回路などでハードウエア的に実現されてもよい。また、プログラム523は、通常、記憶部520に格納されて使用されるが、外部から追加的にまたは交換的に記憶部520に格納されるように構成してもよい。ここで、外部提供態様としては、例えばCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)あるいはDVD−ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよいし、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供されてもよい。
As described above, in the present embodiment, various functions are executed in software, but some or all of the functions realized by the
なお、図3中の符号710、720はそれぞれ入力部および表示部であり、入力部710を介してオペレータが種々の指令やデータなどを制御ユニット500に与え、また出力部720にメッセージや動作状況などが出力されてオペレータに報知可能となっている。
Note that
図5は図1の描画装置の動作を示すフローチャートである。また、図6は処理ステージにローディングされた基板の位置情報を取得する動作を示すフローチャートである。また、図7は位置情報の取得動作を模式的に示す図である。さらに、図8は基板の方向および位置を調整して基板を位置決めする動作を模式的に示す図である。以下、これらの図面を参照しつつ上記描画装置の動作について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the drawing apparatus of FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an operation for acquiring position information of the substrate loaded on the processing stage. FIG. 7 is a diagram schematically showing an operation of acquiring position information. Further, FIG. 8 is a diagram schematically showing the operation of positioning the substrate by adjusting the direction and position of the substrate. The operation of the drawing apparatus will be described below with reference to these drawings.
この描画装置では、主制御部510が種々の演算を行うとともに装置各部に動作指令を与える一方、当該動作指令にしたがって装置各部が以下のように動作する。まず、搬送ロボット301がキャリア載置部604に載置されたキャリアCから基板Wを取り出し、一方のプリアライメントユニット200のプリアライメントテーブル210に搬入する(ステップS1)。それに続いて、プリアライメントテーブル210が少なくとも1回転以上回転する間に、ノッチ撮像部230により撮像された画像(以下「周縁画像」という)に基づいて画像処理部540がノッチNTを識別し、それに関連する信号を主制御部510に出力する。これを受けて主制御部510は、アライメント処理のために、ノッチNTの回転角度を基板Wの方向を示す基板方向情報として取得する(ステップS2)。
In this drawing apparatus, the
次に、主制御部510は位置情報の取得処理を実行する(ステップS3)。この位置情報の取得処理では、主制御部510は当該基板方向情報に基づいて搬送ロボット301による基板Wの搬送経路を演算し、当該搬送経路に沿って基板Wを搬送する旨の指令を駆動制御部530を介して搬送ロボット301に与える。すると、搬送ロボット301はプリアライメントテーブル210から上記搬送経路に沿って基板Wを搬送し、処理ステージ1上に基板Wを移載する(ステップS31)。この間に、処理ステージ1に対して基板Wの方向が調整される(プリアライメント)。
Next, the
また、処理ステージ1への基板Wのローディングにあたって、主制御部510は設計データ521を含まれる第1アライメントマークAM1の位置座標データを参照して上記搬送経路を決定し、図7の中段部分に示すように第1アライメントマークAM1が撮像領域Rに位置するように基板Wを処理ステージ1に移載する。したがって、処理ステージ1への基板Wの移載完了時点で、処理ステージ1上では、ノッチNTがほぼ目標方向を向いた状態で、しかも第1アライメントマークAM1を直ちに撮像可能な状態に基板Wは位置決めされる。なお、図7中の上段部分は基板移載前の状態を示している。
Further, when loading the substrate W onto the
基板Wの移載が完了すると、第1アライメントマークAM1を含む画像がアライメントマーク撮像部51により撮像される(ステップS32)。そして、画像処理部540において撮像データに対して種々の画像処理が施される。その画像処理結果に基づいて主制御部510は第1アライメントマークAM1の座標位置を示す位置情報を検出する(ステップS33)。
When the transfer of the substrate W is completed, an image including the first alignment mark AM1 is imaged by the alignment mark imaging unit 51 (step S32). Then, the
次のステップS34では、第2アライメントマークAM2の位置情報を検出すべく、主制御部510は設計データ521を含まれる第2アライメントマークAM2の位置座標データを参照して処理ステージ1のXY移動経路を次のように決定する。すなわち、第1アライメントマークAM1が撮像領域Rに位置している状態から第2アライメントマークAM2が撮像領域Rに位置する状態に遷移させるのに必要な処理ステージ1の移動経路を算出する。そして、処理ステージ1は当該移動経路に沿って移動され、図7の下段部分に示すように第2アライメントマークAM2が撮像領域Rに位置する(ステップS34)。
In the next step S34, the
基板Wの移動が完了すると、第2アライメントマークAM2を含む画像がアライメントマーク撮像部51により撮像される(ステップS35)。そして、第1アライメントマークAM1の場合と同様にして、主制御部510は第2アライメントマークAM2の座標位置を示す位置情報を検出する(ステップS36)。
When the movement of the substrate W is completed, an image including the second alignment mark AM2 is imaged by the alignment mark imaging unit 51 (step S35). Then, similarly to the case of the first alignment mark AM1, the
こうして2つの位置情報を取得すると、主制御部510は、基板Wが目標方向からどの程度回転変位しているか、つまり基板Wの回転量θを算出する(ステップS37)。なお、本実施形態では、回転量θは回転の大きさのみならず回転方向も示している。つまり、正の値であるときには例えば図7および図8に示すように基板Wが鉛直方向の上方から見て目標方向に対して時計方向に絶対値|θ|だけ回転していることを示し、逆に負の値であるときには基板Wが鉛直方向の上方から見て目標方向に対して反時計方向に絶対値|θ|だけ回転していることを示している。
When the two pieces of position information are acquired in this way, the
次のステップS4では、主制御部510は、回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲内
であるか否かを判定する。この「適正角度範囲」とはステージ位置計測部3により処理ステージ3の回転位置を適切に計測することができる範囲を意味している。すなわち、上記のように構成されたステージ位置計測部3では、処理ステージ1の回転量θの絶対値|θ|が大きくなると、レーザ光の反射光を干渉計34,35に取り込むことができず、処理ステージ1の回転位置の計測が不能となる。
In next step S4,
そこで、本実施形態では、処理ステージ1が適正角度範囲を超えて回転するのを回避すべく、上記判定を実行する。より具体的には、回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えている、つまりステップS4で「NO」と判定される場合には、主制御部510は処理ステージ1の回転を行わず、搬送ロボット301により基板Wを処理ステージ1からプリアライメントテーブル210に搬送し、プリアライメントテーブル210上に移載する(ステップS5)。そして、プリアライメント以降の処理、つまり上記プリアライメント処理(ステップS2)および位置情報の取得処理(ステップS3)を再度実行する。このような処理を繰り返すことで回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲内となるようにプリアライメント精度を向上させる。なお、このような再プリアライメント動作が複数回繰り返される場合には、当該基板Wに対する描画処理を中止するように構成してもよい。
Therefore, in the present embodiment, the determination is performed in order to avoid the
ステップS4で回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲内であることが確認されると、主制御部510は駆動制御部530を介して回転機構21に対して回転指令を与え、処理ステージ1を回転量(−θ)だけ回転させる(ステップS6)。これにより、位置情報の取得完了時点で例えば図8の左側に示すように目標方向から回転量θだけ回転移動して基板W上のアライメントマークAM1、AM2が目標位置AM01、AM02からずれていたとしても、処理ステージ1が回転量(−θ)だけ回転移動することによって同図の右側に示すようにアライメントマークAM1、AM2がそれぞれ目標位置AM01、AM02の近傍あるいは一致し、基板Wの方向は目標方向に位置合せされる。こうして、基板Wのアライメント処理が完了する。
When it is confirmed in step S4 that the absolute value | θ | of the rotation amount θ is within the appropriate angle range, the
また、主制御部510はアライメントマークAM1、AM2の座標位置を示す位置情報を目標位置AM01、AM02の座標と比較してX方向およびY方向における基板Wの伸縮量を算出する。この実施形態では、2つのアライメントマークAM1、AM2は図4(a)に示すように仮想線VLを挟んでX方向にほぼ対称配置されていることから、X方向の伸縮量については上記位置情報などに基づいてほぼ正確に算出することができる。一方、Y方向の伸縮量については、X方向およびY方向の伸縮はほぼ同様であると仮定する、あるいは予め計測しておいた基板の伸縮特性を考慮した上で、X方向の伸縮量に基づいてY方向の伸縮量を推定する。
Further, the
なお、既述のようにアライメントマークAM1、AM2の配置位置は図4(a)に示したものに限定されるものではなく、分割表面領域DR1、DR2の分割態様に応じて異なっている。例えば基板表面が基板Wの回転中心を通過してX方向に延びる仮想線VLによって2等分されることで2つの分割表面領域が形成され、アライメントマークAM1、AM2が仮想線VLを挟んでY方向にほぼ対称となるように、上記2つの分割表面領域にそれぞれ配置されることがある。この場合、本実施形態の場合と逆に、Y方向の伸縮量については検出された位置情報などに基づいて算出する一方、X方向の伸縮量についてはY方向の伸縮量に基づいてX方向の伸縮量を推定する。また、図4(b)に示すように、アライメントマークAM1、AM2のX座標およびY座標が相互に大きく相違している場合には、X方向およびY方向の伸縮量を検出した位置情報などに基づいて算出することができる。 As described above, the arrangement positions of the alignment marks AM1 and AM2 are not limited to those shown in FIG. 4A, but differ depending on the division mode of the divided surface regions DR1 and DR2. For example, the substrate surface is divided into two equal parts by a virtual line VL that passes through the rotation center of the substrate W and extends in the X direction, so that two divided surface regions are formed, and the alignment marks AM1 and AM2 sandwich the virtual line VL and Y In some cases, the two divided surface regions are arranged so as to be substantially symmetric in the direction. In this case, contrary to the case of this embodiment, the amount of expansion / contraction in the Y direction is calculated based on the detected position information, while the amount of expansion / contraction in the X direction is calculated based on the amount of expansion / contraction in the Y direction. Estimate the amount of expansion and contraction. Further, as shown in FIG. 4B, when the X and Y coordinates of the alignment marks AM1 and AM2 are greatly different from each other, the position information that detects the expansion / contraction amount in the X direction and the Y direction is used. Can be calculated based on this.
こうして基板Wの方向および位置を目標位置に位置合わせするアライメント処理(ステップS6)が完了する、あるいは上記アライメント処理と並行して、主制御部510はアライメントマークAM1、AM2の位置情報に基づいてパターンの理想位置からのズレ量を求める。つまり、設計データ521には各露光領域ERに描画すべきパターンに関する情報、つまりパターンデータが含まれている。そして、各露光領域ERにパターンを正確に描画するために、主制御部510はズレ量および上記伸縮量などを設計データ521に反映して座標補正および回転補正し、それら補正された設計データ(以下「補正設計データ」という)を記憶部520に一時的に記憶する(ステップS7)。さらに、主制御部510は補正設計データのラスタライズ処理を実行してランレングスデータ(描画データ)512を生成して記憶部520に保存する。
Thus, the alignment process (step S6) for aligning the direction and position of the substrate W with the target position is completed, or in parallel with the alignment process, the
アライメント処理およびランレングスデータの生成処理がともに完了すると、主制御部510は記憶部520からランレングスデータ512を読み出し、当該ランレングスデータ512にしがたって装置各部を制御して基板Wの露光領域ERに対するパターン描画を行う(ステップS8)。そして、描画処理が完了すると、主制御部510からのアンローディング指令にしたがって搬送ロボット301が処理ステージ1から描画済の基板Wを受け取り、カセットCに搬出する(ステップS9)。
When both the alignment process and the run length data generation process are completed, the
以上のように、第1実施形態では、アライメントマーク撮像部51による第1アライメントマークAM1の撮像後に、第2アライメントマークAM2がアライメントマーク撮像部51の撮像領域Rに位置するように処理ステージ1を移動させる。そして、アライメントマーク撮像部51により第2アライメントマークAM2を撮像し、両アライメントマークAM1、AM2の位置情報に基づいて処理ステージ1が移動されて基板Wの方向および位置が調整される。したがって、位置情報の取得のために基板Wを移動させる回数を最小限に抑えることができ、基板Wの方向および位置に要する時間を短縮することができる。その結果、描画装置の生産性を高めることができる。
As described above, in the first embodiment, after imaging the first alignment mark AM1 by the alignment
また、上記第1実施形態では、搬送ロボット301による基板Wの処理ステージ1への移載によって、第1アライメントマークAM1が撮像領域Rに含まれるように基板Wは処理ステージ1に位置決めされる(ステップS31)。したがって、基板Wの移載直後に第1アライメントマークAM1を撮像することができ、スループットをさらに向上させることが可能となっている。なお、本実施形態では、第1アライメントマークAM1を本発明の「先撮りアライメントマーク」とし、第2アライメントマークAM2を本発明の「後撮りアライメントマーク」としているが、これを入れ替えてもよい。つまり、2つのアライメントマークの一方を「先撮りアライメントマーク」とし、他方を「後撮りアライメントマーク」とすることができる。
In the first embodiment, the substrate W is positioned on the
また、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えており、当該回転量だけ処理ステージ1を回転させると、ステージ位置計測部3による処理ステージ1の回転位置の計測が不能となる場合が発生し得る。この場合、プリアライメント処理が十分ではないと考えられるため、本実施形態では、処理ステージ1の回転を行わず、基板Wを処理ステージ1からプリアライメントテーブル210に戻し、プリアライメント以降の処理を再実行している。したがって、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えているために当該基板Wが描画処理の対象外となるという不具合の発生頻度を低減させることができ、描画処理の歩留まりを向上させることができる。また、処理ステージ1の過大な回転駆動を未然に防止して機械の不具合などを効果的に防止することができる。
Further, if the absolute value | θ | of the rotation amount θ of the substrate W exceeds the appropriate angle range, and the
ところで、上記第1実施形態では、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えている場合には、プリアライメント以降の処理を再実行しているが、第1実施形態と同一構成を有しながら、描画装置の各部を次のように動作させて基板Wのアライメント処理を実行してもよい(第2実施形態)。以下、図9および図10を参照しつつ、第2実施形態について説明する。 In the first embodiment, when the absolute value | θ | of the rotation amount θ of the substrate W exceeds the appropriate angle range, the processes after the pre-alignment are re-executed. The alignment process of the substrate W may be executed by operating each part of the drawing apparatus as follows (second embodiment). Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
図9は、本発明にかかる描画装置の第2実施形態の動作を示すフローチャートである。第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えていると判定された場合の対処動作であり、その他の動作および装置の基本構成は同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成および同一動作については同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the drawing apparatus according to the present invention. The second embodiment is greatly different from the first embodiment in a coping operation when it is determined that the absolute value | θ | of the rotation amount θ of the substrate W exceeds the appropriate angle range, and other operations. The basic configuration of the apparatus is the same. Therefore, in the following description, differences will be mainly described, and the same configurations and the same operations will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、搬送ロボット301によりキャリアCからプリアライメントテーブル210に基板Wが搬入される(ステップS1)と、プリアライメントユニット200により基板Wの基板方向情報が取得される(ステップS2)。そして、位置情報の取得処理(ステップS3)が実行され、基板Wが処理ステージ1に移載されるとともに基板Wの回転量が算出される。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the substrate W is carried from the carrier C to the pre-alignment table 210 by the transfer robot 301 (step S1), the substrate direction information of the substrate W is obtained by the
この回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えていると主制御部510が判定すると、主制御部510はステップS10〜14を実行した上で位置情報の取得処理を再実行する。すなわち、ステップS10で回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を3倍に広げた拡大角度範囲を超えているか否かを主制御部510は判定する。ここで、「拡大角度範囲」を基準としたのは、次に説明する基板方向の予備補正処理(ステップS11〜S15)の実効性を考慮したものである。このステップS10で回転量θの絶対値|θ|が拡大角度範囲(=適正角度範囲×3)を超えていることを確認すると、主制御部510は、プリアライメント処理が適切に行われておらず、基板方向の予備補正処理でも対応不可であると判断する。そして、ステップS9に進み、描画処理(ステップS8)を実行することなく、搬送ロボット301によって基板Wを処理ステージ1から搬出させる。一方、回転量θの絶対値|θ|が拡大角度範囲内であることを確認する(ステップS10で「YES」と判定する)と、主制御部510は回転機構21と搬送ロボット301を制御して基板方向の予備補正処理を実行する(ステップS11〜S15)。
If the
図10は第2実施形態における基板方向の予備補正処理を模式的に示す図である。なお、同図中の符号VPは処理ステージ1の回転状態を視覚化するために付した仮想ポイントであり、処理ステージ1に実際に付されているわけではない。この予備補正処理は、第2アライメントマークAM2の撮像が実行された後で開始されるため、同図(a)に示すように、処理ステージ1は基板Wを保持したまま第2アライメントマークAM2が撮像領域Rに位置するように位置決めされている。この状態で、主制御部510は駆動制御部530を介して回転機構21に回転指令を与え、処理ステージ1を(−θ)/2だけ回転させる(ステップS11)。つまり、基板Wの方向が目標方向からずれている回転方向(図10では紙面において時計方向)と逆方向に、回転量θの絶対値|θ|の半分の量だけ処理ステージ1を回転させる。これによって、基板Wも(−θ)/2だけ回転する。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a preliminary correction process in the substrate direction in the second embodiment. Note that reference numeral VP in the figure is a virtual point assigned to visualize the rotation state of the
これに続いて、主制御部510は駆動制御部530を介して搬送ロボット301にピックアップ指令を与える。すると、搬送ロボット301は処理ステージ1から基板Wをピックアップし、図10(b)に示すように、処理ステージ1の上方に離間させる(ステップS12)。そして、離間状態を維持したまま、主制御部510は駆動制御部530を介して回転機構21に回転指令を与え、処理ステージ1を(θ)だけ回転させる(ステップS13)。これにより、基板Wは(−θ)/2だけ回転されたままであるの対し、処理ステージ1は元の状態から(θ)/2回転している。
Subsequently, the
次のステップS14では、主制御部510は駆動制御部530を介して搬送ロボット301にドロップオフ指令を与え、基板Wを処理ステージ1に戻す。さらに、主制御部510は駆動制御部530を介して回転機構21に回転指令を与え、図10(c)に示すように処理ステージ1を元の状態に戻す(ステップS15)。これによって、基板Wの方向が(−θ)だけ修正される。そして、ステップS3に戻って位置情報の取得処理が実行される。ただし、現時点では図10(c)に示すように第2アライメントマークAM2が撮像領域Rに位置しているため、第1アライメントマークAM1に先立って第2アライメントマークAM2の撮像および位置情報検出が実行される。すなわち、予備補正処理に続いて行われる位置情報の取得処理(ステップS3)では、第2アライメントマークAM2が本発明の「先撮りアライメントマーク」に相当し、第1アライメントマークAM1が本発明の「後撮りアライメントマーク」に相当している。そして、第2アライメントマークAM2の撮像、第2アライメントマークAM2の位置情報の検出、処理ステージ1の移動、第1アライメントマークAM1の撮像、および第1アライメントマークAM1の位置情報の検出をこの順序で行った後で、予備補正処理を受けた基板Wの回転量θを算出する。したがって、予備補正処理を行うことで回転量θの絶対値|θ|を適正角度範囲内に抑え込むことができ、その後で、第1実施形態と同様に処理ステージ1の(−θ)回転(ステップS6)およびパターンデータの補正(ステップS7)を行った上で、描画処理(ステップS8)を実行することができる。
In the next step S <b> 14, the
以上のように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、位置情報の取得処理(ステップS3)における基板Wの移動回数を最小限に抑えることができ、基板Wの方向および位置に要する時間を短縮することができる。その結果、描画装置の生産性を高めることができる。 As described above, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the number of movements of the substrate W in the position information acquisition process (step S3) can be minimized, and the direction and position of the substrate W can be reduced. Can be shortened. As a result, the productivity of the drawing apparatus can be increased.
また、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えている場合には、処理ステージ1の回転を行わず、図10に示す予備補正処理(ステップS11〜S15)を実行して基板Wの方向を(−θ)だけ補正した上で位置情報の取得処理(ステップS3)を再実行している。したがって、第1実施形態と同様に描画処理の歩留まりを向上させることができる。しかも、プリアライメント処理を再度実行する必要がないため、第1実施形態よりも短いタクトタイムで描画処理を行うことができ、描画装置の生産性をさらに高めることができる。また、第1実施形態と同様に、処理ステージ1の過大な回転駆動を未然に防止して機械などの不具合を効果的に防止することができる。
Further, when the absolute value | θ | of the rotation amount θ of the substrate W exceeds the appropriate angle range, the preliminary correction processing (steps S11 to S15) shown in FIG. 10 is performed without rotating the
このように上記第1実施形態および第2実施形態では、回転機構21、副走査機構23および主走査機構25が本発明の「ステージ移動部」の一例に相当している。アライメントマーク撮像部51が本発明の「撮像部」の一例に相当している。また、主制御部510が本発明の「位置情報検出部」および「位置調整部」として機能している。つまり、描画装置の実施形態では、処理ステージ1、ステージ移動部(回転機構21、副走査機構23、主走査機構25)、アライメントマーク撮像部51および主制御部510により、本発明の「位置決め装置」が構成されている。また、主制御部510は本発明の「描画制御部」としても機能している。また、搬送ロボット301が本発明の「搬送部」の一例に相当している。さらに、上記絶対値|θ|が本発明の「回転絶対値」に相当し、適正角度範囲が本発明の「所定の角度範囲」の一例に相当している。
As described above, in the first and second embodiments, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、基板表面に既設されたパターンに対して別のパターンを描画する描画技術に対しても本発明を適用しているが、基板表面にマウントされた半導体チップに対してパターンを描画する技術に対しても本発明を適用することができる。また、本発明にかかる位置決め装置の適用対象は描画装置に限定されるものではなく、基板上のアライメントマークを利用して当該基板の位置合わせを行った後で、当該基板に対して処理を加える基板処理装置全般に適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a drawing technique for drawing another pattern with respect to an existing pattern on the substrate surface, but the pattern is applied to a semiconductor chip mounted on the substrate surface. The present invention can also be applied to a technique for drawing. In addition, the application target of the positioning device according to the present invention is not limited to the drawing device, and the substrate is aligned using the alignment mark on the substrate, and then the substrate is processed. The present invention can be applied to all substrate processing apparatuses.
また、基板Wの回転量θの絶対値|θ|が適正角度範囲を超えている場合、第1実施形態ではプリアライメント処理の再実行を行い、第2実施形態では予備補正処理(ステップS11〜S15)を実行しているが、これらの処理は必須事項ではなく、任意事項である。つまり、上記の場合に、処理ステージ1の回転を行わず、描画処理を行うことなく、搬送ロボット301により基板を搬出するように構成してもよい。
When the absolute value | θ | of the rotation amount θ of the substrate W exceeds the appropriate angle range, the pre-alignment process is re-executed in the first embodiment, and the preliminary correction process (steps S11 to S11) is performed in the second embodiment. Although S15) is executed, these processes are not essential but optional. That is, in the above case, the substrate may be carried out by the
また、上記実施形態では、基板の位置を調整するために処理ステージ1を移動させているが、光学ヘッド40a、40bを移動させて基板の位置を調整したり、ウェッジプリズム移動機構420によりウェッジプリズムを移動させて微調整するように構成してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、2つのアライメントマークAM1、AM2を用いてアライメント処理を実行するモード(高速アライメントモード)のみを有しているが、従来技術のように例えば4つのアライメントマークに基づいてアライメント処理を行うモード(高精度アライメントモード)を追加してもよく、これらのモードを選択的に実行するように構成してもよい。 In the above-described embodiment, only the mode (high-speed alignment mode) in which alignment processing is performed using the two alignment marks AM1 and AM2 is provided. However, as in the prior art, alignment is performed based on, for example, four alignment marks. Modes for processing (high-precision alignment mode) may be added, and these modes may be selectively executed.
この発明は、2つのアライメントマークを有する基板の回転位置を目標とする位置に位置合わせする位置決め技術および当該位置決め技術を装備する描画装置全般に適用可能である。 The present invention is applicable to a positioning technique for aligning the rotational position of a substrate having two alignment marks with a target position and a drawing apparatus equipped with the positioning technique.
1…処理ステージ
2…ステージ移動部
5…アライメント部
21…回転機構
23…副走査機構
25…主走査機構
40a、40b…光学ヘッド
51…アライメントマーク撮像部
200…プリアライメントユニット(プリアライメント部)
301…搬送ロボット(搬送部)
500…制御ユニット
510…主制御部
511…位置情報検出部
512…位置調整部
513…描画制御部
520…記憶部
521…設計データ
AM1…第1アライメントマーク
AM2…第2アライメントマーク
DR1、DR2…分割表面領域(2等分領域)
R…撮像領域
W…基板
DESCRIPTION OF
301 ... Conveying robot (conveying unit)
DESCRIPTION OF
R ... Imaging area W ... Substrate
Claims (10)
前記ステージを移動させるステージ移動部と、
前記ステージに保持される前記基板の表面を部分的に撮像する撮像領域を有し、前記撮像領域に前記第1アライメントマークが位置するときに前記第1アライメントマークの画像を撮像し、前記撮像領域に前記第2アライメントマークが位置するときに前記第2アライメントマークの画像を撮像する撮像部と、
前記第1アライメントマークの画像から前記第1アライメントマークの位置情報を検出するとともに、前記第2アライメントマークの画像から前記第2アライメントマークの位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークのうちの一方を先撮りアライメントマークとするとともに他方を後撮りアライメントマークとし、前記撮像部による前記先撮りアライメントマークの撮像後に前記後撮りアライメントマークが前記撮像領域に位置するように前記ステージを移動させ、前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージを移動させて前記基板の方向および位置を調整する位置調整部と
を備えることを特徴とする位置決め装置。 A stage for holding a substrate on which a first alignment mark and a second alignment mark are formed;
A stage moving unit for moving the stage;
An imaging region that partially images the surface of the substrate held by the stage, and images the first alignment mark when the first alignment mark is positioned in the imaging region; An imaging unit that captures an image of the second alignment mark when the second alignment mark is positioned at
A position information detector that detects position information of the first alignment mark from the image of the first alignment mark and detects position information of the second alignment mark from the image of the second alignment mark;
One of the first alignment mark and the second alignment mark is a pre-shoot alignment mark and the other is a post-shoot alignment mark, and the post-shoot alignment mark is captured after the pre-shoot alignment mark is imaged by the imaging unit. A position adjusting unit that moves the stage so as to be positioned in an imaging region and moves the stage based on positional information of the first alignment mark and the second alignment mark to adjust the direction and position of the substrate; A positioning device comprising: a positioning device;
前記基板の方向を調整するプリアライメント部と、
前記プリアライメント部および前記ステージにアクセスして前記基板を搬送する搬送部とを備え、
前記搬送部は、前記基板の方向が目標方向を向くように、前記基板を前記プリアライメント部から前記ステージ上に搬送する位置決め装置。 The positioning device according to claim 1,
A pre-alignment unit for adjusting the direction of the substrate;
A transport unit that accesses the pre-alignment unit and the stage and transports the substrate;
The transporting unit is a positioning device that transports the substrate from the pre-alignment unit onto the stage so that the direction of the substrate faces a target direction.
前記搬送部は、前記先撮りアライメントマークが前記撮像領域に位置するように前記基板を前記ステージ上に搬送する位置決め装置。 The positioning device according to claim 2,
The transporting unit is a positioning device that transports the substrate onto the stage so that the pre-alignment alignment mark is positioned in the imaging region.
前記ステージ移動部は所定の角度範囲内で前記ステージを回転可能な回転機構を有し、
前記位置調整部は前記回転機構により前記ステージを回転させて前記基板の方向を調整する位置決め装置。 A positioning device according to claim 2 or 3, wherein
The stage moving unit has a rotation mechanism capable of rotating the stage within a predetermined angle range,
The position adjusting unit is a positioning device that adjusts the direction of the substrate by rotating the stage by the rotation mechanism.
前記位置調整部は、前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークの位置情報に基づいて前記基板の方向の調整に必要な前記ステージの回転絶対値および回転方向を求め、前記ステージの回転絶対値が前記角度範囲を超えると判定すると、前記ステージの回転を中止する位置決め装置。 The positioning device according to claim 4,
The position adjustment unit obtains a rotation absolute value and a rotation direction of the stage necessary for adjusting the direction of the substrate based on position information of the first alignment mark and the second alignment mark, and calculates the rotation absolute value of the stage. A positioning device that stops rotation of the stage when it is determined that the angle exceeds the angular range.
前記搬送部は、前記ステージの回転が中止された前記基板を前記プリアライメント部に搬送してプリアライメント以降の処理を再実行する位置決め装置。 The positioning device according to claim 5,
The transporting unit is a positioning device that transports the substrate, whose rotation of the stage has been stopped, to the pre-alignment unit and re-executes processing after pre-alignment.
前記位置調整部は、回転が中止された前記ステージ上の前記基板を前記搬送部により前記ステージから離間させた状態で、前記ステージの回転方向と逆方向に前記処理ステージを回転させた後で、前記基板を前記搬送部により前記ステージ上に再搬送して前記第1アライメントマークの撮像以降の処理を再実行する位置決め装置。 The positioning device according to claim 5,
The position adjustment unit rotates the processing stage in a direction opposite to the rotation direction of the stage in a state where the substrate on the stage whose rotation has been stopped is separated from the stage by the transport unit, A positioning apparatus that re-transports the substrate onto the stage by the transport unit and re-executes processing after imaging of the first alignment mark.
前記第1アライメントマークは前記基板の表面を2等分した2等分領域の一方に形成されるとともに、前記第2アライメントマークは前記2等分領域の他方に形成される位置決め装置。 A positioning device according to any one of claims 1 to 7,
The positioning device in which the first alignment mark is formed in one of the bisected regions obtained by dividing the surface of the substrate into two halves, and the second alignment mark is formed in the other of the bisected regions.
前記先撮りアライメントマークが撮像された前記基板を保持する前記ステージを、前記後撮りアライメントマークが前記撮像領域に位置するように、移動させる工程と、
前記後撮りアライメントマークを撮像する工程と、
前記第1アライメントマークの画像から前記第1アライメントマークの位置情報を検出するとともに前記第2アライメントマークの画像から前記第2アライメントマークの位置情報を検出する工程と、
前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージを移動させて前記基板の方向および位置を調整する工程と
を備えることを特徴とする位置決め方法。 One of the first alignment mark and the second alignment mark formed on the surface of the substrate held on the stage is used as a pre-shooting alignment mark, and the other is used as a post-shooting alignment mark. Imaging the pre-alignment alignment mark in an imaging region;
Moving the stage holding the substrate on which the pre-shooting alignment mark has been imaged, so that the post-shooting alignment mark is positioned in the imaging area;
Imaging the post-shoot alignment mark;
Detecting the position information of the first alignment mark from the image of the first alignment mark and detecting the position information of the second alignment mark from the image of the second alignment mark;
And a step of adjusting the direction and position of the substrate by moving the stage based on positional information of the first alignment mark and the second alignment mark.
前記ステージに保持される前記基板の表面に光を照射して設計データで記述されるパターンを描画する光学ヘッドと、
前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークの位置情報に基づいて前記設計データを補正して得られる補正設計データに基づいて前記基板に対する前記パターンの描画を制御する描画制御部と
を備えることを特徴とする描画装置。 A positioning device according to any one of claims 1 to 8,
An optical head that draws a pattern described by design data by irradiating light onto the surface of the substrate held by the stage;
A drawing control unit that controls drawing of the pattern on the substrate based on corrected design data obtained by correcting the design data based on position information of the first alignment mark and the second alignment mark. Characteristic drawing device.
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