JP2006165042A - 転写装置、転写方法、及び、検査装置 - Google Patents

転写装置、転写方法、及び、検査装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の第１面のパターンと対応するように、第２面にパターンを転写することができる転写装置、及び、転写方法を提供する。更に、基板の第１面における領域に対応する第２面における領域を観察することができる検査装置を提供する。
【解決手段】転写装置は、（Ａ）基板３０の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台２１、（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、（Ｄ）制御手段２５、を備え、制御手段は、（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、且つ、（ｂ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転写装置、転写方法、及び、検査装置に関する。
半導体装置等においては、基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写することが広く行われている。例えば、画像読み取りのための光電変換装置においては、基板の第１面に第１のパターンを有し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等によって構成される受光要素を配置し、基板の第２面に配線を形成する第２のパターンを転写することが行われている。このような構造にすることにより、受光要素に入射する光が、配線により妨げられることを避けることができる。
基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第２面に第２のパターンを転写する場合、両面のパターンの位置合わせを精度よく行う必要がある。例えば、基板を貫通するアライメントマークを設け、これを基準に位置合わせを行うことが提案されている（例えば、特開２００２−１１８０５５号公報参照）。
また、台の上に薄膜を形成し、その後、台を除去して薄膜にアライメントマークを残す方法も提案されている（例えば、特開２００２−１５１６７６号公報参照）。この方法においては、台の面に凹凸を設け、この面上に気相成長法により薄膜を形成し、その後、台をエッチング等で除去する。薄膜の両面には、台の面の凹凸に倣った凹凸が形成される。薄膜に設けられた凹凸をアライメントマークとして用いることができる。
特開２００２−１１８０５５号公報 特開２００２−１５１６７６号公報
基板を貫通するアライメントマークを設けるためには、基板に貫通孔を形成する必要があるが、貫通孔を形成する際に基板にストレスが加わり、半導体装置の欠陥を招く虞がある。また、台の面上に薄膜を形成した後、台を除去して薄膜に凹凸を形成する方法は、台の除去等が必要となるので、工程が複雑になる。
従って、本発明の第１の目的は、基板を貫通するアライメントマークを形成する必要がなく、簡単な工程で、基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写することができる転写装置、及び、転写方法を提供することにある。更に、本発明の第２の目的は、基板に貫通するアライメントマークを形成する必要がなく、基板の第１面における領域に対応する第２面における領域を観察することができる検査装置を提供することにある。
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る転写装置は、
基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写装置であって、
（Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
（Ｄ）制御手段、
を備え、
制御手段は、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、且つ、
（ｂ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御する、
ことを特徴とする。
また、上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る転写方法は、
基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、転写装置により第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写方法であって、
転写装置は、
（Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、及び、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、
を備え、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて基板の基準点の座標値を求め、且つ、転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御した後、
（ｂ）転写手段により基板の第２面に第２のパターンを転写する、
ことを特徴とする。
上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る転写装置は、
基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写装置であって、
（Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
（Ｄ）制御手段、
を備え、更に、
（Ｅ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
を備え、
制御手段は、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、
（ｂ）画像情報取得手段が取得した画像情報から、第１のパターンの基準点の座標値を求め、且つ、
（ｃ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１のパターンの基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御する、
ことを特徴とする。
また、上記の第１の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る転写方法は、
基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、転写装置により第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写方法であって、
転写装置は、
（Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、及び、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、
を備え、更に、
（Ｄ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
を備え、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて基板の基準点の座標値を求め、且つ、画像情報取得手段が取得した画像情報から第１のパターンにおける基準点の座標値を求め、次いで、
（ｂ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１のパターンにおける基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御した後、
（ｃ）転写手段により基板の第２面にパターンを転写する、
ことを特徴とする。
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写装置においては、制御手段の指令に基づいて基板を保持する保持台を移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することが好ましく、あるいは又、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写方法においては、転写手段と基板の相対関係を、基板を保持する保持台を移動させて制御することが好ましい。基板を保持する保持台の移動形態として、保持台を回転させる形態、平行に移動させる形態、回転させ、且つ、平行に移動させる形態を挙げることができる。
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写装置、あるいは、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写方法において、アライメントマークを検出するための検出手段を、保持台に配置されたセンサから構成することができる。センサとして、フォトダイオード、ＣＣＤ（電荷結像素子）等の撮像素子、その他の光学的なセンサ、静電容量の変化を検知する静電容量センサ等の非光学的なセンサを例示することができる。そして、この場合、保持台には、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンが備えられ、センサはリフトピンの先端に配置されている構成とすることができる。転写手段と基板の相対関係を、基板を支えた状態でリフトピンを移動させることで制御してもよい。
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写装置、あるいは、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写方法において、転写手段を、機械的な転写手段とすることもできるし、光学的な転写手段とすることもできる。更には、転写手段を投影手段から構成することができ、投影手段は、照明部、マスク部、及び、投影光学部を備えていてもよい。転写手段と基板の相対関係は、（制御手段の指令に基づいて、）投影手段に備えられた投影光学部を移動させて制御されてもよい。更には、投影光学部の移動は、制御手段の指令に基づいて、投影手段に備えられたマスク部を機械的に移動させる構成とすることができるし、あるいは又、投影手段に備えられた投影光学部を機械的、又は、光学的に移動させる構成とすることもできる。
本発明の第２の態様に係る転写装置、あるいは、第２の態様に係る転写方法において、基板の第１面における画像情報を取得する画像情報取得手段として、フォトダイオード、ＣＣＤ等の撮像素子、その他の光学素子から構成されるイメージセンサを例示することができる。二次元イメージセンサで一度に画像情報を取得してもよいし、移動可能な一次元イメージセンサで基板を走査することにより画像情報を取得してもよい。一次元イメージセンサを基板の保持台に配置し、保持台を移動させることにより一次元イメージセンサによって基板を走査する構成とすることもできる。
上記の第２の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る検査装置は、
基板の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査する検査装置であって、
（Ａ）基板の第２面を検査する検査手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
（Ｄ）制御手段、
を備え、
制御手段は、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、且つ、
（ｂ）検査手段により検査される基板の第２面の領域が基板の第１面における領域に対応するように、基板の基準点の座標値を用いて検査手段と基板との相対関係を制御する、ことを特徴とする。
また、上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る検査装置は、
基板の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査する検査装置であって、
（Ａ）基板の第２面を検査する検査手段、
（Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
（Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
（Ｄ）制御手段、
を備え、更に、
（Ｅ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
を備え、
制御手段は、
（ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、
（ｂ）画像情報取得手段が取得した画像情報から、第１面における領域の基準点の座標値を求め、且つ、
（ｃ）検査手段により検査される基板の第２面の領域が基板の第１面における領域に対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１面における領域の基準点の座標値を用いて検査手段と基板との相対関係を制御する、
ことを特徴とする。
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る検査装置において、検査手段と基板の相対関係は、基板を保持する保持台を平行に移動して制御してもよいし、保持台を回転して制御してもよいし、平行に移動し、且つ、回転して制御してもよい。センサとして、フォトダイオード、ＣＣＤ（電荷結像素子）等の撮像素子、その他の光学的なセンサ、静電容量の変化を検知する静電容量センサ等の非光学的なセンサを例示することができる。保持台には、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンが備えられ、センサはリフトピンの先端に配置されている構成とすることができる。検査手段と基板の相対関係は、基板を支えた状態でリフトピンを移動させることで制御してもよい。
本発明の第２の態様に係る検査装置において、基板の第１面における画像情報を取得する画像情報取得手段として、フォトダイオード、ＣＣＤ等の撮像素子、その他の光学素子から構成されるイメージセンサを例示することができる。二次元イメージセンサで一度に画像情報を取得してもよいし、移動可能な一次元イメージセンサで基板を走査することにより画像情報を取得してもよい。一次元イメージセンサを基板の保持台に配置し、保持台を移動させることにより一次元イメージセンサによって基板を走査する構成とすることもできる。
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る転写装置、第１の態様若しくは第２の態様に係る転写方法、あるいは、第１の態様若しくは第２の態様に係る検査装置（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、基板は、シリコン単結晶等から成る半導体基板を例示することができるが、絶縁体から成る基板でもよいし、半絶縁性基板とすることもできるし、導電体から成る基板でもよい。また、これらの基板は、下地層、感光性膜を有してもよい。
下地層の材質は、絶縁体、半導体、及び、導電体の何れでもよく、酸化シリコン系材料、酸化アルミニウム、アモルファスシリコン、ポリシリコン、アルミニウム、銅、金、プラチナ等を例示することができる。尚、基板の上に感光性膜が設けられている構成も、基板に包含される。ここで、感光性膜を構成する材料として、架橋型、光重合型、相変化型等のフォトレジスト材料を例示することができる。
基板のパターンは、基板、下地層、及び、感光性膜のいずれがパターンニングされて設けられてもよい。基板のパターンニングは、下地層や感光性膜の除去等の物理的な方法に限られず、基板や下地層の特定の部位への不純物注入等、化学的な方法で行うことができる。
本発明の転写装置、あるいは、転写方法によれば、基板に貫通孔を形成することなく、基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写することができる。また、本発明の検査装置によれば、基板に貫通孔を形成することなく、基板の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域に検査手段を検査することができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例１は、本発明の第１の態様に係る転写装置、及び、本発明の第１の態様に係る転写方法に関する。図１に、実施例１の転写装置の全体図を示す。
転写装置１は、基板搬送部１０、保持台部２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、照明部５０、マスク部４０、投影光学部８０、及び、これらを制御する制御部６０を備えている。照明部５０、マスク部４０、及び、投影光学部８０は、転写装置１における転写手段である投影手段９０を構成する。転写の対象物として、基板３０が示されている。基板３０の第１面、即ち、保持台部２０と対向する面には、第１のパターン、及び、アライメントマークが設けられている。これらの詳細については、後述する。投影手段９０により転写される第２のパターンが基板３０の第１のパターンと対応するように、基板３０を保持台部２０で保持する。その状態で、投影手段９０により、半導体基板３１の上に設けられた感光性膜３２が露光され、感光性膜３２に第２のパターンが転写される。
尚、以下の説明において、投影光学部８０から投影される照明光の中心部の軌跡を示す直線（投影光学部８０の光軸）をＺ軸とする。
基板３０は、一般にウエハと称される円板状の半導体基板３１、及び、その上に設けられた感光性膜３２から成る。感光性膜３２は、半導体基板３１の投影光学部８０と対向する面（基板３０の第２面）側に設けられている。半導体基板３１の上に下地層が設けられ、その下地層の上に感光性膜３２が設けられている場合もある。感光性膜３２の材料として、架橋型、光重合型、相変化型等のフォトレジスト材料を挙げることができる。
照明部５０は、光源５１、コンデンサーレンズ５２、及び、ミラー５３を備えている。光源５１は、例えば、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光源（図示せず）、及び、絞り（図示せず）を有する。レーザ光源にて発生したパルス状の照明光は、その照度が均一化され、絞りにより照明光の形状が略矩形に整形される。整形された照明光は、コンデンサーレンズ５２により収束され、ミラー５３により反射され、マスク部４０に入射する。
マスク部４０は、レチクル４１、レチクルステージ４２、レチクルステージ駆動手段４３、及び、レチクル位置情報検出手段４４を備えている。レチクル４１には、第２のパターンを露光するためのマスクパターンが設けられている。レチクル４１は、レチクルステージ４２の上に、例えば、真空吸着により固定される。レチクルステージ４２は、モータ等から構成されるレチクルステージ駆動手段４３により、図１のＸ軸方向に移動可能である。レチクルステージ駆動手段４３は、制御部６０におけるコンピュータ等から構成される制御手段６１の指令に応じて動作する。レチクル４１の位置情報は、レーザ干渉計等から成るレチクル位置情報検出手段４４により取得され、レチクル４１のＸ軸方向の位置情報は制御手段６１に送られる。
投影光学部８０は、鏡筒、複数のレンズ等により構成され、基板３０に対向するレンズを備えている。レチクル４１を通過した照明光は、感光性膜３２上に、第２のパターンを投影して結像する。
基板搬送部１０は、ロボットアーム１１を備えている。ロボットアーム１１は、例えば図１のＹ軸方向に移動可能である。基板３０は、ロボットアーム１１に乗せられた状態で、転写装置１に搬送される。
保持台部２０は、保持台２１、吸着手段２２を備えている。保持台２１は、Ｘ−Ｙステージ部７０により、移動可能である。保持台２１は、配管２３及びアライメントマークを検出する検出手段２５を備えており、保持台２１には凹部２４が設けられている。検出手段２５は、例えばＣＣＤ等の撮像素子から成り、基板３０の第１面に設けられたアライメントマークを検出する。検出手段２５は、凹部２４に配置された柱２６の上部に配置されている。
ロボットアーム１１上の基板３０は、次の手順で保持台２１上に保持される。即ち、保持台２１からリフトピン（図示せず）が図１のＺ軸方向に突出することにより、保持台２１はロボットアーム１１から持ち上げられる。次いで、ロボットアーム１１を図１のＹ軸方向に後退させ、リフトピンを保持台２１に引き込むことで、基板３０を保持台２１上に載置することができる。ポンプ等から構成される吸着手段２２が配管２３に接続されており、吸着手段２２を動作させることで、基板３０を保持台２１上に保持することができる。
Ｘ−Ｙステージ部７０は、Ｘ−Ｙステージ７１、Ｘ−Ｙステージ駆動手段７２、基板位置情報検出手段７３、定盤７４、及び、保持台回転手段７５を備えている。Ｘ−Ｙステージ７１は、モータ等から構成されるＸ−Ｙステージ駆動手段７２により、図１のＸ軸方向、及び、Ｙ軸方向に定盤７４の上を移動可能である。Ｘ−Ｙステージ駆動手段７２は、制御部６０におけるコンピュータ等から構成される制御手段６１の指令に応じて動作する。保持台回転手段７５は、モータや圧電素子等から構成され、保持台２１を、図１のＸＹ平面内で、Ｚ軸の周りを回転させる。保持台回転手段７５は、制御部６０における制御手段６１の指令に応じて動作する。基板３０の位置情報は、レーザ干渉計等の基板位置情報検出手段７３により取得され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置情報は、制御手段６１に送られる。
転写装置１では、固定された投影光学部８０に対して、感光性膜３２が設けられた基板３０が移動する。感光性膜３２上における結像状態は、感光性膜３２のＺ軸方向の位置に依存する。このため、保持台２１は、圧電素子等から成る微動可能な駆動手段（図示せず）により、Ｚ軸方向にも移動可能である。感光性膜３２上面の位置情報は、レーザ干渉計等の測定手段（図示せず）により取得され、この位置情報は制御手段６１に送られる。制御手段６１は、常に感光性膜３２上で良好な結像状態が得られるように、上述した微動可能な駆動手段を制御する。
露光の際にレチクルステージ４２とＸ−Ｙステージ７１を相対的に静止状態にしておくと、転写装置１は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置として動作する。尚、露光の際にレチクルステージ４２及びＸ−Ｙステージ７１をＸ軸方向に移動させると、走査露光を行うことができる。以下、転写装置１はステップ・アンド・リピート方式の動作をするものとして説明を行う。
ここで、投影手段９０によって基板３０に転写される第２のパターンの領域を、一辺の長さＬの矩形領域（より具体的には、正方形の領域）とする。より具体的には、投影光学部８０の光軸をＺ軸とし、基板３０上にＸ軸、Ｙ軸を取った場合、基板３０上の第２のパターンを構成する矩形領域は、最終的に、その中心がＺ軸上に位置し、且つ、矩形領域を構成する各辺がＸ軸とＹ軸に平行となるように配置される。
基板３０の第１面の模式的な平面図である図２を参照して、基板３０の第１面に設けられている第１のパターンについて説明する。図２は、図１における基板３０を保持台２１側から見た図である。半導体基板３１の上には、感光性膜や下地層をパターンニングすることで、第１のパターンが転写されている。矩形領域３３は、第１のパターンが設けられた領域を示す。図２においては、１つの基板３０について、矩形領域３３は、３行３列の配置で、併せて９ヶ所設けられているが、これに限定するものではない。矩形領域３３の各辺の長さはＬである。
矩形領域３３の左上方の角（コーナー部）付近には、図２のＹ軸正方向、及び、Ｘ軸正方向に伸びるアライメントマーク３４が設けられている。アライメントマーク３４の長さは、説明の便宜上、矩形領域３３の辺の長さと同様に、長さＬであるが、これに限定するものではない。このアライメントマーク３４は、各矩形領域３３の左上の角の点の座標を求めるために用いられる。矩形領域３３の左上の角の点が、第１のパターンの基準点となる。これらの基準点を、Ｐ1〜Ｐ9で示す。
保持台２１の模式的な平面図である図３及び図４を参照して、転写装置１の保持台２１について説明する。図３に示すように、保持台２１には、複数の凹部２４が設けられている。検出手段２５は、各凹部２４に配置された柱２６（図３及び図４においては図示せず）の先端に配置されている。図４に示すように、各検出手段２５は、基板３０の第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9と対応する位置に配置されている。これらの詳細については、後述する。
保持台等の配置状態を概念的に示す図５の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して、転写手段である投影手段９０によって転写される第２のパターンが、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板３０の基準点の座標値を用いて転写手段と基板３０との相対関係を制御する工程を簡単に説明する。
図１に示す制御手段６１の指令に基づいて、図５の（Ａ）に示すように、保持台２１を初期状態の位置に、例えば、投影光学部８０の光軸と保持台２１の中心が一致する位置に、移動させると共に、ロボットアーム１１によって基板３０を搬入する。具体的には、基板３０の第１面における第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9が検出手段２５に略対応する位置になるように、基板３０をロボットアーム１１によって搬入する。
次に、基板３０は、リフトピン（図示せず）の動作により保持台２１に載置され、図１に示す吸着手段２２により保持台２１上に保持される。図５の（Ｂ）に、この状態を示す。制御手段６１は、検出手段２５が検出したアライメントマーク３４（図２を参照）を基に、検出手段２５の位置と、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9とのずれ量を求める。
その後、制御手段６１は、ずれ量を補償するように保持台２１を移動させ、転写手段と基板３０との相対関係を制御する。これにより、図５の（Ｃ）に示すように、基板３０は、投影手段９０の光軸（Ｚ軸）に対して所定の初期位置にセットされる。
図５に加え、図６乃至図８を参照してずれ量の補償について詳しく説明する。図６には、図５の（Ｂ）に示した状態における保持台２１とその上に載置された基板３０の位置関係を示す。保持台２１は初期状態の位置にある。即ち、保持台２１の中心は、投影光学部８０の光軸、即ち、Ｚ軸上に位置する。基板３０は、光軸（Ｚ軸）に対して不定な状態にある。
アライメントマークを検出するための検出手段２５は、保持台２１が初期状態の位置にあるとき、図７に示すように光軸（Ｚ軸）を原点（０，０）としたＸＹ座標系に対して、（０，２Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）の位置になるように配置されている。図１に示す制御手段６１は、検出手段２５が検出したアライメントマーク３４（図２を参照）を基に、検出手段２５の位置と、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9とのずれ量を求める。
基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のずれ量が、それぞれ、（Δｘ2，Δｙ2）、（Δｘ7，Δｙ7）、及び、（Δｘ9，Δｙ9）であったとする。検出手段２５の位置は、上述のように光軸を基準にして確定しているので、基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標は、それぞれ（０＋Δｘ2，２Ｌ＋Δｙ2）、（−２Ｌ＋Δｘ7，−２Ｌ＋Δｙ7）、（２Ｌ＋Δｘ9，−２Ｌ＋Δｙ9）となる。
転写装置１は、基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標を、基板３０の基準点として用いる。以下、数式を用いて説明する。
行列Ａ、Ｂを以下の数式（１）、数式（２）のように定義する。
Figure 2006165042
Figure 2006165042
ここで、行列Ａにおける要素θ、及び、行列Ｂにおける要素ａ0、要素ｂ0は、１回の転写方法の実行において固有の値である。
以下、理想的な状態、即ち、測定等に伴う誤差の考慮は不要と想定して説明を行う。この場合、保持台２１に対する基板３０のずれ量は、回転成分と平行移動成分に単純に分解することができる。従って、行列Ａ、Ｂを用いて、以下の数式（３）、数式（４）、及び、数式（５）を表すことができる。
Figure 2006165042
Figure 2006165042
Figure 2006165042
理想的な状態では、数式（３）乃至数式（５）を同時に成立させる行列Ａ、行列Ｂは、数式（３）乃至数式（５）から任意の２つの数式を組み合わせて求めることができる。そして、図１に示す制御手段６１は、保持台回転手段７５、及び、Ｘ−Ｙステージ駆動手段７２に指令を出し、保持台２１をＺ軸周りに角度θ回転させ、Ｘ軸方向に要素ａ0、Ｙ軸方向に要素ｂ0分、移動させる。これにより、基板３０の基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標はそれぞれ（０，２Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）となり、基板３０と転写手段である投影手段９０との相対関係が制御される。図８に、相対関係を制御した状態を示す。
このとき、図２における基準点Ｐ5は、図８に示すようにＺ軸上に位置する。また、基板３０の第１のパターンの矩形領域の辺は、Ｘ軸及びＹ軸に平行である。保持台２１を、Ｘ軸正方向、及び、Ｙ軸正方向にそれぞれＬ／２だけ移動させると、図９に示すように、Ｚ軸は、基板３０の第１のパターン領域の中央を通る。
この状態で、投影手段９０により、基板３０に第２のパターンが転写される。上述のように、投影手段９０により転写される第２のパターンの領域は、その中心がＺ軸上にあり、且つ、矩形領域はＸ軸とＹ軸に平行な辺を有し、その辺の長さは共にＬである。従って、第２のパターンは、基板３０の第１のパターンと対応するように転写される。
実施例１では、アライメントマーク３４の長さ、第１のパターンの矩形領域３３の各辺の長さは共にＬである。従って、保持台２１をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動量Ｌのステップ移動させることで、基板３０上の全ての第１のパターンに対応するように、第２のパターンを転写することができる。
尚、アライメントマーク３４の長さ、第１のパターンの矩形領域３３の辺の長さがそれぞれ異なる長さである場合には、それらの長さに基づいてステップ移動量を決定すればよい。
実施例２も、本発明の第１の態様に係る転写装置、及び、本発明の第１の態様に係る転写方法に関する。実施例２の転写装置２の全体図を図１０に示す。
転写装置２は、基板搬送部１０、保持台部１２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、照明部５０、マスク部４０、投影光学部８０、及び、これらを制御する制御部１６０を備えている。照明部５０、マスク部４０、及び、投影光学部８０は、転写装置２における転写手段である投影手段９０を構成する。
転写の対象物として、基板３０が示されている。基板３０の第１面、即ち、保持台部１２０と対向する面には、第１のパターン、及び、アライメントマークが設けられている。
基板搬送部１０、Ｘ−Ｙステージ部７０、照明部５０、マスク部４０、投影光学部８０、投影手段９０、及び、基板３０の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
保持台部１２０は、保持台１２１、吸着手段１２２を備えている。保持台１２１は、Ｘ−Ｙステージ部７０により、移動可能である。保持台１２１は、配管１２３及びアライメントマークを検出する検出手段１２５を備えており、保持台１２１には凹部１２４が設けられている。検出手段１２５は、例えばＣＣＤ等の撮像素子から成り、基板３０の第１面に設けられたアライメントマークを検出する。検出手段１２５は、凹部１２４に配置されたリフトピン１２６の上部に配置されている。
実施例２では、リフトピン１２６は、駆動手段１２７によって、保持台１２１に対して、図１０のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能である。駆動手段１２７は、モータや圧電素子等から構成され、コンピュータ等から構成される制御手段１６１の指令により動作する。
ロボットアーム１１上の基板３０は、次の手順で保持台１２１上に保持される。即ち、制御手段１６１の指令により、駆動手段１２７によってリフトピン１２６を図１０のＺ軸方向に突出させる。突出したリフトピン１２６により、基板３０はロボットアーム１１から持ち上げられる。その後、ロボットアーム１１を図１０のＹ軸方向に後退させ、リフトピン１２６を保持台１２１に引き込むことで、基板３０を保持台１２１上に載置することができる。ポンプ等から構成される吸着手段１２２が配管１２３に接続されており、吸着手段１２２を動作させることで、基板３０を保持台１２１上に保持することができる。
保持台等の配置状態を概念的に示す図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して、転写手段である投影手段９０により転写される第２のパターンが、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板３０の基準点の座標値を用いて転写手段と基板３０との相対関係を制御する工程を簡単に説明する。
図１０に示される制御手段１６１の指令に基づいて、図１１の（Ａ）に示すように、保持台１２１を初期状態の位置に、例えば、投影光学部８０の光軸（Ｚ軸）と保持台１２１の中心が一致する位置に、移動させると共に、ロボットアーム１１によって基板３０を搬入する。具体的には、基板３０の第１面における第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9が検出手段１２５に略対応する位置になるように、基板３０をロボットアーム１１によって搬入する。
その後、制御手段１６１は、検出手段１２５が検出するアライメントマーク３４（図２参照）を基に、検出手段１２５の位置と、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンの基準点とのずれ量を求める。
次に、制御手段１６１の指令により駆動手段１２７を動作させて、リフトピン１２６を図１０のＺ軸方向に突出させる。これにより、図１１の（Ｂ）に示すように、基板３０はリフトピン１２６によって支えられる。
その後、制御手段１６１の指令により駆動手段１２７を動作させて、リフトピン１２６を図１１のＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動させ、転写手段９０と基板３０との相対関係を制御する。即ち、基板３０は、リフトピン１２６に支えられているので、リフトピン１２６の移動に伴ってその位置が移動する。制御手段１６１の指令に基づき、ずれ量を補償するようにリフトピン１２６を図１１のＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動させる。その後、制御手段１６１の指令に基づき、リフトピン１２６をＺ軸負方向に移動させることで、基板３０を保持台１２１に載置することができる。次いで、図１０に示す吸着手段１２２を動作させることで、基板３０を保持台１２１上に保持する。これにより、図１１の（Ｃ）に示すように、基板３０は、投影手段９０の光軸（Ｚ軸）に対して所定の初期位置にセットされる。
保持台１２１と検出手段１２５の位置関係は、実施例１における、保持台２１と検出手段２５の位置関係と同様である。即ち、検出手段１２５は、保持台１２１が初期状態の位置にあるとき、図７に示した検出手段２５と同様に、光軸をＺ軸としたＸＹ座標系における（０，２Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）の位置になるように配置されている。
リフトピン１２６の移動量は、実施例１において説明したと同様の方法で算出することができるので、説明を省略する。
上記の説明では、ずれ量を補償するようにリフトピン１２６を図１１のＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動させ、その後、制御手段１６１の指令に基づき、リフトピン１２６をＺ軸負方向に移動させることで、基板３０を保持台１２１に載置した。しかし、リフトピン１２６を図１１のＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動させつつ、リフトピン１２６をＺ軸負方向に移動させることで、基板３０を保持台１２１に載置する態様でもよい。また、基板３０の基準点と検出手段１２５が一致するようにリフトピン１２６を移動させて基板を支持し、その後、リフトピンが保持台の所定の位置に戻ることで、基板３０を保持台１２１に載置する態様でもよい。例えば、リフトピン１２６を初期位置からＸ軸及びＹ軸方向に機械的に走査し、その走査量から、検出手段１２５と基板３０の基準点とのずれ量を求める態様の場合には、基板３０の基準点の位置でリフトピン１２６のＸ軸及びＹ軸の位置を固定する。次に、リフトピン１２６を図１１のＺ軸上方向に移動させ基板３０を支持し、その後、リフトピン１２６が初期位置になるようにＺ軸負方向に移動させ、基板３０を保持台１２１に載置する態様でもよい。以下に説明する実施例５においても、同様とすることができる。
実施例３は、本発明の第２の態様に係る転写装置、及び、本発明の第２の態様に係る転写方法に関する。実施例３の転写装置の全体図を図１２に示す。
転写装置３は、基板搬送部２１０、保持台部２２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、照明部５０、マスク部４０、投影光学部８０、及び、これらを制御する制御部２６０を備えている。照明部５０、マスク部４０、及び、投影光学部８０は、転写装置３における転写手段である投影手段９０を構成する。
転写の対象物として、基板３０が示されている。基板３０の第１面、即ち、保持台部２２０と対向する面には、第１のパターン、及び、アライメントマークが設けられている。
Ｘ−Ｙステージ部７０、照明部５０、マスク部４０、投影光学部８０、投影手段９０、及び、基板３０の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
保持台部２２０は、保持台２１、吸着手段２２を備えている。保持台２１は、Ｘ−Ｙステージ部７０により、移動可能である。保持台２１は、配管２３、及び、アライメントマークを検出する検出手段２５を備えており、保持台２１には凹部２４が設けられている。検出手段２５は、例えばＣＣＤ等の撮像素子から成り、基板３０の第１面に設けられたアライメントマークを検出する。検出手段２５は、凹部２４に配置された柱２６の上部に配置されている。これらの構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
実施例３では、これらに加えて、保持台２１に、基板３０の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段として、一次元イメージセンサ２２７が配置されている。一次元イメージセンサ２２７によって、基板３０の第１面の画像情報が取得される。保持台２１が基板３０に対して移動することで、一次元イメージセンサ２２７は基板３０の第１面を走査し、画像情報を取得する。基板３０の第１面の画像情報は、コンピュータ等から構成される制御手段２６１に送られる。
基板搬送部２１０は、ロボットアーム１１を備えている。ロボットアーム１１は、例えば図１２のＹ軸方向に移動可能である。基板３０は、ロボットアーム１１に乗せられた状態で、転写装置３に搬送される。この構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。実施例３では、これに加え、ハンド２１２が基板搬送部２１０に備えられている。一次元イメージセンサ２２７で基板３０の第１面を走査する際に、ハンド２１２によって基板３０は保持台２１の上方で保持される。ハンド２１２は、図１２のＸ軸方向に移動可能である。
保持台等の配置状態を概念的に示す図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を参照して、転写手段である投影手段９０により転写される第２のパターンが、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板３０の基準点の座標値、及び、第１のパターンの基準点の座標値を用いて転写手段と基板３０との相対関係を制御する工程を簡単に説明する。
図１２に示す制御手段２６１の指令に基づいて、図１３の（Ａ）に示すように、保持台２１を初期状態の位置に、例えば、投影光学部８０の光軸（Ｚ軸）と保持台２１の中心が一致する位置に、移動させると共に、ロボットアーム１１によって基板３０を搬入する。基板３０の第１面の第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9が保持台２１のアライメントマークの検出手段２５に略対応する位置になるように、基板３０をロボットアーム１１によって搬入する。そして、ハンド２１２によって、基板３０を保持台２１の上方で保持する（図１３の（Ａ）参照）。このときの、一次元イメージセンサ２２７、ロボットアーム１１、基板３０、保持台２１の位置関係を図１４に示す。
図１４に示すように、基板３０の第１のパターン等の一部がロボットアーム１１によって覆われる場合がある。そのため、一次元イメージセンサ２２７で走査する前に、ロボットアーム１１を図１４のＹ軸側に後退させる。この状態を図１５に示す。
次に、図１２に示す制御手段２６１の指令に基づいて、図１３の（Ｂ）に示すように、保持台２１をＸ軸正方向に移動させる。これにより、基板３０の第１面は、一次元イメージセンサ２２７で走査される。一次元イメージセンサ２２７が取得した画像情報は、制御手段２６１に送られる。
基板３０の第１面の画像情報の取得後に、ハンド２１２で支持された基板３０は、次の手順で保持台２１上に保持される。即ち、保持台２１からリフトピン（図示せず）が図１２のＺ軸方向に突出することにより、基板３０はハンド２１２から持ち上げられる。そして、ハンド２１２を図１２のＸ軸方向に後退させた後、リフトピンを保持台２１に引き込むことで、基板３０を保持台２１上に載置することができる。ポンプ等から構成される吸着手段２２が配管２３に接続されており、吸着手段２２を動作させることで、基板３０を保持台２１上に保持することができる。
基板３０を保持台２１に保持した後、転写装置３は、実施例１の転写装置１と同様の動作を行い、基板３０と転写手段である投影手段９０との相対関係を制御する。即ち、保持台２１をＺ軸周りに角度θ回転させ、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向に移動させ、基板３０の基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標が、それぞれ（０，２Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）となるようにする。即ち、基板３０の基準点の座標値を用いて転写手段と基板３０との相対関係を制御する。実施例１で説明したように、この動作により、基板３０と転写手段である投影手段９０との相対関係が制御される。図１３の（Ｃ）に、相対関係を制御した状態を示す。尚、この状態は、実施例１の図５の（Ｃ）の状態に相当する。
実施例１では、この状態から、保持台２１を一定量ステップ移動させることで、投影手段９０により転写される第２のパターンが、基板３０の第１面に設けられた第１のパターンに対応するようにした。実施例３では、一次元イメージセンサ２２７により取得した画像情報を基に、保持台２１の移動量を決定する。以下、その内容について説明する。
一次元イメージセンサ２２７が取得する画像について説明する。基板３０の第１面等の模式的な平面図である図１５に示すように、一次元イメージセンサ２２７は、基板３０の全てのアライメントマーク３４、及び、全ての第１のパターンの矩形領域３３を走査し、画像情報を取得する。これらの画像情報は、図１２に示す制御手段２６１に送られる。
制御手段２６１は、一次元イメージセンサ２２７から送られた画像情報を基に、エッジ抽出、パターンマッチング等の周知の方法により、図１５に示した第１のパターンの矩形領域３３の基準点であるＰ1乃至Ｐ9の座標値を求める。尚、このときに用いられる座標系（以下Ｘ’Ｙ’座標系と表記する）の原点は、投影光学部８０の光軸（Ｚ軸）上に位置する必要はない。図１６は、このようにして求めた基準点Ｐ1乃至Ｐ9を、Ｘ’Ｙ’座標系上に示したものである。
転写装置３は、実施例１の転写装置１と同様の動作を行い、基板３０と転写手段である投影手段９０との相対関係を制御している。従って、図１６に示す基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9は、投影光学部８０の光軸（Ｚ軸）を基準とするＸＹ座標系では、それぞれ（０，２Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）にある。このため、以下に示すように、図１６に示したＸ’Ｙ’座標系における基準点Ｐ1乃至Ｐ9の座標値を、ＸＹ座標系における基準点に変換することができる。以下、数式を用いて説明する。
行列Ａ’、Ｂ’を以下の数式（６）、数式（７）のように定義する。
Figure 2006165042
Figure 2006165042
ここで、行列Ａにおける要素θ'と、行列Ｂにおける要素ａ'0、及び、要素ｂ'0は、１回の転写方法の実行において固有の値である。
実施例１の説明と同様に、以下、理想的な状態、即ち、測定等に伴う誤差の考慮は不要と想定して説明を行う。この場合、Ｘ’Ｙ’座標系における座標値と、ＸＹ座標系における座標値との差は、回転成分と平行移動成分に単純に分解することができる。従って、行列Ａ’、行列Ｂ’を用いて、以下の数式（８）、数式（９）、及び、数式（１０）を表すことができる。
Figure 2006165042
Figure 2006165042
Figure 2006165042
理想的な状態では、数式（８）乃至数式（１０）を同時に成立させる行列Ａ’、行列Ｂ’は、数式（８）乃至数式（１０）から任意の２つの数式を組み合わせて求めることができる。求めた行列Ａ’、行列Ｂ’を用いて、以下の式（１１）の変換をすることで、Ｘ’Ｙ’座標系における基準点Ｐ1乃至Ｐ9の座標値を、ＸＹ座標系の座標値に変換することができる。
Figure 2006165042
図１２に示す転写装置３の制御手段２６１によって、このようにして変換した基準点Ｐ1乃至Ｐ9の座標値を基にして、保持台２１の移動量を決めることができる。実施例１では、基板３０の第１のパターン等が常に一定の大きさを有すると仮定し、保持台２１をステップ移動する。しかし、実施例３では、転写手段により転写される第２のパターンが基板３０の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板３０の基準点の座標値、及び、第１のパターンの基準点の座標値を用いて転写手段と基板３０との相対関係を制御することができる。
実施例４は、本発明の第１の態様に係る検査装置に関する。実施例４の検査装置の全体図を図１７に示す。
検査装置４は、基板搬送部１０、保持台部２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、検査手段３９０、及び、これらを制御する制御部６０を備えている。
検査の対象物として、基板３０が示されている。基板３０の第１面、即ち、保持台部２０と対向する面には、第１のパターン、及び、アライメントマークが設けられている。
基板搬送部１０、保持台部２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、及び、制御部６０の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
検査手段３９０は、例えば基板３０の表面の状態を検査する光学式顕微鏡等の検査手段から構成されている。検査手段３９０が検査した情報、例えば、検査手段３９０に対向する基板３０の第２面における表面の画像情報が、情報処理装置３０１に送られる。
ここで、検査手段３９０によって観察される基板３０の領域を、一辺の長さＬの矩形領域（より具体的には、正方形の領域）とする。より具体的には、基板３０上にＸ軸、Ｙ軸を取った場合、観察される基板３０の領域の中心はＺ軸上に位置し、且つ、矩形領域はＸ軸とＹ軸に平行な辺を有し、その長さは共にＬである。
基板３０の第１面の模式的な平面図である図１８に示すように、基板３０の第１面の第１のパターンの矩形領域３３が欠陥領域３５を有し、欠陥領域３５の中心は、第１のパターンの基準点Ｐ9を基準として、Ｘ軸負方向に距離ｘｄ9、Ｙ軸負方向に距離ｙｄ9の位置にあるとする。
検査装置４は、基板３０の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査するための検査装置である。検査手段３９０が観察する基板３０の第２面の領域が、基板３０の第１面における領域に対応するように、基板３０の基準点の座標値、及び、第１面における領域の基準点の座標値を用いて検査手段と基板３０との相対関係を制御する。
検査装置４を用いて、基板３０の第１面における欠陥領域３５に対応する第２面の領域を検査するときの動作について説明する。
検査装置４は、実施例１の転写装置において、図５の（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明した一連の動作を行う。制御手段６１は、アライメントマークの検出手段２５が検出したアライメントマークに基づいて基板３０の基準点の座標値を求め、保持台回転手段７５、及び、Ｘ−Ｙステージ駆動手段７２に指令を出し、保持台２１を、Ｚ軸周りに角度θ回転させ、Ｘ軸方向に要素ａ0、Ｙ軸方向に要素ｂ0分、移動させる。
これにより、基板３０の基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標はそれぞれ（０，Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）となり、基板３０と検査手段３９０との相対関係が制御される。
実施例１で説明したが、上記の動作後は、図１８における基板３０の第１のパターンの基準点Ｐ5は、図１９に示すようにＺ軸上にある。また、基板３０の第１のパターンの矩形領域３３の辺は、Ｘ軸、及び、Ｙ軸に平行である。
基板３０の欠陥領域３５の中心は、第１のパターンの基準点Ｐ9を基準として、Ｘ軸負方向に距離ｘｄ9、Ｙ軸負方向に距離ｙｄ9の位置にあることが判明している。また、図２を参照して既に説明したが、基板３０における矩形領域３３の各辺の長さ、及び、アライメントマーク３４の長さは共にＬである。これらの情報から、図１９のＸＹ座標の原点を基準とする欠陥領域３５の中心の座標を求めることができ、その座標は（２Ｌ−ｘｄ9，−２Ｌ−ｙｄ9）である。
このようにして求めた座標値を基に、制御手段６１の指示により、保持台２１を、Ｘ軸負方向に距離２Ｌ−ｘｄ9、及び、Ｙ軸正方向に距離２Ｌ＋ｙｄ9移動させる。これにより、図２０に示すように、Ｚ軸は、欠陥領域３５の中央を通る。
これにより、検査手段３９０が検査する基板３０の第２面の領域は、基板３０の第１面の欠陥領域３５に対応する領域となり、その表面状態等を検査することができる。
実施例４の検査装置においては、例えば検査手段３９０を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とし、基板３０の第２面の形状観察を行い、欠陥領域３５の影響が基板３０の第２面に及んでいるかどうかを検査することができる。あるいは又、検査手段３９０をフォーカスイオンビーム（ＦＩＢ）装置から構成し、基板３０の第１面の特定の部位に欠陥があった場合、その欠陥部位に対応する基板３０の第２面とフォーカスイオンビーム装置を対向させ、第２面側から基板３０を切削し、その切断面を観測することもできる。以下に説明する実施例５あるいは実施例６においても、同様とすることができる。
実施例５も、本発明の第１の態様に係る検査装置に関する。実施例５にあっては、実施例４の検査装置における保持台部２０、及び、制御部６０を、それぞれ、実施例２の転写装置２における保持台部１２０、制御部１６０と置き換えた。この検査装置５の概要を図２１に示す。保持台部１２０、制御部１６０の動作は、転写装置２において説明したと同様であるので、説明は省略する。
検査装置５は、図１１の（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明した一連の動作を行う。制御手段１６１は、アライメントマークの検出手段１２５が検出したアライメントマークに基づいて基板３０の基準点の座標値を求め、リフトピンを基板３０を支えた状態で移動させる。
これにより、基板３０の基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標はそれぞれ（０，Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）となり、基板３０と検査手段３９０との相対関係が制御される。
基板３０の欠陥領域３５の中心は、第１のパターンの基準点Ｐ9を基準として、Ｘ軸負方向に距離ｘｄ9、Ｙ軸負方向に距離ｙｄ9の位置にあることが判明している。また、図２を参照して既に説明したが、基板３０における矩形領域３３の各辺の長さ、及び、アライメントマーク３４の長さは共にＬである。これらの情報から、図１９のＸＹ座標の原点を基準とする欠陥領域３５の中心の座標を求めることができ、その座標は（２Ｌ−ｘｄ9，−２Ｌ−ｙｄ9）である。
このようにして求めた座標値を基に、制御手段１６１の指示により、保持台２１を、Ｘ軸負方向に距離２Ｌ−ｘｄ9、及び、Ｙ軸正方向に距離２Ｌ＋ｙｄ9移動させる。これにより、図２０に示すように、Ｚ軸は、欠陥領域３５の中央を通る。
これにより、検査手段３９０が検査する基板３０の第２面の領域は、基板３０の第１面の欠陥領域３５に対応する領域となり、その表面状態等を検査することができる。
実施例６は、本発明の第２の態様に係る検査装置に関する。実施例６の検査装置の全体図を図２２に示す。
実施例６における検査装置６は、基板搬送部２１０、保持台部２２０、Ｘ−Ｙステージ部７０、検査手段３９０、及び、これらを制御する制御部２６０を備えている。
検査の対象物として、基板３０が示されている。基板３０の第１面、即ち、保持台部２２０と対向する面には、第１のパターン、及び、アライメントマークが設けられている。
Ｘ−Ｙステージ部７０、及び、基板３０の構成、動作、及び、作用については、実施例１で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、基板搬送部２１０、保持台部２２０、及び、制御部２６０の構成、動作、及び、作用については、実施例３で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。更には、検査手段３９０の構成、動作、及び、作用については、実施例４で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。
検査装置６は、基板３０の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査するための検査装置である。検査手段が観察する基板３０の第２面の領域が、基板３０の第１面における領域に対応するように、基板３０の基準点の座標値、及び、第１面における領域の基準点の座標値を用いて検査手段と基板３０との相対関係を制御する。
検査装置６を用いて、図１８に示す基板３０の第１面における欠陥領域３５に対応する第１面の裏面である第２面の領域を検査するときの動作について説明する。
検査装置６は、実施例３の転写装置において、図１３の（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明した一連の動作を行う。制御手段２６１の指令に基づいて、保持台２１はＸ軸正方向に移動させられる。これにより、基板３０の第１面を、一次元イメージセンサ２２７で走査することができる。一次元イメージセンサ２２７が取得した画像情報は、制御手段２６１に送られる。
その後、検査装置６は、実施例１の転写装置１と同様の動作を行う。制御手段２６１は、アライメントマークの検出手段２５が検出したアライメントマークに基づいて基板３０の基準点の座標値を求め、保持台２１を、Ｚ軸周りに角度θ回転させ、Ｘ軸方向に要素ａ0、Ｙ軸方向に要素ｂ0分、移動させる。
これにより、基板３０の基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9のＸＹ座標はそれぞれ（０，Ｌ）、（−２Ｌ，−２Ｌ）、及び、（２Ｌ，−２Ｌ）となり、基板３０と検査手段３９０との相対関係が制御される。
実施例４では、この状態から、基板３０における矩形領域３３の辺の長さ、及び、アライメントマーク３４の長さは共にＬであることを用いて、保持台の移動量を決定する。一方、実施例６では、一次元イメージセンサ２２７により取得した画像情報を基に、保持台２１の移動量を決定することができる。
実施例３の転写装置で説明したように、一次元イメージセンサ２２７により取得した画像情報を基に、基板３０の第１面における領域の基準点の座標値、即ち、実施例６においては、図１８の基準点Ｐ1乃至Ｐ9の座標値を求めることができる。
また、実施例４において説明したように、欠陥領域３５の中心は、第１のパターンの基準点Ｐ9を基準として、Ｘ軸負方向に距離ｘｄ9、Ｙ軸負方向に距離ｙｄ9の位置にある。従って、制御手段２６１によって、一次元イメージセンサ２２７で取得した画像情報を基に求めた基準点Ｐ9の座標値、及び、距離ｘｄ9、距離ｙｄ9の値を基に、保持台２１を移動させる。
これにより、検査手段３９０が検査する基板３０の第２面の領域は、基板３０の第１面の欠陥領域３５に対応する領域となるように相対関係が制御される。
図１７、図２１に示す検査装置４あるいは検査装置５は、基板３０の第１のパターン等が常に一定の大きさを有すると仮定し、保持台２１、あるいは、保持台１２１をステップ移動させている。一方、実施例５では、画像情報取得手段が取得した画像情報から、矩形領域等の第１面における領域の基準点の座標値を求めることができる。従って、基板３０の第１面におけるパターン等の大きさの変動に対応して、検査手段と基板３０の相対関係を制御することができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例における転写装置の構成要素、検査装置の構成要素の具体的な構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。実施例において説明した転写方法の具体的な方法も例示であり、適宜、変更することができる。
実施例１乃至実施例６においては、基板３０の第１のパターンの基準点Ｐ2、Ｐ7、及び、Ｐ9を基板３０の基準点として用いたが、基板３０の基準点は任意に選ぶことができ、第１のパターンの基準点と一致しなくてもよい。例えば、第１のパターンと離隔した十字形状のアライメントマークを、基板３０に複数配置し、このアライメントマークを検出して十字の交点の座標を求め、これを基板３０の基準点として用いてもよい。
また、実施例１乃至実施例６の説明においては、理想的な状態を想定し、基準点のずれを回転成分と平行移動成分に単純に分解した。しかしながら、第１のパターンの辺の長さ等に変動がある等の条件の下では、単純に分解することはできない。このような場合には、例えば、上述の行列Ａ、行列Ｂ、行列Ａ’、行列Ｂ’に加え、拡大や縮小の要素となる関数を加え、基準点のずれ量の自乗和が最小になる関数を求めてもよい。ずれ量の自乗和を最小にする条件を求めるには、周知の種々の数学的方法を用いることができる。
実施例３の転写装置３、あるいは、実施例６の検査装置６については、基板３０の第１面の画像情報を一次元イメージセンサ２２７で取得した。しかし、基板３０の画像情報を、これらの装置と別個の装置により取得しても構わない。例えば、カメラやスキャナー等で事前に基板３０の画像情報を取得しておき、その情報を転写装置、あるいは、検査装置に送る態様でもよい。
また、実施例３の転写装置３、あるいは、実施例６の検査装置６の説明では、ロボットアーム１１が基板３０の第１のパターン等を覆うため、ハンド２１２を用いて基板３０を支持した状態で、基板３０を一次元イメージセンサ２２７で走査した。しかしながら、ロボットアーム１１が基板３０のパターンを覆わない場合、あるいは、覆う領域が検査対象領域でない等の場合には、ロボットアーム１１で基板３０を保持台２１の上方に保持することができる。尚、基板３０をハンド２１２やロボットアーム１１で保持した状態では、基板３０の撓み等により、一次元イメージセンサ２２７が取得した画像情報が影響を受ける可能性がある。このような場合には、事前に撓みによる画像情報の変化のパラメータを求めておき、一次元イメージセンサ２２７が取得した画像情報をそのパラメータを用いて補正すればよい。
図１は、実施例１の転写装置を説明するための全体図である。 図２は、基板３０の第１面の模式的な平面図である。 図３は、保持台２１の模式的な平面図である。 図４は、保持台２１の模式的な平面図である。 図５の（Ａ）乃至（Ｃ）は、保持台等の配置状態を概念的に示す図である。 図６は、図５の（Ｂ）に示した状態における保持台２１とその上に載置された基板３０の位置関係を示す図である。 図７は、保持台２１における検出手段の位置と、基板３０の基準点の位置関係を示す図である。 図８は、基板３０と転写手段である投影手段９０との相対関係を制御した状態を示す。 図９は、図８の状態から、保持台２１をＸ軸正方向、及び、Ｙ軸正方向にそれぞれＬ／２移動させた状態を示す図である。 図１０は、実施例２の転写装置を説明するための全体図である。 図１１の（Ａ）乃至（Ｃ）は、保持台等の配置状態を概念的に示す図である。 図１２は、実施例３の転写装置を説明するための全体図である。 図１３の（Ａ）乃至（Ｃ）は、保持台等の配置状態を概念的に示す図である。 図１４は、一次元イメージセンサ２２７、ロボットアーム１１、基板３０、保持台２１の位置関係を示す図である。 図１５は、一次元イメージセンサ２２７が走査する基板３０の第１面等を模式的に示した平面図である。 図１６は、一次元イメージセンサ２２７の画像情報から求めた基板３０の基準点Ｐ1乃至Ｐ9を、Ｘ’Ｙ’座標系上に示す図である。 図１７は、実施例４の検査装置を説明するための全体図である。 図１８は、基板３０の第１面の模式的な平面図である。 図１９は、基板３０の第１面の欠陥領域の位置を模式的に示した平面図である。 図２０は、Ｚ軸が欠陥領域３５の中央を通る状態を示した平面図である。 図２１は、実施例５の検査装置を説明するための全体図である。 図２２は、実施例６の検査装置を説明するための全体図である。
符号の説明
１，２，３・・・転写装置、４，５，６・・・検査装置、１０，２１０・・・基板搬送部、１１・・・ロボットアーム、２１２・・・ハンド、２０，１２０，２２０・・・保持台部、２１，１２１・・・保持台、２２，１２２・・・吸着手段、２３，１２３・・・配管、２４，１２４・・・凹部、２５，１２５・・・検出手段、２６・・・柱、１２６・・・リフトピン、１２７・・・駆動手段、２２７・・・一次元イメージセンサ、３０・・・基板、３１・・・半導体基板、３２・・・感光性膜、３３・・・矩形領域、３４・・・アライメントマーク、４０・・・マスク部、４１・・・レチクル、４２・・・レチクルステージ、４３・・・レチクルステージ駆動手段、４４・・・レチクル位置情報検出手段、５０・・・照明部、５１・・・光源、５２・・・コンデンサーレンズ、５３・・・ミラー、６０，１６０，２６０・・・制御部、６１，１６１，２６１・・・制御手段、７０・・・Ｘ−Ｙステージ部、７１・・・Ｘ−Ｙステージ、７２・・・Ｘ−Ｙステージ駆動手段、７３・・・基板位置情報検出手段、７４・・・定盤、７５・・・保持台回転手段、９０・・・投影手段、３０１・・・情報処理装置、３９０・・・検査手段

Claims (30)

  1. 基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写装置であって、
    （Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
    （Ｄ）制御手段、
    を備え、
    制御手段は、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、且つ、
    （ｂ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御する、
    ことを特徴とする転写装置。
  2. 制御手段の指令に基づいて基板を保持する保持台を移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
  3. 検出手段は、保持台に配置されたセンサから成ることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
  4. 保持台は、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンを備え、
    センサは、リフトピンの先端に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
  5. 制御手段の指令に基づいて基板を支えた状態でリフトピンを移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項４に記載の転写装置。
  6. 転写手段は投影手段から成り、
    投影手段は、照明部、マスク部、及び、投影光学部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
  7. 基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写装置であって、
    （Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
    （Ｄ）制御手段、
    を備え、更に、
    （Ｅ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
    を備え、
    制御手段は、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、
    （ｂ）画像情報取得手段が取得した画像情報から、第１のパターンの基準点の座標値を求め、且つ、
    （ｃ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１のパターンの基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御する、
    ことを特徴とする転写装置。
  8. 画像情報取得手段は、移動可能な一次元イメージセンサから成ることを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
  9. 一次元イメージセンサは保持台に配置され、
    保持台を移動させることにより基板の第１面を一次元イメージセンサで走査し、基板の第１面の画像情報を取得することを特徴とする請求項８に記載の転写装置。
  10. 制御手段の指令に基づいて基板を保持する保持台を移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
  11. 検出手段は、保持台に配置されたセンサから成ることを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
  12. 保持台は、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンを備え、
    センサは、リフトピンの先端に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の転写装置。
  13. 制御手段の指令に基づいて基板を支えた状態でリフトピンを移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とするる請求項１２に記載の転写装置。
  14. 転写手段は投影手段から成り、
    投影手段は、照明部、マスク部、及び、投影光学部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の転写装置。
  15. 基板の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査する検査装置であって、
    （Ａ）基板の第２面を検査する検査手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
    （Ｄ）制御手段、
    を備え、
    制御手段は、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、且つ、
    （ｂ）検査手段により検査される基板の第２面の領域が基板の第１面における領域に対応するように、基板の基準点の座標値を用いて検査手段と基板との相対関係を制御する、ことを特徴とする検査装置。
  16. 基板の第１面における領域に対応する第１面の裏面である第２面における領域を検査する検査装置であって、
    （Ａ）基板の第２面を検査する検査手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、及び、
    （Ｄ）制御手段、
    を備え、更に、
    （Ｅ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
    を備え、
    制御手段は、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて、基板の基準点の座標値を求め、
    （ｂ）画像情報取得手段が取得した画像情報から、第１面における領域の基準点の座標値を求め、且つ、
    （ｃ）検査手段により検査される基板の第２面の領域が基板の第１面における領域に対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１面における領域の基準点の座標値を用いて検査手段と基板との相対関係を制御する、
    ことを特徴とする検査装置。
  17. 基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、転写装置により第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写方法であって、
    転写装置は、
    （Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、及び、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、
    を備え、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて基板の基準点の座標値を求め、且つ、転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御した後、
    （ｂ）転写手段により基板の第２面に第２のパターンを転写する、
    ことを特徴とする転写方法。
  18. 基板を保持する保持台を移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項１７に記載の転写方法。
  19. 検出手段は、保持台に配置されたセンサから成ることを特徴とする請求項１７に記載の転写方法。
  20. 保持台は、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンを備え、
    センサは、リフトピンの先端に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の転写方法。
  21. 基板を支えた状態でリフトピンを移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項２０に記載の転写方法。
  22. 転写手段は投影手段から成り、
    投影手段は、照明部、マスク部、及び、投影光学部を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の転写方法。
  23. 基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、転写装置により第１面の裏面である第２面に第２のパターンを転写する転写方法であって、
    転写装置は、
    （Ａ）基板の第２面に第２のパターンを転写する転写手段、
    （Ｂ）基板の第１面と接するように基板を載置して保持する保持台、及び、
    （Ｃ）基板の第１面に設けられたアライメントマークを保持台側から検出するための検出手段、
    を備え、更に、
    （Ｄ）基板の第１面の画像情報を取得する画像情報取得手段、
    を備え、
    （ａ）検出手段が検出したアライメントマークに基づいて基板の基準点の座標値を求め、且つ、画像情報取得手段が取得した画像情報から第１のパターンにおける基準点の座標値を求め、次いで、
    （ｂ）転写手段により転写される第２のパターンが基板の第１面に設けられた第１のパターンと対応するように、基板の基準点の座標値、及び、第１のパターンにおける基準点の座標値を用いて転写手段と基板との相対関係を制御した後、
    （ｃ）転写手段により基板の第２面にパターンを転写する、
    ことを特徴とする転写方法。
  24. 画像情報取得手段は、移動可能な一次元イメージセンサから成ることを特徴とする請求項２３に記載の転写方法。
  25. 一次元イメージセンサは保持台に配置され、
    保持台を移動させることにより基板の第１面を一次元イメージセンサで走査し、基板の第１面の画像情報を取得することを特徴とする請求項２４に記載の転写方法。
  26. 基板を保持する保持台を移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項２３に記載の転写方法。
  27. 検出手段は、保持台に配置されたセンサから成ることを特徴とする請求項２３に記載の転写方法。
  28. 保持台は、保持台に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動可能なリフトピンを備え、
    センサは、リフトピンの先端に配置されていることを特徴とする請求項２３に記載の転写方法。
  29. 基板を支えた状態でリフトピンを移動させることにより、転写手段と基板との相対関係を制御することを特徴とする請求項２８に記載の転写方法。
  30. 転写手段は投影手段から成り、
    投影手段は、照明部、マスク部、及び、投影光学部を備えていることを特徴とする請求項２３に記載の転写方法。
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