JP2012247482A - プリアライメント装置及びプリアライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光ユニット全体を小型化することができ、また、タクトタイムの短縮を図ることができ、且つ高精度に異物を検出することが可能なプリアライメント装置及びプリアライメント方法を提供する。
【解決手段】プリアライメント装置２０は、精密温調プレート２２に載置された基板Ｗの温度を調整する基板温調機構、精密温調プレート２２に載置された基板の異物を検出する異物検出機構３４を有することで、プリアライメント装置２０と基板温調機構と異物検出機構が単一の装置となり、また、搬送用ロボットの数も削減でき、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温度の調整が行われている基板にプリアライメント、異物検出を行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。また、複数のカメラ３０のＹ方向一方側に配置された複数の第１の光源３１Ａは、隣接する第１の光源３１Ａ同士の両端部をＹ方向から見てオーバーラップさせた状態で、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置されるので、精度良く異物を検出することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置及びプリアライメント方法に関する。

図７は、ガラス基板を露光する際の手順の一例を示している。まず、洗浄されたガラス基板は、コーター１０１によってレジストが塗布され、搬送される過程でホットプレート１０２（ＨＰ）によって温めてレジストを乾燥させた後、コールドプレート１０３（ＣＰ）によって荒熱を取り除く。そして、搬送用ロボット１０４によって精密温調装置１０５に搬送して、基板を冷却して温度を調整する。次に、搬送用ロボット１０６によって異物検査機１０７へ基板を搬送し、異物の有無を検査する。そして、異物の無い基板を搬送用ロボット１０６によってプリアライメント装置１０８に搬送し、基板のプリアライメントを行う。プリアライメント後の基板は、搬送用ロボット１０９によって露光装置本体１１０へと送られて、マスクＭのパターンが露光転写される。露光後の基板は、搬送用ロボット１０９によって下流のコンベア１１１に渡されて、次工程へと送られていた。

また、露光前に基板の温度を調整する装置としては、種々のものが考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の露光装置は、ガラス基板を搬送する一対のステージ装置を備え、ガラス基板の露光を行う露光位置と、その左右にステージ装置に対してガラス基板のロード／アンロードを行う一対のロード／アンロード位置が設けられている。そして、一方のステージ装置が露光している間に、他方のステージ装置が基板の温度を調整することが記載されている。
また、特許文献２に記載のプリアライメント装置は、ウェハを回転させてプリアライメントしながら、ウェハの下面からランプを照射させてウェハを加熱する。

また、基板上における異物の有無を検査する装置としては、特許文献３に記載されているように、未露光の着色層を配設した基板を水平状態で載置する載置台と、基板の側面側に配置され、未露光の着色層の所望の検査領域に対して傾けた角度でレーザ光を照射する複数のレーザ光照射部と、基板の上側に配され、複数のレーザ光照射部から照射されたレーザ光の異物における散乱光を撮影する複数のＣＣＤカメラと、を備えるものが知られている。

特許第４０２０２６１号公報 特開２００５−３２９０６号公報 特開２００７−４０８６２号公報

ところで、図７に示すようなユニットでは、精密温調装置１０５、異物検査機１０７、及びプリアライメント装置１０８が個々に配置されていたため、基板の温調、異物検査、プリアライメントを順に行わなければならず、タクトロスが発生し、また、複数の搬送用ロボット１０４，１０６，１０９も必要となり、ユニット全体が大型化してしまう。

また、特許文献１に記載のような露光装置では、一方のステージ装置の露光時間と他方のステージ装置の温調時間に差が生じてしまうと、タクトロスが発生するという課題がある。さらに、特許文献２に記載のプリアライメント装置は、回転駆動によってウェハをプリアライメントする際に温度を調整するものであり、フラットパネルディスクプレイを製造する際に使用されるマザーガラスのような基板をプリアライメントする装置と異なるものである。

また、特許文献３に記載の異物検査装置においては、複数のレーザ光照射部及び複数のＣＣＤカメラの具体的な位置関係が記載されておらず、これらが適切に配置されていない場合、照度不足になることや、基板上において照度が一定にならないことで、異物を取り逃す虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光ユニット全体を小型化することができ、タクトタイムの短縮ができ、且つ高精度に異物を検出することが可能なプリアライメント装置及びプリアライメント方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する基板温調機構と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
を有し、
前記異物検出機構は、
前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に並んで配置される複数のカメラと、
前記複数のカメラの少なくとも前記直交方向一方側にそれぞれ配置され、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する複数の光源と、
前記複数のカメラ及び前記複数の光源を前記直交方向に搬送する搬送機構と、
を備え
前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
ことを特徴とするプリアライメント装置。
（２） 前記複数の光源は、前記複数のカメラの前記直交方向両側にそれぞれ配置され、
前記複数のカメラの前記直交方向一方側又は他方側に配置された前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
ことを特徴とする（１）に記載のプリアライメント装置。
（３） 前記複数の光源は、前記複数のカメラの前記直交方向両側にそれぞれ配置され、
前記複数のカメラの前記直交方向両側に配置された前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
ことを特徴とする（１）に記載のプリアライメント装置。
（４） 前記複数のカメラは、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
ことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載のプリアライメント装置。
（５） 基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動可能、並びにこれらの方向と直交する軸まわりに回転駆動可能な基板駆動機構と、
前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する基板温調機構と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
を有するプリアライメント装置のプリアライメント方法であって、
前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する工程と、
前記温調が行われている基板にプリアライメントを行う工程と、
前記温調が行われている基板の異物を検出する工程と、
を有し、
前記異物検出機構は、
前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に並んで配置される複数のカメラと、
前記複数のカメラの少なくとも前記直交方向一方側にそれぞれ配置され、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する複数の光源と、
前記複数のカメラ及び前記複数の光源を前記直交方向に搬送する搬送機構と、
を備え
前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
ことを特徴とするプリアライメント方法。

本発明のプリアライメント装置及びプリアライメント方法によれば、基板保持部に載置された基板の温度を調整する基板温調機構、及び基板の異物を検出する異物検出機構を有することで、プリアライメント装置と基板温調機構と異物検出機構が単一の装置となり、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温度の調整が行われている基板にプリアライメント及び異物検出を行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。

さらに、異物検出機構の複数のカメラの少なくとも片側にはそれぞれ光源が設けられ、これらの複数の光源は、隣接する光源同士の両端部をオーバーラップさせた状態で、カメラが並ぶ方向に沿って千鳥状に配置されるので、基板上における照度が一定となり、照度不足とならず、精度良く異物を検出することが可能となる。

本発明のプリアライメント装置が適用される第１実施形態の露光ユニットを説明するための概略図である。 本発明のプリアライメント装置を示す側面図である。 本発明のプリアライメント装置を示す上面図である。 （ａ）は図３における第１の光源の照度を示す図であり、（ｂ）は第１の光源を重ね合わせた場合の照度を示す図である。 本発明のプリアライメントユニットの変形例を示す上面図である。 本発明のプリアライメントユニットの他の変形例を示す上面図である。 従来のプリアライメント装置が適用される露光ユニットを示す概略図である。

以下、本発明のプリアライメント装置及びプリアライメント方法が適用される一実施形態の露光ユニットについて図面を参照して詳細に説明する。

図１に示す一実施形態の露光ユニット１０は、コーター１１、ホットプレート１２、及びコールドプレート１３を備えた処理ユニット１４と、プリアライメント装置２０と、露光装置本体１５と、搬出装置としてのコンベア１６と、処理ユニット１４とプリアライメント装置２０との間で基板の受け渡しを行う第１の搬送用ロボット１７と、プリアライメント装置２０と露光装置本体１５とコンベア１６との間で基板の受け渡しを行う第２の搬送用ロボット１８と、を有する。なお、処理ユニット１４、露光装置本体１５、コンベア１６、第１及び第２の搬送用ロボット１７，１８は、図５に示したものと同様、公知のものが適用される。また、コーター１１は、ホットプレート１２及びコールドプレート１３と別々に設けられてもよく、その場合、図示しない他の搬送用ロボットによって基板の受け渡しを行う。

本発明のプリアライメント装置２０は、図２及び図３に示すように、基台２１と、基板Ｗを保持する基板保持部である精密温調プレート（ＰＣＰ）２２と、精密温調プレート２２を支持する支持部材２３を、基台２１に対してＸ方向、Ｘ方向と直交するＹ方向、及びＸ、Ｙ方向に垂直な軸周りのθ方向に回転駆動する基板駆動機構２４と、支持部材２３に対して、複数のピン２５を上下方向（Ｚ方向）に駆動して、精密温調プレート２２に形成された複数のピン孔２２ａから進退させるピン駆動機構２６と、基台２１に取り付けられ、Ｘ方向とＹ方向の一方に２箇所、他方に１箇所設けられた複数のアライメントカメラ（エッジセンサ）２７と、を備える。また、精密温調プレート２２は、基板Ｗの温度を調整する基板温調機構をなしており、ピン孔２２ａを迂回するように形成された内部の冷却配管を通過する冷却媒体によって基板Ｗの熱を放熱して基板Ｗを冷却する。

さらに、プリアライメント装置２０には、精密温調プレート２２の上方に配置され、Ｘ方向に直線状に配置される複数のカメラ３０と、カメラ３０のＹ方向両側にそれぞれ配置され、カメラ３０が撮像する基板Ｗの位置に光を照射する複数の光源３１と、複数のカメラ３０及び複数の光源３１が取り付けられた可動部材３２をＹ方向に搬送する搬送機構３３と、を備えた異物検出機構３４が設けられている。搬送機構３３は、ボールねじのような駆動装置とガイド装置とを組合せた公知の機構によって構成されており、可動部材３２を基台２１のＸ方向両側で支持して、可動部材３２が精密温調プレート２２上を跨ぐように駆動する。

光源３１は、それぞれ棒状のＬＥＤ照明から構成されており、図３において、カメラ３０のＹ方向一方側（図３中、上側）に配置された光源（以下、第１の光源と呼ぶ。）が符号３１Ａで示され、カメラ３０のＹ方向他方側に配置された光源（以下、第２の光源と呼ぶ。）が符号３１Ｂで示されている。

第２の光源３１Ｂは、互いにＸ方向に対向するように配置されている。一方、第１の光源３１Ａは、隣接する第１の光源３１Ａ同士の両端部をＹ方向から見てオーバーラップさせた状態で、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置されている。より具体的には、図４（ａ）に示すように、第１の光源３１Ａは、その幅方向（Ｘ方向）両端部において互いに距離Ｌだけオーバーラップするように設けられており、距離Ｌは、図４（ｂ）に示すように、複数の第１の光源３１Ａを重ね合わせたときの照度が、重ね合わせた第１の光源３１Ａの幅方向（Ｘ方向）両端部除いて、略一定となるように設定される。

このように構成された本実施形態の露光ユニット１０では、洗浄されたガラス基板Ｗは、コーター１１によってレジストが塗布され、ホットプレート１２によって温めてレジストを乾燥させた後、コールドプレート１３によって荒熱を取り除く。その後、基板Ｗは、第１の搬送用ロボット１７によって複数のピン２５が上昇した状態のプリアライメント装置２０に受け渡される。ピン２５が下降して基板Ｗを精密温調プレート２２に接触させ吸着保持する。これにより、精密温調プレート２２によって基板Ｗは冷却される。

そして、基板Ｗを冷却している間、基板Ｗの端面をエッジセンサ２７によって位置検出し、精密温調プレート２２をＸ，Ｙ、θ方向に駆動して基板Ｗのプリアライメントを行う。そして、プリアライメントが完了した基板Ｗに対して、光源３１から光を照射し、搬送機構３３によって可動部材３２を移動しながらカメラ３０によって異物検出を行う。具体的に、異物が存在した場合には、カメラ３０が異物によって拡散した光を撮像することで異物検出を行う。

そして、異物検査及び温度の調整が完了すると、ピン２５を上昇させて、第２の搬送用ロボット１８によって基板Ｗを露光装置本体１５へと搬送し、マスクＭのパターンが露光転写される。露光後の基板Ｗは、第２の搬送用ロボット１８によって下流のコンベア１６に渡されて、次工程へと送られる。

以上説明したように、本実施形態のプリアライメント装置２０及びプリアライメント方法によれば、プリアライメントする際に基板を保持する基板保持部を基板の温度を調整する精密温調プレート２２としたことで、プリアライメント装置２０と基板温調機構とが単一の装置となり、搬送用ロボットの数も削減でき、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温度の調整が行われている基板にプリアライメントを行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。

さらに、プリアライメント装置２０によれば、基板の異物を検出する異物検出機構３４を有するので、プリアライメント装置と異物検出機構とが単一の装置となり、露光ユニット全体を小型化することができる。

また、本実施形態のように、温度の調整が行われている基板Ｗに異物検出を行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができる。なお、異物検出工程は、本実施形態のように、プリアライメント工程後に行うことで、基板Ｗの傾きによってカメラ３０が撮像できない領域が生じる可能性がなくなり、異物検出の精度を向上することができる。

さらに、複数のカメラ３０のＹ方向一方側に配置された複数の第１の光源３１Ａは、隣接する第１の光源３１Ａ同士の両端部をＹ方向から見てオーバーラップさせた状態で、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置されるので、基板Ｗ上における照度が一定となり、照度不足とならず、精度良く異物を検出することが可能となる。
また、カメラ３０のＹ方向両側にそれぞれ光源３１が配置されるので、照度不足となることを防止することができる。
さらに、幅の長い１つの光源ではなく、比較的幅の短い複数の光源３１によって基板Ｗに光を照射するようにしたので、基板Ｗが大型化した場合であっても、光源３１の製造が困難となることがなく、光源３１が撓むことを防止することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

例えば、図５に示すように、第１及び第２の光源３１Ａ、３１Ｂが、隣接する第１の光源３１Ａ同士及び第２の光源３１Ｂ同士の両端部をＹ方向から見てオーバーラップさせた状態で、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置されるように構成してもよい。このようにすることで、第２の光源３１Ｂにおいても、照度が一定となるので、異物検査の精度を向上させることが可能となる。

また、図６に示すように、第１及び第２の光源３１Ａ、３１Ｂに加えて、カメラ３０をＸ方向に沿って千鳥状に配置することで、異物検出精度の向上を図っても良い。

また、上記実施形態においては、複数の光源３１が、カメラ３０のＹ方向両側にそれぞれ設けられているが、隣接する光源３１同士の両端部をＹ方向から見てオーバーラップさせた状態で、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置される限り、カメラ３０のＹ方向片側のみに設けられるように構成しても良い。

２０ プリアライメント装置
２２ 精密温調プレート（基板保持部、基板温調機構）
２４ 基板駆動機構
３０ カメラ
３１ 光源
３３ 搬送機構
３４ 異物検出機構
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 露光装置に搬送される基板をプリアライメントするためのプリアライメント装置であって、
   前記基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動するとともに、これらの方向と直交する軸まわりに回転駆動する基板駆動機構と、
   前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する基板温調機構と、
   前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
   を有し、
   前記異物検出機構は、
   前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に並んで配置される複数のカメラと、
   前記複数のカメラの少なくとも前記直交方向一方側にそれぞれ配置され、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する複数の光源と、
   前記複数のカメラ及び前記複数の光源を前記直交方向に搬送する搬送機構と、
   を備え
   前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
   ことを特徴とするプリアライメント装置。
2. 前記複数の光源は、前記複数のカメラの前記直交方向両側にそれぞれ配置され、
   前記複数のカメラの前記直交方向一方側又は他方側に配置された前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリアライメント装置。
3. 前記複数の光源は、前記複数のカメラの前記直交方向両側にそれぞれ配置され、
   前記複数のカメラの前記直交方向両側に配置された前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリアライメント装置。
4. 前記複数のカメラは、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプリアライメント装置。
5. 基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部を所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に駆動可能、並びにこれらの方向と直交する軸まわりに回転駆動可能な基板駆動機構と、
   前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する基板温調機構と、
   前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する異物検出機構と、
   を有するプリアライメント装置のプリアライメント方法であって、
   前記基板保持部に載置された基板の温度を調整する工程と、
   前記温調が行われている基板にプリアライメントを行う工程と、
   前記温調が行われている基板の異物を検出する工程と、
   を有し、
   前記異物検出機構は、
   前記基板保持部の上方に配置され、前記所定の方向に並んで配置される複数のカメラと、
   前記複数のカメラの少なくとも前記直交方向一方側にそれぞれ配置され、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する複数の光源と、
   前記複数のカメラ及び前記複数の光源を前記直交方向に搬送する搬送機構と、
   を備え
   前記複数の光源は、隣接する前記光源同士の両端部を前記直交方向から見てオーバーラップさせた状態で、前記所定方向に沿って千鳥状に配置される
   ことを特徴とするプリアライメント方法。

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