JP2013145312A

JP2013145312A - 非接触式アライメント装置

Info

Publication number: JP2013145312A
Application number: JP2012005641A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Ishigami; 幸彦石上
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-07-25

Abstract

【課題】種々の大きさの基板に対応して位置決めを高精度に行えるようにする。
【解決手段】矩形状基板２のＸ方向に沿ったエッジを検出する第３のエッジセンサ７をＸ方向及びＹ方向にシフト移動する光学ニット８に搭載し、矩形状基板２の大きさに応じて光学系ユニット８をシフト移動することによって、第３のエッジセンサ７を矩形状基板２の大きさに応じた所定の位置に移動させる。これによって、種々の大きさの矩形状基板２に対応して位置決めを高精度に行うことができる。また、矩形状基板の大きさに応じて第１及び第２のエッジセンサ３，４又は第４及び第５のエッジセンサ５，６を選択的に利用することによって、種々の大きさの基板に対応して矩形状基板の位置決めを高精度に行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の位置決めを非接触状態で行う非接触式アライメント装置に係り、特に薄型化及び大型化した基板に対して非接触状態で位置決めを行うことのできる非接触式アライメント装置に関する。

従来、非接触状態で基板の位置決めを行うアライメント装置として、特許文献１に記載のようなものが知られている。これは、ＸＹの二次元の移動と回転が可能なＸＹθステージ上に載置された矩形基板をこのステージ上部に設けられた光学系に対して所定の位置に位置決めする矩形基板の位置決め装置において、ＸＹθステージのＸ，Ｙのいずれか一方の基準位置に配置され前記ＸＹθステージに保持され基板の矩形の一辺の縁を光学的に検出する第１のエッジセンサと、ＸＹθステージのＸ，Ｙのいずれか他方の基準位置でかつ一方の方向において所定の距離離れて配置され前記ＸＹθステージに保持され基板の一辺に直交する他の一辺の縁を光学的に検出する第２，第３のエッジセンサと、基板を所定の初期位置から相対的に第１，第２，第３のエッジセンサに向かって移動させて第１，第２，第３のエッジセンサからの検出信号を受けてそれぞれの縁が検出されるまでのそれぞれの移動量を得て、これら移動量から初期位置に対してＸＹθステージの角度と、Ｘ方向，Ｙ方向のそれぞれの位置とを補正する位置補正手段とを備えたものである。

特開平０９−０９０３０８号公報

特許文献１に記載の非接触式アライメント装置では、第１，第２，第３のエッジセンサを固定しているため、種々の大きさの基板に対応することが困難であるという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、種々の大きさの基板に対応して位置決めを高精度に行うことのできる非接触式アライメント装置を提供することを目的とする。

本発明に係る非接触式アライメント装置の第１の特徴は、ステージ上に載置された矩形状基板を検査する際に、前記矩形状基板をリフトピンによって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによって前記ステージ上の所定位置に位置決めを行う検査ステージ手段と、前記検査ステージ手段上に載置された前記矩形状基板の上側をＸ方向及びＹ方向にシフト移動することによって前記矩形状基板の表面を検査する光学系ユニット手段と、前記矩形状基板のＹ方向に沿った一方側のエッジであって、Ｙ方向に所定距離だけ離間した位置におけるエッジを、前記矩形状基板をＸ方向に移動させることによって検出する第１及び第２のエッジセンサ手段と、前記光学系ユニット手段上に搭載され、前記矩形状基板の大きさに応じた所定の位置にシフト移動され、前記矩形状基板のＸ方向に沿った一方側のエッジを検出する第３のエッジセンサ手段とを備えたことにある。これは、矩形状基板のＸ方向に沿ったエッジを検出する第３のエッジセンサ手段をＸ方向及びＹ方向にシフト移動する光学ニット手段に搭載し、矩形状基板の大きさに応じて光学系ユニット手段をシフト移動することによって、第３のエッジセンサ手段を矩形状基板の大きさに応じた所定の位置に移動させることができるようになるので、種々の大きさの矩形状基板に対応して位置決めを高精度に行うことができる。

本発明に係る非接触式アライメント装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の非接触式アライメント装置において、前記第１及び第２のエッジセンサ手段間にそれぞれ離間した位置におけるエッジを検出する第４及び第５のエッジセンサ手段を設け、前記矩形状基板の大きさに応じて前記第１及び第２のエッジセンサ手段又は前記第４及び第５のエッジセンサ手段を選択的に利用することにある。これは、矩形状基板の大きさに応じて第１及び第２のエッジセンサ手段又は第４及び第５のエッジセンサ手段を選択的に利用することによって、種々の大きさの基板に対応して矩形状基板の位置決めを高精度に行うことができるようにしたものである。

本発明によれば、種々の大きさの基板に対応して位置決めを高精度に行うことができるという効果がある。

本発明に係る非接触式アライメント装置を上側から見た上面図である。図１の非接触式アライメント装置を紙面手前方向から見た側面図である。図１及び図２の非接触式アライメント装置のアライメント動作の詳細を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る非接触式アライメント装置を上側から見た上面図であり、図２は、図１の非接触式アライメント装置を紙面手前方向から見た側面図である。

非接触式アライメント装置１００は、大別すると測定するガラス基板２が載置される検査ステージ１と、Ｘ方向（ガラス基板の縦長方向）へ移動するガントリユニット１３とで構成されている。検査ステージ１は、検査基台２０と実際にＬＣＤ用ガラス基板が載置されるバー２１とで構成される。バー２１は、検査基台２０の図１における上側端面から等間隔（５０〜１００ミリ間隔）で複数列（図１では１３本）配置されている。検査基台２０の図１における右側端面の下側には、アライメント時におけるガラス基板２の縁（ガラスエッジ）を検出するためのＸ方向アライメントセンサ３〜６が配置されている。

検査基台２０にはガラスを持ち上げる為のリフトピン１５を通過させるための複数の穴が設けられている。検査ステージ１の下部にはリフトピン１５を上下させるリフタユニット基台１４が設けられている。リフタユニット基台１４は、ＧＺ軸リフタ上下基台２３上のボールベアリング２２上に乗っており、Ｘ方向及びＹ方向に自由に移動可能になっている。Ｘ方向の移動には、ＧＺ軸リフタ上下基台２３に取り付けられたＡＬ１軸アライメントモータ９と、これに平行に取り付けられているＡＬ２軸アライメントモータ１０の同時駆動によりＸ方向の移動を行う。Ｙ方向の移動は、ＧＺ軸リフタ上下基台２３にとりつけられているＡＬ１軸アライメントモータ９とＡＬ２軸アライメントモータ１０に対して、直角に配したＧＹ軸アライメントモータ１７の駆動により行う。ＧＺ軸リフタ上下基台２３は、ＧＺ軸リフタ上下モータ１６の駆動によって回転制御されるボールねじ１８によって上下方向に移動される。ＧＺ軸リフタ上下基台２３を上昇させることでリフタユニット基台１４とリフトピン１５も上昇し、検査ステージ１上のガラス基板２をバー２１から離反するように持ち上げ、アライメント及び検査動作時におけるガラス基板２のシフト動作を行うことができるようになっている。

ガントリユニット１３の両脚は、Ｘ方向へ検査走査移動するＯＸ軸ガントリ移動モータ１２によって駆動制御されるボールねじの上に乗っている。ガントリユニット１３上には異物検出する為の光学ユニット８が搭載されている。光学ユニット８はガントリユニット１３の両端を結ぶ形でガイド上に乗っている。ＯＹ１軸光学ユニット移動モータ１１は、光学ユニット８をＹ方向（ガラスの川幅方向に直交する方向）へ移動させ、ガラス基板のＸ方向における走査位置を変更制御する。また、光学ユニット８にはガラスエッジＹ方向のアライメント位置を検知するためのＹ方向アライメントセンサ７が取り付けられている。

図３は、図１及び図２の非接触式アライメント装置のアライメント動作の詳細を示す図である。図３では、ＬＣＤパネル２、Ｘ方向アライメントセンサ３，４及びＹ方向アライメントセンサ７のそれぞれの位置関係が示してある。図３（Ａ）は、上位装置からガラス基板となるＬＣＤパネル２が供給された状態であって、ＬＣＤパネル２の供給後、光学ユニット８上のＹ方向アライメントセンサ７をＯＸ軸ガントリ移動モータ１２、ＯＹ１軸光学ユニット移動モータ１１により予めガラスサイズ毎による自動演算されたアライメント位置へ移動後の状態を示す。

図３（Ｂ）は、ＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０がＬＣＤパネル２のエッジをＸ方向アライメントセンサ３，４が検知しない位置まで−Ｘ方向（図の上向き矢印方向）へ移動させた移動後の状態を示す。尚、非接触式アライメント装置１００には上述のように４個のＸ方向アライメントセンサ３〜６が存在するが、この実施の形態では、大型ガラスを供給されたものとして、これ以降の動作では大型ガラス基板用のＸ方向アライメントセンサ３，４を使用した場合の動作について説明する。

図３（Ｃ）では、ＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０にてＸ方向アライメントセンサ３，４がＬＣＤパネル２のエッジを検知する位置まで移動させる。その際、図示していない制御装置は、Ｘ方向のアライメントセンサ３，４の検知差をＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０の位置差Ｌ１，Ｌ２として記憶する。

図３（Ｄ）では、記憶された位置差Ｌ１，Ｌ２による補正動作を行う前準備としてＬＣＤパネル２のエッジをＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０にてＸ方向アライメントセンサ３，４が検知しない位置まで移動させる。この動作は、図３（Ｃ）の状態で補正動作を実行した場合に、物理的干渉を防止するために行うものである。

図３（Ｅ）では、ＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０の位置差Ｌ１，Ｌ２に対応した補正動作を行う。この補正動作は、位置差Ｌ１，Ｌ２の差分を２分の１した値（Ｌ２−Ｌ１）／２を算出し、その結果に基づいてＡＬ１軸アライメントモータ９及びＡＬ２軸アライメントモータ１０をそれぞれ反対方向に移動させて、ＬＣＤパネル２を回転制御する。図３（Ｅ）の場合は、ＡＬ１軸アライメントモータ９を−Ｘ方向（図の上向き矢印方向）へ移動させ、ＡＬ２軸アライメントモータ１０を＋Ｘ方向（図の下向き矢印方向）へ移動させる。これによって、ＬＣＤパネル２のエッジはＸ方向アライメントセンサ３、４と平行になる。なお、この動作によって平行にならなかった場合は必要に応じてオフセット値を加算する。ＬＣＤパネル２の置き位置が図３（Ａ）の場合と逆状態に置かれた場合のＡＬ１軸アライメントモータ９とＡＬ２軸アライメントモータ１０の補正移動方向はそれぞれ逆方向となる。

図３（Ｆ）では、補正動作が終了した時点で、ＬＣＤパネル２のエッジをＸ方向アライメントセンサ３が検知しなくなる位置まで、ＡＬ１軸アライメントモータ９とＡＬ２軸アライメントモータ１０によってＬＣＤパネル２を−Ｘ方向（図の上向き矢印方向）に移動する。
図３（Ｇ）では、ＬＣＤパネル２のエッジをＸ方向アライメントセンサ３が検知する位置まで、ＡＬ１軸アライメントモータ９とＡＬ２軸アライメントモータ１０によってＬＣＤパネル２を＋Ｘ方向（図の下向き矢印方向）に移動する。この移動によってＸ方向に対するアライメントは完了となる。なお、移動時においてＸ方向アライメントセンサ４について触れていないが、アライメントのＸ方向の基準点はＸ方向アライメント３であるため、移動時においてＸ方向アライメントセンサ４は検知条件としていない。

図３（Ｈ）では、Ｙ方向アライメントセンサ７がＬＣＤパネル２を検知しているため、検知しない位置までＧＹ軸アライメントモータ１７でＬＣＤパネル２を＋Ｙ方向（図の右向き矢印方向）に移動させる。なお、図３（Ｇ）の状態で既にＹ方向アライメントセンサ７が検知していない場合は前述の＋Ｙ方向の移動処理は行われない。
図３（Ｉ）では、ＧＹ軸アライメントモータ１７にてＹ方向アライメントセンサ７がＬＣＤパネル２のサイドエッジを検知する位置まで移動させる。移動後は、必要に応じてオフセットを加算し再度移動させることでＹ方向のアライメント動作が完了する。以上の一連の処理によって、Ｘ方向及びＹ方向全てのアライメントが完了する。

１…検査ステージ
１０…ＡＬ２軸Ｘ方向アライメントモータ
１００…非接触式アライメント装置
１１…ＯＹ１軸光学ユニット移動モータ
１２…ＯＸ軸ガントリ移動モータ
１３…ガントリユニット
１４…リフタユニット基台
１５…リフトピン
１６…ＧＺ軸リフタ上下モータ
１７…ＧＹ軸アライメントモータ
２…ＬＣＤパネル（ガラス基板）
２０…検査基台
２１…バー
２２…ボールベアリング
２３…ＧＺ軸リフタ上下基台
３〜６…Ｘ方向アライメントセンサ
７…Ｙ方向アライメントセンサ
８…光学ユニット
９…ＡＬ１軸Ｘ方向アライメントモータ
Ｌ１，Ｌ２…位置差

Claims

ステージ上に載置された矩形状基板を検査する際に、前記矩形状基板をリフトピンによって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによって前記ステージ上の所定位置に位置決めを行う検査ステージ手段と、
前記検査ステージ手段上に載置された前記矩形状基板の上側をＸ方向及びＹ方向にシフト移動することによって前記矩形状基板の表面を検査する光学系ユニット手段と、
前記矩形状基板のＹ方向に沿った一方側のエッジであって、Ｙ方向に所定距離だけ離間した位置におけるエッジを、前記矩形状基板をＸ方向に移動させることによって検出する第１及び第２のエッジセンサ手段と、
前記光学系ユニット手段上に搭載され、前記矩形状基板の大きさに応じた所定の位置にシフト移動され、前記矩形状基板のＸ方向に沿った一方側のエッジを検出する第３のエッジセンサ手段と
を備えたことを特徴とする非接触式アライメント装置。
請求項１に記載の非接触式アライメント装置において、前記第１及び第２のエッジセンサ手段間にそれぞれ離間した位置におけるエッジを検出する第４及び第５のエッジセンサ手段を設け、前記矩形状基板の大きさに応じて前記第１及び第２のエッジセンサ手段又は前記第４及び第５のエッジセンサ手段を選択的に利用することを特徴とする非接触式アライメント装置。