JP2015067845A

JP2015067845A - アライメント方法並びにアライメント装置

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Publication number: JP2015067845A
Application number: JP2013201683A
Authority: JP
Inventors: 幸男山根; Yukio Yamane; 石井　博; Hiroshi Ishii; 博石井; 広樹田中; Hiroki Tanaka
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: KR101968807B1; WO2015045475A1; JP6250999B2; CN105593396B; CN105593396A; KR20160065128A

Abstract

【課題】高精度なアライメントを行うことができる実用性に優れたアライメント方法の提供。
【解決手段】基板12とマスク11のアライメントを行う際、撮像倍率の低い第１の撮像部13で撮像した撮像データを用いて撮像倍率の高い第２の撮像部14を位置決めし、この第２の撮像部14の撮像範囲を基準として、基板12とマスク11との位置補正を、第１の撮像部13で撮像した撮像データを用いて行う第１アライメント工程と第２の撮像部14で撮像した撮像データを用いて行う第２アライメント工程との２段階で行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、アライメント方法並びにアライメント装置に関するものである。

成膜材料をマスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して基板上に薄膜を形成する成膜装置に設けられ、前記マスクと前記基板とのアライメントを行うアライメント装置として、例えば特許文献１に開示されるようなものが知られている。

ところで、近年はより高精度のアライメントが要望されており、高倍率カメラを使用してマスクマークと基板マークとを撮像しアライメントを行う場合が多い。この高倍率カメラを使用するアライメントは、例えば図１に図示したような手順で行っている。

具体的には、処理室内にマスクを搬入し（ａ．）、搬入したマスクをマスクホルダに設置し（ｂ．）、搬送ロボットにより処理室内に基板を搬入し（ｃ．）、基板の両端に外力を加えてカメラの撮像範囲にマスクマーク及び基板マークが入るようにマスクに対して粗位置決めし（ｄ．）、基板をＸＹステージに設置し、カメラでマスクマーク及び基板マークの座標を計測し（ｅ．）、この座標を基にＸＹステージの移動量を適宜制御して基板をマスクに対して微位置決めし（ｆ．）、基板とマスクとを密着し（ｇ．）、最後にカメラでアライメントが規定の精度で行われたか否かを計測する（ｈ．）。

しかしながら、上記従来のアライメントは、高倍率カメラを使用した結果、撮像視野が狭まり、マスクマーク及び基板マークを撮像視野内に入れることができず、アライメントを良好に行えない場合がある。

また、マスク搬送精度が低いため、粗位置決めの際に、マスクマークの位置が予め所定の位置に設定されるカメラの撮像中心に合わず、アライメントの精度が低下する虞がある。また、粗位置決めに際して基板に直接外力を加え粗位置決めを行っているため、基板の接触した箇所のエッジなどが立っていると、接触したエッジの一点に力が集中し、基板が破損する虞があった。特に大型の基板では、自重が増えるため、一点に掛かる力が大きくなり破損のリスクが増大する。

更に、破損した基板の破片が基板などに付着することで、装置の生産効率の低下を招く虞がある。

特許第４５１０６０９号公報

本発明は、上述のような問題点を解決したもので、基板を破損することなく、撮像倍率の高い撮像部の撮像視野内にマスクマーク及び基板マークを捉えることができ、高精度なアライメントを行うことができる実用性に優れたアライメント方法並びにアライメント装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

マスク11をマスク台に保持するマスク保持工程と、
前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15を第１の撮像部13で撮像する第１撮像工程と、
前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15の位置情報を取得し、この第１のマーク15の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記マスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16が位置するように前記第２の撮像部14を移動させる第１移動工程と、
基板12を基板ホルダに保持する基板保持工程と、
前記マスク11と基板12とを間隔をおいて重なるように配置する配置工程と、
前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15と前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17とを第１の撮像部13で同時に撮像する第２撮像工程と、
前記第２撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第１アライメント工程と、
前記第２のマーク16と前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18とを前記第１移動工程で移動させた前記第２の撮像部14で同時に撮像する第３撮像工程と、
前記第３撮像工程で得られた撮像データから前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18の位置情報を取得し、この第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程後に前記基板12と前記マスク11とを密着させる密着工程と、
を含み、前記第２の撮像部14より撮像倍率の低い第１の撮像部13で撮像する前記第１撮像工程で得られた撮像データを用いて前記第１移動工程により位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部14の撮像範囲を基準として、前記基板12と前記マスク11との位置補正を、前記第１アライメント工程と前記第２アライメント工程との２段階で行うことを特徴とするアライメント方法に係るものである。

また、前記マスク保持工程は、前記第１撮像工程及び前記第１移動工程の前に行うことを特徴とする請求項１記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記配置工程は、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、基板12を基板ホルダに保持する基板保持工程と、
前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17を第１の撮像部13で撮像する第１撮像工程と、
前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第３のマーク17の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18が位置するように前記第２の撮像部14を移動させる第１移動工程と、
マスク11をマスク台に保持するマスク保持工程と、
前記基板12とマスク11とを間隔をおいて重なるように配置する配置工程と、
前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15と前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17とを第１の撮像部13で同時に撮像する第２撮像工程と、
前記第２撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第１アライメント工程と、
前記第２のマーク16と前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18とを前記第１移動工程で移動させた前記第２の撮像部14で同時に撮像する第３撮像工程と、
前記第３撮像工程で得られた撮像データから前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18の位置情報を取得し、この第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程後に前記基板12と前記マスク11とを密着させる密着工程と、
を含み、前記第２の撮像部14より撮像倍率の低い第１の撮像部13で撮像する前記第１撮像工程で得られた撮像データを用いて前記第１移動工程により位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部14の撮像範囲を基準として、前記基板12と前記マスク11との位置補正を、前記第１アライメント工程と前記第２アライメント工程との２段階で行うことを特徴とするアライメント方法に係るものである。

また、前記基板保持工程は、前記第１撮像工程及び前記第１移動工程の前に行うことを特徴とする請求項４記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記配置工程は、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項４，５のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１撮像工程及び前記第１移動工程と、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程とは、前記第３撮像工程及び第２アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記マスク保持工程、前記第１撮像工程、前記第１移動工程、前記基板保持工程、前記配置工程、前記第２撮像工程、前記第１アライメント工程、前記第３撮像工程、前記第２アライメント工程及び前記密着工程を順次行うことを特徴とする請求項１記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記マスク保持工程、前記基板保持工程、前記第１撮像工程、前記第１移動工程、前記配置工程、前記第２撮像工程、前記第１アライメント工程、前記第３撮像工程、前記第２アライメント工程及び前記密着工程を順次行うことを特徴とする請求項４記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１撮像工程において、前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15を第１の撮像部13で撮像し、前記第１移動工程において、前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15の位置情報を取得し、この第１のマーク15の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記マスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16が位置するように前記第２の撮像部14を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１撮像工程において、前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17を第１の撮像部13で撮像し、前記第１移動工程において、前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第３のマーク17の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18が位置するように前記第２の撮像部14を移動させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１の撮像部13及び前記第２の撮像部14を、夫々２つ以上用いて前記マークの位置情報を取得することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17は、前記マスク11若しくは前記基板12に夫々２つ以上設けたことを特徴とする請求項１２記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17は、前記マスク11若しくは前記基板12の中心に対して点対称となる位置に夫々設けたことを特徴とする請求項１３記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18は、前記マスク11若しくは前記基板12に夫々２つ以上設けたことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18は、前記マスク11若しくは前記基板12の中心に対して点対称となる位置に夫々設けたことを特徴とする請求項１５記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第２の撮像部14は、Ｘ及びＹ方向に移動する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、前記第１の撮像部13及び前記第２の撮像部14は、夫々レンズの焦点距離を調整するレンズ焦点距離調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のアライメント方法に係るものである。

また、成膜材料をマスク11のマスク開口部を介して基板12上に堆積して基板12上に薄膜を形成する成膜装置に設けられ、前記マスク11と前記基板12とのアライメントを行うアライメント装置であって、
前記マスク11を支持しこのマスク11をＸ及びＹ方向に移動させるマスク移動手段若しくは前記基板12を支持しこの基板12をＸ及びＹ方向に移動させる基板移動手段と、
前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15及び前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17を撮像する第１の撮像部13と、
この第１の撮像部13より撮像倍率が高く前記マスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16及び前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18を撮像する第２の撮像部14と、
この第２の撮像部14をＸ及びＹ方向に移動させる撮像部駆動手段と、
前記第１の撮像部13で撮像した撮像データから前記第１のマーク15若しくは前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15若しくは第３のマーク17の位置情報を基に、前記第２の撮像部14の撮像範囲に前記マスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16若しくは前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18が位置するように前記撮像部駆動手段を制御して前記第２の撮像部14を移動させる撮像部制御手段と、
前記第１の撮像部13で前記第１のマーク15と前記第３のマーク17とを同時に撮像した撮像データから前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を基に、前記マスク移動手段若しくは前記基板移動手段を制御して前記基板12と前記マスク11とを相対移動させ第１アライメントを行うと共に、前記第２の撮像部14で前記第２のマーク16と前記第４のマーク18とを同時に撮像した撮像データから前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18の位置情報を取得し、この第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を基に、前記マスク移動手段若しくは前記基板移動手段を制御して前記基板12と前記マスク11とを相対移動させ第２アライメントを行うアライメント制御手段と、
を備え、前記第２の撮像部14より撮像倍率の低い第１の撮像部13で得られた撮像データを用いて位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部14の撮像範囲を基準として、前記基板12と前記マスク11との位置補正を、前記第１アライメントと前記第２アライメントとの２段階で行うように構成したことを特徴とするアライメント装置に係るものである。

本発明は上述のようにするから、基板を破損することなく、撮像倍率の高い撮像部の撮像視野内にマスクマーク及び基板マークを捉えることができ、高精度なアライメントを行うことができる実用性に優れたアライメント方法並びにアライメント装置となる。

従来のアライメントの手順を説明するフロー図である。実施例１のアライメント装置を説明する概略説明斜視図である。実施例１のアライメントの手順を説明するフロー図である。別例のアライメントの手順を説明するフロー図である。別例のアライメントの手順を説明するフロー図である。実施例２のアライメントの手順を説明するフロー図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

成膜材料をマスク11のマスク開口部を介して基板12上に堆積して基板12上に薄膜を形成する成膜装置においてマスク11と基板12とのアライメントを行う。

この際、成膜装置の成膜室等の処理室内に搬入されマスク台に保持されたマスク11の第１のマーク15を、第１の撮像部13で撮像し、この撮像データから第１のマーク15の位置情報を取得し、この第１のマーク15の位置情報を基に第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲にマスク11の第２のマーク16が位置するように第２の撮像部14を移動させる。

具体的には、取得した第１のマーク15の位置情報、即ち第１のマーク15の第１の撮像部13の撮像中心からのズレ量に基づいて、第２のマーク16に第２の撮像部14の撮像中心を一致させるのに必要な移動量を算出し第２の撮像部14を移動させる。

従って、撮像倍率が低く撮像視野が広い第１の撮像部13で第１のマーク15を撮像した撮像データを基に、第２の撮像部14を、第２のマーク16を捉える位置に移動させることで、即ち、第１の撮像部13で撮像して得られた撮像データを用いて位置決めした撮像倍率の高い第２の撮像部14の座標位置を固定し、この第２の撮像部14の撮像範囲を基板12とマスク11との位置補正の基準位置とすることで、マスク11及び基板12の搬送精度に関わらず、撮像倍率が高く撮像視野が狭い第２の撮像部14により確実にマスク11及び基板12のマークを捉えることが可能となり、撮像視野からマスク11及び基板12のマークが外れることが確実に防止できることになる。

よって、マスク11及び基板12の搬送精度が低い場合、特に撮像倍率の高い撮像部を用いると、予め所定の位置に設置した撮像部の撮像範囲内にマスク及び基板のマークを入れることができなかったり、撮像中心に合わせられなかったりする可能性があるが、本発明によればこのような問題は生じない。従って、本発明によれば、搬送精度が低い場合でも、より撮像倍率の高い撮像部を採用できることになり、より高精度なアライメントが可能となる。

また、基板12を前記処理室内に搬入し、マスク11のマークと基板12のマークとが夫々撮像部の撮像範囲内に位置し、マスク11と基板12とが間隔をおいて重なる状態となるように基板12を保持した状態で、マスク11の第１のマーク15と基板12の第３のマーク17とを第１の撮像部13で同時に撮像し、得られた撮像データから第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を基に、基板12とマスク11とを相対移動させて粗位置決め、即ち第１アライメントを行う。

続いて、マスク11の第２のマーク16と基板12の第４のマーク18とをマスク11の第２のマーク16を撮像する位置に位置決めした第２の撮像部14で同時に撮像し、得られた撮像データから第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を取得し、この第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を基に、基板12とマスク11とを相対移動させて微位置決め、即ち第２アライメントを行い、基板12とマスク11とを密着させる。

従って、第１の撮像部13は、第２の撮像部14を位置決めするためだけでなく、マスク11と基板12との粗位置決めするためにも用いられることになる。また、基板12は、撮像視野が広い第１の撮像部13で基板12のマークを捉えられる範囲に搬入すればよく、従来のように、基板12に直接外力を加えてマスクマークと基板マークとが共に高精度カメラの撮像範囲内に入るようにする必要がなく、基板12の破損を防止できることになる。

よって、本発明によれば、第１の撮像部13で基板12のマークが捉えられれば、粗位置決めにより第２の撮像部14でも各マークを確実に捉えることが可能となり、基板12を破損することなく、マスク11及び基板12のマークを撮像倍率が高い第２の撮像部14で確実に撮像して高精度のアライメントを確実に行うことが可能となる。

なお、マスク11側に限らず、基板12の第３のマーク17及び第４のマーク18を使用して上記同様に第２の撮像部14の位置決めを行っても良い。

本発明の具体的な実施例１について図２〜５に基づいて説明する。

実施例１は、成膜材料をマスク11のマスク開口部を介して基板12上に堆積して基板12上に薄膜を形成する成膜装置に設けられ、前記マスク11と前記基板12とのアライメントを行うアライメント装置であり、成膜装置の処理室、例えば成膜室内に設けられる。

具体的には、実施例１は、基板12を支持しこの基板12をＸ及びＹ方向に移動させる基板移動手段と、マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15及び基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17を撮像する第１の撮像部13と、この第１の撮像部13より撮像倍率が高くマスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16及び基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18を撮像する第２の撮像部14と、この第２の撮像部14をＸ及びＹ方向に移動させる撮像部駆動手段と、この撮像部駆動手段を制御する撮像部制御手段と、前記基板移動手段を制御するアライメント制御手段とを有している。なお、処理室内には、搬入されたマスク11を保持するマスクホルダ（マスク台）が設けられている。

また、マスク11は、撮像視野が広い第１の撮像部13で、マスク11の第１のマーク15を捉える撮像範囲内に搬入する。

以上の構成のアライメント装置を用い、以下の手順でアライメントを行う。

マスク11をマスク台に保持するマスク保持工程を行い、前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15を第１の撮像部13で撮像する第１撮像工程を行い、前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15の位置情報を取得し、この第１のマーク15の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記マスク11に設けた位置検出用の第２のマーク16が位置するように前記第２の撮像部14を移動させる第１移動工程を行う。

続いて、基板12を搬入し基板ホルダに保持する基板保持工程、及び、前記マスク11と基板12とを間隔をおいて重なるように配置する配置工程を行う。基板12は、撮像視野が広い第１の撮像部13で、基板12の第３のマーク17を捉える撮像範囲内に搬入する。

続いて、前記マスク11に設けた位置検出用の第１のマーク15と前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17とを第１の撮像部13で同時に撮像する第２撮像工程を行い、前記第２撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第１のマーク15及び第３のマーク17の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第１アライメント工程を行う。

続いて、前記第２のマーク16と前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18とを前記第１移動工程で移動させた前記第２の撮像部14で同時に撮像する第３撮像工程を行い、前記第３撮像工程で得られた撮像データから前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18の位置情報を取得し、この第２のマーク16及び第４のマーク18の位置情報を基に、前記基板12と前記マスク11とを相対移動させる第２アライメント工程を行う。

続いて、前記第２アライメント工程後に前記基板12と前記マスク11とを密着させる密着工程を行う。

以下、更に詳述する。

基板移動手段としては、基板12をマスク11と所定間隔をおいて水平な状態で支持し、ボールネジ機構やリニアモータ機構等によりマスク表面と平行なＸ及びＹ方向に移動させる一般的なＸＹステージを採用している。

また、基板保持工程では、基板12を基板ホルダによって保持することで、基板12に外力を加えないようにしている。

具体的には、基板ホルダで基板12を保持することで、基板12の位置合わせに際して、基板ホルダに外力を加えて位置合わせを行うため、基板12へ直接外力を加えることがなく、基板12が破損することを防止できる。

更には、基板ホルダに基板移動手段を組み込んでも良い。

第１の撮像部13及び第２の撮像部14としては、夫々低倍率カメラ13及び高倍率カメラ14を採用している。この低倍率カメラ13及び高倍率カメラ14は、図２に図示したように、鉛直下向きに設けられ、マスク11及び基板12の各マークを上方から撮像するように構成している。また、低倍率カメラ13及び高倍率カメラ14は、夫々レンズの焦点距離を調整するレンズ焦点距離調整手段を備えている。

低倍率の第１の撮像部13及び高倍率の第２の撮像部14の設置位置は、第１のマーク15及び第３のマーク17と、第２のマーク16及び第４のマーク18の設計位置を基に適宜設置されている。

具体的には、第１の撮像部13の撮像範囲内に、第１のマーク15，15及び第３のマーク17，17を捉えた際に、第２の撮像部14をＸ及びＹ方向に移動させる撮像部駆動手段の移動範囲で、第２の撮像部14の撮像範囲内に第２のマーク16，16及び第４のマーク18，18を捉えるように設置されている。

また、第１の撮像部13を構成する低倍率カメラ13の撮像倍率は例えば０．５〜１．０倍程度、第２の撮像部14を構成する高倍率カメラ14の撮像倍率は、例えば１．０〜３．０倍程度に設定する。

また、第１の撮像部13で撮像するマスク11の第１のマーク15，15及び基板12の第３のマーク17，17の大きさは、第２の撮像部14で撮像するマスク11の第２のマーク16，16及び基板12の第４のマーク18，18より大きくしている。具体的には、マスク11の第１のマーク15，15及び基板12の第３のマーク17，17夫々の外形は５００μｍ〜１０００μｍ程度、マスク11の第２のマーク16，16及び基板12の第４のマーク18，18夫々の外形は１２５μｍ〜２５０μｍ程度である。

なお、前記マスク11のマーク及び前記基板12のマークは、例えばマスク11側の環状マーク内に基板12側の十字状マークを位置させる構成等、適宜設定できる。

第１、第２、第３及び第４の各マーク15，16，17，18の夫々は、前記マスク11若しくは前記基板12に夫々２つずつ設け、これと対応して低倍率カメラ13及び高倍率カメラ14も夫々２つずつ設けている。なお、各マーク15，16，17，18の夫々を３つ以上設けても良い。

具体的には、各マーク15，16，17，18の夫々は、２つ（一対）が前記マスク11若しくは前記基板12の中心に対して点対称となる位置に夫々設けている。実施例１においては、矩形状のマスク11の各対角位置に、夫々第１のマーク15と第２のマーク16とが位置するように設けている。また、矩形状の基板12の各対角位置に、夫々第３のマーク17と第４のマーク18とが位置するように設けている。

撮像部駆動手段は、高倍率カメラ14を鉛直下向きのまま、ボールネジ機構やリニアモータ機構によりＸ及びＹ方向に移動させるものである。なお、高倍率カメラ14をＸ及びＹ方向と直交するＺ方向にも駆動するように構成しても良く、その場合、上記レンズ焦点距離調整手段は備えなくても良い。

この撮像部駆動手段は、演算装置である撮像部制御手段により制御される。具体的には、撮像部制御手段は、低倍率カメラ13と接続され、この低倍率カメラ13で撮像した撮像データから前記第１のマーク15の位置情報（座標）を取得し、この第１のマーク15の中心の低倍率カメラ13の撮像中心からのズレ量を基に、第２のマーク16の中心に高倍率カメラ14の撮像中心が一致するのに必要な量だけ高倍率カメラ14が移動するように撮像部駆動手段を制御する。

基板移動手段は、演算装置であるアライメント制御手段により制御される。

具体的には、アライメント制御手段は、低倍率カメラ13及び高倍率カメラ14と接続され、低倍率カメラ13で第１のマーク15と第３のマーク17とを同時に撮像した撮像データから前記第１のマーク15及び前記第３のマーク17の位置情報を取得し、第３のマーク17の中心の第１のマーク15の中心からのズレ量を基に、第１のマーク15と第３のマーク17とが許容範囲内に位置するように前記基板移動手段を制御して前記基板12と前記マスク11とを相対移動させ第１アライメントを行う。

更に、アライメント制御手段は、高倍率カメラ14で第２のマーク16と第４のマーク18とを同時に撮像した撮像データから前記第２のマーク16及び前記第４のマーク18の位置情報を取得し、第４のマーク18の中心の第２のマーク16の中心からのズレ量を基に、第２のマーク16と第４のマーク18とが許容範囲内に位置するように前記基板移動手段を制御して前記基板12と前記マスク11とを相対移動させ第２アライメントを行う。

以上の構成で、低倍率カメラ13で得られた撮像データを用いて位置決めした高倍率カメラ14の撮像範囲を基準として、前記基板12と前記マスク11との位置補正を、前記第１アライメントと前記第２アライメントとの２段階で行う。

具体的には図３に図示したように、処理室内にマスク11を搬入し（１．）、搬入したマスク11をマスクホルダに設置する（２．）。続いて、このマスク11の第１のマーク15（粗マーク）を低倍率カメラ13で撮像して第１のマーク15の座標を計測し（３．）、この第１のマーク15の座標情報を基にマスク11の第２のマーク16（微マーク）と高倍率カメラ14の撮像中心が合うように高倍率カメラ14を移動させる（４．）。続いて、基板12をマスク11とカメラ13・14の間に搬入しＸＹステージで支持し（５．）、低倍率カメラ13で基板12の第３のマーク17及びマスク11の第１のマーク15を撮影し座標を計測し（６．）、計測した座標を基にＸＹステージで基板12を移動させて第１アライメントを行う（７．）。続いて、高倍率カメラ14で基板12の第４のマーク18及びマスク11の第２のマーク16を撮影し座標を計測し（８．）、計測した座標を基にＸＹステージで基板12を移動させて高倍率カメラ14の撮像中心に合わせる第２アライメントを行う（９．）。続いて、基板12とマスク11とを密着し（１０．）、最後に高倍率カメラ14でアライメントが規定の精度で行われたか否かを計測する（１１．）。

従って、実施例１は、基板12を破損することなく、撮像倍率の高い撮像部の撮像視野内に確実にマスクマーク及び基板マークを捉えることができ、高精度なアライメントを確実に行うことができるものとなる。

また、図３に示す順序に限らず、適宜工程順序を変更しても良い。例えば図４は、基板12の搬入（基板保持工程）を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行う例である。また、図５は、基板12の搬入（基板保持工程）を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行うと共に、第２撮像工程及び第１アライメント工程を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行う例である。

なお、マスク保持工程は、第１撮像工程及び第１移動工程の前に行うのが好ましい。また、配置工程は、第２撮像工程及び第１アライメント工程の前に行うのが好ましい。また、第１撮像工程及び第１移動工程と、第２撮像工程及び第１アライメント工程とは、第３撮像工程及び第２アライメント工程の前に行うのが好ましい。

本発明の具体的な実施例２について図６に基づいて説明する。

実施例２は、基板12の第３のマーク17及び第４のマーク18を使用して実施例１と同様に高倍率カメラ14の位置決めを行う例であり、実施例２では、実施例１の基板移動手段と同様の構成のマスク移動手段を用いマスク11をＸ及びＹ方向に移動させてアライメントを行う。

実施例２では以下の手順でアライメントを行う。

基板12を基板ホルダに保持する基板保持工程を行い、前記基板12に設けた位置検出用の第３のマーク17を第１の撮像部13で撮像する第１撮像工程を行い、この第１撮像工程で得られた撮像データから前記第３のマーク17の位置情報を取得し、この第３のマーク17の位置情報を基に、前記第１の撮像部13より撮像倍率の高い第２の撮像部14の撮像範囲に前記基板12に設けた位置検出用の第４のマーク18が位置するように前記第２の撮像部14を移動させる第１移動工程を行う。

続いて、マスク11をマスク台に保持するマスク保持工程を行うと共に、前記基板12とマスク11とを間隔をおいて重なるように配置する配置工程を行う。

なお、前記マスク保持工程は、前記配置工程の前であればいつ行っても良い。

具体的には、図６に図示したように、予めマスクが搬入されている処理室内に基板12を搬入し（１Ａ．）、搬入した基板12を基板ホルダに設置する（２Ａ．）。続いて、この基板12の第３のマーク17（粗マーク）を低倍率カメラ13で撮像して第３のマーク17の座標を計測し（３Ａ．）、この第３のマーク17の座標情報を基に基板12の第４のマーク18（微マーク）と高倍率カメラ14の撮像中心が合うように高倍率カメラ14を移動させる（４Ａ．）。続いて、基板12がマスク11とカメラ13・14の間の所定の位置となるようにマスク11を設置しＸＹステージで支持し（５Ａ．）、低倍率カメラ13で基板12の第３のマーク17及びマスク11の第１のマーク15を撮影し座標を計測し（６Ａ．）、計測した座標を基にＸＹステージでマスク11を移動させて第１アライメントを行う（７Ａ．）。続いて、高倍率カメラ14で基板12の第４のマーク18及びマスク11の第２のマーク16を撮影し座標を計測し（８Ａ．）、計測した座標を基にＸＹステージでマスク11を移動させて高倍率カメラ14の撮像中心に合わせる第２アライメントを行う（９Ａ．）。続いて、基板12とマスク11とを密着し（１０Ａ．）、最後に高倍率カメラ14でアライメントが規定の精度で行われたか否かを計測する（１１Ａ．）。

また、実施例１と同様、図６に示す順序に限らず、適宜工程順序を変更しても良い。例えば、マスク11の搬入を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行う例である。また、マスク11の搬入を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行う共に、第２撮像工程及び第１アライメント工程を第１撮像工程及び第１移動工程より前に行う等、適宜変更できる。

なお、基板保持工程は、第１撮像工程及び第１移動工程の前に行うのが好ましい。また、配置工程は、第２撮像工程及び第１アライメント工程の前に行うのが好ましい。また、第１撮像工程及び第１移動工程と、第２撮像工程及び第１アライメント工程とは、第３撮像工程及び第２アライメント工程の前に行うのが好ましい。

その余は実施例１と同様である。

なお、本発明は、実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

11 マスク
12 基板
13 第１の撮像部
14 第２の撮像部
15 第１のマーク
16 第２のマーク
17 第３のマーク
18 第４のマーク

Claims

マスクをマスク台に保持するマスク保持工程と、
前記マスクに設けた位置検出用の第１のマークを第１の撮像部で撮像する第１撮像工程と、
前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマークの位置情報を取得し、この第１のマークの位置情報を基に、前記第１の撮像部より撮像倍率の高い第２の撮像部の撮像範囲に前記マスクに設けた位置検出用の第２のマークが位置するように前記第２の撮像部を移動させる第１移動工程と、
基板を基板ホルダに保持する基板保持工程と、
前記マスクと基板とを間隔をおいて重なるように配置する配置工程と、
前記マスクに設けた位置検出用の第１のマークと前記基板に設けた位置検出用の第３のマークとを第１の撮像部で同時に撮像する第２撮像工程と、
前記第２撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク及び前記第３のマークの位置情報を取得し、この第１のマーク及び第３のマークの位置情報を基に、前記基板と前記マスクとを相対移動させる第１アライメント工程と、
前記第２のマークと前記基板に設けた位置検出用の第４のマークとを前記第１移動工程で移動させた前記第２の撮像部で同時に撮像する第３撮像工程と、
前記第３撮像工程で得られた撮像データから前記第２のマーク及び前記第４のマークの位置情報を取得し、この第２のマーク及び第４のマークの位置情報を基に、前記基板と前記マスクとを相対移動させる第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程後に前記基板と前記マスクとを密着させる密着工程と、
を含み、前記第２の撮像部より撮像倍率の低い第１の撮像部で撮像する前記第１撮像工程で得られた撮像データを用いて前記第１移動工程により位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部の撮像範囲を基準として、前記基板と前記マスクとの位置補正を、前記第１アライメント工程と前記第２アライメント工程との２段階で行うことを特徴とするアライメント方法。
前記マスク保持工程は、前記第１撮像工程及び前記第１移動工程の前に行うことを特徴とする請求項１記載のアライメント方法。
前記配置工程は、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のアライメント方法。
基板を基板ホルダに保持する基板保持工程と、
前記基板に設けた位置検出用の第３のマークを第１の撮像部で撮像する第１撮像工程と、
前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第３のマークの位置情報を取得し、この第３のマークの位置情報を基に、前記第１の撮像部より撮像倍率の高い第２の撮像部の撮像範囲に前記基板に設けた位置検出用の第４のマークが位置するように前記第２の撮像部を移動させる第１移動工程と、
マスクをマスク台に保持するマスク保持工程と、
前記基板とマスクとを間隔をおいて重なるように配置する配置工程と、
前記マスクに設けた位置検出用の第１のマークと前記基板に設けた位置検出用の第３のマークとを第１の撮像部で同時に撮像する第２撮像工程と、
前記第２撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマーク及び前記第３のマークの位置情報を取得し、この第１のマーク及び第３のマークの位置情報を基に、前記基板と前記マスクとを相対移動させる第１アライメント工程と、
前記第２のマークと前記基板に設けた位置検出用の第４のマークとを前記第１移動工程で移動させた前記第２の撮像部で同時に撮像する第３撮像工程と、
前記第３撮像工程で得られた撮像データから前記第２のマーク及び前記第４のマークの位置情報を取得し、この第２のマーク及び第４のマークの位置情報を基に、前記基板と前記マスクとを相対移動させる第２アライメント工程と、
前記第２アライメント工程後に前記基板と前記マスクとを密着させる密着工程と、
を含み、前記第２の撮像部より撮像倍率の低い第１の撮像部で撮像する前記第１撮像工程で得られた撮像データを用いて前記第１移動工程により位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部の撮像範囲を基準として、前記基板と前記マスクとの位置補正を、前記第１アライメント工程と前記第２アライメント工程との２段階で行うことを特徴とするアライメント方法。
前記基板保持工程は、前記第１撮像工程及び前記第１移動工程の前に行うことを特徴とする請求項４記載のアライメント方法。
前記配置工程は、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項４，５のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第１撮像工程及び前記第１移動工程と、前記第２撮像工程及び前記第１アライメント工程とは、前記第３撮像工程及び第２アライメント工程の前に行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記マスク保持工程、前記第１撮像工程、前記第１移動工程、前記基板保持工程、前記配置工程、前記第２撮像工程、前記第１アライメント工程、前記第３撮像工程、前記第２アライメント工程及び前記密着工程を順次行うことを特徴とする請求項１記載のアライメント方法。
前記マスク保持工程、前記基板保持工程、前記第１撮像工程、前記第１移動工程、前記配置工程、前記第２撮像工程、前記第１アライメント工程、前記第３撮像工程、前記第２アライメント工程及び前記密着工程を順次行うことを特徴とする請求項４記載のアライメント方法。
前記第１撮像工程において、前記マスクに設けた位置検出用の第１のマークを第１の撮像部で撮像し、前記第１移動工程において、前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第１のマークの位置情報を取得し、この第１のマークの位置情報を基に、前記第１の撮像部より撮像倍率の高い第２の撮像部の撮像範囲に前記マスクに設けた位置検出用の第２のマークが位置するように前記第２の撮像部を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第１撮像工程において、前記基板に設けた位置検出用の第３のマークを第１の撮像部で撮像し、前記第１移動工程において、前記第１撮像工程で得られた撮像データから前記第３のマークの位置情報を取得し、この第３のマークの位置情報を基に、前記第１の撮像部より撮像倍率の高い第２の撮像部の撮像範囲に前記基板に設けた位置検出用の第４のマークが位置するように前記第２の撮像部を移動させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第１の撮像部及び前記第２の撮像部を、夫々２つ以上用いて前記マークの位置情報を取得することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第１のマーク及び前記第３のマークは、前記マスク若しくは前記基板に夫々２つ以上設けたことを特徴とする請求項１２記載のアライメント方法。
前記第１のマーク及び前記第３のマークは、前記マスク若しくは前記基板の中心に対して点対称となる位置に夫々設けたことを特徴とする請求項１３記載のアライメント方法。
前記第２のマーク及び前記第４のマークは、前記マスク若しくは前記基板に夫々２つ以上設けたことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第２のマーク及び前記第４のマークは、前記マスク若しくは前記基板の中心に対して点対称となる位置に夫々設けたことを特徴とする請求項１５記載のアライメント方法。
前記第２の撮像部は、Ｘ及びＹ方向に移動する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のアライメント方法。
前記第１の撮像部及び前記第２の撮像部は、夫々レンズの焦点距離を調整するレンズ焦点距離調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のアライメント方法。
成膜材料をマスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して基板上に薄膜を形成する成膜装置に設けられ、前記マスクと前記基板とのアライメントを行うアライメント装置であって、
前記マスクを支持しこのマスクをＸ及びＹ方向に移動させるマスク移動手段若しくは前記基板を支持しこの基板をＸ及びＹ方向に移動させる基板移動手段と、
前記マスクに設けた位置検出用の第１のマーク及び前記基板に設けた位置検出用の第３のマークを撮像する第１の撮像部と、
この第１の撮像部より撮像倍率が高く前記マスクに設けた位置検出用の第２のマーク及び前記基板に設けた位置検出用の第４のマークを撮像する第２の撮像部と、
この第２の撮像部をＸ及びＹ方向に移動させる撮像部駆動手段と、
前記第１の撮像部で撮像した撮像データから前記第１のマーク若しくは前記第３のマークの位置情報を取得し、この第１のマーク若しくは第３のマークの位置情報を基に、前記第２の撮像部の撮像範囲に前記マスクに設けた位置検出用の第２のマーク若しくは前記基板に設けた位置検出用の第４のマークが位置するように前記撮像部駆動手段を制御して前記第２の撮像部を移動させる撮像部制御手段と、
前記第１の撮像部で前記第１のマークと前記第３のマークとを同時に撮像した撮像データから前記第１のマーク及び前記第３のマークの位置情報を取得し、この第１のマーク及び第３のマークの位置情報を基に、前記マスク移動手段若しくは前記基板移動手段を制御して前記基板と前記マスクとを相対移動させ第１アライメントを行うと共に、前記第２の撮像部で前記第２のマークと前記第４のマークとを同時に撮像した撮像データから前記第２のマーク及び前記第４のマークの位置情報を取得し、この第２のマーク及び第４のマークの位置情報を基に、前記マスク移動手段若しくは前記基板移動手段を制御して前記基板と前記マスクとを相対移動させ第２アライメントを行うアライメント制御手段と、
を備え、前記第２の撮像部より撮像倍率の低い第１の撮像部で得られた撮像データを用いて位置決めした撮像倍率の高い前記第２の撮像部の撮像範囲を基準として、前記基板と前記マスクとの位置補正を、前記第１アライメントと前記第２アライメントとの２段階で行うように構成したことを特徴とするアライメント装置。