JP2019062105A - 位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の位置の検出精度を向上可能とした位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置を提供することを目的とする。
[EFEM]
図1および図2を参照して、前段モジュールの一例であるEFEM(Equipment Front End Module)10の構成を説明する。以下では、EFEM10の構成のなかで、表面撮影部および裏面撮影部の構成を主に説明する。
画像処理部20は、中央演算処理装置、および、メモリを備えて、校正処理、表面位置の特定処理、裏面位置の特定処理を全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、画像処理部20は、各種処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。つまり画像処理部20は、1)ASICなどの1つ以上の専用のハードウェア回路、2)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、3)それらの組み合わせ、を含む回路として構成される。画像処理部20は、3つの基板マークWmの位置を、相対座標系の座標である相対座標として記憶している。
画像処理部20は、表面位置の特定処理において、処理基板Wの各表面画像IM1を用い、パターン中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部20は、エッジ検出などを各表面画像IM1に施し、マークカメラ11のカメラ座標系において、基板マークWmの位置を算出する。次いで、画像処理部20は、上記各マークカメラ11の光軸位置と、カメラ座標系での基板マークWmの位置とから、基板マークWm間の相対位置を算出する。そして、画像処理部20は、パターン中心を中心とする仮想円が、各基板マークWmの相対位置を通るように、上記相対座標系において、パターン中心の位置を算出する。
次に、処理基板Wを用いた裏面位置の特定処理を説明する。図4(a)は、裏面WRと対向する方向から見た処理基板Wの平面図であり、図4(b)は、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界と、光軸2Aとの相対位置を示す図である。なお、図4(a)(b)では、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を説明する便宜上、3台のロードカメラ12のなかの1台のみを図示する。
図5が示すように、第1裏面画像IM2は、処理基板Wの像IMWと、処理基板Wの背景像IMBとを含む。処理基板Wの像IMWのなかで、相対的に明度の高い部分が、平坦部Wp1の像、すなわち、第1像IM21である。これに対して、処理基板Wの像IMWのなかで、相対的に明度の低い部分が、ベベル部Wp2の像、すなわち、第2像IM22である。処理基板Wの背景像IMBにおける明度は、第1像IM21の明度よりも低く、かつ、第2像IM22の明度よりも高い。
図6を参照して、上記EFEM10を搭載した蒸着装置30を説明する。なお、蒸着装置30は、EFEM10と蒸着チャンバー34とを備えていればよい。
図6が示すように、蒸着装置30は、搬送チャンバー31を備え、搬送チャンバー31には、ゲートバルブを介して搬出入チャンバー32が接続されている。搬送チャンバー31は、基板W,W0を搬送する搬送ロボットを備える。搬出入チャンバー32は、搬送チャンバー31の外部から搬送チャンバー31に基板W,W0を搬入し、かつ、搬送チャンバー31から搬送チャンバー31の外部に基板W,W0を搬出する。搬出入チャンバー32には、ゲートバルブを介してEFEM10が接続されている。EFEM10は、搬出入チャンバー32に校正用基板W0を搬送し、かつ、搬出入チャンバー32から校正用基板W0を搬入する。EFEM10は、搬出入チャンバー32に成膜前の処理基板Wを搬送し、かつ、搬出入チャンバー32から成膜後の処理基板Wを搬入する。
図7から図9を参照して、蒸着チャンバー34の構成を説明する。以下では、蒸着チャンバー34の構成のなかで、校正処理に用いられる構成、および、処理基板Wに蒸着を行うための機構である蒸着機構の構成を主に説明する。
図9が示すように、画像処理部20は、校正処理において、校正用基板W0の第2裏面画像IM4に対する画像解析を行う(ステップS21)。すなわち、画像処理部20は、エッジ検出などを各第2裏面画像IM4に施し、蒸着カメラ42のカメラ座標系において、光軸4Aに対する基板マークWmの相対位置を算出する。なお、画像処理部20は、カメラ座標系における光軸4Aの位置を、例えば、第2裏面画像IM4の中心とする。
画像処理部20は、裏面位置の特定処理において、蒸着マスクMの各第2裏面画像IM4を用い、マスク中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部20は、エッジ検出などを各第2裏面画像IM4に施し、蒸着カメラ42のカメラ座標系において、マスクマークMmの位置を算出する。次いで、画像処理部20は、各蒸着カメラ42の光軸位置と、カメラ座標系でのマスクマークMmの位置とから、マスクマークMm間の相対位置を算出する。そして、画像処理部20は、マスク中心を中心とする仮想円が、各マスクマークMmの相対位置を通るように、上記相対座標系において、マスク中心の位置を算出する。
図10を参照して、制御装置30Cが行う校正処理、表面位置の特定処理、裏面位置の特定処理、および、位置合わせ処理を説明する。
[校正処理:制御装置30C]
制御装置30Cは、校正処理において、まず、EFEM10の配置領域WAに校正用基板W0を配置させる。次いで、制御装置30Cは、基板マークWmを含む表面画像IM1を、各マークカメラ11に撮影させる。また、制御装置30Cは、基板マークWmの透過画像を含む第1裏面画像IM2を、各ロードカメラ12に撮影させる。続いて、制御装置30Cは、校正用基板W0を蒸着チャンバー34に搬入し、基板マークWmの透過画像、および、マスクマークMmを含む第2裏面画像IM4を、蒸着カメラ42に撮影させる。
制御装置30Cは、表面位置の特定処理において、まず、配置領域WAに処理基板Wを配置させる。次いで、制御装置30Cは、基板マークWmを含む表面WFの表面画像IM1を、各マークカメラ11に撮影させる。
制御装置30Cは、裏面位置の特定処理において、まず、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を含む第1裏面画像IM2を、各ロードカメラ12に撮影させる。次いで、制御装置30Cは、処理基板Wを蒸着チャンバー34に搬入し、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界、および、マスクマークMmを含む第2裏面画像IM4を、各蒸着カメラ42に撮影させる。
制御装置30Cは、例えば、n枚目(nは1以上の整数)の処理基板Wの撮影によるパターン中心、および、第1裏面中心を用い、パターン中心と第1裏面中心とのずれ量(Δx,Δy,Δθ)を算出する。次いで、制御装置30Cは、n枚目の処理基板Wを蒸着チャンバー34に搬入する。そして、制御装置30Cは、n枚目の処理基板Wの第2裏面中心に上記ずれ量を反映させて、反映後の第2裏面中心をマスク中心に合わせるための補正量を算出する。制御装置30Cは、この補正量に相当する駆動量で駆動機構46を駆動させるべく、駆動源45を駆動するための駆動信号SIGを出力する。
(1)裏面撮影による処理基板Wの位置の検出精度を、表面撮影による処理基板Wの位置の検出精度、すなわち、基板マークWmの撮影による検出精度と同じ程度にまで高められる。結果として、裏面撮影の結果のみが得られる処理の環境、例えば、上述した蒸着処理の行われる環境であっても、表面撮影の結果による位置の精度と同じ程度に、基板Wの位置の検出精度を高められる。
[位置の特定処理]
・位置検出装置が処理基板Wの位置の特定に用いる境界は、処理基板Wの外周部Wpのなかの1箇所であってもよいし、1箇所以上であってもよい。
例えば、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状は、微視的には、ベベル部Wp2の加工ごと、すなわち、処理基板Wごとに異なり、各処理基板Wにおいて固有の形状である場合がある。外周部Wpのなかの1箇所の境界から処理基板Wの位置を特定する構成では、まず、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状を、処理基板Wの全体にわたり、全周形状として予め収集する。そして、抽出された平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状が、全周形状のなかのどの部位であるかを特定することによって、処理基板Wの位置を特定する。
・校正用基板W0は、基板マークWmとして、例えば、校正用基板W0を貫通する貫通孔を備えることも可能である。基板マークWmが貫通孔である構成であっても、上記(1)〜(9)に準じた効果は得られる。
・蒸着装置は、EFEM10に表面撮影部のみを備え、蒸着チャンバー34に裏面撮影部を備えることも可能である。表面撮影部と裏面撮影部とが別々の筐体13,47に搭載される構成であっても、上記(1)に準じた効果を得ることは可能である。
Claims (7)
- 非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出装置であって、
光透過性の基板である校正用基板の表面が複数の基板マークを備え、
前記位置検出装置は、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部と、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える
位置検出装置。 - 前記表面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の表面に位置する基板マークを含み、
前記裏面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の裏面に位置する平坦部と、該平坦部につながるベベル部との境界を含み、
前記画像処理部は、前記裏面撮影部の各カメラが撮影した前記平坦部と前記ベベル部との境界をこれらのコントラストに基づいて抽出し、該抽出された境界を、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果として用いる
請求項1に記載の位置検出装置。 - 非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出方法であって、
表面に複数の基板マークを備えた光透過性の基板である校正用基板を用い、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の表面側から表面撮影部が撮影すると共に、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の裏面側から裏面撮影部が撮影することと、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することと、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を前記画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することとを含む
位置検出方法。 - 前記裏面撮影部の各カメラは、テレセントリック光学系を備え、前記処理基板を収容する筐体の外側から前記処理基板を撮影し、
前記校正用基板は、光反射性の各基板マークと、当該基板マークの周囲とを覆う反射防止膜を備える
請求項3に記載の位置検出方法。 - 前記校正用基板の熱膨張率は、3ppm/℃以下である
請求項4に記載の位置検出方法。 - 非透過性の基板である処理基板の表面に蒸着を行うための蒸着チャンバーと、
前記処理基板の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
光透過性の基板である校正用基板の表面は、複数の基板マークを備え、
前記位置検出装置は、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部と、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える
蒸着装置。 - 2つの前記裏面撮影部と、
外部から蒸着装置に基板を搬入する前段モジュールと、
前記前段モジュールが搬入した基板の表裏を反転させて前記蒸着チャンバーに基板を搬入する反転チャンバーと、を備え、
一方の前記裏面撮影部は、前記表面撮影部と共に前記前段モジュールに搭載され、
他方の前記裏面撮影部は、前記蒸着チャンバーに搭載される
請求項6に記載の蒸着装置。
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