JP5652870B2 - 異物検出装置及び異物検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、異物検出装置及び異物検出方法に関し、より詳細には、露光装置に搬送される基板の異物を検出するための異物検出装置及び異物検出方法に関する。

図９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、基板を冷却して温調する。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、特許文献１には、露光装置本体との間でマスクを搬送するマスク搬送システムにおいて、マスクを搬送するマスク搬送部材が設けられたマスク搬入部の内部に、温調空気により温調され、且つマスクに付着した異物をチェックする検査装置が設けられることが記載されている。

さらに、特許文献２では、プロキシミティ露光前に基板の異物を検出する装置として、異物検出のための載置台をプリアライメントステージや温度調整機能付きプレートとし、また、異物検出装置として、基板に対して斜めに配置され、基板にレーザーを照射する複数のレーザー光照射部と、基板の異物における散乱光を撮像する複数の撮像手段と、画像処理部と、を有することが記載されている。

特開２００６−３２８０８号公報 特開２００７−４０８６２号公報

ところで、図９に示すようなユニットでは、精密温調装置１０５及び異物検査機１０７、が個々に配置されていたため、基板の温調、異物検査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に記載のようなマスク用の異物検出装置を、基板の異物を検出する装置として適用することが考えられるが、温調は温調空気を装置内部に供給することによって行われるため、例えば温調空気用の空気タンクからポンプによって供給するようにしなければならない等、ユニット全体が大型化すると共に、装置の製造コストが非常に高くなる虞れがあった。

また、特許文献２に記載の異物検出装置では、異物検出にレーザーが使用されている。ここで、レーザーは収束性に優れており、狭い面積に高密度のエネルギーが集中するため、レーザーに照射された物体は活性化され易くなる。したがって、基板にレーザーが照射されることによって、基板の温度が上昇し、温調を適切に行うことができない虞れがあった。また、レーザーは、未露光の着色層の感光波長を避けたものを使用するため、感光波長の異なる基板の異物検出を行う際には、基板毎に波長の異なるレーザーを用意する必要があり、コストが高くなる問題があった。

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、また、タクトタイムの短縮を図ることができ、且つ、適切に基板の温調を行うことができる異物検出装置及び異物検出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） 露光機に搬送される基板の異物を検出する異物検出装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
前記基板保持部の上方に配置され、所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有し、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、
前記複数のカメラ及び前記光源は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置され、
前記異物検出機構は、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出することを特徴とする異物検出装置。
（２） 前記異物検出機構は、前記複数のカメラ及び前記光源を前記所定の方向と直交する方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の異物検出装置。
（３） 基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
前記基板保持部の上方に配置され、所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有し、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、
前記複数のカメラ及び前記光源は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置される異物検出装置の異物検出方法であって、
前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する工程と、
前記異物検出機構によって、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程と、
を有することを特徴とする異物検出方法。
（４） 露光機に搬送される基板の異物を検出する異物検出装置であって、
前記基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
レーザー投光器とレーザー受光器とを備え、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、
前記レーザー投光器と前記レーザー受光器は、前記レーザー投光器から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器に直接受光可能となるように前記基板保持部の所定の方向両側にそれぞれ配置され、
前記レーザー投光器及び前記レーザー受光器は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置され、
前記異物検出機構は、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出することを特徴とする異物検出装置。
（５） 基板を載置するための基板保持部と、
前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
レーザー投光器とレーザー受光器とを備え、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、
前記レーザー投光器と前記レーザー受光器は、前記レーザー投光器から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器に直接受光可能となるように前記基板保持部の所定の方向両側にそれぞれ配置され、
前記レーザー投光器及び前記レーザー受光器は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されることを特徴とする異物検出装置の異物検出方法であって、
前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する工程と、
前記異物検出機構によって、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程と、
を有することを特徴とする異物検出方法。

本発明の異物検出装置及び異物検出方法によれば、基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、その基板の異物を検出する異物検出機構と、を有することで、基板温調機構と異物検出機構とが単一の装置に設けられることとなり、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温調が行われている基板の異物の検出を行う場合には、タクトタイムの短縮を図ることができる。さらに、基板の異物を検出する際に、基板にはレーザー以外の光源を照射するため、活性化による基板の温度上昇を防止することができる。
また、基板の異物を検出する際にレーザーを用いる場合であっても、レーザー投光器とレーザー受光器は、レーザー投光器から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器に直接受光可能となるようにそれぞれ配置されるため、基板にレーザー光が照射されることが防止でき、基板の温度上昇を防止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、本発明のプリアライメントユニットの第１の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。 本発明のプリアライメントユニットの第２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第３の変形例を示す側面図である。 図６のプリアライメントユニットの上面図である。 本発明の変形例に係るドライエアーを吹き付ける装置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、本発明の異物検出装置及び異物検出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。

（第１実施形態）
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、異物検出装置２０と、プリアライメント装置２８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と異物検出装置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、異物検出装置２０とプリアライメント装置２８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、プリアライメント装置２８と露光機本体１５とコンベア２８との間で基板の受け渡しを行う第３の搬送用ロボット１９と、を有する。なお、処理ユニット１４、露光機本体１５、コンベア１６、第１、第２、第３の搬送用ロボット１７，１８，１９は、図９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。

本発明の異物検出装置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、を備える。また、精密温調プレート２２は、基板Ｗを温調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、異物検出装置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が撮像する基板Ｗの位置に光を照射する光源３１と、複数のカメラ３０及び光源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。また、本実施形態の光源３１は、棒状のＬＥＤ照明によって構成され、カメラ３０の視野内の明るさが均一となるように可動部材３２のＹ方向両側に設けられているが、可動部材３２のＹ方向片側に設けられてもよい。この光源３１のＬＥＤの波長は、可視光線の波長（５９０ｎｍ以上）である。

従って、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が上昇した状態の異物検出装置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。ここで、基板Ｗに照射される光源３１は、レーザー光のように狭い面積にエネルギー密度を集中させることがないので、基板Ｗの活性化による温度上昇は起こらず、適切に温調を行うことができる。

そして、異物検査及び温調が完了すると、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をプリアライメント装置２８へと搬送し、基板Ｗのプリアライメントを行う。基板Ｗのプリアライメントは、例えば、基板Ｗの端面をエッジセンサによって位置検出し、基板Ｗを保持する部材をＸ，Ｙ，θ方向に駆動することによって行う。

そして、プリアライメントが完了すると、第３の搬送用ロボット１９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３の搬送用ロボット１９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、本実施形態の異物検出装置２０及び異物検出方法によれば、基板の異物を検出する際に、基板を保持する基板保持部を、基板を温調する精密温調プレート２２としたことで、異物検出機構と基板温調機構とが単一の装置に設けられることとなり、露光ユニット全体を小型化することができる。また、温調が行われている基板の異物の検出を行う場合には、タクトタイムの短縮を図ることができる。

さらに、異物検出装置２０によれば、基板Ｗの異物を検出する際に、基板Ｗにはレーザー以外の光源３１を照射するため、活性化による基板Ｗの温度上昇を防止することができる。

また、異物検出機構３４は、図４に示すように、上記実施形態のように搬送機構３３を設ける代わりに、基板Ｗの全面が撮像できるように複数のカメラ３０を固定して配置し、基板ＷのＸ方向両側に光源３１を配置して横から光を照射するようにしてもよい。そして、異物ｆ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。なお、上記実施形態及び該変形例のいずれにおいても、異物検査の際の光源３１の位置は、基板Ｗの面に対して横、真上、斜めいずれの方向から照射するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、温調が行われている基板Ｗに異物検出が行われているが、図５に示すように、異物検出は、第１の搬送用ロボット１７が精密温調プレート２２に基板Ｗを受け渡す際にも行われるようにしてもよい。この場合、異物検出機構３４は、搬送機構３３を必ずしも設ける必要がなく、Ｘ方向に直線状に配置される複数のカメラ３０及び光源３１は、Ｙ方向において、第１の搬送用ロボット１７寄りの位置に固定して配置される。そして、第１の搬送用ロボット１７によって搬送される基板Ｗが複数のカメラ３０の下方を通過する際に、異物検査が行われる。

また、異物検出機構３４は、図６及び図７に示すように、レーザー投光器４０とレーザー受光器４１とを有するレーザー透過式の構成であってもよい。レーザー投光器４０及びレーザー受光器４１は、レーザー投光器４０から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器４１に直接受光可能となるように基板保持部のＸ方向両側にそれぞれ配置されている。レーザー光としては、波長が６７０ｎｍ以上のものが使用され、例えば、赤色半導体光が使用される。

このように、レーザー投光器４０は水平にレーザー光を出射し、異物が無い場合には、レーザー受光器４１は該レーザー光を直接受光するので、基板Ｗにレーザー光が照射されることが防止され、基板Ｗの温度上昇が抑制される。また、レーザー投光器４０のレーザー光は、基板Ｗの表面より高く、且つ、露光時におけるマスクＭと基板Ｗとのギャップ（例えば、５００μｍ以下）の範囲で水平に出射されることが望ましい。

この場合にも、温調している基板Ｗに対して、搬送機構３３によってレーザー投光器４０とレーザー受光器４１とをＹ方向に同期して移動させながら異物検査を行うことができる。

また、搬送機構３３は、Ｚ方向に駆動可能な構成としてもよく、或いは、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Ｚ方向に駆動できる構成としてもよい。この場合、必要に応じて、レーザー投光器４０及びレーザー受光器４１と、精密温調プレート２２に保持された基板Ｗと、をＺ方向に移動することが可能となる。

また、この場合にも異物検出機構３４は、搬送機構を必ずしも設ける必要はなく、レーザー投光器４０とレーザー受光器４１とを、Ｙ方向において、第１の搬送用ロボット１７寄りの位置に固定して配置し、第１の搬送用ロボット１７が精密温調プレート２２に基板Ｗを受け渡す際に異物検出が行われるようにしてもよい。

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。

また、本発明の異物検査は、検査前において基板Ｗの上面にドライエアーを吹き付ける事により、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばしてから行うようにしてもよく、また、異物検査後に発見された基板Ｗの上面の異物を、ドライエアーにより除去するようにしてもよい。例えば、図８に示すように、第１の搬送用ロボット１７と異物検出装置２０との間に、ドライエアーを吹き付ける装置５０を配置し、基板Ｗを異物検出装置２０に搬送する最中に、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばすようにしてもよい。勿論、異物検出装置２０と第２の搬送用ロボット１８との間に、該装置５０を配置して、異物検出装置２０から基板を受け取る最中に、基板Ｗの上面の異物を吹き飛ばすようにしてもよい。

１０ 露光ユニット
１４ 処理ユニット
１５ 露光装置本体（露光機）
１６ コンベア（搬出装置）
１７ 第１の搬送用ロボット（搬送用ロボット）
１８ 第２の搬送用ロボット（搬送用ロボット）
１９ 第３の搬送用ロボット（搬送用ロボット）
２０ 異物検出装置
２２ 精密温調プレート（基板保持部、基板温調機構）
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. 露光機に搬送される基板の異物を検出する異物検出装置であって、
   前記基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
   前記基板保持部の上方に配置され、所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有し、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、
   前記複数のカメラ及び前記光源は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置され、
   前記異物検出機構は、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出することを特徴とする異物検出装置。
2. 前記異物検出機構は、前記複数のカメラ及び前記光源を前記所定の方向と直交する方向に搬送する搬送機構、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
3. 基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
   前記基板保持部の上方に配置され、所定の方向に直線状に配置される複数のカメラと、該カメラが撮像する基板の位置に光を照射する光源と、を有し、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、
   前記複数のカメラ及び前記光源は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置される異物検出装置の異物検出方法であって、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
   前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する工程と、
   前記異物検出機構によって、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程と、
   を有することを特徴とする異物検出方法。
4. 露光機に搬送される基板の異物を検出する異物検出装置であって、
   前記基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
   レーザー投光器とレーザー受光器とを備え、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、
   前記レーザー投光器と前記レーザー受光器は、前記レーザー投光器から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器に直接受光可能となるように前記基板保持部の所定の方向両側にそれぞれ配置され、
   前記レーザー投光器及び前記レーザー受光器は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置され、
   前記異物検出機構は、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出することを特徴とする異物検出装置。
5. 基板を載置するための基板保持部と、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する基板温調機構と、
   レーザー投光器とレーザー受光器とを備え、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、
   前記レーザー投光器と前記レーザー受光器は、前記レーザー投光器から水平に出射されたレーザー光が該レーザー受光器に直接受光可能となるように前記基板保持部の所定の方向両側にそれぞれ配置され、
   前記レーザー投光器及び前記レーザー受光器は、前記所定の方向と直交する方向において、前記基板保持部に前記基板を受け渡すための搬送用ロボット寄りの位置に配置されることを特徴とする異物検出装置の異物検出方法であって、
   前記基板保持部に載置された基板を温調する工程と、
   前記基板保持部に載置された基板の異物を検出する工程と、
   前記異物検出機構によって、前記搬送用ロボットが前記基板保持部に前記基板を受け渡す際に、前記基板の異物を検出する工程と、
   を有することを特徴とする異物検出方法。