JP5782348B2 - 位置検出装置、描画装置、および、位置検出方法 - Google Patents
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Description
位置検出装置1について説明する前に、位置検出装置1において対象とされる基板9について、図1を参照しながら説明する。図1は、基板9を模式的に示す平面図である。
位置検出装置1の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、位置検出装置1の概略構成を模式的に示す図である。
ステージ11は、平板状の外形を有し、その上面に基板9を水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ11の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を形成することによって、ステージ11上に載置された基板9をステージ11の上面に固定保持することができるようになっている。
撮像部12は、ステージ11に載置された基板9の上面を撮像する機構である。撮像部12は、例えばLEDにより構成される光源と、鏡筒と、対物レンズと、エリアアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)により構成されるCCDイメージセンサとから構成することができる。撮像部12は、制御部14からの指示に応じて、ステージ11に載置された基板9を撮像して、基板9の面内領域の一部を撮像した二次元の画像データ(多階調の画像データ)を取得する。なお、この実施の形態においては、撮像部12が1回で撮像する撮像領域は、基板9上の1個のチップ領域92のサイズよりも小さいとする。
駆動機構13は、制御部14により制御されて、ステージ11と撮像部12とをθ軸およびR軸のそれぞれに沿って相対的に移動させる機構であり、例えば、ステージ11をθ軸に沿って回動させるθ駆動機構131と、撮像部12をR軸に沿って移動させるR駆動機構132とを備える。ただし、位置検出装置1には、基台101に対してXY座標系(基台101の上面内に規定される直交2軸の各方向(X方向およびY方向)により規定される座標系)が規定されているとともに、ステージ11の載置面内にXsYs座標系(ステージ11の載置面内に規定される直交2軸の各方向(Xs方向およびYs方向)により規定される座乗系)が規定されている。これらXY座標系、XsYs座標系の各原点は、ステージ11の載置面の中心110と一致しているとする。いま、撮像部12が駆動されるR軸は、ステージ11の中心110を通る軸であり、この実施の形態においては、R軸はX軸と一致しているとする。また、θ軸は、回転軸A(ステージ11の中心110を通るとともにステージ11の載置面に垂直な回転軸A)を中心とした回転方向である。
制御部14は、位置検出装置1が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ位置検出装置1の各部の動作を制御する。
位置検出装置1において実現される機能構成について図4を参照しながら説明する。図4は、位置検出装置1の機能構成を示すブロック図である。
回転位置補正部21は、基板9が正立状態となるように基板9の回転位置を補正する機能部であり、ライン方向検出部211と、ターゲットマーク検出部212と、回転角度特定部213と、駆動機構制御部214とを備える。ただし、「正立状態」とは、基板9の面内領域に規定される直交2軸の各方向(前後方向および左右方向)が、XY座標系に対して定められた回転位置関係におかれた状態であり、この実施の形態においては、例えば、基板9の前方向が−Y方向と一致するような状態を正立状態とする。
中心位置検出部22は、基板中心90を検出する機能部であり、最外周ライン検出部221と、中央チップ領域特定部222と、中心位置特定部223とを備える。
<4−1.全体の流れ>
位置検出装置1が基板9の位置を検出する処理(位置検出処理)の全体の流れについて、図5を参照しながら説明する。図5は、位置検出処理の全体の流れを示す図である。
図5のステップS2〜ステップS3の一連の処理について、図8〜図10を参照しながら具体的に説明する。図8は、当該処理の流れを示す図である。図9、図10は、当該処理が行われる様子を模式的に示す説明図である。
<5−1.構成>
次に、位置検出装置1が搭載された描画装置3の構成について、図15を参照しながら説明する。図15は、描画装置3の概略構成を示す模式図である。
描画ステージ31は、平板状の外形を有し、その上面に描画対象物である基板9を水平姿勢に載置して保持する保持部である。描画ステージ31の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を形成することによって、描画ステージ31上に載置された基板9を描画ステージ31の上面に固定保持することができるようになっている。
描画ステージ駆動機構32は、描画ステージ31を基台301に対して移動させる機構であり、描画ステージ31を主走査方向、主走査方向と直交する副走査方向、および回転方向(鉛直軸周りの回転方向)の各方向にそれぞれ移動させる。
光学ヘッド33は、描画ステージ31に載置された基板9の上面に露光用の光を照射して、基板9に回路パターンを描画する機構である。光学ヘッド33は、光源331と変調部332とを主として備える。
搬送装置34は、基板9を支持するための2本のハンド341,341と、ハンド341,341を独立に移動させるハンド駆動機構342とを備える。各ハンド341は、ハンド駆動機構342によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、描画ステージ31と位置検出装置1との間での基板9の受け渡しを行う。
位置検出装置1は、基板9の位置を検出する装置であり、描画処理前の未処理の基板9に対して、位置検出処理を行う。位置検出装置1の構成および動作は、上述したとおりである。なお、位置検出装置1の制御部14は、描画装置3の制御部35において実現される。
制御部35は、描画装置3が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置3の各部の動作を制御する。制御部35は、一般的なコンピュータにより構成することができる(図3参照)。制御部35の記憶装置には、基板9に露光すべきパターンを記述したデータ(描画データ)が格納されており、制御部35は、上述したとおり、当該描画データに基づいて光学ヘッド33を制御する。なお、描画データは、例えば、CADを用いて生成されたCADデータをラスタライズしたデータであり、画素位置ごとの露光の有無が設定されたデータである。制御部35は、基板9に対する一連の処理に先立って描画データを取得して記憶装置に格納している。なお、描画データの取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。
描画装置3の動作について図16を参照しながら説明する。図16は、描画装置3において行われる一連の処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部35の制御下で行われる。
上記の実施の形態に係る位置検出装置1においては、基板9上に形成されたスクライブライン91のうち最外周に配置されている最外周スクライブライン910の位置を検出し、これに基づいて基板中心90の位置を特定する。この構成によると、基板9のエッジ情報を用いずに基板9の面内情報だけで、基板9の位置を迅速かつ確実に特定できる。
上記の実施の形態においては、ステップS206の処理において、中央チップ領域920が存在する可能性のある位置を4通り想定し、各位置についてターゲットマーク94の検出を行っていた。この態様は、チップ領域92の形状がどのようなもの(例えば、正方形)であっても適用できるという利点がある。ここで、例えば、チップ領域92が長方形である場合、ステップS201において離間距離ΔXsが例えばチップ領域92の前後方向の長さd1の整数倍であった場合には、基板9の前後方向がXs軸に沿うと特定される。したがって、中央チップ領域920の姿勢は前後方向をXs軸に沿わせる2通りの姿勢に絞られる。逆に、ステップS201において離間距離ΔXsがチップ領域92の左右方向の長さd2の整数倍であった場合には、基板9の左右方向がXs軸に沿うと特定される。したがってこの場合、中央チップ領域920の姿勢は左右方向をXs軸に沿わせる2通りの姿勢に絞られる。このように、ステップS201の結果に応じて中央チップ領域920の位置を2通りに絞り込んで、当該2通りの中央チップ領域920に対応するターゲットマーク94の位置のみを撮像してパターンマッチングを行ってもよい。ステップS203において離間距離ΔYsが長さd1または長さd2の整数倍であった場合にも同様である。この変形例は、中央チップ領域92チップの前後方向の長さd1と左右方向の長さd2との差が大きい場合に特に有効である。
11 ステージ
12 撮像部
13 駆動機構
14 制御部
20 位置特定部
21 回転位置補正部
211 ライン方向検出部
212 ターゲットマーク検出部
213 回転角度特定部
214 駆動機構制御部
22 中心位置検出部
221 最外周ライン検出部
222 中央チップ領域特定部
223 中心位置特定部
3 描画装置
9 基板
90 基板中心
93 レイアウト領域
930 レイアウト中心
Claims (7)
- 基板の位置を検出する位置検出装置であって、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記基板の面内領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部が取得した撮像データに基づいて前記基板の位置を特定する位置特定部と、
を備え、
前記基板の面内領域が格子状のスクライブラインで区分されることにより、前記面内領域に複数のチップ領域が形成されており、
前記位置特定部が、
前記撮像データを解析して、前記スクライブラインのうち最外周に配置されているスクライブラインを検出する最外周スクライブライン検出部と、
前記最外周に配置されたスクライブラインの検出位置に基づいて、前記複数のチップ領域が配置されたレイアウト領域の中央に配置されている中央チップ領域の位置を特定する中央チップ領域特定部と、
前記中央チップ領域の位置に基づいて、前記基板の中心位置を特定する中心位置特定部と、
を備える位置検出装置。 - 請求項1に記載の位置検出装置であって、
前記中央チップ領域特定部が、
前記最外周に配置されたスクライブラインの検出位置に基づいて前記レイアウト領域の中心位置を特定し、前記レイアウト領域の中心位置に基づいて、前記中央チップ領域の位置を特定する、位置検出装置。 - 請求項2に記載の位置検出装置であって、
前記最外周スクライブライン検出部が、
第1軸と平行に延在する一群の第1スクライブラインのうち、両端に配置されている一対の第1スクライブラインの各位置を検出するとともに、前記第1軸と直交する第2軸と平行に延在する一群の第2スクライブラインのうち、両端に配置されている一対の第2スクライブラインの各位置を検出し、
前記中央チップ領域特定部が、
前記両端に配置されている一対の第1スクライブラインの中心線と前記両端に配置されている一対の第2スクライブラインの中心線との交点位置を前記レイアウト領域の中心位置として取得する、
位置検出装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の位置検出装置であって、
前記ステージと前記撮像部とを相対的に移動させる駆動部、
を備え、
前記最外周スクライブライン検出部が、
前記撮像部を前記ステージ上に載置された前記基板の径方向に沿って前記基板のエッジ付近から前記基板の中心付近に向けて相対的に移動させつつ、前記撮像部に前記撮像データを次々と取得させ、当該次々と取得される各撮像データをその取得順に解析して、はじめに検出された前記スクライブラインを、前記最外周に配置されているスクライブラインとして検出する、位置検出装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の位置検出装置であって、
前記位置特定部が、
前記撮像データを解析して、前記スクライブラインの延在方向を検出する延在方向検出部と、
前記スクライブラインの延在方向に基づいて、前記基板の回転姿勢を特定する回転位置特定部と、
を備える、位置検出装置。 - 基板の位置を検出する位置検出装置と、
前記基板を載置する描画ステージと、
前記描画ステージに載置された前記基板に向けて光を照射して、前記基板にパターンを描画する光照射部と、
前記位置検出装置が特定した前記基板の位置に基づいて、前記描画ステージにおける前記基板の載置位置を調整する位置調整部と、
を備え、
前記位置検出装置が、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記基板の面内領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部が取得した撮像データに基づいて前記基板の位置を特定する位置特定部と、
を備え、
前記基板の面内領域が格子状のスクライブラインで区分されることにより、前記面内領域に複数のチップ領域が形成されており、
前記位置特定部が、
前記撮像データを解析して、前記スクライブラインのうち最外周に配置されているスクライブラインを検出する最外周スクライブライン検出部と、
前記最外周に配置されたスクライブラインの検出位置に基づいて、前記複数のチップ領域が配置されたレイアウト領域の中央に配置されている中央チップ領域の位置を特定する中央チップ領域特定部と、
前記中央チップ領域の位置に基づいて、前記基板の中心位置を特定する中心位置特定部と、
を備える描画装置。 - 基板の位置を検出する位置検出方法であって、
a)ステージに載置された前記基板の面内領域を撮像する工程と、
b)前記a)工程で取得された撮像データに基づいて前記基板の位置を特定する工程と、
を備え、
前記基板の面内領域が格子状のスクライブラインで区分されることにより、前記面内領域に複数のチップ領域が形成されており、
前記b)工程が、
b1)前記撮像データを解析して、前記スクライブラインのうち最外周に配置されているスクライブラインを検出する工程と、
b2)前記最外周に配置されたスクライブラインの検出位置に基づいて、前記複数のチップ領域が配置されたレイアウト領域の中央に配置されている中央チップ領域の位置を特定する工程と、
b3)前記中央チップ領域の位置に基づいて、前記基板の中心位置を特定する工程と、
を備える位置検出方法。
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