JP7045890B2 - パターン描画装置およびパターン描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板にパターンを描画する技術に関し、特に、基板の位置を特定する技術に関する。処理対象となる基板には、半導体基板、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置などのＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板、並びに、プリント基板などが含まれる。

基板に塗布された感光材料上に光を照射して、所定のパターンを描画するパターン描画装置が使用される場合がある。従来のパターン描画装置は、基板を水平姿勢で保持しつつ移動させるステージと、基板を移動させつつ基板の上面に光を照射する複数の光学ヘッドとを備えている。パターン描画装置では、基板を移動させつつ複数の光学ヘッドから断続的に光を照射することにより、基板の上面の所定の位置にパターンを描画する。

このようなパターン描画装置においては、基板の上面の正確な位置にパターンを描画するために、ステージ上に保持された基板の位置を補正するアライメント処理が行われる。アライメント処理は、例えば、基板の上面に予め形成されたアライメントマークを装置内のアライメントカメラにより撮影し、撮影されたアライメントマークの画像に基づいて基板の位置ずれが補正される。

本発明に関連する先行技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、アライメントマークにアライメントカメラで複数のアライメントマークを撮影することが記載されている。

特開２００９－１９２６９３号公報

ところで、複数のアライメントマーク（以下、「マーク」と称する。）を複数のアライメントカメラ（以下、「カメラ」と称する。）で撮影する場合、マークの位置に合わせて、各カメラをその配列方向に移動させる。そして、基板を各カメラに対してカメラの配列方向に交差するスキャン方向へ相対的に移動させることにより、各マークを効率的に撮影することができる。

ところが、複数のカメラを用いる場合、各カメラを配列方向に移動させる動作軸がカメラの数分必要となるなど移動機構が複雑化する。このため、装置のコストアップ、および、制御の複雑化など、様々な問題が発生する。

そこで、本発明は、基板に形成された複数のマークを複数のカメラで撮影するにあたって、装置のコストアップおよび制御の複雑化を軽減する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１態様は、複数のマークが表面に形成された基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第１カメラ群と、前記第１カメラ群の前記複数のカメラを配列方向に配列された状態で連結する第１連結具と、前記第１連結具により連結された前記第１カメラ群を、前記配列方向へ一体的に移動させる配列方向移動機構と、前記第１カメラ群を、前記基板保持部に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させるスキャン方向移動機構とを備え、前記基板保持部が複数の前記基板を前記配列方向に並べた状態で保持可能であり、前記第１カメラ群は、前記第１連結具によって、前記基板保持部に保持された複数の基板の各々の同一位置に形成された前記マーク各々を撮影可能な間隔で連結されている。

第３態様は、複数のマークが表面に形成された基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第１カメラ群と、前記第１カメラ群の前記複数のカメラを配列方向に配列された状態で連結する第１連結具と、前記第１連結具により連結された前記第１カメラ群を、前記配列方向へ一体的に移動させる配列方向移動機構と、前記第１カメラ群を、前記基板保持部に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させるスキャン方向移動機構と、前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第２カメラ群と、前記第２カメラ群の前記複数のカメラを前記配列方向に配列された状態で連結する第２連結具と、を備え、前記配列方向移動機構は、前記第２カメラ群に対して前記第１カメラ群を前記配列方向に相対的に移動させるとともに、前記スキャン方向移動機構は、前記第１カメラ群および前記第２カメラ群を前記スキャン方向へ一体的に移動させる。

第３態様は、第１態様または第２態様のパターン描画装置であって、前記第１連結具は、前記第１カメラ群の前記複数のカメラの間隔を変更可能にする間隔可変機構を備える。

第４態様は、複数のマークが表面に形成された基板を処理するパターン描画方法であって、(a) 基板保持部が前記基板を保持する工程と、(b) 前記工程(a)の後、第１連結具によって配列方向に配列された状態で連結された複数のカメラを含む第１カメラ群を、前記基板における前記複数のマークの位置に合わせて前記配列方向に一体的に移動させる工程と、(c) 前記工程(b)の後、前記第１カメラ群を、前記基板に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させる工程とを含み、前記基板保持部が複数の前記基板を前記配列方向に並べた状態で保持可能であり、前記第１カメラ群は、前記第１連結具によって、前記基板保持部に保持された複数の基板の各々の同一位置に形成された前記マーク各々を撮影可能な間隔で連結されている。

第１態様のパターン描画装置によると、第一カメラ群が第１連結具で連結されていることにより、各カメラを個別に配列方向へ移動させる場合よりも、移動機構を簡易化することができる。このため、装置のコストアップ、および、制御の複雑化を軽減することができる。

しかも、スキャン方向への移動によって、各基板の同一位置に形成されたマーク各々を、第１カメラ群で撮影することができる。

第２態様のパターン描画装置によると、第１連結具および第２連結具によって連結された第１および第２カメラ群を、配列方向に相対的に移動させることによって、基板の配列方向に並ぶ複数のマークの位置に各カメラを移動させることができる。この状態で、第１および第２カメラ群をスキャン方向に移動させることにより、複数列のマークを撮影することができる。

第３態様のパターン描画装置によると、間隔可変機構により第１連結具が複数のカメラの間隔を変えてこれらを連結することができる。これにより、複数のマークの配列方向の間隔に合わせて、各カメラの間隔を調整することができる。

第４態様のパターン描画方法によると、第一カメラ群が第１連結具で連結されていることにより、各カメラを個別に配列方向へ移動させる場合よりも、移動機構を簡易化することができる。このため、装置のコストアップ、および、制御の複雑化を軽減することができる。しかも、スキャン方向への移動によって、各基板の同一位置に形成されたマーク各々を、第１カメラ群で撮影することができる。

図１は、第１実施形態のパターン描画装置１を示す概略側面図である。 図２は、第１実施形態のカメラ５ａ～５ｆを示す概略平面図である。 図３は、第１実施形態のカメラ５ａ，５ｄおよび配列方向移動機構５４ａを示す概略斜視図である。 図４は、第１実施形態のカメラ５ａ，５ｄおよび配列方向移動機構５４ａを示す概略平面図である。 図５は、第１実施形態の描画ヘッド６０を示す概略斜視図である。 図６は、第１実施形態の制御部７の構成を示すブロック図である。 図７は、第１実施形態のマーク位置取得処理の流れを示す図である。 図８は、各カメラ５ａ～５ｆを配列方向に移動させる様子を示す概略平面図である。 図９は、第２実施形態の連結具５２ａ１を示す概略平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

＜１． 第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のパターン描画装置１を示す概略側面図である。パターン描画装置１は、レジストなどの層が形成された基板９の上面に、ＣＡＤデータなどに応じて空間変調した光（描画光）を照射して、パターン（例えば、回路パターン）を露光（描画）する装置である。パターン描画装置１で処理対象とされる基板９は、例えば、プリント基板、半導体基板、液晶表示装置または有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置などのＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などである。以下の説明では、基板９は矩形板状に形成されているものとする。

パターン描画装置１は、基台１５、門型の支持フレーム１６、ステージ２、ステージ駆動機構３、ステージ位置計測部４、カメラ５、描画ユニット６、および、制御部７を備える。

ステージ２は、基板９を保持する保持部である。ステージ２は、基台１５上に配置される。ステージ２は、具体的には、例えば、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。ステージ２は、複数の基板９を同時に保持することが可能である。例えば、ステージ２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２上に載置された基板９をステージ２の上面に固定保持する。なお、基板９を保持する構成は、これに限定されない。例えば、粘着シートなどを用いて基板９をステージ２上に接着させてもよい。

＜ステージ駆動機構３＞
ステージ駆動機構３は、ステージ２を基台１５に対して相対的に移動させる。ステージ駆動機構３は、基台１５上に配置されている。

ステージ駆動機構３は、具体的には、ステージ２を回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に回転させる回転機構３１と、回転機構３１を介してステージ２を支持する支持プレート３２と、支持プレート３２を副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させる副走査機構３３とを備える。ステージ駆動機構３は、さらに、副走査機構３３を介して支持プレート３２を支持するベースプレート３４と、ベースプレート３４を主走査方向（Ｙ軸方向）に移動させる主走査機構３５とを備える。

回転機構３１は、ステージ２の上面（基板９の載置面）の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Ａを中心としてステージ２を回転させる。回転機構３１は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部３１１と、回転軸部３１１の下端に設けられ、回転軸部３１１を回転させる回転駆動部（例えば、回転モータ）３１２とを含む構成とすることができる。この構成においては、回転駆動部３１２が回転軸部３１１を回転させることにより、ステージ２が水平面内で回転軸Ａを中心として回転することになる。

副走査機構３３は、支持プレート３２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート３４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ３３１とを有している。また、ベースプレート３４には、副走査方向に延びる一対のガイド部材３３２が敷設されており、各ガイド部材３３２と支持プレート３２との間には、ガイド部材３３２に摺動しながら当該ガイド部材３３２に沿って移動可能なボールベアリングが設置されている。つまり、支持プレート３２は、当該ボールベアリングを介して一対のガイド部材３３２上に支持される。この構成においてリニアモータ３３１を動作させると、支持プレート３２はガイド部材３３２に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。

主走査機構３５は、ベースプレート３４の下面に取り付けられた移動子と基台１５上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ３５１を有している。また、基台１５には、主走査方向に延びる一対のガイド部材３５２が敷設されており、各ガイド部材３５２とベースプレート３４との間には例えばエアベアリングが設置されている。エアベアリングにはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート３４は、エアベアリングによってガイド部材３５２上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ３５１を動作させると、ベースプレート３４はガイド部材３５２に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。

＜ステージ位置計測部４＞
ステージ位置計測部４は、ステージ２の位置を計測する。ステージ位置計測部４は、具体的には、例えば、ステージ２外からステージ２に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光する。ステージ位置計測部４は、当該反射光と出射光との干渉からステージ２の位置（具体的には、主走査方向に沿うＹ位置、および、回転方向に沿うθ位置）を計測する、干渉式のレーザ測長器を構成する。

＜カメラ５＞
カメラ５は、ステージ２に保持された基板９の上面を撮影する光学機器である。カメラ５は、支持フレーム１６に支持される。カメラ５は、例えば、鏡筒と、フォーカシングレンズと、ＣＣＤイメージセンサと、駆動部とを備える。鏡筒は、撮影用の照明光（ただし、照明光としては、基板９上のレジストなどを感光させない波長の光が選択されている）を供給する照明ユニット５００と、ファイバケーブルなどを介して接続されている。ＣＣＤイメージセンサは、エリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）などにより構成される。また、駆動部は、モータなどにより構成され、フォーカシングレンズを駆動してその高さ位置を変更する。駆動部が、フォーカシングレンズの高さ位置を調整することによって、オートフォーカスが行われる。

このような構成を備えるカメラ５においては、照明ユニット５００から出射される光が鏡筒に導入され、フォーカシングレンズを介して、ステージ２上の基板９の上面に導かれる。そして、その反射光が、ＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板９の上面に形成されたマーク９１（図８参照）の撮影データが取得される。この撮影データは、制御部７に送られて、基板９のアライメント（位置合わせ）に供される。

パターン描画装置１は、６つのカメラ５を備えている。６つのカメラ５は、Ｘ軸方向に並べられた状態で支持フレーム１６に取り付けられている。以下の説明では、６つのカメラ５について、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて、順に、カメラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆと称する。

図２は、第１実施形態のカメラ５ａ～５ｆを示す概略平面図である。図３は、第１実施形態のカメラ５ａ，５ｄおよび配列方向移動機構５４ａを示す概略斜視図である。なお、図３は、配列方向移動機構５４ａを、－Ｙ側正面から－Ｘ側に向かって斜めに見た様子を示す図である。図４は、第１実施形態のカメラ５ａ，５ｄおよび配列方向移動機構５４ａを示す概略平面図である。

まず、図２にて概略的に示すように、２つのカメラ５ａ，５ｄ（第１カメラ群）は連結具５２ａ（第１連結具）で連結され、２つのカメラ５ｂ，５ｅ（第２カメラ群）は連結具５２ｂ（第２連結具）で連結され、２つのカメラ５ｃ，５ｆ（第３カメラ群）は連結具５２ｃ（第３連結具）で連結されている。

連結具５２ａ～５２ｃ各々は、Ｘ軸方向に延びる部材である。連結具５２ａは、カメラ５ａ，５ｄをＸ軸方向に所定の間隔をあけて連結する。同様に、連結具５２ｂ，５２ｃは、それぞれ、カメラ５ｂ，５ｅ、および、カメラ５ｃ，５ｆをＸ軸方向に所定の間隔をあけて並列させた状態で、各々を連結する。本実施形態では、Ｘ軸方向が配列方向に対応する。なお、本実施形態では、各連結具５２ａ～５２ｃは、それぞれ２つのカメラ５を連結させているが、３つ以上のカメラ５を連結していてもよい。

パターン描画装置１は、配列方向移動機構５４（５４ａ，５４ｂ，５４ｃ）を備える。配列方向移動機構５４ａはカメラ５ａ，５ｄを、配列方向移動機構５４ｂはカメラ５ｂ，５ｅを、配列方向移動機構５４ｃはカメラ５ｃ，５ｆを、それぞれ一体的にＸ軸方向に移動させる。配列方向移動機構５４ａ～５４ｃは、上下（Ｚ軸方向）に多段に重ねて設けられている。

図３および図４にて詳細に示すように、配列方向移動機構５４ａは、ボールネジ５４１と、回転駆動部５４２、スライド部５４３ａ，５４３ｂ、および、ガイド部５４４とを備えている。

ボールネジ５４１、ガイド部５４４は、Ｘ軸方向に延びている。ボールネジ５４１は、ガイド部５４４の内部に収容されている。回転駆動部５４２は、ボールネジ５４１をＸ軸まわりに回転させる。

ガイド部５４４は、その内部にスライド部５４３ａ，５４３ｂをＸ軸方向に移動可能に保持している。詳細には、ガイド部５４４は、スライド部５４３ａ，５４３ｂを上下から摺接移動可能に保持している。ガイド部５４４は、スライド部５４３ａ，５４３ｂがＸ軸方向のみに移動するように移動方向を規制する。

ボールネジ５４１は、スライド部５４３ａ，５４３ｂをＸ軸方向に貫通している。スライド部５４３ａは、ボールネジ５４１に螺合するネジ穴を有する。また、スライド部５４３ｂは、ボールネジ５４１の外径（ネジ山の径）よりも大きい内径の挿通孔５４３Ｈを有している。スライド部５４３ｂはボールネジ５４１には非接触の状態で、ガイド部５４４に保持されている。

ガイド部５４４の－Ｙ側には、連結具５２ａが配されている。そして、連結具５２ａは、ガイド部５４４の内部に保持されたスライド部５４３ａ，５４３ｂに連結されている。図３に示すように、連結具５２ａの－Ｙ側の表面に、カメラ５ａ，５ｄが取り付けられている。スライド部５４３ａはカメラ５ａとＹ軸方向に重なる位置に設けられており、スライド部５４３ｂはカメラ５ｄとＹ軸方向に重なる位置に設けられている。

回転駆動部５４２がボールネジ５４１を正回転または逆回転させることにより、スライド部５４３ａが＋Ｘ方向または－Ｘ方向に移動する。このスライド部５４３ａの移動に伴い、連結具５２ａが＋Ｘ方向または－Ｘ方向に移動する。このとき、連結具５２ａに連結されたスライド部５４３ｂがガイド部５４４に案内されて、＋Ｘ方向または－Ｘ方向へ移動する。また、連結具５２ａの＋Ｘ方向または－Ｘ方向への移動に伴い、カメラ５ａ，５ｄが一体的に＋Ｘ方向または－Ｘ方向に一体的に移動する。

配列方向移動機構５４ｂ，５４ｃについても、配列方向移動機構５４ａと同様の構成を有する。配列方向移動機構５４ａ～５４ｃは、それぞれ、連結具５２ａ～５２ｃを互いに接触させないようにＸ軸方向に移動させる。

図１に戻って、描画ユニット６は、描画光を形成する光学装置である。パターン描画装置１は、描画ユニット６を複数（例えば、５つ）備える。もっとも、描画ユニット６の搭載数は、複数であることは必須ではなく、１つであってもよい。

図５は、第１実施形態の描画ヘッド６０を示す概略斜視図である。描画ユニット６は、描画ヘッド６０と、光源装置６１と、空間光変調デバイス６２と、投影光学系６３とを備える。光源装置６１、空間光変調デバイス６２および投影光学系６３は、支持フレーム１６（図１参照）に支持される。具体的には、例えば、光源装置６１は、支持フレーム１６の天板上に載置される収容ボックスに収容される。また、空間光変調デバイス６２および投影光学系６３は、支持フレーム１６の＋Ｙ側に固定された収容ボックスに収容される。

光源装置６１は、描画ヘッド６０に向けて光を出射する。光源装置６１は、具体的には、例えば、レーザ光を出射するレーザ発振器などを備える。光源装置６１は、レーザ発振器から出射された光（スポットビーム）を、強度分布が均一な線状の光（すなわち、光束断面が帯状の光であるラインビーム）とする照明光学系６１３を備える。照明光学系６１３は、光源装置６１から出力された光を空間光変調デバイス６２へと導く。照明光学系６１３は、例えば、レンズ６１４とミラー６１５とを備える。

空間光変調デバイス６２は、例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を含む。ＤＭＤは、それぞれの向きが個別に変更可能な微小鏡面群を備えている。多数の微小鏡面は、シリコン基板上に形成されており、かつ、多数の微小鏡面が２次元に配列されている（すなわち、互いに垂直な２方向に整列されたアレイ状に配列されている）。

空間光変調デバイス６２では、各微小鏡面に対応するメモリセルに書き込まれたデータに従って、各微小鏡面が静電作用によりシリコン基板の表面に対して所定の角度だけ傾く。そして、所定のＯＮ状態に対応する姿勢にある微小鏡面からの反射光のみにより形成される光（すなわち、空間変調された光）が、投影光学系６３へと導かれる。なお、空間光変調デバイス６２として、反射型及び回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶ（Grating Light Valve）も採用され得る。

空間光変調デバイス６２にて空間変調された光は、投影光学系６３により、ステージ２上の基板９（図１参照）へと導かれる。投影光学系６３からの光は、空間光変調デバイス６２の微小鏡面群に対して光学的に共役な基板９上の照射領域へと照射される。

図６は、第１実施形態の制御部７の構成を示すブロック図である。制御部７は、パターン描画装置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パターン描画装置１の各部の動作を制御する。

制御部７は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、記憶装置７４等がバスライン７５を介して相互接続された一般的なコンピュータとして構成される。ＲＯＭ７２は、基本プログラムなどを格納している。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置７４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置７４には、プログラムＰＧがインストールされている。当該プログラムＰＧに既述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ７１が演算処理を行うことにより、制御部７は、基板データ処理部７１１、配列方向移動制御部７１３、スキャン方向移動制御部７１５、画像処理部７１７として機能する。なお、各機能は、専用の論理回路で構成されたハードウェアによって実現されてもよい。

基板データ処理部７１１は、ステージ２に載置される基板９に関する基板データを取り込む。基板データは、基板９の大きさ、基板９におけるマーク９１が形成されている位置情報などを含む。基板データは、例えば、記憶装置７４などに保存されている。基板データ処理部７１１が取り込んだ基板データから、基板９のステージ２上における載置位置などが特定される。また、基板データから、ステージ２に載置された基板９におけるマーク９１のパターン描画装置１における位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）が特定可能となる。

配列方向移動制御部７１３は、配列方向移動機構５４ａ～５４ｃを制御することにより、複数のカメラ５ａ～５ｆの配列方向（Ｘ軸方向）の移動を制御する。ここでは、配列方向移動制御部７１３は、基板データ処理部７１１が取り込んだ基板データから特定される複数のマーク９１のＸ軸方向位置に合わせて、カメラ５ａ～５ｆ各々を配列方向であるＸ軸方向に移動させる。

スキャン方向移動制御部７１５は、主走査機構３５（スキャン方向移動機構）を制御することにより、ステージ２をＹ軸方向に移動させる。ステージ２がＹ軸方向に移動することにより、基板９をＹ軸方向に移動させることができる。これにより、複数のカメラ５または複数の描画ヘッド６０に対して、基板９をＹ軸方向（スキャン方向）に相対的に移動させることができる。

画像処理部７１７は、各カメラ５ａ～５ｆが撮影することによって得られた画像データを、画像処理することによって、マーク９１の位置を特定する。

また、制御部７は、バスライン７５に接続された、入力部７６、表示部７７および通信部７８を備える。入力部７６は、例えば、キーボードおよびマウスによって構成される入力デバイスであり、オペレータからの各種の操作（コマンドや各種データの入力といった操作）を受け付ける。なお、入力部７６は、各種スイッチ、タッチパネルなどにより構成されてもよい。表示部７７は、液晶表示装置、ランプなどにより構成される表示装置であり、ＣＰＵ７１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部７８は、ネットワークを介して外部装置との間でコマンドやデータなどの送受信を行うデータ通信機能を有する。

図７は、第１実施形態のマーク位置取得処理の流れを示す図である。まず、外部からパターン描画装置１に搬入された基板９が、ステージ２上に搬入されるとともに、当該基板９がステージ２上の一定位置に保持される（ステップＳ１０）。なお、ステージ２に保持される基板９の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

基板９の搬入が完了すると、マーク位置取得処理が開始される。具体的には、制御部７が、基板データを取り込む（ステップＳ１１）。詳細には、基板データ処理部７１１は、ステージ２に保持された基板９におけるマーク９１の位置情報、および、基板９の大きさなどが記録された基板データを、記憶装置７４から読み取りする。複数種類の基板に関する基板データが記憶装置７４に保存されてる場合、基板データ処理部７１１は、処理対象の基板の種類や処理内容等が記録された処理レシピを参照する、あるいは、オペレータからの指定を受け付けることによって、ステージ２に保持された基板９を特定するとよい。

続いて、基板データ処理部７１１が、基板データに基づき、基板９上の座標系を、パターン描画装置１におけるＸ軸・Ｙ軸座標系に変換する（ステップＳ１２）。詳細には、基板データ処理部７１１が、基板データから得られる基板９の大きさなどから、ステージ２上にて保持される位置（被保持位置）を特定する。そして、基板データ処理部７１１は、この被保持位置から、基板９上の座標系を、パターン描画装置１におけるＸ軸・Ｙ軸座標系に変換する座標変換式が求められる。

続いて、基板データ処理部７１１が、各カメラ５ａ～５ｆの移動開始位置を算出する（ステップＳ１３）。詳細には、マーク９１の位置情報が記録された基板データと、ステップＳ１２にて求められた座標変換式に基づき、基板９に形成された複数のマーク９１の各Ｘ軸座標が特定される。この各Ｘ軸座標が、各カメラ５ａ～５ｆの移動開始位置とされる。

ステップＳ１３の後、配列方向移動制御部７１３が、マーク９１のＸ軸方向（配列方向）の位置に合わせて、各カメラ５ａ～５ｆをＸ軸方向に移動させる（ステップＳ１４）。本実施形態では、カメラ５ａ，５ｄ、カメラ５ｂ，５ｅ、および、カメラ５ｃ，５ｆは、連結具５２ａ～５２ｃで連結されているため、一体的にＸ軸方向に移動する。ステップＳ１４において、配列方向移動制御部７１３は、各カメラ５ａ～５ｆを、複数のマーク９１のＸ軸方向の位置に対応するように移動させる。

図８は、各カメラ５ａ～５ｆを配列方向に移動させる様子を示す概略平面図である。図８に示す例では、ステージ２上に、同一サイズの２つの基板９がＸ軸方向に所定の間隔をあけて並列するように保持されている。各基板９は、矩形状である。そして、各基板９には、計８つのマーク９１がそれぞれ形成されている。具体的に、マーク９１は、各基板９の四隅各々と、各基板９の四側辺の各中央に形成されている。すなわち、ステージ２に保持された各基板９には、Ｙ軸方向に並ぶマーク９１の列が、Ｘ軸方向に３列ずつ、計６列並んでいる。

ここで、＋Ｘ側基板９の３つのマーク９１の列について、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて、順に、マーク列９２ａ，９２ｂ，９２ｃと称する。また、－Ｘ側基板９の３つのマーク９１の列について、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて、順に、マーク列９２ｄ，９２ｅ，９２ｆと称する。マーク列９２ａ，９２ｃ，９２ｄ，９２ｆ各々にはＹ軸方向に等間隔で並ぶ３つのマーク９１が含まれ、マーク列９２ｂ，９２ｅにはＹ軸方向に等間隔で並ぶ２つのマーク９１が含まれる。

連結具５２ａで連結されたカメラ５ａ，５ｄの間隔は、マーク列９２ａ，９２ｄの間隔に一致する。このため、図８に示すように、配列方向移動制御部７１３が、カメラ５ａのＸ軸方向位置をマーク列９２ａに合わせると、カメラ５ｄのＸ軸方向位置がマーク列９２ｄに合わせられる。

同様に、連結具５２ｂで連結されたカメラ５ｂ，５ｅの間隔は、マーク列９２ｂ，９２ｅの間隔に一致する。このため、図８に示すように配列方向移動制御部７１３がカメラ５ｂのＸ軸方向位置をマーク列９２ｂに合わせると、カメラ５ｅのＸ軸方向位置が－Ｘ側基板９のマーク列９２ｅに合わせられる。

さらに、連結具５２ｃで連結されたカメラ５ｃ，５ｆの間隔は、マーク列９２ｃ，９２ｆの間隔に一致する。このため、図８に示すように配列方向移動制御部７１３がカメラ５ｃのＸ軸方向位置をマーク列９２ｃに合わせると、カメラ５ｆのＸ軸方向位置がマーク列９２ｆに合わせられる。

図７に戻って、配列方向移動制御部７１３がカメラ５ａ～５ｆ各々を撮影開始位置移動させると、スキャン方向移動制御部７１５がステージ２をスキャン方向であるＹ軸方向に移動させる（ステップＳ１５）。これにより、カメラ５ａ～５ｆ各々は、下方を通過する各マーク９１を撮影する。

ステップＳ１５により、カメラ５ａ～５ｆの基板９に対するＹ軸方向への１回の相対的移動が完了すると、制御部７は、基板データに基づき、全てのマーク９１が撮影されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。未撮影のマーク９１がある場合（ステップＳ１６においてＮｏ）、制御部７は、ステップＳ１３～ステップＳ１５を再度実行する。このように、全ての撮影すべきマーク９１の撮影が完了するまで、ステップＳ１３～ステップＳ１６が繰り返し実行される。全てのマーク９１の撮影が完了した場合（ステップＳ１６においてＹｅｓ）、制御部７は、マーク取得処理を終了する。

図８に示す例では、上述したように、ステップＳ１４にて、カメラ５ａ～５ｆがマーク列９２ａ～９２ｆのそれぞれに対応するＸ軸方向の位置に配置される。この状態から、ステップＳ１５にてカメラ５ａ～５ｆに対して基板９を＋Ｙ方向（スキャン方向）に相対的に移動させることにより、各マーク列９２ａ～９２ｆを構成するマーク９１を撮影することができる。また、この例では、＋Ｙ方向への１回のスキャンで、２つの基板９に形成された全てのマーク９１について撮影することが可能となっている。

以上のように、パターン描画装置１では、複数のカメラ５ａ～５ｆがＸ軸方向に配列されている。このため、カメラ５ａ～５ｆの１回のスキャン方向（Ｙ軸方向）への相対的な移動によって、Ｘ軸方向に複数列（図８に示す例では、マーク列９２ａ～９２ｆ）で配された複数のマーク９１を撮影することができる。したがって、マーク９１の撮影時間を短縮できる。

また、Ｘ軸方向に並列された複数のカメラ５（例えばカメラ５ａ，５ｄ）が連結されて一体的にＸ軸方向に移動することができる。このため、各々のカメラ５について独立にＸ軸方向へ移動させる機構を設ける場合よりも移動機構を簡素化することができる。したがって、複数のカメラ５を設けることによる、パターン描画装置１のコストアップを軽減することができる。また、制御機構を簡素化することができるため、制御の複雑化を軽減することもできる。

＜２． 第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

図９は、第２実施形態の連結具５２ａ１を示す概略平面図である。連結具５２ａ～５２ｃは、当該連結具５２ａ～５２ｃをＸ軸方向において長尺化または短尺化可能にする構成を備えていてもよい。

図９に示すように、第２実施形態の連結具５２ａ１は、連結具５２ａと同様に、カメラ５ａ，５ｄを連結する。連結具５２ａ１は、一対の固定部材５２１ａ，５２１ｂと、連結部材５２２と、固定具５２３ａ，５２３ｂを備えている。

固定部材５２１ａは、一方側（－Ｙ側）がカメラ５ａに固定され、他方側（＋Ｙ側）がスライド部５４３ａに固定されている。また、固定部材５２１ｂは、一方側がカメラ５ｄに固定され、他方側がスライド部５４３ｂに固定されている。

連結部材５２２は、Ｘ軸方向に延びる長尺板状に形成された部材である。連結部材５２２の両側の端部は、それぞれ固定具５２３ａ，５２３ｂによって固定部材５２１ａ，５２１ｂに連結されている。固定具５２３ａ，５２３ｂは、連結部材５２２を、固定部材５２１ａ，５２１ｂに対して連結解除可能に連結する部材である。固定具５２３ａ，５２３ｂは、例えば、ボルトなどの締結手段である。

連結具５２ａ１では、連結部材５２２を着脱交換することが可能である。このため、固定部材５２１ａ，５２１ｂ間を、異なる長さの連結部材５２２で連結することにより、カメラ５ａ，５ｄ間のＸ軸方向の間隔を変更することができる。これにより、複数のマーク９１のＸ軸方向の間隔に対応して、カメラ５ａ，５ｄ間の間隔を変更することができる。

この連結具５２ａ１において、固定部材５２１ａ，５２１ｂ、連結部材５２２、および、固定具５２３ａ，５２３ｂは、２つのカメラ５ａ，５ｄの間隔を変更可能にする間隔可変機構の一例である。なお、間隔可変機構は、このような構成に限定されるものではない。

例えば、連結具５２ａ１において、例えば、固定具５２３ａがボルトである場合、連結部材５２２の＋Ｘ側端部（または、固定部材５２１ａ）に、Ｘ軸方向に並ぶ複数のボルト挿通孔を設けるとよい。この場合、固定具５２３ａを通すボルト挿通孔を変更することにより、固定部材５２１ａに連結される連結部材５２２の連結位置を変更することができる。したがって、連結具５２ａ１が、長尺化または短尺化することが可能となり、カメラ５ａ，５ｄの間隔を可変としつつ、これらを連結することができる。なお、連結部材５２２（または固定部材５２１ａ）において、複数のボルト挿通孔を設ける代わりに、Ｘ軸方向に延びる長尺状のボルト挿通孔を設けてもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１ パターン描画装置
２ ステージ
３ ステージ駆動機構
３５ 主走査機構（スキャン方向移動機構）
５ａ，５ｄ カメラ（第１カメラ群）
５ｂ，５ｅ カメラ（第２カメラ群）
５ｃ，５ｆ カメラ（第３カメラ群）
５２ａ，５２ａ１ 連結具（第１連結具）
５２ｂ 連結具（第２連結具）
５２ｃ 連結具
５４ａ～５４ｃ 配列方向移動機構
５４１ ボールネジ
５４２ 回転駆動部
５４３Ｈ 挿通孔
５４３ａ，５４３ｂ スライド部
５４４ ガイド部
６ 描画ユニット
６０ 描画ヘッド
７ 制御部
７１１ 基板データ処理部
７１３ 配列方向移動制御部
７１５ スキャン方向移動制御部
９ 基板
９１ マーク
９２ａ～９２ｆ マーク列

Claims (4)

1. 複数のマークが表面に形成された基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第１カメラ群と、
   前記第１カメラ群の前記複数のカメラを配列方向に配列された状態で連結する第１連結具と、
   前記第１連結具により連結された前記第１カメラ群を、前記配列方向へ一体的に移動させる配列方向移動機構と、
   前記第１カメラ群を、前記基板保持部に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させるスキャン方向移動機構と、
   を備え、
   前記基板保持部が複数の前記基板を前記配列方向に並べた状態で保持可能であり、
   前記第１カメラ群は、前記第１連結具によって、前記基板保持部に保持された複数の基板の各々の同一位置に形成された前記マーク各々を撮影可能な間隔で連結されている、パターン描画装置。
2. 複数のマークが表面に形成された基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第１カメラ群と、
   前記第１カメラ群の前記複数のカメラを配列方向に配列された状態で連結する第１連結具と、
   前記第１連結具により連結された前記第１カメラ群を、前記配列方向へ一体的に移動させる配列方向移動機構と、
   前記第１カメラ群を、前記基板保持部に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させるスキャン方向移動機構と、
   前記基板における前記マークを撮影する複数のカメラを含む第２カメラ群と、
   前記第２カメラ群の前記複数のカメラを前記配列方向に配列された状態で連結する第２連結具と、
   を備え、
   前記配列方向移動機構は、前記第２カメラ群に対して前記第１カメラ群を前記配列方向に相対的に移動させるとともに、
   前記スキャン方向移動機構は、前記第１カメラ群および前記第２カメラ群を前記スキャン方向へ一体的に移動させる、パターン描画装置。
3. 請求項１または請求項２のパターン描画装置であって、
   前記第１連結具は、前記第１カメラ群の前記複数のカメラの間隔を変更可能にする間隔可変機構を備える、パターン描画装置。
4. 複数のマークが表面に形成された基板を処理するパターン描画方法であって、
   (a) 基板保持部が前記基板を保持する工程と、
   (b) 前記工程(a)の後、第１連結具によって配列方向に配列された状態で連結された複数のカメラを含む第１カメラ群を、前記基板における前記複数のマークの位置に合わせて前記配列方向に一体的に移動させる工程と、
   (c) 前記工程(b)の後、前記第１カメラ群を、前記基板に対して、前記配列方向に交差するスキャン方向に相対移動させる工程と、
   を含み、
   前記基板保持部が複数の前記基板を前記配列方向に並べた状態で保持可能であり、
   前記第１カメラ群は、前記第１連結具によって、前記基板保持部に保持された複数の基板の各々の同一位置に形成された前記マーク各々を撮影可能な間隔で連結されている、パターン描画方法。

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