KR102125839B1 - 위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치 - Google Patents

위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102125839B1
KR102125839B1 KR1020180071404A KR20180071404A KR102125839B1 KR 102125839 B1 KR102125839 B1 KR 102125839B1 KR 1020180071404 A KR1020180071404 A KR 1020180071404A KR 20180071404 A KR20180071404 A KR 20180071404A KR 102125839 B1 KR102125839 B1 KR 102125839B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
cameras
photographing
processing
backside
Prior art date
Application number
KR1020180071404A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190036450A (ko
Inventor
유이치 요시다
유야 반나이
후미츠구 야나기호리
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 알박 filed Critical 가부시키가이샤 알박
Publication of KR20190036450A publication Critical patent/KR20190036450A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102125839B1 publication Critical patent/KR102125839B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50Substrate holders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67282Marking devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Abstract

기판의 위치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 위치검출장치, 위치검출방법 및 증착장치를 제공한다. 화상처리부(20)는 표면촬영부의 각 카메라(11)가 기판 마크(Wm)를 촬영한 결과로부터 표면촬영부의 카메라(11)간의 상대위치를 산출하고, 해당 카메라(11)간의 상대위치와, 표면촬영부의 각 카메라(11)가 처리기판(W)을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 처리기판(W)의 위치를 산출하되, 이면촬영부의 각 카메라(12)가 기판 마크(Wm)의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 이면촬영부의 카메라(12)간의 상대위치를 산출하고, 해당 카메라(12)간의 상대위치와, 이면촬영부의 각 카메라(12)가 처리기판(W)을 촬영한 결과를 이용하여 이면촬영에 의한 처리기판(W)의 위치를 산출한다.

Description

위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치{POSITION DETECTION DEVICE, POSITION DETECTION METHOD, AND VAPOR DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 기판의 위치를 검출하는 위치검출장치, 위치검출방법, 및 위치검출장치를 구비한 증착장치에 관한 것이다.
증착장치는, 기판의 성막면과 증착원 사이에 증착 마스크를 배치하고, 증착 마스크의 개구에 추종한 형상의 패턴을 기판의 성막면에 형성한다. 증착장치는 기판의 얼라인먼트 마크인 기판 마크로부터 기판의 위치를 산출한다. 증착장치는 산출된 기판의 위치와, 증착 마스크의 위치가 맞도록 기판의 위치나 증착 마스크의 위치를 조정한다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1 : 일본 특개 2013-1947호 공보
그런데, 상술한 기판 마크는 통상 기판의 성막면에 위치하고, 기판 마크를 검출하는 검출부는 성막면에 대하여 증착원과 같은 쪽에 위치한다. 또한, 성막면에 대한 증착원측의 공간은 증착원에서 승화된 증착물질이 비행하는 공간이며, 이 공간에 위치하는 검출부의 광학계에는 적지 않게 증착물질이 퇴적된다. 광학계에 증착물질이 퇴적된 검출부에서는, 기판 마크를 정밀하게 검출하는 것이 불가능하기 때문에, 상술한 증착장치에는 기판과 증착 마스크의 위치맞춤의 정밀도를 높이는 기술이 요구되고 있다. 또한, 기판의 위치를 정밀하게 검출하는 요청은, 기판과 증착 마스크의 위치맞춤을 행하는 증착장치로 한정되지 않고, 기판의 위치를 검출하는 장치에서 공통되고 있다.
본 발명은 기판의 위치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 양태는, 비투과성 기판인 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출장치이다. 위치검출장치는 광투과성 기판인 교정용 기판을 이용한다. 교정용 기판의 표면은 복수의 기판 마크를 구비한다. 상기 위치검출장치는 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부와, 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부를 구비한다. 상기 위치검출장치는 추가로 화상처리부를 구비한다. 화상처리부는 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출한다. 또한, 상기 화상처리부는 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출한다.
다른 양태는, 비투과성 기판인 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출방법이다. 이 위치검출방법은 표면에 복수의 기판 마크를 구비한 광투과성 기판인 교정용 기판을 이용하여, 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부에서 해당 복수의 기판 마크를 상기 교정용 기판의 표면측에서 촬영하는 것을 포함한다. 또한, 이 위치검출방법은 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부에서 해당 복수의 기판 마크를 상기 교정용 기판의 이면측에서 촬영하는 것을 포함한다. 또한, 이 위치검출방법은 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 화상처리부에서 산출하는 것을 포함한다. 또한, 이 위치검출방법은 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것을 포함한다. 또한, 이 위치검출방법은 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것을 포함한다. 또한, 이 위치검출방법은 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것을 포함한다.
또 다른 양태는 증착장치이다. 증착장치는 비투과성 기판인 처리기판의 표면에 증착을 행하기 위한 증착 챔버와, 상기 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출장치를 구비한다. 광투과성 기판인 교정용 기판의 표면은, 복수의 기판 마크를 구비한다. 그리고, 상기 위치검출장치는 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부와, 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부를 구비한다. 상기 증착장치는 추가로 화상처리부를 구비한다. 화상처리부는 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출한다. 또한, 상기 화상처리부는 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출한다.
상기 각 구성에 의하면, 표면촬영부의 복수의 카메라와, 이면촬영부의 복수의 카메라는 표면촬영부와 이면촬영부에 공통되는 복수의 기판 마크를 촬영한다. 화상처리부는 공통되는 복수의 기판 마크를 표리에서 촬영한 결과로부터 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출한다. 그리고, 화상처리부는 표면촬영부가 처리기판을 촬영한 결과와, 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 이용하여, 표면촬영에 의한 처리기판의 위치를 산출한다. 또한, 화상처리부는 이면촬영부가 처리기판을 촬영한 결과와, 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 이용하여, 이면촬영에 의한 처리기판의 위치를 산출한다. 이로 인해, 이면촬영부에 의한 처리기판의 위치의 검출 정밀도를 표면촬영부에 의한 처리기판의 위치의 검출 정밀도까지, 즉 기판 마크의 촬영에 의한 검출 정밀도와 같은 정도까지 높일 수 있다. 결과적으로, 이면의 촬영 결과만을 얻을 수 있는 처리의 환경, 예를 들어 상술한 증착 처리가 행해지는 환경이라도 표면촬영에 의한 위치의 검출 정밀도와 같은 정도로 기판의 위치의 검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
상기 위치검출장치에 있어서, 상기 처리기판에 대하여 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 촬영하는 대상은 상기 처리기판의 표면에 위치하는 복수의 기판 마크를 포함하고, 상기 처리기판에 대하여 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 촬영하는 대상은 상기 처리기판의 이면에 위치하는 평탄부와 그 평탄부에 이어지는 베벨부의 경계를 포함하고, 상기 화상처리부는 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 촬영한 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 평탄부와 상기 베벨부의 콘트라스트에 기초하여 추출하고, 그 추출된 경계를 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과로서 이용할 수도 있다.
기판의 윤곽을 정하는 베벨부는 통상 기판의 두께방향으로 소정의 곡률을 가진 곡면이다. 베벨부를 촬영한 화상에서는, 예를 들어 기판의 윤곽을 향해서 명도가 서서히 저하하고, 또한 흐림양도 서서히 높아진다. 베벨부를 촬영한 화상으로부터 기판의 윤곽을 검출하는 기술에서는, 흐림양이 높아지는 것 등에 기인하여 윤곽의 위치에 큰 오차가 포함되어 버린다. 이에 대하여, 베벨부와 평탄부의 경계는 기판에 있어서 면방향이 크게 바뀌는 경계이며, 예를 들어 평탄부와 대향하는 방향에서의 촬영에서는, 그 경계가 명확히 검출되는 부분이기도 하다. 상기 위치검출장치라면, 화상처리부는 평탄부와 베벨부의 경계를 콘트라스트에 기초하여 추출하고, 그 추출된 경계로부터 처리기판의 위치를 얻는다. 그 때문에, 이면촬영의 결과로부터 처리기판의 위치를 산출할 때에, 그 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상기 위치검출방법에 있어서, 상기 이면촬영부의 각 카메라는 텔레센트릭 광학계를 구비하고, 상기 처리기판을 수용하는 틀체의 외측에서 상기 처리기판을 촬영하고, 상기 교정용 기판은 광반사성의 각 기판 마크의 주위를 덮는 반사 방지막을 구비할 수도 있다.
틀체의 외측에 위치하되, 텔레센트릭 광학계를 구비하는 카메라는, 통상 틀체의 내측에 위치하는 카메라 등과 비교하여, 교정용 기판과 대물 렌즈의 거리, 즉 카메라의 작동거리를 크게 한다. 결과적으로, 이러한 카메라를 이면촬영부가 구비하는 구성에서는 대물면으로부터의 광 이외의 광이 대물 렌즈에 입사하기 쉬워진다. 이 점, 상술한 구성이라면, 광반사성의 각 기판 마크의 주위를 덮는 반사 방지막이 대물면에서의 반사를 억제한다. 그 때문에, 작동거리가 큰 카메라라도 각 기판 마크를 명확히 촬영할 수 있게 된다.
상기 위치검출방법에 있어서, 상기 교정용 기판의 열팽창율은 3ppm/℃ 이하일 수도 있다. 증착 처리나 플라즈마 처리 등의 가열을 포함하는 처리가 처리기판에 대하여 행해질 경우, 통상 처리기판에 대한 처리의 효율을 높이는 관점에서 가열을 행하는 환경, 즉 처리기판의 처리가 행해지는 환경은 실온보다도 높은 고온으로 계속 유지된다. 이때, 교정용 기판의 열팽창율이 3ppm/℃ 이하이면, 교정용 기판에 생기는 열팽창이 충분히 작은 범위로 억제되고, 결과적으로 교정용 기판의 열팽창에 기인한 검출의 오차를 저감할 수도 있게 된다.
상기 증착장치에 있어서, 2개의 상기 이면촬영부와, 외부에서 상기 증착장치에 대상 기판을 반입하는 전단 모듈과, 상기 전단 모듈이 반입한 상기 대상 기판의 표리를 반전시켜서 상기 증착 챔버에 상기 대상 기판을 반입하는 반전 챔버를 구비하고, 상기 대상 기판은 상기 처리기판과 상기 교정용 기판 중의 선택된 일방이며, 일방의 상기 이면촬영부는 상기 표면촬영부와 함께 상기 전단 모듈에 탑재되고, 타방의 상기 이면촬영부는 상기 증착 챔버에 탑재될 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 이면촬영의 결과에 기초하여, 전단 모듈에서의 처리기판의 위치와, 증착 챔버에서의 처리기판의 위치의 정합을 꾀할 수 있다. 그 때문에, 증착 챔버에서의 처리기판의 위치의 검출 정밀도를 전단 모듈에서의 표면촬영의 결과, 이것을 이용한 검출 정밀도와 같은 정도까지 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 EFEM의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 각 카메라의 촬영영역을 나타내는 평면도이며, (a)는 마크 카메라의 촬영영역을 나타내고, (b)는 로드 카메라의 촬영영역을 나타낸다.
도 3은 화상처리부가 행하는 교정처리의 흐름을 나타내는 플로우챠트.
도 4는 EFEM의 구성을 기판과 함께 나타내는 구성도이며, (a)는 기판의 평면도와 함께 구성을 나타내고, (b)는 기판의 단면도와 카메라의 촬영영역의 상대위치를 나타낸다.
도 5는 로드 카메라가 촬영한 화상의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 증착장치의 구성을 나타내는 구성도.
도 7은 증착 챔버의 구성을 나타내는 블록도.
도 8은 증착 카메라의 촬영영역과 함께 나타내는 기판의 평면도.
도 9는 제어장치가 행하는 교정처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 10은 증착장치가 행하는 각종 처리를 설명하기 위한 블록도.
위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치의 일실시예를 설명한다.
[EFEM]
도 1 및 도 2을 참조하여, 전단 모듈의 일례인 EFEM(Equipment Front End Module)(10)의 구성을 설명한다. 이하에서는, EFEM(10)의 구성 중에서 표면촬영부 및 이면촬영부의 구성을 주로 설명한다.
도 1이 나타내는 바와 같이, EFEM(10)은 스테이지(10S), 표면촬영부를 구성하는 복수의 마크 카메라(11), 및 이면촬영부를 구성하는 복수의 로드 카메라(12)를 구비한다. 복수의 로드 카메라(12)는 예를 들어 기판을 수용하는 틀체(13)의 외측에 위치한다. 이하에서는, EFEM(10)이 3대의 마크 카메라(11)와, 3대의 로드 카메라(12)를 구비하는 예를 설명한다.
스테이지(10S)는 스토커에 수용된 처리 전의 기판을 1매씩 지지한다. 스테이지(10S)가 지지하는 기판은 비투과성 처리기판(W)과, 광투과성의 교정용 기판(W0)을 포함한다. 처리기판(W)은 예를 들어 광반사성의 박막에 덮인 유리 기판이나, 기판 자체가 비투과성을 갖는 실리콘 기판이다. 교정용 기판(W0)은 예를 들어 석영기판이나 산화 알루미나 기판이다. 처리기판(W) 및 교정용 기판(W0)은 각각 표면(WF)과 이면(WR)을 포함한다. 교정용 기판(W0)이 갖는 열팽창율은 고온 하에서의 열팽창이 억제되는 관점에서, 3ppm/℃이하인 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는 처리기판(W)과 교정용 기판(W0)을 구별하지 않을 경우, 대상 기판 또는 간단히 기판(또는, 기판(W,W0))이라 한다.
EFEM(10)은 표면(WF)을 상방을 향해서 대상 기판을 배치한다. 표면(WF)은 3개의 기판 마크(Wm)를 갖는다. 기판 마크(Wm)는 예를 들어 표면(WF) 중에서 높은 광반사성을 갖는 박막의 패턴 또는 표면(WF) 중에서 높은 광흡수성을 갖는 박막의 패턴이다. 기판 마크(Wm)는 표면(WF)과 대향하는 평면에서 보아, 예를 들어 직사각형상이나 십자형상 등을 갖는다. 처리기판(W)의 기판 마크(Wm)는 표면(WF)의 특정 위치와, 증착 마스크의 개구를 맞추기 위해서 이용된다. 교정용 기판(W0)의 기판 마크(Wm)는 3대의 마크 카메라(11) 사이의 상대위치를 산출하기 위해 이용된다. 또한, 교정용 기판(W0)의 기판 마크(Wm)는 3대의 로드 카메라(12)간의 상대위치를 산출하기 위해 이용된다.
각 마크 카메라(11)는 예를 들어 CCD 카메라이며, 각 기판 마크(Wm)에 1대씩 대응된다. 각 마크 카메라(11)는 스테이지(10S)에 지지되는 기판(W, W0)보다도 상방(표측)에 위치한다. 각 마크 카메라(11)의 광축(1A)의 위치는 다른 마크 카메라(11)의 광축(1A)의 위치에 대하여 고정되어 있다. 각 마크 카메라(11)는 기판(W, W0)의 표면(WF)과 대향하고, 각각의 기판 마크(Wm)를 촬영한다 (표면촬영한다).
각 마크 카메라(11)가 촬영한 화상은 표면화상(IM1)이다. 화상처리부(20)는 교정용 기판(W0)의 표면화상(IM1)을 교정처리에 이용한다. 또한, 화상처리부(20)는 처리기판(W)의 표면화상(IM1)을 표면위치의 특정처리에 이용한다.
각 로드 카메라(12)는 예를 들어 CCD 카메라이며, 각 기판 마크(Wm)에 1대씩 대응된다. 각 로드 카메라(12)는 스테이지(10S)에 지지되는 기판(W, W0)보다도 하방(이측)에 위치한다. 각 로드 카메라(12)의 광축(2A)의 위치는 다른 로드 카메라(12)의 광축(2A)의 위치에 대하여 고정되어 있다. 각 로드 카메라(12)는 기판(W, W0)의 이면(WR)과 대향하고, 각각의 부분을 촬영한다(이면촬영한다).
각 로드 카메라(12)가 촬영한 화상은 제1 이면화상(IM2)이다. 교정용 기판(W0)의 제1 이면화상(IM2)은 교정용 기판(W0)을 통한 기판 마크(Wm)의 화상인 투과 화상을 포함한다. 화상처리부(20)는 교정용 기판(W0)의 제1 이면화상(IM2)을 교정처리에 이용한다. 처리기판(W)의 제1 이면화상(IM2)은 처리기판(W)의 외주부(Wp)를 포함한다. 화상처리부(20)는 처리기판(W)의 제1 이면화상(IM2)을 이면위치의 특정처리에 이용한다.
도 2(a)를 참조하여 마크 카메라(11)가 촬영하는 영역을 설명하고, 도 2(b)를 참조하여, 로드 카메라(12)가 촬영하는 영역을 설명한다. 도 2(a)(b)는 각 기판(W, W0)의 표면(WF)과 대향하는 평면에서 본 기판의 평면구조와, 각 카메라(11, 12)가 촬영하는 영역을 나타낸다. 또한, 처리기판(W)과 교정용 기판(W0)에서는 형상, 크기, 기판 마크의 배열이 공통되어 있기 때문에, 도 2(a)(b)에서는, 설명의 편의상, 원판형상의 교정용 기판(W0)을 예시하고, 또한, 각 마크 카메라(11)가 촬영하는 영역과, 각 로드 카메라(12)가 촬영하는 영역을 교정용 기판(W0)에 겹쳐서 나타낸다.
도 2 (a)가 나타내는 바와 같이, 스테이지(10S)에 교정용 기판(W0)을 싣는 로봇은, 가상적인 배치영역(WA)(도 2 (a)에서의 이점쇄선의 대원(大圓))을 정한다. 배치영역(WA)은 교정용 기판(W0)을 배치해야 할 목표의 영역이다. 스테이지(10S)에 교정용 기판(W0)을 싣는 로봇은 배치영역(WA)과, 교정용 기판(W0)의 윤곽(E)(도 2 (a)의 실선)이 거의 일치하도록 교정용 기판(W0)을 배치한다.
교정용 기판(W0)의 표면(WF)은 3개의 기판 마크(Wm)를 구비한다. 3개의 기판 마크(Wm)는 교정용 기판(W0)의 둘레방향으로 나란하고, 교정용 기판(W0)의 외주부(Wp)보다도 기판의 중심쪽에 위치하고 있다. 또한, 처리기판(W)의 표면(WF)도 마찬가지로 3개의 기판 마크(Wm)를 구비한다.
각 마크 카메라(11)는 화상을 촬영하는 영역을 촬영영역(1Z) (도 2 (a)에서의 이점쇄선의 소원(小圓))으로서 정한다. 각 촬영영역(1Z)은 배치영역(WA)의 둘레방향으로 거의 균등분배되어 있다. 마크 카메라(11)의 광축(1A)은 촬영영역(1Z)의 중심에 위치한다. 각 촬영영역(1Z)은 기판 마크(Wm)를 하나씩 포함한다. 또한, 기판(W, W0)의 반송에 있어서, 반송 후의 위치와 그 목표위치의 차이는 반송 정밀도이며, 기판(W, W0)의 반송 정밀도는 소정의 범위 내에 설정되어 있다. 마크 카메라(11)의 촬영영역(1Z)은 이러한 반송 정밀도의 범위보다도 충분히 크다.
각 로드 카메라(12)는 화상을 촬영하는 영역을 촬영영역(2Z)(도 2(b)에서의 이점쇄선의 소원)으로서 정한다. 각 촬영영역(2Z)은 배치영역(WA)의 둘레방향으로 거의 균등분배되어 있다. 로드 카메라(12)의 광축(2A)은 촬영영역(2Z)의 중심에 위치한다. 각 촬영영역(2Z)은 각각의 기판 마크(Wm)의 투과 화상(도 2(b)에서의 파선의 직사각형)을 하나씩 포함한다. 또한, 각 촬영영역(2Z)은 외주부(Wp)에서의 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 포함한다.
상술한 바와 같이, EFEM(10)에는 위치검출장치가 탑재되고, 위치검출장치는 표면촬영부를 교정하는 복수의 마크 카메라(11), 이면촬영부를 교정하는 복수의 로드 카메라(12) 및 화상처리부(20)를 포함한다.
[교정처리 : EFEM(10)]
화상처리부(20)는 중앙연산 처리장치 및 메모리를 구비하고, 교정처리, 표면위치의 특정처리, 이면위치의 특정처리를 모두 소프트웨어로 처리하는 것으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 화상처리부(20)는 각종 처리 중의 적어도 일부의 처리를 실행하는 전용의 하드웨어(특정 용도용 집적회로 : ASIC)를 구비해도 된다. 즉 화상처리부(20)는, 1) ASIC 등의 하나 이상의 전용의 하드웨어 회로, 2) 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 하나 이상의 프로세서(마이크로 컴퓨터), 또는 3) 그들의 조합을 포함하는 회로로서 구성된다. 화상처리부(20)는 3개의 기판 마크(Wm)의 위치를 상대좌표계의 좌표인 상대좌표로서 기억하고 있다.
도 3이 나타내는 바와 같이, 화상처리부(20)는 교정처리에 있어서, 교정용 기판(W0)의 표면화상(IM1)에 대한 화상 해석을 행한다(스텝S11). 즉, 화상처리부(20)는 기판 마크(Wm)를 검출하기 위한 에지 검출 등을 표면화상(IM1)에 실시하고, 마크 카메라(11)의 카메라 좌표계에 있어서, 광축(1A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대위치를 산출한다. 또한, 화상처리부(20)는 카메라 좌표계에서의 광축(1A)의 위치를, 예를 들어 표면화상(IM1)의 중심으로 한다.
이어서, 화상처리부(20)는 교정용 기판(W0)의 제1 이면화상(IM2)에 대한 화상 해석을 행한다(스텝S12). 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 제1 이면화상(IM2)에 실시하고, 로드 카메라(12)의 카메라 좌표계에 있어서, 광축(2A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대위치를 산출한다. 또한, 화상처리부(20)는 카메라 좌표계에서의 광축(2A)의 위치를, 예를 들어 제1 이면화상(IM2)의 중심으로 한다.
이어서, 화상처리부(20)는 마크 카메라(11)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 그 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 상기 상대좌표계에 있어서, 마크 카메라(11)의 광축위치를 산출한다. 또한, 화상처리부(20)는 로드 카메라(12)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 그 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 로드 카메라(12)의 광축위치를 상기 상대좌표계로 산출한다(스텝S13). 즉, 화상처리부(20)는 3개의 마크 카메라(11)의 광축(1A)간에서의 상대위치 및 3개의 로드 카메라(12)의 광축(2A)간에서의 상대위치를 산출한다. 화상처리부(20)는 카메라간의 상대위치의 일례로서, 각 마크 카메라(11)의 광축위치 및 각 로드 카메라(12)의 광축위치를 기억한다. 화상처리부(20)는 교정처리를 행할 때마다 각 마크 카메라(11)의 광축위치 및 각 로드 카메라(12)의 광축위치를 갱신한다.
이와 같이, 표면촬영부에서의 카메라간의 상대위치와, 이면촬영부에서의 카메라간의 상대위치가 공통되는 기판 마크(Wm)의 촬영에 의해 산출된다. 또한, 이들 표면촬영부에서의 카메라간의 상대위치와, 이면촬영부에서의 카메라간의 상대위치는 이하의 형태로도 얻어진다. 즉, 각 마크 카메라(11)가 제1 교정용 기판의 기판 마크(Wm)를 촬영하고, 각 로드 카메라(12)가 제2 교정용 기판의 기판 마크(Wm)를 촬영하고, 이들의 촬영 결과로부터 특별한 상대위치를 산출하는 것도 가능하다. 단, 특별한 교정용 기판을 촬영하는 형태에서는, 교정용 기판간에서의 기판 마크(Wm)의 위치의 오차나, 교정용 기판간에서의 반송 오차 등이 표리의 촬영 결과에 특별히 포함되어 버린다. 이 점, 공통되는 기판 마크(Wm)를 표리에서 한번에 촬영하는 형태이면, 표면촬영부에서의 카메라간의 상대위치와, 이면촬영부에서의 카메라간의 상대위치에 상술한 오차가 포함되이 것을 억제된다.
[표면위치의 특정처리 : EFEM(10)]
화상처리부(20)는 표면위치의 특정처리에 있어서, 처리기판(W)의 각 표면화상(IM1)을 이용하여, 패턴 중심의 위치를 산출한다. 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 각 표면화상(IM1)에 실시하고, 마크 카메라(11)의 카메라 좌표계에 있어서, 기판 마크(Wm)의 위치를 산출한다. 이어서, 화상처리부(20)는 상기 각 마크 카메라(11)의 광축위치와, 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치로부터 기판 마크(Wm)간의 상대위치를 산출한다. 그리고, 화상처리부(20)는 패턴 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 기판 마크(Wm)의 상대위치를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서, 패턴 중심의 위치를 산출한다.
[이면위치의 특정처리 : EFEM(10)]
이어서, 처리기판(W)을 이용한 이면위치의 특정처리를 설명한다. 도 4 (a)는 이면(WR)과 대향하는 방향에서 본 처리기판(W)의 평면도이며, 도 4(b)는 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계와, 광축(2A)의 상대위치를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4 (a) (b)에서는 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 설명하는 편의상, 3대의 로드 카메라(12) 중의 1대만을 도시한다.
도 4가 나타내는 바와 같이, 처리기판(W)의 외주부(Wp)는 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)를 구비한다. 평탄부(Wp1)는 처리기판(W)의 표면(WF)을 따라 넓어지는 평면부분 및 처리기판(W)의 이면(WR)을 따라 넓어지는 평면부분이다. 각 베벨부(Wp2)는 처리기판(W)의 두께방향을 따르는 단면(도 4(b) 참조)에 있어서, 곡률중심이 베벨부(Wp2)에 대하여 처리기판(W)의 중심측에 위치하는 곡률을 갖는다.
로드 카메라(12)의 촬영영역(2Z)은 평탄부(Wp1)의 일부와, 그 일부에 연결되는 베벨부(Wp2)를 포함한다. 로드 카메라(12)의 광축(2A)은, 예를 들어 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 근방에 위치한다. 외주부(Wp)에 조사되는 광은 처리기판(W)에 대한 로드 카메라(12)측(이면측)으로부터, 로드 카메라(12)의 광축(2A)을 따라 진행하는 평행광이어도 되고, 로드 카메라(12)의 광축(2A)과는 다른 방향으로 진행하는 평행광이어도 된다. 외주부(Wp)에 조사되는 광의 광축과, 로드 카메라(12)의 광축(2A)이 일치하는 텔레센트릭 광학계를 로드 카메라(12)가 구비하는 경우, 로드 카메라(12)는 예를 들어 텔레센트릭 광학계를 이용하여, 외주부(Wp)에 광을 조사한다. 처리기판(W)의 외주부(Wp)에 조사되는 광의 광축과 로드 카메라(12)의 광축(2A)이 다른 경우, 외주부(Wp)에 광을 조사하는 조사부는 로드 카메라(12)와는 별체이며, 처리기판(W)에 대하여 로드 카메라(12)와 같은 쪽에 위치한다.
로드 카메라(12)는 촬영영역(2Z)으로부터 반사되는 광에 의한 화상을 형성한다. 로드 카메라(12)가 촬영하는 제1 이면화상(IM2)은 평탄부(Wp1)에서 반사된 광에 의한 제1 상(IM21)과, 그 평탄부(Wp1)로 이어지는 베벨부(Wp2)에서 반사된 광에 의한 제2 상(IM22)를 포함한다.
예를 들면, 이면(WR)와 직교하는 방향을 따라 이면(WR)에 평행광이 조사될 때, 평탄부(Wp1)에 입사하는 광의 입사각은 거의 0°이며, 평탄부(Wp1)로부터 출사되는 정반사광의 반사각도 거의 0°이다. 그 때문에, 이면(WR)과 직교하는 광축을 갖는 로드 카메라(12)는 매우 높은 명도로 제1 상(IM21)을 생성한다. 이에 대하여, 베벨부(Wp2)는 곡면이기 때문에 베벨부(Wp2)에 입사한 광의 입사각은 0°부터 처리기판(W)의 윤곽(E)으로 향하여 연속적으로 바뀌고, 베벨부(Wp2)로부터 출사되는 정반사광의 반사각은 0°보다도 더욱 크게 바뀐다. 그 때문에, 이면(WR)과 직교하는 광축을 가진 로드 카메라(12)는 제1 상(IM21)과 비교해서 매우 낮은 명도로 제2 상(IM22)을 생성한다. 결과적으로, 제1 이면화상(IM2)에서는 제1 상(IM21)과 제2상(IM22) 사이에서 콘트라스트에 큰 차이가 생긴다.
화상처리부(20)는 제1 이면화상(IM2)에 대하여 콘트라스트에 기초하는 에지 검출을 행하고, 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계를 추출한다. 그리고, 화상처리부(20)는 추출된 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계, 즉 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 처리기판(W)의 외형의 일부(경계부분)로서 특정한다. 화상처리부(20)는 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계의 위치를 상대좌표계로 산출하고, 그것에 의해 처리기판(W)의 외형을 특정한다.
도 5는 로드 카메라(12)가 촬영한 화상의 일례이다.
도 5가 나타내는 바와 같이, 제1 이면화상(IM2)은 처리기판(W)의 상(IMW)과, 처리기판(W)의 배경상(IMB)을 포함한다. 처리기판(W)의 상(IMW) 중에서 상대적으로 명도가 높은 부분이 평탄부(Wp1)의 상, 즉 제1 상(IM21)이다. 이에 대하여, 처리기판(W)의 상(IMW) 중에서 상대적으로 명도가 낮은 부분이 베벨부(Wp2)의 상, 즉 제2 상(IM22)이다. 처리기판(W)의 배경상(IMB)에서의 명도는 제1 상(IM21)의 명도보다도 낮되, 제2 상(IM22)의 명도보다도 높다.
여기서, 처리기판(W)의 윤곽(E)이란, 처리기판(W)에서 가장 외측에 위치하는 점을 연결한 외형선이며, 베벨부(Wp2)의 외형선이기도 하다. 상술한 바와 같이, 이 베벨부(Wp2)는 통상 소정의 곡률을 가진 곡면으로 구성된다. 베벨부(Wp2)의 곡면은 처리기판(W)의 윤곽(E)으로 향하여 처리기판(W)의 상(IMW)의 명도를 서서히 낮게 하고, 베벨부(Wp2)의 상인 제2 상(IM22)과, 처리기판(W)의 배경상(IMB)의 경계를 불명료하게 한다. 그리고, 제2 상(IM22)과 배경상(IMB)의 경계에서 처리기판(W)의 윤곽(E)을 검출할 때에는, 그 위치의 정밀도에 큰 오차를 생기게 한다. 특히, 처리기판(W)의 위치에 수㎛의 정밀도가 요구되는 검출에서는, 상술한 경계에서의 불명료함이 매우 큰 오차가 된다.
이에 대하여, 베벨부(Wp2)와 평탄부(Wp1)의 경계는 처리기판(W)에 있어서 면방향이 바뀌는 경계이며, 예를 들어 평탄부(Wp1)와 대향하는 방향에서의 촬영에서는 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계가 명확히 검출된다. 그 때문에, 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계가 처리기판(W)의 외형으로서 특정되는 상기 구성이면, 그 외형을 이용한 처리기판(W)의 위치의 검출에 있어서, 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
화상처리부(20)는 이면위치의 특정처리에 있어서, 처리기판(W)의 각 제1 이면화상(IM2)을 이용하여, 제1 이면 중심의 위치를 산출한다. 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 각 제1 이면화상(IM2)에 실시하고, 로드 카메라(12)의 카메라 좌표계에 있어서, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계부분의 위치를 산출한다. 이어서, 화상처리부(20)는 각 로드 카메라(12)의 광축위치와, 카메라 좌표계에서의 경계부분의 위치로부터 경계부분간의 상대위치를 산출한다. 그리고, 화상처리부(20)는 제1 이면중심을 중심으로 하는 가상원이 각 경계부분을 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 제1 이면중심의 위치를 산출한다.
[증착장치]
도 6을 참조하여, 상기 EFEM(10)을 탑재한 증착장치(30)를 설명한다. 또한, 증착장치(30)는 EFEM(10)과 증착 챔버(34)를 구비하고 있으면 된다.
도 6이 나타내는 바와 같이, 증착장치(30)는 반송 챔버(31)를 구비하고, 반송 챔버(31)에는 게이트 밸브를 개재하여 반출입 챔버(32)가 접속되어 있다. 반송 챔버(31)는 기판(W, W0)을 반송하는 반송 로봇을 구비한다. 반출입 챔버(32)는 반송 챔버(31)의 외부로부터 반송 챔버(31)로 기판(W, W0)을 반입하되, 반송 챔버(31)로부터 반송 챔버(31)의 외부로 기판(W, W0)을 반출한다. 반출입 챔버(32)에는 게이트 밸브를 통해 EFEM(10)이 접속되어 있다. EFEM(10)은 반출입 챔버(32)에 교정용 기판(W0)을 반송하되, 반출입 챔버(32)로부터 교정용 기판(W0)을 반입한다. EFEM(10)은 반출입 챔버(32)에 성막 전의 처리기판(W)을 반송하되, 반출입 챔버(32)로부터 성막 후의 처리기판(W)를 반입한다.
반송 챔버(31)에는 2개의 증착 챔버(34), 반전 챔버(35) 및 스퍼터 챔버(36)가 접속되어 있다. 각 챔버는 게이트 밸브를 통해 반송 챔버(31)에 접속되어 있다. 증착 챔버(34)는 진공증착법에 의해 처리기판(W)에 소정의 박막을 형성한다. 반전 챔버(35)는 반전 챔버(35)에 반입된 처리기판(W)를 반전시킨다. 반전 챔버(35)에서의 반전은 연직방향에서의 처리기판(W)의 표면(WF)과 이면(WR)의 위치를 처리기판(W)이 반전 챔버(35)에 반입되었을 때와, 반전 챔버(35)로부터 반출될 때 사이에서 반대로 하는 것이다. 스퍼터 챔버(36)는 스퍼터법에 의해 처리기판(W)에 소정의 박막을 형성한다.
증착장치(30)는 제어장치(30C)를 구비하고, 제어장치(30C)는 상술한 화상처리부(20)를 포함하고, 증착장치(30)가 구비하는 각 챔버(31, 32, 34, 35, 36)의 구동을 제어한다. 제어장치(30C)는 예를 들어 반송 로봇의 구동을 제어하여, 반송 챔버(31)에 접속된 하나의 챔버로부터 다른 챔버로, 반송 챔버(31)를 개재하여 반송 로봇에 처리기판(W)을 반송시킨다. 제어장치(30C)는 예를 들어 각 증착 챔버(34)에서의 성막처리 및 스퍼터 챔버(36)에서의 성막처리에 관한 기구의 구동을 제어함으로써, 각 증착 챔버(34) 및 스퍼터 챔버(36)에 소정의 박막을 형성시킨다.
[증착 챔버의 구성]
도 7부터 도 9를 참조하여 증착 챔버(34)의 구성을 설명한다. 이하에서는 증착 챔버(34)의 구성 중에서 교정처리에 이용되는 구성 및 처리기판(W)에 증착을 행하기 위한 기구인 증착 기구의 구성을 주로 설명한다.
도 7이 나타내는 바와 같이, 증착 챔버(34)는 승화시킨 증착재료를 방출하는 증착원(41)과, 복수의 증착 카메라(42)와, 기판(W, W0)을 지지하는 기판 홀더(43)와, 증착 마스크(M)를 지지하는 마스크 홀더(44)와, 구동원(45)과, 구동기구(46)를 구비한다. 증착 챔버(34)에 있어서, 증착원(41), 기판 홀더(43) 및 마스크 홀더(44)를 수용하는 틀체(47)는 배기 시스템에 접속되어 소정의 압력까지 감압된다. 복수의 증착 카메라(42)는 상술한 EFEM(10)의 복수의 로드 카메라(12)와 마찬가지로 이면촬영부로서 기능한다. 또한, 이하에서는 3대의 증착 카메라(42)를 구비하는 예를 설명한다.
증착원(41)은 증착재료를 가열함으로써, 증착재료(42M)에 의한 박막을 처리기판(W)의 표면(WF)에 형성한다. 증착원(41)에는 예를 들어 저항 가열식의 증착원, 유도 가열식의 증착원 및 전자 빔을 구비하는 증착원 등을 이용할 수 있다. 증착재료(42M)는 증착원(41)에 의해 가열됨으로써 증발하는 재료이며, 처리기판(W)의 표면(WF)에 형성되는 박막의 재료이다. 증착재료(42M)는 예를 들어 유기물이지만, 무기물일 수 있다.
3대의 증착 카메라(42)는 예를 들어 CCD 카메라이며, 각 기판 마크에 1대씩 대응된다. 각 증착 카메라(42)는 기판 홀더(43)에 지지되는 기판(W, W0)보다도 상방(이측)이되, 틀체(47)의 외측에 고정되어 있다. 각 증착 카메라(42)의 광축(4A)의 위치는 다른 증착 카메라(42)의 광축(4A)의 위치에 대하여 고정되어 있다. 각 증착 카메라(42)는 기판(W, W0)의 이면(WR)과 대향하고, 각각의 부분을 촬영한다(이면촬영한다).
각 증착 카메라(42)가 촬영한 화상은 제2 이면화상(IM4)이다. 교정용 기판(W0)의 제2 이면화상(IM4)은 교정용 기판(W0)을 통한 기판 마크(Wm)의 투과 화상을 포함한다. 화상처리부(20)는 교정용 기판(W0)의 제2 이면화상(IM4)을 교정처리에 이용한다. 처리기판(W)의 제2 이면화상(IM4)은 처리기판(W)의 외주부(Wp)를 포함한다. 화상처리부(20)는 처리기판(W)의 제2 이면화상(IM4)을 이면위치의 특정처리에 이용한다.
기판 홀더(43)는 3대의 증착 카메라(42)와 증착원(41) 사이에 위치한다. 기판 홀더(43)는 가상적인 배치영역(WA)을 정한다. 배치영역(WA)은 기판(W, W0)이 배치되어야 할 목표의 영역이다. 기판 홀더(43)는 반전 챔버(35)로부터 증착 챔버(34)에 반입되는 기판(W, W0)을 지지한다. 기판 홀더(43)는 증착 챔버(34)로부터 반전 챔버(35)에 기판(W, W0)을 반출 가능하게 한다. 기판 홀더(43)는 처리기판(W)의 표면(WF)을 증착원(41)측(도 7의 하측)으로 향하여 표면(WF)의 외주부(Wp)를 지지하고, 처리기판(W)의 이면(WR)과 3대의 증착 카메라(42)를 대향시킨다.
이 때, 예를 들면, 기판 홀더(43) 등의 장애물이 존재하기 때문에, 표면(WF)에 위치하는 기판 마크(Wm)는 표면(WF)과 대향하는 쪽에서는 촬영되기 어렵다. 또한, 표면(WF)에 위치하는 기판 마크(Wm)는 처리기판(W)이 비투과성을 갖기 때문에, 처리기판(W)이 수용된 상태에서는 이면(WR)과 대향하는 쪽에서도 촬영되기 어렵다. 즉, 기판 홀더(43)가 처리기판(W)을 지지하는 상태에서는 기판 마크(Wm)의 위치를 검출하기가 어렵게 되어 있다.
마스크 홀더(44)는 3대의 증착 카메라(42)와 증착원(41) 사이에 위치한다. 마스크 홀더(44)는 가상적인 배치영역(MA)을 정한다. 배치영역(MA)은 증착 마스크(M)가 배치되어야 할 목표의 영역이다. 마스크 홀더(44)는 증착 마스크(M)의 외주부를 지지하고, 기판(W, W0)의 표면(WF)과 증착 마스크(M)를 대향시킨다. 증착 마스크(M)는 기판(W)의 표면(WF)에 소정의 패턴을 형성하기 위한 개구를 갖는다. 마스크 홀더(44)는 기판(W, W0)에 대한 증착원(41)측에 증착 마스크(M)를 배치한다. 증착 마스크(M)는 처리기판(W)에서의 둘레방향의 전체에서, 처리기판(W)으로부터 밀려나오는 크기를 갖는다. 증착 마스크(M)는 처리기판(W)으로부터 밀려나온 부분에 3개의 마스크 마크(Mm)을 갖는다. 또한, 증착 마스크(M)가 갖는 마스크 마크(Mm)는 증착 카메라(42)에 의한 촬영에 의해, 증착 마스크의 중심위치를 특정하는 것이 가능하게 되어 있다.
구동원(45)은 구동기구(46)를 구동하기 위한 동력을 출력한다. 구동기구(46)는 구동원(45)의 동력을 받아 기판 홀더(43)를 수평방향으로 이동시킨다. 또한, 구동기구(46)는 구동원(45)의 동력을 받아 마스크 홀더(44)와 기판 홀더(43)를 기판(W, W0)의 둘레방향으로 회전시킨다. 구동기구(46)는 기판 홀더(43)의 독립된 회전과, 마스크 홀더(44)의 독립된 회전과, 기판 홀더(43)과 마스크 홀더(44)를 일체로 한 회전을 전환한다. 또한, 구동기구(46)는 구동원(45)의 동력을 받아 마스크 홀더(44)와 기판 홀더(43)를 승강시킨다. 구동기구(46)는 기판 홀더(43)의 독립된 승강과, 마스크 홀더(44)의 독립된 승강과, 기판 홀더(43)와 마스크 홀더(44)를 일체로 한 승강을 전환한다.
예를 들면, 기판 홀더(43)의 독립된 수평방향에서의 이동이나, 기판 홀더(43)의 독립된 회전은, 처리기판(W)의 패턴 중심과 증착 마스크(M)의 중심인 마스크 중심과의 정합에 이용된다. 마스크 홀더(44)의 독립된 회전은 증착 마스크(M)를 소정의 위치에 배치하기 위해 이용된다. 기판 홀더(43)와 마스크 홀더(44)를 일체로 한 회전은 처리기판(W)의 표면에 증착재료를 증착시킬 때에 이용된다.
예를 들면, 기판 홀더(43)의 독립된 승강은 기판(W, W0)의 반입 및 반출이나, 증착용의 소정위치로의 처리기판(W)의 배치에 이용된다. 마스크 홀더(44)의 독립된 승강은 증착 마스크(M)의 반입 및 반출이나, 증착용의 소정위치로의 증착 마스크(M)의 배치에 이용된다. 기판 홀더(43)와 마스크 홀더(44)를 일체로 한 승강은 처리기판(W) 및 증착 마스크(M)를 일체로 하여 회전시킬 때의 이동에 이용된다.
도 8은 각 증착 카메라(42)가 촬영하는 영역을 나타낸다. 또한, 처리기판(W)과 교정용 기판(W0)에서는 각 증착 카메라(42)가 촬영하는 영역에 대한 상대적인 위치가 거의 같기 때문에, 도 8에서는 설명의 편의상, 각 증착 카메라(42)가 촬영하는 영역을 교정용 기판(W0)에 겹쳐서 나타낸다.
도 8이 나타내는 바와 같이, 교정용 기판(W0)은 배치영역(WA)에 배치되고, 증착 마스크(M)는 배치영역(MA)에 배치된다. 마스크 마크(Mm)의 위치는 교정용 기판(W0)의 윤곽(E)보다 외측에 위치한다. 마스크 마크(Mm)는 교정용 기판(W0)의 이면(WR)과 대향하는 평면에서 보아 직사각형상을 갖지만, 직사각형과는 다른 형상, 예를 들어 십자형상 등을 가져도 된다.
각 증착 카메라(42)는 화상을 촬영하는 영역을 촬영영역(4Z)(도 8에서의 이점쇄선의 소원)으로서 정한다. 각 촬영영역(4Z)은 배치영역(WA)의 둘레방향으로 거의 균등분배되어 있다. 증착 카메라(42)의 광축(4A)은 촬영영역(4Z)의 중심에 위치한다. 각 촬영영역(4Z)은 각각의 마스크 마크(Mm)와, 각각의 기판 마크(Wm)의 투과 화상을 포함한다. 또한, 촬영영역(4Z)은 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 포함한다.
[교정처리 : 증착 챔버(34)]
도 9가 나타내는 바와 같이, 화상처리부(20)는 교정처리에 있어서, 교정용 기판(W0)의 제2 이면화상(IM4)에 대한 화상 해석을 행한다(스텝S21). 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 각 제2 이면화상(IM4)에 실시하고, 증착 카메라(42)의 카메라 좌표계에 있어서, 광축(4A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대위치를 산출한다. 또한, 화상처리부(20)는 카메라 좌표계에서의 광축(4A)의 위치를, 예를 들어 제2 이면화상(IM4)의 중심으로 한다.
이어서, 화상처리부(20)는 증착 카메라(42)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 그 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 상기 상대좌표계에 있어서 증착 카메라(42)의 광축위치를 산출한다 (스텝S22). 즉, 화상처리부(20)는 3개의 증착 카메라(42)의 광축(4A)간에서의 상대위치를 산출한다. 화상처리부(20)는 카메라간의 상대위치의 일례로서, 각 증착 카메라(42)의 광축위치를 기억한다. 화상처리부(20)는 교정처리를 행할 때마다 각 증착 카메라(42)의 광축위치를 갱신한다.
[이면위치의 특정처리 : 증착 챔버(34)]
화상처리부(20)는 이면위치의 특정처리에 있어서, 증착 마스크(M)의 각 제 2이면화상(IM4)을 이용하여 마스크 중심의 위치를 산출한다. 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 각 제2 이면화상(IM4)에 실시하고, 증착 카메라(42)의 카메라 좌표계에 있어서 마스크 마크(Mm)의 위치를 산출한다. 이어서, 화상처리부(20)는 각 증착 카메라(42)의 광축위치와, 카메라 좌표계에서의 마스크 마크(Mm)의 위치로부터 마스크 마크(Mm)간의 상대위치를 산출한다. 그리고, 화상처리부(20)는 마스크 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 마스크 마크(Mm)의 상대위치를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 마스크 중심의 위치를 산출한다.
화상처리부(20)는 이면위치의 특정처리에 있어서, 처리기판(W)의 각 제 2이면화상(IM4)을 이용하여, 제2 이면중심의 위치를 산출한다. 즉, 화상처리부(20)는 에지 검출 등을 각 제2 이면화상(IM4)에 실시하고, 증착 카메라(42)의 카메라 좌표계에 있어서, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계부분의 위치를 산출한다. 이어서, 화상처리부(20)는 각 증착 카메라(42)의 광축위치와, 카메라 좌표계에서의 경계부분의 위치로부터 경계부분간의 상대위치를 산출한다. 그리고, 화상처리부(20)는 제2 이면중심을 중심으로 하는 가상원이 각 경계부분을 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 제2 이면중심의 위치를 산출한다.
[작용]
도 10을 참조하여 제어장치(30C)가 행하는 교정처리, 표면위치의 특정처리, 이면위치의 특정처리 및 위치맞춤처리를 설명한다.
[교정처리 : 제어장치(30C)]
제어장치(30C)는 교정처리에 있어서, 우선 EFEM(10)의 배치영역(WA)에 교정용 기판(W0)을 배치시킨다. 이어서, 제어장치(30C)는 기판 마크(Wm)를 포함하는 표면화상(IM1)을 각 마크 카메라(11)에 촬영시킨다. 또한, 제어장치(30C)는 기판 마크(Wm)의 투과 화상을 포함하는 제1 이면화상(IM2)을 각 로드 카메라(12)에 촬영시킨다. 계속해서, 제어장치(30C)는 교정용 기판(W0)을 증착 챔버(34)에 반입하고, 기판 마크(Wm)의 투과 화상과 마스크 마크(Mm)를 포함하는 제2 이면화상(IM4)을 증착 카메라(42)에 촬영시킨다.
그리고, 제어장치(30C)는 표면화상(IM1)과, 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 카메라(11)간의 상대위치인, 각 마크 카메라(11)의 광축위치(P1)를 산출한다. 또한, 제어장치(30C)는 제1 이면화상(IM2)과, 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 카메라(12)간의 상대위치인, 각 로드 카메라(12)의 광축위치(P2)를 산출한다. 제어장치(30C)는 제2 이면화상(IM4)과, 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 카메라(42)간의 상대위치인, 각 증착 카메라(42)의 광축위치(P3)를 산출한다.
제어장치(30C)는 이들 각 마크 카메라(11)의 광축위치(P1), 각 로드 카메라(12)의 광축위치(P2) 및 각 증착 카메라(42)의 광축위치(P3)를 기억한다. 또한, 제어장치(30C)는 소정 매수의 처리기판(W)의 처리가 행해질 때마다 상기 교정처리를 행한다.
[표면위치의 특정처리]
제어장치(30C)는 표면위치의 특정처리에 있어서, 우선 배치영역(WA)에 처리기판(W)을 배치시킨다. 이어서, 제어장치(30C)는 기판 마크(Wm)를 포함하는 표면(WF)의 표면화상(IM1)을 각 마크 카메라(11)에 촬영시킨다.
그리고, 제어장치(30C)는 표면화상(IM1)과, 각 마크 카메라(11)의 광축위치(P1)를 이용하여, 패턴 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 기판 마크(Wm)를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 패턴 중심의 위치를 산출한다.
[이면위치의 특정처리]
제어장치(30C)는 이면위치의 특정처리에 있어서, 우선 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 포함하는 제1 이면화상(IM2)을 각 로드 카메라(12)에 촬영시킨다. 이어서, 제어장치(30C)는 처리기판(W)을 증착 챔버(34)에 반입하고, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계와 마스크 마크(Mm)를 포함하는 제2 이면화상(IM4)을 각 증착 카메라(42)에 촬영시킨다.
그리고, 제어장치(30C)는 제1 이면화상(IM2)과, 각 로드 카메라(12)의 광축위치(P2)를 이용하여, 제1 이면중심을 중심으로 하는 가상원이 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 제1 이면중심의 위치를 산출한다. 또한, 제어장치(30C)는 제2 이면화상(IM4)과, 각 증착 카메라(42)의 광축위치(P3)를 이용하여, 제2 이면중심을 중심으로 하는 가상원이 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 제2 이면중심의 위치를 산출한다. 또한, 제어장치(30C)는 제2 이면화상(IM4)과, 각 증착 카메라(42)의 광축위치(P3)를 이용하여, 마스크 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 마스크 마크(Mm)를 통과하도록 상기 상대좌표계에 있어서 마스크 중심의 위치를 산출한다.
또한, 이면위치의 특정처리는 상술한 표면위치의 특정처리와 함께, EFEM(10)의 배치영역(WA)에 배치된 처리기판(W)에 대하여 행하는 것이 가능하다. 이 때, EFEM(10)에서의 각 마크 카메라(11)에 의한 기판 마크(Wm)의 촬영과, 각 로드 카메라(12)에 의한 평탄부(Wp1) 및 베벨부(Wp2)의 촬영은 동시에 행해도 되고, 각각의 타이밍으로 행해도 된다. 2개의 촬영을 각각의 타이밍으로 행할 때에는, 각 마크 카메라(11)에 의한 촬영을 각 로드 카메라(12)에 의한 촬영보다 먼저 행해도 되고, 각 로드 카메라(12)에 의한 촬영을 각 마크 카메라(11)에 의한 촬영보다 먼저 행해도 된다. 2개의 촬영을 각각의 타이밍으로 행할 때에는, 2개의 촬영 사이에 처리기판(W)를 회전시켜도 된다.
또한, 각 마크 카메라(11)에 의한 기판 마크(Wm)의 촬영은 동시에 행해도 되고, 각각의 타이밍으로 행해도 되고, 각 로드 카메라(12)에 의한 평탄부(Wp1) 및 베벨부(Wp2)의 촬영도 동시에 행해도 되고, 각각의 타이밍으로 행해도 된다. 덧붙여서, 하나의 카메라에 의해 촬영을 행할 때마다 처리기판(W)를 회전시켜도 된다. 특히, 기판 마크(Wm)의 위치는 처리기판(W)마다 다를 수 있고, 또한 처리기판(W)의 위치를 하나의 위치에 고정한 상태에서는 모든 기판 마크(Wm)를 촬영할 수 없는 경우가 있다. 이 경우에는, 하나의 기판 마크(Wm)를 촬영할 때마다 처리기판(W)을 회전시키면 된다. 처리기판(W)을 회전시키면서 복수의 기판 마크를 촬영할 경우에는, 복수의 기판 마크간에서의 상대위치를 기판(W)의 회전각도에 의해 파악할 수 있다. 또한, 처리기판(W)의 회전각도는 회전각도를 검출하는 검출부에 의해 검출하는 것이 가능하며, 검출부로는 예를 들어 인코더를 이용할 수 있다.
[위치맞춤처리]
제어장치(30C)는 예를 들어 n매째(n은 1이상의 정수)의 처리기판(W)의 촬영에 의한 패턴 중심 및 제1 이면중심을 이용하여, 패턴 중심과 제1 이면중심과의 어긋남량(△x, △y, △θ)을 산출한다. 이어서, 제어장치(30C)는 n매째의 처리기판(W)을 증착 챔버(34)에 반입한다. 그리고, 제어장치(30C)는 n매째의 처리기판(W)의 제2 이면 중심에 상기 어긋남량을 반영시켜서, 반영 후의 제2 이면중심을 마스크 중심에 맞추기 위한 보정량을 산출한다. 제어장치(30C)는 이 보정량에 상당하는 구동량으로 구동기구(46)을 구동시키기 위해, 구동원(45)을 구동하기 위한 구동신호(SIG)를 출력한다.
이와 같이, 상술한 증착장치(30)에 의하면, 마크 카메라(11)의 카메라 좌표계, 로드 카메라(12)의 카메라 좌표계 및 증착 카메라(42)의 카메라 좌표계라는 3개의 각각의 카메라 좌표계를 단일의 교정용 기판(W0)에 의해 교정하는 것이 가능하다. 이로 인해, 각 카메라 좌표계에 있어서 서로 좌표의 변환을 행하는 것이 가능하다. 바꿔 말하면, 각 카메라 좌표계에 있어서 서로 좌표의 변환을 행할 때에 좌표의 변환에 따르는 위치 어긋남을 억제하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시예에 의하면, 이하에 열거하는 효과가 얻어진다.
(1) 이면촬영에 의한 처리기판(W)의 위치의 검출 정밀도를 표면촬영에 의한 처리기판(W)의 위치의 검출 정밀도, 즉 기판 마크(Wm)의 촬영에 의한 검출 정밀도와 같은 정도까지 높일 수 있다. 결과적으로, 이면촬영의 결과만이 얻어지는 처리의 환경, 예를 들어 상술한 증착 처리가 행해지는 환경이라도 표면촬영의 결과에 의한 위치의 정밀도와 같은 정도로 기판(W)의 위치의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
(2) 특히, 패턴 위치에 따라 기판의 반송이 행해지는 스퍼터 성막과, 이면위치에 따라 기판의 반송이 행해지는 증착 성막 사이에서, 각 처리 상태의 정합을 꾀할 수도 있게 된다.
(3) EFEM(10)에서 이면촬영이 행해지되, 증착 챔버(34)에서도 이면촬영이 행해지고, EFEM(10)에서의 제1 이면위치와, 증착 챔버(34)에서의 제2 이면위치를 정합시키도록 처리기판(W)이 증착 챔버(34)로 반송된다. 결과적으로, EFEM(10)에서 얻어지는 상기(1)에 준한 효과를 증착 챔버(34)에서 얻을 수도 있게 된다.
(4) 특히, 증착 성막이나 플라즈마 성막 등의 가열을 수반하는 처리는 그 처리의 환경 하에 놓인 카메라의 광축을 경시적으로 변위시킨다. 이 점, 상술한 구성이라면, 증착 챔버(34)에서의 증착 카메라(42)간의 상대위치가 교정처리마다에 갱신되기 때문에, (3)에 준한 효과를 장기간에 걸쳐 얻을 수도 있게 된다.
(5) 교정용 기판(W0)의 형상이나 사이즈가 처리기판(W)과 거의 같기 때문에, 처리기판(W)의 반송계와 교정용 기판(W0)의 반송계의 공통화를 꾀할 수 있게 된다. 이로 인해, 예를 들어 소정 매수의 처리기판(W)이 처리될 때마다, 반송 시스템의 가동 상태를 대폭 바꾸지 않고, 교정용 기판(W0)을 이용한 교정처리를 행할 수 있다. 결과적으로, 증착장치의 가동 효율의 저하를 억제하면서, 적절한 빈도에서의 교정처리의 실시를 확보할 수도 있게 된다.
(6) 교정용 기판(W0)의 열팽창율이 3ppm/℃ 이하이면, 교정용 기판(W0)에 생기는 열팽창이 충분히 작은 범위로 억제되고, 결과적으로, 교정용 기판(W0)의 열팽창에 기인한 검출의 오차를 저감할 수도 있게 된다.
(7) 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계를 콘트라스트에 기초하여 검출하고, 검출된 경계를 이용하여 처리기판(W)의 이면위치가 검출된다. 그 때문에, 처리기판(W)의 윤곽(E)으로부터 이면위치가 검출되는 구성과 비교하여, 이면위치의 검출 정밀도를 높일 수 있게 된다.
(8) 특히, 처리기판(W)이 비투과성을 갖는 구성에서는, 이면(WR)과 대향하는 쪽에서 기판 마크(Wm)를 광학적으로 검출할 수 없기 때문에, 상술한 점에 있어서 유용성이 높다.
(9) 증착 마스크(M)에 대한 처리기판(W)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 처리기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대위치에 관한 처리에 있어서, 그 처리 정밀도를 높일 수도 있게 된다.
또한, 상술한 실시예는 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
[위치의 특정처리]
·위치검출장치가 처리기판(W)의 위치의 특정에 이용하는 경계는, 처리기판(W)의 외주부(Wp) 중의 1개소여도 되고, 1개소 이상이어도 된다.
예를 들면, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상은 미시적으로는 베벨부(Wp2)의 가공마다, 즉 처리기판(W)마다 다르고, 각 처리기판(W)에 있어서 고유한 형상인 경우가 있다. 외주부(Wp) 중의 1개소의 경계로부터 처리기판(W)의 위치를 특정하는 구성에서는, 우선 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상을 처리기판(W)의 전체에 걸쳐 전체 둘레형상으로서 미리 수집한다. 그리고, 추출된 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상이 전체 둘레형상 중의 어느 부위인지를 특정 함으로써, 처리기판(W)의 위치를 특정한다.
또한, 제1 이면중심을 산출할 때와 제2 이면중심을 산출할 때에서는, 외주부(Wp) 중의 대략 동일한 베벨부(Wp2)를 포함하는 부분을 촬영하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 처리기판(W)의 위치를 검출하는 정밀도를 더욱 높일 수 있다. 또한, 제어장치(30C)는 처리기판(W)이 구비하는 노치 등의 특징점의 위치와, 처리기판(W)의 회전각도에 기초하여 로드 카메라(12)의 촬영영역(2Z)과 증착 카메라(42)의 촬영영역(4Z)에 외주부(Wp)에서의 대략 동일한 베벨부(Wp2)를 포함하는 부분을 위치시킬 수 있다.
[교정용 기판(W0)]
·교정용 기판(W0)은 기판 마크(Wm)로서, 예를 들어 교정용 기판(W0)을 관통하는 관통공을 구비할 수도 있다. 기판 마크(Wm)가 관통공인 구성이라도 상기(1)∼(9)에 준한 효과는 얻어진다.
또한, 기판 마크(Wm)가 박막 패턴인 구성이라면, 기판 마크(Wm)의 두께가 얇기 때문에, 표면관찰에 의한 기판 마크(Wm)의 위치와, 이면관찰에 의한 기판 마크(Wm)의 투과 화상의 위치가 거의 일치한다. 그 때문에, 기판 마크(Wm)가 박막 패턴인 구성은 기판 마크(Wm)가 관통공인 구성보다도 표리에서의 기판 마크(Wm)의 검출 정밀도, 나아가서는 기판의 위치의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
·교정용 기판(W0)은, 예를 들어 광반사성의 기판 마크(Wm)와, 그 주위를 덮는 반사 방지막을 구비하는 것도 가능하다. 틀체(13, 47)의 외측에 위치하되, 텔레센트릭 광학계를 구비하는 카메라(12, 42)에서는, 통상 틀체(13, 47)의 내측에 위치하는 카메라나, 텔레센트릭 광학계를 구비하지 않는 카메라와 비교하여, 교정용 기판(W0)과 대물 렌즈와의 거리, 즉 카메라의 작동거리가 크고, 대물면으로부터의 광 이외의 광이 대물 렌즈에 입사하기 쉽다.
이 점, 반사 방지막을 구비하는 교정용 기판(W0)이라면, 광반사성의 각 기판 마크(Wm)와, 그 주위를 덮는 반사 방지막이 대물면에서의 반사를 억제한다. 결과적으로, 작동거리가 큰 카메라(12, 42)라도 각 기판 마크(Wm)를 명확히 촬영할 수 있게 된다.
[증착장치]
·증착장치는 EFEM(10)에 표면촬영부만을 구비하고, 증착 챔버(34)에 이면촬영부를 구비하는 것도 가능하다. 표면촬영부와 이면촬영부가 각각의 틀체(13, 47)에 탑재되는 구성이라도 상기 (1)에 준한 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, EFEM(10)이 표면촬영부와 이면촬영부를 구비하는 구성이라면, 표면촬영부의 카메라와 이면촬영부의 카메라가 하나의 기판 마크(Wm)를 한번에 촬영하는 것이 가능하다. 그 때문에, 기판 마크(Wm)의 상대위치가 환경의 변화에 의해 변위하는 것을 억제하는 것, 나아가서는 기판의 위치의 검출 정밀도를 더욱 높일 수도 있게 된다.
E : 윤곽 M : 증착 마스크
W : 처리기판 MA, WA : 배치영역
Mm : 마스크 마크 P1, P2, P3 : 광축위치
W0 : 교정용 기판 WF : 표면
Wm : 기판 마크 Wp : 외주부
WR : 이면 IM1 : 표면화상
IM2 : 제1 이면화상 IM4 : 제2 이면화상
IMB : 배경상 SIG : 구동신호
Wp1 : 평탄부 Wp2 : 베벨부
IM21 : 제1 상 IM22 : 제2 상
1A, 2A, 4A : 광축 1Z, 2Z, 4Z : 촬영영역
10 : EFEM 10S : 스테이지
11 : 마크 카메라 12 : 로드 카메라
13, 47 : 틀체 20 : 화상처리부
30 : 증착장치 30C : 제어장치
31 : 반송 챔버 32 : 반출입 챔버
34 : 증착 챔버 35 : 반전 챔버
36 : 스퍼터 챔버 41 : 증착원
42 : 증착 카메라 42M : 증착재료
43 : 기판 홀더 44 : 마스크 홀더
45 : 구동원 46 : 구동기구

Claims (7)

  1. 비투과성의 기판인 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출장치에 있어서,
    광투과성의 기판인 교정용 기판의 표면이 복수의 기판 마크를 구비하고,
    상기 위치검출장치는,
    상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부와,
    상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부와,
    상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출하되,
    상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출하는 화상처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기판에 대하여 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 촬영하는 대상은 상기 처리기판의 표면에 위치하는 복수의 기판 마크를 포함하고,
    상기 처리기판에 대하여 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 촬영하는 대상은 상기 처리기판의 이면에 위치하는 평탄부와 그 평탄부로 이어지는 베벨부의 경계를 포함하고,
    상기 화상처리부는 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 촬영한 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 평탄부와 상기 베벨부의 콘트라스트에 기초하여 추출하고, 그 추출된 경계를 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과로서 이용하는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
  3. 비투과성의 기판인 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출방법에 있어서,
    표면에 복수의 기판 마크를 구비한 광투과성의 기판인 교정용 기판을 이용하여, 상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부에서 해당 복수의 기판 마크를 상기 교정용 기판의 표면측에서 촬영하는 것,
    상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부에서 해당 복수의 기판 마크를 상기 교정용 기판의 이면측에서 촬영하는 것,
    상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 화상처리부에서 산출하는 것,
    상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것,
    상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것,
    상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 상기 화상처리부에서 산출하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치검출방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이면촬영부의 각 카메라는 텔레센트릭 광학계를 구비하고, 상기 처리기판을 수용하는 틀체의 외측에서 상기 처리기판을 촬영하고,
    상기 교정용 기판은 광반사성의 각 기판 마크의 주위를 덮는 반사 방지막을 구비하는 위치검출방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 교정용 기판의 열팽창율은, 3ppm/℃ 이하인 위치검출방법.
  6. 비투과성의 기판인 처리기판의 표면에 증착을 행하기 위한 증착 챔버와,
    상기 처리기판의 위치를 검출하는 위치검출장치를 구비하고,
    광투과성의 기판인 교정용 기판의 표면은 복수의 기판 마크를 구비하고,
    상기 위치검출장치는,
    상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 표면촬영부와,
    상기 복수의 기판 마크 중의 하나에 각각 대응된 복수의 카메라를 포함하는 이면촬영부와,
    상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 표면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 표면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여 표면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출하되,
    상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 교정용 기판의 복수의 기판 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치를 산출하고, 상기 이면촬영부의 카메라간의 상대위치와, 상기 이면촬영부의 복수의 카메라가 상기 처리기판을 촬영한 결과를 이용하여, 이면촬영에 의한 상기 처리기판의 위치를 산출하는 화상처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    2개의 상기 이면촬영부와,
    외부로부터 상기 증착장치에 대상 기판을 반입하는 전단 모듈과,
    상기 전단 모듈이 반입한 상기 대상 기판의 표리를 반전시켜서 상기 증착 챔버에 상기 대상 기판을 반입하는 반전 챔버를 구비하고,
    상기 대상 기판은 상기 처리기판과 상기 교정용 기판 중의 선택된 일방이며,
    일방의 상기 이면촬영부는 상기 표면촬영부와 함께 상기 전단 모듈에 탑재되고,
    타방의 상기 이면촬영부는 상기 증착 챔버에 탑재되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
KR1020180071404A 2017-09-27 2018-06-21 위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치 KR102125839B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-186399 2017-09-27
JP2017186399A JP6490771B1 (ja) 2017-09-27 2017-09-27 位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190036450A KR20190036450A (ko) 2019-04-04
KR102125839B1 true KR102125839B1 (ko) 2020-06-23

Family

ID=65864426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180071404A KR102125839B1 (ko) 2017-09-27 2018-06-21 위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6490771B1 (ko)
KR (1) KR102125839B1 (ko)
CN (1) CN109554662B (ko)
TW (1) TWI665321B (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6472859B1 (ja) * 2017-10-04 2019-02-20 株式会社アルバック 位置検出装置、および、蒸着装置
KR20210127810A (ko) 2019-03-15 2021-10-22 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 증착 마스크 및 증착 마스크를 제조하고 사용하는 방법들
JP7325897B2 (ja) * 2019-04-18 2023-08-15 株式会社ディスコ 加工装置及び被加工物の加工方法
US11189516B2 (en) 2019-05-24 2021-11-30 Applied Materials, Inc. Method for mask and substrate alignment
US11538706B2 (en) 2019-05-24 2022-12-27 Applied Materials, Inc. System and method for aligning a mask with a substrate
WO2020251696A1 (en) 2019-06-10 2020-12-17 Applied Materials, Inc. Processing system for forming layers
US10916464B1 (en) 2019-07-26 2021-02-09 Applied Materials, Inc. Method of pre aligning carrier, wafer and carrier-wafer combination for throughput efficiency
KR102220194B1 (ko) * 2019-08-20 2021-02-25 주식회사 커미조아 보정용 패널, 패널검사용 보정장치 및 패널 검사장치의 보정방법
KR102221447B1 (ko) * 2019-09-24 2021-03-02 주식회사 커미조아 판재결함 검출방법 및 장치
CN112713102B (zh) * 2019-10-25 2022-07-15 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种图形对位检测方法
CN111554601B (zh) * 2020-04-27 2021-12-28 上海果纳半导体技术有限公司 晶圆前端传送系统
CN111554591B (zh) * 2020-04-27 2024-03-12 上海果纳半导体技术有限公司 半导体芯片处理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172686A (ja) 2003-12-12 2005-06-30 Moritex Corp 両面加工位置計測装置及びその方法
JP2010067705A (ja) 2008-09-09 2010-03-25 Adwelds:Kk アライメント方法およびアライメント装置
JP2010085179A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Yutaka:Kk 側面検査装置
JP2016110066A (ja) 2014-11-28 2016-06-20 キヤノン株式会社 位置決定装置、位置決定方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11350137A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd 真空成膜装置における基板支持装置
JP4658998B2 (ja) * 2007-06-04 2011-03-23 東京エレクトロン株式会社 シェル
JP2013001947A (ja) 2011-06-15 2013-01-07 Ulvac Japan Ltd アライメント装置
US9362153B2 (en) * 2014-01-23 2016-06-07 Metal Industries Research&Development Centre Method for aligning substrates in different spaces and having different sizes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172686A (ja) 2003-12-12 2005-06-30 Moritex Corp 両面加工位置計測装置及びその方法
JP2010067705A (ja) 2008-09-09 2010-03-25 Adwelds:Kk アライメント方法およびアライメント装置
JP2010085179A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Yutaka:Kk 側面検査装置
JP2016110066A (ja) 2014-11-28 2016-06-20 キヤノン株式会社 位置決定装置、位置決定方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6490771B1 (ja) 2019-03-27
KR20190036450A (ko) 2019-04-04
CN109554662A (zh) 2019-04-02
TWI665321B (zh) 2019-07-11
CN109554662B (zh) 2020-04-17
JP2019062105A (ja) 2019-04-18
TW201915199A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102125839B1 (ko) 위치검출장치, 위치검출방법, 및 증착장치
CN110004406B (zh) 蒸镀装置
JP7097691B2 (ja) ティーチング方法
JP5539154B2 (ja) アライメント方法、アライメント装置、及び有機el素子製造装置
JP7220060B2 (ja) 基板検査システム、電子デバイスの製造装置、基板検査方法、及び電子デバイスの製造方法
JP4884345B2 (ja) 画像処理装置
TW202008494A (zh) 搬運機構、電子零件製造裝置及電子零件的製造方法
JP2016062909A (ja) 基板搬送システム、基板搬送方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
CN102782830A (zh) 高机械手传输下减少或防止移动引起失真的工件表面成像方法
KR102291656B1 (ko) 위치검출장치 및 증착장치
KR101478898B1 (ko) 하전 입자빔 묘화 장치 및 하전 입자빔 묘화 방법
KR101476388B1 (ko) 하전 입자빔 묘화 장치 및 하전 입자빔 묘화 방법
KR20190069313A (ko) 증착 장치
CN105719986A (zh) 基片校准装置及半导体加工设备
WO2023210429A1 (ja) 基板搬送ロボットシステムおよび基板搬送ロボット
US10923371B2 (en) Metrology system for substrate deformation measurement
WO2020018635A1 (en) Substrate positioning apparatus and methods
TW202411037A (zh) 基板搬送機器人系統及基板搬送機器人
CN116075683A (zh) 周缘处理装置、周缘处理方法和计算机可读记录介质
JP2014086579A (ja) 真空チャンバ用反射部材
JP2001060544A (ja) 被処理体の位置合わせ方法及び被処理体の位置合わせシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant