KR102212541B1

KR102212541B1 - 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법

Info

Publication number: KR102212541B1
Application number: KR1020190015593A
Authority: KR
Inventors: 고키 이세타니; 노조무 하라
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2021-02-04
Also published as: JP7045890B2; CN110308626B; TWI700550B; CN110308626A; JP2019164264A; KR20190110429A; TW201940966A

Abstract

[과제]
기판에 형성된 복수의 마크를 복수의 카메라로 촬영하는데 있어서, 장치의 코스트 업 및 제어의 복잡화를 경감하는 기술을 제공한다.
[해결 수단]
패턴 묘화 장치(1)는, 복수의 마크(91)가 표면에 형성된 기판(9)에 광을 조사하여 패턴을 형성하는 장치이다. 패턴 묘화 장치(1)는, 기판(9)에 형성된 복수의 마크(91)를 촬영하는 카메라(5a, 5d)로 카메라(5a, 5d)를 X축 방향(배열 방향)으로 배열된 상태로 연결하는 연결구(52a)로 카메라(5a, 5d)를 X축 방향으로 일체적으로 이동시키는 배열 방향 이동 기구(54a)로 스테이지(2)를 Y축 방향(스캔 방향)으로 이동시키는 주주사 기구(35)(스캔 방향 이동 기구)를 구비한다.

Description

패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법{PATTERN DRAWING APPARATUS AND PATTERN DRAWING METHOD}

본 발명은, 기판에 패턴을 묘화하는 기술에 관한 것으로, 특히, 기판의 위치를 특정하는 기술에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 반도체 기판, 액정표시장치 및 유기 EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판, 및, 프린트 기판 등이 포함된다.

기판에 도포된 감광 재료 상에 광을 조사하여, 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치가 사용되는 경우가 있다. 종래의 패턴 묘화 장치는, 기판을 수평 자세로 유지하면서 이동시키는 스테이지와, 기판을 이동시키면서 기판의 상면에 광을 조사하는 복수의 광학 헤드를 구비하고 있다. 패턴 묘화 장치에서는, 기판을 이동시키면서 복수의 광학 헤드로부터 단속적으로 광을 조사함으로써, 기판의 상면의 소정의 위치에 패턴을 묘화한다.

이러한 패턴 묘화 장치에 있어서는, 기판의 상면의 정확한 위치에 패턴을 묘화하기 위해서, 스테이지 상에 유지된 기판의 위치를 보정하는 얼라이먼트 처리가 실시된다. 얼라이먼트 처리는, 예를 들면, 기판의 상면에 미리 형성된 얼라이먼트 마크를 장치 내의 얼라이먼트 카메라에 의해 촬영하고, 촬영된 얼라이먼트 마크의 화상에 근거해 기판의 위치 어긋남이 보정된다.

본 발명에 관련된 선행 기술로는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에는, 얼라이먼트 마크에 얼라이먼트 카메라로 복수의 얼라이먼트 마크를 촬영하는 것이 기재되어 있다.

일본 특개 2009－192693호 공보

그런데, 복수의 얼라이먼트 마크(이하, 「마크」라고 칭한다.)를 복수의 얼라이먼트 카메라(이하, 「카메라」라고 칭한다.)로 촬영하는 경우, 마크의 위치에 맞춰, 각 카메라를 그 배열 방향으로 이동시킨다. 그리고, 기판을 각 카메라에 대해서 카메라의 배열 방향과 교차하는 스캔 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 각 마크를 효율적으로 촬영할 수 있다.

그런데, 복수의 카메라를 이용하는 경우, 각 카메라를 배열 방향으로 이동시키는 동작축이 카메라의 수만큼 필요하게 되는 등 이동 기구가 복잡화한다. 이 때문에, 장치의 코스트 업, 및, 제어의 복잡화 등, 여러가지 문제가 발생한다.

여기서, 본 발명은, 기판에 형성된 복수의 마크를 복수의 카메라로 촬영하는데 있어서, 장치의 코스트 업 및 제어의 복잡화를 경감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 제1 모양은, 복수의 마크가 표면에 형성된 기판에 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 있어서의 상기 마크를 촬영하는 복수의 카메라를 포함하는 제1 카메라군과, 상기 제1 카메라군의 상기 복수의 카메라를 배열 방향으로 배열된 상태로 연결하는 제1 연결구와, 상기 제1 연결구에 의해 연결된 상기 제1 카메라군을, 상기 배열 방향으로 일체적으로 이동시키는 배열 방향 이동 기구와, 상기 제1 카메라군을, 상기 기판 유지부에 대해서, 상기 배열 방향과 교차하는 스캔 방향으로 상대 이동시키는 스캔 방향 이동 기구를 구비한다.

제2 모양은, 제1 모양의 패턴 묘화 장치로서, 상기 기판 유지부가 복수의 상기 기판을 상기 배열 방향으로 늘어놓은 상태로 유지 가능하고, 상기 제1 카메라군은, 상기 제1 연결구에 의해서, 상기 기판 유지부에 유지된 복수의 기판의 각각의 동일 위치에 형성된 상기 마크 각각을 촬영 가능한 간격으로 연결되어 있다.

제3 모양은, 제1 모양 또는 제2 모양의 패턴 묘화 장치로서, 상기 기판에 있어서의 상기 마크를 촬영하는 복수의 카메라를 포함하는 제2 카메라군과, 상기 제2 카메라군의 상기 복수의 카메라를 상기 배열 방향으로 배열된 상태로 연결하는 제2 연결구를 더 구비하고, 상기 배열 방향 이동 기구는, 상기 제2 카메라군에 대해서 상기 제1 카메라군을 상기 배열 방향으로 상대적으로 이동시키는 것과 더불어, 상기 스캔 방향 이동 기구는, 상기 제1 카메라군 및 상기 제2 카메라군을 상기 스캔 방향으로 일체적으로 이동시킨다.

제4 모양은, 제1 모양 내지 제3 모양 중 어느 하나의 패턴 묘화 장치로서, 상기 제1 연결구는, 상기 제1 카메라군의 상기 복수의 카메라의 간격을 변경 가능하게 하는 간격 가변 기구를 구비한다.

제5 모양은, 복수의 마크가 표면에 형성된 기판을 처리하는 패턴 묘화 방법으로서, (a) 상기 기판을 유지하는 공정과, (b) 상기 공정 (a) 후에, 제1 연결구에 의해서 배열 방향으로 배열된 상태로 연결된 복수의 카메라를 포함하는 제1 카메라군을, 상기 기판에 있어서의 상기 복수의 마크의 위치에 맞추어 상기 배열 방향으로 일체적으로 이동시키는 공정과, (c) 상기 공정 (b) 후에, 상기 제1 카메라군을, 상기 기판에 대해서, 상기 배열 방향과 교차하는 스캔 방향으로 상대 이동시키는 공정을 포함하는, 패턴 묘화 방법.

제1 모양의 패턴 묘화 장치에 의하면, 제1 카메라군이 제1 연결구로 연결되어 있음으로써, 각 카메라를 개별적으로 배열 방향으로 이동시키는 경우보다, 이동 기구를 간이화할 수 있다. 이 때문에, 장치의 코스트 업, 및, 제어의 복잡화를 경감할 수 있다.

제2 모양의 패턴 묘화 장치에 의하면, 스캔 방향으로의 이동에 의해서, 각 기판의 동일 위치에 형성된 마크 각각을, 제1 카메라군으로 촬영할 수 있다.

제3 모양의 패턴 묘화 장치에 의하면, 제1 연결구 및 제2 연결구에 의해서 연결된 제1 및 제2 카메라군을, 배열 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 기판의 배열 방향으로 늘어놓은 복수의 마크의 위치에 각 카메라를 이동시킬 수 있다. 이 상태로, 제1 및 제2 카메라군을 스캔 방향으로 이동시킴으로써, 복수열의 마크를 촬영할 수 있다.

제4 모양의 패턴 묘화 장치에 의하면, 간격 가변 기구에 의해 제1 연결구가 복수의 카메라의 간격을 바꾸어 이들을 연결할 수 있다. 이에 의해, 복수의 마크의 배열 방향의 간격에 맞춰, 각 카메라의 간격을 조정할 수 있다.

제5 모양의 패턴 묘화 방법에 의하면, 제1 카메라군이 제1 연결구로 연결되어 있음으로써, 각 카메라를 개별적으로 배열 방향으로 이동시키는 경우보다, 이동 기구를 간이화할 수 있다. 이 때문에, 장치의 코스트 업, 및, 제어의 복잡화를 경감할 수 있다.

도 1은, 제1 실시형태의 패턴 묘화 장치(1)를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2는, 제1 실시형태의 카메라(5a~5f)를 나타내는 개략 평면도이다.
도 3은, 제1 실시형태의 카메라(5a, 5d) 및 배열 방향 이동 기구(54a)를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는, 제1 실시형태의 카메라(5a, 5d) 및 배열 방향 이동 기구(54a)를 나타내는 개략 평면도이다.
도 5는, 제1 실시형태의 묘화 헤드(60)를 나타내는 개략 사시도이다.
도 6은, 제1 실시형태의 제어부(7)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 제1 실시형태의 마크 위치 취득 처리의 흐름을 나타내는 도이다.
도 8은, 각 카메라(5a~5f)를 배열 방향으로 이동시키는 모습을 나타내는 개략 평면도이다.
도 9는, 제2 실시형태의 연결구(52a1)를 나타내는 개략 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성요소는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 범위를 이로만 한정하는 취지는 아니다. 도면에 있어서는, 용이하게 이해하기 위해, 필요에 따라서 각 부분의 치수나 수가 과장 또는 간략화하여 도시되어 있는 경우가 있다.

＜1. 제1 실시형태＞

도 1은, 제1 실시형태의 패턴 묘화 장치(1)를 나타내는 개략 측면도이다. 패턴 묘화 장치(1)는, 레지스트 등의 층이 형성된 기판(9)의 상면에, CAD 데이터 등에 따라 공간 변조한 광(묘화광)을 조사하여, 패턴(예를 들면, 회로 패턴)을 노광(묘화)하는 장치이다. 패턴 묘화 장치(1)에서 처리 대상이 된 기판(9)은, 예를 들면, 프린트 기판, 반도체 기판, 액정표시장치 또는 유기 EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이다. 이하의 설명에서는, 기판(9)은 직사각형 판 형상으로 형성되어 있는 것으로 한다.

패턴 묘화 장치(1)는, 기대(15), 문형의 지지 프레임(16), 스테이지(2), 스테이지 구동 기구(3), 스테이지 위치 계측부(4), 카메라(5), 묘화 유닛(6), 및, 제어부(7)를 구비한다.

스테이지(2)는, 기판(9)을 유지하는 유지부이다. 스테이지(2)는, 기대(15) 상에 배치된다. 스테이지(2)는, 구체적으로는, 예를 들면, 평판 형상의 외형을 가지고, 그 상면에 기판(9)을 수평 자세로 재치(載置)하여 유지한다. 스테이지(2)는, 복수의 기판(9)을 동시에 유지하는 것이 가능하다. 예를 들면, 스테이지(2)의 상면에는, 복수의 흡인구멍(도시생략)이 형성되어 있어 이 흡인구멍에 부압(흡인압)을 형성함으로써, 스테이지(2) 상에 재치된 기판(9)을 스테이지(2)의 상면에 고정 유지한다. 또한, 기판(9)을 유지하는 구성은, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 점착 시트 등을 이용해 기판(9)을 스테이지(2) 상에 접착시켜도 된다.

＜스테이지 구동 기구(3)＞

스테이지 구동 기구(3)는, 스테이지(2)를 기대(15)에 대해서 상대적으로 이동시킨다. 스테이지 구동 기구(3)는, 기대(15) 상에 배치되어 있다.

스테이지 구동 기구(3)는, 구체적으로는, 스테이지(2)를 회전 방향(Z축 주위의 회전 방향(θ축 방향))으로 회전시키는 회전 기구(31)와 회전 기구(31)를 통하여 스테이지(2)를 지지하는 지지 플레이트(32)와, 지지 플레이트(32)를 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시키는 부주사 기구(33)를 구비한다. 스테이지 구동 기구(3)는, 또한, 부주사 기구(33)를 통하여 지지 플레이트(32)를 지지하는 베이스 플레이트(34)와 베이스 플레이트(34)를 주주사 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 주주사 기구(35)를 구비한다.

회전 기구(31)는, 스테이지(2)의 상면(기판(9)의 재치면)의 중심을 지나, 당해 재치면에 수직인 회전축(A)을 중심으로 스테이지(2)를 회전시킨다. 회전 기구(31)는, 예를 들면, 상단이 재치면의 이면 측에 고착되고, 연직축을 따라 연장되는 회전축부(311)와, 회전축부(311)의 하단에 설치되고, 회전축부(311)를 회전시키는 회전 구동부(예를 들면, 회전 모터)(312)를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 있어서는, 회전 구동부(312)가 회전축부(311)를 회전시킴으로써, 스테이지(2)가 수평면 내에서 회전축(A)을 중심으로 회전하게 된다.

부주사 기구(33)는, 지지 플레이트(32)의 하면에 장착된 이동자와 베이스 플레이트(34)의 상면에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(331)를 가지고 있다. 또, 베이스 플레이트(34)에는, 부주사 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 부재(332)가 부설되어 있고, 각 가이드 부재(332)와, 지지 플레이트(32)의 사이에는, 가이드 부재(332)에 슬라이딩하면서 당해 가이드 부재(332)를 따라서 이동 가능한 볼베어링이 설치되어 있다. 즉, 지지 플레이트(32)는, 당해 볼베어링을 통하여 한 쌍의 가이드 부재(332) 상에 지지된다. 이 구성에 있어서 리니어 모터(331)를 동작시키면, 지지 플레이트(32)는 가이드 부재(332)에 안내된 상태로 부주사 방향을 따라서 매끄럽게 이동한다.

주주사 기구(35)는, 베이스 플레이트(34)의 하면에 장착된 이동자와 기대(15) 상에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(351)를 가지고 있다. 또, 기대(15)에는, 주주사 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 부재(352)가 부설되어 있고, 각 가이드 부재(352)와 베이스 플레이트(34)의 사이에는 예를 들면 에어 베어링이 설치되어 있다. 에어 베어링에는 유틸리티 설비로부터 상시 에어가 공급되어 있고, 베이스 플레이트(34)는, 에어 베어링에 의해서 가이드 부재(352) 상에 비접촉으로 부상 지지된다. 이 구성에 있어서 리니어 모터(351)를 동작시키면, 베이스 플레이트(34)는 가이드 부재(352)에 안내된 상태로 주주사 방향을 따라서 마찰 없이 매끄럽게 이동한다.

＜스테이지 위치 계측부(4)＞

스테이지 위치 계측부(4)는, 스테이지(2)의 위치를 계측한다. 스테이지 위치 계측부(4)는, 구체적으로는, 예를 들면, 스테이지(2) 밖에서 스테이지(2)를 향해서 레이저광을 출사함과 더불어 그 반사광을 수광한다. 스테이지 위치 계측부(4)는, 당해 반사광과 출사광의 간섭으로부터 스테이지(2)의 위치(구체적으로는, 주주사 방향에 따르는 Y위치, 및, 회전 방향을 따르는 θ위치)를 계측하는, 간섭식 레이저 측장기를 구성한다.

＜카메라(5)＞

카메라(5)는, 스테이지(2)에 유지된 기판(9)의 상면을 촬영하는 광학 기기이다. 카메라(5)는, 지지 프레임(16)에 지지된다. 카메라(5)는, 예를 들면, 경통과 포커싱 렌즈와, CCD 이미지 센서와, 구동부를 구비한다. 경통은, 촬영용의 조명광(단, 조명광으로는, 기판(9) 상의 레지스트 등을 감광시키지 않는 파장의 광이 선택되어 있다)을 공급하는 조명 유닛(500)과, 파이버 케이블 등을 통하여 접속되어 있다. CCD 이미지 센서는, 에리어 이미지 센서(이차원 이미지 센서) 등에 의해 구성된다. 또, 구동부는, 모터 등에 의해 구성되고, 포커싱 렌즈를 구동하여 그 높이 위치를 변경한다. 구동부가, 포커싱 렌즈의 높이 위치를 조정함으로써, 오토 포커스가 실시된다.

이러한 구성을 구비하는 카메라(5)에 있어서는, 조명 유닛(500)으로부터 출사되는 광이 경통에 도입되고, 포커싱 렌즈를 통하여, 스테이지(2) 상의 기판(9)의 상면으로 인도된다. 그리고, 그 반사광이, CCD 이미지 센서로 수광된다. 이에 의해서, 기판(9)의 상면에 형성된 마크(91)(도 8 참조)의 촬영 데이터가 취득된다. 이 촬영 데이터는, 제어부(7)에 보내지고, 기판(9)의 얼라이먼트(위치 맞춤)에 제공된다.

패턴 묘화 장치(1)는, 6개의 카메라(5)를 구비하고 있다. 6개의 카메라(5)는, X축 방향으로 늘어놓아진 상태로 지지 프레임(16)에 장착되어 있다. 이하의 설명에서는, 6개의 카메라(5)에 대해서, +X측으로부터 -X측을 향하여, 순서대로, 카메라(5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f)라고 칭한다.

도 2는, 제1 실시형태의 카메라(5a~5f)를 나타내는 개략 평면도이다. 도 3은, 제1 실시형태의 카메라(5a, 5d) 및 배열 방향 이동 기구(54a)를 나타내는 개략 사시도이다. 또한, 도 3은, 배열 방향 이동 기구(54a)를, -Y측 정면으로부터 -X측을 향해 비스듬하게 본 모습을 나타내는 도이다. 도 4는, 제1 실시형태의 카메라(5a, 5d) 및 배열 방향 이동 기구(54a)를 나타내는 개략 평면도이다.

우선, 도 2에서 개략적으로 나타내는 바와 같이, 2개의 카메라(5a, 5d)(제1 카메라군)는 연결구(52a)(제1 연결구)로 연결되고, 2개의 카메라(5b, 5e)(제2 카메라군)는 연결구(52b)(제2 연결구)로 연결되고, 2개의 카메라(5c, 5f)(제3 카메라군)는 연결구(52c)(제3 연결구)로 연결되어 있다.

연결구(52a~52c) 각각은, X축 방향으로 연장되는 부재이다. 연결구(52a)는, 카메라(5a, 5d)를 X축 방향으로 소정의 간격을 열어 연결한다. 마찬가지로 연결구(52b, 52c)는, 각각, 카메라(5b, 5e), 및, 카메라(5c, 5f)를 X축 방향으로 소정의 간격을 열어 병렬시킨 상태로, 각각을 연결한다. 본 실시형태에서는, X축 방향이 배열 방향에 대응한다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 연결구(52a~52c)는, 각각 2개의 카메라(5)를 연결시키고 있지만, 3개 이상의 카메라(5)를 연결하고 있어도 된다.

패턴 묘화 장치(1)는, 배열 방향 이동 기구(54)(54a, 54b, 54c)를 구비한다. 배열 방향 이동 기구(54a)는 카메라(5a, 5d)를, 배열 방향 이동 기구(54b)는 카메라(5b, 5e)를, 배열 방향 이동 기구(54c)는 카메라(5c, 5f)를, 각각 일체적으로 X축 방향으로 이동시킨다. 배열 방향 이동 기구(54a~54c)는, 상하(Z축 방향)에 다단으로 거듭해서 설치되어 있다.

도 3 및 도 4에서 상세하게 나타내는 바와 같이, 배열 방향 이동 기구(54a)는, 볼 나사(541)와 회전 구동부(542), 슬라이드부(543a, 543b), 및, 가이드부(544)를 구비하고 있다.

볼 나사(541), 가이드부(544)는, X축 방향으로 연장되어 있다. 볼 나사(541)는, 가이드부(544)의 내부에 수용되어 있다. 회전 구동부(542)는, 볼 나사(541)를 X축 주위로 회전시킨다.

가이드부(544)는, 그 내부에 슬라이드부(543a, 543b)를 X축 방향으로 이동 가능하게 유지하고 있다. 상세하게는, 가이드부(544)는, 슬라이드부(543a, 543b)를 상하로부터 슬라이딩 접촉 이동 가능하게 유지하고 있다. 가이드부(544)는, 슬라이드부(543a, 543b)가 X축 방향에만 이동하도록 이동 방향을 규제한다.

볼 나사(541)는, 슬라이드부(543a, 543b)를 X축 방향으로 관통하고 있다. 슬라이드부(543a)는, 볼 나사(541)에 나사식 결합하는 나사구멍을 가진다. 또, 슬라이드부(543b)는, 볼 나사(541)의 외경(나삿니의 지름)보다 큰 내경의 삽입 통과 구멍(543H)을 가지고 있다. 슬라이드부(543b)는 볼 나사(541)에는 비접촉 상태로, 가이드부(544)에 유지되어 있다.

가이드부(544)의 -Y측에는, 연결구(52a)가 배치되어 있다. 그리고, 연결구(52a)는, 가이드부(544)의 내부에 유지된 슬라이드부(543a, 543b)에 연결되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 연결구(52a)의 -Y측의 표면에, 카메라(5a, 5d)가 장착되어 있다. 슬라이드부(543a)는 카메라(5a)와 Y축 방향으로 겹쳐지는 위치에 설치되어 있어 슬라이드부(543b)는 카메라(5d)와 Y축 방향으로 겹쳐지는 위치에 설치되어 있다.

회전 구동부(542)가 볼 나사(541)를 정회전 또는 역회전시킴으로써, 슬라이드부(543a)가 +X 방향 또는 -X 방향으로 이동한다. 이 슬라이드부(543a)의 이동에 따라, 연결구(52a)가 +X 방향 또는 -X 방향으로 이동한다. 이 때, 연결구(52a)에 연결된 슬라이드부(543b)가 가이드부(544)에 안내되고, +X 방향 또는 -X 방향으로 이동한다. 또, 연결구(52a)의 +X 방향 또는 -X 방향으로의 이동에 따라, 카메라(5a, 5d)가 일체적으로 +X 방향 또는 -X 방향으로 일체적으로 이동한다.

배열 방향 이동 기구(54b, 54c)에 대해서도, 배열 방향 이동 기구(54a)와 같은 구성을 가진다. 배열 방향 이동 기구(54a~54c)는, 각각, 연결구(52a~52c)를 서로 접촉시키지 않게 X축 방향으로 이동시킨다.

도 1로 돌아가서, 묘화 유닛(6)은, 묘화광을 형성하는 광학 장치이다. 패턴 묘화 장치(1)는, 묘화 유닛(6)을 복수(예를 들면, 5개) 구비한다. 무엇보다, 묘화 유닛(6)의 탑재수는, 복수인 것은 필수가 아니고, 1개여도 된다.

도 5는, 제1 실시형태의 묘화 헤드(60)를 나타내는 개략 사시도이다. 묘화 유닛(6)은 묘화 헤드(60)와, 광원 장치(61)와, 공간광변조 디바이스(62)와, 투영 광학계(63)를 구비한다. 광원 장치(61), 공간광변조 디바이스(62) 및 투영 광학계(63)는, 지지 프레임(16)(도 1 참조)에 지지된다. 구체적으로는, 예를 들면, 광원 장치(61)는, 지지 프레임(16)의 천판 상에 재치되는 수용 박스에 수용된다. 또, 공간광변조 디바이스(62) 및 투영 광학계(63)는, 지지 프레임(16)의 +Y측에 고정된 수용 박스에 수용된다.

광원 장치(61)는, 묘화 헤드(60)를 향해서 광을 출사한다. 광원 장치(61)는, 구체적으로는, 예를 들면, 레이저광을 출사하는 레이저 발진기 등을 구비한다. 광원 장치(61)는, 레이저 발진기로부터 출사된 광(스포트 빔)을, 강도 분포가 균일한 선상의 광(즉, 광속 단면이 띠형상의 광인 라인 빔)으로 하는 조명 광학계(613)를 구비한다. 조명 광학계(613)는, 광원 장치(61)로부터 출력된 광을 공간광변조 디바이스(62)로 이끈다. 조명 광학계(613)는, 예를 들면, 렌즈(614)로 미러(615)를 구비한다.

공간광변조 디바이스(62)는, 예를 들면, DMD(디지털·마이크로 미러·디바이스)를 포함한다. DMD는, 각각의 방향이 개별적으로 변경 가능한 미소 경면군을 구비하고 있다. 다수의 미소 경면은, 실리콘 기판 상에 형성되어 있고, 또한, 다수의 미소 경면이 2차원에 배열되어 있다(즉, 서로 수직인 2방향으로 정렬된 어레이 형상에 배열되어 있다).

공간광변조 디바이스(62)에서는, 각 미소 경면에 대응하는 메모리 셀에 기입된 데이터에 따라서, 각 미소 경면이 정전 작용에 의해 실리콘 기판의 표면에 대해서 소정의 각도만 기운다. 그리고, 소정의 ON 상태에 대응하는 자세에 있는 미소 경면으로부터의 반사광만으로 형성되는 광(즉, 공간 변조된 광)이, 투영 광학계(63)로 이끌린다. 또한, 공간광변조 디바이스(62)로서 반사형 및 회절 격자형의 공간광변조기인 GLV(Grating Light Valve)도 채용될 수 있다.

공간광변조 디바이스(62)에서 공간 변조된 광은, 투영 광학계(63)에 의해, 스테이지(2) 상의 기판(9)(도 1 참조)으로 이끌린다. 투영 광학계(63)로부터의 광은, 공간광변조 디바이스(62)의 미소 경면군에 대해서 광학적으로 공역(共役)인 기판(9) 상의 조사 영역으로 조사된다.

도 6은, 제1 실시형태의 제어부(7)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 제어부(7)는, 패턴 묘화 장치(1)가 구비된 각부와 전기적으로 접속되어 있어 각종의 연산 처리를 실행하면서 패턴 묘화 장치(1)의 각부의 동작을 제어한다.

제어부(7)는, CPU(71), ROM(72), RAM(73), 기억장치(74) 등이 버스 라인(75)을 통하여 상호 접속된 일반적인 컴퓨터로서 구성된다. ROM(72)은, 기본 프로그램 등을 격납하고 있다. RAM(73)는, CPU(71)가 소정의 처리를 실시할 때의 작업 영역으로서 제공된다. 기억장치(74)는, 플래쉬 메모리, 혹은, 하드 디스크 장치 등의 불휘발성의 기억장치에 의해서 구성되어 있다. 기억장치(74)에는, 프로그램(PG)이 인스톨 되어 있다. 당해 프로그램(PG)에 기술된 순서에 따라서, 주제어부로서의 CPU(71)가 연산 처리를 실시함으로써, 제어부(7)는, 기판 데이터 처리부(711), 배열 방향 이동 제어부(713), 스캔 방향 이동 제어부(715), 화상 처리부(717)로서 기능한다. 또한, 각 기능은, 전용의 논리 회로로 구성된 하드웨어에 의해서 실현되어도 된다.

기판 데이터 처리부(711)는, 스테이지(2)에 재치되는 기판(9)에 관한 기판 데이터를 넣는다. 기판 데이터는, 기판(9)의 크기, 기판(9)에 있어서의 마크(91)가 형성되어 있는 위치 정보 등을 포함한다. 기판 데이터는, 예를 들면, 기억장치(74) 등에 보존되어 있다. 기판 데이터 처리부(711)가 넣은 기판 데이터로부터, 기판(9)의 스테이지(2) 상에 있어서의 재치 위치 등이 특정된다. 또, 기판 데이터로부터, 스테이지(2)에 재치된 기판(9)에 있어서의 마크(91)의 패턴 묘화 장치(1)에 있어서의 위치(X축 좌표 및 Y축 좌표)가 특정 가능해진다.

배열 방향 이동 제어부(713)는, 배열 방향 이동 기구(54a~54c)를 제어함으로써, 복수의 카메라(5a~5f)의 배열 방향(X축 방향)의 이동을 제어한다. 여기에서는, 배열 방향 이동 제어부(713)는, 기판 데이터 처리부(711)가 넣은 기판 데이터로부터 특정되는 복수의 마크(91)의 X축 방향 위치에 맞춰, 카메라(5a~5f) 각각을 배열 방향인 X축 방향으로 이동시킨다.

스캔 방향 이동 제어부(715)는, 주주사 기구(35)(스캔 방향 이동 기구)를 제어함으로써, 스테이지(2)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 스테이지(2)가 Y축 방향으로 이동함으로써, 기판(9)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 복수의 카메라(5) 또는 복수의 묘화 헤드(60)에 대해서, 기판(9)을 Y축 방향(스캔 방향)으로 상대적으로 이동시킬 수 있다.

화상 처리부(717)는, 각 카메라(5a~5f)가 촬영함으로써 얻어지는 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 마크(91)의 위치를 특정한다.

또, 제어부(7)는, 버스 라인(75)에 접속된, 입력부(76), 표시부(77) 및 통신부(78)를 구비한다. 입력부(76)는, 예를 들면, 키보드 및 마우스에 의해서 구성되는 입력 디바이스로서, 오퍼레이터로부터의 각종의 조작(커멘드나 각종 데이터의 입력이라고 하는 조작)을 받아들인다. 또한, 입력부(76)는, 각종 스위치, 터치 패널 등에 의해 구성되어도 된다. 표시부(77)는, 액정표시장치, 램프 등에 의해 구성되는 표시장치이며, CPU(71)에 의한 제어하에서, 각종 정보를 표시한다. 통신부(78)는, 네트워크를 통하여 외부 장치의 사이에서 커멘드나 데이터 등의 송수신을 실시하는 데이터 통신 기능을 가진다.

도 7은, 제1 실시형태의 마크 위치 취득 처리의 흐름을 나타내는 도이다. 우선, 외부로부터 패턴 묘화 장치(1)에 반입된 기판(9)이, 스테이지(2) 상에 반입되는 것과 더불어, 당해 기판(9)이 스테이지(2) 상의 일정 위치에 유지된다(단계 S10). 또한, 스테이지(2)에 유지되는 기판(9)의 수는, 1개여도 되고, 복수여도 된다.

기판(9)의 반입이 완료하면, 마크 위치 취득 처리가 개시된다. 구체적으로는, 제어부(7)가, 기판 데이터를 넣는다(단계 S11). 상세하게는, 기판 데이터 처리부(711)는, 스테이지(2)에 유지된 기판(9)에 있어서의 마크(91)의 위치 정보, 및, 기판(9)의 크기 등이 기록된 기판 데이터를, 기억장치(74)로부터 읽어낸다. 복수 종류의 기판에 관한 기판 데이터가 기억장치(74)에 보존되어 있는 경우, 기판 데이터 처리부(711)는, 처리 대상의 기판의 종류나 처리 내용 등이 기록된 처리 레시피를 참조한다, 혹은, 오퍼레이터로부터의 지정을 받아들임으로써, 스테이지(2)에 유지된 기판(9)를 특정하면 된다.

계속해서, 기판 데이터 처리부(711)가, 기판 데이터에 근거해, 기판(9) 상의 좌표계를, 패턴 묘화 장치(1)에 있어서의 X축·Y축 좌표계로 변환한다(단계 S12). 상세하게는, 기판 데이터 처리부(711)가, 기판 데이터로부터 얻을 수 있는 기판(9)의 크기 등에서, 스테이지(2) 상에서 유지되는 위치(피(被)유지 위치)를 특정한다. 그리고, 기판 데이터 처리부(711)는, 이 피유지 위치로부터, 기판(9) 상의 좌표계를, 패턴 묘화 장치(1)에 있어서의 X축·Y축 좌표계로 변환하는 좌표변환식이 요구된다.

계속해서, 기판 데이터 처리부(711)가, 각 카메라(5a~5f)의 이동 개시 위치를 산출한다(단계 S13). 상세하게는, 마크(91)의 위치 정보가 기록된 기판 데이터와 단계(S12)에서 요구된 좌표변환식에 근거해, 기판(9)에 형성된 복수의 마크(91)의 각 X축 좌표가 특정된다. 이 각 X축 좌표가, 각 카메라(5a~5f)의 이동 개시 위치가 된다.

단계(S13) 후에, 배열 방향 이동 제어부(713)가, 마크(91)의 X축 방향(배열 방향)의 위치에 맞춰, 각 카메라(5a~5f)를 X축 방향으로 이동시킨다(단계 S14). 본 실시형태에서는, 카메라(5a, 5d), 카메라(5b, 5e), 및, 카메라(5c, 5f)는, 연결구(52a~52c)로 연결되어 있기 때문에, 일체적으로 X축 방향으로 이동한다. 단계(S14)에 있어서, 배열 방향 이동 제어부(713)은, 각 카메라(5a~5f)를, 복수의 마크(91)의 X축 방향의 위치에 대응하도록 이동시킨다.

도 8은, 각 카메라(5a~5f)를 배열 방향으로 이동시키는 모습을 나타내는 개략 평면도이다. 도 8에 나타내는 예에서는, 스테이지(2) 상에, 동일 사이즈의 2개의 기판(9)이 X축 방향으로 소정의 간격을 두어 병렬하도록 유지되어 있다. 각 기판(9)은, 직사각형 형상이다. 그리고, 각 기판(9)에는, 합계 8개의 마크(91)가 각각 형성되어 있다. 구체적으로, 마크(91)는, 각 기판(9)의 네 귀퉁이 각각과, 각 기판(9)의 네 측변의 각 중앙에 형성되어 있다. 즉, 스테이지(2)에 유지된 각 기판(9)에는, Y축 방향으로 나열된 마크(91)의 열이, X축 방향으로 3열씩, 합계 6열이 나열되어 있다.

여기서, +X측 기판(9)의 3개의 마크(91)의 열에 대해서, +X측으로부터 -X측을 향하여, 순서대로, 마크열(92a, 92b, 92c)이라고 칭한다. 또, -X측 기판(9)의 3개의 마크(91)의 열에 대해서, +X측으로부터 -X측을 향하여, 순서대로, 마크열(92d, 92e, 92f)이라고 칭한다. 마크열(92a, 92c, 92d, 92f) 각각에는 Y축 방향으로 같은 간격으로 나열되는 3개의 마크(91)가 포함되고, 마크열(92b, 92e)에는 Y축 방향으로 같은 간격으로 나열되는 2개의 마크(91)가 포함된다.

연결구(52a)로 연결된 카메라(5a, 5d)의 간격은, 마크열(92a, 92d)의 간격과 일치한다. 이 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 배열 방향 이동 제어부(713)가, 카메라(5a)의 X축 방향 위치를 마크열(92a)에 맞추면, 카메라(5d)의 X축 방향 위치가 마크열(92d)에 맞춰진다.

마찬가지로 연결구(52b)로 연결된 카메라(5b, 5e)의 간격은, 마크열(92b, 92e의 간격과 일치한다. 이 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같이 배열 방향 이동 제어부(713)가 카메라(5b)의 X축 방향 위치를 마크열(92b)에 맞추면, 카메라(5e)의 X축 방향 위치가 -X측 기판(9)의 마크열(92e)에 맞춰진다.

또한, 연결구(52c)로 연결된 카메라(5c, 5f)의 간격은, 마크열(92c, 92f)의 간격과 일치한다. 이 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같이 배열 방향 이동 제어부(713)가 카메라(5c)의 X축 방향 위치를 마크열(92c)에 맞추면, 카메라(5f)의 X축 방향 위치가 마크열(92f)에 맞춰진다.

도 7로 돌아가서, 배열 방향 이동 제어부(713)가 카메라(5a~5f) 각각을 촬영 개시 위치로 이동시키면, 스캔 방향 이동 제어부(715)가 스테이지(2)를 스캔 방향인 Y축 방향으로 이동시킨다(단계 S15). 이에 의해, 카메라(5a~5f) 각각은, 하방을 통과하는 각 마크(91)를 촬영한다.

단계(S15)에 의해, 카메라(5a~5f)의 기판(9)에 대한 Y축 방향으로의 1회의 상대적 이동이 완료하면, 제어부(7)는, 기판 데이터에 근거해, 모든 마크(91)가 촬영되었는지 아닌지를 판정한다(단계(S16)). 미촬영의 마크(91)가 있는 경우(단계(S16)에 있어서 No), 제어부(7)는, 단계 S13~단계 S15를 재차 실행한다. 이와 같이, 모든 촬영해야 할 마크(91)의 촬영이 완료할 때까지, 단계 S13~단계 S16가 반복해 실행된다. 모든 마크(91)의 촬영이 완료했을 경우(단계(S16)에 있어서 Yes), 제어부(7)는, 마크 취득 처리를 종료한다.

도 8에 나타내는 예에서는, 상술한 것처럼, 단계(S14)에서, 카메라(5a~5f)가 마크열(92a~92f)의 각각에 대응하는 X축 방향의 위치에 배치된다. 이 상태로부터, 단계(S15)에서 카메라(5a~5f)에 대해서 기판(9)을 +Y방향(스캔 방향)으로 상대적으로 이동시킴으로써, 각 마크열(92a~92f)을 구성하는 마크(91)를 촬영할 수 있다. 또, 이 예에서는, +Y방향으로의 1회의 스캔으로, 2개의 기판(9)에 형성된 모든 마크(91)에 대해 촬영하는 것이 가능해지고 있다.

이상과 같이, 패턴 묘화 장치(1)에서는, 복수의 카메라(5a~5f)가 X축 방향으로 배열되어 있다. 이 때문에, 카메라(5a~5f)의 1회의 스캔 방향(Y축 방향)으로의 상대적인 이동에 의해서, X축 방향으로 복수열(도 8에 나타내는 예에서는, 마크열 92a~92f)로 배치된 복수의 마크(91)를 촬영할 수 있다. 따라서, 마크(91)의 촬영 시간을 단축할 수 있다.

또, X축 방향으로 병렬된 복수의 카메라(5)(예를 들면 카메라(5a, 5d))가 연결되어 일체적으로 X축 방향으로 이동할 수 있다. 이 때문에, 각각의 카메라(5)에 대해 독립적으로 X축 방향으로 이동시키는 기구를 설치하는 경우보다 이동 기구를 간소화할 수 있다. 따라서, 복수의 카메라(5)를 설치하는 것에 의한, 패턴 묘화 장치(1)의 코스트 업을 경감할 수 있다. 또, 제어 기구를 간소화할 수 있기 때문에, 제어의 복잡화를 경감할 수도 있다.

＜2. 제2 실시형태＞

다음으로, 제2 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이후의 설명에 있어서, 이미 설명한 요소와 같은 기능을 가지는 요소에 대해서는, 같은 부호 또는 알파벳 문자를 추가한 부호를 달아, 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 9는, 제2 실시형태의 연결구(52a1)를 나타내는 개략 평면도이다. 연결구(52a~52c)는, 당해 연결구(52a~52c)를 X축 방향에 있어서 장척화 또는 단척화 가능하게 하는 구성을 구비하고 있어도 된다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태의 연결구(52a1)는, 연결구(52a)와 마찬가지로 카메라(5a, 5d)를 연결한다. 연결구(52a1)는, 한 쌍의 고정 부재(521a, 521b)와 연결 부재(522)와 고정구(523a, 523b)를 구비하고 있다.

고정 부재(521a)는, 한쪽측(-Y측)이 카메라(5a)에 고정되고 다른쪽 (+Y측)이 슬라이드부(543a)에 고정되어 있다. 또, 고정 부재(521b)는, 한쪽측이 카메라(5d)에 고정되고, 다른쪽 측이 슬라이드부(543b)에 고정되어 있다.

연결 부재(522)는, X축 방향으로 연장되는 장척판형상에 형성된 부재이다. 연결 부재(522)의 양측의 단부는, 각각 고정구(523a, 523b)에 의해서 고정 부재(521a, 521b)에 연결되어 있다. 고정구(523a, 523b)는, 연결 부재(522)를, 고정 부재(521a, 521b)에 대해서 연결 해제 가능하게 연결하는 부재이다. 고정구(523a, 523b)는, 예를 들면, 볼트 등의 체결 수단이다.

연결구(52a1)에서는, 연결 부재(522)를 착탈 교환하는 것이 가능하다. 이 때문에, 고정 부재(521a, 521b) 사이를, 다른 길이의 연결 부재(522)로 연결함으로써, 카메라(5a, 5d)사이의 X축 방향의 간격을 변경할 수 있다. 이에 의해, 복수의 마크(91)의 X축 방향의 간격에 대응하여, 카메라(5a, 5d)사이의 간격을 변경할 수 있다.

이 연결구(52a1)에 있어서, 고정 부재(521a, 521b), 연결 부재(522), 및, 고정구(523a, 523b)는, 2개의 카메라(5a, 5d)의 간격을 변경 가능하게 하는 간격 가변 기구의 일례이다. 또한, 간격 가변 기구는, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 연결구(52a1)에 있어서, 예를 들면, 고정구(523a)가 볼트인 경우, 연결 부재(522)의 +X측 단부(또는, 고정 부재(521a))에, X축 방향으로 나열된 복수의 볼트 삽입 통과 구멍을 설치해도 된다. 이 경우, 고정구(523a)를 통하는 볼트 삽입 통과 구멍을 변경함으로써, 고정 부재(521a)에 연결되는 연결 부재(522)의 연결 위치를 변경할 수 있다. 따라서, 연결구(52a1)가, 장척화 또는 단척화하는 것이 가능해져, 카메라(5a, 5d)의 간격을 가변으로 하면서, 이것들을 연결할 수 있다. 또한, 연결 부재(522)(또는 고정 부재(521a)) 에 있어서, 복수의 볼트 삽입 통과 구멍을 설치하는 대신에, X축 방향으로 연장되는 장척 형상의 볼트 삽입 통과 구멍을 설치해도 된다.

이 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기의 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시로서, 이 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 이 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 상정될 수 있는 것이라고 해석된다. 상기 각 실시형태 및 각 변형예로 설명한 각 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나 생략하거나 할 수 있다.

1 패턴 묘화 장치
2 스테이지
3 스테이지 구동 기구
35 주주사 기구(스캔 방향 이동 기구)
5a, 5d카메라(제1 카메라군)
5b, 5e카메라(제2 카메라군)
5c, 5f카메라(제3 카메라군)
52a, 52a1 연결구(제1 연결구)
52b 연결구(제2 연결구)
52c 연결구
54a~54c 배열 방향 이동 기구
541 볼 나사
542 회전 구동부
543H 삽입 통과 구멍
543a, 543b 슬라이드부
544 가이드부
6 묘화 유닛
60 묘화 헤드
7 제어부
711 기판 데이터 처리부
713 배열 방향 이동 제어부
715 스캔 방향 이동 제어부
9 기판
91 마크
92a~92f 마크열

Claims

복수의 마크가 표면에 형성된 기판에 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서,
상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판에 있어서의 상기 마크를 촬영하는 복수의 카메라를 포함하는 제1 카메라군과,
상기 제1 카메라군의 상기 복수의 카메라를 배열 방향으로 배열된 상태로 연결하는 제1 연결구와,
상기 제1 연결구에 의해 연결된 상기 제1 카메라군을, 상기 배열 방향으로 일체적으로 이동시키는 배열 방향 이동 기구와,
상기 기판 유지부를, 상기 배열 방향, 및, 상기 배열 방향과 교차하는 스캔 방향으로 이동시키는 스캔 방향 이동 기구를 구비하는, 패턴 묘화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기판 유지부가 복수의 상기 기판을 상기 배열 방향으로 늘어놓은 상태로 유지 가능하고,
상기 제1 카메라군은, 상기 제1 연결구에 의해서, 상기 기판 유지부에 유지된 복수의 기판의 각각의 동일 위치에 형성된 상기 마크 각각을 촬영 가능한 간격으로 연결되어 있는, 패턴 묘화 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 기판에 있어서의 상기 마크를 촬영하는 복수의 카메라를 포함하는 제2 카메라군과,
상기 제2 카메라군의 상기 복수의 카메라를 상기 배열 방향으로 배열된 상태로 연결하는 제2 연결구를 더 구비하고,
상기 배열 방향 이동 기구는, 상기 제2 카메라군에 대해서 상기 제1 카메라군을 상기 배열 방향으로 상대적으로 이동시키는 것과 더불어,
상기 스캔 방향 이동 기구는, 상기 제1 카메라군 및 상기 제2 카메라군을 상기 스캔 방향으로 일체적으로 이동시키는, 패턴 묘화 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 연결구는, 상기 제1 카메라군의 상기 복수의 카메라의 간격을 변경 가능하게 하는 간격 가변 기구를 구비하는, 패턴 묘화 장치.
복수의 마크가 표면에 형성된 기판을 처리하는 패턴 묘화 방법으로서,
(a) 상기 기판을 유지하는 공정과,
(b) 상기 공정 (a) 후에, 제1 연결구에 의해서 배열 방향으로 배열된 상태로 연결된 복수의 카메라를 포함하는 제1 카메라군을, 상기 기판에 있어서의 상기 복수의 마크의 위치에 맞추어 상기 배열 방향으로 일체적으로 이동시키는 공정과,
(c) 상기 공정 (b) 후에, 상기 제1 카메라군을, 상기 기판에 대해서, 상기 배열 방향과 교차하는 스캔 방향으로 상대 이동시키는 공정을 포함하는, 패턴 묘화 방법.