KR102353944B1

KR102353944B1 - 증착 장치

Info

Publication number: KR102353944B1
Application number: KR1020180162766A
Authority: KR
Inventors: 유이치 요시다; 유야 반나이
Original assignee: 가부시키가이샤 알박
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2022-01-20
Also published as: TWI730275B; KR20190075811A; TW201929138A; JP2019112655A; JP6662841B2; CN110004406A; CN110004406B

Abstract

기판과 마스크의 상대 위치의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 증착 장치를 제공한다. 증착원(51)을 수용한 증착 챔버(50)에서 비투과성의 기판(W)에 있어서의 표면(WF)을 증착원(51)을 향한 상태로 기판(W)을 유지하는 동시에 증착원(51)과 기판(W) 사이에서 증착 마스크(M)를 유지하는 유지 기구와, 기판(W)에 대한 증착 마스크(M)의 측과는 반대측으로부터 증착 챔버(50) 내에서의 기판(W)과 증착 마스크(M)를 촬영하는 촬영부와, 유지 기구 및 촬영부에 접속된 상부 구조체와, 상부 구조체를 지지하는 하부 구조체와, 상부 구조체와 하부 구조체에 끼워져서 상부 구조체와 하부 구조체를 접속하는 접속부(59)를 구비하며, 접속부(59)가 하부 구조체에서 상부 구조체로의 진동의 전달을 억제하는 방진 기능을 구비한다.

Description

증착 장치{VAPOR DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 기판의 위치를 검출하는 위치 검출부를 구비하는 증착 장치에 관한 것이다.

증착 장치는 기판의 성막면과 증착원 사이에 증착 마스크를 배치하고, 증착 마스크의 개구에 따른 형상의 패턴을 기판의 성막면에 형성한다. 증착 장치는 기판의 얼라이먼트 마크인 기판 마크로부터 기판의 위치를 산출한다. 증착 장치는 산출된 기판의 위치와 증착 마스크의 위치 맞도록 기판의 위치나 증착 마스크의 위치를 조정한다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 공개특허 공보 제2013-001947호

증착 장치에 반입된 기판과 증착에 이용되는 증착용 마스크 사이에서는 높은 위치의 정밀도가 요구된다. 예를 들면, 유기 EL 장치나 유기 반도체 장치에 이용되는 증착 패턴을 형성하는 증착 장치에 있어서, 상기 기판과 증착 마스크의 상대위치에서 허용되는 치수의 오차는 10미크론에도 못 미친다. 한편, 증착에서 진공 공간을 형성하거나 복수의 기판을 반송하는 증착 장치에 있어서는, 진공을 형성하기 위한 펌프의 진동이나 기판을 반송하기 위한 전동기의 진동 등의 각종 진동이 기판의 처리 시에 발생한다. 기판이나 증착 마스크를 유지하는 기구에 전해지는 이들 진동은 기판과 증착 마스크의 상대 위치에 어긋남을 생기게 하는 요인이 된다.

본 발명은, 기판과 증착 마스크의 상대위치의 정밀도를 향상할 수 있도록 한 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 양태는 증착 장치이다. 상기 증착 장치는 증착원을 수용한 증착 챔버 내에서 비투과성의 기판에 있어서의 표면을 상기 증착원을 향한 상태로 상기 기판을 유지하는 동시에 상기 증착원과 상기 기판 사이에서 증착 마스크를 유지하는 유지 기구와, 상기 기판에 대한 상기 증착 마스크 측과는 반대측에서 상기 증착 챔버 내에서의 상기 기판과 상기 증착 마스크를 촬영하는 촬영부와, 상기 유지 기구 및 상기 촬영부에 접속된 상부 구조체와, 상기 상부 구조체를 지지하는 하부 구조체와, 상기 상부 구조체와 상기 하부 구조체에 끼워져 상기 상부 구조체와 상기 하부 구조체와를 접속하는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가 상기 하부 구조체에서 상기 상부 구조체로의 진동의 전달을 억제하는 방진 기능을 구비한다.

상기 증착 장치에 의하면, 기판의 유지와 증착 마스크의 유지를 행하는 유지 기구를 지지하는 상부 구조체가 방진 기능을 가진 접속부를 통해 하부 구조체에 접속된다. 결과적으로, 하부 구조체에서 생긴 진동이 기판과 증착 마스크로 전달하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 이에 따라, 기판과 증착 마스크의 상대 위치 및 이들과 촬영부의 상대 위치에 상기 진동의 전달에 의한 어긋남이 생기는 것을 억제하는 것이 가능하다.

상기 증착 장치에 있어서, 상기 하부 구조체는 상기 증착 챔버가 구비하는 진공조가 될 수 있다. 이러한 증착 장치에 의하면, 증착 챔버에서 발생하는 펌프나 전동기의 진동이 상부 구조체에 전달하는 것을 억제하는 것이 가능하다.

상기 증착 장치에 있어서, 상기 유지 기구는 상기 기판과 상기 증착 마스크를 상기 기판의 둘레 방향으로 회전시키는 회전 기구와 상기 기판과 상기 증착 마스크를 별개로 승강시키는 승강 기구를 구비할 수 있다. 이러한 증착 장치에 의하면, 하부 구조체에서의 진동과 기판의 회전이나 승강을 격절하는 것이 가능하며, 또한 하부 구조체에서의 진동과 증착 마스크의 회전이나 승강을 격절하는 것도 가능하다. 따라서, 회전이나 승강에 의한 기판의 위치의 정밀도가 하부 구조체에서의 진동에 의해 저하하는 것 및 회전이나 승강에 의한 증착 마스크의 위치의 정밀도가 하부 구조체에서의 진동에 의해 저하되는 것을 억제하는 것이 가능하다.

상기 증착 장치에 있어서, 상기 접속부는 상기 증착 장치에 구비되는 복수의 접속부들 중의 하나이며, 상기 복수의 접속부들의 각각은 상기 기판의 둘레 방향으로 분산될 수 있다. 이러한 증착 장치에 의하면, 기판의 둘레방 향으로 접속부가 분산되어 있기 때문에, 기판의 면방향에 생길 수 있는 진동의 전달을 복수의 접속부들에 의해 억제하는 것이 가능하다.

상기 증착 장치에 있어서, 상기 촬영부는 상기 기판의 평탄부에서 반사된 광에 의한 제1 상과 상기 평탄부에 연결되는 베벨부에서 반사된 광에 의한 제2 상을 촬영하고, 상기 제1 상과 상기 제2 상의 콘트라스트에 기초하는 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 기판의 외형의 일부로서 추출하며, 그 추출된 외형의 일부를 이용하여 상기 기판의 위치를 검출하는 화상 처리부를 추가로 구비할 수 있다.

기판의 윤곽을 정하는 베벨부는 통상적으로 기판의 두께 방향으로 소정의 곡률을 갖는 곡면이다. 베벨부를 촬영한 화상에서는, 예를 들면 기판의 윤곽을 향해서 명도가 서서히 저하되며, 흐림량도 서서히 높아진다. 이에 따라, 베벨부를 촬영한 화상으로부터 기판의 윤곽을 검출하는 기술에서는 검출된 윤곽의 위치에 큰 오차를 생기게 한다. 한편, 베벨부와 평탄부의 경계는 기판에 있어서 면방향이 크게 바뀌는 경계이며, 예를 들면 평탄부와 대향하는 방향에서의 촬영에서는 제1 상과 제2 상의 경계를 명확히 검출할 수 있는 부분이기도 하다. 또한, 상술한 구성이라면 화상 처리부가 평탄부에서 반사된 광에 의한 제1 상과 베벨부에서 반사된 광에 의한 제2 상의 콘트라스트에 기초하여 이들 경계로부터 기판의 위치를 검출하기 때문에, 진동의 억제와 더불어 기판의 위치를 검출하는 정밀도를 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.

상기 증착 장치에 있어서, 기판 마크를 포함하는 상기 표면과 상기 표면과는 반대측의 이면을 포함하며, 상기 증착 챔버의 전단에서 상기 기판을 수용하는 전단 모듈과 상기 전단 모듈로부터 반입되는 상기 기판의 표리를 반전시켜서 상기 증착 챔버에 상기 기판을 반입하는 반전 챔버를 추가로 구비하고, 상기 전단 모듈은 이면 촬영부와 표면 촬영부를 구비하며, 상기 이면 촬영부는 상기 기판의 상기 이면과 대향하여 상기 기판의 평탄부에서 반사된 광에 의한 제1 상과 상기 평탄부에 연결되는 베벨부에서 반사된 광에 의한 제2 상을 촬영하고, 상기 표면 촬영부는 상기 기판의 상기 표면과 대향하여 상기 기판 마크를 촬영하며, 상기 화상 처리부는 상기 이면 촬영부가 촬영한 상기 제1 상과 상기 제2 상의 콘트라스트에 기초하는 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 기판의 외형의 일부로서 추출하고, 그 추출된 외형의 일부를 이용하여 상기 기판의 이면 위치를 특정하며, 상기 표면 촬영부가 촬영한 상기 기판 마크의 위치부터 상기 기판의 표면 위치를 특정하고, 상기 증착 챔버의 상기 촬영부에 의한 촬영의 결과로부터 검출된 상기 기판의 위치를 상기 표면 위치와 상기 이면 위치의 어긋남 양으로 보정해도 된다.

상기 증착 장치에 따르면, 화상 처리부는 기판 마크에 기초하는 기판의 표면 위치와 평탄부와 베벨부의 경계에 기초하는 기판의 이면 위치의 어긋남 양을 산출한다. 또한, 화상 처리부는 평탄부와 베벨부의 경계에 기초하는 증착 챔버 내에서의 이면 위치를 이 어긋남 양으로 보정한다. 즉, 화상 처리부는 기판 마크에 기초하는 표면 위치와 평탄부와 베벨부의 경계에 기초하는 이면 위치의 어긋남 양을 미리 파악하고, 촬영부의 촬영에 의해 검출되는 증착 챔버에서의 이면 위치를 기판 마크에 기초하는 위치로 변환하여 취급하는 것이 가능하다. 이에 따라, 증착 챔버에서의 기판의 위치의 정밀도를 표면 촬영부에 의한 기판의 위치의 정밀도를 향해 높이는 것이 가능하다.

상기 증착 장치에 있어서, 상기 기판은 처리 기판이며, 광투과성의 기판인 교정 기판의 표면이 복수의 교정 마크를 구비하고, 상기 표면 촬영부는 각 교정 마크에 대응하는 카메라로 상기 교정 기판의 표면을 촬영하며, 상기 이면 촬영부는 각 교정 마크에 대응하는 카메라로 상기 교정 기판의 이면을 촬영하고, 상기 화상 처리부는 상기 표면 촬영부의 각 카메라가 상기 교정 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 산출하며, 해당 카메라간의 상대 위치와, 상기 표면 촬영부의 각 카메라가 상기 처리 기판을 촬영한 결과를 이용하여 상기 표면 위치를 산출하고, 상기 이면 촬영부의 각 카메라가 상기 교정 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 산출하고, 해당 카메라간의 상대 위치와 상기 이면 촬영부의 각 카메라가 상기 처리 기판을 촬영한 결과를 이용하여 상기 이면 위치를 산출할 수 있다.

상기 증착 장치에 의하면, 이면 촬영부의 카메라와 표면 촬영부의 카메라는 이들에 공통되는 교정 마크를 촬영한다. 화상 처리부는 공통되는 교정 마크를 표리에서 촬영한 결과로부터 이면 촬영부의 카메라간의 상대 위치와 표면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부는 표면 촬영부가 처리 기판을 촬영한 결과와 표면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 이용하여 표면 촬영에 의한 처리 기판의 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부는 이면 촬영부가 처리 기판을 촬영한 결과와 이면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 이용하여 이면 촬영에 의한 처리 기판의 위치를 산출한다. 이에 따라, 이면 촬영부에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도를 표면 촬영부에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도까지, 즉 기판 마크의 촬영에 의한 검출 정밀도와 같은 정도까지 미리 높여진다. 결과적으로, 이면의 촬영 결과만이 얻어지는 증착 챔버 내라도 표면 촬영에 의한 위치의 검출 정밀도와 같은 정도로 기판의 위치의 검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능해 진다.

도 1은 증착 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 EFEM의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 EFEM의 각 카메라의 촬영 범위를 나타내는 평면도이며, (a)는 마크 카메라의 촬영 범위를 나타내고, (b)는 로드 카메라의 촬영 범위를 나타낸다.
도 4는 증착 챔버의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 증착 챔버의 작용을 나타내는 작용도이다.
도 6은 기판 및 증착 마스크를 증착 카메라의 촬영 범위와 함께 나타내는 평면도이다.
도 7은 로드 카메라 및 증착 카메라가 촬영한 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 증착 장치가 수행하는 각종의 처리를 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 증착 장치의 일 실시예를 설명한다.

증착 장치는 전단 모듈의 일 예인 EFEM(Equipment Front End Module)과 증착 챔버를 구비한다. 이하의 예에서는, EFEM은 기판의 표면 위치의 특정 처리 및 기판의 이면 위치의 특정 처리에 이용된다. 증착 챔버는 기판의 다른 이면 위치의 특정 처리에 이용된다.

또한, 표면 위치의 특정 처리에서는 EFEM은 기판의 표면에 위치하는 기판 마크를 촬영하고, 그 촬영의 결과로부터 표면 위치의 일례인 기판의 중심(패턴 중심)을 산출한다. 이면 위치의 특정 처리에서는 EFEM은 기판의 이면에서의 외주부를 촬영하고, 그 촬영의 결과로부터 이면 위치의 일 예인 제1 기판 중심을 산출한다.

또한, 다른 이면 위치의 특정 처리에서는, 증착 챔버는 기판의 이면에 있어서의 외주부를 촬영하고, 그 촬영의 결과로부터 기판의 중심인 제2 기판 중심을 산출한다. 증착 장치는 EFEM을 이용하여 특정되는 패턴 중심과 제1 기판 중심의 어긋남 양을 산출한다. 또한, 증착 장치는 제2 기판 중심에 어긋남 양을 반영시켜 증착 마스크의 중심인 마스크 중심과 패턴 중심을 맞추도록 기판을 배치한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 증착 장치는 반송 챔버(10)를 구비하며, 반송 챔버(10)에는 게이트 밸브를 통해 반출입 챔버(20)가 접속되어 있다. 반송 챔버(10)는 기판(W)을 반송하는 반송 로봇을 구비한다. 반출입 챔버(20)는 반송 챔버(10)의 외부로부터 반송 챔버(10)로 기판을 반입하고, 또한 반송 챔버(10)로부터 반송 챔버(10)의 외부로 기판을 반출한다. 반출입 챔버(20)에는 게이트 밸브를 통해서 EFEM(30)이 접속되어 있다.

EFEM(30)은 반출입 챔버(20)에 성막 전의 기판을 반송하고, 또한 반출입 챔버(20)로부터 성막 후의 기판을 반입한다. EFEM(30)은 기판(W)을 지지 및 검출하는 검출 기구를 구비한다. EFEM(30)은 스토커에 수용된 처리 전의 기판을 1매씩 지지한다. EFEM(30)이 수용하는 기판은 비투과성의 기판인 처리 기판과 광투과성의 기판인 교정 기판을 포함한다.

처리 기판은, 예를 들면 광반사성의 박막에 덮인 유리 기판이나 기판 자체가 비투과성을 갖는 실리콘 기판이다. 교정 기판은, 예를 들면 석영 기판이나 알루미나 기판이다. 처리 기판 및 교정 기판은 각각 표면과 이면을 포함한다. 교정 기판이 갖는 열팽창률은 고온 하에서의 열팽창이 억제되는 관점에서 3ppm／℃ 이하인 것이 바람직하다. 기판의 표면은, 예를 들면 3개의 기판 마크들을 가진다. 기판 마크는, 예를 들면 기판의 표면의 다른 부분보다도 높은 광반사성을 갖는 박막의 패턴, 또는 기판의 표면의 다른 부분보다도 높은 광흡수성을 가진 박막의 패턴이다. 기판 마크는 표면과 대향하는 평면에서 보아, 예를 들면 직사각형 형상이나 십자 형상 등을 가진다. 처리 기판의 기판 마크는 표면의 특정 위치와 증착 마스크의 개구를 맞추기 위해 이용된다. 교정 기판의 기판 마크는 교정 마크의 일 예이며, 기판 마크를 촬영하기 위한 카메라간의 상대 위치를 산출하기 위해 이용된다.

반송 챔버(10)에는 2체의 증착 챔버(50), 반전 챔버(60) 및 스퍼터 챔버(70)가 접속되어 있다. 각 챔버는 게이트 밸브를 통해 반송 챔버(10)에 접속되어 있다. 증착 챔버(50)는 진공 증착법에 의해 기판(W)에 소정의 박막을 형성한다. 반전 챔버(60)는 반전 챔버(60)에 반입된 기판(W)을 반전시킨다. 반전 챔버(60)에서의 반전은 연직 방향에서의 기판(W)의 표면(WF)과 이면(WR)의 위치를 기판(W)이 반전 챔버(60)에 반입되었을 때와, 반전 챔버(60)로부터 반출될 때 사이에서 반대로 하는 것이다. 스퍼터 챔버(70)는 스퍼터 방법에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막을 형성한다.

증착 장치는 제어 장치(100)를 구비하며, 제어 장치(100)는 화상 처리부(110)를 포함하고, 증착 장치가 구비하는 각 챔버의 구동을 제어한다. 제어 장치(100)는, 예를 들면 반송 로봇의 구동을 제어하여 반송 챔버(10)에 접속된 1체의 챔버에서 다른 챔버로 반송 챔버(10)를 통해 반송 로봇으로 기판(W)을 반송시킨다. 제어 장치(100)는, 예를 들면 각 증착 챔버에 있어서의 성막 처리 및 스퍼터 챔버(70)에 있어서의 성막 처리에 관련되는 기구의 구동을 제어함으로써, 각 증착 챔버(50) 및 스퍼터 챔버(70)에서 소정의 박막을 형성시킨다.

화상 처리부(110)는 중앙 연산 처리 장치 및 메모리를 구비하며, 교정 처리, 표면 위치의 특정 처리, 이면 위치의 특정 처리 등을 모두 소프트웨어로 처리하는 것으로 한정되지는 않는다. 예를 들면, 화상 처리부(110)는 각종 처리 중의 적어도 일부의 처리를 실행하는 전용의 하드웨어(특정 용도 대상 집적 회로(ASIC))를 구비해도 된다. 즉, 화상 처리부(110)는 ASIC 등의 1개 이상의 전용의 하드웨어 회로, 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 1개 이상의 프로세서(마이크로컴퓨터), 또는 그들의 조합을 포함하는 회로로서 구성된다. 화상 처리부(110)는 기판이 구비하는 기판 마크의 위치를 상대 좌표계의 좌표인 상대 좌표로서 기억하고 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 EFEM(30)의 구성을 설명한다. 이하에서는 EFEM(30)의 구성 중에서 검출 기구(31)의 구성을 주로 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 검출 기구(31)는 스테이지(32), 복수의 마크 카메라(33) 및 복수의 로드 카메라(34)를 구비한다. 이하에서는, 3대의 마크 카메라(33)들 및 3대의 로드 카메라(34)들을 구비하는 예를 설명한다.

스테이지(32)는 처리 대상인 기판(W)을 지지한다. 기판(W)은 표면(WF)과 이면(WR)을 포함하며, 기판(W)의 표면(WF)에는 3개의 기판 마크(Wm)들이 위치하고 있다. EFEM(30)에서는, 3개의 기판 마크(Wm)들이 위치하는 표면(WF)을 상방으로 향해 기판(W)이 스테이지(32)에 배치된다. 각 기판 마크(Wm)는 기판(W)의 표면(WF)에 있어서의 특정한 위치와 증착 마스크가 갖는 개구의 위치를 맞추기 위해 이용된다.

각 마크 카메라(33)는 예를 들면 CCD 카메라이며, 표면 촬영부의 일 예이다. 각 마크 카메라(33)는 스테이지(32)에 지지된 기판(W)보다 상방에 고정되어 있다. 각 마크 카메라(33)의 광축(3A)의 위치는 다른 마크 카메라(33)의 광축(3A)의 위치에 대하여 고정되어 있다. 각 마크 카메라(33)는 표면(WF)의 평탄부를 기판 마크(Wm)를 포함하는 범위에서 촬영한다. 각 마크 카메라(33)가 촬영한 표면(WF)의 화상은 표면 위치의 특정 처리에 이용된다.

각 로드 카메라(34)는 예를 들면 CCD 카메라이며, 이면 촬영부의 일 예이다. 각 로드 카메라(34)는 스테이지(32)보다도 하방에 고정되어 있다. 각 로드 카메라(34)의 광축(4A)의 위치는 다른 로드 카메라(34)의 광축(4A)의 위치에 대하여 고정되어 있다. 각 로드 카메라(34)는 기판(W)의 이면(WR)에 대향하고, 기판(W)의 외주부에서 반사된 광에 의한 상을 촬영한다. 각 로드 카메라(34)는 기판(W)의 외주부를 다른 로드 카메라(34)가 촬영하는 부분과는 다른 부분에서 촬영한다. 각 로드 카메라(34)가 촬영한 이면(WR)의 화상은 이면 위치의 특정 처리에 이용된다. 또한, 각 로드 카메라(34)가 촬영한 이면(WR) 화상은 표면 위치의 특정 처리에 의해 얻어지는 패턴 중심과 이면 위치의 특정 처리에 의해 얻어지는 제1 기판 중심과의 어긋남 양의 산출에 이용된다.

도 3(a)는 기판(W)의 표면(WF)과 대향하는 평면에서 본 기판(W)의 평면 구조를 나타내고, 도 3(b)는 기판(W)의 이면(WR)과 대향하는 평면에서 본 기판(W)의 평면구조를 나타낸다. 도 3에서는 설명의 편의상 기판(W)의 형상을 원판 형상으로 하여, 각 마크 카메라(33)가 촬영하는 영역과 각 로드 카메라(34)가 촬영하는 영역을 기판(W)에 겹쳐서 나타낸다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 스테이지(32)는 기판(W)을 배치하는 목표의 영역으로서, 가상적인 배치 영역(WA)(도 3(a)(b)의 이점쇄선)을 정한다. 기판(W)은 가상적인 배치 영역(WA)과 기판(W)의 윤곽(E)(도 3(a)(b)의 실선)이 거의 일치하도록 스테이지(32)에 배치된다. 기판(W)의 표면(WF)은 3개의 기판 마크(Wm)들을 구비한다. 각 기판 마크(Wm)는 기판(W)의 외주부보다도 기판 중심 쪽에 위치하고 있다.

각 마크 카메라(33)는 화상을 촬영하는 영역을 촬영 범위(3Z)(도 3(a)의 이점쇄선)로서 정한다. 각 촬영 범위(3Z)는 배치 영역(WA)의 둘레 방향으로 거의 균등 분배되어 있다. 각 촬영 범위(3Z)의 중심에는 마크 카메라(33)의 광축(3A)이 위치한다. 각 촬영 범위(3Z)의 위치 및 사이즈는 기판(W)의 반송 정밀도에 기초하여, 별개의 기판 마크(Wm)를 포함하도록 설정된다.

각 로드 카메라(34)는 화상을 촬영하는 영역을 촬영 범위(4Z)(도 3(b)의 이점 쇄선)로서 정한다. 각 촬영 범위(4Z)는 배치 영역(WA)의 둘레 방향으로 거의 균등분배되어 있다. 각 촬영 범위(4Z)의 중심에는 로드 카메라(34)의 광축(4A)이 위치한다. 각 촬영 범위(4Z)의 위치 및 사이즈는 기판(W)의 반송 정밀도에 기초하여, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 포함하도록 설정된다.

증착 챔버의 구성

도 4 및 도 5를 참조하여, 증착 챔버(50)의 구성을 설명한다. 또한, 도 4 및 도 5에서는 설명의 편의상 구성 요소간의 기계적인 결합을 점선으로 나타낸다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 증착 챔버(50)는 승화시킨 증착 재료를 방출하는 증착원(51)과, 촬영부의 일 예인 복수의 증착 카메라(52)들과, 기판(W)을 지지하는 기판 홀더(53)와, 증착 마스크(M)를 지지하는 마스크 베이스(54)와, 구동원(55)과 전달 기구(56)를 구비한다. 기판 홀더(53) 및 마스크 베이스(54)는 유지 기구의 일 예이다. 증착 챔버(50)에 있어서, 증착원(51)과 기판 홀더(53)와 마스크 베이스(54)를 수용하는 진공조(50B)는 하부 구조체의 일 예이다. 진공조 (50B)의 내부는 진공조(50B)에 접속된 진공 펌프 등의 배기계(57)에 의해 소정의 압력까지 감압된다. 또한, 이하에서는 3대의 증착 카메라(52)들을 구비하는 예를 설명한다.

증착원(51)은 증착 재료를 가열함으로써, 증착 재료에 의한 박막을 기판(W)의 표면(WF) 상에 형성한다. 증착원(51)에는, 예를 들면 저항 가열식의 증착원, 유도 가열식의 증착원, 또는 전자 빔을 구비하는 증착원 등을 이용할 수 있다. 증착 재료는 증착원(51)에 의해 가열됨으로써 증발하는 재료이며, 기판(W)의 표면(WF)에 형성되는 박막의 재료이다. 증착 재료는, 예를 들면 유기물이지만, 무기물이어도 된다.

3대의 증착 카메라(52)는 진공조(50B)에 탑재되는 지지 프레임(58)에 고정되어 있다. 지지 프레임(58)은 증착 카메라(52)나 구동원(55) 등을 지지하는 상부 구조체의 일 예이다. 지지 프레임(58)은 지지 프레임(58)을 상하 방향으로 관통하고, 진공조(50B)의 내부를 촬영시키기 위한 촬영공(5H)을 구비한다. 각 촬영공(5H)은 증착 카메라(52)에 하나씩의 구멍이다. 각 증착 카메라(52)의 광축(5A)의 위치는 다른 증착 카메라(52)의 광축(5A)의 위치에 대해 고정되어 있다. 각 증착 카메라(52)는 기판(W)의 이면(WR)에 대향하며, 기판(W)의 외주부에서 반사된 광에 의한 상을 촬영한다. 각 증착 카메라(52)는 기판(W)의 외주부의 별개의 부위를 촬영한다. 각 증착 카메라(52)가 촬영한 화상은 다른 이면 위치의 특정 처리에 이용된다.

기판 홀더(53)는 3대의 증착 카메라(52)들과 증착원(51) 사이에 위치한다. 기판 홀더(53)는 기판(W)이 배치되는 영역인 가상적인 배치 영역(WA)을 정한다. 기판 홀더(53)는 반전 챔버(60)로부터 증착 챔버(50)에 반입되는 기판(W)을 지지한다. 기판 홀더(53)는 증착 챔버(50)로부터 반전 챔버(60)에 기판(W)을 반출 가능하게 한다. 기판 홀더(53)는 기판(W)의 표면(WF)을 증착원(51)측(도 4의 하방)을 향해서 표면(WF)의 외주부를 지지하고, 기판(W)의 이면(WR)과 3대의 증착 카메라(52)들을 대향시킨다.

이때, 표면(WF)에 위치하는 기판 마크(Wm)는, 예를 들면 기판 홀더(53) 등의 장해물이 존재하기 때문에 표면(WF)과 대향하는 쪽에서는 촬영되기 어렵다. 또한, 표면(WF)에 위치하는 기판 마크(Wm)는, 예를 들면 기판(W)이 충분한 투명성을 갖지 않거나 또는 불투명하기 때문에 이면(WR)과 대향하는 쪽에서도 촬영되기 어렵다. 즉, 기판 홀더(53)가 기판(W)을 지지하는 상태에서는 기판 마크(Wm)의 위치를 검출하기 어렵게 되어 있다.

마스크 베이스(54)는 3대의 증착 카메라(52)와 증착원(51) 사이에 위치한다. 마스크 베이스(54)는 증착 마스크(M)가 배치되는 영역인 가상적인 배치 영역(MA)을 한정한다. 마스크 베이스(54)는 증착 마스크(M)의 외주부를 지지하고, 기판(W)의 표면(WF)과 증착 마스크(M)를 대향시킨다. 증착 마스크(M)는 기판(W)의 표면(WF)에 소정의 패턴을 형성하기 위한 개구를 가진다. 마스크 베이스(54)는 기판(W)과 증착원(51) 사이에 증착 마스크(M)를 배치한다. 증착 마스크(M)는 기판(W)에서의 둘레방향의 전체이며, 기판(W)으로부터 초과되는 크기를 가진다(도 6 참조). 증착 마스크(M)는 기판(W)으로부터 초과되는 부분에 3개의 마스크 마크들을 가진다. 또한, 증착 마스크(M)가 갖는 마스크 마크는 증착 카메라(52)에 의한 촬영에 의해 증착 마스크(M)의 중심 위치를 검출하는 데에 이용된다. 마스크 베이스(54)는 지지 프레임(58)에 고정된 홀더 훅(50C)에 재치되어 있다.

구동원(55)은 전달 기구(56)에 전달하는 동력을 출력한다. 전달 기구(56)는 구동원(55)의 동력을 받아 기판 홀더(53)를 수평방향으로 이동시킨다. 또한, 전달 기구(56)는 구동원(55)의 동력을 받아 마스크 베이스(54)와 기판 홀더(53)를 기판(W)의 둘레 방향으로 회전시킨다. 전달 기구(56)는 기판 홀더(53)의 독립된 회전, 마스크 베이스(54)의 독립된 회전 및 기판 홀더(53)와 마스크 베이스(54)와 고정 플레이트(HP)를 일체로 하는 회전을 전환한다. 또한, 전달 기구(56)는 구동원(55)의 동력을 받아 마스크 베이스(54)와 기판 홀더(53)를 승강시킨다. 전달 기구(56)는 기판 홀더(53)의 독립된 승강, 마스크 베이스(54)의 독립된 승강 및 기판 홀더(53)와 마스크 베이스(54)를 일체로 하는 승강을 전환한다.

예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더(53)의 독립된 수평 방향에서의 이동이나 기판 홀더(53)의 독립된 회전은 제2 기판 중심과 마스크 중심의 정합에 이용된다. 마스크 베이스(54)의 독립된 회전은 증착 마스크(M)를 소정의 위치에 배치하기 위해 이용된다. 또한, 예를 들면 기판 홀더(53)의 독립된 승강은 기판(W)의 반입 및 반출이나 증착용의 소정 위치로의 기판(W)의 배치에 이용된다. 마스크 베이스(54)의 독립된 승강은 증착 마스크(M)의 반입 및 반출이나 증착용의 소정의 위치로의 증착 마스크(M)의 배치에 이용된다.

예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더(53)와 마스크 베이스(54)와 고정 플레이트(HP)를 일체로 하는 회전은 기판(W)의 표면에 증착 재료(51M)를 증착시킬 때에 이용된다. 또한, 예를 들면 기판 홀더(53)와 마스크 베이스(54)를 일체로 한 승강은 기판(W)과 증착 마스크(M)와 고정 플레이트(HP)를 일체로서 회전시킬 때의 이동에 이용된다. 또한, 고정 플레이트(HP)는 기판(W)의 온도를 원하는 온도로 조정하기 위한 온도 조절 기능이나 증착 마스크(M)를 기판(W)에 대하여 자기적으로 위치 결정하는 위치 결정 기능을 구비한다.

지지 프레임(58)은 기판(W)의 위치와 증착 마스크(M)의 위치를 정합시키기 위해 이용되는 복수의 구성, 도 4에 나타내는 예에서는, 증착 카메라(52), 기판 홀더(53), 마스크 베이스(54), 구동원(55), 홀더 훅(50C) 및 전달 기구(56)에 접속되어 있다. 즉, 지지 프레임(58)은 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치의 위치 결정에 이용되는 각 구성에 접속되어 있다. 위치 결정에 이용되는 각 구성과 지지 프레임(58)의 기계적인 결합체는 고유 진동수를 가지며, 가진(加振) 진동수가 고유 진동수로 되는 상태에서는 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치에 어긋남을 생기게 한다. 따라서, 상기 지지 프레임(58)은 접속부(59)를 통해 진공조(50B)에 기계적으로 접속되어 있다. 즉, 증착 장치는 증착 카메라(52)나 구동원(55)이나 전달 기구(56) 등 이들 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치를 위치 결정하는 각 구성과 진공조(50B) 사이에 지지 프레임(58)과 접속부(59)를 개재시키고 있다.

접속부(59)는 진공조(50B)로부터 지지 프레임(58)으로의 진동의 전달을 억제하는 방진 기능을 구비한다. 접속부(59)는, 예를 들면 방진 고무이며, 특히 지지 프레임(58)을 포함하는 상기 결합체의 고유 진동수의 진동의 전달을 억제한다. 증착 장치는, 예를 들면 4개의 접속부(59)들을 구비하며, 각 접속부(59)는 기판(W)의 둘레방향으로 등간격을 두고 배치되어 있다.

도 6은 증착 챔버(50)에서의 기판(W)의 이면(WR)과 대향하는 평면에서 본 기판(W)의 평면 구조를 나타낸다. 도 6에서는, 설명의 편의상 기판(W)의 형상을 원판형상으로 하여 각 증착 카메라(52)가 촬영하는 영역을 기판(W)에 겹쳐서 나타낸다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(W)은 배치 영역(WA)에 배치되고, 증착 마스크(M)는 배치 영역(MA)에 배치된다. 마스크 마크(Mm)의 위치는 기판(W)의 윤곽(E)보다 외측에 위치하도록 설정되어 있다. 마스크 마크(Mm)는 기판(W)의 이면(WR)과 대향하는 평면에서 본 직사각형 형상을 가지지만, 직사각형 형상과는 다른 형상, 예를 들면 십자 형상 등이어도 된다.

각 증착 카메라(52)가 촬영하는 영역은 촬영 범위(5Z)이며, 배치 영역(WA)의 둘레 방향으로 거의 균등 분배되어 있다. 각 촬영 범위(5Z)의 중심에는 각 증착 카메라(52)의 광축(5A)이 위치한다. 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계가 촬영 범위(5Z)에 포함되고, 또한 각 촬영 범위(5Z)에 별개의 마스크 마크(Mm)가 포함되도록 기판(W)의 반송 정밀도에 기초하여 3개소의 촬영 범위(5Z)의 위치 및 사이즈가 설정된다.

도 7은 상기 로드 카메라(34)나 증착 카메라(52)가 촬영한 화상의 일 예이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 화상은 기판(W)의 상(IMW)과 기판(W)의 배경상(IMB)을 포함한다. 기판(W)의 상(IMW) 중에서 상대적으로 명도가 높은 부분이 평탄부(Wp1)의 상(IM1), 즉 제1 상이다. 이에 비하여, 기판(W)의 상 중에서 상대적으로 명도가 낮은 부분이 베벨부(Wp2)의 상(IM2), 즉 제2 상이다. 기판(W)의 배경상에 있어서의 명도는 제1 상의 명도보다 낮고, 제2 상의 명도보다 높다.

여기서, 기판(W)의 윤곽(E)이란, 기판(W)에서 가장 외측에 위치하는 점을 연결한 외형선이며 베벨부(Wp2)의 외형선이기도 하다. 이러한 베벨부(Wp2)는 통상적으로 소정의 곡률을 가진 곡면으로 구성된다. 베벨부(Wp2)의 곡면은 기판(W)의 윤곽(E)를 향해 기판(W)의 상(IMW)의 명도를 서서히 낮게 하고, 베벨부(Wp2)의 상(IM2)인 제2 상과 기판(W)의 배경상(IMB)의 경계를 불명료하게 한다. 또한, 상(IM2)과 배경상(IMB)의 경계로부터 기판(W)의 윤곽(E)을 검출할 때에는 그 위치의 정밀도에 큰 오차를 생기게 한다. 특히, 기판(W)의 위치에 수μm의 정밀도가 요구되는 검출에서는 상술한 경계에서의 불명료함이 매우 큰 오차가 된다.

이에 비하여, 베벨부(Wp2)과 평탄부(Wp1)의 경계는 기판(W)에 있어서 면방향이 바뀌는 경계이며, 예를 들면 평탄부(Wp1)와 대향하는 방향에서의 촬영에서는 제1 상(IM21)과 제2 상(IM22)의 경계가 명확히 검출되는 경계이기도 하다. 이에 따라, 상(IM1)과 상(IM2)의 경계가 기판(W)의 외형의 일부로서 특정되는 구성이라면, 그 외형을 이용한 기판(W)의 위치의 검출에서 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

제어 장치(100)가 구비하는 화상 처리부(110) 로드 카메라(34)나 증착 카메라(52)가 촬영한 화상의 콘트라스트에 기초하는 에지 검출을 수행하고, 상(IM1)과 상(IM2)의 경계를 추출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 추출된 상(IM1)과 상(IM2)의 경계, 즉 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 기판(W)의 외형의 일부로서 특정한다. 또한, 로드 카메라(34)의 광축(4A)의 위치나 로드 카메라(34)의 촬영 범위(4Z)의 위치는 로드 카메라(34)에 고유한 좌표계(예를 들면, XYθ 좌표계)로 정해진다. 또한, 증착 카메라(52)의 광축(5A)의 위치나 증착 카메라(52)의 촬영 범위(5Z)의 위치는 증착 카메라(52)에 고유한 좌표계(예를 들면, XYθ 좌표계)로 정해진다. 화상 처리부(110)는 상(IM1)과 상(IM2)의 경계를 이러한 좌표계로 산출하고, 이에 의해 기판(W)의 외형의 일부를 특정한다.

작용

도 8을 참조하여, 제어 장치(100)가 행하는 교정 처리, 표면 위치의 특정 처리, 이면 위치의 특정 처리 및 위치 맞춤 처리를 설명한다.

교정 처리: EEFM (30)

화상 처리부(110)는 교정 처리에서, 각 마크 카메라(33)가 교정 기판의 표면을 촬영한 화상(표면 화상)에 대하여 화상 해석을 수행한다. 즉, 화상 처리부(110)는 기판 마크(Wm)를 검출하기 위한 에지 검출 등을 표면 화상에 실시하며, 마크 카메라(33)의 카메라 좌표계에서 광축(3A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 카메라 좌표계에서의 광축(3A)의 위치를, 예를 들면 표면 화상의 중심으로 한다.

화상 처리부(110)는 교정 처리에서, 각 로드 카메라(34)가 교정 기판의 이면을 촬영한 투과 화상(이면 화상)에 대하여 화상 해석을 수행한다. 즉, 화상 처리부(110)는 기판 마크(Wm)를 검출하기 위한 에지 검출 등을 이면 화상에 실시하고, 로드 카메라(34)의 카메라 좌표계에서 광축(4A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 카메라 좌표계에서의 광축(4A)의 위치를, 예를 들면 이면 화상의 중심으로 한다.

이어서, 화상 처리부(110)는 마크 카메라(33)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 이러한 기판 마크(Wm)의 상대 좌표를 이용하여, 기판 마크(Wm)의 상대 위치가 정해지는 상대 좌표계에서 마크 카메라(33)의 광축 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 로드 카메라(34)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 이러한 기판 마크(Wm)의 상대좌표를 이용하여, 기판 마크(Wm)의 상대 위치가 정해지는 상대 좌표계에서 로드 카메라(34)의 광축 위치를 산출한다. 즉, 화상 처리부(110)는 3대의 마크 카메라(33)들의 광축(3A) 간에서의 상대 위치 및 3대의 로드 카메라(34)의 광축(4A) 간에서의 상대 위치를 산출한다. 화상 처리부(110)는 카메라간의 상대 위치의 일 예로서, 각 마크 카메라(33)의 광축 위치 및 각 로드 카메라(34)의 광축 위치를 기억한다. 화상 처리부(110)는 교정 처리를 수행할 때마다 각 마크 카메라(33)의 광축 위치 및 각 로드 카메라(34)의 광축 위치를 갱신한다.

이와 같이, 마크 카메라(33) 사이의 상대 위치와 로드 카메라(34) 사이의 상대 위치가 공통되는 교정 기판의 기판 마크(Wm)의 촬영에 의해 산출된다. 한편, 이들 마크 카메라(33) 사이의 상대 위치와 로드 카메라(34) 사이의 상대 위치는 이하의 형태로도 얻어진다. 즉, 각 마크 카메라(33)가 제1의 교정 기판의 기판 마크(Wm)를 촬영하고, 각 로드 카메라(34)가 제2의 교정 기판의 기판 마크(Wm)를 촬영하며, 이들 촬영 결과로부터 각별한 상대 위치를 산출하는 것도 가능하다. 다만, 각별한 교정 기판을 촬영하는 형태에서는 교정 기판간에서의 기판 마크(Wm)의 위치의 오차나 교정 기판간에서의 반송 오차 등이 표리의 촬영 결과에 각별하게 포함되어 버린다. 이러한 관점에서 공통되는 기판 마크(Wm)를 표리에서 한 번에 촬영하는 형태라면, 마크 카메라(33) 사이의 상대 위치와 로드 카메라(34) 사이의 상대 위치에 상술한 오차가 포함되는 것이 억제된다.

교정 처리: 증착 챔버 (50)

화상 처리부(110)는 교정 처리에서 교정 기판의 이면 화상에 대한 화상 해석을 수행한다. 즉, 화상 처리부(110)는 에지 검출 등을 각 이면 화상에 실시하고, 증착 카메라(52)의 카메라 좌표계에서 광축(5A)에 대한 기판 마크(Wm)의 상대 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 카메라 좌표계에서의 광축(5A)의 위치를, 예를 들면 이면 화상의 중심으로 한다. 이어서, 화상 처리부(110)는 증착 카메라(52)의 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치 및 이러한 기판 마크(Wm)의 상대 좌표를 이용하여, 기판 마크(Wm)의 상대 위치가 정해지는 상대 좌표계에서 증착 카메라(52)의 광축 위치를 산출한다. 즉, 화상 처리부(110)는 3개의 증착 카메라(52)의 광축(5A) 간에서의 상대 위치를 산출한다. 화상 처리부(110)는 카메라간의 상대 위치의 일 예로서, 각 증착 카메라(52)의 광축 위치를 기억한다. 화상 처리부(110)는 교정 처리를 수행할 때마다 각 증착 카메라(52)의 광축 위치를 갱신한다.

표면 위치의 특정 처리

화상 처리부(110)는 표면 위치의 특정 처리에서, 각 마크 카메라(33)가 처리 기판의 표면을 촬영한 화상(표면 화상)을 이용하여 패턴 중심의 위치를 산출한다. 즉, 화상 처리부(110)는 에지 검출 등을 각 표면 화상에 실시하고, 마크 카메라(33)의 카메라 좌표계에서 기판 마크(Wm)의 위치를 산출한다. 이어서, 화상 처리부(110)는 각 마크 카메라(33)의 광축 위치와 카메라 좌표계에서의 기판 마크(Wm)의 위치로부터 기판 마크(Wm)간의 상대 위치를 산출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 패턴 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 기판 마크(Wm)의 상대 위치를 통과하도록 기판 마크(Wm)의 상대위치가 정해지는 상대 좌표계에서 패턴 중심의 위치를 산출한다.

이면 위치의 특정 처리: EFEM (30)

제어 장치(100)는 EFEM(30)에서의 이면 위치의 특정 처리에서 스테이지에 재치된 처리 기판의 이면(WR)에 광을 조사한다. 또한, 제어 장치(100)는 평탄부(Wp1)에서 반사한 광에 의한 상(IM1)과 베벨부(Wp2)에서 반사한 광에 의한 상(IM2)을 포함하는 화상을 로드 카메라(34)에 촬영시킨다. 이어서, 제어 장치(100)는 로드 카메라(34)가 촬영한 화상을 EFEM(30)로부터 취득한다.

화상 처리부(110)는 로드 카메라(34)가 촬영한 화상을 이용하여, 화상의 콘트라스트에 기초하여 EFEM(30)에서의 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 추출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 제1 기판 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 경계를 통과하도록 제1 기판 중심의 위치를 산출한다.

또한, EFEM(30)에 있어서의 각 마크 카메라(33)에 의한 기판 마크(Wm)의 촬영과 각 로드 카메라(34)에 의한 평탄부(Wp1) 및 베벨부(Wp2)의 촬영은 동시에 수행해도 되고, 각별한 타이밍에 수행해도 된다. 2개소에서의 촬영을 각별한 타이밍에 수행할 때에는 각 마크 카메라(33)에 의한 촬영을 각 로드 카메라(34)에 의한 촬영보다 먼저 수행해도 되고, 각 로드 카메라(34)에 의한 촬영을 각 마크 카메라(33)에 의한 촬영보다 먼저 수행해도 된다. 2개소에서의 촬영을 각별한 타이밍에 수행할 때에는, 2개소에서의 촬영 사이에 기판(W)을 회전시켜도 된다. 또한, 각 마크 카메라(33)에 의한 기판 마크(Wm)의 촬영은 동시에 수행해도 되고, 각별한 타이밍에 수행해도 되며, 각 로드 카메라(34)에 의한 평탄부(Wp1) 및 베벨부(Wp2)의 촬영도 동시에 수행해도 되고, 각별한 타이밍에 수행해도 된다.

이면 위치의 특정 처리: 증착 챔버 (50)

제어 장치(100)는 증착 챔버(50)에서의 이면 위치의 특정 처리에서, 기판 홀더(53)에 재치된 처리 기판의 이면(WR)에 광을 조사한다. 또한, 제어 장치(100)는 평탄부(Wp1)에서 반사한 광에 의한 상(IM1)과 베벨부(Wp2)에서 반사한 광에 의한 상(IM2)을 포함하는 화상을 증착 카메라(52)에 촬영시킨다. 이어서, 제어 장치(100)는 증착 카메라(52)가 촬영한 화상을 증착 챔버(50)로부터 취득한다.

화상 처리부(110)는 증착 카메라(52)가 촬영한 화상을 이용하여, 화상의 콘트라스트에 기초하여 증착 챔버(50)에 있어서의 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 추출한다. 또한, 화상 처리부(110)는 제2 기판 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 경계를 통과하도록 제2 기판 중심의 위치를 산출한다.

한편, 상술한 표면 위치의 특정 처리나 이면 위치의 특정 처치에서는, 1대의 카메라로 촬영을 행할 때마다 처리 기판을 회전시키는 것도 가능하다. 특히, 기판 마크(Wm)의 위치는 처리 기판마다 다르고, 또한 공통되는 특정한 위치에 각 처리 기판을 고정하는 방식에서는 기판 마크(Wm)를 촬영할 수 없는 처리 기판이 존재할 수 있다. 이 경우, 1개의 기판 마크(Wm)를 촬영할 때마다 카메라에 대하여 처리 기판을 회전시키는 것이 가능하다. 처리 기판을 회전시켜서 복수의 기판 마크(Wm)들을 촬영하는 방식에서는 기판 마크(Wm)간에서의 상대 위치를 처리 기판의 회전 각도에 의해 파악할 수 있다. 또한, 처리 기판의 회전 각도는 회전 각도를 검출하는 검출부에 의해 검출하는 것이 가능하며, 검출부에는 예를 들면 인코더를 이용할 수 있다.

위치 맞춤 처리

도 8에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(100)는, 예를 들면 1매째의 처리 기판에 대하여 EFEM(30)에서의 촬영에 의한 패턴 중심과 제1 기판 중심을 이용하여, 패턴 중심과 제1 기판 중심의 어긋남 양(△x, △y, △θ)을 산출한다.

이어서, 제어 장치(100)는 1매째의 기판(W)이 증착 챔버(50)로 반입되었을 때, 증착 카메라(52)가 촬영한 화상을 이용하여 마스크 중심을 중심으로 하는 가상원이 각 마스크 마크를 통과하도록 마스크 중심의 위치를 산출한다. 또한, 제어장치(100)는 제2 기판 중심에 어긋남 양을 반영시켜 제2 기판 중심을 마스크 중심에 맞추기 위한 보정량을 산출한다. 제어 장치(100)는 보정량에 상당하는 구동량으로 전달 기구(56)를 구동시키기 위해 구동원(55)을 구동하기 위한 구동 신호(SIG)를 출력한다.

이와 같이, 상술한 증착 장치에 의하면, 마크 카메라(33)의 카메라 좌표계, 로드 카메라(34)의 카메라 좌표계 및 증착 카메라(52)의 카메라 좌표계라는 3개의 각별한 카메라 좌표계를 단일의 교정 기판에 의해 교정하는 것이 가능하다. 이에 따라, 각 카메라 좌표계에서 서로 좌표의 변환을 수행하는 것이 가능하다. 달리 말하면, 각 카메라 좌표계에서 서로 좌표의 변환을 수행할 때에 좌표의 변환에 따른 위치의 어긋남을 억제할 수 있다.

상술한 교정 처리를 제어 장치(100)가 수행함으로써, 마크 카메라(33)의 광축 위치와 로드 카메라(34)의 광축 위치가 공통되는 기판 마크(Wm)의 촬영에 의해 산출된다. 이에 따라, 로드 카메라(34)에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도를 마크 카메라(33)에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도까지, 즉 기판 마크(Wm)를 직접 촬영한 결과에 의한 검출 정밀도와 같은 정도까지 미리 높여진다. 또한, 마크 카메라(33)의 광축 위치와 로드 카메라(34)의 광축 위치의 어긋남 양(△x, △y, △θ)이 표면 촬영과 이면 촬영 사이의 차이로서 증착 카메라(52)의 촬영에 의한 제2 기판 중심에 반영된다. 이에 따라, 증착 챔버(50)에 있어서의 처리 기판의 위치가 증착 챔버(50)에 있어서 기판 마크(Wm)를 직접 촬영했을 때와 같은 정도의 위치 정밀도로 산출된다. 결과적으로, 제2 기판 중심과 마스크 중심의 정합을 패턴 중심과 마스크 중심의 정합으로서 취급하는 것이 가능해진다.

여기서, 증착 장치는 제2 기판 중심과 마스크 중심을 정합시킨 상태에서, 마스크 베이스(54)와 기판 홀더(53)를 기판(W)의 둘레 방향으로 회전시켜 증착원(51)으로부터 증착 재료를 승화시킨다. 이때, 진공조(50B)에 진공을 형성하기 위한 배기계(57)의 진동이나, 기판(W)을 반송하기 위한 전동기의 진동, 또는 진공조(50B)가 설치되는 환경으로부터 진공조(50B)에 전달한 진동 등의 각종 진동이 진공조(50B)에 발생한다. 한편, 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치를 위치 결정하는 각 구성을 탑재한 지지 프레임(58)과 이러한 진공조(50B) 사이에는 방진 기능을 구비한 복수의 접속부(59)들이 개재된다. 이에 따라, 지지 프레임(58)을 포함하는 결합체의 고유 진동수의 진동이 진공조(50B)에서 지지 프레임(58)으로 전달하는 것이 이들 복수의 접속부(59)들의 개재에 의해 억제된다. 따라서 패턴 중심과 마스크 중심이 간접적으로 정합시켜진 상술한 상태가 유지되며, 이러한 상태를 형성하기 위한 증착 카메라(52)와 기판(W)이나 증착 마스크(M)의 상대 위치도 유지되고, 이와 같은 상태에서 기판(W)에 대한 증착이 계속되어진다.

이상 설명한 바와 같이, 상술한 실시예에 의하면 이하에 열거하는 효과들이 얻어진다.

(1) 진공조(50B)에서 생긴 진동이 기판(W)과 증착 마스크(M)에 전달하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 이에 따라, 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치 및 이들과 증착 카메라(52)의 상대 위치에 상기 진동의 전달에 의한 어긋남이 생기는 것을 억제하는 것이 가능하다.

(2) 특히, 진공조(50B)에서는 진공을 형성하기 위한 펌프에 의한 진동, 진공조(50B)에 대하여 기판(W)을 반송하기 위한 전동기에 의한 진동, 진공조(50B)가 설치된 환경에서 진공조(50B)로 전달한 진동 등의 각종의 진동이 발생한다. 따라서, 진공조(50B)와 지지 프레임(58) 사이에 접속부(59)가 개재하는 구성이라면, 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치 및 이들과 증착 카메라(52)의 상대 위치에서 어긋남이 생기는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

(3) 각 접속부(59)가 기판(W)의 둘레방향으로 분산되어 있기 때문에, 기판(W)의 면 방향(수평 방향)에 생길 수 있는 진동의 전달을 기판(W)의 표면에 대한 법선 방향(상하 방향)보다도 효과적으로 억제하는 것이 가능하다. 상기 면 방향에서의 진동은 상기 법선 방향에서의 진동보다도 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치의 어긋남에 직접적으로 관여한다. 따라서, 상기 면 방향에 생길 수 있는 진동의 전달을 효과적으로 억제하는 상기 구성이라면 기판(W)과 증착 마스크(M)의 상대 위치의 어긋남을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

(4) 평탄부(Wp1)에서 반사된 광에 의한 상(IM1)과 베벨부(Wp2)에서 반사된 광에 의한 상(IM2)의 콘트라스트에 기초하는 이들의 경계로부터 기판(W)의 위치를 검출하기 때문에 기판(W)의 위치를 검출하는 정밀도를 향상시키는 것도 가능하게 된다.

(5) 특히, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계를 이용하여 기판(W)의 위치를 검출하기 때문에 기판 마크(Wm)를 갖지 않은 기판(W)도 검출 대상으로 할 수 있다. 또한, 기판(W)이 충분한 투명성을 갖지 않거나 불투명하며, 기판 마크(Wm)를 갖지 않은 면으로부터의 촬영에 의해 기판(W)의 위치의 검출이 요구되는 경우라도 높은 정밀도 하에서 기판(W)의 위치를 검출하는 것도 가능하게 된다.

(6) 기판(W)의 표면(WF)으로부터의 촬영에 의해 패턴 위치를 검출하는 것이 가능하며, 기판(W)의 이면(WR)으로부터의 촬영에 의해 기판 중심을 검출하는 것이 가능하다. 이에 따라, 스퍼터 성막 등과 같이 패턴 위치에 기초하여 행해지는 처리와 증착 성막과 같이 기판 중심에 기초하여 행해지는 처리 사이에서 처리 위치의 정합을 도모하는 것도 가능하게 된다.

(7) 이면 촬영에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도를 표면 촬영에 의한 처리 기판의 위치의 검출 정밀도, 즉 기판 마크(Wm)의 촬영에 의한 검출 정밀도와 같은 정도까지 높여진다. 결과적으로, 이면 촬영의 결과만이 얻어지는 증착 처리의 환경이라도 표면 촬영의 결과에 의한 위치의 정밀도와 같은 정도로 기판(W)의 위치의 검출 정밀도를 높일 수 있어, 이러한 정밀도에서의 기판(W)의 상태를 유지하는 것이 가능하게 된다.

한편, 상술한 실시예는 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

·화상 처리부(110)는 추출된 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 위치에서만 기판(W)의 위치를 검출한다. 이를 변경하여 화상 처리부(110)는 추출된 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 위치와 기판(W)의 위치를 검출하기 위한 다른 정보를 이용하여 기판(W)의 위치를 검출하는 것도 가능하다. 기판(W)의 위치를 검출하기 위한 다른 정보는 기판(W)이 구비하는 노치 등의 특징점의 위치나, 기판(W)의 회전 각도 등이다.

·화상 처리부(110)가 기판(W)의 위치의 특정에 이용하는 경계는 기판(W)의 외주부의 1개소여도 되고, 2개소 이상이어도 된다.

예를 들면, 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상은 미시적으로는 베벨부(Wp2)의 가공마다, 즉 기판(W)마다 다르고, 각 기판(W)에 있어서 고유한 형상일 경우가 있다. 외주부의 1개소의 경계로부터 기판(W)의 위치를 검출하는 구성에서는, 우선 기판(W)의 전체에 걸친 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상을 전둘레 형상으로 하여 미리 수집한다. 또한, 외주부의 1개소에서 추출된 평탄부(Wp1)와 베벨부(Wp2)의 경계의 형상이 전둘레 형상의 어느 부위인지를 검출함으로써 기판(W)의 위치를 검출한다.

한편, 제1 기판 중심을 산출할 때와 제2 기판 중심을 산출할 때에서는 외주부 중에서 거의 동일한 베벨부(Wp2)를 포함하는 부분을 촬영하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판(W)의 위치를 검출하는 정밀도를 더욱 높일 수 있다. 또한, 제어장치(100)는 기판(W)이 구비하는 노치 등의 특징점의 위치와 기판(W)의 회전 각도에 기초하여 로드 카메라(34)의 촬영 범위(4Z) 및 증착 카메라(52)의 촬영 범위(5Z)에 외주부에 있어서의 거의 동일한 베벨부(Wp2)를 포함하는 부분을 위치시킬 수 있다.

·화상 처리부(110)가 검출하는 기판(W)의 위치는 기판(W)의 중심, 기판(W)의 윤곽(E), 기판(W)의 중심 또는 윤곽(E)으로부터 산출되는 중심 이외의 특징점 또는 이들의 임의의 조합으로 하는 것이 가능하다.

·증착 장치가 구비하는 로드 카메라(34)의 수량은 1대 또는 2대여도 되고, 4대 이상이어도 된다. 로드 카메라(34)의 수량이 1대 또는 2대일 경우에는 상술한 바와 같이 로드 카메라(34)의 촬영 결과와 다른 정보를 이용하여 기판(W)의 위치를 검출한다.

·증착 장치가 구비하는 증착 카메라(52)의 수량은 1대 또는 2대여도 되고, 4대 이상이어도 된다. 증착 카메라(52)의 수량이 1대 또는 2대일 경우에는 상술한 바와 같이, 증착 카메라(52)의 촬영 결과와 다른 정보를 이용하여 기판(W)의 위치를 검출한다.

·증착 장치가 구비하는 접속부(59)의 수량은 1체 또는 2체 이상이어도 된다. 접속부(59)가 1체일 경우, 접속부(59)는 기판의 둘레방향의 전체에 걸쳐 지지 프레임(58)과 접촉하는 환형상을 갖는 것이 가능하다.

·지지 프레임(58)을 지지하는 하부 구조체는 증착 챔버(50) 이외의 다른 챔버로 하는 것도 가능하며, 진공조(50B)가 설치된 환경에 설치되는 다른 구조체로 하는 것도 가능하다.

·처리 기판의 이면(WR)이 기판 마크(Wm)를 구비해도 된다. 이 경우, 해당 이면(WR)에 위치하는 기판 마크(Wm)를 증착 카메라(52)가 촬영함으로써, 증착 장치가 제2 기판 중심을 산출하는 것도 가능하다.

M: 증착 마스크 W: 기판
WF: 표면 Wm: 기판 마크
WR: 이면 Wp1: 평탄부
Wp2: 베벨부 30: EFEM
33: 마크 카메라 34: 로드 카메라
50: 증착 챔버 50B: 진공조
51: 증착원 52: 증착 카메라
53: 기판 홀더 54: 마스크 베이스
55: 구동원 56: 전달 기구
59: 접속부 60: 반전 챔버
70: 스퍼터 챔버 100: 제어 장치
110: 화상 처리부

Claims

증착원을 수용한 증착 챔버 내에서 비투과성의 기판에서의 표면을 상기 증착원을 향한 상태로 상기 기판을 유지하는 동시에 상기 증착원과 상기 기판 사이에서 증착 마스크를 유지하는 유지 기구와,
상기 기판에 대한 상기 증착 마스크 측과는 반대측으로부터 상기 증착 챔버 내에 있어서의 상기 기판과 상기 증착 마스크를 촬영하는 촬영부와,
상기 유지 기구 및 상기 촬영부에 접속된 상부 구조체와,
상기 상부 구조체를 지지하는 하부 구조체와,
상기 상부 구조체와 상기 하부 구조체에 끼워져 상기 상부 구조체와 상기 하부 구조체를 접속하는 접속부를 구비하며,
상기 접속부가 상기 하부 구조체에서 상기 상부 구조체로의 진동의 전달을 억제하는 방진 기능을 구비하고,
상기 촬영부는 상기 기판의 평탄부에서 반사된 광에 의한 제1 상과 상기 평탄부에 연결되는 베벨부에서 반사된 광에 의한 제2 상을 촬영하고,
상기 제1 상과 상기 제2 상의 콘트라스트에 기초하는 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 기판의 외형의 일부로서 추출하며, 그 추출된 외형의 일부를 이용하여 상기 기판의 위치를 검출하는 화상 처리부를 추가로 구비하고,
상기 기판은 기판 마크를 포함하는 상기 표면과 상기 표면과는 반대측의 이면을 포함하고,
상기 증착 챔버의 전단에서 상기 기판을 수용하는 전단 모듈과,
상기 전단 모듈로부터 반입되는 상기 기판의 표리를 반전시켜서 상기 증착 챔버에 상기 기판을 반입하는 반전 챔버를 추가로 구비하며,
상기 전단 모듈은 이면 촬영부와 표면 촬영부를 구비하고,
상기 이면 촬영부는 상기 기판의 상기 이면과 대향하여 상기 기판의 평탄부에서 반사된 광에 의한 제1 상과 상기 평탄부에 연결되는 베벨부에서 반사된 광에 의한 제2 상을 촬영하며,
상기 표면 촬영부는 상기 기판의 상기 표면과 대향하여 상기 기판 마크를 촬영하고,
상기 화상 처리부는,
상기 이면 촬영부가 촬영한 상기 제1 상과 상기 제2 상의 콘트라스트에 기초하는 상기 평탄부와 상기 베벨부의 경계를 상기 기판의 외형의 일부로서 추출하고, 그 추출된 외형의 일부를 이용하여 상기 기판의 이면 위치를 특정하며, 상기 표면 촬영부의 촬영한 상기 기판 마크의 위치로부터 상기 기판의 표면 위치를 특정하고, 상기 증착 챔버의 상기 촬영부에 의한 촬영의 결과로부터 검출된 상기 기판의 위치를 상기 표면 위치와 상기 이면 위치의 어긋남 양으로 보정하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 구조체는 상기 증착 챔버가 구비하는 진공조인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지 기구는 상기 기판과 상기 증착 마스크를 상기 기판의 둘레방향으로 회전시키는 회전 기구와 상기 기판과 상기 증착 마스크를 별개로 승강시키는 승강 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 접속부는 상기 증착 장치에 구비되는 복수의 접속부들 중의 하나이며,
상기 복수의 접속부들의 각각은 상기 기판의 둘레 방향으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 기판은 처리 기판이며,
광투과성의 기판인 교정 기판의 표면이 복수의 교정 마크를 구비하고,
상기 표면 촬영부는 각 교정 마크에 대응하는 카메라로 상기 교정 기판의 표면을 촬영하고,
상기 이면 촬영부는 각 교정 마크에 대응하는 카메라로 상기 교정 기판의 이면을 촬영하며,
상기 화상 처리부는,
상기 표면 촬영부의 각 카메라가 상기 교정 마크를 촬영한 결과로부터 상기 표면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 산출하고, 해당 카메라간의 상대 위치와 상기 표면 촬영부의 각 카메라가 상기 처리 기판을 촬영한 결과를 이용하여 상기 표면 위치를 산출하며,
상기 이면 촬영부의 각 카메라가 상기 교정 마크의 투과 화상을 촬영한 결과로부터 상기 이면 촬영부의 카메라간의 상대 위치를 산출하고, 해당 카메라간의 상대 위치와 상기 이면 촬영부의 각 카메라가 상기 처리 기판을 촬영한 결과를 이용하여 상기 이면 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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