特許 6472859 位置検出装置、および、蒸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6472859

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】位置検出装置、および、蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20190207BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 H

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-194266(P2017-194266)

(22)【出願日】2017年10月4日

【審査請求日】2018年9月12日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】坂内 雄也

(72)【発明者】

【氏名】柳堀 文嗣

(72)【発明者】

【氏名】小川 慶

【審査官】 八木 智規

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１３４４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−５２９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／１０９７３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の平坦部で反射された光による第１像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第２像とを撮影する撮影部と、
前記第１像と前記第２像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置を特定する画像処理部と、を備え、
前記撮影部は第１撮影部であり、
前記基板は、基板マークを含む表面と、裏面とを含み、
前記表面と対向して前記基板マークを撮影する第２撮影部をさらに備え、
前記第１撮影部は、前記裏面と対向して前記第１像および前記第２像を撮影し、前記外形の一部から特定された前記基板の位置が、裏面位置であり、
前記画像処理部は、前記第２撮影部の撮影した基板マークの位置から前記基板の位置である表面位置を特定し、前記表面位置と前記裏面位置とのずれ量を算出する
位置検出装置。

【請求項2】

基板の位置を検出する位置検出装置と、
前記基板の表面と対向する蒸着源と、
前記表面と前記蒸着源との間に位置する蒸着マスクと、を備え、
前記位置検出装置は、
前記基板の裏面での平坦部で反射された光による第１像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第２像とを撮影する撮影部と、
前記第１像と前記第２像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置を特定する画像処理部と、を備え、
前記撮影部は第１撮影部であり、
前記基板は、基板マークを含む表面と、前記裏面とを含み、
前記表面と対向して前記基板マークを撮影する第２撮影部をさらに備え、
前記第１撮影部は、前記裏面と対向して前記第１像および前記第２像を撮影し、前記外形の一部から特定された前記基板の位置が、裏面位置であり、
前記画像処理部は、前記第２撮影部の撮影した基板マークの位置から前記基板の位置で
ある表面位置を特定し、前記表面位置と前記裏面位置とのずれ量を算出する
蒸着装置。

【請求項3】

前記位置検出装置である第１位置検出装置を備える搬送部と、
第２位置検出装置を搭載した蒸着チャンバーと、を備え、
前記裏面位置は、第１裏面位置であり、
前記第２位置検出装置は、
前記裏面の平坦部で反射された光による第３像と、前記裏面の平坦部につながるベベル部で反射された光による第４像とを撮影する第２撮影部と、
前記第３像と前記第４像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置である第２裏面位置を特定し、かつ、前記第２裏面位置と前記ずれ量とから、前記蒸着チャンバーでの前記表面位置を推定する第２画像処理部と、を備え、
前記蒸着マスクは、前記表面と対向する側面にマスクマークを備え、
前記第２撮影部は、前記裏面と対向する方向から前記マスクマークを撮影し、
前記第２画像処理部は、前記第２撮影部の撮影したマスクマークの位置から前記蒸着マスクの位置を特定し、該蒸着マスクの位置に対する、前記第２画像処理部で推定された前記表面位置の相対位置を算出する
請求項２に記載の蒸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の位置を検出する位置検出装置、および、位置検出装置を備える蒸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸着装置は、基板の成膜面と蒸着源との間に蒸着マスクを配置し、蒸着マスクの開口に追従した形状のパターンを基板の成膜面に形成する。蒸着装置は、基板のアライメントマークである基板マークから基板の位置を検出する。蒸着装置は、検出された基板の位置と蒸着マスクの位置とのずれを算出し、基板の位置や蒸着マスクの位置を調整する（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１９４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した基板マークは、通常、基板の成膜面に位置し、基板マークを検出する検出部は、成膜面に対して、蒸着源と同じ側に位置する。一方、成膜面に対する蒸着源側の空間は、蒸着源で昇華された蒸着物質の飛行する空間であり、この空間に位置する検出部の光学系には、少なからず蒸着物質が堆積する。光学系に蒸着物質が堆積した検出部では、基板マークを精度良く検出することが不可能であるため、上述した蒸着装置には、基板と蒸着マスクとの位置合わせの精度を高める技術が望まれている。なお、基板の位置を精度よく検出する要請は、基板と蒸着マスクとの位置合わせを行う蒸着装置に限らず、基板の位置を検出する装置において共通している。
本発明は、基板の位置について検出精度を向上可能とした位置検出装置、および、蒸着装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための位置検出装置は、基板の平坦部で反射された光による第１像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第２像とを撮影する撮影部と、前記第１像と前記第２像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置を特定する画像処理部とを備える。

【0006】

上記課題を解決するための蒸着装置は、基板の位置を検出する位置検出装置と、前記基板の表面と対向する蒸着源と、前記表面と前記蒸着源との間に位置する蒸着マスクと、を備える。前記位置検出装置は、前記基板の裏面での平坦部で反射された光による第１像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第２像とを撮影する撮影部と、前記第１像と前記第２像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置を特定する画像処理部と、を備える。

【0007】

基板の輪郭を定めるベベル部は、通常、基板の厚さ方向に所定の曲率を有した曲面である。ベベル部を撮影した画像では、例えば、基板の輪郭に向けて明度が徐々に低下し、また、ぼけ量も徐々に高くなる。そのため、ベベル部を撮影した画像から基板の輪郭を検出する技術では、検出された輪郭の位置に大きな誤差を生じてしまう。一方、ベベル部と平坦部との境界は、基板において面方向が大きく変わる境界であり、例えば、平坦部と対向する方向からの撮影では、それを明確に検出できる部分でもある。そして、上記構成であれば、画像処理部が、平坦部で反射された光による第１像と、ベベル部で反射された光による第２像とのコントラストに基づくこれらの境界から、基板の位置を検出するため、基板の位置を検出する精度を向上することが可能となる。

【0008】

上記位置検出装置において、前記撮影部は第１撮影部であり、前記基板は、基板マークを含む表面と、裏面とを含み、前記表面と対向して前記基板マークを撮影する第２撮影部をさらに備える。そして、前記第１撮影部は、前記裏面と対向して前記第１像および前記第２像を撮影し、前記外形の一部から特定された前記基板の位置が、裏面位置であり、前記画像処理部は、前記第２撮影部の撮影した基板マークの位置から、前記基板の位置である表面位置を特定し、前記表面位置と前記裏面位置とのずれ量を算出してもよい。

【0009】

上記蒸着装置において、前記撮影部は第１撮影部であり、前記基板は、基板マークを含む表面と、裏面とを含み、前記表面と対向して前記基板マークを撮影する第２撮影部をさらに備える。そして、前記第１撮影部は、前記裏面と対向して前記第１像および前記第２像を撮影し、前記外形の一部から特定された前記基板の位置が、裏面位置であり、前記画像処理部は、前記第２撮影部の撮影した基板マークの位置から、前記基板の位置である表面位置を特定し、前記表面位置と前記裏面位置とのずれ量を算出してもよい。

【0010】

上記各構成によれば、基板の表面からの撮影によって、基板マークの位置に基づく表面位置を特定することが可能であり、基板の裏面からの撮影によって、平坦部とベベル部との境界に基づく裏面位置を特定することが可能である。そのため、基板に対して行われる処理のうち、表面位置に基づいて行われる処理と、裏面位置に基づいて行われる処理との間において、処理位置の整合を図ることが可能ともなる。

【0011】

上記蒸着装置において、前記位置検出装置である第１位置検出装置を備える搬送部と、第２位置検出装置を搭載した蒸着チャンバーと、を備え、前記裏面位置は、第１裏面位置であり、前記第２位置検出装置は、前記裏面の平坦部で反射された光による第３像と、前記裏面の平坦部につながるベベル部で反射された光による第４像とを撮影する第２撮影部と、前記第３像と前記第４像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から前記基板の位置である第２裏面位置を特定し、かつ、前記第２裏面位置と前記ずれ量とから、前記蒸着チャンバーでの前記表面位置を推定する第２画像処理部と、を備え、前記蒸着マスクは、前記表面と対向する側面にマスクマークを備え、前記第２撮影部は、前記裏面と対向する方向から前記マスクマークを撮影し、前記第２画像処理部は、前記第２撮影部の撮影したマスクマークの位置から前記蒸着マスクの位置を特定し、該蒸着マスクの位置に対する、前記第２画像処理部で推定された前記表面位置の相対位置を算出してもよい。

【0012】

上記蒸着装置によれば、基板と蒸着マスクとの相対位置の検出精度を向上可能であるから、基板と蒸着マスクとの相対位置に関わる処理において、その精度を高めることが可能ともなる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】位置検出装置の構成を基板と共に示す構成図であり、（ａ）は基板の断面図と共に構成を示し、（ｂ）は基板の平面図と外形用カメラの撮影範囲との相対位置を示す。

【図2】外形用カメラが撮影した画像の一例を示す図。

【図3】蒸着装置の構成を示す構成図。

【図4】ＥＦＥＭの構成を示す構成図。

【図5】基板の平面構造を各カメラの撮影範囲とともに示す平面図。

【図6】蒸着チャンバーの構成を示すブロック図。

【図7】基板の平面構造を外形用カメラの撮影範囲とともに示す平面図。

【図8】蒸着処理が行う各種の処理を説明するためのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

位置検出装置、および、蒸着装置の一実施形態を説明する。
［位置検出装置］
図１が示すように、基板Ｗは、表面ＷＦと裏面ＷＲとを備える。表面ＷＦの外周部Ｗｐは、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２とを備え、裏面ＷＲの外周部Ｗｐもまた、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２とを備える。

【0015】

平坦部Ｗｐ１は、基板Ｗの側面に沿う平面に沿って広がる平坦状の部分である。各ベベル部Ｗｐ２は、基板Ｗの厚さ方向に沿う断面（図１（ａ）参照）において、曲率中心がベベル部Ｗｐ２に対して基板Ｗの中心側に位置する曲率を有する。なお、図１（ｂ）では、外形用カメラ１１が、基板Ｗの裏面ＷＲを撮影する状態を示し、また、基板Ｗの形状が円板状である例を示す。

【0016】

位置検出装置１０は、外形用カメラ１１と画像処理部１２とを備える。
外形用カメラ１１は、例えば、ＣＣＤカメラであって、撮影部の一例である。外形用カメラ１１の撮影範囲１１Ｚは、平坦部Ｗｐ１の一部と、該一部につながるベベル部Ｗｐ２とを含む大きさである。なお、基板Ｗの搬送に際しては、搬送後の位置とその目標位置との差異である搬送精度が、所定の範囲内に設定されている。外形用カメラ１１の撮影範囲１１Ｚは、こうした範囲よりも十分に大きい。

【0017】

外形用カメラ１１の光軸１１Ａは、例えば、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の近傍に位置する。基板Ｗの外周部Ｗｐに照射される光は、基板Ｗに対する外形用カメラ１１側から、外形用カメラ１１の光軸１１Ａに沿って進行する平行光でもよいし、外形用カメラ１１の光軸１１Ａとは異なる方向に進行する平行光であってもよい。基板Ｗの外周部Ｗｐに照射される光の光軸と、外形用カメラ１１の光軸１１Ａとが一致する場合、外形用カメラ１１は、撮影光学系を用いて外周部Ｗｐに光を照射する照射部を備える。基板Ｗの外周部Ｗｐに照射される光の光軸と、外形用カメラ１１の光軸１１Ａとが異なる場合、外周部Ｗｐに光を照射する照射部は、外形用カメラ１１とは別体であり、基板Ｗに対して、外形用カメラ１１と同じ側に位置する。

【0018】

外形用カメラ１１は、撮影範囲１１Ｚから反射される光による画像を形成する。外形用カメラ１１の撮影する画像ＰＩＣは、平坦部Ｗｐ１で反射された光による第１像ＰＩＣ１と、その平坦部Ｗｐ１につながるベベル部Ｗｐ２で反射された光による第２像ＰＩＣ２とを含む。例えば、基板Ｗの裏面ＷＲと直交する方向に沿って裏面ＷＲに平行光が照射されるとき、平坦部Ｗｐ１に入射する光の入射角はほぼ０°であり、平坦部Ｗｐ１から射出される正反射光の反射角もほぼ０°である。そのため、裏面ＷＲと直交する光軸を有した外形用カメラ１１は、非常に高い明度を有した第１像ＰＩＣ１を生成する。これに対して、ベベル部Ｗｐ２は曲面であるため、ベベル部Ｗｐ２に入射した光の入射角は、０°から基板Ｗの外側に向けて連続的に変わり、ベベル部Ｗｐ２から射出される正反射光の反射角は、０°よりもさらに大きく変わる。そのため、裏面ＷＲと直交する光軸を有した外形用カメラ１１は、第１像ＰＩＣ１と比べて非常に低い明度を有した第２像ＰＩＣ２を生成する。結果として、外形用カメラ１１によって撮影された画像ＰＩＣでは、平坦部Ｗｐ１で反射された光による第１像ＰＩＣ１と、ベベル部Ｗｐ２で反射された光による第２像ＰＩＣ２との間で、コントラストに大きな差異が生じる。

【0019】

画像処理部１２は、外形用カメラ１１の撮影した画像ＰＩＣを用いたコントラストに基づくエッジ検出を行い、第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界を抽出する。そして、画像処理部１２は、抽出された第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界、すなわち、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を、基板Ｗの外形の一部として特定する。なお、外形用カメラ１１の光軸１１Ａの位置や、外形用カメラ１１の撮影範囲１１Ｚの位置は、外形用カメラ１１に固有の座標系（例えば、ＸＹθ座標系）で定められる。画像処理部１２は、第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界をこの座標系で算出し、それによって、基板Ｗの外形の一部を特定する。

【0020】

図２は、外形用カメラ１１が撮影した画像の一例である。
図２が示すように、画像ＰＩＣは、基板Ｗの像ＰＩＣＷと、基板Ｗの背景像ＰＩＣＢとを含む。基板Ｗの像ＰＩＣＷのなかで、相対的に明度の高い部分が、平坦部Ｗｐ１の像、すなわち、第１像ＰＩＣ１である。これに対して、基板Ｗの像ＰＩＣＷのなかで、相対的に明度の低い部分が、ベベル部Ｗｐ２の像、すなわち、第２像ＰＩＣ２である。基板Ｗの背景像ＰＩＣＢにおける明度は、第１像ＰＩＣ１の明度よりも低く、かつ、第２像ＰＩＣ２の明度よりも高い。

【0021】

ここで、基板Ｗの輪郭Ｅとは、基板Ｗにおいて最も外側に位置する点を結んだ外形線であり、ベベル部Ｗｐ２の外形線でもある。上述したように、このベベル部Ｗｐ２は、通常、所定の曲率を有した曲面で構成される。ベベル部Ｗｐ２の曲面は、基板Ｗの輪郭Ｅに向けて、基板Ｗの像ＰＩＣＷの明度を徐々に低くし、ベベル部Ｗｐ２の像である第２像ＰＩＣ２と、基板Ｗの背景像ＰＩＣＢとの境界を、不明りょうとする。そして、第２像ＰＩＣ２と背景像ＰＩＣＢとの境界から基板Ｗの輪郭Ｅを検出する際には、その位置の精度に大きな誤差を生じさせてしまう。特に、基板Ｗの位置に数μｍの精度が求められる検出では、上述した境界での不明りょうさが非常に大きな誤差となる。

【0022】

これに対して、ベベル部Ｗｐ２と平坦部Ｗｐ１との境界は、基板Ｗにおいて面方向が変わる境界であり、例えば、平坦部Ｗｐ１と対向する方向からの撮影では、それが明確に検出される境界でもある。それゆえに、第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界が、基板Ｗの外形の一部として特定される上記構成であれば、その外形を用いた基板Ｗの位置の検出において、検出の精度を向上することが可能となる。

【0023】

［蒸着装置］
図３を参照して、上記位置検出装置を搭載した蒸着装置２０を説明する。なお、蒸着装置２０は一例であり、搬送部の一例であるＥＦＥＭ２３と蒸着チャンバー２４とを備えていればよい。また、以下の例では、ＥＦＥＭ２３は、表面位置特定処理、および、裏面位置特定処理に用いられる。蒸着チャンバー２４は、別の裏面位置特定処理に用いられる。

【0024】

なお、表面位置特定処理は、基板Ｗの表面ＷＦに位置する基板マークを撮影し、その撮影の結果から、基板の中心（表面位置）の一例であるパターン中心を算出する。裏面位置特定処理は、基板Ｗの裏面ＷＲにおける外周部Ｗｐを撮影し、その撮影の結果から、基板の中心（第１裏面位置）の一例である第１基板中心を算出する。また、別の裏面特定処理は、基板Ｗの裏面ＷＲにおける外周部Ｗｐを撮影し、その撮影の結果から、基板の中心（第２裏面位置）の一例である第２基板中心を算出する。蒸着装置２０は、ＥＦＥＭ２３を用いて特定されるパターン中心と第１基板中心とのずれ量を算出する。また、蒸着装置２０は、第２基板中心にずれ量を反映させ、蒸着マスクの中心であるマスク中心と、パターン中心とを合わせるように、基板Ｗを配置する。

【0025】

図３が示すように、蒸着装置２０は、搬送チャンバー２１を備え、搬送チャンバー２１には、ゲートバルブを介して搬出入チャンバー２２が接続されている。搬送チャンバー２１は、基板Ｗを搬送する搬送ロボットを備える。搬出入チャンバー２２は、搬送チャンバー２１の外部から搬送チャンバー２１に基板を搬入し、かつ、搬送チャンバー２１から搬送チャンバー２１の外部に基板を搬出する。搬出入チャンバー２２には、ゲートバルブを介してＥＦＥＭ２３（Equipment Front End Module）が接続されている。ＥＦＥＭ２３は、搬出入チャンバー２２に成膜前の基板を搬送し、かつ、搬出入チャンバー２２から成膜後の基板を搬入する。ＥＦＥＭ２３は、基板Ｗを支持する検出機構３０を備える。

【0026】

搬送チャンバー２１には、２つの蒸着チャンバー２４、反転チャンバー２５、および、スパッタチャンバー２６が接続されている。各チャンバーは、ゲートバルブを介して搬送チャンバー２１に接続されている。蒸着チャンバー２４は、真空蒸着法によって基板Ｗに所定の薄膜を形成する。反転チャンバー２５は、反転チャンバー２５に搬入された基板Ｗを反転させる。反転チャンバー２５での反転は、鉛直方向における基板Ｗの表面ＷＦと裏面ＷＲとの位置を、基板Ｗが反転チャンバー２５に搬入されたときと、反転チャンバー２５から搬出されるときとの間において、反対にすることである。スパッタチャンバー２６は、スパッタ法によって基板Ｗに所定の薄膜を形成する。

【0027】

蒸着装置２０は、制御装置２０Ｃを備え、制御装置２０Ｃは、上述した画像処理部１２を含み、蒸着装置２０が備える各チャンバー２１，２２，２３，２４，２５，２６の駆動を制御する。制御装置２０Ｃは、例えば、搬送ロボットの駆動を制御して、搬送チャンバー２１に接続された１つのチャンバーから他のチャンバーに、搬送チャンバー２１を介して搬送ロボットに基板Ｗを搬送させる。制御装置２０Ｃは、例えば、各蒸着チャンバー２４における成膜処理、および、スパッタチャンバー２６における成膜処理に関わる機構の駆動を制御することによって、各蒸着チャンバー２４、および、スパッタチャンバー２６に所定の薄膜を形成させる。

【0028】

［ＥＦＥＭの構成］
図４、および、図５を参照して、ＥＦＥＭ２３の構成を説明する。以下では、ＥＦＥＭ２３の構成のなかで、検出機構３０の構成を主に説明する。
図４が示すように、検出機構３０は、ステージ３１、複数のマークカメラ１１Ｍ、および、複数のロードカメラ１１Ｌを備える。以下では、３台のマークカメラ１１Ｍ、および、３台のロードカメラ１１Ｌを備える例を説明する。

【0029】

ステージ３１は、処理対象である基板Ｗを支持する。基板Ｗは、表面ＷＦと裏面ＷＲとを含み、基板Ｗの表面ＷＦには、３つの基板マークが位置している。ＥＦＥＭ２３では、３つの基板マークが位置する表面ＷＦを上方に向けて、基板Ｗがステージ３１に配置される。各基板マークは、基板Ｗの表面ＷＦにおける特定の位置と、蒸着マスクが有する開口の位置とを合わせるために用いられる。

【0030】

各マークカメラ１１Ｍは、例えばＣＣＤカメラであって、第２撮影部の一例である。各マークカメラ１１Ｍは、ステージ３１に支持された基板Ｗよりも上方に固定されている。１つのマークカメラ１１Ｍの光軸１１ＭＡの位置は、他のマークカメラ１１Ｍの光軸１１ＭＡの位置に対して固定されている。各マークカメラ１１Ｍは、表面ＷＦの平坦部Ｗｐ１のなかで、基板マークを含む範囲を撮影する。各マークカメラ１１Ｍの撮影した表面ＷＦの画像ＰＩＣＭは、表面位置特定処理に用いられる。

【0031】

各ロードカメラ１１Ｌは、上述した外形用カメラ１１であり、ステージ３１よりも下方に固定されている。１つのロードカメラ１１Ｌの光軸１１ＡＬの位置は、他のロードカメラ１１Ｌの光軸１１ＡＬの位置に対して固定されている。各ロードカメラ１１Ｌは、基板Ｗの裏面ＷＲに対向し、基板Ｗの外周部Ｗｐで反射された光による像を撮影する。各ロードカメラ１１Ｌは、基板Ｗの外周部Ｗｐのなかで、他のロードカメラ１１Ｌが撮影する部分とは異なる部分を撮影する。各ロードカメラ１１Ｌの撮影した裏面ＷＲの画像ＰＩＣＬは、裏面位置特定処理に用いられる。また、各ロードカメラ１１Ｌの撮影した裏面ＷＲの画像ＰＩＣＬは、表面位置特定処理によるパターン中心と、裏面位置特定処理による基板中心との整合に用いられる。

【0032】

図５は、基板Ｗの表面ＷＦと対向する平面視での基板Ｗの平面構造を示す。図５では、説明の便宜上、基板Ｗの形状を円板状として、各マークカメラ１１Ｍが撮影する領域と、各ロードカメラ１１Ｌが撮影する領域とを、基板Ｗに重ねて示す。

【0033】

図５が示すように、ステージ３１は、基板Ｗを配置する目標の領域として、仮想的な配置領域ＷＡ（図５の二点鎖線）を定める。基板Ｗは、仮想的な配置領域ＷＡと、基板Ｗの輪郭Ｅ（図５の実線）とがほぼ一致するように、ステージ３１に配置される。基板Ｗの表面ＷＦは、３つの基板マークＷｍを備える。各基板マークＷｍは、基板Ｗの外周部Ｗｐよりも基板中心寄りに位置している。

【0034】

各マークカメラ１１Ｍは、画像を撮影する領域を撮影範囲１１ＭＺ（図５の二点鎖線）として定める。各撮影範囲１１ＭＺは、配置領域ＷＡの周方向にほぼ等配されている。各撮影範囲１１ＭＺの中心には、マークカメラ１１Ｍの光軸１１ＭＡが位置する。各撮影範囲１１ＭＺの位置およびサイズは、基板Ｗの搬送精度に基づき、別々の基板マークＷｍを含むように設定される。

【0035】

各ロードカメラ１１Ｌが撮影する領域は、撮影範囲１１ＺＬであり、配置領域ＷＡの周方向に等配されている。各撮影範囲１１ＺＬの中心には、ロードカメラ１１Ｌの光軸１１ＡＬが位置する。各撮影範囲１１ＺＬの位置およびサイズは、基板Ｗの搬送精度に基づき、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を含むように設定される。

【0036】

［蒸着チャンバーの構成］
図６、および、図７を参照して、蒸着チャンバー２４の構成を説明する。以下では、蒸着チャンバー２４の構成のなかで、基板Ｗに蒸着を行うための機構である蒸着機構の構成を主に説明する。

【0037】

図６が示すように、蒸着チャンバー２４は、昇華させた蒸着材料を放出する蒸着源４１と、複数の蒸着カメラ１１Ｖと、基板Ｗを支持する基板ホルダー４２と、蒸着マスクＭを支持するマスクホルダー４３と、駆動源４４と、駆動機構４５とを備える。蒸着チャンバー２４において、蒸着源４１、基板ホルダー４２、および、マスクホルダー４３を収容する真空槽２４Ａは、排気系に接続されて所定の圧力まで減圧される。なお、以下では、３台の蒸着カメラ１１Ｖを備える例を説明する。

【0038】

蒸着源４１は、蒸着材料を加熱することによって、蒸着材料４２Ｍによる薄膜を基板Ｗの表面ＷＦに形成する。蒸着源４１には、例えば、抵抗加熱式の蒸着源、誘導加熱式の蒸着源、および、電子ビームを備える蒸着源などを用いることができる。蒸着材料４２Ｍは、蒸着源４１によって加熱されることによって蒸発する材料であり、基板Ｗの表面ＷＦに形成される薄膜の材料である。蒸着材料４２Ｍは、例えば有機物であるが、無機物であってもよい。

【0039】

３台の蒸着カメラ１１Ｖは、上記外形用カメラ１１であり、蒸着チャンバー２４に固定されている。１つの蒸着カメラ１１Ｖの光軸１１ＡＶの位置は、他の蒸着カメラ１１Ｖの光軸１１ＡＶの位置に対して固定されている。各蒸着カメラ１１Ｖは、基板Ｗの裏面ＷＲに対向し、基板Ｗの外周部Ｗｐで反射された光による像を撮影する。各蒸着カメラ１１Ｖは、基板Ｗの外周部Ｗｐのなかで別々の部位を撮影する。各蒸着カメラ１１Ｖの撮影した画像ＰＩＣＶは、裏面位置特定処理に用いられる。

【0040】

基板ホルダー４２は、３台の蒸着カメラ１１Ｖと蒸着源４１との間に位置する。基板ホルダー４２は、基板Ｗの配置される領域である仮想的な配置領域ＷＡを定める。基板ホルダー４２は、反転チャンバー２５から蒸着チャンバー２４に搬入される基板Ｗを支持する。基板ホルダー４２は、蒸着チャンバー２４から反転チャンバー２５に基板Ｗを搬出可能とする。基板ホルダー４２は、基板Ｗの表面ＷＦを蒸着源４１側（図６の下側）に向けて表面ＷＦの外周部Ｗｐを支持し、基板Ｗの裏面ＷＲと３台の蒸着カメラ１１Ｖとを対向させる。

【0041】

この際、例えば、基板ホルダー４２などの障害物が存在するため、表面ＷＦに位置する基板マークＷｍは、表面ＷＦと対向する側からは撮影され難い。また、表面ＷＦに位置する基板マークＷｍは、例えば、基板Ｗが十分な透明性を有しない、あるいは、不透明であるため、裏面ＷＲと対向する側からも撮影され難い。すなわち、基板ホルダー４２が基板Ｗを支持する状態では、基板マークＷｍの位置を検出することが困難となっている。

【0042】

マスクホルダー４３は、３台の蒸着カメラ１１Ｖと蒸着源４１との間に位置する。マスクホルダー４３は、蒸着マスクＭの配置される領域である仮想的な配置領域ＭＡを定める。マスクホルダー４３は、蒸着マスクＭの外周部を支持し、基板Ｗの表面ＷＦと蒸着マスクＭとを対向させる。蒸着マスクＭは、基板Ｗの表面ＷＦに所定のパターンを形成するための開口を有する。マスクホルダー４３は、基板Ｗに対する蒸着源４１側に蒸着マスクＭを配置する。蒸着マスクＭは、基板Ｗでの周方向の全体で、基板Ｗからはみ出す大きさを有する。蒸着マスクＭは、基板Ｗからはみ出した部分に、３つのマスクマークＭｍを有する。なお、蒸着マスクＭが有するマスクマークＭｍは、蒸着カメラ１１Ｖによる撮影によって、蒸着マスクＭの中心位置を特定することに用いられる。

【0043】

駆動源４４は、駆動機構４５を駆動するための動力を出力する。駆動機構４５は、駆動源４４の動力を受けて、基板ホルダー４２を水平方向に移動させる。また、駆動機構４５は、駆動源４４の動力を受けて、マスクホルダー４３と基板ホルダー４２とを基板Ｗの周方向に回転させる。駆動機構４５は、基板ホルダー４２の独立した回転と、マスクホルダー４３の独立した回転と、基板ホルダー４２とマスクホルダー４３とを一体とした回転とを切り換える。また、駆動機構４５は、駆動源４４の動力を受けて、マスクホルダー４３と基板ホルダー４２とを昇降させる。駆動機構４５は、基板ホルダー４２の独立した昇降と、マスクホルダー４３の独立した昇降と、基板ホルダー４２とマスクホルダー４３とを一体とした昇降とを切り換える。

【0044】

例えば、基板ホルダー４２の独立した水平方向での移動や、基板ホルダー４２の独立した回転は、基板Ｗのパターン中心とマスク中心との整合に用いられる。マスクホルダー４３の独立した回転は、蒸着マスクＭを所定の位置に配置するために用いられる。基板ホルダー４２とマスクホルダー４３とを一体とした回転は、基板Ｗの表面に蒸着材料を蒸着させるときに用いられる。

【0045】

例えば、基板ホルダー４２の独立した昇降は、基板Ｗの搬入および搬出や、蒸着用の所定位置への基板Ｗの配置に用いられる。マスクホルダー４３の独立した昇降は、蒸着マスクＭの搬入および搬出や、蒸着用の所定位置への蒸着マスクＭの配置に用いられる。基板ホルダー４２とマスクホルダー４３とを一体とした昇降は、基板Ｗおよび蒸着マスクＭを一体として回転させる際の移動に用いられる。

【0046】

図７は、基板Ｗの裏面ＷＲと対向する平面視における基板Ｗの平面構造を示す。図７では、説明の便宜上、基板Ｗの形状を円板状として、各蒸着カメラ１１Ｖが撮影する領域を基板Ｗに重ねて示す。

【0047】

図７が示すように、基板Ｗは、配置領域ＷＡに配置され、蒸着マスクＭは、配置領域ＭＡに配置される。マスクマークＭｍの位置は、基板Ｗの輪郭Ｅよりも外側に位置するように設定されている。マスクマークＭｍは、基板Ｗの裏面ＷＲと対向する平面視において矩形状を有するが、矩形状とは異なる形状、例えば十字状などを有してもよい。

【0048】

各蒸着カメラ１１Ｖが撮影する領域は、撮影範囲１１ＺＶであり、配置領域ＷＡの周方向にほぼ等配されている。各撮影範囲１１ＺＶの中心には、各蒸着カメラ１１Ｖの光軸１１ＡＶが位置する。平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界が撮影範囲１１ＺＶに含まれ、かつ、各撮影範囲１１ＺＶに別々のマスクマークＭｍが含まれるように、基板Ｗの搬送精度に基づき、３つの撮影範囲１１ＺＶの位置およびサイズは設定される。

【0049】

［作用］
図８を参照して、制御装置２０Ｃが行う表面位置特定処理、裏面位置特定処理、および、位置合わせ処理を説明する。
［表面位置特定処理］
まず、制御装置２０Ｃは、表面位置特定処理において、ステージ３１の定める配置領域ＷＡに基板Ｗを配置させる。次いで、図８が示すように、制御装置２０Ｃは、基板マークＷｍを含む表面ＷＦの画像ＰＩＣＭを各マークカメラ１１Ｍに撮影させる。そして、制御装置２０Ｃは、各マークカメラ１１Ｍが撮影した画像ＰＩＣＭをＥＦＥＭ２３から取得する。制御装置２０Ｃは、各マークカメラ１１Ｍが撮影した画像ＰＩＣＭを用い、例えば、パターン中心を中心とする仮想円が各基板マークＷｍを通るように、パターン中心の位置を算出する。

【0050】

［裏面位置特定処理：ＥＦＥＭ２３］
まず、制御装置２０Ｃは、ＥＦＥＭ２３での裏面位置特定処理において、ステージ３１に載置された基板Ｗの裏面ＷＲに光を照射し、平坦部Ｗｐ１で反射した光による第１像ＰＩＣ１と、ベベル部Ｗｐ２で反射した光による第２像ＰＩＣ２とを含む画像ＰＩＣＬをロードカメラ１１Ｌに撮影させる。次いで、制御装置２０Ｃは、ロードカメラ１１Ｌが撮影した画像ＰＩＣＬをＥＦＥＭ２３から取得する。

【0051】

制御装置２０Ｃは、ロードカメラ１１Ｌが撮影した画像ＰＩＣＬを用い、画像ＰＩＣＬのコントラストに基づいて、第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界、すなわち、裏面ＷＲでの平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を抽出する。そして、制御装置２０Ｃは、第１基板中心を中心とする仮想円が各境界を通るように、第１基板中心の位置を算出する。

【0052】

なお、ＥＦＥＭ２３における各マークカメラ１１Ｍによる基板マークＷｍの撮影と、各ロードカメラ１１Ｌによる平坦部Ｗｐ１およびベベル部Ｗｐ２の撮影とは、同時に行ってもよいし、各別のタイミングで行ってもよい。２つの撮影を各別のタイミングで行うときには、各マークカメラ１１Ｍによる撮影を各ロードカメラ１１Ｌによる撮影よりも先に行ってもよいし、各ロードカメラ１１Ｌによる撮影を各マークカメラ１１Ｍによる撮影よりも先に行ってもよい。２つの撮影を各別のタイミングで行うときには、２つの撮影の間に基板Ｗを回転させてもよい。

【0053】

また、各マークカメラ１１Ｍによる基板マークＷｍの撮影は、同時に行ってもよいし、各別のタイミングで行ってもよいし、各ロードカメラ１１Ｌによる平坦部Ｗｐ１およびベベル部Ｗｐ２の撮影も、同時に行ってもよいし、各別のタイミングで行ってもよい。加えて、１つのカメラによって撮影を行うごとに基板Ｗを回転させてもよい。特に、基板マークＷｍの位置は、基板Ｗごとに異なることがあり、また、基板Ｗの位置を１つの位置に固定した状態では、全ての基板マークＷｍを撮影することができないことがある。この場合には、１つの基板マークＷｍを撮影するごとに、基板Ｗを回転させればよい。基板Ｗを回転させつつ複数の基板マークを撮影する場合には、複数の基板マーク間における相対位置を基板Ｗの回転角度によって把握することができる。なお、基板Ｗの回転角度は、回転角度を検出する検出部によって検出することが可能であり、検出部には、例えばエンコーダーを用いることができる。

【0054】

［裏面位置特定処理：蒸着チャンバー２４］
まず、制御装置２０Ｃは、蒸着チャンバー２４での裏面位置特定処理において、基板ホルダー４２の定める配置領域ＷＡに基板Ｗを配置させる。次いで、制御装置２０Ｃは、基板Ｗの裏面ＷＲに光を照射し、平坦部Ｗｐ１で反射した光による第１像ＰＩＣ１と、ベベル部Ｗｐ２で反射した光による第２像ＰＩＣ２とを含む画像ＰＩＣＶを蒸着カメラ１１Ｖに撮影させる。

【0055】

制御装置２０Ｃは、蒸着カメラ１１Ｖが撮影した画像ＰＩＣＶを蒸着チャンバー２４から取得する。制御装置２０Ｃは、蒸着カメラ１１Ｖが撮影した画像ＰＩＣＶを用い、画像ＰＩＣＶのコントラストに基づいて、第１像ＰＩＣ１と第２像ＰＩＣ２との境界、すなわち、裏面ＷＲでの平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を抽出する。そして、制御装置２０Ｃは、第２基板中心を中心とする仮想円が各境界を通るように、第２基板中心の位置を算出する。

【0056】

［位置合わせ方法］
まず、制御装置２０Ｃは、例えば、１枚目の基板Ｗについて、ＥＦＥＭ２３での撮影によるパターン中心と第１基板中心とを用い、パターン中心と第１基板中心とのずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を算出する。

【0057】

次いで、制御装置２０Ｃは、１枚目の基板Ｗが蒸着チャンバー２４に搬入されたとき、蒸着カメラ１１Ｖが撮影した画像ＰＩＣＶを用い、マスク中心を中心とする仮想円が各マスクマークＭｍを通るように、マスク中心の位置を算出する。そして、制御装置２０Ｃは、第２基板中心にずれ量を反映させて、第２基板中心をマスク中心に合わせるための補正量を算出する。制御装置２０Ｃは、補正量に相当する駆動量で駆動機構４５を駆動させるべく、駆動源４４を駆動するための駆動信号ＳＩＧを出力する。

【0058】

以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）平坦部Ｗｐ１で反射された光による第１像ＰＩＣ１と、ベベル部Ｗｐ２で反射された光による第２像ＰＩＣ２とのコントラストに基づくこれらの境界から、基板Ｗの位置を検出するため、基板Ｗの位置を検出する精度を向上することが可能となる。

【0059】

（２）特に、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を用いて基板Ｗの位置を検出するため、基板マークＷｍを有していない基板Ｗも、検出の対象とすることが可能である。また、基板Ｗが十分な透明性を有しない、あるいは、不透明であり、かつ、基板マークＷｍを有していない面からの撮影によって基板Ｗの位置の検出が求められる場合であっても、高い精度の下で基板Ｗの位置を検出することが可能ともなる。

【0060】

（３）基板Ｗの表面ＷＦからの撮影によってパターン位置を特定することが可能であり、基板Ｗの裏面ＷＲからの撮影によって第１基板中心を特定することが可能である。そのため、スパッタ成膜などのようにパターン位置に基づいて行われる処理と、蒸着成膜のように第１基板位置に基づいて行われる処理との間において、処理位置の整合を図ることが可能ともなる。

【0061】

（４）特に、基板Ｗが十分な透明性を有しない、あるいは、不透明である場合には、裏面ＷＲと対向する側から基板マークＷｍを光学的に検出できないため、上述した点において有用性が高い。

【0062】

（５）蒸着マスクＭに対する基板Ｗの位置精度を向上可能であるから、基板Ｗと蒸着マスクＭとの相対位置に関わる処理において、その処理精度を高めることが可能ともなる。

【0063】

なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・位置検出装置は、抽出された平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の位置のみから基板Ｗの位置を特定する。これを変更して、位置検出装置は、抽出された平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の位置と、基板Ｗの位置を特定するための他の情報とを用い、基板Ｗの位置を特定することも可能である。基板Ｗの位置を特定するための他の情報は、基板Ｗが備えるノッチなどの特徴点の位置や、基板Ｗの回転角度などである。

【0064】

・位置検出装置が基板Ｗの位置の特定に用いる境界は、基板Ｗの外周部Ｗｐのなかの１箇所であってもよいし、１箇所以上であってもよい。
例えば、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の形状は、微視的には、ベベル部Ｗｐ２の加工ごと、すなわち、基板Ｗごとに異なり、各基板Ｗにおいて固有の形状である場合がある。外周部Ｗｐのなかの１箇所の境界から基板Ｗの位置を特定する構成では、まず、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の形状を、基板Ｗの全体にわたり、全周形状として予め収集する。そして、抽出された平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界の形状が、全周形状のなかのどの部位であるかを特定することによって、基板Ｗの位置を特定する。

【0065】

なお、第１基板中心を算出するときと、第２基板中心を算出するときとでは、外周部Ｗｐのなかで略同一のベベル部Ｗｐ２を含む部分を撮影することが好ましい。これにより、基板Ｗの位置を検出する精度をより高めることができる。なお、制御装置２０Ｃは、基板Ｗが備えるノッチなどの特徴点の位置と、基板Ｗの回転角度とに基づき、ロードカメラ１１Ｌの撮影範囲１１ＺＬと蒸着カメラ１１Ｖの撮影範囲１１ＺＶとに、外周部Ｗｐにおける略同一のベベル部Ｗｐ２を含む部分を位置させることができる。

【0066】

・位置検出装置が特定する基板Ｗの位置は、基板Ｗの中心、基板Ｗの輪郭、および、基板Ｗの中心や輪郭から算出される中心以外の特徴点、これらの少なくとも１つとすることが可能である。

【0067】

・蒸着装置が備えるロードカメラ１１Ｌの数量は、１台または２台であってもよいし、４台以上であってもよい。ロードカメラ１１Ｌの数量が、１台または２台である場合には、上述したように、ロードカメラ１１Ｌの撮影結果と他の情報とを用いて、基板Ｗの位置を特定する。

【0068】

・蒸着装置が備える蒸着カメラ１１Ｖの数量は、１台または２台であってもよいし、４台以上であってもよい。蒸着カメラ１１Ｖの数量が、１台または２台である場合には、上述したように、蒸着カメラ１１Ｖの撮影結果と他の情報とを用いて、基板Ｗの位置を特定する。

【符号の説明】

【0069】

Ｅ…輪郭、Ｍ…蒸着マスク、Ｗ…基板、ＭＡ，ＷＡ…配置領域、Ｍｍ…マスクマーク、ＷＦ…表面、Ｗｍ…基板マーク、Ｗｐ…外周部、ＷＲ…裏面、ＰＩＣ…画像、ＳＩＧ…駆動信号、Ｗｐ１…平坦部、Ｗｐ２…ベベル部、ＰＩＣ１…第１像、ＰＩＣ２…第２像、ＰＩＣＢ…背景像、ＰＩＣＬ，ＰＩＣＭ，ＰＩＣＶ…画像、１０…位置検出装置、１１…外形用カメラ、１１Ａ，１１ＡＬ，１１ＡＶ，１１ＭＡ…光軸、１１ＡＬ…光軸、１１ＡＶ…光軸、１１Ｌ…ロードカメラ、１１Ｍ…マークカメラ、１１Ｚ，１１ＭＺ，１１ＺＶ…撮影範囲、１１Ｖ…蒸着カメラ、１２…画像処理部、２０…蒸着装置、２０Ｃ…制御装置、２１…搬送チャンバー、２２…搬出入チャンバー、２３…ＥＦＥＭ、２４…蒸着チャンバー、２４Ａ…真空槽、２５…反転チャンバー、２６…スパッタチャンバー、３０…検出機構、３１…ステージ、４１…蒸着源、４２…基板ホルダー、４２Ｍ…蒸着材料、４３…マスクホルダー、４４…駆動源、４５…駆動機構。

【要約】

【課題】基板の位置について検出精度を向上可能とした位置検出装置、および、蒸着装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗの平坦部Ｗｐ１で反射された光による第１像と、平坦部Ｗｐ１につながるベベル部Ｗｐ２で反射された光による第２像とを撮影する撮影部１１と、第１像と第２像とのコントラストに基づく平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を基板Ｗの外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部から基板Ｗの位置を特定する画像処理部１２と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】