特許 6490771 位置検出装置、位置検出方法、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】6490771

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20190318BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20190318BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20190318BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

   C23C14/04 A

   C23C14/24 U

   G01B11/00 H

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-186399(P2017-186399)

(22)【出願日】2017年9月27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

【審査官】 山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２０５２１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０６７７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７２６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１００６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８５１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０６０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５０１３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｃ２３Ｃ １４／０４

Ｃ２３Ｃ １４／２４

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出装置であって、
光透過性の基板である校正用基板の表面が複数の基板マークを備え、
前記位置検出装置は、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部と、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える
位置検出装置。

【請求項2】

前記表面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の表面に位置する基板マークを含み、
前記裏面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の裏面に位置する平坦部と、該平坦部につながるベベル部との境界を含み、
前記画像処理部は、前記裏面撮影部の各カメラが撮影した前記平坦部と前記ベベル部との境界をこれらのコントラストに基づいて抽出し、該抽出された境界を、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果として用いる
請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出方法であって、
表面に複数の基板マークを備えた光透過性の基板である校正用基板を用い、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の表面側から表面撮影部が撮影すると共に、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の裏面側から裏面撮影部が撮影することと、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することと、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を前記画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することとを含む
位置検出方法。

【請求項4】

前記裏面撮影部の各カメラは、テレセントリック光学系を備え、前記処理基板を収容する筐体の外側から前記処理基板を撮影し、
前記校正用基板は、光反射性の各基板マークと、当該基板マークの周囲とを覆う反射防止膜を備える
請求項３に記載の位置検出方法。

【請求項5】

前記校正用基板の熱膨張率は、３ｐｐｍ／℃以下である
請求項４に記載の位置検出方法。

【請求項6】

非透過性の基板である処理基板の表面に蒸着を行うための蒸着チャンバーと、
前記処理基板の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
光透過性の基板である校正用基板の表面は、複数の基板マークを備え、
前記位置検出装置は、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、
各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部と、
前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、
前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える
蒸着装置。

【請求項7】

２つの前記裏面撮影部と、
外部から蒸着装置に基板を搬入する前段モジュールと、
前記前段モジュールが搬入した基板の表裏を反転させて前記蒸着チャンバーに基板を搬入する反転チャンバーと、を備え、
一方の前記裏面撮影部は、前記表面撮影部と共に前記前段モジュールに搭載され、
他方の前記裏面撮影部は、前記蒸着チャンバーに搭載される
請求項６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、位置検出方法、および、位置検出装置を備えた蒸着装置に関する。

【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算出する。蒸着装置は、算出された基板の位置と、蒸着マスクの位置とが合うように、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、基板の位置の検出精度を向上可能とした位置検出装置、位置検出方法、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、非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出装置であって、光透過性の基板である校正用基板の表面が複数の基板マークを備え、前記位置検出装置は、各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部とを備える。そして、この位置検出装置は、前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークの撮影結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える。

【0006】

上記課題を解決するための位置検出方法は、非透過性の基板である処理基板の位置を検出する位置検出方法であって、表面に複数の基板マークを備えた光透過性の基板である校正用基板を用い、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の表面側から表面撮影部が撮影すると共に、前記基板マークに対応付けられたカメラで当該基板マークを前記校正用基板の裏面側から裏面撮影部が撮影することを含む。また、この位置検出方法は、前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することを含む。そして、この位置検出方法は、前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を前記画像処理部が算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を前記画像処理部が算出することとを含む。

【0007】

上記課題を解決するための蒸着装置は、非透過性の基板である処理基板の表面に蒸着を行うための蒸着チャンバーと、前記処理基板の位置を検出する位置検出装置と、を備える。光透過性の基板である校正用基板の表面は、複数の基板マークを備える。そして、前記位置検出装置は、各基板マークに対応付けられたカメラで基板の表面を撮影する表面撮影部と、各基板マークに対応付けられたカメラで基板の裏面を撮影する裏面撮影部と、前記表面撮影部の各カメラが前記基板マークを撮影した結果から、前記表面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記表面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、表面撮影による前記処理基板の位置を算出し、かつ、前記裏面撮影部の各カメラが前記基板マークの透過画像を撮影した結果から、前記裏面撮影部のカメラ間の相対位置を算出し、当該カメラ間の相対位置と、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果とを用い、裏面撮影による前記処理基板の位置を算出する画像処理部と、を備える。

【0008】

上記各構成によれば、表面撮影部のカメラと、裏面撮影部のカメラとは、これらに共通する基板マークを撮影する。画像処理部は、共通する基板マークを表裏で撮影した結果から、表面撮影部のカメラ間の相対位置と、裏面撮影部のカメラ間の相対位置とを算出する。そして、画像処理部は、表面撮影部が処理基板を撮影した結果と、表面撮影部のカメラ間の相対位置とを用い、表面撮影による処理基板の位置を算出する。また、画像処理部は、裏面撮影部が処理基板を撮影した結果と、裏面撮影部のカメラ間の相対位置とを用い、裏面撮影による処理基板の位置を算出する。これによって、裏面撮影部による処理基板の位置の検出精度を、表面撮影部による処理基板の位置の検出精度にまで、すなわち、基板マークの撮影による検出精度と同じ程度にまで高められる。結果として、裏面の撮影結果のみが得られる処理の環境、例えば、上述した蒸着処理の行われる環境であっても、表面撮影による位置の検出精度と同じ程度に、基板の位置の検出精度を向上させることが可能となる。

【0009】

上記位置検出装置において、前記表面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の表面に位置する基板マークを含み、前記裏面撮影部の撮影する対象は、前記処理基板の裏面に位置する平坦部と、該平坦部につながるベベル部との境界を含み、前記画像処理部は、前記裏面撮影部の各カメラが撮影した前記平坦部と前記ベベル部との境界をこれらのコントラストに基づいて抽出し、該抽出された境界を、前記裏面撮影部の各カメラが前記処理基板を撮影した結果として用いてもよい。

【0010】

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。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、ぼけ量が高くなることなどに起因して、輪郭の位置に大きな誤差が含まれてしまう。これに対して、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、その境界が明確に検出される部分でもある。上記位置検出装置であれば、画像処理部は、平坦部とベベル部との境界をコントラストに基づいて抽出し、その抽出された境界から処理基板の位置を得る。そのため、裏面撮影の結果から処理基板の位置を算出する際に、その精度をさらに向上することが可能となる。

【0011】

上記位置検出方法において、前記裏面撮影部の各カメラは、テレセントリック光学系を備え、前記処理基板を収容する筐体の外側から前記処理基板を撮影し、前記校正用基板は、光反射性の各基板マークと、当該基板マークの周囲とを覆う反射防止膜を備えてもよい。

【0012】

筐体の外側に位置し、かつ、テレセントリック光学系を備えるカメラは、通常、筐体の内側に位置するカメラなどと比べて、校正用基板と対物レンズとの距離、すなわち、カメラの作動距離を大きくする。結果として、こうしたカメラを裏面撮影部が備える構成では、対物面からの光以外の光が、対物レンズに入射しやすくなる。この点、上述した構成であれば、光反射性の各基板マーク、および、その周囲を覆う反射防止膜が、対物面での反射を抑える。そのため、作動距離が大きいカメラであっても、各基板マークを明確に撮影することが可能となる。

【0013】

上記位置検出方法において、前記校正用基板の熱膨張率は、３ｐｐｍ／℃以下であってもよい。蒸着処理やプラズマ処理などの加熱を含む処理が、処理基板に対して行われる場合、通常、処理基板に対する処理の効率を高める観点から、加熱を行う環境、すなわち、処理基板の処理が行われる環境は、室温よりも高い高温に保たれ続ける。この際、校正用基板の熱膨張率が３ｐｐｍ／℃以下であれば、校正用基板に生じる熱膨張が十分に小さい範囲に抑えられ、結果として、校正用基板の熱膨張に起因した検出の誤差を低減することが可能ともなる。

【0014】

上記蒸着装置において、２つの前記裏面撮影部と、外部から蒸着装置に基板を搬入する前段モジュールと、前記前段モジュールが搬入した基板の表裏を反転させて前記蒸着チャンバーに基板を搬入する反転チャンバーと、を備え、一方の前記裏面撮影部は、前記表面撮影部と共に前記前段モジュールに搭載され、他方の前記裏面撮影部は、前記蒸着チャンバーに搭載されてもよい。

【0015】

上記構成によれば、裏面撮影の結果に基づいて、前段モジュールでの処理基板の位置と、蒸着チャンバーでの処理基板の位置との整合が図られる。そのため、蒸着チャンバーにおける処理基板の位置の検出精度を、前段モジュールでの表面撮影の結果、これを用いた検出精度と同じ程度にまで向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】ＥＦＥＭの構成を示す構成図。

【図2】各カメラの撮影領域を示す平面図であり、（ａ）はマークカメラの撮影領域を示し、（ｂ）はロードカメラの撮影領域を示す。

【図3】画像処理部が行う校正処理の流れを示すフローチャート。

【図4】ＥＦＥＭの構成を基板と共に示す構成図であり、（ａ）は基板の平面図と共に構成を示し、（ｂ）は基板の断面図とカメラの撮影領域との相対位置を示す。

【図5】ロードカメラが撮影した画像の一例を示す図。

【図6】蒸着装置の構成を示す構成図。

【図7】蒸着チャンバーの構成を示すブロック図。

【図8】蒸着カメラの撮影領域とともに示す基板の平面図。

【図9】制御装置が行う校正処理の流れを示すフローチャート。

【図10】蒸着装置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】

【0017】

位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置の一実施形態を説明する。
［ＥＦＥＭ］
図１および図２を参照して、前段モジュールの一例であるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）１０の構成を説明する。以下では、ＥＦＥＭ１０の構成のなかで、表面撮影部および裏面撮影部の構成を主に説明する。

【0018】

図１が示すように、ＥＦＥＭ１０は、ステージ１０Ｓ、表面撮影部を構成する複数のマークカメラ１１、および、裏面撮影部を構成する複数のロードカメラ１２を備える。複数のロードカメラ１２は、例えば、基板を収容する筐体１３の外側に位置する。以下では、ＥＦＥＭ１０が、３台のマークカメラ１１と、３台のロードカメラ１２とを備える例を説明する。

【0019】

ステージ１０Ｓは、ストッカーに収容された処理前の基板を１枚ずつ支持する。ステージ１０Ｓの支持する基板は、非透過性の処理基板Ｗと、光透過性の校正用基板Ｗ０とを含む。処理基板Ｗは、例えば、光反射性の薄膜に覆われたガラス基板や、基板そのものが非透過性を有するシリコン基板である。校正用基板Ｗ０は、例えば、石英基板やアルミナ基板である。処理基板Ｗおよび校正用基板Ｗ０は、それぞれ表面ＷＦと裏面ＷＲとを含む。校正用基板Ｗ０の有する熱膨張率は、高温下での熱膨張が抑えられる観点において、３ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。

【0020】

ＥＦＥＭ１０は、表面ＷＦを上方に向けて基板を配置する。表面ＷＦは、３個の基板マークＷｍを有する。基板マークＷｍは、例えば、表面ＷＦのなかで高い光反射性を有した薄膜のパターン、あるいは、表面ＷＦのなかで高い光吸収性を有した薄膜のパターンである。基板マークＷｍは、表面ＷＦと対向する平面視において、例えば、矩形状や十字状などを有する。処理基板Ｗの基板マークＷｍは、表面ＷＦの特定位置と、蒸着マスクの開口とを合わせるために用いられる。校正用基板Ｗ０の基板マークＷｍは、３台のマークカメラ１１間の相対位置を算出するために用いられる。校正用基板Ｗ０の基板マークＷｍは、３台のロードカメラ１２間の相対位置を算出するために用いられる。

【0021】

各マークカメラ１１は、例えば、ＣＣＤカメラであり、各基板マークＷｍに１台ずつ対応づけられる。各マークカメラ１１は、ステージ１０Ｓに支持される基板Ｗ，Ｗ０よりも上方（表側）に位置する。１台のマークカメラ１１の光軸１Ａの位置は、他のマークカメラ１１の光軸１Ａの位置に対して固定されている。各マークカメラ１１は、基板Ｗ，Ｗ０の表面ＷＦと対向し、別々の基板マークＷｍを撮影する（表面撮影する）。

【0022】

各マークカメラ１１の撮影した画像は、表面画像ＩＭ１である。画像処理部２０は、校正用基板Ｗ０の表面画像ＩＭ１を校正処理に用いる。また、画像処理部２０は、処理基板Ｗの表面画像ＩＭ１を表面位置の特定処理に用いる。

【0023】

各ロードカメラ１２は、例えば、ＣＣＤカメラであり、各基板マークＷｍに１台ずつ対応づけられる。各ロードカメラ１２は、ステージ１０Ｓに支持される基板Ｗ，Ｗ０よりも下方（裏側）に位置する。１台のロードカメラ１２の光軸２Ａの位置は、他のロードカメラ１２の光軸２Ａの位置に対して固定されている。各ロードカメラ１２は、基板Ｗ，Ｗ０の裏面ＷＲと対向し、別々の部分を撮影する（裏面撮影する）。

【0024】

各ロードカメラ１２の撮影した画像は、第１裏面画像ＩＭ２である。校正用基板Ｗ０の第１裏面画像ＩＭ２は、校正用基板Ｗ０を通した基板マークＷｍの画像である透過画像を含む。画像処理部２０は、校正用基板Ｗ０の第１裏面画像ＩＭ２を校正処理に用いる。処理基板Ｗの第１裏面画像ＩＭ２は、処理基板Ｗの外周部Ｗｐを含む。画像処理部２０は、処理基板Ｗの第１裏面画像ＩＭ２を裏面位置の特定処理に用いる。

【0025】

図２（ａ）を参照して、マークカメラ１１の撮影する領域を説明し、図２（ｂ）を参照して、ロードカメラ１２の撮影する領域を説明する。図２（ａ）（ｂ）は、各基板Ｗ，Ｗ０の表面ＷＦと対向する平面視での基板の平面構造と、各カメラ１１，１２の撮影する領域とを示す。なお、処理基板Ｗと校正用基板Ｗ０とでは、形状、大きさ、基板マークの配列が共通しているため、図２（ａ）（ｂ）では、説明の便宜上、円板状の校正用基板Ｗ０を例示し、また、各マークカメラ１１が撮影する領域と、各ロードカメラ１２が撮影する領域とを、校正用基板Ｗ０に重ねて示す。

【0026】

図２（ａ）が示すように、ステージ１０Ｓに校正用基板Ｗ０を載置するロボットは、仮想的な配置領域ＷＡ（図２（ａ）における二点鎖線の大円）を定める。配置領域ＷＡは、校正用基板Ｗ０を配置するべき目標の領域である。ステージ１０Ｓに校正用基板Ｗ０を載置するロボットは、配置領域ＷＡと、校正用基板Ｗ０の輪郭Ｅ（図２（ａ）の実線）とがほぼ一致するように、校正用基板Ｗ０を配置する。

【0027】

校正用基板Ｗ０の表面ＷＦは、３個の基板マークＷｍを備える。３個の基板マークＷｍは、校正用基板Ｗ０の周方向に並び、校正用基板Ｗ０の外周部Ｗｐよりも基板の中心寄りに位置している。なお、処理基板Ｗの表面ＷＦもまた同様に、３個の基板マークＷｍを備える。

【0028】

各マークカメラ１１は、画像を撮影する領域を、撮影領域１Ｚ（図２（ａ）における二点鎖線の小円）として定める。各撮影領域１Ｚは、配置領域ＷＡの周方向にほぼ等配されている。マークカメラ１１の光軸１Ａは、撮影領域１Ｚの中心に位置する。各撮影領域１Ｚは、基板マークＷｍを１個ずつ含む。なお、基板Ｗ，Ｗ０の搬送において、搬送後の位置と、その目標位置との差異は、搬送精度であり、基板Ｗ，Ｗ０の搬送精度は、所定の範囲内に設定されている。マークカメラ１１の撮影領域１Ｚは、こうした搬送精度の範囲よりも十分に大きい。

【0029】

各ロードカメラ１２は、画像を撮影する領域を、撮影領域２Ｚ（図２（ｂ）における二点鎖線の小円）として定める。各撮影領域２Ｚは、配置領域ＷＡの周方向にほぼ等配されている。ロードカメラ１２の光軸２Ａは、撮影領域２Ｚの中心に位置する。各撮影領域２Ｚは、別々の基板マークＷｍの透過画像（図２（ｂ）における破線の矩形）を１個ずつ含む。また、各撮影領域２Ｚは、外周部Ｗｐにおける平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を含む。

【0030】

上述したように、ＥＦＥＭ１０には位置検出装置が搭載され、位置検出装置は、表面撮影部を校正する複数のマークカメラ１１、裏面撮像部を校正する複数のロードカメラ１２、および、画像処理部２０を含む。

【0031】

［校正処理：ＥＦＥＭ１０］
画像処理部２０は、中央演算処理装置、および、メモリを備えて、校正処理、表面位置の特定処理、裏面位置の特定処理を全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、画像処理部２０は、各種処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。つまり画像処理部２０は、１）ＡＳＩＣなどの１つ以上の専用のハードウェア回路、２）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（マイクロコンピュータ）、あるいは、３）それらの組み合わせ、を含む回路として構成される。画像処理部２０は、３つの基板マークＷｍの位置を、相対座標系の座標である相対座標として記憶している。

【0032】

図３が示すように、画像処理部２０は、校正処理において、校正用基板Ｗ０の表面画像ＩＭ１に対する画像解析を行う（ステップＳ１１）。すなわち、画像処理部２０は、基板マークＷｍを検出するためのエッジ検出などを表面画像ＩＭ１に施し、マークカメラ１１のカメラ座標系において、光軸１Ａに対する基板マークＷｍの相対位置を算出する。なお、画像処理部２０は、カメラ座標系における光軸１Ａの位置を、例えば、表面画像ＩＭ１の中心とする。

【0033】

次いで、画像処理部２０は、校正用基板Ｗ０の第１裏面画像ＩＭ２に対する画像解析を行う（ステップＳ１２）。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを第１裏面画像ＩＭ２に施し、ロードカメラ１２のカメラ座標系において、光軸２Ａに対する基板マークＷｍの相対位置を算出する。なお、画像処理部２０は、カメラ座標系での光軸２Ａの位置を、例えば、第１裏面画像ＩＭ２の中心とする。

【0034】

次いで、画像処理部２０は、マークカメラ１１のカメラ座標系での基板マークＷｍの位置、および、その基板マークＷｍの相対座標を用い、上記相対座標系において、マークカメラ１１の光軸位置を算出する。また、画像処理部２０は、ロードカメラ１２のカメラ座標系での基板マークＷｍの位置、および、その基板マークＷｍの相対座標を用い、ロードカメラ１２の光軸位置を、上記相対座標系で算出する（ステップＳ１３）。すなわち、画像処理部２０は、３つのマークカメラ１１の光軸１Ａ間における相対位置、および、３つのロードカメラ１２の光軸２Ａ間における相対位置を算出する。画像処理部２０は、カメラ間の相対位置の一例として、各マークカメラ１１の光軸位置、および、各ロードカメラ１２の光軸位置を記憶する。画像処理部２０は、校正処理を行う都度、各マークカメラ１１の光軸位置、および、各ロードカメラ１２の光軸位置を更新する。

【0035】

このように、表面撮影部でのカメラ間の相対位置と、裏面撮影部でのカメラ間の相対位置とが、共通する基板マークＷｍの撮影によって算出される。一方、これら表面撮影部でのカメラ間の相対位置と、裏面撮影部でのカメラ間の相対位置とは、以下の形態でも得られる。すなわち、各マークカメラ１１が、第１の校正用基板の基板マークＷｍを撮影し、各ロードカメラ１２が、第２の校正用基板の基板マークＷｍを撮影し、これらの撮影結果から、各別の相対位置を算出することも可能ではある。但し、各別の校正用基板を撮影する形態では、校正用基板間での基板マークＷｍの位置の誤差や、校正用基板間での搬送誤差などが、表裏の撮影結果に各別に含まれてしまう。この点、共通する基板マークＷｍを表裏で一度に撮影する形態であれば、表面撮影部でのカメラ間の相対位置と、裏面撮影部でのカメラ間の相対位置とに、上述した誤差が含まれることが抑えられる。

【0036】

［表面位置の特定処理：ＥＦＥＭ１０］
画像処理部２０は、表面位置の特定処理において、処理基板Ｗの各表面画像ＩＭ１を用い、パターン中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを各表面画像ＩＭ１に施し、マークカメラ１１のカメラ座標系において、基板マークＷｍの位置を算出する。次いで、画像処理部２０は、上記各マークカメラ１１の光軸位置と、カメラ座標系での基板マークＷｍの位置とから、基板マークＷｍ間の相対位置を算出する。そして、画像処理部２０は、パターン中心を中心とする仮想円が、各基板マークＷｍの相対位置を通るように、上記相対座標系において、パターン中心の位置を算出する。

【0037】

［裏面位置の特定処理：ＥＦＥＭ１０］
次に、処理基板Ｗを用いた裏面位置の特定処理を説明する。図４（ａ）は、裏面ＷＲと対向する方向から見た処理基板Ｗの平面図であり、図４（ｂ）は、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界と、光軸２Ａとの相対位置を示す図である。なお、図４（ａ）（ｂ）では、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を説明する便宜上、３台のロードカメラ１２のなかの１台のみを図示する。

【0038】

図４が示すように、処理基板Ｗの外周部Ｗｐは、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２とを備える。平坦部Ｗｐ１は、処理基板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、処理基板Ｗの厚さ方向に沿う断面（図４（ｂ）参照）において、曲率中心がベベル部Ｗｐ２に対して処理基板Ｗの中心側に位置する曲率を有する。

【0039】

ロードカメラ１２の撮影領域２Ｚは、平坦部Ｗｐ１の一部と、その一部につながるベベル部Ｗｐ２とを含む。ロードカメラ１２の光軸２Ａ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。外周部Ｗｐに照射される光は、処理基板Ｗに対するロードカメラ１２側（裏面側）から、ロードカメラ１２の光軸２Ａに沿って進行する平行光でもよいし、ロードカメラ１２の光軸２Ａとは異なる方向に進行する平行光であってもよい。外周部Ｗｐに照射される光の光軸と、ロードカメラ１２の光軸２Ａとが一致するテレセントリック光学系をロードカメラ１２が備える場合、ロードカメラ１２は、例えば、テレセントリック光学系を用い、外周部Ｗｐに光を照射する。処理基板Ｗの外周部Ｗｐに照射される光の光軸と、ロードカメラ１２の光軸２Ａとが異なる場合、外周部Ｗｐに光を照射する照射部は、ロードカメラ１２とは別体であり、処理基板Ｗに対して、ロードカメラ１２と同じ側に位置する。

【0040】

ロードカメラ１２は、撮影領域２Ｚから反射される光による画像を形成する。ロードカメラ１２の撮影する第１裏面画像ＩＭ２は、平坦部Ｗｐ１で反射された光による第１像ＩＭ２１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ＩＭ２２とを含む。

【0041】

例えば、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ロードカメラ１２は、非常に高い明度で第１像ＩＭ２１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°から処理基板Ｗの輪郭Ｅ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ロードカメラ１２は、第１像ＩＭ２１と比べて非常に低い明度で第２像ＩＭ２２を生成する。結果として、第１裏面画像ＩＭ２では、第１像ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との間で、コントラストに大きな差異が生じる。

【0042】

画像処理部２０は、第１裏面画像ＩＭ２に対して、コントラストに基づくエッジ検出を行い、第１像ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との境界を抽出する。そして、画像処理部２０は、抽出された第１像ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との境界、すなわち、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を、処理基板Ｗの外形の一部（境界部分）として特定する。画像処理部２０は、第１像ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との境界の位置を相対座標系で算出し、それによって、処理基板Ｗの外形を特定する。

【0043】

図５は、ロードカメラ１２が撮影した画像の一例である。
図５が示すように、第１裏面画像ＩＭ２は、処理基板Ｗの像ＩＭＷと、処理基板Ｗの背景像ＩＭＢとを含む。処理基板Ｗの像ＩＭＷ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ＩＭ２１である。これに対して、処理基板Ｗの像ＩＭＷ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ＩＭ２２である。処理基板Ｗの背景像ＩＭＢにおける明度は、第１像ＩＭ２１の明度よりも低く、かつ、第２像ＩＭ２２の明度よりも高い。

【0044】

ここで、処理基板Ｗの輪郭Ｅとは、処理基板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、処理基板Ｗの輪郭Ｅに向けて、処理基板Ｗの像ＩＭＷの明度を徐々に低くし、ベベル部Ｗｐ２の像である第２像ＩＭ２２と、処理基板Ｗの背景像ＩＭＢとの境界を、不明りょうとする。そして、第２像ＩＭ２２と背景像ＩＭＢとの境界から処理基板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、処理基板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。

【0045】

これに対して、ベベル部Ｗｐ２と平坦部Ｗｐ１との境界は、処理基板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ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との境界が、処理基板Ｗの外形として特定される上記構成であれば、その外形を用いた処理基板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。

【0046】

画像処理部２０は、裏面位置の特定処理において、処理基板Ｗの各第１裏面画像ＩＭ２を用い、第１裏面中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを各第１裏面画像ＩＭ２に施し、ロードカメラ１２のカメラ座標系において、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界部分の位置を算出する。次いで、画像処理部２０は、各ロードカメラ１２の光軸位置と、カメラ座標系での境界部分の位置とから、境界部分間の相対位置を算出する。そして、画像処理部２０は、第１裏面中心を中心とする仮想円が、各境界部分を通るように、上記相対座標系において、第１裏面中心の位置を算出する。

【0047】

［蒸着装置］
図６を参照して、上記ＥＦＥＭ１０を搭載した蒸着装置３０を説明する。なお、蒸着装置３０は、ＥＦＥＭ１０と蒸着チャンバー３４とを備えていればよい。
図６が示すように、蒸着装置３０は、搬送チャンバー３１を備え、搬送チャンバー３１には、ゲートバルブを介して搬出入チャンバー３２が接続されている。搬送チャンバー３１は、基板Ｗ，Ｗ０を搬送する搬送ロボットを備える。搬出入チャンバー３２は、搬送チャンバー３１の外部から搬送チャンバー３１に基板Ｗ，Ｗ０を搬入し、かつ、搬送チャンバー３１から搬送チャンバー３１の外部に基板Ｗ，Ｗ０を搬出する。搬出入チャンバー３２には、ゲートバルブを介してＥＦＥＭ１０が接続されている。ＥＦＥＭ１０は、搬出入チャンバー３２に校正用基板Ｗ０を搬送し、かつ、搬出入チャンバー３２から校正用基板Ｗ０を搬入する。ＥＦＥＭ１０は、搬出入チャンバー３２に成膜前の処理基板Ｗを搬送し、かつ、搬出入チャンバー３２から成膜後の処理基板Ｗを搬入する。

【0048】

搬送チャンバー３１には、２つの蒸着チャンバー３４、反転チャンバー３５、および、スパッタチャンバー３６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３１に接続されている。蒸着チャンバー３４は、真空蒸着法によって処理基板Ｗに所定の薄膜を形成する。反転チャンバー３５は、反転チャンバー３５に搬入された処理基板Ｗを反転させる。反転チャンバー３５での反転は、鉛直方向における処理基板Ｗの表面ＷＦと裏面ＷＲとの位置を、処理基板Ｗが反転チャンバー３５に搬入されたときと、反転チャンバー３５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３６は、スパッタ法によって処理基板Ｗに所定の薄膜を形成する。

【0049】

蒸着装置３０は、制御装置３０Ｃを備え、制御装置３０Ｃは、上述した画像処理部２０を含み、蒸着装置３０が備える各チャンバー３１，３２，３４，３５，３６の駆動を制御する。制御装置３０Ｃ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３１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３１を介して搬送ロボットに処理基板Ｗを搬送させる。制御装置３０Ｃは、例えば、各蒸着チャンバー３４における成膜処理、および、スパッタチャンバー３６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３４、および、スパッタチャンバー３６に所定の薄膜を形成させる。

【0050】

［蒸着チャンバーの構成］
図７から図９を参照して、蒸着チャンバー３４の構成を説明する。以下では、蒸着チャンバー３４の構成のなかで、校正処理に用いられる構成、および、処理基板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。

【0051】

図７が示すように、蒸着チャンバー３４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４２と、基板Ｗ，Ｗ０を支持する基板ホルダー４３と、蒸着マスクＭを支持するマスクホルダー４４と、駆動源４５と、駆動機構４６とを備える。蒸着チャンバー３４において、蒸着源４１、基板ホルダー４３、および、マスクホルダー４４を収容する筐体４７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４２を備える例を説明する。

【0052】

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による薄膜を処理基板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、処理基板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。

【0053】

３台の蒸着カメラ４２は、例えば、ＣＣＤカメラであり、各基板マークに１台ずつ対応づけられる。各蒸着カメラ４２は、基板ホルダー４３に支持される基板Ｗ，Ｗ０よりも上方（裏側）で、かつ、筐体４７の外側に固定されている。１台の蒸着カメラ４２の光軸４Ａの位置は、他の蒸着カメラ４２の光軸４Ａの位置に対して固定されている。各蒸着カメラ４２は、基板Ｗ，Ｗ０の裏面ＷＲと対向し、別々の部分を撮影する（裏面撮影する）。

【0054】

各蒸着カメラ４２の撮影した画像は、第２裏面画像ＩＭ４である。校正用基板Ｗ０の第２裏面画像ＩＭ４は、校正用基板Ｗ０を通した基板マークＷｍの透過画像を含む。画像処理部２０は、校正用基板Ｗ０の第２裏面画像ＩＭ４を校正処理に用いる。処理基板Ｗの第２裏面画像ＩＭ４は、処理基板Ｗの外周部Ｗｐを含む。画像処理部２０は、処理基板Ｗの第２裏面画像ＩＭ４を裏面位置の特定処理に用いる。

【0055】

基板ホルダー４３は、３台の蒸着カメラ４２と蒸着源４１との間に位置する。基板ホルダー４３は、仮想的な配置領域ＷＡを定める。配置領域ＷＡは、基板Ｗ，Ｗ０の配置されるべき目標の領域である。基板ホルダー４３は、反転チャンバー３５から蒸着チャンバー３４に搬入される基板Ｗ，Ｗ０を支持する。基板ホルダー４３は、蒸着チャンバー３４から反転チャンバー３５に基板Ｗ，Ｗ０を搬出可能とする。基板ホルダー４３は、処理基板Ｗの表面ＷＦを蒸着源４１側（図７の下側）に向けて表面ＷＦの外周部Ｗｐを支持し、処理基板Ｗの裏面ＷＲと３台の蒸着カメラ４２とを対向させる。

【0056】

この際、例えば、基板ホルダー４３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、処理基板Ｗが非透過性を有するため、処理基板Ｗが収容された状態では、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４３が基板Ｗ，Ｗ０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。

【0057】

マスクホルダー４４は、３台の蒸着カメラ４２と蒸着源４１との間に位置する。マスクホルダー４４は、仮想的な配置領域ＭＡを定める。配置領域ＭＡは、蒸着マスクＭの配置されるべき目標の領域である。マスクホルダー４４は、蒸着マスクＭの外周部を支持し、基板Ｗ，Ｗ０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４４は、基板Ｗ，Ｗ０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、処理基板Ｗでの周方向の全体で、処理基板Ｗからはみ出す大きさを有する。蒸着マスクＭは、処理基板Ｗからはみ出した部分に、３個のマスクマーク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４２による撮影によって、蒸着マスクの中心位置を特定することが可能となっている。

【0058】

駆動源４５は、駆動機構４６を駆動するための動力を出力する。駆動機構４６は、駆動源４５の動力を受けて、基板ホルダー４３を水平方向に移動させる。また、駆動機構４６は、駆動源４５の動力を受けて、マスクホルダー４４と基板ホルダー４３とを基板Ｗ，Ｗ０の周方向に回転させる。駆動機構４６は、基板ホルダー４３の独立した回転と、マスクホルダー４４の独立した回転と、基板ホルダー４３とマスクホルダー４４とを一体とした回転とを切り換える。また、駆動機構４６は、駆動源４５の動力を受けて、マスクホルダー４４と基板ホルダー４３とを昇降させる。駆動機構４６は、基板ホルダー４３の独立した昇降と、マスクホルダー４４の独立した昇降と、基板ホルダー４３とマスクホルダー４４とを一体とした昇降とを切り換える。

【0059】

例えば、基板ホルダー４３の独立した水平方向での移動や、基板ホルダー４３の独立した回転は、処理基板Ｗのパターン中心と、蒸着マスクＭの中心であるマスク中心との整合に用いられる。マスクホルダー４４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４３とマスクホルダー４４とを一体とした回転は、処理基板Ｗの表面に蒸着材料を蒸着させるときに用いられる。

【0060】

例えば、基板ホルダー４３の独立した昇降は、基板Ｗ，Ｗ０の搬入および搬出や、蒸着用の所定位置への処理基板Ｗの配置に用いられる。マスクホルダー４４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４３とマスクホルダー４４とを一体とした昇降は、処理基板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。

【0061】

図８は、各蒸着カメラ４２の撮影する領域を示す。なお、処理基板Ｗと校正用基板Ｗ０とでは、各蒸着カメラ４２の撮影する領域に対する相対的な位置がほぼ等しいため、図８では、説明の便宜上、各蒸着カメラ４２が撮影する領域を校正用基板Ｗ０に重ねて示す。

【0062】

図８が示すように、校正用基板Ｗ０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、校正用基板Ｗ０の輪郭Ｅよりも外側に位置する。マスクマークＭｍは、校正用基板Ｗ０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。

【0063】

各蒸着カメラ４２は、画像を撮影する領域を撮影領域４Ｚ（図８における二点鎖線の小円）として定める。各撮影領域４Ｚは、配置領域ＷＡの周方向にほぼ等配されている。蒸着カメラ４２の光軸４Ａは、撮影領域４Ｚの中心に位置する。各撮影領域４Ｚは、別々のマスクマークＭｍと、別々の基板マークＷｍの透過画像とを含む。また、撮影領域４Ｚは、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を含む。

【0064】

［校正処理：蒸着チャンバー３４］
図９が示すように、画像処理部２０は、校正処理において、校正用基板Ｗ０の第２裏面画像ＩＭ４に対する画像解析を行う（ステップＳ２１）。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを各第２裏面画像ＩＭ４に施し、蒸着カメラ４２のカメラ座標系において、光軸４Ａに対する基板マークＷｍの相対位置を算出する。なお、画像処理部２０は、カメラ座標系における光軸４Ａの位置を、例えば、第２裏面画像ＩＭ４の中心とする。

【0065】

次いで、画像処理部２０は、蒸着カメラ４２のカメラ座標系での基板マークＷｍの位置、および、その基板マークＷｍの相対座標を用い、上記相対座標系において、蒸着カメラ４２の光軸位置を算出する（ステップＳ２２）。すなわち、画像処理部２０は、３つの蒸着カメラ４２の光軸４Ａ間における相対位置を算出する。画像処理部２０は、カメラ間の相対位置の一例として、各蒸着カメラ４２の光軸位置を記憶する。画像処理部２０は、校正処理を行う都度、各蒸着カメラ４２の光軸位置を更新する。

【0066】

［裏面位置の特定処理：蒸着チャンバー３４］
画像処理部２０は、裏面位置の特定処理において、蒸着マスクＭの各第２裏面画像ＩＭ４を用い、マスク中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを各第２裏面画像ＩＭ４に施し、蒸着カメラ４２のカメラ座標系において、マスクマークＭｍの位置を算出する。次いで、画像処理部２０は、各蒸着カメラ４２の光軸位置と、カメラ座標系でのマスクマークＭｍの位置とから、マスクマークＭｍ間の相対位置を算出する。そして、画像処理部２０は、マスク中心を中心とする仮想円が、各マスクマークＭｍの相対位置を通るように、上記相対座標系において、マスク中心の位置を算出する。

【0067】

画像処理部２０は、裏面位置の特定処理において、処理基板Ｗの各第２裏面画像ＩＭ４を用い、第２裏面中心の位置を算出する。すなわち、画像処理部２０は、エッジ検出などを各第２裏面画像ＩＭ４に施し、蒸着カメラ４２のカメラ座標系において、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界部分の位置を算出する。次いで、画像処理部２０は、各蒸着カメラ４２の光軸位置と、カメラ座標系での境界部分の位置とから、境界部分間の相対位置を算出する。そして、画像処理部２０は、第２裏面中心を中心とする仮想円が、各境界部分を通るように、上記相対座標系において、第２裏面中心の位置を算出する。

【0068】

［作用］
図１０を参照して、制御装置３０Ｃが行う校正処理、表面位置の特定処理、裏面位置の特定処理、および、位置合わせ処理を説明する。
［校正処理：制御装置３０Ｃ］
制御装置３０Ｃは、校正処理において、まず、ＥＦＥＭ１０の配置領域ＷＡに校正用基板Ｗ０を配置させる。次いで、制御装置３０Ｃは、基板マークＷｍを含む表面画像ＩＭ１を、各マークカメラ１１に撮影させる。また、制御装置３０Ｃは、基板マークＷｍの透過画像を含む第１裏面画像ＩＭ２を、各ロードカメラ１２に撮影させる。続いて、制御装置３０Ｃは、校正用基板Ｗ０を蒸着チャンバー３４に搬入し、基板マークＷｍの透過画像、および、マスクマークＭｍを含む第２裏面画像ＩＭ４を、蒸着カメラ４２に撮影させる。

【0069】

そして、制御装置３０Ｃは、表面画像ＩＭ１と、基板マークＷｍの相対座標とを用い、カメラ間の相対位置である、各マークカメラ１１の光軸位置を算出する。また、制御装置３０Ｃは、第１裏面画像ＩＭ２と、基板マークＷｍの相対座標とを用い、カメラ間の相対位置である、各ロードカメラ１２の光軸位置を算出する。制御装置３０Ｃは、第２裏面画像ＩＭ４と、基板マークＷｍの相対座標とを用い、カメラ間の相対位置である、各蒸着カメラ４２の光軸位置を算出する。

【0070】

制御装置３０Ｃは、これら各マークカメラ１１の光軸位置Ｐ１、各ロードカメラ１２の光軸位置Ｐ２、および、各蒸着カメラ４２の光軸位置Ｐ３を記憶する。なお、制御装置３０Ｃは、所定枚数の処理基板Ｗの処理が行われる都度、上記校正処理を行う。

【0071】

［表面位置の特定処理］
制御装置３０Ｃは、表面位置の特定処理において、まず、配置領域ＷＡに処理基板Ｗを配置させる。次いで、制御装置３０Ｃは、基板マークＷｍを含む表面ＷＦの表面画像ＩＭ１を、各マークカメラ１１に撮影させる。

【0072】

そして、制御装置３０Ｃは、表面画像ＩＭ１と、各マークカメラ１１の光軸位置とを用い、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、上記相対座標系において、パターン中心の位置を算出する。

【0073】

［裏面位置の特定処理］
制御装置３０Ｃは、裏面位置の特定処理において、まず、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を含む第１裏面画像ＩＭ２を、各ロードカメラ１２に撮影させる。次いで、制御装置３０Ｃは、処理基板Ｗを蒸着チャンバー３４に搬入し、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界、および、マスクマークＭｍを含む第２裏面画像ＩＭ４を、各蒸着カメラ４２に撮影させる。

【0074】

そして、制御装置３０Ｃは、第１裏面画像ＩＭ２と、各ロードカメラ１２の光軸位置とを用い、第１裏面中心を中心とする仮想円が、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を通るように、上記相対座標系において、第１裏面中心の位置を算出する。また、制御装置３０Ｃは、第２裏面画像ＩＭ４と、各蒸着カメラ４２の光軸位置とを用い、第２裏面中心を中心とする仮想円が、平坦部Ｗｐ１とベベル部Ｗｐ２との境界を通るように、上記相対座標系において、第２裏面中心の位置を算出する。また、制御装置３０Ｃは、第２裏面画像ＩＭ４と、各蒸着カメラ４２の光軸位置とを用い、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、上記相対座標系において、マスク中心の位置を算出する。

【0075】

なお、裏面位置の特定処理は、上述した表面位置の特定処理とともに、ＥＦＥＭ１０の配置領域ＷＡに配置された処理基板Ｗに対して行うことが可能である。この際に、ＥＦＥＭ１０における各マークカメラ１１による基板マークＷｍの撮影と、各ロードカメラ１２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１１による撮影を各ロードカメラ１２による撮影よりも先に行ってもよいし、各ロードカメラ１２による撮影を各マークカメラ１１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つの撮影の間に処理基板Ｗを回転させてもよい。

【0076】

また、各マークカメラ１１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１２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処理基板Ｗを回転させてもよい。特に、基板マークＷｍの位置は、処理基板Ｗごとに異なることがあり、また、処理基板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、処理基板Ｗを回転させればよい。処理基板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、処理基板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。

【0077】

［位置合わせ処理］
制御装置３０Ｃは、例えば、ｎ枚目（ｎは１以上の整数）の処理基板Ｗの撮影によるパターン中心、および、第１裏面中心を用い、パターン中心と第１裏面中心とのずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）を算出する。次いで、制御装置３０Ｃは、ｎ枚目の処理基板Ｗを蒸着チャンバー３４に搬入する。そして、制御装置３０Ｃは、ｎ枚目の処理基板Ｗの第２裏面中心に上記ずれ量を反映させて、反映後の第２裏面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３０Ｃは、この補正量に相当する駆動量で駆動機構４６を駆動させるべく、駆動源４５を駆動するための駆動信号ＳＩＧを出力する。

【0078】

このように、上述した蒸着装置３０によれば、マークカメラ１１のカメラ座標系、ロードカメラ１２のカメラ座標系、および、蒸着カメラ４２のカメラ座標系という３つの各別のカメラ座標系を、単一の校正用基板Ｗ０によって校正することが可能である。これにより、各カメラ座標系において相互に座標の変換を行うことが可能である。言い換えれば、各カメラ座標系において相互に座標の変換を行う際に、座標の変換に伴う位置のずれを抑えることが可能である。

【0079】

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）裏面撮影による処理基板Ｗの位置の検出精度を、表面撮影による処理基板Ｗの位置の検出精度、すなわち、基板マークＷｍの撮影による検出精度と同じ程度にまで高められる。結果として、裏面撮影の結果のみが得られる処理の環境、例えば、上述した蒸着処理の行われる環境であっても、表面撮影の結果による位置の精度と同じ程度に、基板Ｗの位置の検出精度を高められる。

【0080】

（２）特に、パターン位置に従って基板の搬送が行われるスパッタ成膜と、裏面位置に従って基板の搬送が行われる蒸着成膜との間で、各処理状態の整合を図ることが可能ともなる。

【0081】

（３）ＥＦＥＭ１０で裏面撮影が行われ、かつ、蒸着チャンバー３４でも裏面撮影が行われ、ＥＦＥＭ１０での第１裏面位置と、蒸着チャンバー３４での第２裏面位置とを整合させるように、処理基板Ｗが蒸着チャンバー３４に搬送される。結果として、ＥＦＥＭ１０で得られる上記（１）に準じた効果を、蒸着チャンバー３４で得ることが可能ともなる。

【0082】

（４）特に、蒸着成膜やプラズマ成膜などの加熱を伴う処理は、その処理の環境下に置かれたカメラの光軸を経時的に変位させてしまう。この点、上述した構成であれば、蒸着チャンバー３４における蒸着カメラ４２間の相対位置が、校正処理ごとに更新されるため、（３）に準じた効果を長期間にわたり得ることが可能ともなる。

【0083】

（５）校正用基板Ｗ０の形状やサイズが、処理基板Ｗとほぼ等しいため、処理基板Ｗの搬送系と校正用基板Ｗ０の搬送系との共通化を図ることが可能となる。これにより、例えば、所定枚数の処理基板Ｗが処理されるごとに、搬送系の稼働状態を大幅に変えることなく、校正用基板Ｗ０を用いた校正処理を行うことが可能である。結果として、蒸着装置の稼働効率の低下を抑えつつ、校正処理の頻度を確保することが可能ともなる。

【0084】

（６）校正用基板Ｗ０の熱膨張率が３ｐｐｍ／℃以下であれば、校正用基板Ｗ０に生じる熱膨張が十分に小さい範囲に抑えられ、結果として、校正用基板Ｗ０の熱膨張に起因した検出の誤差を低減することが可能ともなる。

【0085】

（７）第１像ＩＭ２１と第２像ＩＭ２２との境界をコントラストに基づいて検出し、検出された境界を用いて、処理基板Ｗの裏面位置が検出される。そのため、処理基板Ｗの輪郭Ｅから裏面位置が検出される構成と比べて、裏面位置の検出精度を高めることが可能となる。

【0086】

（８）特に、処理基板Ｗが非透過性を有する構成では、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。

【0087】

（９）蒸着マスクＭに対する処理基板Ｗの位置精度を向上可能であるから、処理基板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。

【0088】

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。
［位置の特定処理］
・位置検出装置が処理基板Ｗの位置の特定に用いる境界は、処理基板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、処理基板Ｗごとに異なり、各処理基板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箇所の境界から処理基板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、処理基板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、処理基板Ｗの位置を特定する。

【0089】

なお、第１裏面中心を算出するときと、第２裏面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、処理基板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３０Ｃは、処理基板Ｗが備えるノッチなどの特徴点の位置と、処理基板Ｗの回転角度とに基づき、ロードカメラ１２の撮影領域２Ｚと蒸着カメラ４２の撮影領域４Ｚ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。

【0090】

［校正用基板Ｗ０］
・校正用基板Ｗ０は、基板マークＷｍとして、例えば、校正用基板Ｗ０を貫通する貫通孔を備えることも可能である。基板マークＷｍが貫通孔である構成であっても、上記（１）〜（９）に準じた効果は得られる。

【0091】

なお、基板マークＷｍが薄膜パターンである構成であれば、基板マークＷｍの厚みが薄いため、表面観察による基板マークＷｍの位置と、裏面観察による基板マークＷｍの透過画像の位置とが、ほぼ一致する。そのため、基板マークＷｍが薄膜パターンである構成は、基板マークＷｍが貫通孔である構成よりも、表裏における基板マークＷｍの検出精度、ひいては、基板の位置の検出精度を高められる。

【0092】

・校正用基板Ｗ０は、例えば、光反射性の基板マークＷｍと、その周囲を覆う反射防止膜とを備えることも可能である。筐体１３，４７の外側に位置し、かつ、テレセントリック光学系を備えるカメラ１２，４２では、通常、筐体１３，４７の内側に位置するカメラや、テレセントリック光学系を備えないカメラと比べて、校正用基板Ｗ０と対物レンズとの距離、すなわち、カメラの作動距離が大きく、対物面からの光以外の光が対物レンズに入射しやすい。

【0093】

この点、反射防止膜を備える校正用基板Ｗ０であれば、光反射性の各基板マークＷｍと、その周囲とを覆う反射防止膜が、対物面での反射を抑える。結果として、作動距離が大きいカメラ１２，４２であっても、各基板マークＷｍを明確に撮影することが可能となる。

【0094】

［蒸着装置］
・蒸着装置は、ＥＦＥＭ１０に表面撮影部のみを備え、蒸着チャンバー３４に裏面撮影部を備えることも可能である。表面撮影部と裏面撮影部とが別々の筐体１３，４７に搭載される構成であっても、上記（１）に準じた効果を得ることは可能である。

【0095】

なお、ＥＦＥＭ１０が表面撮影部と裏面撮影部とを備える構成であれば、表面撮影部のカメラと裏面撮影部のカメラとが１つの基板マークＷｍを一度に撮影することが可能である。そのため、基板マークＷｍの相対位置が、環境の変化によって変位することを抑えること、ひいては、基板の位置の検出精度をさらに高めることが可能ともなる。

【符号の説明】

【0096】

Ｅ…輪郭、Ｍ…蒸着マスク、Ｗ…処理基板、ＭＡ，ＷＡ…配置領域、Ｍｍ…マスクマーク、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…光軸位置、Ｗ０…校正用基板、ＷＦ…表面、Ｗｍ…基板マーク、Ｗｐ…外周部、ＷＲ…裏面、ＩＭ１…表面画像、ＩＭ２…第１裏面画像、ＩＭ４…第２裏面画像、ＩＭＢ…背景像、ＳＩＧ…駆動信号、Ｗｐ１…平坦部、Ｗｐ２…ベベル部、ＩＭ２１…第１像、ＩＭ２２…第２像、１Ａ，２Ａ，４Ａ…光軸、１Ｚ，２Ｚ，４Ｚ…撮影領域、１０…ＥＦＥＭ、１０Ｓ…ステージ、１１…マークカメラ、１２…ロードカメラ、１３，４７…筐体、２０…画像処理部、３０…蒸着装置、３０Ｃ…制御装置、３１…搬送チャンバー、３２…搬出入チャンバー、３４…蒸着チャンバー、３５…反転チャンバー、３６…スパッタチャンバー、４１…蒸着源、４２…蒸着カメラ、４２Ｍ…蒸着材料、４３…基板ホルダー、４４…マスクホルダー、４５…駆動源、４６…駆動機構。

【要約】

【課題】基板の位置の検出精度を向上可能とした位置検出装置、位置検出方法、および、蒸着装置を提供する。
【解決手段】画像処理部２０は、表面撮影部の各カメラ１１が基板マークＷｍを撮影した結果から、表面撮影部のカメラ１１間の相対位置を算出し、当該カメラ１１間の相対位置と、表面撮影部の各カメラ１１が処理基板Ｗを撮影した結果とを用い、表面撮影による処理基板Ｗの位置を算出し、かつ、裏面撮影部の各カメラ１２が基板マークＷｍの透過画像を撮影した結果から、裏面撮影部のカメラ１２間の相対位置を算出し、当該カメラ１２間の相対位置と、裏面撮影部の各カメラ１２が処理基板Ｗを撮影した結果とを用い、裏面撮影による処理基板Ｗの位置を算出する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】