(57)【要約】【課題】  基板の位置を、短時間で検出することが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】  ステージの保持面に、被検出物が備えられた基板が保持される。ステージ内に検出装置が設置されている。検出装置は、保持面に保持された基板の被検出物の位置を検出する。ノズルユニットに形成された複数のノズル孔から、ステージの保持面に保持された基板の表面に薄膜材料の液滴を吐出する。【選択図】  図４
2013243240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物が備えられた基板を保持面に保持するステージと、
前記ステージ内に設置され、前記保持面に保持された前記基板の前記被検出物の位置を検出する検出装置と、
前記ステージの保持面に保持された基板の表面に薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズルユニットと
を有する薄膜形成装置。
【請求項２】
前記被検出物は、前記基板の底面に形成された突起であり、
前記検出装置は、前記ステージの保持面内において、前記基板の突起が接触する領域に配置され、前記突起が接触した位置を検知する感圧式のセンサパネルである請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記被検出物は、前記基板の底面に露出する導電材料を含み、
前記検出装置は、相互に交差する複数の露出配線を含み、交差箇所において、交差する配線同士が相互に絶縁されており、少なくとも２本の前記配線に前記被検出物が接触して前記配線間を導通させすることにより、前記被検出物が接触した位置を検知する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記被検出物は、前記基板内に埋め込まれた導電パターンを含み、
前記検出装置は、前記ステージの前記保持面に分布する複数の静電端子を含み、前記複数の静電端子から選択される２つの静電端子からなる複数の静電端子対の各々の静電容量を計測することにより、前記導電パターンの位置を検知する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記被検出物は、前記基板を貫通する貫通孔を含み、
前記検出装置は、前記ステージの前記保持面に沿って二次元的に配置された複数の受光画素を含み、前記基板の貫通孔を通って前記受光画素に入射する光を検出することにより、前記貫通孔の位置を検知する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記被検出物は、前記基板に埋め込まれたアンテナであり、
前記検出装置は、前記ステージに埋め込まれた送受信器を含み、前記送受信器から放射され、前記アンテナから反射された電磁波を受信することにより、前記アンテナの位置を検知する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージの上に処理対象の基板を保持して、基板の位置を検出した後に基板の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソルダーレジストを液滴化して、プリント配線板の所望の領域にのみ液滴を付着させ、硬化させることにより、ソルダーレジストのパターンを形成する技術が注目されている。ソルダーレジストの液滴は、複数のノズル孔からプリント配線板に向けて吐出される。プリント配線板の表面に付着した液滴に紫外線を照射することにより、液滴を硬化させることができる。
【０００３】
プリント配線板を移動させながら、複数のノズル孔の各々から所定のタイミングで液滴を吐出させることにより、所定のパターンの薄膜が形成される。プリント配線板に形成されている配線パターンに対して、決められた位置に薄膜パターンを形成するために、ステージに対するプリント配線板の位置を高精度に検出しなければならない。
【０００４】
ステージの上方に撮像装置を配置し、基板に形成されたアライメントマークを検出することにより基板の位置を特定することができる。
【０００５】
ステージの下方にアライメント顕微鏡を配置した露光装置が提案されている（特許文献２）。この露光装置で処理される基板の裏面にアライメントマークが形成されている。ステージには、アライメントマークに対応する位置に貫通孔が形成されている。アライメント顕微鏡は、ステージに形成された貫通孔を通して、基板の裏面に形成されているアライメントマークを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０４１０４号公報
【特許文献２】特開平０９−１１５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板の位置及び歪を検出するために、基板に備えられている複数のアライメントマークを検出しなければならない。１つの撮像装置で複数のアライメントマークを検出するために、基板と撮像装置とを相対的に移動させなければならない。このため、処理時間が長くなってしまう。アライメントマークの位置に対応して複数の撮像装置を配置すると、短時間にアライメントマークを検出することができる。ただし、寸法の異なる複数種類の基板のすべてに対応して複数の撮像装置を配置することは困難である。また、プリント配線板にソルダーレジストのパターンを形成する薄膜形成装置においては、ステージの上方にノズルヘッドが配置される。このため、撮像装置を配置する十分なスペースを確保することが困難である。
本発明の目的は、基板の位置を、短時間で検出することが可能な薄膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によると、
被検出物が備えられた基板を保持面に保持するステージと、
前記ステージ内に設置され、前記保持面に保持された前記基板の前記被検出物の位置を検出する検出装置と、
前記ステージの保持面に保持された基板の表面に薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズルユニットと
を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
検出装置がステージ内に設置されているため、ステージと検出装置との位置合わせを行うことなく、基板の被検出物の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１による薄膜形成装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例１による薄膜形成装置のステージとノズルユニットとの斜視図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ実施例１による薄膜形成装置のノズルユニットの斜視図及び底面図である。
【図４】図４は、実施例１による薄膜形成装置のステージ、及びステージに保持された基板の断面図である。
【図５】図５Ａは、実施例２による薄膜形成装置のステージ、及びステージに保持された基板の断面図であり、図５Ｂは、検出装置の平面図である。
【図６】図６Ａは、実施例３による薄膜形成装置のステージ、及びステージに保持された基板の断面図であり、図６Ｂは、検出装置の平面図であり、図６Ｃは、ステージ及び基板の断面図である。
【図７】図７Ａは、実施例４による薄膜形成装置のステージ、及びステージに保持された基板の断面図であり、図７Ｂは、検出装置の平面図であり、図７Ｃは、ステージ及び基板の断面図である。
【図８】図８Ａは、実施例５による薄膜形成装置のステージ、及びステージに保持された基板の断面図であり、図８Ｂは、検出装置の平面図である。
【図９】図９は、実施例６による薄膜形成装置のステージ及び基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例１］
図１に、実施例１による薄膜形成装置の概略図を示す。定盤２０の上に、移動機構２１によりステージ２５が支持されている。ステージ２５の上面（保持面）に、プリント配線板等の基板３０が保持される。ステージ２５の保持面に平行な方向をＸ方向及びＹ方向とし、保持面の法線方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を定義する。移動機構２１は、ステージ２５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００１２】
定盤２０の上方に、支柱２６によって梁２７が支えられている。梁２７に、ノズルユニット支持機構４１が取り付けられている。ノズルユニット支持機構４１に、ノズルユニット４０が支持されている。ノズルユニット４０は、ステージ２５に保持された基板３０に対向する。ノズルユニット４０は、複数のノズル孔から基板３０に向けて、紫外線硬化型の薄膜材料の液滴、例えばソルダーレジスト等の液滴を吐出する。吐出された薄膜材料が、基板３０の表面に付着する。
【００１３】
ノズルユニット４０を定盤２０に固定して、ステージ２５を移動させる代わりに、ステージ２５に対してノズルユニット４０を移動させてもよい。
【００１４】
制御装置３３が、移動機構２１及びノズルユニット４０を制御する。制御装置３３には、基板３０に形成すべき薄膜パターンの画像データ等が記憶されている。オペレータが、
入力装置３５を通して制御装置３３に、種々の指令（コマンド）や、制御に必要な数値データを入力する。入力装置３５には、例えばキーボード、タッチパネル、ポインティングデバイス等が用いられる。制御装置３３は、出力装置３６からオペレータに対して各種情報を出力する。出力装置３６には液晶ディスプレイ等が用いられる。
【００１５】
図２に、実施例１による薄膜形成装置のステージ２５、ノズルユニット４０、及びノズルユニット支持機構４１の斜視図を示す。ステージ２５の保持面に基板３０が保持される。基板３０の上方にノズルユニット４０が支持されている。ノズルユニット４０は、ノズルホルダ４５、及びノズルホルダ４５に固定された複数のノズルヘッド４６を含む。ノズルヘッド４６は、例えばＸ方向に４個及びＹ方向に４個配列した４行４列の行列状に配置されている。ノズルヘッド４６の各々の、基板３０に対向する面に、複数のノズル孔が設けられている。
【００１６】
ノズルユニット支持機構４１は、ゴニオメータ４７及び昇降機構４８を含む。ゴニオメータ４７は、ノズルユニット４０をＺ軸に平行な軸を回転中心として、ある角度範囲内で回転させることができる。昇降機構４８は、ノズルユニット４０をＺ方向に移動させる。制御装置３３が、ステージ２５の移動を制御する。
【００１７】
図３Ａに、ノズルユニット４０の斜視図を示す。ノズルホルダ４５に、複数、例えば４個のノズルヘッド４６が取り付けられている。ノズルヘッド４６の各々に、複数のノズル孔５５が形成されている。Ｘ方向に関して最も外側のノズルヘッド４６よりもさらに外側、及びノズルヘッド４６の間に、それぞれ紫外光源５６が配置されている。紫外光源５６は、基板３０（図１、図２）に紫外線を照射する。
【００１８】
図３Ｂに、ノズルヘッド４６及び紫外光源５６の底面図を示す。ノズルヘッド４６の各々の底面（基板３０に対向する表面）に、２列のノズル列５７が配置されている。ノズル列５７の各々は、Ｙ方向にピッチ（周期）８Ｐで並ぶ複数のノズル孔５５で構成される。一方のノズル列５７は、他方のノズル列５７に対して、Ｘ方向にずれており、さらに、Ｙ方向にピッチ４Ｐだけずれている。すなわち、１つのノズルヘッド４６に着目すると、ノズル孔５５は、Ｙ方向に関してピッチ４Ｐで等間隔に分布することになる。ピッチ４Ｐは、例えば３００ｄｐｉの解像度に相当する。
【００１９】
４個のノズルヘッド４６は、Ｘ方向に配列し、かつ相互にＹ方向にずらされてノズルホルダ４５（図３Ａ）に取り付けられている。図３Ｂにおいて、最も左側のノズルヘッド４６を基準にすると、２、３、４番目のノズルヘッド４６は、それぞれＹ軸の負の方向に２Ｐ、Ｐ、及び３Ｐだけずらされている。このため、４個のノズルヘッド４６に着目すると、ノズル孔５５は、Ｙ方向にピッチＰ（１２００ｄｐｉに相当するピッチ）で配列することになる。
【００２０】
Ｘ方向に関して最も外側のノズルヘッド４６よりもさらに外側、及びノズルヘッド４６の間に、それぞれ紫外光源５６が配置されている。紫外光源５６は、基板３０（図１、図２）に付着した液状の薄膜材料を硬化させる。
【００２１】
基板３０（図１）をＸ方向に移動させながら、ノズルユニット４０の各ノズル孔５５から薄膜材料の液滴を吐出させることにより、Ｙ方向に関して１２００ｄｐｉの解像度で薄膜パターンを形成することができる。Ｙ方向にＰ／２だけずらして往復走査を行うことにより、Ｙ方向の解像度を２倍の２４００ｄｐｉまで高めることができる。Ｘ方向の解像度は、基板３０の移動速度と、ノズル孔５５からの液滴の吐出周期で決定される。
【００２２】
図２に示したように、ノズルヘッド４６が４行４列の行列状に配置されている場合、Ｘ
方向への１往復の走査により、Ｘ方向に伸びる４本の帯状の領域に薄膜パターンを形成することができる。Ｙ方向に隣り合う帯状の領域の間隔が、帯状の領域の各々の幅と等しくなるように、ノズルヘッド４６が配置されている。ステージ２５を、帯状の領域の幅に相当する長さだけＹ方向にずらして、Ｘ方向への往復走査を行うことにより、基板３０の全面に、薄膜パターンを形成することができる。
【００２３】
図４に、ステージ２５、及びステージ２５に保持された基板３０の概略断面図を示す。基板３０に複数の被検出物３１が備えられている。ステージ２５内に検出装置２２が設置されている。検出装置２２は、保持面に保持された基板３０に備えられている複数の被検出物３１の位置を検出する。ステージ２５の上方に配置された撮像装置等でアライメントマークを検出する場合には、撮像装置の画角内にアライメントマークを収めるために、撮像装置とステージとの相対位置を調整する必要がある。実施例１では、検出装置２２がステージ２５内に設置されているため、言い換えると、ステージ２５に対する検出装置２２の相対位置が固定しているため、検出装置２２とステージ２５との位置調整を行う必要がない。このため、基板３０の位置検出のための処理時間を短縮することができる。
【００２４】
検出装置２２がステージ２５内に収容されているため、ステージ２５の上方に位置検出のための構造物を配置する必要がない。このため、ノズルユニット４０の配置の自由度が、検出装置２２によって制約されることがない。例えば、図２に示した例では、ノズルヘッド４６を４行４列の行列状に配置したが、その他の配置とすることも可能である。Ｘ方向に並ぶノズルヘッド４６の個数を増やすと、Ｙ方向に関する解像度を向上させることができる。ノズルヘッド４６をＹ方向に密に配置すると、Ｘ方向への１回の往復走査により、基板３０の全面に薄膜パターンを形成することが可能になる。
【００２５】
［実施例２］
図５Ａに、実施例２による薄膜形成装置のステージ及び基板の概略断面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。ステージ２５の保持面の一部に、検出装置２２が埋め込まれている。検出装置２２には、感圧式センサパネルが用いられる。被検出物３１は、基板３０の背面に形成された突起で構成される。
【００２６】
基板３０をステージ２５に保持させる前に、基板３０はステージ２５に対して、ある程度の精度で位置合わせされている。検出装置２２は、被検出物３１が配置される位置を含む領域に配置される。基板３０をステージ２５に保持させたときに、ステージ２５に対して許容範囲内の位置ずれが生じていても、被検出物３１が検出装置２２の内側に収まるように、検出装置２２の平面寸法が決定されている。
【００２７】
図５Ｂに、検出装置２２の概略平面図を示す。検出装置２２は、行列状に配置された複数のスイッチ６０を含む。基板３０（図５Ａ）の背面に形成された突起状の被検出物３１が検出装置２２の表面に接触すると、被検出物３１が接触した位置に対応するスイッチ４０が導通する。行検出回路６１及び列検出回路６２が、それぞれ導通したスイッチ６０が含まれる行及び列を検出する。これにより、被検出物３１のＸ方向及びＹ方向の位置を検出することができる。
【００２８】
実施例１では、スイッチ６０を行列状に分布させたが、その他の二次元的な分布にしてもよい。また、実施例１では、検出装置２２としてマトリクススイッチ型のセンサパネルを用いたが、その他に、抵抗膜方式、表面弾性波方式、静電容量方式等の感圧式センサパネルを用いてもよい。
【００２９】
［実施例３］
図６Ａに、実施例３による薄膜形成装置のステージ及び基板の概略断面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。ステージ２５の保持面の一部の領域に、検出装置２２が露出している。検出装置２２の表面と、ステージ２５の表面（保持面）とは、１つの平坦な表面を構成する。基板３０の背面に導電性材料からなる被検出物３１が形成されている。基板３０を保持面に載せると、導電性の被検出物３１が検出装置２２の表面に接触する。
【００３０】
図６Ｂに、検出装置２２の概略平面図を示す。検出装置２２は、図６Ｂの縦方向に伸びる複数の列方向配線６５、及び横方向に伸びる行方向配線６６を含む。列方向配線６５及び行方向配線６６は、検出装置２２の表面に露出している。列方向配線６５と行方向配線６６とは、両者の交差箇所において相互に絶縁されている。
【００３１】
図６Ｃに、列方向配線６５と行方向配線６６との交差箇所の断面図を示す。導電性の被検出物３１が、列方向配線６５と行方向配線６６との交差箇所において両者に接触すると、列方向配線６５と行方向配線６６とが導通する。また、被検出物３１が、隣り合う２本の行方向配線６６に接触すると、行方向配線６６同士が導通する。同様に、被検出物３１が、隣り合う２本の列方向配線６５に接触すると、列方向配線６５同士が導通する。
【００３２】
行検出回路６７及び列検出回路６８が、行方向配線６６及び列方向配線６５の導通状態を検出する。導通状態の検出結果に基づいて、被検出物３１のＸ方向及びＹ方向の位置を検出することができる。実施例３では、行方向に伸びる行方向配線６６及び列方向に伸びる列方向配線６５を配置したが、配線の伸びる方向は行方向及び列方向に限定されない。相互に交差する複数の露出配線を配置すればよい。
【００３３】
［実施例４］
図７Ａに、実施例４による薄膜形成装置のステージ及び基板の概略断面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。ステージ２５の保持面の一部の領域に、検出装置２２が埋め込まれている。検出装置２２の表面と、ステージ２５の表面（保持面）とは、１つの平坦な表面を構成する。基板３０内に、導電性材料からなる複数の被検出物３１が埋め込まれている。
【００３４】
図７Ｂに、検出装置２２の平面図を示す。検出装置２２は、その表面に、行列状に配置された複数の静電端子７０を含む。基板３０をステージ２５（図７Ａ）に載せると、平面視において、被検出物３１が一部の静電端子７０と重なる。
【００３５】
図７Ｃに、図７Ｂの一点鎖線７Ｃ−７Ｃにおける断面図を示す。相互に隣り合う静電端子７０の間に静電容量Ｃ０が存在する。２つの静電端子７０と被検出物３１とが重なると、静電端子７０間に、被検出物３１を介して静電容量Ｃ１が並列に追加される。このため、被検出物３１と重なった２つの静電端子７０の間の静電容量は、相互に並列に接続された静電容量Ｃ０とＣ１との合成容量と等しくなる。従って、複数の静電端子７０から選択された２つの静電端子からなる複数の静電端子対の各々の静電容量を計測することにより、被検出物３１の位置を検出することができる。
【００３６】
［実施例５］
図８Ａに、実施例５による薄膜形成装置のステージ及び基板の概略断面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。ステージ２５の保持面の一部の領域に、検出装置２２が組み込まれている。検出装置２２の表面と、ステージ２５の表面（保持面）とは、１つの平坦な表面を構成する。基板３０に、貫通孔からなる複数の被検出物３１が形成されている。検出装置２２の上方に光源７４が配置されている。
【００３７】
図８Ｂに、検出装置２２の平面図を示す。検出装置２２は、行列状に配置された複数の受光画素７５を含む。画素７５の各々が、受光した光量に応じた電気信号を出力する。光源７４（図８Ａ）から放射された光は、貫通孔からなる被検出物３１と重なる受光画素７５にのみ入射する。被検出物３１と重ならない受光画素７５には、光が入射しない。各受光画素７５から出力された電気信号を計測することにより、被検出物３１の位置を検出することができる。基板３０が検出装置２２に直接接触しているため、被検出物３１を結像させるためのレンズ等は不要である。なお、光源７４を配置しない状態で、ステージ２５の表面において十分な照度が確保されている場合には、光源７４を省略してもよい。
【００３８】
［実施例６］
図９に、実施例６による薄膜形成装置のステージ及び基板の概略平面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。基板３０に埋め込まれた被検出物３１の各々は、アンテナとして機能する。被検出物３１に対応して、ステージ２５に検出装置２２が配置されている。検出装置２２の各々は、Ｘ用送受信器７７及びＹ用送受信器７８を含む。
【００３９】
Ｘ用送受信器７７から放射され、被検出物３１で反射された電磁波を、Ｘ用送受信器７７で受信することにより、被検出物３１のＸ方向の位置を検出することができる。同様に、Ｙ用送受信器７８により、被検出物３１のＹ方向の位置を検出することができる。
【００４０】
上記実施例１〜実施例６では、薄膜形成装置を例にとって、ステージ２５内の検出装置２２及び基板３０に備えられた被検出物３１について説明した。上記実施例１〜実施例６による検出装置２２及び被検出物３１は、基板を位置決めして処理を行う他の基板処理装置に適用することが可能である。例えば、レーザ加工装置、レーザアニール装置等に適用することが可能である。
【００４１】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００４２】
２０  定盤
２１  移動機構
２２  検出装置
２５  ステージ
２６  支柱
２７  梁
３０  基板
３１  被検出物
３３  制御装置
３５  入力装置
３６  出力装置
４０  ノズルユニット
４１  ノズルユニット支持機構
４５  ノズルホルダ
４６  ノズルヘッド
４７  ゴニオメータ
４８  昇降機構
５５  ノズル孔
５６  紫外光源
６０  スイッチ
６１  行検出回路
６２  列検出回路
６５  列方向配線
６６  行方向配線
６７  行検出回路
６８  列検出回路
７０  静電端子
７４  光源
７５  受光画素
７７  Ｘ用送受信器
７８  Ｙ用送受信器
【図１】
2013243240.tif 000003
【図２】
2013243240.tif 000004
【図３】
2013243240.tif 000005
【図４】
2013243240.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013243240.tif 000008
【図７】
2013243240.tif 000009
【図８】
2013243240.tif 000010
【図９】
2013243240.tif 000011