JP2013113766A - Alignment method and pattern formation method - Google Patents
Alignment method and pattern formation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013113766A JP2013113766A JP2011261822A JP2011261822A JP2013113766A JP 2013113766 A JP2013113766 A JP 2013113766A JP 2011261822 A JP2011261822 A JP 2011261822A JP 2011261822 A JP2011261822 A JP 2011261822A JP 2013113766 A JP2013113766 A JP 2013113766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- alignment
- plate
- pattern
- blanket
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
この発明は、２つの基板を対向配置して互いの位置合わせを行うアライメント方法、および、それらの一方に形成したパターンを他方に転写することでパターン形成を行うパターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to an alignment method in which two substrates are arranged to face each other and align with each other, and a pattern formation method in which a pattern is formed by transferring a pattern formed on one of them to the other.
２つの基板を重ね合わせる際のアライメント技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この技術においては、貼り合わせるべき２つの基板それぞれの表面にアライメントマークを形成しておき、これらを撮像手段（例えばＣＣＤカメラ）で撮像した画像に基づいてアライメント処理を行う。具体的には、両基板をアライメントマーク形成面同士が対向するように配置することでアライメントマーク間の距離を撮像手段の被写界深度以下とし、これにより両アライメントマークにピントが合った状態で撮像を行う。そして、撮像された画像から検出される両アライメントマークの位置関係に基づいて、基板間の相対位置を調整する。
As an alignment technique for overlapping two substrates, for example, there is one described in
このようなアライメント技術は、一方の基板に担持させたパターンを他方基板に転写することで他方基板に所定のパターンを形成するパターン形成方法にも適用可能である。すなわち、パターンを担持する一方基板と、パターンを転写される他方基板との位置合わせを高精度に行うことによって、他方基板上の適正位置にパターンを形成することが可能となる。 Such an alignment technique can also be applied to a pattern forming method in which a predetermined pattern is formed on the other substrate by transferring the pattern carried on one substrate to the other substrate. That is, it is possible to form a pattern at an appropriate position on the other substrate by accurately aligning the one substrate carrying the pattern with the other substrate to which the pattern is transferred.
このような技術においては、アライメント精度のさらなる向上が求められている。撮像される画像の倍率を高めることがその一つの有効な手段として考えられるが、一般に撮像手段の結像光学系の倍率を高くすると被写界深度は浅くなるため、両アライメントマークにピントが合った状態で撮像することを前提とする上記従来技術においては、両基板をより近接させる必要がある。しかしながら、基板やそれを保持する機構の寸法バラツキやたわみ等を考慮すると基板間の距離については適正な範囲があり、倍率を高めることで短縮された被写界深度の範囲内に両アライメントマークを配置することができない場合が生じ得る。上記従来技術はこのような場合に対応することができない。 In such a technique, further improvement in alignment accuracy is required. Increasing the magnification of the captured image can be considered as one effective means, but in general, increasing the magnification of the imaging optical system of the imaging means decreases the depth of field, so both alignment marks are in focus. In the above-described prior art that presupposes that imaging is performed in a state in which the two substrates are placed, it is necessary to bring the two substrates closer together. However, considering the dimensional variation and deflection of the substrate and the mechanism that holds it, there is an appropriate range for the distance between the substrates, and both alignment marks are placed within the range of depth of field shortened by increasing the magnification. There may be cases where it cannot be placed. The above prior art cannot cope with such a case.
他の方法として、両アライメントマークのそれぞれに順次撮像手段のピントを合わせてこれらを個別に撮像することも考えられるが、上記従来技術はこのような場合に対応することができない。フォーカス調整動作による光軸の変動に起因する検出誤差が却ってアライメント精度を低下させるおそれがある。 As another method, it is conceivable that the alignment means is sequentially focused on each of the alignment marks, and these are individually imaged. However, the above conventional technique cannot cope with such a case. There is a possibility that the detection error due to the fluctuation of the optical axis due to the focus adjustment operation may decrease the alignment accuracy.
このように、２つの基板それぞれに形成されたアライメントマークに同時にピントを合わせることができない状態で高精度のアライメント処理を可能にする技術については、これまで確立されるに至っていない。 As described above, a technique that enables high-precision alignment processing in a state where it is impossible to focus on the alignment marks formed on the two substrates at the same time has not been established so far.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、２つの基板を対向配置して互いの位置合わせを行うアライメント方法およびそれを用いたパターン形成方法において、基板のそれぞれに形成されたアライメントマークの両方に同時にピントを合わせることができない場合であっても、それらの位置合わせを高精度に行うことのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an alignment method in which two substrates are arranged facing each other and aligned with each other, and a pattern formation method using the alignment method, both alignment marks formed on each of the substrates It is an object of the present invention to provide a technique capable of performing the positioning with high accuracy even when the focus cannot be adjusted simultaneously.
この発明の一の態様は、第１基板と第２基板とを対向配置して互いの位置合わせを行うアライメント方法であって、上記目的を達成するため、第１アライメントマークを表面に形成した前記第１基板と、第２アライメントマークを表面に形成した前記第２基板とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持する保持工程と、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを同一視野内で撮像する撮像工程と、撮像された画像に基づき、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置を検出する位置検出工程と、前記位置検出工程での検出結果に基づき前記第１基板と前記第２基板との相対位置を調整するアライメント工程とを備え、前記第１アライメントマークを、低い空間周波数成分を前記第２アライメントマークよりも多く含むパターン形状とするとともに、前記撮像工程を前記第２基板の前記アライメントマーク形成面にピントを合わせた状態で実行し、前記位置検出工程では、前記画像から前記第１アライメントマークの重心位置を検出することを特徴としている。 One aspect of the present invention is an alignment method in which a first substrate and a second substrate are arranged to face each other and align with each other. In order to achieve the above object, the first alignment mark is formed on the surface. A holding step of holding the first substrate and the second substrate on which the second alignment mark is formed on the surface in proximity to each other with the alignment mark forming surfaces facing each other; the first alignment mark and the second alignment mark; An imaging process for imaging the alignment mark within the same field of view, a position detection process for detecting the positions of the first alignment mark and the second alignment mark based on the captured image, and a detection result in the position detection process. An alignment step of adjusting a relative position between the first substrate and the second substrate based on the first alignment mark, The pattern shape includes more spatial frequency components than the second alignment mark, and the imaging step is performed in a state where the alignment mark forming surface of the second substrate is in focus. The center of gravity position of the first alignment mark is detected from the image.
ここで、「第１アライメントマークが、低い空間周波数成分を第２アライメントマークよりも多く含むパターン形状を有する」ことの意味は、これらのアライメントマークの空間周波数スペクトルを例えばフーリエ変換により求めたときに、直流成分およびこれに隣接する周波数領域の成分の相対スペクトル強度が、第１アライメントマークのパターンにおいて第２アライメントマークのパターンを上回っている、ということである。例えば、太い線幅の線で構成されるパターンは、より細い線幅の線で構成されるパターンよりも低い空間周波数成分を多く含み、また繰り返しの少ない単調なパターンは繰り返しの多いパターンよりも多く低い空間周波数成分を含む。一般には単純なパターンは低い空間周波数成分が多く、複雑なパターンほど高い空間周波数成分を多く含むこととなる。 Here, the meaning of “the first alignment mark has a pattern shape including more low spatial frequency components than the second alignment mark” means that the spatial frequency spectrum of these alignment marks is obtained by Fourier transform, for example. In other words, the relative spectral intensity of the DC component and the frequency domain component adjacent thereto exceeds the pattern of the second alignment mark in the pattern of the first alignment mark. For example, a pattern composed of lines with a thick line width contains many lower spatial frequency components than a pattern composed of lines with a narrower line width, and a monotone pattern with few repetitions is more than a pattern with many repetitions Contains low spatial frequency components. In general, a simple pattern has many low spatial frequency components, and a complex pattern contains many high spatial frequency components.
このように構成された発明では、第２アライメントマークにピントを合わせた状態で第１アライメントマークおよび第２アライメントマークを撮像する。第２アライメントマークについては、高い画像コントラストで撮像されるためその位置検出は比較的容易である。一方、第１アライメントマークについては、第２アライメントマークとの距離によってはピントが合っておらず位置検出が難しい場合もあり得る。 In the invention thus configured, the first alignment mark and the second alignment mark are imaged in a state where the second alignment mark is in focus. Since the second alignment mark is picked up with high image contrast, its position detection is relatively easy. On the other hand, the first alignment mark may not be in focus depending on the distance from the second alignment mark, and position detection may be difficult.
そこで、この発明では、第１アライメントマークのパターン形状を第２アライメントマークよりも多くの低い空間周波数成分を含むものとしておき、撮像された画像から第１アライメントマークの重心位置を検出するようにしている。ピントが合っていない画像では第１アライメントマークの空間周波数成分のうち高い周波数成分が失われてその輪郭がぼやける傾向がある一方、低い周波数成分の損失は少ない。予め第１アライメントマークを低周波数成分が多く含まれるパターン形状としておくことで、損失はさらに小さく抑えられる。これにより、輪郭のぼやけた画像であってもその重心位置を検出するのに十分な情報を得ることが可能である。 Therefore, in the present invention, the pattern shape of the first alignment mark is assumed to include many lower spatial frequency components than the second alignment mark, and the barycentric position of the first alignment mark is detected from the captured image. Yes. In an out-of-focus image, the high frequency component of the spatial frequency component of the first alignment mark tends to be lost and the outline tends to blur, while the loss of the low frequency component is small. By making the first alignment mark a pattern shape containing a large amount of low frequency components in advance, the loss can be further reduced. This makes it possible to obtain sufficient information to detect the position of the center of gravity even for an image with a blurred outline.
このように、この発明では、撮像した画像内における第１および第２アライメントマークそれぞれの位置を高い精度で検出することが可能であり、この画像に基づき行う第１基板と第２基板との位置合わせを高精度に行うことができる。なお、この技術は、画像において第１アライメントマークにピントが合っているか否かに関わらず適用可能であり、いずれの場合でも同じ精度で位置合わせを行うことが可能である。 As described above, according to the present invention, the positions of the first and second alignment marks in the captured image can be detected with high accuracy, and the positions of the first substrate and the second substrate performed based on the image are determined. The alignment can be performed with high accuracy. This technique can be applied regardless of whether or not the first alignment mark is in focus in the image, and in any case, alignment can be performed with the same accuracy.
この発明において、例えば、第２基板が透明であり、撮像工程では、第２基板のアライメントマーク形成面とは反対側から、第２基板を介して第１アライメントマークおよび第２アライメントマークを撮像するようにしてもよい。このようにすると、アライメントマーク形成面に垂直な方向からの撮像が可能となり、該方向に離間して配置される第１アライメントマークと第２アライメントマークとの画像内での位置ずれを小さくすることができ、より高精度な位置合わせが可能である。 In the present invention, for example, the second substrate is transparent, and in the imaging step, the first alignment mark and the second alignment mark are imaged via the second substrate from the side opposite to the alignment mark forming surface of the second substrate. You may do it. In this way, it is possible to take an image from a direction perpendicular to the alignment mark forming surface, and to reduce the positional deviation in the image between the first alignment mark and the second alignment mark that are spaced apart in the direction. And more accurate alignment is possible.
また例えば、第１アライメントマークを中実図形を含むパターン形状とする一方、第２アライメントマークを中空図形を含むパターン形状としてもよい。サイズが同程度であれば、一般的に中実図形は低い空間周波数成分を多く含む一方、中空図形はより高い空間周波数成分を多く含んでいる。したがって、中実図形は第１アライメントマークとして、また中空図形は第２アライメントマークとしてそれぞれ好適に適用可能である。 Further, for example, the first alignment mark may be a pattern shape including a solid graphic, while the second alignment mark may be a pattern shape including a hollow graphic. If the sizes are approximately the same, solid graphics generally contain many low spatial frequency components, while hollow graphics contain many higher spatial frequency components. Therefore, the solid figure can be suitably applied as the first alignment mark, and the hollow figure can be suitably applied as the second alignment mark.
より具体的には、例えば、中実図形は重心に対して点対称な図形であってもよい。このような図形は、ピントがずれた状態の画像においても重心位置が移動しないので、本発明に特に好適に使用可能なものである。例えば、中実図形を矩形とすることができる。 More specifically, for example, the solid figure may be a point-symmetric figure with respect to the center of gravity. Such a figure can be used particularly preferably in the present invention because the position of the center of gravity does not move even in an image that is out of focus. For example, a solid figure can be a rectangle.
また、中空図形としては、重心に対して点対称であって円環でない図形を用いることができる。点対称な図形を用いることで、ピントのずれに対する重心位置の移動を少なくすることができる点は前記した通りである。ただし、中空図形の場合、例えば図形の周縁部が一部欠落したような場合の重心位置のずれが大きい。このような原因による誤検出を低減させるためには、図形がその一部からでも重心位置を復元抽出できるような特徴的な部位を有するものであることが望ましい。したがって、本発明の第２アライメントマークとしての中空図形は、任意の回転角度について対称であり上記のような特徴的部位を有さない円環形状でないことが好ましい。例えば外周および内周の形状が矩形の環状図形を用いた場合、一部に欠損があっても１対の対辺または対角線上にある１対の頂点、もしくは隣接する２辺などから重心位置を導出することが可能である。 Further, as the hollow figure, a figure that is point-symmetric with respect to the center of gravity and is not a ring can be used. As described above, it is possible to reduce the movement of the center of gravity position with respect to the focus shift by using a point-symmetric figure. However, in the case of a hollow figure, for example, when the peripheral part of the figure is partially missing, the shift in the center of gravity position is large. In order to reduce false detection due to such a cause, it is desirable that the figure has a characteristic part that can restore and extract the center of gravity position even from a part thereof. Therefore, it is preferable that the hollow figure as the second alignment mark of the present invention is not an annular shape that is symmetric with respect to an arbitrary rotation angle and does not have the above-described characteristic part. For example, when a circular figure with a rectangular shape on the outer and inner circumferences is used, the position of the center of gravity is derived from a pair of opposite sides, a pair of vertices on a diagonal line, or two adjacent sides, even if there is a missing part. Is possible.
また例えば、保持工程では、画像において第１アライメントマークと第２アライメントマークとが重ならないように第１基板および第２基板を配置するようにしてもよい。両アライメントマークが少なくとも一部において重なっていると、相互の干渉によりそれぞれの位置検出に誤差を生じることがある。これらが重ならないように第１および第２基板を配置することで、そのような問題を未然に回避することができる。 Further, for example, in the holding step, the first substrate and the second substrate may be arranged so that the first alignment mark and the second alignment mark do not overlap in the image. If the alignment marks overlap at least partially, an error may occur in the position detection due to mutual interference. By arranging the first and second substrates so that they do not overlap, such a problem can be avoided in advance.
また例えば、第１アライメントマークおよび第２アライメントマークのそれぞれを、互いに位置を異ならせて複数形成するようにしてもよい。複数箇所に設けたアライメントマークの画像に基づいて位置合わせを行うことで、その精度をより向上させることができる。特にピントの合わない状態で撮像される可能性のある第１アライメントマークについては傾きの検出が難しい場合があり、単一の画像からは基板の回転角度を求めにくい。複数箇所で検出を行うことにより、基板同士の回転角度の違いについても補正しこれらを精度よく位置合わせすることが可能である。 Further, for example, a plurality of first alignment marks and second alignment marks may be formed at different positions. By performing alignment based on images of alignment marks provided at a plurality of locations, the accuracy can be further improved. In particular, it may be difficult to detect the tilt of the first alignment mark that may be imaged in an out-of-focus state, and it is difficult to determine the rotation angle of the substrate from a single image. By performing detection at a plurality of locations, it is possible to correct differences in the rotation angles between the substrates and align them with high accuracy.
また、この発明の他の態様は、前記第２基板に、前記第１基板に転写すべきパターンおよび前記第２アライメントマークを形成するパターン形成工程と、上記したいずれかのアライメント方法により、前記第１基板と前記パターンが形成された前記第２基板との位置合わせを行う工程と、位置合わせされた前記第１基板と前記第２基板とを密着させて前記パターンを前記第１基板に転写する転写工程とを備えることを特徴とするパターン形成方法である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a pattern forming step for forming a pattern to be transferred to the first substrate and the second alignment mark on the second substrate, and any one of the alignment methods described above. A step of aligning the first substrate with the second substrate on which the pattern is formed, and bringing the aligned first substrate and the second substrate into close contact to transfer the pattern to the first substrate; And a transfer step.
このように構成された発明は、パターンを第２基板から第１基板に転写することで第１基板表面に所定のパターンを形成するものであり、この場合に上記したアライメント方法を適用することで、第１基板上の所定位置に精度よくパターンを形成することが可能となっている。 The invention thus configured forms a predetermined pattern on the surface of the first substrate by transferring the pattern from the second substrate to the first substrate. In this case, the alignment method described above is applied. The pattern can be accurately formed at a predetermined position on the first substrate.
この発明において、例えば、パターン形成工程ではパターンと同じ材料により第２アライメントマークを形成し、転写工程では第２アライメントマークを第１基板に転写するようにしてもよい。パターンと同じ材料で第２アライメントマークを形成することで、第２基板上においてパターンと第２アライメントマークとの位置ずれがなくなり、第１基板の第１アライメントマークと第２基板の第２アライメントマークとを利用した位置合わせによって、結果的に第１基板に対するパターン転写位置を高精度に合わせることが可能となる。 In the present invention, for example, the second alignment mark may be formed from the same material as the pattern in the pattern forming step, and the second alignment mark may be transferred to the first substrate in the transfer step. By forming the second alignment mark with the same material as the pattern, there is no positional deviation between the pattern and the second alignment mark on the second substrate, and the first alignment mark on the first substrate and the second alignment mark on the second substrate are eliminated. As a result, the pattern transfer position with respect to the first substrate can be aligned with high accuracy.
この場合において、第１基板に第２アライメントマークの転写位置を示す基準マークを予め設けておくようにしてもよい。パターン転写後の第１基板においては第２アライメントマークがパターンとともに転写されており、第１基板側に基準マークを設けておけば、パターンが正規位置に正しく転写されたか否かを容易に判別することができる。 In this case, a reference mark indicating the transfer position of the second alignment mark may be provided in advance on the first substrate. On the first substrate after the pattern transfer, the second alignment mark is transferred together with the pattern. If a reference mark is provided on the first substrate side, it is easily determined whether or not the pattern is correctly transferred to the normal position. be able to.
さらに、一の第１基板に対して複数回パターンの転写を行う場合には、例えば、該複数回のパターン転写のそれぞれに対応する基準マークを個別に設けるようにしてもよい。このようにしておくと、各回のパターン転写が正しい位置に行われたか否かを個別に判別することが可能となる。 Further, when a plurality of times of pattern transfer are performed on one first substrate, for example, a reference mark corresponding to each of the plurality of times of pattern transfer may be provided individually. In this way, it is possible to individually determine whether each pattern transfer has been performed at the correct position.
この発明によれば、第１アライメントマークについては予め低い空間周波数成分をより多く含むものとした上で、第２アライメントマークにピントを合わせて撮像を行い、これらを撮像した画像から基板の位置合わせを行う。そのため、画像内における第１および第２アライメントマークそれぞれの位置を高い精度で検出することが可能であり、この画像に基づき行う第１基板と第２基板との位置合わせを高精度に行うことができる。 According to the present invention, the first alignment mark is preliminarily made to contain more low spatial frequency components, and then the second alignment mark is focused and imaged, and the substrate is aligned from the captured image. I do. Therefore, it is possible to detect the positions of the first and second alignment marks in the image with high accuracy, and to perform alignment between the first substrate and the second substrate based on this image with high accuracy. it can.
ここでは、まず本発明にかかる転写装置の一実施形態としての印刷装置の全体構成を説明した後、装置各部の構成および動作を詳しく説明する。この実施形態は基板表面に所定のパターンを転写により形成するパターン形成装置であるが、以下に説明するように、版ＰＰを用いてブランケットＢＬ上に所定パターンのパターニングを行い、これを基板ＳＢに転写するという印刷技術と同様のプロセスを採用していることから、本明細書ではこの装置を「印刷装置」と称している。 Here, after first describing the overall configuration of a printing apparatus as an embodiment of the transfer apparatus according to the present invention, the configuration and operation of each part of the apparatus will be described in detail. This embodiment is a pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern on a substrate surface by transfer. As will be described below, a predetermined pattern is patterned on a blanket BL using a plate PP, and this is applied to a substrate SB. Since a process similar to the printing technique of transferring is employed, this apparatus is referred to as a “printing apparatus” in this specification.
Ａ．装置の全体構成
図１は、本発明にかかる印刷装置の一実施形態を示す斜視図であり、装置内部の構成を明示するために、装置カバーを外した状態の装置構成を図示している。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この印刷装置１００は、装置の左側面側より装置内部に搬入される版の下面に対して、装置の正面側より装置内部に搬入されるブランケットの上面を密着させた後で剥離することで、版の下面に形成されたパターンによりブランケット上の塗布層をパターニングしてパターン層を形成する（パターニング処理）。また、印刷装置１００は、装置の右側面側より装置内部に搬入される基板の下面に対して、パターニング処理されたブランケットの上面を密着させた後で剥離することで、そのブランケットに形成されたパターン層を基板の下面に転写する（転写処理）。なお、図１および後で説明する各図では、装置各部の配置関係を明確にするために、版および基板の搬送方向を「Ｘ方向」とし、図１の右手側から左手側に向かう水平方向を「＋Ｘ方向」と称し、逆方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向と直交する水平方向のうち、装置の正面側を「＋Ｙ方向」と称するとともに、装置の背面側を「−Ｙ方向」と称する。さらに、鉛直方向における上方向および下方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「−Ｚ方向」と称する。
A. Overall Configuration of Apparatus FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a printing apparatus according to the present invention, and illustrates the apparatus configuration with the apparatus cover removed in order to clearly show the internal configuration of the apparatus. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus of FIG. This
この印刷装置１００では、バネ方式の除振台１１の上に本体ベース１２が載置され、さらに本体ベース１２上に石定盤１３が取り付けられている。また、この石定盤１３の上面中央に２本のアーチ状フレーム１４Ｌ、１４Ｒが互いにＸ方向に離間しながら立設されている。これらのアーチ状フレーム１４Ｌ、１４Ｒの（−Ｙ）側上端部には、２本の水平プレート１５が連結されて第１フレーム構造体が構成されている。また、この第１フレーム構造体により覆われるように、第２フレーム構造体が石定盤１３の上面に設けられている。より詳しくは、図１に示すように、各アーチ状フレーム１４Ｌ、１４Ｒの直下位置でフレーム１４Ｌ、１４Ｒよりも小型のアーチ状フレーム１６Ｌ、１６Ｒが石定盤１３に立設されている。また、Ｘ方向に延設される複数の水平プレート１７が各フレーム１６Ｌ、１６Ｒで柱部位同士を接続し、またＹ方向に延設される複数の水平プレート１７がフレーム１６Ｌ、１６Ｒ同士を接続している。
In this
このように構成されたフレーム構造体の間では、フレーム１４Ｌ、１６Ｌの梁部位の間、ならびにフレーム１４Ｒ、１６Ｒの梁部位の間に搬送空間が形成されており、当該搬送空間を介して版及び基板を水平姿勢に保持した状態で搬送可能となっている。本実施形態では、第２フレーム構造体の後側、つまり（−Ｙ）側に搬送部２が設けられて版および基板をＸ方向に搬送可能となっている。
Between the frame structures configured as described above, a conveyance space is formed between the beam portions of the
また、第１フレーム構造体を構成する水平プレート１５に対して上ステージ部３が固定されて搬送部２により搬送される版および基板の上面を吸着保持可能となっている。つまり、搬送部２の版用シャトルによって版が図１の左手側から搬送空間を介して上ステージ部３の直下位置に搬送された後、上ステージ部３の吸着プレートが下降して版を吸着保持する。逆に、版用シャトルが上ステージ部３の直下位置に位置した状態で版を吸着した吸着プレートが吸着を解除すると、版が搬送部２に移載される。こうして、搬送部２と上ステージ部３との間で、版の受渡しが行われる。
Further, the
また、基板についても版と同様にして上ステージ部３に保持される。すなわち、搬送部２の基板用シャトルによって基板が図１の右手側から搬送空間を介して上ステージ部３の直下位置に搬送された後、上ステージ部３の吸着プレートが下降して基板を吸着保持する。逆に、基板用シャトルが上ステージ部３の直下位置に位置した状態で基板を吸着した上ステージ部３の吸着プレートが吸着を解除すると、基板が搬送部２に移載される。こうして、搬送部２と上ステージ部３との間で、基板の受渡しが行われる。
The substrate is also held on the
上ステージ部３の鉛直方向の下方（以下「鉛直下方」あるいは「（−Ｚ）方向」という）では、石定盤１３の上面にアライメント部４が配置されている。そして、アライメント部４のアライメントステージ上に下ステージ部５が載置されて下ステージ部５の上面が上ステージ部３の吸着プレートと対向している。この下ステージ部５の上面はブランケットを吸着保持可能となっており、制御部６がアライメントステージを制御することで下ステージ部５上のブランケットを高精度に位置決め可能となっている。
Below the
このように、本実施形態では、上ステージ部３と下ステージ部５とが鉛直方向Ｚにおいて互いに対向配置されている。そして、それらの間に、下ステージ部５上に載置されるブランケットを上方より押さえる押さえ部７と、版、基板およびブランケットのプリアライメントを行うプリアライメント部８とがそれぞれ配置され、第２フレーム構造体に固定されている。
Thus, in the present embodiment, the
プリアライメント部８では、プリアライメント上部およびプリアライメント下部が鉛直方向Ｚに２段で積層配置されている。このプリアライメント上部は上ステージ部３の吸着プレートの直下位置に位置決めされた版用シャトルに保持される版にアクセスして版用シャトル上で版の位置合せを行う（版のプリアライメント処理）。また、吸着プレートの直下位置に位置決めされた基板用シャトルに保持される基板ＳＢにアクセスして基板用シャトル上で基板の位置合せを行う（基板のプリアライメント処理）。さらに、プリアライメント下部は下ステージ部５の吸着プレート上に載置されたブランケットにアクセスして当該吸着プレート上でブランケットの位置合せを行う（ブランケットのプリアライメント処理）。
In the
ブランケット上のパターン層を基板に精密に転写するためには、基板のプリアライメント処理以外に、精密なアライメント処理が必要となる。このため、本実施形態では、アライメント部４は４台のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラＣＭａ〜ＣＭｄを有しており、各ＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄにより上ステージ部３に保持される基板と、下ステージ部５に保持されるブランケットとの各々に形成されるアライメントマークを読み取り可能となっている。そして、ＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄによる読取画像に基づいて制御部６がアライメントステージを制御することで、上ステージ部３で保持される基板に対し、下ステージ部５で吸着されるブランケットを精密に位置合せすることが可能となっている。
In order to precisely transfer the pattern layer on the blanket to the substrate, a precise alignment process is required in addition to the pre-alignment process of the substrate. For this reason, in the present embodiment, the
また、ブランケット上のパターン層を基板に転写した後、ブランケットを基板から剥離するが、その剥離段階で静電気が発生する。また、版によりブランケット上の塗布層をパターニングした後、ブランケットを版から剥離した際にも、静電気が発生する。そこで、本実施形態では、静電気を除電するために、除電部９が設けられている。この除電部９は、第１フレーム構造体の左側、つまり（＋Ｘ）側より上ステージ部３と下ステージ部５で挟まれた空間に向けてイオンを照射するイオナイザ９１を有している。
Further, after transferring the pattern layer on the blanket to the substrate, the blanket is peeled off from the substrate, and static electricity is generated in the peeling step. Static electricity is also generated when the blanket is peeled off the plate after the coating layer on the blanket is patterned by the plate. Therefore, in the present embodiment, a static elimination unit 9 is provided to neutralize static electricity. The static eliminating unit 9 includes an
なお、図１への図示を省略しているが、装置カバーのうち（＋Ｘ）側カバーには版を搬入出するための開口が設けられるとともに、版用開口を開閉する版用シャッター（後の図１３中の符号１８）が設けられている。そして、制御部６のバルブ制御部６４が版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１に接続されるバルブの開閉を切り替えることで、版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１を作動させて版用シャッターを開閉駆動する。なお、この実施形態では、シリンダＣＬ１１を駆動するための駆動源として加圧エアーを用いており、その正圧供給源として工場の用力を用いているが、装置１００がエアー供給部を装備し、当該エアー供給部によりシリンダＣＬ１１を駆動するように構成してもよい。この点については、後で説明するシリンダについても同様である。
Although not shown in FIG. 1, the (+ X) side cover of the apparatus cover is provided with an opening for loading and unloading the plate, and a plate shutter for opening and closing the plate opening (later Reference numeral 18) in FIG. 13 is provided. The
また、本実施形態では、（−Ｘ）側カバーおよび（＋Ｙ）側カバーにも、それぞれ基板およびブランケットを搬入出するための開口が設けられるとともに、基板用開口に対して基板用シャッター（後の図１３中の符号１９）およびブランケット用開口に対してブランケット用シャッター（図示省略）がそれぞれ設けられている。そして、バルブ制御部６４によるバルブ開閉により基板用シャッター駆動シリンダＣＬ１２およびブランケット用シャッター駆動シリンダＣＬ１３がそれぞれ開閉駆動される。
In the present embodiment, the (−X) side cover and the (+ Y) side cover are also provided with openings for loading and unloading the substrate and the blanket, respectively, and the substrate shutter (rear) Blanket shutters (not shown) are provided for the reference numeral 19) and the blanket opening in FIG. The substrate shutter drive cylinder CL12 and the blanket shutter drive cylinder CL13 are each opened and closed by opening and closing the valve by the
このように、本実施形態では、３つのシャッターと３つのシャッター駆動シリンダＣＬ１１〜ＣＬ１３によりシャッター部１０が構成されており、版、基板およびブランケットをそれぞれ独立して印刷装置１００に対して搬入出可能となっている。なお、本実施形態では、図１への図示を省略しているが、版の搬入出のために版用搬入出ユニットが装置１００の左手側に並設されるとともに、基板の搬入出のために基板用搬入出ユニットが装置１００の右手側に並設されているが、版を搬送するための搬送ロボット（図示省略）が直接的に搬送部２の版用シャトルにアクセスして版の搬入出を行うように構成してもよく、この場合、版用搬入出ユニットの設置は不要となる。この点に関しては、基板側でも同様である。つまり、基板を搬送するための搬送ロボット（図示省略）が直接的に搬送部２の基板用シャトルにアクセスして基板の搬入出を行うように構成することで、基板用搬入出ユニットの設置は不要となる。
As described above, in this embodiment, the
一方、本実施形態では、ブランケットの搬入出については、ブランケットを搬送するための搬送ロボットを用いて行っている。すなわち、当該搬送ロボットが下ステージ部５に対してアクセスして処理前のブランケットを直接的に搬入し、また使用後のブランケットを受け取り搬出する。もちろん、版や基板と同様に、専用の搬入出ユニットを装置正面側に配置してもよいことは言うまでもない。
On the other hand, in this embodiment, carrying in / out of the blanket is performed using a transfer robot for transferring the blanket. That is, the transfer robot accesses the
Ｂ．装置各部の構成
Ｂ−１．搬送部２
図３は図１の印刷装置に装備される搬送部を示す斜視図である。この搬送部２は、鉛直方向Ｚに延設された２本のブラケット２１Ｌ、２１Ｒを有している。図１に示すように、ブラケット２１Ｌは左側フレーム１４Ｌの後側柱部位の左隣で石定盤１３の上面より立設され、ブラケット２１Ｒは右側フレーム１４Ｒの後側柱部位の右隣で石定盤１３の上面より立設されている。そして、図３に示すように、これら２本のブラケット２１Ｌ、２１Ｒの上端部を互いに連結するようにボールねじ機構２２が左右方向、つまりＸ方向に延設されている。このボールねじ機構２２においては、ボールねじ（図示省略）がＸ方向に延びており、その一方端には、シャトル水平駆動用のモータＭ２１の回転軸（図示省略）が連結されている。また、ボールねじの中央部に対して２つのボールねじブラケット２３、２３が螺合されるとともに、それらのボールねじブラケット２３、２３の（＋Ｙ）側面に対してＸ方向に延設されたシャトル保持プレート２４が取り付けられている。
B. Configuration of each part of apparatus B-1.
FIG. 3 is a perspective view showing a transport unit equipped in the printing apparatus of FIG. The
このシャトル保持プレート２４の（＋Ｘ）側端部に版用シャトル２５Ｌが鉛直方向Ｚに昇降可能に設けられる一方、（−Ｘ）側端部に基板用シャトル２５Ｒが鉛直方向Ｚに昇降可能に設けられている。これらのシャトル２５Ｌ、２５Ｒは、ハンドの回転機構を除き、同一構成を有しているため、ここでは、版用シャトル２５Ｌの構成を説明し、基板用シャトル２５Ｒについては同一符号または相当符号を付して構成説明を省略する。
A
シャトル２５Ｌは、Ｘ方向に版ＰＰの幅サイズ（Ｘ方向サイズ）と同程度、あるいは若干長く延びる昇降プレート２５１と、昇降プレート２５１の（＋Ｘ）側端部および（−Ｘ）側端部からそれぞれ前側、つまり（＋Ｙ）側に延設された２つの版用ハンド２５２、２５２とを有している。昇降プレート２５１はボールねじ機構２５３を介してシャトル保持プレート２４の（＋Ｘ）側端部に昇降可能に取り付けられている。すなわち、シャトル保持プレート２４の（＋Ｘ）側端部に対し、ボールねじ機構２５３が鉛直方向Ｚに延設されている。このボールねじ機構２５３の下端には、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌに回転軸（図示省略）が連結されている。また、ボールねじ機構２５３に対してボールねじブラケット（図示省略）が螺合されるとともに、そのボールねじブラケットの（＋Ｙ）側面に対して昇降プレート２５１が取り付けられている。このため、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが作動することで、昇降プレート２５１が鉛直方向Ｚに昇降駆動される。
The
各ハンド２５２、２５２の前後サイズ（Ｙ方向サイズ）は版ＰＰの長さサイズ（Ｙ方向サイズ）よりも長く、各ハンド２５２、２５２の先端側（＋Ｙ側）で版ＰＰを保持可能となっている。
The front and rear size (Y direction size) of each
また、こうして版用ハンド２５２、２５２で版ＰＰが保持されたことを検知するために、昇降プレート２５１の中央部から（＋Ｙ）側にセンサブラケット２５４が延設されるとともに、センサブラケット２５４の先端部に版検知用のセンサＳＮ２１が取り付けられている。このため、両ハンド２５２上に版ＰＰが載置されると、センサＳＮ２１が版ＰＰの後端部、つまり（−Ｙ）側端部を検知し、検知信号を制御部６に出力する。
Further, in order to detect that the plate PP is held by the plate hands 252 and 252 in this way, a
さらに、各版用ハンド２５２、２５２はベアリング（図示省略）を介して昇降プレート２５１に取り付けられ、前後方向（Ｙ方向）に延びる回転軸ＹＡ２を回転中心として回転自在となっている。また、昇降プレート２５１のＸ方向両端には、回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２が取り付けられている。これらの回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２は加圧エアーを駆動源として動作するものであり、加圧エアーの供給経路に介挿されたバルブ（図示省略）の開閉により１８０゜単位で回転可能となっている。このため、制御部６のバルブ制御部６４による上記バルブの開閉を制御することで、版用ハンド２５２、２５２の一方主面が上方に向いてパターニング前の版ＰＰを扱うのに適したハンド姿勢（以下「未使用姿勢」という）と、他方主面が上方を向いてパターニング後の版ＰＰを扱うのに適したハンド姿勢（以下「使用済姿勢」という）との間で、ハンド姿勢を切替え可能となっている。このようにハンド姿勢の切替え機構を有している点が、版用シャトル２５Ｌが基板用シャトル２５Ｒと唯一相違する点である。
Furthermore, the plate hands 252 and 252 are attached to the elevating
次に、シャトル保持プレート２４に対する版用シャトル２５Ｌおよび基板用シャトル２５Ｒの取り付け位置について説明する。この実施形態では、図３に示すように、版用シャトル２５Ｌおよび基板用シャトル２５Ｒは、版ＰＰや基板ＳＢの幅サイズ（なお実施形態では、版ＰＰと基板ＳＢの幅サイズは同一である）よりも長い間隔だけＸ方向に離間してシャトル保持プレート２４に取り付けられている。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向に回転させると、両シャトル２５Ｌ、２５Ｒは上記離間距離を保ったままＸ方向に移動する。例えば図３では、符号ＸＰ２３が上ステージ部３の直下位置を示しており、シャトル２５Ｌ、２５Ｒは、位置ＸＰ２３からそれぞれ（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向に等距離（この距離を「ステップ移動単位」という）だけ離れた位置ＸＰ２２、ＸＰ２４に位置している。なお、本実施形態では、図３に示す状態を「中間位置状態」と称する。
Next, attachment positions of the
また、この中間位置状態からシャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向に回転させてシャトル保持プレート２４をステップ移動単位だけ（＋Ｘ）方向に移動させると、基板用シャトル２５Ｒが（＋Ｘ）方向に移動して上ステージ部３の直下位置ＸＰ２３まで移動して位置決めされる。このとき、版用シャトル２５Ｌも一体的に（＋Ｘ）方向に移動して版用搬入出ユニットに近接した位置ＸＰ２１に位置決めされる。
Further, when the rotary shaft of the shuttle horizontal drive motor M21 is rotated in a predetermined direction from this intermediate position state and the
逆に、シャトル水平駆動モータＭ２１の回転軸を所定方向と逆の方向に回転させてシャトル保持プレート２４をステップ移動単位だけ（−Ｘ）方向に移動させると、版用シャトル２５Ｌが中間位置状態から（−Ｘ）方向に移動して上ステージ部３の直下位置ＸＰ２３まで移動して位置決めされる。このとき、基板用シャトル２５Ｒも一体的に（−Ｘ）方向に移動して基板用搬入出ユニットに近接した位置ＸＰ２５に位置決めされる。このように、本明細書では、Ｘ方向におけるシャトル位置として５つの位置ＸＰ２１〜ＸＰ２５が規定されている。つまり、版受渡し位置ＸＰ２１は、版用シャトル２５Ｌが位置決めされる３つの位置ＸＰ２１〜ＸＰ２３のうち最も版用搬入出ユニットに近接位置であり、版用搬入出ユニットとの間で版ＰＰの搬入出が行われるＸ方向位置を意味している。この基板受渡し位置ＸＰ２５は、基板用シャトル２５Ｒが位置決めされる３つの位置ＸＰ２３〜ＸＰ２５のうち最も基板用搬入出ユニットに近接位置であり、基板用搬入出ユニットとの間で基板ＳＢの搬入出が行われるＸ方向位置を意味している。また、位置ＸＰ２３は上ステージ部３の吸着プレート３７が鉛直方向Ｚに移動して版ＰＰや基板ＳＢを吸着保持するＸ方向位置を意味しており、版用シャトル２５ＬがＸ方向位置ＸＰ２３に位置している際には、当該位置ＸＰ２３を「版吸着位置ＸＰ２３」と称する一方、基板用シャトル２５ＲがＸ方向位置ＸＰ２３に位置している際には、当該位置ＸＰ２３を「基板吸着位置ＸＰ２３」と称する。また、このようにシャトル２５Ｌ、２５Ｒにより版ＰＰや基板ＳＢを搬送する鉛直方向Ｚでの位置、つまり高さ位置を「搬送位置」と称する。
On the contrary, when the rotary shaft of the shuttle horizontal drive motor M21 is rotated in the direction opposite to the predetermined direction and the
また、本実施形態では、パターニング時での版ＰＰとブランケットとのギャップ量、ならびに転写時での基板ＳＢとブランケットとのギャップ量を正確に制御するため、版ＰＰおよび基板ＳＢの厚みを計測する必要がある。そこで、版厚み計測センサＳＮ２２および基板厚み計測センサＳＮ２３が設けられている。 In the present embodiment, the thickness of the plate PP and the substrate SB is measured in order to accurately control the gap amount between the plate PP and the blanket during patterning and the gap amount between the substrate SB and the blanket during transfer. There is a need. Therefore, a plate thickness measurement sensor SN22 and a substrate thickness measurement sensor SN23 are provided.
より具体的には、図３に示すように、前側、（＋Ｙ）側に延設されたセンサブラケット２６Ｌが左側ブラケット２１Ｌに取り付けられてセンサブラケット２６Ｌの先端部が位置ＸＰ２１に位置決めされる版ＰＰの上方まで延びている。そして、センサブラケット２６Ｌの先端部に対し、版厚み計測センサＳＮ２２が取り付けられている。このセンサＳＮ２２は投光部と受光部とを有しており、版ＰＰの上面で反射された光に基づいてセンサＳＮ２２から版ＰＰの上面までの距離を計測するとともに、版ＰＰの下面で反射された光に基づいてセンサＳＮ２２から版ＰＰの下面までの距離を計測し、それらの距離に関する情報を制御部６に出力している。したがって、制御部６では、これらの距離情報から版ＰＰの厚みを正確に求めることが可能となっている。
More specifically, as shown in FIG. 3, a plate PP in which a
また、基板側についても版側と同様にして、基板厚み計測センサＳＮ２３が設けられている。すなわち、センサブラケット２６Ｒが右側ブラケット２１Ｒに取り付けられてセンサブラケット２６Ｒの先端部が位置ＸＰ２５に位置決めされる基板ＳＢの上方まで延びている。そして、センサブラケット２６Ｒの先端部に対し、基板厚み計測センサＳＮ２３が取り付けられ、基板ＳＢの厚みが計測される。
Further, the substrate thickness measurement sensor SN23 is provided on the substrate side as in the plate side. That is, the
Ｂ−２．上ステージ部３
図４は図１の印刷装置に装備される上ステージ部を示す斜視図である。この上ステージ部３は位置ＸＰ２３（図３参照）に位置決めされる版ＰＰや基板ＳＢの上方に配置されており、支持フレーム３１が水平プレート１５と連結されることによって第１フレーム構造体に支持されている。この支持フレーム３１は、図４に示すように、鉛直方向Ｚに延設されたフレーム側面を有しており、鉛直方向Ｚに延設されたボールねじ機構３２を当該フレーム側面で支持している。また、ボールねじ機構３２の上端部には、第１ステージ昇降モータＭ３１の回転軸（図示省略）が連結されるとともに、ボールねじ機構３２に対してボールねじブラケット３２１が螺合している。
B-2.
FIG. 4 is a perspective view showing an upper stage unit equipped in the printing apparatus of FIG. The
このボールねじブラケット３２１には、別の支持フレーム３３が固定されており、ボールねじブラケット３２１と一体的に鉛直方向Ｚに昇降可能となっている。さらに、当該支持フレーム３３のフレーム面で、別のボールねじ機構３４が支持されている。このボールねじ機構３４には、上記ボールねじ機構３２のボールねじよりも狭ピッチのボールねじが設けられ、その上端部には、第２ステージ昇降モータＭ３２の回転軸（図示省略）が連結されるとともに、中央部にはボールねじブラケット３４１が螺合している。
Another
このボールねじブラケット３４１には、ステージホルダ３５が取り付けられている。ステージホルダ３５は、鉛直方向Ｚに延設された３枚の鉛直プレート３５１〜３５３で構成されている。そのうちの鉛直プレート３５１はボールねじブラケット３４１に固着され、残りの鉛直プレート３５２、３５３はそれぞれ鉛直プレート３５１の左右側に固着されている。そして、鉛直プレート３５１〜３５３の鉛直下方端に対して水平支持プレート３６が取り付けられ、さらに当該水平支持プレート３６の下面に、例えばアルミニウム合金などの金属製の吸着プレート３７が取り付けられている。
A
したがって、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じてステージ昇降モータＭ３１、Ｍ３２が作動することで、吸着プレート３７が鉛直方向Ｚに昇降移動させられる。また、本実施形態では、異なるピッチを有するボールねじ機構３２、３４を組み合わせ、第１ステージ昇降モータＭ３１を作動させることで比較的広いピッチで吸着プレート３７を昇降させる、つまり吸着プレート３７を高速移動させることができるとともに、第２ステージ昇降モータＭ３２を作動させることで比較的狭いピッチで吸着プレート３７を昇降させる、つまり吸着プレート３７を精密に位置決めすることができる。
Therefore, the
この吸着プレート３７の下面、つまり版ＰＰや基板ＳＢを吸着保持する吸着面に複数本の吸着溝３７１が設けられている。また、吸着プレート３７の外周縁に設けた複数の切欠部３７３および吸着プレート３７の中央部には、複数の吸着パッド３８が配置されている。なお、吸着パッド３８は、先端面が吸着プレート３７の下面と面一になった状態で吸着パッド３８を支持するノズル本体が水平支持プレート３６やノズル支持プレート３９等の支持部材で支持されている。また、吸着パッド３８のうち吸着プレート３７の中央部に配置されるもの（図示省略）は、吸着強度を向上させるための補助的なものであり、このような補助的な吸着パッドを設けないことも可能である。
A plurality of
このように、本実施形態では、版ＰＰや基板ＳＢを吸着保持するための吸着手段として、吸着溝３７１および吸着パッド３８が設けられるとともに、それぞれに対して負圧を独立して供給するための負圧供給経路を介して負圧供給源に接続されている。そして、制御部６のバルブ制御部６４からの開閉指令に応じて吸着溝用の負圧供給経路に介挿されるバルブＶ３１（図２）を開閉制御することで吸着溝３７１による版ＰＰや基板ＳＢの吸着が可能となる。また、バルブ制御部６４からの開閉指令に応じて吸着パッド用の負圧供給経路に介挿されるバルブＶ３２（図２）を開閉制御することで吸着パッド３８による版ＰＰや基板ＳＢの吸着が可能となる。なお、本実施形態では、上記した吸着手段および後述するようにブランケットを吸着保持する吸着手段は、負圧供給源として工場の用力を用いているが、装置１００が真空ポンプなどの負圧供給部を装備し、当該負圧供給部から吸着手段に負圧を供給するように構成してもよい。
As described above, in the present embodiment, the
Ｂ−３．アライメント部４
図５は図１の印刷装置に装備されるアライメント部および下ステージ部を示す斜視図である。アライメント部４および下ステージ部５は、図１に示すように、上ステージ部３の鉛直下方側に配置されている。アライメント部４は、カメラ取付ベース４１、４本の柱部材４２、中央部に開口が設けられた額縁状のステージ支持プレート４３、アライメントステージ４４および撮像部４５を有している。このカメラ取付ベース４１は、図１に示すように、石定盤１３の上面中央部に形成された凹部の内底面に固定されている。また、カメラ取付ベース４１の前後端部の各々から２本ずつ柱部材４２が鉛直方向Ｚの上方（以下「鉛直上方」あるいは「（＋Ｚ）方向」という）に立設されており、これらによってカメラ取付ベース４１のハンドリング性を向上させている。
B-3.
FIG. 5 is a perspective view showing an alignment unit and a lower stage unit equipped in the printing apparatus of FIG. As shown in FIG. 1, the
ステージ支持プレート４３は、図１に示すように、石定盤１３の凹部を跨ぐように水平姿勢で配置され、ステージ支持プレート４３の中央開口とカメラ取付ベース４１とが対向した状態で石定盤１３の上面に固定されている。また、このステージ支持プレート４３の上面にアライメントステージ４４が固定されている。
As shown in FIG. 1, the
アライメントステージ４４は、ステージ支持プレート４３上に固定されるステージベース４４１と、ステージベース４４１の鉛直上方に配置されて下ステージ部５を支持するステージトップ４４２とを有している。これらステージベース４４１およびステージトップ４４２はいずれも中央部に開口を有する額縁形状を有している。また、これらステージベース４４１およびステージトップ４４２の間には、鉛直方向Ｚに延びる回転軸を回転中心とする回転方向、Ｘ方向およびＹ方向の３自由度を有する、例えばクロスローラベアリング等の支持機構（図示省略）がステージトップ４４２の各角部近傍に配置されている。
The
これらの支持機構のうち、前左角部に配置される支持機構に対してＹ軸ボールねじ機構４４３ａが設けられるとともに、当該Ｙ軸ボールねじ機構４４３ａにＹ軸駆動モータＭ４１が取り付けられている。また、前右角部に配置される支持機構に対してＸ軸ボールねじ機構４４３ｂが設けられるとともに、当該Ｘ軸ボールねじ機構４４３ｂにＸ軸駆動モータＭ４２が取り付けられている。また、後右角部に配置される支持機構に対してＹ軸ボールねじ機構４４３ｃが設けられるとともに、当該Ｙ軸ボールねじ機構４４３ｃの駆動源としてＹ軸駆動モータＭ４３が取り付けられている。さらに、後左角部に配置される支持機構に対してＸ軸ボールねじ機構（図示省略）が設けられるとともに、当該Ｘ軸ボールねじ機構にＸ軸駆動モータＭ４４（図２）が取り付けられている。このため、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて各駆動モータＭ４１〜Ｍ４４を作動させることで、アライメントステージ４４の中央部に比較的大きな空間を設けながら、ステージトップ４４２を水平面内で移動させるとともに、鉛直軸を回転中心として回転させて下ステージ部５の吸着プレートを位置決め可能となっている。
Among these support mechanisms, a Y-axis
本実施形態において中空空間を有するアライメントステージ４４を用いた理由のひとつは、下ステージ部５の上面に保持されるブランケットおよび上ステージ部３の下面に保持される基板ＳＢに形成されるアライメントマークを撮像部４５により撮像するためである。以下、図５および図６を参照しつつ撮像部４５の構成について説明する。
One of the reasons for using the
図６はアライメント部の撮像部を示す斜視図である。撮像部４５は、ブランケットの４箇所にそれぞれ形成されるアライメントマーク、ならびに基板ＳＢの４箇所にそれぞれ形成されるアライメントマークを撮像するものであり、４つの撮像ユニット４５ａ〜４５ｄを有している。各撮像ユニット４５ａ〜４５ｄの撮像対象領域は、
撮像ユニット４５ａ：ブランケットおよび基板ＳＢの前左角部の近傍領域、
撮像ユニット４５ｂ：ブランケットおよび基板ＳＢの前右角部の近傍領域、
撮像ユニット４５ｃ：ブランケットおよび基板ＳＢの後右角部の近傍領域、
撮像ユニット４５ｄ：ブランケットおよび基板ＳＢの後左角部の近傍領域、
であり、互いに異なっているが、ユニット構成は同一である。したがって、ここでは、撮像ユニット４５ａの構成を説明し、その他の構成については同一または相当符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a perspective view showing an imaging unit of the alignment unit. The
Although they are different from each other, the unit configuration is the same. Therefore, here, the configuration of the
撮像ユニット４５ａでは、ＸＹテーブル４５１が、図６に示すように、カメラ取付ベース４１の前左角部の近傍上面に配置されている。このＸＹテーブル４５１のテーブルベースがカメラ取付ベース４１に固定されており、調整つまみ（図示省略）をマニュアルで操作することでＸＹテーブル４５１のテーブルトップがＸ方向およびＹ方向に精密に位置決めされる。このテーブルトップ上に、精密昇降テーブル４５２が取り付けられている。この精密昇降テーブル４５２には、Ｚ軸駆動モータＭ４５ａ（図２）が設けられており、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じてＺ軸駆動モータＭ４５ａが作動することで精密昇降テーブル４５２のテーブルトップが鉛直方向Ｚに昇降移動する。
In the
この精密昇降テーブル４５２のテーブルトップの上面には、鉛直方向Ｚに延設されたカメラブラケット４５３の下端部が固定される一方、上端部がステージ支持プレート４３の中央開口、アライメントステージ４４の中央開口およびステージベースの長孔開口（これについては後で詳述する）を通過して下ステージ部５の吸着プレート５１の直下近傍まで延設されている。そして、このカメラブラケット４５３の上端部に対し、撮像面を鉛直上方側に向けた状態でＣＣＤカメラＣＭａ、鏡筒４５４および対物レンズ４５５がこの順序で積層配置されている。また、鏡筒４５４の側面には光源４５６が取り付けられており、光源駆動部４６により点灯駆動される。本実施形態では、光源４５６としては赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いているが、ブランケットや基板ＳＢの材質などに応じた光源を用いることができる。また、鏡筒４５４の上方には対物レンズ４５５が取り付けられている。さらに、鏡筒４５４の内部には、ハーフミラー（図示省略）が配置されており、光源４５６から射出された照明光を（＋Ｚ）方向に折り曲げ、対物レンズ４５５および吸着プレート５１の前左角部の近傍領域に設けられた石英窓５２ａを介して下ステージ部５上のブランケットに照射する。また、照明光の一部はさらに当該ブランケットを介して上ステージ部３の吸着プレート３７に吸着保持される基板ＳＢに照射する。なお、本実施形態では、ブランケットは透明部材で構成されているため、上記したように照明光はブランケットを透過して基板ＳＢの下面に到達する。
The lower end of a
また、ブランケットや基板ＳＢから射出される光のうち（−Ｚ）側に進む光は、石英窓５２ａ、対物レンズ４５５および鏡筒４５４を介してＣＣＤカメラＣＭａに入射し、ＣＣＤカメラＣＭａが石英窓５２ａの鉛直上方に位置するアライメントマークを撮像する。このように撮像ユニット４５ａでは、石英窓５２ａを介して照明光を照射するとともに石英窓５２ａを介してブランケットおよび基板ＳＢの前左角部の近傍領域の画像を撮像し、その像に対応する画像信号を制御部６の画像処理部６５に出力する。一方、他の撮像ユニット４５ｂ〜４５ｄは、撮像ユニット４５ａと同様にして、それぞれ石英窓５２ｂ〜５２ｄを介して画像を撮像する。
Of the light emitted from the blanket or the substrate SB, the light traveling to the (−Z) side is incident on the CCD camera CMa via the
Ｂ−４．下ステージ部５
次に、図５に戻って下ステージ部５の構成について詳述する。この下ステージ部５は、吸着プレート５１と、上記した４つの石英窓５２ａ〜５２ｄと、４本の柱部材５３と、ステージベース５４と、リフトピン部５５とを有している。ステージベース５４には、左右方向Ｘに延びる長孔形状の開口が前後方向Ｙに３つ並んで設けられている。そして、これらの長孔開口と、アライメントステージ４４の中央開口とが上方からの平面視でオーバーラップするように、ステージベース５４がアライメントステージ４４上に固定されている。また、前側の長孔開口には、撮像ユニット４５ａ、４５ｂの上方部（ＣＣＤカメラ、鏡筒および対物レンズ）が遊挿されるとともに、後側の長孔開口には、撮像ユニット４５ｃ、４５ｄの上方部（ＣＣＤカメラ、鏡筒および対物レンズ）が遊挿されている。また、ステージベース５４の上面角部から柱部材５３が（＋Ｚ）に立設され、各頂部が吸着プレート５１を支持している。
B-4.
Next, returning to FIG. 5, the configuration of the
この吸着プレート５１は例えばアルミニウム合金などの金属プレートであり、その前左角部、前右角部、後右角部および後左角部の近傍領域には、石英窓５２ａ〜５２ｄがそれぞれ設けられている。また、吸着プレート５１の上面には、石英窓５２ａ〜５２ｄを取り囲むように溝５１１が設けられるとともに、溝５１１により囲まれる内部領域では、石英窓５２ａ〜５２ｄを除き、左右方向Ｘに延びる複数の溝５１２が前後方向Ｙに一定間隔で設けられている。
The
これら溝５１１、５１２の各々に対して正圧供給配管（図示省略）の一方端が接続されるとともに、他方端が加圧用マニホールドに接続されている。さらに、各正圧供給配管の中間部に加圧バルブＶ５１（図２）が介挿されている。この加圧用マニホールドに対しては、工場の用力から供給される加圧エアーをレギュレータで調圧することで得られる一定圧力のエアーが常時供給されている。このため、制御部６のバルブ制御部６４からの動作指令に応じて所望の加圧バルブＶ５１が選択的に開くと、その選択された加圧バルブＶ５１に繋がる溝５１１、５１２に対して調圧された加圧エアーが供給される。
One end of a positive pressure supply pipe (not shown) is connected to each of the
また、溝５１１、５１２の各々に対しては、加圧エアーの選択供給のみならず、選択的な負圧供給も可能となっている。すなわち、溝５１１、５１２の各々に対して負圧供給配管（図示省略）の一方端が接続されるとともに、他方端が負圧用マニホールドに接続されている。さらに、各負圧供給配管の中間部に吸着バルブＶ５２（図２）が介挿されている。この負圧用マニホールドには、負圧供給源がレギュレータを介して接続されており、所定値の負圧が常時供給されている。このため、制御部６のバルブ制御部６４からの動作指令に応じて所望の吸着バルブＶ５２が選択的に開くと、その選択された吸着バルブＶ５２に繋がる溝５１１、５１２に対して調圧された負圧が供給される。
Further, not only selective supply of pressurized air but also selective negative pressure supply is possible for each of the
このように本実施形態では、バルブＶ５１、５２の開閉制御によって吸着プレート５１上にブランケットを部分的あるいは全面的に吸着させたり、吸着プレート５１とブランケットとの間にエアーを部分的に供給してブランケットを部分的に膨らませて上ステージ部３に保持された版ＰＰや基板ＳＢに押し遣ることが可能となっている。
As described above, in this embodiment, the blanket is partially or completely adsorbed on the
図７は下ステージ部に装備されるリフトピン部を示す図であり、同図（ａ）はリフトピン部の平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。リフトピン部５５では、リフトプレート５５１が吸着プレート５１とステージベース５４との間で昇降自在に設けられている。このリフトプレート５５１には、４箇所の切欠部５５１ａ〜５５１ｄが形成されて撮像ユニット４５ａ〜４５ｄとの干渉が防止されている。つまり、撮像ユニット４５ａ〜４５ｄがそれぞれ切欠部５５１ａ〜５５１ｄに入り込む状態で、リフトプレート５５１は鉛直方向Ｚに昇降可能となっている。また、このように４箇所の切欠部５５１ａ〜５５１ｄを設けることでリフトプレート５５１には６本のフィンガー部５５１ｅ〜５５１ｊが形成され、各フィンガー部５５１ｅ〜５５１ｊの先端部から鉛直上方にリフトピン５５２ｅ〜５５２ｊがそれぞれ立設されている。また、リフトピン５５２ｅ、５５２ｆの間に別のリフトピン５５２ｋが立設されるとともに、リフトピン５５２ｉ、５５２ｊの間にさらに別のリフトピン５５２ｍが立設されており、合計８本のリフトピン５５２（５５２ｅ〜５５２ｋ、５５２ｍ）がリフトプレート５５１に立設されてブランケットの下面全体を支持可能となっている。これらのリフトピン５５２は吸着プレート５１の外周縁に対して鉛直方向Ｚに穿設された貫通孔（図示省略）よりも細く、図５に示すように、貫通孔を鉛直下方側より挿通可能となっている。
FIG. 7 is a view showing a lift pin portion mounted on the lower stage portion. FIG. 7 (a) is a plan view of the lift pin portion, and FIG. 7 (b) is a side view. In the
また、各リフトピン５５２の上端側から圧縮ばね５５３およびハウジング５５４がこの順序で外挿され、圧縮ばね５５３の下端部がリフトプレート５５１で係止されるとともに、その上端部に対してハウジング５５４が覆い被さっている。なお、ハウジング５５４の上面は、吸着プレート５１の貫通孔の内径よりも大きな外径を有する円形形状を有しており、次に説明するようにピン昇降シリンダＣＬ５１によりリフトプレート５５１を上昇させた際、ハウジング５５４の上面は吸着プレート５１の下面で係止され、リフトプレート５５１とで圧縮ばね５５３を挟み込んで収縮させてリフトプレート５５１の上昇速度をコントロールする。また、リフトプレート５５１の下降にも、圧縮ばね５５３の圧縮力を利用してリフトプレート５５１の下降速度をコントロールする。
Further, the
このピン昇降シリンダＣＬ５１は、下面がカメラ取付ベース４１に固定されたガイドブラケット５５５の側面に固定されており、ピン昇降シリンダＣＬ５１のピストン先端がスライドブロック５５６を介してリフトプレート５５１を支持している。したがって、制御部６のバルブ制御部６４がピン昇降シリンダＣＬ５１に接続されるバルブの開閉を切り替えることで、ピン昇降シリンダＣＬ５１を作動させてリフトプレート５５１を昇降させる。その結果、吸着プレート５１の上面、つまり吸着面に対し、全リフトピン５５２が進退移動させられる。例えば、リフトピン５５２が吸着プレート５１の上面から（＋Ｚ）方向に突出することで、ブランケット搬送ロボットによりブランケットがリフトピン５５２の頂部に載置可能となる。そして、ブランケットの載置に続いて、リフトピン５５２が吸着プレート５１の上面よりも（−Ｚ）方向に後退することで、ブランケットが吸着プレート５１の上面に移載される。その後、後述するように適当なタイミングで、吸着プレート５１の近傍に配置されたブランケット厚み計測センサＳＮ５１によって当該ブランケットの厚みが計測される。
The pin elevating cylinder CL51 is fixed to the side surface of a
図８はブランケット厚み計測部を示す斜視図である。この実施形態では、ブランケット厚み計測部５６は下ステージ部５の一部構成であり、次のように構成されている。ブランケット厚み計測部５６では、シリンダブラケット５６１が吸着プレート５１の右側近傍位置で第２フレーム構造体に固定されている。また、このシリンダブラケット５６１に対し、センサ水平駆動シリンダＣＬ５２が水平状態で固定されており、制御部６のバルブ制御部６４が当該シリンダＣＬ５２に接続されるバルブの開閉を切り替えることで、シリンダＣＬ５２に取り付けられたスライドプレート５６２が左右方向Ｘにスライドする。このスライドプレート５６２の左端部にはブランケット厚み計測センサＳＮ５１が取り付けられている。このため、センサ水平駆動シリンダＣＬ５２によってスライドプレート５６２が左（＋Ｘ）側、つまり吸着プレート５１側に水平移動すると、ブランケット厚み計測センサＳＮ５１が吸着プレート５１に吸着保持されるブランケットの右端部の直上位置に位置決めされる。このセンサＳＮ５１も、版厚み計測センサＳＮ２２および基板厚み計測センサＳＮ２３と同様に構成されており、同様の計測原理によりブランケットの厚みを計測可能となっている。一方、計測以外のタイミングにおいては、センサ水平駆動シリンダＣＬ５２によってスライドプレート５６２は右（−Ｘ）側、つまり吸着プレート５１から離れた退避位置に移動させられており、ブランケット厚み計測部５６の干渉が防止される。
FIG. 8 is a perspective view showing a blanket thickness measurement unit. In this embodiment, the blanket
Ｂ−５．押さえ部７
図９は図１の印刷装置に装備される押さえ部を示す図である。同図（ａ）は押さえ部７の構成を示す斜視図であり、同図（ｂ）は吸着プレート５１に吸着保持されるブランケットＢＬを押さえ部７により押さえた状態（以下「ブランケット押さえ状態」という）を示し、同図（ｃ）は押さえ部７によるブランケットＢＬを解除した状態（以下「ブランケット押さえ解除状態」という）を示している。この押さえ部７は、吸着プレート５１の鉛直上方側に設けられる押さえ部材７１を切替機構７２によって鉛直方向Ｚに昇降することでブランケット押さえ状態とブランケット押さえ解除状態とを切り替える。
B-5. Holding
FIG. 9 is a diagram illustrating a pressing unit provided in the printing apparatus of FIG. FIG. 4A is a perspective view showing the configuration of the
この切替機構７２では、第２フレーム構造体の水平プレート１７に対し、それぞれシリンダブラケット７２１〜７２３によって押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３が、ピストン７２４を鉛直下方側に進退自在に、取り付けられている。これらのピストン７２４の先端部では、押さえ部材７１がぶら下がり状態で遊嵌されている。
In the
押さえ部材７１は、支持プレート７１１と、４つのブランケット押さえプレート７１２とを有している。支持プレート７１１は、ブランケットＢＬと同一の平面サイズを有し、その中央部が開口しており、全体として額縁形状を有している。この支持プレート７１１の下面に対し、４枚のブランケット押さえプレート７１２が固定されて支持プレート７１１の下面全部を覆っている。
The pressing
また、支持プレート７１１には、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３に対応する位置にピストン７２４の外径よりも広い内径を有する貫通孔７１６が穿設されている。そして、各貫通孔７１６の下方側より締結部材７１７が貫通孔７１６を介してピストン７２４の先端部に接続されている。これによって、押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３のピストン７２４は支持プレート７１１に遊嵌された状態で押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３に連結される。つまり、押さえ部材７１は押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３に対してフローティング状態で支持されている。
Further, as shown in FIGS. 9B and 9C, the
そして、制御部６のバルブ制御部６４が押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３に接続されるバルブの開閉を切り替えることで、押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３を作動させて押さえ部材７１を下ステージ部５の吸着プレート５１に対して当接または離間させる。例えば、押さえ部材７１がブランケットＢＬを保持している吸着プレート５１に下降してブランケット押さえ状態となり、ブランケットＢＬの周縁部を全周にわたって吸着プレート５１とで挟み込んでホールドする。また、アライメントのために吸着プレート５１が移動した際にも、押さえ部材７１は吸着プレート５１とともに水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動し、ブランケットＢＬを安定して保持する。
And the
Ｂ−６．プリアライメント部８
図１０は図１の印刷装置に装備されるプリアライメント部を示す斜視図である。プリアライメント部８は、プリアライメント上部８１と、プリアライメント下部８２とを有している。これらのうちプリアライメント上部８１は、プリアライメント下部８２よりも鉛直上方側に配置され、ブランケットＢＬとの密着に先立って、位置ＸＰ２３で版用シャトル２５Ｌにより保持される版ＰＰおよび基板用シャトル２５Ｒにより保持される基板ＳＢをアライメントする。一方、プリアライメント下部８２は、版ＰＰや基板ＳＢとの密着に先立って、下ステージ部５の吸着プレート５１に載置されるブランケットＢＬをアライメントする。なお、プリアライメント上部８１と、プリアライメント下部８２とは基本的に同一構成を有している。そこで、以下においては、プリアライメント上部８１の構成について説明し、プリアライメント下部８２については同一または相当符号を付して構成説明を省略する。
B-6.
FIG. 10 is a perspective view showing a pre-alignment unit equipped in the printing apparatus of FIG. The
プリアライメント上部８１は、４つの上ガイド移動部８１１〜８１４を有している。各上ガイド移動部８１１〜８１４は第２フレーム構造体を構成する複数の水平プレートのうち上段側に配置された水平プレート１７に設けられている。すなわち、前後方向Ｙに延設された２本の水平プレートのうちの左側水平プレート１７ａに対し、その中央部に上ガイド移動部８１１が取り付けられるとともに、その前側端部に上ガイド移動部８１２が取り付けられている。また、もう一方の右側水平プレート１７ｂに対し、その中央部に上ガイド移動部８１３が取り付けられるとともに、その後側端部に上ガイド移動部８１４が取り付けられている。なお、上ガイド移動部８１１、８１３は同一構成を有し、また上ガイド移動部８１２、８１４は同一構成を有している。したがって、以下においては、上ガイド移動部８１１、８１２の構成を詳述し、上ガイド移動部８１３、８１４について同一または相当符号を付して構成説明を省略する。
The pre-alignment
上ガイド移動部８１１では、ボールねじ機構８１１ａが左右方向Ｘに延設された状態で左側水平プレート１７ａの中央部に固定されている。そして、ボールねじ機構８１１ａのボールねじに対してボールねじブラケットが螺合されるとともに、当該ボールねじブラケットに上ガイド８１１ｂが上ガイド移動部８１３に対向して取り付けられている。また、ボールねじ機構８１１ａの左端部に上ガイド駆動モータＭ８１ａの回転軸（図示省略）が連結されており、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて上ガイド駆動モータＭ８１ａが作動することで上ガイド８１１ｂが左右方向Ｘに移動する。
In the upper
また、上ガイド移動部８１２では、ボールねじ機構８１２ａが前後方向Ｙに延設された状態で左側水平プレート１７ａの前側端部に固定されている。そして、ボールねじ機構８１２ａのボールねじに対してボールねじブラケットが螺合されるとともに、当該ボールねじブラケットに対し、左右方向に延設されたガイドホルダ８１２ｃの左端部が固定されている。このガイドホルダ８１２ｃの右端部は、水平プレート１７ａ、１７ｂの中間位置に達しており、その右端部に上ガイド８１２ｂが上ガイド移動部８１４に対向して取り付けられている。また、ボールねじ機構８１２ａの後端部に上ガイド駆動モータＭ８１ｂの回転軸（図示省略）が連結されており、制御部６のモータ制御部６３からの動作指令に応じて上ガイド駆動モータＭ８１ｂが作動することで上ガイド８１２ｂが前後方向Ｙに移動する。
Further, in the upper
このように４つの上ガイド８１１ｂ〜８１４ｂが位置ＸＰ２３の鉛直下方位置で版ＰＰや基板ＳＢ（同図中の一点鎖線）を取り囲んでおり、各上ガイド８１１ｂ〜８１４ｂが独立して版ＰＰなどに対して近接および離間可能となっている。したがって、各上ガイド８１１ｂ〜８１４ｂの移動量を制御することによって版ＰＰおよび基板ＳＢをシャトルのハンド上で水平移動あるいは回転させてアライメントすることが可能となっている。
As described above, the four
Ｂ−７．除電部９
図１１は図１の印刷装置に装備される除電部を示す斜視図である。除電部９では、ベースプレート９２が下ステージ部５の左側で石定盤１３の上面に固定されている。また、ベースプレート９２から柱部材９３が立設されており、その上端部は下ステージ部５よりも高い位置まで延設されている。そして、ベースプレート９２の上端部に対して固定金具９４を介してイオナイザブラケット９５が取り付けられている。このイオナイザブラケット９５は右方向（−Ｘ）に延設され、その先端部は吸着プレート５１の近傍に達している。そして、その先端部にイオナイザ９１が取り付けられている。
B-7. Static neutralizer 9
FIG. 11 is a perspective view showing a static eliminating unit provided in the printing apparatus of FIG. In the static eliminating unit 9, the
Ｂ−８．制御部６
制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、メモリ６２、モータ制御部６３、バルブ制御部６４、画像処理部６５および表示／操作部６６を有しており、ＣＰＵ６１はメモリ６２に予め記憶されたプログラムにしたがって装置各部を制御して、図１２ないし図１９に示すように、パターニング処理および転写処理を実行する。
B-8. Control unit 6
The control unit 6 includes a CPU (Central Processing Unit) 61, a
Ｃ．印刷装置の全体動作
図１２は、図１の印刷装置の全体動作を示すフローチャートである。また、図１３ないし図１９は、図１の印刷装置の動作を説明するための図であり、図中のテーブルは制御部６による制御内容（制御対象および動作内容）を示し、また図中の模式図は装置各部の状態を示している。この印刷装置１００の初期状態では、図１３（ａ）に示すように、版用シャトル２５Ｌおよび基板用シャトル２５Ｒはそれぞれ中間位置ＸＰ２２、ＸＰ２４に位置決めされており、版用搬入出ユニットへの版ＰＰのセットを待って版ＰＰの投入工程（ステップＳ１）、ならびに基板用搬入出ユニットへの基板ＳＢのセットを待って基板ＳＢの投入工程（ステップＳ２）を実行する。なお、版用シャトル２５Ｌおよび基板用シャトル２５Ｒが一体的に左右方向Ｘに移動するという搬送構造を採用しているため、版ＰＰの搬入を行った（ステップＳ１）後、基板ＳＢの搬入を行う（ステップＳ２）が、両者の順序を入れ替えてもよい。
C. Overall Operation of Printing Apparatus FIG. 12 is a flowchart showing the overall operation of the printing apparatus of FIG. 13 to 19 are diagrams for explaining the operation of the printing apparatus of FIG. 1, and the table in the figure shows the control contents (control target and operation contents) by the control unit 6, and in FIG. The schematic diagram shows the state of each part of the apparatus. In the initial state of the
Ｃ−１．版搬入工程（ステップＳ１）
図１３（ｂ）の「ステップＳ１」の欄に示すように、サブステップ（１−１）〜（１−７）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を所定方向に回転させ、シャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させる（１−１）。これによって、版用シャトル２５Ｌが版受渡し位置ＸＰ２１に移動して位置決めされる。また、回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２が動作し、版用ハンド２５２、２５２を１８０゜回転させて原点位置に位置決めする（１−２）。これによって、ハンド姿勢が使用済姿勢から未使用姿勢に切り替わり、使用前の版ＰＰの投入準備が完了する。
C-1. Plate loading process (step S1)
As shown in the column of “Step S1” in FIG. 13B, sub-steps (1-1) to (1-7) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft in a predetermined direction and moves the
そして、版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１が動作し、版用シャッター１８を鉛直下方に移動させる、つまりシャッター１８を開く（１−３）。それに続いて、制御部６からの動作指令に応じて版用搬入出ユニットが版ＰＰを印刷装置１００の内部に搬入し、版用シャトル２５Ｌのハンド２５２，２５２上に載置する（１−４）。こうして版ＰＰの投入が完了すると、上記バルブの開閉状態を元に戻すことで版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１が逆方向に作動して版用シャッター１８を元の位置に戻す、つまりシャッター１８を閉じる（１−５）。
Then, the plate shutter drive cylinder CL11 is operated to move the
版ＰＰの投入完了時点では、版ＰＰは版受渡し位置ＸＰ２１に位置している。そこで、このタイミングで、版厚み計測センサＳＮ２２が作動して版ＰＰの上面および下面の高さ位置（鉛直方向Ｚにおける位置）を検出し、それらの検出結果を示す高さ情報を制御部６に出力する。そして、これらの高さ情報に基づいてＣＰＵ６１は版ＰＰの厚みを求め、メモリ６２に記憶する。こうして、版ＰＰの厚み計測が実行される（１−６）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を逆回転させてシャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させ、中間位置ＸＰ２２に位置決めする（１−７）。
At the completion of loading the plate PP, the plate PP is located at the plate delivery position XP21. Therefore, at this timing, the plate thickness measurement sensor SN22 operates to detect the height positions (positions in the vertical direction Z) of the upper and lower surfaces of the plate PP, and height information indicating the detection results is sent to the control unit 6. Output. Based on these height information, the
Ｃ−２．基板投入工程（ステップＳ２）
図１３（ｂ）の「ステップＳ２」の欄に示すように、サブステップ（２−１）〜（２−６）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を所定方向と逆方向に回転させ、シャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させる（２−１）。これによって、基板用シャトル２５Ｒが基板受渡し位置ＸＰ２５に移動して位置決めされる。なお、基板用ハンド２５２、２５２については回転機構が設けられておらず、サブステップ（２−１）が完了した時点で基板ＳＢの投入準備が完了する。
C-2. Substrate loading process (step S2)
As shown in the column of “Step S2” in FIG. 13B, the sub-steps (2-1) to (2-6) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotating shaft in the direction opposite to the predetermined direction, and moves the
そして、基板用シャッター駆動シリンダＣＬ１２が動作し、基板用シャッター１９を鉛直下方に移動させる、つまりシャッター１９を開く（２−２）。それに続いて、制御部６からの動作指令に応じて基板用搬入出ユニットが基板ＳＢを印刷装置１００の内部に搬入し、基板用シャトル２５Ｒのハンド２５２，２５２上に載置する（２−３）。こうして基板ＳＢの投入が完了すると、上記バルブの開閉状態を元に戻すことで基板用シャッター駆動シリンダＣＬ１２が逆方向に作動して基板用シャッター１９を元の位置に戻す、つまりシャッター１９を閉じる（２−４）。
Then, the substrate shutter drive cylinder CL12 operates to move the
基板ＳＢの投入完了時点では、基板ＳＢは基板受渡し位置ＸＰ２５に位置している。そこで、このタイミングで、基板厚み計測センサＳＮ２３が作動して基板ＳＢの上面および下面の高さ位置を検出し、それらの検出結果を示す高さ情報を制御部６に出力する。そして、これらの高さ情報に基づいてＣＰＵ６１は、版ＰＰに続いて、基板ＳＢの厚みを求め、メモリ６２に記憶する。こうして、基板ＳＢの厚み計測が実行される（２−５）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を所定方向に回転させてシャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させ、中間位置ＸＰ２４に位置決めする（２−６）。
When the loading of the substrate SB is completed, the substrate SB is located at the substrate delivery position XP25. Therefore, at this timing, the substrate thickness measurement sensor SN23 operates to detect the height positions of the upper surface and the lower surface of the substrate SB, and outputs height information indicating the detection results to the control unit 6. Based on the height information, the
このように、本実施形態では、図１３（ｃ）に示すように、パターニング処理を実行する前に、版ＰＰのみならず、基板ＳＢをも準備しておき、後で詳述するように、パターニング処理および転写処理を連続して実行する。これによって、ブランケットＢＬ上でパターニングされた塗布層が基板ＳＢに転写されるまでの時間間隔を短縮することができ、安定した処理が実行される。 Thus, in the present embodiment, as shown in FIG. 13C, before performing the patterning process, not only the plate PP but also the substrate SB is prepared, and as will be described in detail later. The patterning process and the transfer process are continuously performed. As a result, the time interval until the coating layer patterned on the blanket BL is transferred to the substrate SB can be shortened, and stable processing is performed.
Ｃ−３．版吸着（ステップＳ３）
図１４（ａ）の「ステップＳ３」の欄に示すように、サブステップ（３−１）〜（３−７）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させる（３−１）。これによって、版用シャトル２５Ｌが版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。そして、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが回転軸を回転させ、昇降プレート２５１を下方向（−Ｚ）に移動させる（３−２）。これによって、版用シャトル２５Ｌに支持されたまま版ＰＰが搬送位置よりも低いプリアライメント位置に移動して位置決めされる。
C-3. Plate adsorption (step S3)
As shown in the column of “Step S3” in FIG. 14A, the sub-steps (3-1) to (3-7) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft, and moves the
次に、上ガイド駆動モータＭ８１ａ〜Ｍ８１ｄが回転軸を回転させ、上ガイド８１１ｂ、８１３ｂが左右方向Ｘに移動するとともに、上ガイド８１２ｂ、８１４ｂが前後方向Ｙに移動し、各上ガイド８１１ｂ〜８１４ｂが版用シャトル２５Ｌに支持される版ＰＰの端面と当接して版ＰＰを予め設定した水平位置に位置決めする。その後、各上ガイド駆動モータＭ８１ａ〜Ｍ８１ｄが回転軸を逆方向に回転させ、各上ガイド８１１ｂ〜８１４ｂが版ＰＰから離間する（３−３）。
Next, the upper guide drive motors M81a to M81d rotate the rotation shaft, the
こうして、版ＰＰのプリアライメント処理が完了すると、ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３７を下方向（−Ｚ）に下降させて版ＰＰの上面と当接させる。それに続いて、バルブＶ３１，Ｖ３２が開き、これによって吸着溝３７１および吸着パッド３８により版ＰＰが吸着プレート３７に吸着される（３−４）。
Thus, when the pre-alignment processing of the plate PP is completed, the stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft in a predetermined direction, and the
吸着検出センサＳＮ３１（図２）により版ＰＰの吸着が検出されると、ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を逆方向に回転させ、吸着プレート３７が版ＰＰを吸着保持したまま鉛直上方に上昇して版吸着位置ＸＰ２３の鉛直上方位置に版ＰＰを移動させる（３−５）。そして、版用シャトル昇降モータＭ２２Ｌが回転軸を回転させ、昇降プレート２５１を鉛直上方に移動させ、版用シャトル２５Ｌをプリアライメント位置から搬送位置、つまり版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めする（３−６）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させ、空になった版用シャトル２５Ｌを中間位置ＸＰ２２に位置決めする（３−７）。
When the adsorption of the plate PP is detected by the adsorption detection sensor SN31 (FIG. 2), the stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft in the reverse direction, and the
Ｃ−４．ブランケット吸着（ステップＳ４）
図１４（ａ）の「ステップＳ４」の欄に示すように、サブステップ（４−１）〜（４−９）を実行する。すなわち、Ｘ軸駆動モータＭ４２，Ｍ４４およびＹ軸駆動モータＭ４１，Ｍ４３が作動してアライメントステージ４４を初期位置に移動させる（４−１）。これによって、毎回スタートが同じ位置となる。それに続いて、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５５１を上昇させ、リフトピン５５２を吸着プレート５１の上面から鉛直上方に突出させる（４−２）。こうして、ブランケットＢＬの投入準備が完了すると、ブランケット用シャッター駆動シリンダＣＬ１３が動作し、ブランケット用シャッター（図示省略）を移動させて当該シャッターを開く（４−３）。そして、ブランケット搬送ロボットが、装置１００にアクセスしてブランケットＢＬをリフトピン５５２の頂部に載置した後、装置１００から退避する（４−４）。これに続いて、ブランケット用シャッター駆動シリンダＣＬ１３が動作し、ブランケット用シャッターを移動させて当該シャッターを閉じる（４−５）。
C-4. Blanket adsorption (step S4)
As shown in the column of “Step S4” in FIG. 14A, the sub-steps (4-1) to (4-9) are executed. That is, the X-axis drive motors M42 and M44 and the Y-axis drive motors M41 and M43 are operated to move the
次に、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５５１を下降させる。これによって、リフトピン５５２がブランケットＢＬを支持したまま下降してブランケットＢＬを吸着プレート５１に載置する（４−６）。すると、下ガイド駆動モータＭ８２ａ〜Ｍ８２ｄが回転軸を回転させ、下ガイド８２１ｂ、８２３ｂが左右方向Ｘに移動するとともに、下ガイド８２２ｂ、８２４ｂが前後方向Ｙに移動し、各下ガイド８２１ｂ〜８２４ｂが吸着プレート５１に支持されるブランケットＢＬの端面と当接してブランケットＢＬを予め設定した水平位置に位置決めする（４−７）。
Next, the pin lifting cylinder CL51 operates to lower the
こうしてブランケットＢＬのプリアライメント処理が完了すると、吸着バルブＶ５２が開き、これによって溝５１１、５１２に対して調圧された負圧が供給されてブランケットＢＬが吸着プレート５１に吸着される（４−８）。さらに、各下ガイド駆動モータＭ８２ａ〜Ｍ８２ｄが回転軸を逆方向に回転させ、各下ガイド８２１ｂ〜８２４ｂをブランケットＢＬから離間させる（４−９）。これによって、図１４（ｂ）に示すように、パターニング処理の準備が完了する。
When the pre-alignment processing of the blanket BL is completed in this way, the suction valve V52 is opened, thereby supplying a negative pressure regulated to the
Ｃ−５．パターニング（ステップＳ５）
ここでは、ブランケット厚みが計測された後で、パターニングが実行される。すなわち、図１５（ａ）の「ステップＳ５」の欄に示すように、センサ水平駆動シリンダＣＬ５２が動作してブランケット厚み計測センサＳＮ５１をブランケットＢＬの右端部の直上位置に位置決めする（５−１）。そして、ブランケット厚み計測センサＳＮ５１がブランケットＢＬの厚みに関連する情報を制御部６に出力し、これによってブランケットＢＬの厚みが計測される（５−２）。その後で、上記センサ水平駆動シリンダＣＬ５２が逆方向に動作してスライドプレート５６２を（−Ｘ）方向にスライドさせてブランケット厚み計測センサＳＮ５１を吸着プレート５１から退避させる（５−３）。
C-5. Patterning (Step S5)
Here, patterning is performed after the blanket thickness is measured. That is, as shown in the column of “Step S5” in FIG. 15A, the sensor horizontal drive cylinder CL52 operates to position the blanket thickness measurement sensor SN51 at a position immediately above the right end of the blanket BL (5-1). . And blanket thickness measurement sensor SN51 outputs the information relevant to the thickness of blanket BL to the control part 6, and, thereby, the thickness of blanket BL is measured (5-2). Thereafter, the sensor horizontal drive cylinder CL52 operates in the reverse direction to slide the
次に、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３７を下方向（−Ｚ）に下降させて版ＰＰをブランケットＢＬの近傍に移動させる。さらに、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させ、狭いピッチで吸着プレート３７を昇降させて鉛直方向Ｚにおける版ＰＰとブランケットＢＬの間隔、つまりギャップ量を正確に調整する（５−４）。なお、このギャップ量は版ＰＰおよびブランケットＢＬの厚み計測結果に基づいて制御部６により決定される。
Next, the first stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft in a predetermined direction, lowers the
そして、押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３が動作し、押さえ部材７１を下降させてブランケットＢＬの周縁部を全周にわたって押さえ部材７１で押さえ付ける（５−５）。それに続いて、バルブＶ５１、５２が動作して吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーを部分的に供給してブランケットＢＬを部分的に膨らませる。この浮上部分が上ステージ部３に保持された版ＰＰに押し遣られる（５−６）。その結果、図１５（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬの中央部が版ＰＰに密着して版ＰＰの下面に予め形成されたパターン（図示省略）がブランケットＢＬの上面に予め塗布された塗布層と当接して当該塗布層をパターニングしてパターン層を形成する。
Then, the pressing member elevating cylinders CL71 to CL73 operate to lower the pressing
Ｃ−６．版剥離（ステップＳ６）
図１５（ｃ）の「ステップＳ６」の欄に示すように、サブステップ（６−１）〜（６−５）を実行する。すなわち、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させて吸着プレート３７が上昇して版ＰＰをブランケットＢＬから剥離させる（６−１）。また、剥離処理を行うために版ＰＰを上昇させるのと並行して適時、バルブＶ５１、Ｖ５２の開閉状態を切替え、ブランケットＢＬに負圧を与えて吸着プレート３７側に引き寄せる。その後、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、吸着プレート３７を上昇させて版ＰＰをイオナイザ９１とほぼ同一高さの除電位置に位置決めする（６−２）。また、押さえ部材昇降シリンダＣＬ７１〜ＣＬ７３が動作し、押さえ部材７１を上昇させてブランケットＢＬの押さえ付けを解除する（６−３）。それに続いて、イオナイザ９１が作動して上記版剥離処理時に発生する静電気を除電する（６−４）。この除去処理が完了すると、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、図１５（ｄ）に示すように、版ＰＰを吸着保持したまま吸着プレート３７が初期位置（版吸着位置ＸＰ２３よりも高い位置）まで上昇する（６−５）。
C-6. Plate peeling (step S6)
As shown in the column of “Step S6” in FIG. 15C, the sub-steps (6-1) to (6-5) are executed. That is, the second stage elevating motor M32 rotates the rotating shaft, and the
Ｃ−７．版退避（ステップＳ７）
図１６（ａ）の「ステップＳ７」の欄に示すように、サブステップ（７−１）〜（７−７）を実行する。すなわち、回転アクチュエータＲＡ２、ＲＡ２が動作し、版用ハンド２５２、２５２を１８０゜回転させて原点位置から反転位置に位置決めする（７−１）。これによって、ハンド姿勢が未使用姿勢から使用済姿勢に切り替わり、使用済みの版ＰＰの受取準備が完了する。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させる（７−２）。これによって、版用シャトル２５Ｌが版吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。
C-7. Save plate (step S7)
As shown in the column of “Step S7” in FIG. 16A, the sub-steps (7-1) to (7-7) are executed. That is, the rotary actuators RA2 and RA2 are operated to rotate the plate hands 252 and 252 by 180 degrees to position them from the origin position to the reverse position (7-1). As a result, the hand posture is switched from the unused posture to the used posture, and the preparation for receiving the used plate PP is completed. Then, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft to move the
一方、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、版ＰＰを吸着保持したまま吸着プレート３７が版用シャトル２５Ｌのハンド２５２、２５２に向けて下降してハンド２５２、２５２上に版ＰＰを位置させた後、バルブＶ３１，Ｖ３２が閉じ、これによって吸着溝３７１および吸着パッド３８による版ＰＰの吸着が解除されて搬送位置での版ＰＰの受け渡しが完了する（７−３）。そして、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を逆回転させ、吸着プレート３７を初期位置まで上昇させる（７−４）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させる（７−５）。これによって、版用シャトル２５Ｌが使用済み版ＰＰを保持したまま中間位置ＸＰ２２に移動して位置決めされる。
On the other hand, the first stage elevating motor M31 rotates the rotation shaft, the
Ｃ−８．基板吸着（ステップＳ８）
図１６（ａ）の「ステップＳ８」の欄に示すように、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させる（８−１）。これによって、処理前の基板ＳＢを保持する基板用シャトル２５Ｒが基板吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。そして、版ＰＰのプリアライメント処理（３−２、３−３）および吸着プレート３７による版ＰＰの吸着処理（３−４）と同様にして、基板ＳＢのプリアライメント処理（８−２、８−３）および基板ＳＢの吸着処理（８−４）が実行される。
C-8. Substrate adsorption (step S8)
As shown in the column of “Step S8” in FIG. 16A, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft and moves the
その後、吸着検出センサＳＮ３１（図２）により基板ＳＢの吸着が検出されると、ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３７を鉛直上方に上昇させて基板吸着位置ＸＰ２３より高い位置に基板ＳＢを移動させる（８−５）。そして、基板用シャトル昇降モータＭ２２Ｒが回転軸を回転させ、昇降プレート２５１を鉛直上方に移動させ、基板用シャトル２５Ｒをプリアライメント位置から搬送位置に移動させて位置決めする（８−６）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させ、図１６（ｂ）に示すように、空になった基板用シャトル２５Ｒを中間位置ＸＰ２４に位置決めする（８−７）。
Thereafter, when the suction of the substrate SB is detected by the suction detection sensor SN31 (FIG. 2), the stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft to raise the
Ｃ−９．転写（ステップＳ９）
図１７（ａ）の「ステップＳ９」の欄に示すように、ここでは、ブランケット厚みが計測され、さらに精密アライメントが実行された後で、転写処理が実行される。すなわち、図１７（ａ）の「ステップＳ９」の欄に示すように、パターニング処理（ステップＳ５）のサブステップ（５−１〜５−３）と同様にして、ブランケットＢＬの厚みが計測される（９−１〜９−３）。なお、このようにパターニング直前のみならず、転写直前においてもブランケットＢＬの厚みを計測する主たる理由は、ブランケットＢＬの一部が膨潤することでブランケットＢＬの厚みが経時変化するためであり、転写直前でのブランケット厚みを計測することで高精度な転写処理を行うことが可能となる。
C-9. Transcription (Step S9)
As shown in the column “Step S9” in FIG. 17A, here, the blanket thickness is measured, and after the fine alignment is performed, the transfer process is performed. That is, as shown in the column “Step S9” in FIG. 17A, the thickness of the blanket BL is measured in the same manner as the sub-steps (5-1 to 5-3) of the patterning process (Step S5). (9-1 to 9-3). The main reason for measuring the thickness of the blanket BL not only immediately before patterning but also immediately before transfer is that the thickness of the blanket BL changes with time due to swelling of a part of the blanket BL. By measuring the blanket thickness at, a highly accurate transfer process can be performed.
次に、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を所定方向に回転させ、吸着プレート３７を下方向（−Ｚ）に下降させて基板ＳＢをブランケットＢＬの近傍に移動させる。さらに、第２ステージ昇降モータＭ３２が回転軸を回転させ、狭いピッチで吸着プレート３７を昇降させて鉛直方向Ｚにおける基板ＳＢとブランケットＢＬの間隔、つまりギャップ量を正確に調整する（９−４）。このギャップ量については、基板ＳＢおよびブランケットＢＬの厚み計測結果に基づいて制御部６により決定される。次のサブステップ（９−５）では、パターニング（ステップＳ５）と同様に、押さえ部材７１によるブランケットＢＬの周縁部の押さえ付けを行う。
Next, the first stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft in a predetermined direction, lowers the
こうして、基板ＳＢとブランケットＢＬとはいずれもプリアライメントされ、しかも転写処理に適した間隔だけ離間して位置決めされるが、ブランケットＢＬに形成されたパターン層を基板ＳＢに正確に転写するためには、両者を精密に位置合せする必要がある。そこで、本実施形態では、サブステップ（９−６〜９−８）が実行される（精密アライメント）。 Thus, both the substrate SB and the blanket BL are pre-aligned and positioned at a distance suitable for the transfer process, but in order to accurately transfer the pattern layer formed on the blanket BL to the substrate SB. It is necessary to align the two precisely. Therefore, in this embodiment, substeps (9-6 to 9-8) are executed (precise alignment).
ここでは、アライメント部４のＺ軸駆動モータＭ４５ａ〜４５ｄが作動して各撮像ユニット４５ａ〜４５ｄでブランケットＢＬにパターニングされたアライメントマークに対して焦点が合うようにピント調整が実行される（９−６）。そして、各撮像ユニット４５ａ〜４５ｄで撮像される画像が制御部６の画像処理部６５に出力される（９−７）。そして、それらの画像に基づいて制御部６は基板ＳＢに対してブランケットＢＬを位置合せするための制御量を求め、さらにアライメント部４のＸ軸駆動モータＭ４２、Ｍ４４およびＹ軸駆動モータＭ４１、Ｍ４３の動作指令を作成する。そして、Ｘ軸駆動モータＭ４２、Ｍ４４およびＹ軸駆動モータＭ４１、Ｍ４３が上記制御指令に応じて作動して吸着プレート５１を水平方向に移動させるとともに鉛直方向Ｚに延びる仮想回転軸回りに回転させてブランケットＢＬを基板ＳＢに精密に位置合せする（９−８）。
Here, the Z-axis drive motors M45a to 45d of the
そして、バルブＶ５１、５２が動作して吸着プレート５１とブランケットＢＬとの間にエアーを部分的に供給してブランケットＢＬを部分的に膨らませる。この浮上部分が上ステージ部３に保持された基板ＳＢに押し遣られる（９−９）。その結果、図１７（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬが基板ＳＢに密着する。これによって、ブランケットＢＬ側のパターン層が基板ＳＢの下面のパターンと精密に位置合せされながら、基板Ｂに転写される。
Then, the valves V51 and 52 are operated to partially supply air between the
Ｃ−１０．基板剥離（ステップＳ１０）
図１８（ａ）の「ステップＳ１０」の欄に示すように、サブステップ（１０−１）〜（１０−５）を実行する。すなわち、版剥離（ステップＳ６）と同様に、ブランケットＢＬからの基板ＳＢの剥離（１０−１）、除電位置への基板ＳＢの位置決め（１０−２）、押さえ部材７１によるブランケットＢＬの押付解除（１０−３）、除電（１０−４）を実行する。その後、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、図１８（ｂ）に示すように、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３７が初期位置（搬送位置よりも高い位置）まで上昇する（１０−５）。
C-10. Substrate peeling (step S10)
As shown in the column of “Step S10” in FIG. 18A, sub-steps (10-1) to (10-5) are executed. That is, similarly to the plate peeling (step S6), the substrate SB is peeled from the blanket BL (10-1), the substrate SB is positioned at the neutralization position (10-2), and the blanket BL is released from being pressed by the pressing member 71 ( 10-3) and static elimination (10-4) are executed. Thereafter, the first stage elevating motor M31 rotates the rotation shaft, and as shown in FIG. 18B, the
Ｃ−１１．基板退避（ステップＳ１１）
図１９（ａ）の「ステップＳ１１」の欄に示すように、サブステップ（１１−１）〜（１１−４）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させる（１１−１）。これによって、基板用シャトル２５Ｒが基板吸着位置ＸＰ２３に移動して位置決めされる。
C-11. Substrate withdrawal (step S11)
As shown in the column of “Step S11” in FIG. 19A, the sub-steps (11-1) to (11-4) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft and moves the
一方、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を回転させ、基板ＳＢを吸着保持したまま吸着プレート３７を基板用シャトル２５Ｒのハンド２５２、２５２に向けて下降させる。その後、バルブＶ３１，Ｖ３２が閉じ、これによって吸着溝３７１および吸着パッド３８による基板ＳＢの吸着が解除される（１１−２）。そして、第１ステージ昇降モータＭ３１が回転軸を逆回転させ、吸着プレート３７を初期位置まで上昇させる（１１−３）。その後、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させて当該基板ＳＢを保持したまま基板用シャトル２５を中間位置ＸＰ２２に移動させて位置決めする（１１−４）。
On the other hand, the first stage elevating motor M31 rotates the rotating shaft to lower the
Ｃ−１２．ブランケット取り出し（ステップＳ１２）
図１９（ａ）の「ステップＳ１２」の欄に示すように、サブステップ（１２−１）〜（１２−６）を実行する。すなわち、バルブＶ５１、５２が動作して吸着プレート５１によるブランケットＢＬの吸着を解除する（１２−１）。そして、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５５１を上昇させ、使用済みのブランケットＢＬを吸着プレート５１から鉛直上方に持ち上げる（１２−２）。
C-12. Blanket removal (step S12)
As shown in the column of “Step S12” in FIG. 19A, substeps (12-1) to (12-6) are executed. That is, the valves V51 and 52 are operated to release the suction of the blanket BL by the suction plate 51 (12-1). Then, the pin elevating cylinder CL51 operates to raise the
次に、ブランケット用シャッター駆動シリンダＣＬ１３が動作し、ブランケット用シャッター（図示省略）を移動させて当該シャッターを開く（１２−３）。そして、ブランケット搬送ロボットが、装置１００にアクセスして使用済みのブランケットＢＬをリフトピン５５２の頂部から受け取り、装置１００から退避する（１２−４）。これに続いて、ブランケット用シャッター駆動シリンダＣＬ１３が動作し、ブランケット用シャッターを移動させて当該シャッターを閉じる（１２−５）。さらに、ピン昇降シリンダＣＬ５１が動作してリフトプレート５５１を下降させ、リフトピン５５２を吸着プレート５１よりも下方向（−Ｚ）に下降させる（１２−６）。
Next, the blanket shutter drive cylinder CL13 operates to move the blanket shutter (not shown) and open the shutter (12-3). Then, the blanket transport robot accesses the
Ｃ−１３．版取り出し（ステップＳ１３）
図１９（ａ）の「ステップＳ１３」の欄に示すように、サブステップ（１３−１）〜（１３−５）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４が（＋Ｘ）方向に移動する（１３−１）。これによって、版用シャトル２５Ｌが版受渡し位置ＸＰ２１に移動して位置決めされる。また、版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１が動作し、シャッター１８を開く（１３−２）。それに続いて、制御部６からの動作指令に応じて版用搬入出ユニットが使用済みの版ＰＰを印刷装置１００から取り出す（１３−３）。こうして版ＰＰの搬出が完了すると、上記バルブの開閉状態を元に戻すことで版用シャッター駆動シリンダＣＬ１１が逆方向に作動して版用シャッター１８を元の位置に戻してシャッター１８を閉じる（１３−４）。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させ、版用シャトル２５Ｌを中間位置ＸＰ２２に位置決めする（１３−５）。
C-13. Plate removal (step S13)
As shown in the column of “Step S13” in FIG. 19A, substeps (13-1) to (13-5) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotation shaft, and the
Ｃ−１４．基板取り出し（ステップＳ１４）
図１９（ａ）の「ステップＳ１４」の欄に示すように、サブステップ（１４−１）〜（１４−５）を実行する。すなわち、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させ、シャトル保持プレート２４を（−Ｘ）方向に移動させる（１４−１）。これによって、基板用シャトル２５Ｒが基板受渡し位置ＸＰ２５に移動して位置決めされる。また、基板用シャッター駆動シリンダＣＬ１２が動作し、シャッター１９を開く（１４−２）。それに続いて、制御部６からの動作指令に応じて基板用搬入出ユニットが転写処理を受けた基板ＳＢを印刷装置１００から取り出す（１４−３）。こうして基板ＳＢの搬出が完了すると、基板用シャッター駆動シリンダＣＬ１２が逆方向に作動して基板用シャッター１９を元の位置に戻してシャッター１９を閉じる（１４−４）。そして、シャトル水平駆動モータＭ２１が回転軸を回転させてシャトル保持プレート２４を（＋Ｘ）方向に移動させ、基板用シャトル２５Ｒを中間位置ＸＰ２３に位置決めする（１４−５）。これにより、印刷装置１００は、図１９（ｂ）に示すように、初期状態に戻る。
C-14. Substrate removal (step S14)
As shown in the column of “Step S14” in FIG. 19A, substeps (14-1) to (14-5) are executed. That is, the shuttle horizontal drive motor M21 rotates the rotating shaft and moves the
Ｄ．精密アライメント動作
次に、本実施形態における精密アライメント（図１７、サブステップ９−８）のより具体的な動作についてさらに詳しく説明する。この精密アライメント動作は、プリアライメント部８により概略位置を調整された基板ＳＢとブランケットＢＬとのＸＹ平面における相対的な位置をより精密に合わせ込むための処理であり、本発明にかかるアライメント方法を適用することで高精度に、例えば±３μｍ程度の精度で両者の位置合わせを行うものである。想定する基板ＳＢの平面サイズは３５０ｍｍ×３００ｍｍ程度である。
D. Next, a more specific operation of the fine alignment (FIG. 17, sub-step 9-8) in this embodiment will be described in more detail. This precise alignment operation is a process for more precisely aligning the relative positions of the substrate SB and the blanket BL, the approximate positions of which have been adjusted by the
この実施形態の精密アライメント動作では、以下に説明するように、基板ＳＢおよびブランケットＢＬのそれぞれに位置基準となるアライメントマークを形成し、これらの位置関係を調整することで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせを行う。なお、精密アライメントの最終的な目的は、ブランケットＢＬ上に担持されたパターンが基板ＳＢ上の所定位置に正しく転写されるようにすることにある。一方、版ＰＰによってブランケットＢＬ上に形成されるパターンのブランケットＢＬ上における位置は、パターニング時の版ＰＰとブランケットＢＬとの位置関係に応じて多少の変動があり得る。したがって、精密アライメント動作ではブランケットＢＬ上に担持されたパターンと基板ＳＢとの位置関係が適切に調整されれば足り、ブランケットＢＬ自体の基板ＳＢに対する姿勢を制御する必要はない。 In the precision alignment operation of this embodiment, as described below, alignment marks serving as position references are formed on each of the substrate SB and the blanket BL, and the positional relationship thereof is adjusted so that the substrate SB and the blanket BL Perform position alignment. The final purpose of precision alignment is to correctly transfer the pattern carried on the blanket BL to a predetermined position on the substrate SB. On the other hand, the position of the pattern formed on the blanket BL by the plate PP on the blanket BL may slightly vary depending on the positional relationship between the plate PP and the blanket BL during patterning. Therefore, in the precise alignment operation, it is only necessary to appropriately adjust the positional relationship between the pattern carried on the blanket BL and the substrate SB, and it is not necessary to control the posture of the blanket BL itself with respect to the substrate SB.
Ｄ−１．アライメントマーク
図２０は精密アライメント動作のためのアライメントマークの配置を示す図である。基板ＳＢおよびブランケットＢＬはほぼ同一の平面サイズを有する板状体であり、両者を重ね合わせたときに互いに対応する位置に、それぞれアライメントマークが形成される。すなわち、板状の基板ＳＢの中央部には、回路パターン等の所定パターンが形成されて最終的にデバイスとして機能する有効パターン領域ＰＲが設定される。これに対応するブランケットＢＬの表面領域がブランケットＢＬの有効パターン領域ＰＲであり、基板ＳＢに転写すべきパターンは版ＰＰによってこの領域ＰＲにパターニングされる。図２０の例では矩形基板ＳＢの中央部の矩形領域を有効パターン領域ＰＲとしているが、これらの形状は矩形に限定されるものではなく任意である。
D-1. Alignment Mark FIG. 20 is a diagram showing the arrangement of alignment marks for precision alignment operation. The substrate SB and the blanket BL are plate-like bodies having substantially the same plane size, and alignment marks are respectively formed at positions corresponding to each other when they are overlapped. That is, an effective pattern region PR that finally functions as a device is formed by forming a predetermined pattern such as a circuit pattern in the center of the plate-like substrate SB. The surface area of the blanket BL corresponding to this is the effective pattern area PR of the blanket BL, and the pattern to be transferred to the substrate SB is patterned into this area PR by the plate PP. In the example of FIG. 20, the rectangular area at the center of the rectangular substrate SB is used as the effective pattern area PR. However, these shapes are not limited to the rectangle and are arbitrary.
そして、有効パターン領域ＰＲの四隅の外側、基板ＳＢの角部に近接する領域を、アライメントマーク形成領域ＡＲとしている。基板ＳＢにおいては、例えばフォトリソグラフィー技術によって予めアライメントマークが４箇所のアライメントマーク形成領域ＡＲのそれぞれに形成されている。一方、ブランケットＢＬの各アライメントマーク形成領域ＡＲに形成されるアライメントマークは、有効パターン領域ＰＲに形成されるパターンと共に、版ＰＰを用いてパターン形成材料によりパターニングされる。そのため、パターニング時の版ＰＰとブランケットＢＬとの位置関係に関わらず、ブランケットＢＬ上において有効パターン領域ＰＲに形成されるパターンとアライメントマーク形成領域ＡＲに形成されるアライメントマークとの位置関係は不変である。これにより、アライメントマークを用いた位置合わせにより基板ＳＢとブランケットＢＬ上のパターンとの位置関係が一定に保たれる。 And the area | region which adjoins the corner | angular part of the board | substrate SB outside the four corners of the effective pattern area | region PR is made into the alignment mark formation area AR. In the substrate SB, alignment marks are formed in advance in each of the four alignment mark formation areas AR by, for example, a photolithography technique. On the other hand, the alignment mark formed in each alignment mark forming area AR of the blanket BL is patterned by a pattern forming material using the plate PP together with the pattern formed in the effective pattern area PR. Therefore, regardless of the positional relationship between the plate PP and the blanket BL during patterning, the positional relationship between the pattern formed in the effective pattern region PR and the alignment mark formed in the alignment mark formation region AR on the blanket BL is unchanged. is there. Thereby, the positional relationship between the substrate SB and the pattern on the blanket BL is kept constant by the alignment using the alignment mark.
図２１はアライメントマークのパターンの例を示す図である。より詳しくは、図２１（ａ）はこの実施形態において基板に形成される第１アライメントマークの構成要素である第１アライメントパターンを示し、図２１（ｂ）はこの実施形態においてブランケットに形成される第２アライメントマークの構成要素である第２アライメントパターンを示す。また、図２１（ｃ）はこれらのアライメントパターンの空間周波数スペクトルを示している。 FIG. 21 is a diagram showing an example of an alignment mark pattern. More specifically, FIG. 21A shows a first alignment pattern which is a component of the first alignment mark formed on the substrate in this embodiment, and FIG. 21B is formed on the blanket in this embodiment. The 2nd alignment pattern which is a component of the 2nd alignment mark is shown. FIG. 21C shows the spatial frequency spectrum of these alignment patterns.
図２１（ａ）に示すように、基板ＳＢに形成される第１アライメントパターンＡＰ１は、ピントが合わない状態でも図形が消失しない程度のサイズ、例えば１辺が５０μｍ程度の矩形（この例では正方形）で、四辺に囲まれた内部が一様に塗り潰された中実な図形である。一方、図２１（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬに形成される第２アライメントパターンＡＰ２は、例えば１辺が１２０μｍ程度の矩形で内部が繰り抜かれて空白となった環状の中空な図形である。正方形をなす各辺の線幅は例えば１０μｍであり、したがって内部の正方形の１辺は１００μｍ程度である。そのため重心を共通として第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２とを重ね合わせたときに、第１アライメントパターンＡＰ１が第２アライメントパターンＡＰ２内部の空白部分にすっぽりと収まるような寸法となっている。 As shown in FIG. 21A, the first alignment pattern AP1 formed on the substrate SB has a size such that a figure does not disappear even when it is out of focus, for example, a rectangle having a side of about 50 μm (in this example, a square ) Is a solid figure with the inside surrounded by four sides uniformly filled. On the other hand, as shown in FIG. 21 (b), the second alignment pattern AP2 formed on the blanket BL is, for example, an annular hollow figure that is a rectangle with one side of about 120 μm and the inside is blanked out. . The line width of each side forming a square is, for example, 10 μm, and therefore one side of the inner square is about 100 μm. Therefore, when the first alignment pattern AP1 and the second alignment pattern AP2 are overlapped with the common center of gravity, the dimension is such that the first alignment pattern AP1 fits perfectly in the blank portion inside the second alignment pattern AP2. .
これらのパターンの有する空間周波数成分を比較すると、図２１（ｃ）に示すように、中実図形である第１アライメントパターンＡＰ１が、中空図形である第２アライメントパターンＡＰ２よりも多くの低周波成分を含んでいる。つまり、第１アライメントパターンＡＰ１の方が、空間周波数のスペクトルが低周波数側に偏っている。後述する精密アライメント動作では、この特徴を利用して各アライメントパターンの位置検出を行う。 When the spatial frequency components of these patterns are compared, as shown in FIG. 21C, the first alignment pattern AP1 that is a solid figure has more low frequency components than the second alignment pattern AP2 that is a hollow figure. Is included. That is, in the first alignment pattern AP1, the spatial frequency spectrum is biased toward the low frequency side. In the precision alignment operation described later, the position of each alignment pattern is detected using this feature.
すなわち、上記のように構成されたアライメントパターンをアライメント部４の撮像部４５によって撮像し、撮像した画像からアライメントパターンを検出して基板ＳＢとブランケットＢＬ（厳密にはブランケットＢＬ上のパターン）との位置関係を把握し、必要に応じてこれらの位置を合わせるための調整動作を行う。
That is, the alignment pattern configured as described above is imaged by the
なお、詳しくは詳述するが、本実施形態の第１アライメントマークおよび第２アライメントマークは、それぞれ上記したアライメントパターンを構成要素としてこれを１つまたは複数含んだものである。ただし、本発明にかかるアライメント方法を適用した本実施形態の精密アライメント動作自体は、単一のアライメントパターンのみからなるアライメントマークによっても成立する。そこで、ここでは単一の第１アライメントパターンＡＰ１からなる第１アライメントマークを基板ＳＢに形成し、単一の第２アライメントパターンＡＰ２からなる第２アライメントマークをブランケットＢＬに形成した例を用いてアライメント動作の原理を説明する。 Although described in detail in detail, each of the first alignment mark and the second alignment mark of this embodiment includes one or a plurality of the above-described alignment patterns as constituent elements. However, the precision alignment operation itself of the present embodiment to which the alignment method according to the present invention is applied is also realized by an alignment mark consisting of only a single alignment pattern. Therefore, here, alignment is performed using an example in which a first alignment mark composed of a single first alignment pattern AP1 is formed on the substrate SB, and a second alignment mark composed of a single second alignment pattern AP2 is formed on the blanket BL. The principle of operation will be described.
Ｄ−２．精密アライメントの原理
図２２は精密アライメントのための撮像動作を示す図である。前記したように、この実施形態のアライメント部４は４組の撮像部４５を有しているが、それらは同一構造であるので、ここではそのうち１つの撮像部４５ａの動作について説明する。
D-2. Principle of Precision Alignment FIG. 22 is a diagram showing an imaging operation for precise alignment. As described above, the
上記した第１アライメントパターンＡＰ１が形成された基板ＳＢは、上ステージ部３の吸着プレート３７の下面にそのアライメントマーク形成面を下向きにして吸着保持されている。一方、第２アライメントパターンＡＰ２が形成されたブランケットＢＬは、下ステージ部５の吸着プレート５１にそのアライメントマーク形成面を上向きにして吸着保持されている。したがって、基板ＳＢとブランケットＢＬとは、それぞれのアライメントマーク形成面同士が互いに対向するように配置される。これにより、鉛直方向（Ｚ方向）における両アライメントマーク間の距離を小さくすることができる。基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の間隔Ｇsbについては、これをできるだけ小さくすることが望ましいが、装置各部の寸法精度や基板ＳＢおよびブランケットＢＬの撓み等を考慮すると、基板ＳＢとブランケットＢＬとの予定しない接触を防ぐためにはある程度離さざるを得ない。ここでは例えば間隔Ｇsbを３００μｍとする。
The substrate SB on which the first alignment pattern AP1 is formed is sucked and held on the lower surface of the
ブランケットＢＬ表面の第２アライメントパターンＡＰ２は、下ステージ部５の吸着プレート５１に設けられた石英窓５２ａの直上に配置される。言い換えれば、石英窓５２ａはブランケットＢＬの１つのアライメントマーク形成領域ＡＲ（図２０）の直下位置に設けられている。これと対応する位置に設けられた基板ＳＢ側の第１アライメントパターンＡＰ１も、石英窓５２ａに臨む位置に配置される。
The second alignment pattern AP2 on the surface of the blanket BL is disposed immediately above the
ブランケットＢＬは、ガラス板または透明樹脂板の表面に例えばシリコンゴムによる薄い弾性層が形成されたものであり、光透過性を有する。したがって、下ステージ部５の下方からは、石英窓５２ａおよびブランケットＢＬを介して第１アライメントパターンＡＰ１および第２アライメントパターンＡＰ２とが同時に見通せる状態となっている。なお、基板に転写すべきパターンおよび第２アライメントパターンＡＰ２は、ブランケットＢＬの弾性層の表面に形成される。すなわち、ブランケットＢＬの主面のうち、弾性層が形成された側の一方主面が、パターンおよびアライメントマークの形成面となっている。
The blanket BL is formed by forming a thin elastic layer of, for example, silicon rubber on the surface of a glass plate or a transparent resin plate, and has light transmittance. Accordingly, the first alignment pattern AP1 and the second alignment pattern AP2 can be seen through the
石英窓５２ａの下方（−Ｚ）には、撮像部４５ａが配置されている。具体的には、石英窓５２ａの直下位置に、対物レンズ４５５、ハーフミラー４５７およびＣＣＤカメラＣＭａの受光面４５８がこの順番で配置されている。対物レンズ４５５の光軸は略鉛直方向と一致しており、該光軸上に石英窓５２ａおよび受光面４５８がそれぞれ配置されている。ハーフミラー４５７には側方から光源４５６からの光が入射しており、該光はハーフミラー４５７で反射されて石英窓５２ａに向けて出射され、石英窓５２ａを介して第１および第２アライメントパターンを照射する。ＣＣＤカメラ受光面４５８は、石英窓５２ａに臨んで配された第１アライメントパターンＡＰ１および第２アライメントパターンＡＰ２を同一視野内で一括して撮像する。
An
対物レンズ４５５、ハーフミラー４５７、受光面４５８および光源４５６は一体的に、ＸＹテーブル４５１によってＸＹ平面に沿った方向に、また精密昇降テーブル４５２によって鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。対物レンズ４５５の前側焦点は、精密昇降テーブル４５２によってブランケットＢＬのアライメントマーク形成面に合わせられる。一方、後側焦点は予めＣＣＤカメラの受光面４５８に合わせられている。このため、ＣＣＤカメラ受光面４５８には、ブランケットＢＬに形成された第２アライメントパターンＡＰ２にピントが合った（焦点内の）光学像が結像され、ＣＣＤカメラＣＭａによりこの光学像が撮像される。
The
図２３は精密アライメント動作の処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理において、ステップＳ９０１およびＳ９０２はそれぞれ図１７のサブステップ（９−６）、（９−７）に対応する処理であり、図１７のサブステップ（９−８）として示した「精密アライメント」は、図２３のうちステップＳ９０３ないしＳ９１０に対応している。まず、精密昇降テーブル４５２により、撮像部４５のピントがブランケットＢＬのアライメントマーク形成面（上面）に調整される（ステップＳ９０１）。具体的には、例えば次のようにすることができる。
FIG. 23 is a flowchart showing a flow of processing of the precision alignment operation. In this process, steps S901 and S902 correspond to the sub-steps (9-6) and (9-7) in FIG. 17, respectively, and the “precision” shown as the sub-step (9-8) in FIG. “Alignment” corresponds to steps S903 to S910 in FIG. First, the precision lifting table 452 adjusts the focus of the
第１の方法では、直前に計測されたブランケットＢＬの厚みに基づいて、対物レンズ４５５の前側焦点がブランケットＢＬの上面に一致するように、精密昇降テーブル４５２により撮像部４５の上下方向位置が調整される。すなわち、ブランケット厚みの計測結果から、吸着ステージ５１に保持されたブランケットＢＬの上面のＺ方向位置を算出し、精密昇降テーブル４５２により対物レンズ４５５のＺ方向焦点位置をブランケットＢＬ上面に合わせる。
In the first method, the vertical position of the
また、これに代わる第２の方法では、精密昇降テーブル４５２により撮像部４５を上下方向（Ｚ方向）に動かすことで焦点位置をＺ方向に一定ピッチで変更設定しながら、その都度ＣＣＤカメラＣＭａ等による撮像を行う。そして、撮像されるアライメントパターンＡＰ２の画像から、画像コントラストが最大となる位置を算出し、その位置に対物レンズ４５５の焦点位置を合わせる。
In a second alternative method, the focus position is changed and set at a constant pitch in the Z direction by moving the
上記２つの方法のいずれによってもピント調整を行うことができ、またこれらをオペレータの操作入力によって選択できるようにしてもよい。こうして撮像部４５のピントが第２アライメントパターンＡＰ２が形成されたブランケットＢＬの上面に合わせられる。これ以後は、光軸のブレに起因する検出誤差を生じさせないために、撮像部４５の上下方向位置を動かさないようにする。
The focus adjustment can be performed by either of the above two methods, and these may be selected by an operation input of the operator. In this way, the focus of the
このとき、４つの撮像部４５ａ〜４５ｄが一体的に上下動されてもよく、また各撮像部４５ａ〜４５ｄがそれぞれ個別の移動量で上下動するようにしてもよい。前者の場合、ブランケット厚みの測定を代表的に１箇所のみで計測すれば済むので処理時間が短縮できる。また後者の場合、ブランケットＢＬの位置による厚みの違いにも対応してよりきめ細かな調整を行うことが可能である。
At this time, the four
こうしてピント調整がなされた状態では、各ＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄの視野には第１アライメントパターンＡＰ１およびこれに対応する第２アライメントパターンＡＰ２が入っており、このうち第２アライメントパターンＡＰ２にピントが合った状態である。各ＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄはそれぞれこの画像を撮像し、画像データを画像処理部６５へ送出する（ステップＳ９０２）。画像処理部６５は、こうして撮像された画像に対し所定の画像処理を行い、画像内における第１および第２アライメントパターンＡＰ１，ＡＰ２の位置検出を行う（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）。具体的にはこれらの重心位置Ｇ1m，Ｇ2mを検出する。
In the state in which the focus adjustment is performed in this way, the first alignment pattern AP1 and the second alignment pattern AP2 corresponding to the first alignment pattern AP1 are included in the field of view of each of the CCD cameras CMa to CMd, and among these, the second alignment pattern AP2 is in focus. It is in the state. Each of the CCD cameras CMa to CMd captures this image and sends the image data to the image processing unit 65 (step S902). The
図２４はＣＣＤカメラで撮像された画像の一例を示す図である。撮像された画像ＩＭには、図２４（ａ）に示すように、ピントが合った状態で高い画像コントラストで撮像された第２アライメントパターンＡＰ２が含まれる。したがって、撮像された画像から第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mを検出することは比較的容易である。第２アライメントパターンＡＰ２を環状矩形の中空図形とした場合、例えば次のようにして重心位置を求めることができる。図２４（ｂ）に示すように、画像内の各位置ごとの輝度を所定の閾値で二値化することで第２アライメントパターンＡＰ２のエッジ部分を抽出し、これから第２アライメントパターンＡＰ２の輪郭を推定してその重心Ｇ2mの位置を求めることができる（ステップＳ９０３）。特に、パターンの外形寸法や線幅などの特徴が予めわかっていることから、それらの特徴に特化した画像処理を適用することができる。 FIG. 24 is a diagram illustrating an example of an image captured by a CCD camera. As shown in FIG. 24A, the captured image IM includes a second alignment pattern AP2 that is captured with high image contrast in a focused state. Therefore, it is relatively easy to detect the gravity center position G2m of the second alignment pattern AP2 from the captured image. When the second alignment pattern AP2 is an annular rectangular hollow figure, for example, the position of the center of gravity can be obtained as follows. As shown in FIG. 24B, the edge portion of the second alignment pattern AP2 is extracted by binarizing the luminance at each position in the image with a predetermined threshold, and the contour of the second alignment pattern AP2 is extracted from this. The position of the center of gravity G2m can be obtained by estimation (step S903). In particular, since features such as the external dimensions and line width of the pattern are known in advance, image processing specialized for those features can be applied.
一方、基板側に形成された第１アライメントパターンＡＰ１については、必ずしもピントが合っているとは限らない。光軸方向における第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との間隔が対物レンズ４５５の被写界深度以下であれば、第１アライメントパターンＡＰ１と第２アライメントパターンＡＰ２との両方にピントが合った画像を撮像することが可能である。しかしながら、アライメントパターン間の間隔が対物レンズ４５５の被写界深度よりも大きいとき、第２アライメントパターンＡＰ２にピントを合わせれば第１アライメントパターンＡＰ１は被写界深度外となってピントが合わず、輪郭のぼやけた画像として撮像される。
On the other hand, the first alignment pattern AP1 formed on the substrate side is not necessarily in focus. If the distance between the first alignment pattern AP1 and the second alignment pattern AP2 in the optical axis direction is equal to or smaller than the depth of field of the
本実施形態では５倍程度の倍率を有する対物レンズ４５５を使用しており、その被写界深度は±３０μｍ（合焦範囲として６０μｍ）程度である。一方、装置１００にセットされた基板ＳＢとブランケットＢＬとの間隔Ｇsbは３００μｍ程度である。このような条件では、両アライメントパターンに同時にピントを合わせることは不可能である。すなわち、第２アライメントパターンＡＰ２にピントを合わせれば、必然的に第１アライメントパターンＡＰ１にはピントが合わない。本実施形態の精密アライメント方法は、このような場合にも対応して高精度の位置合わせを可能とするものである。
In this embodiment, an
第１アライメントパターンＡＰ１にピントが合っていないとき、図２４（ａ）に示すように、第１アライメントパターンＡＰ１は破線で示す本来の外形よりも大きく、しかも輪郭がぼやけた状態で撮像されている。したがって元の第１アライメントパターンＡＰ１の形状が有していた空間周波数成分のうち比較的高い周波数成分は失われている。このため、第２アライメントパターンＡＰ２の場合のようにエッジを抽出する方法は適用が難しくまた検出誤差も大きくなると考えられる。そこで、図２４（ｃ）に示すように、輝度レベルのピーク位置をもって第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置を求める。 When the first alignment pattern AP1 is not in focus, as shown in FIG. 24A, the first alignment pattern AP1 is larger than the original outer shape indicated by the broken line and is imaged in a blurred outline. . Therefore, a relatively high frequency component is lost among the spatial frequency components that the shape of the original first alignment pattern AP1 had. For this reason, it is considered that the method of extracting an edge as in the case of the second alignment pattern AP2 is difficult to apply and the detection error increases. Therefore, as shown in FIG. 24C, the barycentric position of the first alignment pattern AP1 is obtained with the peak position of the luminance level.
このとき、図２１（ｃ）に示したように、予め第１アライメントパターンＡＰ１の形状を低い空間周波数成分を多く含むものとしておくことによって、画像情報の損失を抑え、重心位置の検出精度の低下を抑制することができる。特にシェーディング補正を伴う画像処理を行う場合には、これによって低い周波数成分も失われるため、空間周波数の分布が低周波数側に寄った形状のパターンを用いることが有効である。 At this time, as shown in FIG. 21C, the shape of the first alignment pattern AP1 includes a lot of low spatial frequency components in advance, thereby suppressing loss of image information and lowering the detection accuracy of the center of gravity position. Can be suppressed. In particular, when performing image processing with shading correction, low frequency components are also lost thereby, so it is effective to use a pattern having a shape in which the spatial frequency distribution approaches the low frequency side.
また、元の形状に含まれる高周波成分が失われることが予めわかっているのであるから、重心位置の検出において高周波成分は有用性を持たず、むしろノイズとして作用するものである。そこで、画像から高周波成分を除去する低域フィルタリング処理を行い、除去後の画像から重心位置を検出することが望ましい。このようにして、ピントが合わない第１アライメントパターンＡＰ１の重心Ｇ1mの位置を検出する（ステップＳ９０４）。 In addition, since it is known in advance that the high-frequency component included in the original shape is lost, the high-frequency component has no utility in detecting the position of the center of gravity, but rather acts as noise. Therefore, it is desirable to perform a low-pass filtering process that removes high-frequency components from the image and detect the position of the center of gravity from the image after removal. In this way, the position of the center of gravity G1m of the first alignment pattern AP1 that is not in focus is detected (step S904).
図２４（ａ）に示すように、例えば第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置Ｇ1mを基準としたとき、本来、つまり基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置関係が適切であるときに第２アライメントパターンＡＰ２が位置すべき重心の位置を符号Ｇ2tにより表す。しかしながら、実測された重心Ｇ2mの位置は必ずしもこれと一致せず、これらを一致させるために精密アライメント動作が必要となる。すなわち精密アライメント動作では、同図において矢印で示すように、検出される第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mをその適正位置Ｇ2tに一致させるように基板ＳＢとブランケットＢＬとの相対位置を調整する。この実施形態では、撮像結果に基づきアライメントステージ４４のステージトップ４４２の必要移動量を算出しこれを移動させることで、ステージトップ４４２に支持された下ステージ部５およびこれに載置されたブランケットＢＬを移動させて、基板ＳＢに対する位置合わせを行う。
As shown in FIG. 24A, for example, when the center of gravity position G1m of the first alignment pattern AP1 is used as a reference, when the positional relationship between the substrate SB and the blanket BL is appropriate, the second alignment pattern AP2 is The position of the center of gravity to be located is represented by the symbol G2t. However, the position of the measured center of gravity G2m does not necessarily match this, and a precise alignment operation is required to match these positions. That is, in the precision alignment operation, as indicated by an arrow in the drawing, the relative position between the substrate SB and the blanket BL is adjusted so that the center of gravity position G2m of the detected second alignment pattern AP2 matches the appropriate position G2t. In this embodiment, the required amount of movement of the
上記のようにして第１アライメントパターンＡＰ１の重心Ｇ1m、および第２アライメントパターンＡＰ２の重心Ｇ2mの位置が検出されると、続いてそれらの間の位置ずれ量を算出する（ステップＳ９０５）。ここで算出するべきは、検出された２つのアライメントパターンそれぞれの重心Ｇ1m、Ｇ2m間の位置ずれ量ではなく、第１アライメントパターンＡＰ１の重心位置Ｇ1mから導かれる第２アライメントパターンＡＰ２の適正な重心位置Ｇ2tと、実測により検出された第２アライメントパターンＡＰ２の重心位置Ｇ2mとの間の位置ずれ量である。なお、第１および第２アライメントパターンがその重心位置が共通となるように配置されている（つまりＧ2tがＧ1mに等しい）場合には、当然に２つのアライメントパターンそれぞれの重心Ｇ1m、Ｇ2m間の位置ずれ量が、求めるべき量となる。 When the positions of the center of gravity G1m of the first alignment pattern AP1 and the center of gravity G2m of the second alignment pattern AP2 are detected as described above, the amount of misalignment between them is subsequently calculated (step S905). What should be calculated here is not the amount of misalignment between the centroids G1m and G2m of the two detected alignment patterns, but the appropriate centroid position of the second alignment pattern AP2 derived from the centroid position G1m of the first alignment pattern AP1. This is the amount of displacement between G2t and the center of gravity position G2m of the second alignment pattern AP2 detected by actual measurement. When the first and second alignment patterns are arranged so that their center of gravity positions are common (that is, G2t is equal to G1m), naturally the positions between the center of gravity G1m and G2m of each of the two alignment patterns. The amount of deviation is the amount to be obtained.
なお、ＸＹ平面内において基板ＳＢとブランケットＢＬとの間で生じる位置ずれとしては、Ｘ方向およびＹ方向へのずれだけではなく、捩れ、つまり鉛直軸周りの回転角度が互いに異なるタイプのずれがある。基板ＳＢおよびブランケットＢＬのそれぞれに設けた１対のアライメントパターンの重心位置の調整では、この鉛直軸周りの回転方向（以下、「θ方向」と称する）へのずれを補正することが難しい。特に一方のアライメントパターンがピントの合わない状態で撮像されているとき、ぼやけた画像から該パターンの回転角度を把握することは困難である。 Note that the positional deviation that occurs between the substrate SB and the blanket BL in the XY plane includes not only deviation in the X direction and Y direction, but also twist, that is, a type of deviation in which the rotation angles around the vertical axis are different from each other. . In the adjustment of the center of gravity position of the pair of alignment patterns provided on each of the substrate SB and the blanket BL, it is difficult to correct the shift in the rotation direction around the vertical axis (hereinafter referred to as “θ direction”). In particular, when one of the alignment patterns is captured in an out-of-focus state, it is difficult to grasp the rotation angle of the pattern from a blurred image.
この実施形態では、基板ＳＢおよびブランケットＢＬの４隅それぞれに各１対のアライメントマークを設け（図２０）、これらを４組の撮像部４５で撮像する（図６）。そして、これら４組の撮像部４５で撮像された画像のそれぞれから、以下のようにしてＸ、Ｙおよびθ方向の位置ずれを補正することで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの高精度な位置合わせを可能にしている。
In this embodiment, a pair of alignment marks is provided at each of the four corners of the substrate SB and the blanket BL (FIG. 20), and these are imaged by the four imaging units 45 (FIG. 6). Then, from each of the images picked up by these four sets of the
図２５および図２６はこの実施形態における精密アライメントの原理を説明する図である。より詳しくは、図２５は撮像結果から仮想平面に再配置されるアライメントパターンの位置関係を示す図であり、図２６はこれに基づく位置ずれ補正の原理を説明する図である。これらの図および後出の図２７における座標軸の方向は、撮像部４５による撮像の態様にならい、基板ＳＢおよびブランケットＢＬに形成されたアライメントパターンを下方から見上げた状態でのものを示している。
25 and 26 are diagrams for explaining the principle of precision alignment in this embodiment. More specifically, FIG. 25 is a diagram showing the positional relationship of alignment patterns rearranged on the virtual plane from the imaging result, and FIG. 26 is a diagram for explaining the principle of misalignment correction based on this. The directions of the coordinate axes in these drawings and FIG. 27 described later show the alignment patterns formed on the substrate SB and the blanket BL as viewed from below according to the mode of imaging by the
ここでは、基板ＳＢの位置を基準として、ブランケットＢＬの位置をこれに合わせるためのブランケットＢＬの移動量を算出するものとし、その基本的な考え方を説明する。図２５に示すように、４組のＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄにより撮像された画像ＩＭａ〜ＩＭｄを仮想的なＸＹ平面に再配置する。そして、ＣＣＤカメラＣＭａ〜ＣＭｄによりそれぞれ撮像された基板ＳＢ側の４箇所のアライメントパターンＡＰ１ａ〜ＡＰ１ｄを用いて構成される仮想的な図形と、ブランケットＢＬ側の４箇所のアライメントパターンＡＰ２ａ〜ＡＰ２ｄを用いて構成される仮想的な図形との位置関係から、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置関係を把握する。 Here, based on the position of the substrate SB, the amount of movement of the blanket BL for adjusting the position of the blanket BL to this is calculated, and the basic concept will be described. As shown in FIG. 25, images IMa to IMd captured by the four sets of CCD cameras CMa to CMd are rearranged on a virtual XY plane. And the virtual figure comprised using the four alignment patterns AP1a-AP1d by the side of the board | substrate SB each imaged by CCD camera CMa-CMd, and four alignment patterns AP2a-AP2d by the blanket BL side are used. The positional relationship between the substrate SB and the blanket BL is grasped from the positional relationship with the virtual figure configured as described above.
この実施形態では、基板ＳＢ上におけるアライメントパターンＡＰ１ａ〜ＡＰ１ｄは、各々の重心位置を頂点とする四辺形Ｒsbが矩形となるように配置される。したがって、互いに対向する位置にあるアライメントパターンＡＰ１ａおよびＡＰ１ｃの重心間を結ぶ線分は当該矩形の一の対角線となり、他の対角線であるアライメントパターンＡＰ１ｂおよびＡＰ１ｄの重心間を結ぶ線分との交点Ｇ10は、当該矩形Ｒsbの重心と一致する。同様に、ブランケットＢＬ上におけるアライメントパターンＡＰ２ａ〜ＡＰ２ｄは、各々の重心位置を頂点とする四辺形Ｒblが矩形となるように配置され、アライメントパターンＡＰ２ａおよびＡＰ２ｃの重心間を結ぶ線分と、アライメントパターンＡＰ２ｂおよびＡＰ２ｄの重心間を結ぶ線分との交点Ｇ20は、当該矩形Ｒblの重心となる。 In this embodiment, the alignment patterns AP1a to AP1d on the substrate SB are arranged such that the quadrilateral Rsb having the centroid position as a vertex is a rectangle. Therefore, a line segment connecting the centroids of the alignment patterns AP1a and AP1c at positions facing each other is one diagonal line of the rectangle, and an intersection point G10 with a line segment connecting the centroids of the alignment patterns AP1b and AP1d which are other diagonal lines. Corresponds to the center of gravity of the rectangle Rsb. Similarly, the alignment patterns AP2a to AP2d on the blanket BL are arranged so that the quadrangle Rbl having the centroid position as a vertex is a rectangle, and a line segment connecting the centroids of the alignment patterns AP2a and AP2c, and the alignment pattern The intersection G20 with the line connecting the centroids of AP2b and AP2d becomes the centroid of the rectangle Rbl.
基板ＳＢ側、ブランケットＢＬ側でそれぞれ検出された４箇所ずつのアライメントパターンの重心位置から、仮想平面内における矩形ＲsbおよびＲblの重心位置の座標および座標軸に対する傾きは容易に算出可能である。それらの値から、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置ずれ量、およびこれを補正するためのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向へのブランケットＢＬの移動量を求めることができる。 From the center of gravity positions of the four alignment patterns detected on the substrate SB side and the blanket BL side, the coordinates of the center positions of the rectangles Rsb and Rbl in the virtual plane and the inclination with respect to the coordinate axis can be easily calculated. From these values, the amount of displacement between the substrate SB and the blanket BL, and the amount of movement of the blanket BL in the X, Y, and θ directions for correcting this can be obtained.
最も単純な例として、基板ＳＢ側の矩形ＲsbとブランケットＢＬ側の矩形Ｒblとが相似形であり、基板ＳＢとブランケットＢＬとが適正な配置であるときに基板ＳＢ側の矩形Ｒsbの重心Ｇ10とブランケットＢＬ側の矩形Ｒblの重心Ｇ20とが仮想平面上において一致し、しかも仮想平面内における両矩形の傾きが等しくなるように、各アライメントパターンを配置した場合を考える。 As a simplest example, the rectangle Rsb on the substrate SB side and the rectangle Rbl on the blanket BL side are similar, and the center of gravity G10 of the rectangle Rsb on the substrate SB side when the substrate SB and the blanket BL are properly arranged Consider a case where the alignment patterns are arranged so that the center of gravity G20 of the rectangle Rbl on the blanket BL side coincides on the virtual plane and the inclinations of both rectangles in the virtual plane are equal.
図２６（ａ）に示すように、矩形Ｒsbの重心Ｇ10と矩形Ｒblの重心Ｇ20とのＸＹ平面における位置ずれを補正するためには、矩形Ｒbl（すなわちブランケットＢＬ）を（−Ｘ）方向にＭｘ、（＋Ｙ）方向にＭｙだけそれぞれ移動させればよい。このような移動を行うと、図２６（ｂ）に示すように、矩形Ｒblの重心は矩形Ｒsbの重心Ｇ10と一致するが、両矩形の傾きが異なり基板ＳＢとブランケットＢＬとのθ方向の位置ずれが残っている場合がある。これを是正するために必要な、鉛直軸（Ｚ軸）周りのブランケットＢＬの回転量Ｍθが、各アライメントパターンの重心位置の検出結果から算出可能である。 As shown in FIG. 26 (a), in order to correct the positional deviation in the XY plane between the gravity center G10 of the rectangle Rsb and the gravity center G20 of the rectangle Rbl, the rectangle Rbl (that is, the blanket BL) is Mx in the (−X) direction. , (+ Y) directions may be moved by My. When such movement is performed, as shown in FIG. 26 (b), the center of gravity of the rectangle Rbl coincides with the center of gravity G10 of the rectangle Rsb, but the inclination of both rectangles is different and the position of the substrate SB and the blanket BL in the θ direction. Misalignment may remain. The rotation amount Mθ of the blanket BL around the vertical axis (Z axis) necessary for correcting this can be calculated from the detection result of the center of gravity position of each alignment pattern.
このように、基板ＳＢとの位置ずれを補正するためのブランケットＢＬのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の移動量Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍθが、各アライメントパターンの重心位置検出結果から算出可能である。この算出結果に基づき、アライメントステージ４４のステージトップ４４２を移動させて基板ＳＢに対するブランケットＢＬの位置を調整することで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせを高精度に行うことが可能である。
As described above, the movement amounts Mx, My, Mθ of the blanket BL for correcting the positional deviation with respect to the substrate SB in the X direction, the Y direction, and the θ direction can be calculated from the centroid position detection result of each alignment pattern. Based on this calculation result, the position of the blanket BL with respect to the substrate SB is adjusted by moving the
なお、この例では、基板ＳＢ側およびブランケットＢＬ側における各アライメントパターンの重心を結んでなる図形が互いに相似であり、基板ＳＢとブランケットＢＬとに位置ずれがなければ両図形の重心位置および傾きが等しいことを前提としたが、これに限定されない。すなわち、アライメントパターンの配置が如何なるものであっても、基板ＳＢ側のアライメントパターンの重心位置を適宜に結んでなる仮想的な図形と、ブランケットＢＬ側のアライメントパターンの重心位置を適宜に結んでなる仮想的な図形との間における相対的な位置関係が、アライメントパターンの配置に応じて予め設定された関係となるように、基板ＳＢに対するブランケットＢＬの移動量が算出されればよい。 In this example, the figures connecting the centroids of the alignment patterns on the substrate SB side and the blanket BL side are similar to each other. If there is no misalignment between the substrate SB and the blanket BL, the centroid position and inclination of both figures are Although it is assumed that they are equal, the present invention is not limited to this. That is, regardless of the alignment pattern arrangement, a virtual figure formed by appropriately connecting the center of gravity of the alignment pattern on the substrate SB side and the center of gravity of the alignment pattern on the blanket BL side are appropriately connected. The amount of movement of the blanket BL relative to the substrate SB may be calculated so that the relative positional relationship with the virtual figure becomes a relationship set in advance according to the arrangement of the alignment pattern.
図２３のフローチャートに即して上記動作を説明する。基板ＳＢ側およびブランケットＢＬ側のそれぞれについて、各カメラで撮像されたアライメントパターンの重心位置が画像処理部６５による画像処理によって求められると（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）、これらの算出結果から、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置ずれ量を算出する（ステップＳ９０５）。ここでの位置ずれ量は、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向のそれぞれについて算出される。こうして求められた位置ずれ量が予め定められた許容範囲内にあれば（ステップＳ９０６）、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の位置ずれは無視できるものとして精密アライメント動作を終了する。 The above operation will be described with reference to the flowchart of FIG. For each of the substrate SB side and the blanket BL side, when the gravity center position of the alignment pattern imaged by each camera is obtained by image processing by the image processing unit 65 (steps S903 and S904), from these calculation results, the substrate SB and The amount of positional deviation from the blanket BL is calculated (step S905). The amount of misregistration here is calculated for each of the X direction, the Y direction, and the θ direction. If the positional deviation amount thus obtained is within the predetermined allowable range (step S906), the positional deviation between the substrate SB and the blanket BL can be ignored, and the precision alignment operation is terminated.
位置ずれ量が許容範囲を超えているとき、これを補正するためのブランケットＢＬの移動が必要である。続いてそのための移動を行うのであるが、何らかの装置の不具合により位置合わせができない状態となっている可能性もあることを考慮して、位置合わせのための移動のリトライ回数に上限を設定しておく。すなわち、リトライ回数が予め設定された所定回数に達しているときには（ステップＳ９０７）、所定のエラー停止処理を実行した上で（ステップＳ９０８）、処理を終了する。このエラー停止処理の内容としては、例えば、所定のエラーメッセージを表示して処理自体を完全に中止する、エラーの内容をユーザに報知した上で以後の処理についてユーザの指示を待つ、などが考えられる。ユーザの指示に応じて処理を再開するようにしてもよい。 When the amount of positional deviation exceeds the allowable range, it is necessary to move the blanket BL to correct this. Next, move for that purpose, but considering that there is a possibility that alignment is not possible due to some device malfunction, set an upper limit for the number of movement retries for alignment deep. That is, when the number of retries reaches a predetermined number set in advance (step S907), a predetermined error stop process is executed (step S908), and the process ends. The contents of this error stop process include, for example, displaying a predetermined error message and completely stopping the process itself, informing the user of the error contents, and waiting for the user's instructions for the subsequent processes. It is done. The processing may be resumed according to a user instruction.
一方、所定のリトライ回数に達していなければ（ステップＳ９０７）、位置合わせのために必要なブランケットＢＬの移動量（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍθ）を算出し（ステップＳ９０９）、算出された移動量に基づきアライメントステージ４４を動作させて（ステップＳ９１０）、ステージトップ４４２とともにブランケットＢＬの位置を移動させる。この状態で、再び各アライメントパターンの撮像および重心位置の検出を行い、ブランケットＢＬの再移動が必要か否かの判定を行う（ステップＳ９０２〜Ｓ９０６）。これを所定のリトライ回数に達するまで繰り返す（ステップＳ９０７）。
On the other hand, if the predetermined number of retries has not been reached (step S907), the movement amount (Mx, My, Mθ) of the blanket BL necessary for alignment is calculated (step S909), and based on the calculated movement amount. The
これにより、図２６（ｂ）に実線で示す基板ＳＢ側に形成された４箇所のアライメントパターンＡＰ１がなす矩形Ｒsbと、点線で示すブランケットＢＬ側に形成された４箇所のアライメントパターンＡＰ２がなす矩形Ｒblとの重心位置（Ｘ方向、Ｙ方向）およびＸＹ平面における傾き（θ方向回転角度）が共に一致する、またはそのずれ量が許容範囲内に収まることとなる。これにより、基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせ（精密アライメント）が完了する。 Accordingly, the rectangle Rsb formed by the four alignment patterns AP1 formed on the substrate SB side indicated by the solid line in FIG. 26B and the rectangle formed by the four alignment patterns AP2 formed on the blanket BL side indicated by the dotted line. The center of gravity position (X direction, Y direction) and the inclination in the XY plane (θ direction rotation angle) with Rbl coincide with each other, or the deviation amount falls within an allowable range. Thereby, the alignment (precision alignment) between the substrate SB and the blanket BL is completed.
なお、この実施形態では、アライメントパターンの撮像および該撮像結果に基づくブランケットＢＬの移動を繰り返して実行することで基板ＳＢに対するブランケットＢＬの位置を調整し位置ずれを補正してゆくが、少なくともθ方向のずれ量に関してはできるだけ早い段階で補正を完了させておくことが望ましい。その理由は、θ方向の位置ずれを補正するためにはアライメントステージ４４を捻るような移動が必要であり、このような動きを繰り返すことは移動機構のバックラッシュによる誤差を招きやすいからである。
In this embodiment, the position of the blanket BL with respect to the substrate SB is adjusted by repeatedly performing the imaging of the alignment pattern and the movement of the blanket BL based on the imaging result, and the positional deviation is corrected. It is desirable to complete the correction at the earliest possible stage regarding the deviation amount. The reason is that a movement that twists the
このように複数箇所で撮像されたアライメントパターンにより特定される図形の比較によって位置合わせを行うことで、次のような利点が得られる。第１に、複数箇所での検出結果を総合することで、Ｘ方向およびＹ方向だけでなく、鉛直軸（Ｚ軸）周りのθ方向における位置ずれを容易に検出することができ、これを補正することができる。第２に、各カメラが撮像した画像それぞれにおけるアライメントパターンの位置検出誤差が希薄化されることで、位置合わせの精度が向上する。 Thus, the following advantages are obtained by performing alignment by comparing figures specified by alignment patterns imaged at a plurality of locations. First, by integrating the detection results at multiple locations, it is possible to easily detect misalignment not only in the X and Y directions but also in the θ direction around the vertical axis (Z axis). can do. Second, the alignment pattern position detection error in each image captured by each camera is diluted, thereby improving the alignment accuracy.
第３に、各撮像部４５のカメラ取付ベース４１への取り付け位置精度に対する要求を引き下げることができる。高精度の位置合わせを行うためには、カメラ取付ベース４１に対する撮像部４５の取り付け位置を高精度に制御する必要があるが、本実施形態のように、基板ＳＢおよびブランケットＢＬに設けた複数のアライメントパターンをそれぞれ個別の撮像部４５により撮像し、それらのアライメントパターンの位置検出結果から総合的に位置合わせを行う構成では、以下に説明するように、撮像部４５の取り付け位置のばらつきやその経時変化に起因する誤差を低減することが可能である。
Thirdly, it is possible to reduce the requirement for the accuracy of the mounting position of each
図２７は撮像部の取り付け位置の変動が位置合わせに及ぼす影響を説明する図である。例えば図２７において符号ＩＭａで示される領域を撮像すべきＣＣＤカメラＣＭａが、その取り付け位置のずれにより符号ＩＭａ２で示される領域を撮像した場合を考える。この場合、４つのアライメントパターンＡＰ１ａ、ＡＰ１ｂ、ＡＰ１およびＡＰ１ｄにより示される本来の重心Ｇ10と、検出されたアライメントパターンＡＰ１ａ2、ＡＰ１ｂ、ＡＰ１およびＡＰ１ｄにより示される重心Ｇ11との間には、アライメントパターンＡＰ１ａとアライメントパターンＡＰ１ａ2との仮想平面における位置の違いに起因した誤差が生じる。しかしながら、そのずれ量は、他の撮像部４５で撮像されたアライメントパターンの位置検出結果と平均化されることで、アライメントパターン自体の検出位置誤差よりも小さくなる。
FIG. 27 is a diagram for explaining the influence of the change in the mounting position of the imaging unit on the alignment. For example, let us consider a case where the CCD camera CMa that should image the area indicated by the symbol IMa in FIG. In this case, between the original center of gravity G10 indicated by the four alignment patterns AP1a, AP1b, AP1 and AP1d and the center of gravity G11 indicated by the detected alignment patterns AP1a2, AP1b, AP1 and AP1d, the alignment pattern AP1a and An error due to a difference in position on the virtual plane from the alignment pattern AP1a2 occurs. However, the deviation amount is averaged with the position detection result of the alignment pattern imaged by the
さらに、この実施形態では、基板ＳＢ側の４箇所のアライメントパターンと、これらのそれぞれと対になるブランケットＢＬ側の４箇所のアライメントパターンとをそれぞれ同一の撮像手段４５の同一視野内で撮像する。したがって、撮像手段４５の取り付け位置精度に起因するアライメントパターンの位置ずれは、基板ＳＢ側、ブランケットＢＬ側のアライメントパターンに対して同程度に生じる。このため、検出された基板ＳＢ側のアライメントパターンがなす図形Ｒsbの重心と、ブランケットＢＬ側のアライメントパターンがなす図形Ｒblの重心との間における位置ずれ量はさらに小さく抑えられることとなる。 Furthermore, in this embodiment, the four alignment patterns on the substrate SB side and the four alignment patterns on the blanket BL side that are paired with each of the alignment patterns are imaged in the same field of view of the same imaging means 45. Therefore, the displacement of the alignment pattern due to the mounting position accuracy of the image pickup means 45 occurs to the same extent with respect to the alignment patterns on the substrate SB side and the blanket BL side. For this reason, the amount of positional deviation between the center of gravity of the figure Rsb formed by the detected alignment pattern on the substrate SB side and the center of gravity of the figure Rbl formed by the alignment pattern on the blanket BL side is further suppressed.
すなわち、撮像部４５の取り付け位置が検出結果に及ぼす影響が軽減されており、撮像部４５の取り付け位置に要求される精度を軽くすることができる。また、撮像部４５の取り付け位置の経時変化による影響も抑えることができる。
That is, the influence of the attachment position of the
このように、この実施形態における精密アライメント動作では、ブランケットＢＬ側に設けられた中空図形である第２アライメントパターンＡＰ２に撮像部４５のピントを合わせた状態で、該第２アライメントパターンＡＰ２と基板ＳＢ側に設けられた第１アライメントパターンＡＰ１とを同一視野内で撮像する。そして、第２アライメントパターンＡＰ２についてはエッジ抽出を含む画像処理により重心位置を検出する一方、第１アライメントパターンＡＰ１については低域通過フィルタ処理を含む画像処理により重心位置を検出する。このために、第１アライメントパターンＡＰ１としては低い空間周波数成分を多く含む中実図形とする。 As described above, in the precise alignment operation in this embodiment, the second alignment pattern AP2 and the substrate SB are aligned with the second alignment pattern AP2 that is a hollow figure provided on the blanket BL side in focus. The first alignment pattern AP1 provided on the side is imaged within the same field of view. For the second alignment pattern AP2, the barycentric position is detected by image processing including edge extraction, while for the first alignment pattern AP1, the barycentric position is detected by image processing including low-pass filter processing. For this reason, the first alignment pattern AP1 is a solid figure that includes many low spatial frequency components.
これらの構成により、この実施形態では、第１アライメントパターンＡＰ１にピントが合わない状態での撮像によって、第１および第２アライメントパターンそれぞれの重心位置を精度よく求めることができ、これに基づく基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせを高精度に行うことが可能である。本願発明者らの実験によれば、鉛直方向に約３００μｍ離れた基板ＳＢとブランケットＢＬとの間で位置合わせを行った場合、互いの位置ずれを数μｍ程度に抑えることが可能であることが確認されている。 With these configurations, in this embodiment, the center-of-gravity positions of the first and second alignment patterns can be accurately obtained by imaging in a state where the first alignment pattern AP1 is out of focus, and the substrate SB based on this And blanket BL can be aligned with high accuracy. According to the experiments by the inventors of the present application, when alignment is performed between the substrate SB and the blanket BL that are approximately 300 μm apart in the vertical direction, it is possible to suppress the mutual positional deviation to about several μm. It has been confirmed.
さらに、この実施形態では、基板ＳＢおよびブランケットＢＬのそれぞれに、互いに対応する位置に複数のアライメントパターンを設け、これらを個別に撮像した画像から総合的に基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置関係を求めている。こうすることで、撮像された画像内でのアライメントパターンの位置検出誤差や、撮像手段の取り付け位置の変動に起因する検出誤差等による精度の低下を防止することができる。 Further, in this embodiment, a plurality of alignment patterns are provided at positions corresponding to each other on each of the substrate SB and the blanket BL, and the positional relationship between the substrate SB and the blanket BL is obtained comprehensively from images obtained by individually capturing these patterns. ing. By doing so, it is possible to prevent a decrease in accuracy due to an alignment pattern position detection error in the captured image, a detection error caused by a change in the mounting position of the imaging means, and the like.
Ｄ−３．アライメントマークの実例
上記した精密アライメント動作の原理説明では、理解を容易にするために、基板ＳＢ上に４箇所設けられたアライメントマークのそれぞれが単一の中実矩形のアライメントパターンＡＰ１からなる一方、ブランケットＢＬ上に４箇所設けられたアライメントマークのそれぞれが単一の中空矩形のアライメントパターンＡＰ２からなるとした。このように原理的には単一図形のアライメントマークを用いて位置合わせを行うことが可能であるが、この実施形態では基板ＳＢ側のアライメントマークを、複数のアライメントパターンＡＰ１を以下のように配列したものとしている。
D-3. Example of alignment mark In the above description of the principle of the precision alignment operation, in order to facilitate understanding, each of the four alignment marks provided on the substrate SB is composed of a single solid rectangular alignment pattern AP1, Each of the alignment marks provided at four positions on the blanket BL is composed of a single hollow rectangular alignment pattern AP2. Thus, in principle, it is possible to perform alignment using a single figure alignment mark. However, in this embodiment, the alignment mark on the substrate SB side is arranged with a plurality of alignment patterns AP1 as follows. It is assumed that
図２８はアライメントマークの具体例を示す図である。図２８（ａ）に示されるように、基板ＳＢ上に形成されるアライメントマークＡＭ１は、上記した中実矩形のアライメントパターンＡＰ１を複数配列したものである。具体的には、アライメントマークＡＭ１の中央部には縦横３個ずつ、計９個の同一形状のアライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109を配する。隣接するアライメントパターンＡＰ11間の間隔は、少なくとも各アライメントパターンＡＰ１の１辺の長さ（５０μｍ）の２倍、ここでは１５０μｍとしている。また、こうして形成される各アライメントパターンＡＰ11の３×３マトリクスの外側を囲むように、さらに４個のアライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114が配置される。一方、ブランケットＢＬ側のアライメントマークＡＭ２は、単一の中空矩形であるアライメントパターンＡＰ２のみからなるが、複数のアライメントパターンにより構成されてもよい。 FIG. 28 shows a specific example of the alignment mark. As shown in FIG. 28A, the alignment mark AM1 formed on the substrate SB is formed by arranging a plurality of the above-described solid rectangular alignment patterns AP1. Specifically, a total of nine alignment patterns AP101 to AP109 of the same shape are arranged at the center of the alignment mark AM1, three vertically and horizontally. The interval between adjacent alignment patterns AP11 is at least twice the length (50 μm) of one side of each alignment pattern AP1, and here is 150 μm. Further, four alignment patterns AP111 to AP114 are arranged so as to surround the outside of the 3 × 3 matrix of each alignment pattern AP11 thus formed. On the other hand, the alignment mark AM2 on the blanket BL side is composed of only a single hollow rectangular alignment pattern AP2, but may be composed of a plurality of alignment patterns.
基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせは、基板ＳＢ側の計１３個のアライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109、ＡＰ111〜ＡＰ114のうちいずれか１つと、ブランケットＢＬ側のアライメントパターンＡＰ２とを用いて、上記原理により行うことが可能である。ただしこの実施形態では、後の転写プロセス（図１７のサブステップ９−８）において基板ＳＢに転写されるパターンと同じ材料でブランケットＢＬ表面にアライメントマークＡＭ２を形成しているため、アライメントマークＡＭ２はパターンと共に基板ＳＢに転写されてしまう。これを利用して基板ＳＢへのパターン転写位置を事後的に確認できるようにするためのアライメントマークの配置の一例が、図２８（ａ）に示すものである。 The alignment between the substrate SB and the blanket BL is based on the above principle using any one of a total of 13 alignment patterns AP101 to AP109 and AP111 to AP114 on the substrate SB side and the alignment pattern AP2 on the blanket BL side. Is possible. However, in this embodiment, the alignment mark AM2 is formed on the surface of the blanket BL with the same material as the pattern transferred to the substrate SB in the subsequent transfer process (substep 9-8 in FIG. 17). It is transferred to the substrate SB together with the pattern. FIG. 28A shows an example of the arrangement of alignment marks so that the pattern transfer position onto the substrate SB can be confirmed later using this.
図２８（ａ）に示すように、精密アライメント動作は、基板ＳＢ側のアライメントマークＡＭ１とブランケットＢＬ側のアライメントマークＡＭ２とが各撮像部４５で撮像される画像において互いに重ならないような位置関係で開始されることが望ましい。こうすることで、両アライメントマークが互いに干渉してその位置検出精度が低下するのを防止することができる。これはプリアライメント時の基板ＳＢおよびブランケットＢＬの位置を適宜に設定することにより実現可能である。
As shown in FIG. 28A, the precision alignment operation is performed in such a positional relationship that the alignment mark AM1 on the substrate SB side and the alignment mark AM2 on the blanket BL side do not overlap with each other in the image captured by each
一方、転写プロセス時、つまり精密アライメント後の基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置は、環状の第２アライメントパターンＡＰ２が第１アライメントマークＡＭ１のうち内側のアライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109の１つの周囲を取り囲むような関係とする。例えば以下のようにする。このとき第２アライメントパターンＡＰ２の重心と、これに囲まれることになる基板ＳＢ側のアライメントパターンの重心とが一致することがより望ましい。 On the other hand, during the transfer process, that is, the positions of the substrate SB and the blanket BL after precision alignment are such that the annular second alignment pattern AP2 surrounds one of the inner alignment patterns AP101 to AP109 in the first alignment mark AM1. A relationship. For example: At this time, it is more desirable that the center of gravity of the second alignment pattern AP2 coincides with the center of gravity of the alignment pattern on the substrate SB side surrounded by the second alignment pattern AP2.
基板ＳＢへのパターン転写は複数回にわたって行うことが可能であり、これにより基板ＳＢ表面に多層のパターンを形成することができる。図２８（ｂ）は３回のパターン転写を行った場合の例を示している。第１回のパターン転写では、ブランケットＢＬに担持されていたアライメントパターンＡＰ21が基板ＳＢ側の一のアライメントパターンＡＰ101に重ねて転写される。同様に、第２回および第３回のパターン転写では、各回にブランケットＢＬに担持されていたアライメントパターンＡＰ22、ＡＰ23がそれぞれ基板ＳＢ側のアライメントパターンＡＰ102、ＡＰ103にそれぞれ重ねて転写される。 The pattern transfer to the substrate SB can be performed a plurality of times, whereby a multilayer pattern can be formed on the surface of the substrate SB. FIG. 28B shows an example when pattern transfer is performed three times. In the first pattern transfer, the alignment pattern AP21 carried on the blanket BL is transferred so as to overlap the one alignment pattern AP101 on the substrate SB side. Similarly, in the second and third pattern transfers, the alignment patterns AP22 and AP23 carried on the blanket BL each time are transferred onto the alignment patterns AP102 and AP103 on the substrate SB side, respectively.
このとき、精密アライメントが適切に行われていれば、ブランケットＢＬから基板ＳＢに転写されるアライメントパターンと、それに囲まれる基板ＳＢ側のアライメントパターンとはそれぞれの重心が一致するはずである。図２８（ｂ）の例では、アライメントパターンＡＰ21とＡＰ101との間、ＡＰ22とＡＰ102との間ではこの関係が維持されている。一方、アライメントパターンＡＰ23とＡＰ103との間では重心位置がずれており、このことから、３回目のパターン転写において何らかの原因で基板ＳＢとブランケットＢＬとの間で僅かな位置ずれがあったことが事後的に確認できる。この例では、９個のアライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109を設けているので、最大９回のパターン転写における精密アライメントの成否を各回ごとに判断することが可能である。 At this time, if precise alignment is appropriately performed, the center of gravity of the alignment pattern transferred from the blanket BL to the substrate SB and the alignment pattern on the substrate SB side surrounded by the alignment pattern should match. In the example of FIG. 28B, this relationship is maintained between the alignment patterns AP21 and AP101 and between AP22 and AP102. On the other hand, the position of the center of gravity is shifted between the alignment patterns AP23 and AP103, and this indicates that there was a slight position shift between the substrate SB and the blanket BL for some reason in the third pattern transfer. Can be confirmed. In this example, since nine alignment patterns AP101 to AP109 are provided, it is possible to determine each time whether or not fine alignment is successful in pattern transfer of up to nine times.
このように、アライメントパターンＡＰ101〜ＡＰ109は、パターンが転写された位置を確認するための基板ＳＢ側の位置基準となる基準マークとしての機能も有する。なお、こうしてブランケットＢＬから転写されたアライメントパターンＡＰ21等により周囲を取り囲まれた基板ＳＢ側のアライメントパターンＡＰ101等は、以後の精密アライメントにおける位置基準として用いるのには適さない。周囲に転写されたアライメントパターンＡＰ21等が位置検出の際の外乱となるおそれがあるからである。すなわち、アライメントパターンＡＰ101等は転写ごとに１つずつ「消費」されるものであると言える。本実施形態では、ブランケットＢＬからのアライメントパターンが周囲に転写されることのないアライメントパターンＡＰ111〜ＡＰ114を別途設けており、これらを精密アライメント時の位置基準とすることでこの問題を解消している。 As described above, the alignment patterns AP101 to AP109 also have a function as a reference mark serving as a position reference on the substrate SB side for confirming the position where the pattern is transferred. Note that the alignment pattern AP101 on the substrate SB side surrounded by the alignment pattern AP21 transferred from the blanket BL in this way is not suitable for use as a position reference in subsequent precision alignment. This is because the alignment pattern AP21 or the like transferred to the surroundings may cause a disturbance during position detection. That is, it can be said that the alignment patterns AP101 and the like are “consumed” one by one for each transfer. In the present embodiment, alignment patterns AP111 to AP114 in which the alignment pattern from the blanket BL is not transferred to the periphery are provided separately, and these problems are solved by using these as the position reference at the time of precise alignment. .
次に、アライメントパターンＡＰ２の形状について説明する。この実施形態では、図２１（ｂ）に示したように外形が矩形（この例では正方形）で中空の図形をアライメントパターンＡＰ２として用いている。アライメントパターンＡＰ２はピントが合った状態で撮像されるため、その形状については比較的自由度が高い。例えば円環形状の図形などを用いることも考えられるが、その場合、次に説明するように、アライメントパターンが不完全な状態のときに重心位置の検出精度が大きく低下するという問題がある。このようなパターンの不完全さは、例えばブランケットＢＬ表面の傷や汚れ等に起因して生じるほか、ブランケットＢＬに塗布された液体によりアライメントパターンが形成されている場合にその乾燥が不十分なとき等に生じることがある。 Next, the shape of the alignment pattern AP2 will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 21B, a rectangular figure (in this example, a square) and a hollow figure is used as the alignment pattern AP2. Since the alignment pattern AP2 is imaged in focus, the shape thereof has a relatively high degree of freedom. For example, it is conceivable to use an annular figure or the like. In this case, however, there is a problem that the accuracy of detecting the center of gravity position is greatly lowered when the alignment pattern is incomplete as described below. Such imperfection of the pattern occurs due to, for example, scratches or dirt on the surface of the blanket BL, and when the alignment pattern is formed by the liquid applied to the blanket BL, the drying is insufficient. May occur.
図２９は欠損のあるアライメントパターン形状の例を示す図である。図２９（ａ）に示すように、円環形状のアライメントパターンＡＰ01では、円環の一部に欠損Ｄ01が生じたとき、観察されるパターンから把握される重心位置は本来の重心位置からずれてしまい、またその回転対称性に起因して、本来の重心位置を求めるための手掛かりとなる情報を画像から取得するのが容易でない。 FIG. 29 is a diagram showing an example of a defective alignment pattern shape. As shown in FIG. 29 (a), in the annular alignment pattern AP01, when a defect D01 occurs in a part of the ring, the center of gravity position grasped from the observed pattern is shifted from the original center of gravity position. In addition, due to the rotational symmetry, it is not easy to obtain information from the image that is a clue for obtaining the original position of the center of gravity.
これに対して、本実施形態の矩形の環状図形では、図２９（ｂ）に示すように１辺に欠損Ｄ21があっても互いに平行な２辺Ｓ21、Ｓ22が保存されていれば重心位置を正しく検出することが可能である。また、図２９（ｃ）に示すように、１つの頂点を含む欠損Ｄ22がある場合には、隣接する２辺Ｓ23、Ｓ24が保存されていればやはり重心位置を正しく検出することができる。より甚だしい欠損であっても、図２９（ｄ）に示すように、対角線上の２つの頂点Ｐ21、Ｐ22が保存されていれば、元の重心位置を正しく検出することが可能である。 On the other hand, in the rectangular annular figure of the present embodiment, as shown in FIG. 29B, even if there is a defect D21 on one side, if two parallel sides S21 and S22 are stored, the center of gravity position is set. It is possible to detect correctly. In addition, as shown in FIG. 29C, when there is a defect D22 including one vertex, if the two adjacent sides S23 and S24 are stored, the center of gravity position can be detected correctly. Even if the defect is more severe, as shown in FIG. 29D, if the two vertices P21 and P22 on the diagonal line are stored, the original center-of-gravity position can be detected correctly.
Ｅ．その他
以上説明したように、この実施形態では、基板ＳＢおよびブランケットＢＬがそれぞれ本発明の「第１基板」および「第２基板」に相当している。また、この実施形態のステップＳ４（図１２）およびＳ８が本発明の「保持工程」に相当しており、ステップＳ９が本発明の「撮像工程」、「位置検出工程」および「アライメント工程」に相当している。より詳しくは、図２３のステップＳ９０２が本発明の「撮像工程」に相当し、ステップＳ９０３およびＳ９０４が「位置検出工程」に相当する。そして、ステップＳ９０９およびＳ９１０が、本発明の「アライメント工程」に相当している。
E. Others As described above, in this embodiment, the substrate SB and the blanket BL correspond to the “first substrate” and the “second substrate” of the present invention, respectively. Further, steps S4 (FIG. 12) and S8 of this embodiment correspond to the “holding step” of the present invention, and step S9 corresponds to the “imaging step”, “position detection step” and “alignment step” of the present invention. It corresponds. More specifically, step S902 in FIG. 23 corresponds to the “imaging process” of the present invention, and steps S903 and S904 correspond to the “position detection process”. Steps S909 and S910 correspond to the “alignment step” of the present invention.
また、図１２のステップＳ５が本発明の「パターン形成工程」に相当する一方、ステップＳ９、より厳密には図１７のサブステップ９−８が本発明の「転写工程」に相当している。 Further, step S5 in FIG. 12 corresponds to the “pattern forming step” of the present invention, while step S9, more precisely, sub-step 9-8 in FIG. 17 corresponds to the “transfer step” of the present invention.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態において示したアライメントマークの形状は一例にすぎず、本発明の要件を充足する限りにおいて上記以外に種々のものを採用可能である。ただし、上記したようにパターンの欠損による重心位置の検出誤差を低減するためには、重心に対しいくつかの回転角度について点対称な図形であることが好ましいが、円形または円環形状のものでないことが望ましい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape of the alignment mark shown in the above embodiment is merely an example, and various other shapes can be adopted as long as the requirements of the present invention are satisfied. However, as described above, in order to reduce the detection error of the centroid position due to the loss of the pattern, the figure is preferably point-symmetric with respect to the centroid at some rotation angles, but it is not a circular or annular shape. It is desirable.
また例えば、上記実施形態の第２アライメントマークのパターン形状は環状の中空矩形であるが、中空図形に限定されない。例えば周期的に配置された細線による繰り返しパターンであってもよい。また第１アライメントマークのパターン形状も中実図形に限定されないが、高い空間周波数成分を除去しても重心位置が変化しない形状であることが望ましい。 Further, for example, the pattern shape of the second alignment mark in the above embodiment is an annular hollow rectangle, but is not limited to a hollow figure. For example, it may be a repeating pattern of periodically arranged thin lines. Also, the pattern shape of the first alignment mark is not limited to a solid figure, but it is desirable that the position of the center of gravity does not change even if a high spatial frequency component is removed.
また例えば、上記実施形態では基板ＳＢおよびブランケットＢＬの４つの角部の近傍に４組のアライメントマークを形成しているが、アライメントマークの形成個数はこれに限定されず任意である。ただし、鉛直軸周りの位置ずれを適切に補正するためには、異なる位置に形成した複数組のアライメントマークを用いることが好ましく、これらはできるだけ離れた位置にあることがより望ましい。また、各カメラの位置ずれによる誤差を抑えるためには、３組以上のアライメントマークが設けられることが望ましい。 For example, in the above embodiment, four sets of alignment marks are formed in the vicinity of the four corners of the substrate SB and the blanket BL, but the number of alignment marks formed is not limited to this and is arbitrary. However, in order to appropriately correct the positional deviation around the vertical axis, it is preferable to use a plurality of sets of alignment marks formed at different positions, and it is more desirable that these are located as far as possible. In addition, in order to suppress an error due to the positional deviation of each camera, it is desirable to provide three or more sets of alignment marks.
また、上記実施形態ではブランケットＢＬ上のアライメントマークをパターン形成材料と同一の材料により形成しているが、このことは必須の要件ではなく、例えば基板に転写されないアライメントマークをブランケットＢＬに予め形成しておいてもよい。この場合、基板ＳＢへのパターン転写を高い位置精度で行うためにはブランケットＢＬ上に担持されるパターンの位置精度が重要となるので、版ＰＰによるブランケットＢＬへのパターニングを行うに際しては版ＰＰとブランケットＢＬとの位置合わせをより精密に行うことが必要となる。 In the above embodiment, the alignment mark on the blanket BL is formed of the same material as the pattern forming material. However, this is not an essential requirement. For example, an alignment mark that is not transferred to the substrate is formed on the blanket BL in advance. You may keep it. In this case, in order to perform pattern transfer onto the substrate SB with high positional accuracy, the positional accuracy of the pattern carried on the blanket BL is important. Therefore, when performing patterning on the blanket BL with the plate PP, It is necessary to perform alignment with the blanket BL more precisely.
また、上記実施形態ではブランケットＢＬ側のアライメントパターンＡＰ21等を基板ＳＢ側のアライメントパターンＡＰ101等の周囲に転写することで、転写位置の事後的な確認を容易にするようにしているが、このことは必須の要件ではない。すなわち、ブランケットＢＬ側のアライメントパターンを基板ＳＢの有効パターン領域ＰＲ外の適宜の位置に転写することができる。 In the above embodiment, the blanket BL side alignment pattern AP21 and the like are transferred around the substrate SB side alignment pattern AP101 and the like to facilitate subsequent confirmation of the transfer position. Is not an essential requirement. That is, the alignment pattern on the blanket BL side can be transferred to an appropriate position outside the effective pattern region PR of the substrate SB.
また、上記実施形態では、本発明のアライメント方法およびパターン形成方法を採用した印刷装置の内部でブランケットＢＬへのパターニングを行っているが、本発明はこれに限定されず、例えば外部でパターニングが行われた（すなわち本発明の「パターン形成工程」が装置外部で実行された）ブランケットが搬入されて基板へのパターン転写を行う装置に対しても、好適に適用可能なものである。 In the above embodiment, the blanket BL is patterned inside the printing apparatus employing the alignment method and pattern forming method of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and for example, patterning is performed outside. The present invention can also be suitably applied to an apparatus for transferring a pattern onto a substrate by carrying a blanket (that is, the “pattern forming process” of the present invention executed outside the apparatus).
また、上記実施形態では、基板ＳＢとブランケットＢＬとの距離がＣＣＤカメラＣＭａ等の被写界深度よりも大きいため第１アライメントマークと第２アライメントマークとに同時にピントを合わせることができない状態となっている。本発明はこのような状況でも基板ＳＢとブランケットＢＬとの位置合わせを高精度に行うことができるものであるが、両アライメントマークに同時にピントが合う系においても、本発明を適用することで同様の作用効果が得られるものである。 In the above embodiment, since the distance between the substrate SB and the blanket BL is larger than the depth of field of the CCD camera CMa or the like, the first alignment mark and the second alignment mark cannot be focused at the same time. ing. The present invention can perform the alignment between the substrate SB and the blanket BL with high accuracy even in such a situation. However, the present invention can be applied to a system in which both alignment marks are simultaneously focused. Thus, the following effects can be obtained.
また、上記実施形態は、本発明の「第２基板」としてのブランケットＢＬに担持されたパターンを「第１基板」としての基板ＳＢに転写する装置に本発明を適用したものであるが、この発明は、このようにパターンを転写する目的での基板間の位置合わせのみでなく、例えば２枚の基板を貼り合わせる際の位置合わせにおいても好適に適用可能である。 In the above embodiment, the present invention is applied to an apparatus for transferring a pattern carried on a blanket BL as a “second substrate” of the present invention to a substrate SB as a “first substrate”. The present invention can be suitably applied not only to the alignment between the substrates for the purpose of transferring the pattern in this way, but also to the alignment when, for example, two substrates are bonded together.
この発明は、第１基板と第２基板とを対向させた状態で両基板の位置合わせを高い精度で行うことが要求される技術分野に好適に適用することができる。 The present invention can be suitably applied to a technical field in which it is required to perform alignment of both substrates with high accuracy in a state where the first substrate and the second substrate are opposed to each other.
５ 下ステージ部
４４ アライメントステージ
４５ａ〜４５ｄ 撮像部
５１ 吸着プレート
６５ 画像処理部
ＢＬ ブランケット（第２基板）
ＡＭ１ 第１アライメントマーク
ＡＭ２ 第２アライメントマーク
Ｓ４，Ｓ８ 保持工程
Ｓ５ パターン形成工程
Ｓ９ 撮像工程、位置検出工程、アライメント工程、転写工程
Ｓ９０２ 撮像工程
Ｓ９０３，Ｓ９０４ 位置検出工程
Ｓ９０９，Ｓ９１０ アライメント工程
ＳＢ 基板（第１基板）
5
AM1 1st alignment mark AM2 2nd alignment mark S4, S8 Holding process S5 Pattern formation process S9 Imaging process, position detection process, alignment process, transfer process S902 Imaging process S903, S904 Position detection process S909, S910 Alignment process SB Substrate (first 1 substrate)
Claims (13)
第１アライメントマークを表面に形成した前記第１基板と、第２アライメントマークを表面に形成した前記第２基板とを、それぞれのアライメントマーク形成面同士を対向させた状態で近接保持する保持工程と、
前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークを同一視野内で撮像する撮像工程と、
撮像された画像に基づき、前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークの位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程での検出結果に基づき前記第１基板と前記第２基板との相対位置を調整するアライメント工程と
を備え、
前記第１アライメントマークを、低い空間周波数成分を前記第２アライメントマークよりも多く含むパターン形状とするとともに、
前記撮像工程を前記第２基板の前記アライメントマーク形成面にピントを合わせた状態で実行し、前記位置検出工程では、前記画像から前記第１アライメントマークの重心位置を検出する
ことを特徴とするアライメント方法。 In an alignment method in which the first substrate and the second substrate are arranged to face each other and align each other,
A holding step of holding the first substrate having the first alignment mark on the surface and the second substrate having the second alignment mark formed on the surface close to each other with the alignment mark forming surfaces facing each other; ,
An imaging step of imaging the first alignment mark and the second alignment mark in the same field of view;
A position detection step of detecting positions of the first alignment mark and the second alignment mark based on the captured image;
An alignment step of adjusting a relative position between the first substrate and the second substrate based on a detection result in the position detection step;
The first alignment mark has a pattern shape including a lower spatial frequency component more than the second alignment mark, and
The imaging step is performed in a state where the alignment mark forming surface of the second substrate is in focus, and in the position detection step, the position of the center of gravity of the first alignment mark is detected from the image. Method.
請求項１ないし９のいずれかに記載のアライメント方法により、前記第１基板と前記パターンが形成された前記第２基板との位置合わせを行う工程と、
位置合わせされた前記第１基板と前記第２基板とを密着させて前記パターンを前記第１基板に転写する転写工程と
を備えることを特徴とするパターン形成方法。 A pattern forming step of forming a pattern to be transferred to the first substrate and the second alignment mark on the second substrate;
A step of aligning the first substrate and the second substrate on which the pattern is formed by the alignment method according to claim 1;
A pattern forming method comprising: a transfer step of transferring the pattern onto the first substrate by bringing the aligned first substrate and the second substrate into close contact with each other.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011261822A JP5829499B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Alignment method and pattern formation method |
| KR1020120094872A KR101414830B1 (en) | 2011-11-30 | 2012-08-29 | Alignment method, transfer method, and transfer apparatus |
| US13/599,534 US9327488B2 (en) | 2011-11-30 | 2012-08-30 | Alignment method, transfer method and transfer apparatus |
| TW101134350A TWI483225B (en) | 2011-11-30 | 2012-09-19 | Alignment method, transfer method, and transfer apparatus |
| CN201210465012.2A CN103129117B (en) | 2011-11-30 | 2012-11-16 | Localization method, printing transferring method and transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011261822A JP5829499B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Alignment method and pattern formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013113766A true JP2013113766A (en) | 2013-06-10 |
| JP5829499B2 JP5829499B2 (en) | 2015-12-09 |
Family
ID=48709419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011261822A Active JP5829499B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Alignment method and pattern formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5829499B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013115317A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Transcription apparatus, alignment method and transcription method |
| US9327488B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-05-03 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Alignment method, transfer method and transfer apparatus |
| JP2018527630A (en) * | 2015-08-28 | 2018-09-20 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Lithographic apparatus, lithography alignment method, and data processing system |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146371A (en) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Sony Corp | Liquid crystal display device and its production |
| JPH11153805A (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Alignment mark for transparent electrode film |
| JP2000243762A (en) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Hitachi Ltd | Manufacture of optical semiconductor device and pellet bonder for use therein |
| JP2002229043A (en) * | 2000-09-14 | 2002-08-14 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | Method and apparatus for bonding substrate |
| JP2004151653A (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Seiko Epson Corp | Electro-optic device, method and device for manufacturing electro-optic device and electronic equipment |
| JP2006330512A (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Sharp Corp | Coordinate specification method |
| CN1963679A (en) * | 2006-11-24 | 2007-05-16 | 上海微电子装备有限公司 | Alignment mark structure for aligning wafer |
| JP2008096605A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Nikon Corp | Alignment microscope, method for detecting mark and method for manufacturing stacked semiconductor device |
| JP2009075142A (en) * | 2007-08-31 | 2009-04-09 | V Technology Co Ltd | Exposing method |
| JP2009090673A (en) * | 2002-08-29 | 2009-04-30 | Toppan Printing Co Ltd | Apparatus and method for forming pattern |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011261822A patent/JP5829499B2/en active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08146371A (en) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Sony Corp | Liquid crystal display device and its production |
| JPH11153805A (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Alignment mark for transparent electrode film |
| JP2000243762A (en) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Hitachi Ltd | Manufacture of optical semiconductor device and pellet bonder for use therein |
| JP2002229043A (en) * | 2000-09-14 | 2002-08-14 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | Method and apparatus for bonding substrate |
| JP2009090673A (en) * | 2002-08-29 | 2009-04-30 | Toppan Printing Co Ltd | Apparatus and method for forming pattern |
| JP2004151653A (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Seiko Epson Corp | Electro-optic device, method and device for manufacturing electro-optic device and electronic equipment |
| JP2006330512A (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Sharp Corp | Coordinate specification method |
| JP2008096605A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Nikon Corp | Alignment microscope, method for detecting mark and method for manufacturing stacked semiconductor device |
| CN1963679A (en) * | 2006-11-24 | 2007-05-16 | 上海微电子装备有限公司 | Alignment mark structure for aligning wafer |
| JP2009075142A (en) * | 2007-08-31 | 2009-04-09 | V Technology Co Ltd | Exposing method |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013115317A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Transcription apparatus, alignment method and transcription method |
| US9327488B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-05-03 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Alignment method, transfer method and transfer apparatus |
| JP2018527630A (en) * | 2015-08-28 | 2018-09-20 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Lithographic apparatus, lithography alignment method, and data processing system |
| US10386735B2 (en) | 2015-08-28 | 2019-08-20 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus alignment sensor and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5829499B2 (en) | 2015-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101414830B1 (en) | Alignment method, transfer method, and transfer apparatus | |
| JP6207843B2 (en) | Alignment apparatus and alignment method | |
| JP6086675B2 (en) | Printing apparatus and printing method | |
| JP5798017B2 (en) | Transfer apparatus, alignment method, and transfer method | |
| JP5829499B2 (en) | Alignment method and pattern formation method | |
| JP5793457B2 (en) | Transfer method and transfer apparatus | |
| JP5759348B2 (en) | Pattern forming apparatus and pattern forming method | |
| JP5793410B2 (en) | Pattern forming device | |
| JP5948102B2 (en) | Transfer apparatus and transfer method | |
| JP2013113767A (en) | Thickness measuring instrument and thickness measurement method | |
| JP5806603B2 (en) | Alignment device | |
| JP5759349B2 (en) | Pattern transfer device | |
| JP5826087B2 (en) | Transfer method and transfer apparatus | |
| JP5854799B2 (en) | Transport device | |
| JP5856450B2 (en) | Pattern transfer apparatus and pattern transfer method | |
| JP5827880B2 (en) | Pattern transfer apparatus and pattern transfer method | |
| JP5820707B2 (en) | Pattern transfer method and pattern transfer apparatus | |
| JP2014164109A (en) | Pattern forming apparatus and pattern forming method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140625 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150304 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150317 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150512 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151022 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5829499 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |