JP7458950B2 - 描画システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に対する描画を行う描画システムに関する。

従来、半導体基板、プリント基板、または、有機ＥＬ表示装置もしくは液晶表示装置用のガラス基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することにより、パターンの描画が行われている。また、基板の両面に対してパターンの描画が行われる場合もある。この場合、基板の両面のパターン描画位置を合わせるために、基板表面へのパターンの描画時に、基板裏面にアライメントマークを形成することが行われている。

特許文献１の描画装置では、基板が載置される描画テーブルにアライメントマーク形成光源が内蔵され、描画テーブル上面に設けられた貫通孔を介して、アライメントマーク形成光源から基板裏面に光を照射してアライメントマークが形成される。そして、基板が反転されて基板裏面にパターンが描画される際には、当該アライメントマークを用いてアライメント処理が行われることにより、基板の両面におけるパターン描画位置の位置合わせが行われる。

特開２０１６－４８２７３号公報

近年、描画装置のスループットを向上するために、１台の描画装置内に２つのステージを設け、一方のステージ上の基板に対する描画中に、他方のステージ上の基板にアライメント処理等を行うことが提案されている。このようなツインステージタイプの描画装置において基板の両面に対するパターン描画が行われる場合、基板表面へのパターン描画と基板裏面へのパターン描画とは、同じステージ上で行われることもあれば、異なるステージ上で行われることもある。

一方、基板裏面に形成されるアライメントマークの位置と、基板表面に描画されるパターンの位置との関係は、ステージ（およびステージ移動機構）毎に異なる。したがって、基板表面および基板裏面へのパターン描画が異なるステージ上で行われる場合、基板表面および基板裏面へのパターン描画が同じステージ上で行われる場合と同様のアライメント処理が行われると、基板表面に描画されたパターンと基板裏面に描画されたパターンとの相対位置にずれが生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板の両側の主面に描画されたパターンの相対的な位置精度を向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板に対する描画を行う描画システムであって、下方にて水平移動する基板の上側の主面に対して光を照射してパターンを描画するパターン描画部と、第１基板保持部、および、前記パターン描画部の下方にて前記第１基板保持部を水平移動する第１移動機構を備える第１搬送機構と、前記第１基板保持部に保持された基板の下側の主面に対して光を照射して、前記第１搬送機構に関連付けられた第１アライメントマークを描画する第１マーク描画部と、第２基板保持部、および、前記パターン描画部の下方にて前記第２基板保持部を水平移動する第２移動機構を備える第２搬送機構と、前記第２基板保持部に保持された基板の下側の主面に対して光を照射して、前記第１アライメントマークとは外観が異なる前記第２搬送機構に関連付けられた第２アライメントマークを描画する第２マーク描画部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の描画システムであって、前記第１搬送機構により搬送される基板に対して前記パターン描画部により上側の主面に描画されるパターンと前記第１マーク描画部により下側の主面に描画される前記第１アライメントマークとの相対的な位置関係を示す第１位置関係情報、および、前記第２搬送機構により搬送される基板に対して前記パターン描画部により上側の主面に描画されるパターンと前記第２マーク描画部により下側の主面に描画される前記第２アライメントマークとの相対的な位置関係を示す第２位置関係情報を予め記憶する記憶部と、前記パターン描画部を制御する描画制御部とをさらに備え、前記描画制御部は、前記第１アライメントマークが描画された主面に前記パターン描画部によるパターンの描画が行われる際に、前記第１位置関係情報に基づいて描画位置を調節し、前記第２アライメントマークが描画された主面に前記パターン描画部によるパターンの描画が行われる際に、前記第２位置関係情報に基づいて描画位置を調節する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の描画システムであって、前記第１マーク描画部は、光源からの光の一部を通過させる第１マスク部を備え、前記第２マーク描画部は、前記第１マスク部とは異なる開口を有し、光源からの光の一部を通過させる第２マスク部を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の描画システムであって、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は非相似形である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画システムであって、前記第１アライメントマークは、前記第１搬送機構に関する情報を表示するバーコードであり、前記第２アライメントマークは、前記第２搬送機構に関する情報を表示するバーコードである。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の描画システムであって、前記パターン描画部は、下方に向けて光を照射する描画ヘッドと、前記描画ヘッドを、前記第１搬送機構の上方の第１描画位置と前記第２搬送機構の上方の第２描画位置との間で移動する描画ヘッド移動機構とを備える。

本発明では、基板の両側の主面に描画されたパターンの相対的な位置精度を向上することができる。

一の実施の形態に係る描画装置を示す斜視図である。 第１ステージおよび第２ステージの一部を示す平面図である。 第１マーカを示す縦断面図である。 第２マーカを示す縦断面図である。 第１アライメントマークを示す底面図である。 第２アライメントマークを示す底面図である。 コンピュータの構成を示す図である。 制御部の機能を示すブロック図である。 描画処理の流れを示す図である。 描画処理の流れを示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 描画装置の他の例を示す側面図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画装置１を示す斜視図である。描画装置１は、空間変調された略ビーム状の光を基板９上の感光材料に照射し、当該光の照射領域を基板９上にて走査することによりパターンの描画を行うツインステージタイプの直接描画システムである。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している。図１に示す例では、Ｘ方向およびＹ方向は互いに垂直な水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。他の図においても同様である。なお、Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよく、一致していなくてもよい。

基板９は、例えば、平面視において略矩形状の板状部材である。基板９は、例えば、プリント基板である。基板９の（＋Ｚ）側および（－Ｚ）側の主面では、感光材料により形成されたレジスト膜が銅層上に設けられる。描画装置１では、基板９の当該レジスト膜に回路パターンが描画（すなわち、形成）される。以下の説明では、基板９の一方の主面を「第１主面９１」とも呼び、基板９の他方の主面を「第２主面９２」とも呼ぶ。なお、基板９の種類および形状等は様々に変更されてよい。

描画装置１は、第１搬送機構２ａと、第２搬送機構２ｂと、撮像部３と、パターン描画部４と、フレーム７と、制御部１０とを備える。制御部１０は、第１搬送機構２ａ、第２搬送機構２ｂ、撮像部３およびパターン描画部４を制御する。

フレーム７は、描画装置１の各構成が取り付けられる本体ベース部である。フレーム７は、略直方体状の基台７１と、基台７１を跨ぐ門形の第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３と、を備える。第２ガントリー部７３は、第１ガントリー部７２の（＋Ｙ）側に近接して配置される。以下の説明では、第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３をまとめて「ガントリー部７４」とも呼ぶ。基台７１上には第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂが取り付けられる。第１ガントリー部７２は撮像部３を支持する。第２ガントリー部７３はパターン描画部４を支持する。フレーム７は、図示省略の台座上に載置される。

第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂはそれぞれ、撮像部３およびパターン描画部４の下方（すなわち、（－Ｚ）側）にて基板９を保持および移動する機構である。第２搬送機構２ｂは、第１搬送機構２ａの（＋Ｘ）側に隣接して配置される。第１搬送機構２ａと第２搬送機構２ｂとは略同様の構造を有する。図１に示す例では、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂにより、第１主面９１を上側（すなわち、（＋Ｚ）側）に向けた状態で基板９が保持される。

第１搬送機構２ａは、第１ステージ２１ａと、第１移動機構２２ａとを備える。第１ステージ２１ａは、略水平状態の基板９を下側から保持する略平板状の第１基板保持部である。第１ステージ２１ａは、例えば、基板９の下面を吸着して保持するバキュームチャックである。第１ステージ２１ａは、バキュームチャック以外の構造を有していてもよい。第１ステージ２１ａ上に載置された基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）は、Ｚ方向（すなわち、上下方向）に対して略垂直であり、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。

第１移動機構２２ａは、第１ステージ２１ａを撮像部３およびパターン描画部４に対して略水平方向（すなわち、基板９の上側の主面に略平行な方向）に相対的に移動する第１ステージ移動機構である。第１移動機構２２ａは、撮像部３およびパターン描画部４の下方にて、ガイドレール２２１ａ上に支持された第１ステージ２１ａをガイドレール２２１ａに沿ってＹ方向に直線移動する。これにより、第１ステージ２１ａに保持された基板９がＹ方向に移動する。以下の説明では、Ｙ方向を「基板移動方向」とも呼ぶ。第１移動機構２２ａの駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。第１移動機構２２ａの構造は、様々に変更されてよい。

第２搬送機構２ｂは、第２ステージ２１ｂと、第２移動機構２２ｂとを備える。第２ステージ２１ｂは、略水平状態の基板９を下側から保持する略平板状の第２基板保持部である。第２ステージ２１ｂは、第１ステージ２１ａの側方（すなわち、（＋Ｘ）側）に隣接して配置される。第２ステージ２１ｂの上面は、第１ステージ２１ａの上面と上下方向（すなわち、Ｚ方向）において同じ高さに位置する。第２ステージ２１ｂは、例えば、基板９の下面を吸着して保持するバキュームチャックである。第２ステージ２１ｂは、バキュームチャック以外の構造を有していてもよい。第２ステージ２１ｂ上に載置された基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）は、Ｚ方向に対して略垂直であり、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。第２ステージ２１ｂに保持された基板９の上側の主面は、第１ステージ２１ａに保持された基板９の上側の主面と上下方向の略同じ高さ（すなわち、Ｚ方向の略同じ位置）に位置する。

第２移動機構２２ｂは、第２ステージ２１ｂを撮像部３およびパターン描画部４に対して略水平方向（すなわち、基板９の上側の主面に略平行な方向）に相対的に移動する第２ステージ移動機構である。第２移動機構２２ｂは、撮像部３およびパターン描画部４の下方にて、ガイドレール２２１ｂ上に支持された第２ステージ２１ｂをガイドレール２２１ｂに沿ってＹ方向（すなわち、基板移動方向）に直線移動する。これにより、第２ステージ２１ｂに保持された基板９がＹ方向に移動する。第２移動機構２２ｂによる第２ステージ２１ｂの移動方向は、第１移動機構２２ａによる第１ステージ２１ａの移動方向と略平行である。第２移動機構２２ｂの駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。第２移動機構２２ｂの構造は、様々に変更されてよい。

第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、基板移動方向（すなわち、Ｙ方向）と交差する方向に並んで配置される。図１に示す例では、第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとはＸ方向に並んで配置され、第２移動機構２２ｂは、第１移動機構２２ａの（＋Ｘ）側の側方に隣接する。第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、上下方向の略同じ高さに位置する。

第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂは、フレーム７の基台７１により下方から支持される。第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂは、第２ガントリー部７３よりも（＋Ｙ）側から（－Ｙ）方向へと延び、第２ガントリー部７３に支持されたパターン描画部４の下方、および、第１ガントリー部７２に支持された撮像部３の下方を通過して、第１ガントリー部７２から（－Ｙ）側に突出する。第１ガントリー部７２は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。換言すれば、ガントリー部７４は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部の上方から、（＋Ｙ）方向へと延びる。

描画装置１では、第１ステージ２１ａが第１ガントリー部７２よりも（－Ｙ）側に位置している状態で、第１ステージ２１ａに対する基板９の搬出入が行われる。また、第２ステージ２１ｂが第１ガントリー部７２よりも（－Ｙ）側に位置している状態で、第２ステージ２１ｂに対する基板９の搬出入が行われる。

上述のように、第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂを跨いで設けられる。第１ガントリー部７２は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのＸ方向の両側にてＺ方向に延びる２本の支柱部と、２本の支柱部の上端部を接続する梁部とを備える。当該梁部は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂの上方にてＸ方向に延びる。第１ガントリー部７２の２本の支柱部は、（－Ｚ）側の端部において基台７１と接続される。第２ガントリー部７３は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのＸ方向の両側にてＺ方向に延びる２本の支柱部と、２本の支柱部の上端部を接続する梁部とを備える。当該梁部は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂの上方にてＸ方向に延びる。第２ガントリー部７３の２本の支柱部は、（－Ｚ）側の端部において基台７１と接続される。

撮像部３は、複数（図１に示す例では、２つ）の撮像ヘッド３１と、撮像ヘッド移動機構３２とを備える。複数の撮像ヘッド３１は、Ｘ方向に配列されて、第１ガントリー部７２の梁部に移動可能に取り付けられる。撮像ヘッド移動機構３２は、梁部に取り付けられ、複数の撮像ヘッド３１を梁部に沿ってＸ方向に移動する。撮像ヘッド移動機構３２の駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。図１に示す例では、２つの撮像ヘッド３１のＸ方向における間隔は変更可能である。なお、撮像部３では、撮像ヘッド３１の数は、１であってもよく、３以上であってもよい。

各撮像ヘッド３１は、図示省略の撮像センサおよび光学系を備えるカメラである。各撮像ヘッド３１は、例えば、２次元の画像を取得するエリアカメラである。撮像センサは、例えば、マトリクス状に配列された複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の素子を備える。各撮像ヘッド３１では、図示省略の光源から基板９の上側の主面へと導かれた照明光の反射光が、光学系を介して撮像センサへと導かれる。撮像センサは、基板９の上側の主面からの反射光を受光し、略矩形状の撮像領域の画像を取得する。上記光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の様々な光源が利用可能である。なお、各撮像ヘッド３１は、ラインカメラ等、他の種類のカメラであってもよい。

描画装置１では、撮像ヘッド移動機構３２により、複数の撮像ヘッド３１が第１搬送機構２ａの上方の第１撮像位置と、第２搬送機構２ｂの上方の第２撮像位置との間で移動される。図１では、複数の撮像ヘッド３１は、第１撮像位置に位置している。複数の撮像ヘッド３１は、第１撮像位置において第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面を撮像する。また、複数の撮像ヘッド３１は、第２撮像位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面を撮像する。

パターン描画部４は、複数（図１に示す例では、６つ）の描画ヘッド４１と、描画ヘッド移動機構４２とを備える。複数の描画ヘッド４１は、Ｘ方向に配列されて、第２ガントリー部７３の梁部に移動可能に取り付けられる。描画ヘッド移動機構４２は、梁部に取り付けられ、複数の描画ヘッド４１を梁部に沿ってＸ方向に一体的に移動する。描画ヘッド移動機構４２の駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。なお、パターン描画部４では、描画ヘッド４１の数は、１であってもよく、複数であってもよい。

各描画ヘッド４１は、図示省略の光源、光学系および空間光変調素子を備える。空間光変調素子としては、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）やＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）等の様々な素子が利用可能である。光源としては、ＬＤ（Laser Diode）等の様々な光源が利用可能である。複数の描画ヘッド４１は、略同じ構造を有する。

描画装置１では、描画ヘッド移動機構４２により、複数の描画ヘッド４１が第１搬送機構２ａの上方の第１描画位置と、第２搬送機構２ｂの上方の第２描画位置との間で移動される。図１では、複数の描画ヘッド４１は、第２描画位置に位置している。複数の描画ヘッド４１は、第１描画位置において第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面にパターンを描画する。また、複数の描画ヘッド４１は、第２描画位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面にパターンを描画する。

第１描画位置および第２描画位置は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。また、上述の第１撮像位置および第２撮像位置も、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。換言すれば、パターン描画部４の複数の描画ヘッド４１、および、撮像部３の複数の撮像ヘッド３１は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。

第１描画位置においてパターンが描画される際には、パターン描画部４の複数の描画ヘッド４１から、下方の第１ステージ２１ａ上の基板９に向けて、変調（すなわち、空間変調）された光が照射される。そして、当該光の照射と並行して、基板９が第１移動機構２２ａによりＹ方向（すなわち、基板移動方向）に水平移動される。これにより、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が基板９上にてＹ方向に走査され、基板９に対するパターン（例えば、回路パターン）の描画が行われる。第１移動機構２２ａは、各描画ヘッド４１からの光の照射領域を基板９上にてＹ方向に移動する走査機構である。

図１に示す例では、基板９に対する描画は、いわゆるシングルパス（ワンパス）方式で行われる。具体的には、第１移動機構２２ａにより、第１ステージ２１ａが複数の描画ヘッド４１に対してＹ方向に相対移動され、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が、基板９の上側の主面上にてＹ方向に１回のみ走査される。これにより、基板９に対する描画が完了する。なお、描画装置１では、第１ステージ２１ａのＹ方向への移動とＸ方向へのステップ移動とが繰り返されるマルチパス方式により、基板９に対する描画が行われてもよい。第２描画位置におけるパターンの描画は、第１ステージ２１ａおよび第１移動機構２２ａが第２ステージ２１ｂおよび第２移動機構２２ｂに変更される点を除き、上述の第１描画位置におけるパターンの描画と同様である。

図２は、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂの（－Ｙ）側の端部を拡大して示す平面図である。図２では、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂ上の基板９を二点鎖線にて描く。図２に示すように、描画装置１は、第１マーク描画部５１と、第２マーク描画部５２とをさらに備える。第１マーク描画部５１は、第１ステージ２１ａの内部（すなわち、第１ステージ２１ａの上面と下面との間）に配置される。第１マーク描画部５１は、第１マーク描画部５１の上方を覆うように第１ステージ２１ａに保持された基板９の下側の主面に対して光を照射して、第１搬送機構２ａに関連付けられた第１アライメントマークを描画する。

第１マーク描画部５１は、複数の第１マーカ５１１を備える。複数の第１マーカ５１１は、第１ステージ２１ａの（－Ｙ）側の端縁近傍においてＸ方向に配列される。図２に示す例では、複数の第１マーカ５１１のうち最も（－Ｘ）側の第１マーカ５１１、および、最も（＋Ｘ）側の第１マーカ５１１により、基板９の下側の主面において、（－Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部、および、（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部に第１アライメントマークが描画される。なお、図２に示す例よりもＸ方向の大きさが小さい基板９に対しては、最も（－Ｘ）側の第１マーカ５１１と、当該基板９の（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部の下方に位置する第１マーカ５１１とにより、基板９の下側の主面に２つの第１アライメントマークが描画される。

図３は、１つの第１マーカ５１１、および、その近傍を示す縦断面図である。上述の複数の第１マーカ５１１は、略同じ構造を有する。第１マーカ５１１は、第１ステージ２１ａの上面に設けられた略円柱状の凹部２１１ａに収容される。凹部２１１ａの上端開口は、透光性を有する略平板状のカバー部材により閉塞されてもよい。

図３に示すように、第１マーカ５１１は、第１光源５１２と、第１光学系５１３と、第１アパーチャ５１４とを備える。第１光源５１２は、凹部２１１ａの底部に配置され、（＋Ｚ）方向へと光を出射する。第１光源５１２としては、例えば、紫外光を出射するＬＥＤ等が用いられる。第１光学系５１３は、第１光源５１２の（＋Ｚ）側に配置され、第１光源５１２からの光を基板９の下側の主面へと導く。第１光学系５１３は、Ｚ方向に配列された複数のレンズ（図示省略）を備える。第１アパーチャ５１４は、第１光学系５１３の複数のレンズの間に配置され、第１光源５１２からの光の一部のみを通過させる第１マスク部である。第１アパーチャ５１４は、上述の第１アライメントマークに対応する開口が設けられた略平板状の部材である。第１アパーチャ５１４は、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成される。

図２に示す第２マーク描画部５２は、第２ステージ２１ｂの内部（すなわち、第２ステージ２１ｂの上面と下面との間）に配置される。第２マーク描画部５２は、第２マーク描画部５２の上方を覆うように第２ステージ２１ｂに保持された基板９の下側の主面に対して光を照射して、第２搬送機構２ｂに関連付けられた第２アライメントマークを描画する。第２アライメントマークは、後述するように、第１アライメントマークと外観が異なる。

第２マーク描画部５２は、第１マーク描画部５１と同様に、複数の第２マーカ５２１を備える。複数の第２マーカ５２１は、第２ステージ２１ｂの（－Ｙ）側の端縁近傍においてＸ方向に配列される。図２に示す例では、複数の第２マーカ５２１のうち最も（－Ｘ）側の第２マーカ５２１、および、最も（＋Ｘ）側の第２マーカ５２１により、基板９の下側の主面において、（－Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部、および、（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部に第２アライメントマークが描画される。なお、図２に示す例よりもＸ方向の大きさが小さい基板９に対しては、最も（－Ｘ）側の第２マーカ５２１と、当該基板９の（＋Ｘ）側かつ（－Ｙ）側の角部の下方に位置する第２マーカ５２１とにより、基板９の下側の主面に２つの第２アライメントマークが描画される。

図４は、１つの第２マーカ５２１、および、その近傍を示す縦断面図である。上述の複数の第２マーカ５２１は、略同じ構造を有する。第２マーカ５２１は、第２ステージ２１ｂの上面に設けられた略円柱状の凹部２１１ｂに収容される。凹部２１１ｂの上端開口は、透光性を有する略平板状のカバー部材により閉塞されてもよい。

図４に示すように、第２マーカ５２１は、第１マーカ５１１と略同様の構造を有する。第２マーカ５２１は、第２光源５２２と、第２光学系５２３と、第２アパーチャ５２４とを備える。第２光源５２２は、凹部２１１ｂの底部に配置され、（＋Ｚ）方向へと光を出射する。第２光源５２２としては、例えば、紫外光を出射するＬＥＤ等が用いられる。第２光学系５２３は、第２光源５２２の（＋Ｚ）側に配置され、第２光源５２２からの光を基板９の下側の主面へと導く。第２光学系５２３は、Ｚ方向に配列された複数のレンズ（図示省略）を備える。第２アパーチャ５２４は、第２光学系５２３の複数のレンズの間に配置され、第２光源５２２からの光の一部のみを通過させる第２マスク部である。第２アパーチャ５２４は、上述の第２アライメントマークに対応する開口が設けられた略平板状の部材である。第２アパーチャ５２４は、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成される。上述のように、第２アライメントマークは第１アライメントマークとは外観が異なる。したがって、第２アパーチャ５２４は、第１アパーチャ５１４とは異なる開口を有する。換言すれば、第２アパーチャ５２４と第１アパーチャ５１４とは、開口の数、形状、大きさ、配置および向きのうち、少なくとも１つ以上が異なる。

図５は、第１マーカ５１１により基板９の下側の主面に描画された第１アライメントマーク９３を示す底面図である。図６は、第２マーカ５２１により基板９の下側の主面に描画された第２アライメントマーク９４を示す底面図である。上述のように、第１アライメントマーク９３の外観と、第２アライメントマーク９４の外観とは異なる。

図５に示す例では、第１アライメントマーク９３は、同じ大きさの円形である４つの第１マーク要素９３１を備える。４つの第１マーク要素９３１は、仮想的な正方形の４つの頂点に位置する。換言すれば、４つの第１マーク要素９３１は、Ｘ方向およびＹ方向に格子状に配置される。さらに換言すれば、第１アライメントマーク９３では、Ｘ方向に並ぶ２つの第１マーク要素９３１の（＋Ｙ）側に、当該２つの第１マーク要素９３１とＸ方向の略同じ位置に位置する他の２つの第１マーク要素９３１が配置される。Ｘ方向に隣接する各２つの第１マーク要素９３１間の距離と、Ｙ方向に隣接する各２つの第１マーク要素９３１間の距離とは、略同じである。

図６に示す例では、第２アライメントマーク９４は、同じ大きさの円形である４つの第２マーク要素９４１を備える。各第２マーク要素９４１の形状および大きさは、上述の第１マーク要素９３１と同じである。第２アライメントマーク９４は、Ｚ方向を向く回転軸を中心として第１アライメントマーク９３を約４５°回転させた外観を有する。具体的には、第２アライメントマーク９４では、最も（－Ｘ）側に１つの第２マーク要素９４１が配置され、最も（＋Ｘ）側に他の１つの第２マーク要素９４１が配置される。当該２つの第２マーク要素９４１は、Ｙ方向の略同じ位置に配置される。また、当該２つの第２マーク要素９４１のＸ方向の間には、他の２つの第２マーク要素９４１がＹ方向に並んで配置される。当該他の２つの第２マーク要素９４１はそれぞれ、最も（＋Ｘ）側および最も（－Ｘ）側の２つの第２マーク要素９４１よりも（＋Ｙ）側および（－Ｙ）側に配置される。

上述のように、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４とは、基板９上における向きが異なるだけで、形状および大きさは同じである。したがって、第２マーカ５２１の第２アパーチャ５２４（図４参照）として、第１マーカ５１１の第１アパーチャ５１４（図３参照）と同形状の部材（すなわち、開口の数、形状、大きさおよび配置が同じ部材）を、取り付けの向きを変更するのみで利用することができる。したがって、描画装置１の製造を簡素化することができ、描画装置１の製造コストを低減することができる。

なお、第１マーク要素９３１の形状は円形には限定されず、三角形、矩形、五角形以上の多角形、楕円または十字形等、様々に変更されてよい。第１マーク要素９３１の配置は格子状には限定されず、様々に変更されてよい。第１マーク要素９３１の数は、様々に変更可能であり、１であってもよく、２以上であってもよい。第２マーク要素９４１についても、第１マーク要素９３１と同様である。

また、第１マーク要素９３１の形状、配置および数は、第２マーク要素９４１の形状、配置および数とそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、第１アライメントマーク９３は上述の４つの第１マーク要素９３１を備え、第２アライメントマーク９４は、上述の４つの第２マーク要素９４１のうち１つの第２マーク要素９４１が省略された３つの第２マーク要素９４１を備えていてもよい。この場合、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４とは非相似形である。

図７は、制御部１０が備えるコンピュータ１００の構成を示す図である。コンピュータ１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、入出力部１０３と、バス１０４とを備える通常のコンピュータである。バス１０４は、プロセッサ１０１、メモリ１０２および入出力部１０３を接続する信号回路である。メモリ１０２は、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶されるプログラム等に従って、メモリ１０２等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算や画像処理）を実行する。入出力部１０３は、操作者からの入力を受け付けるキーボード１０５およびマウス１０６、並びに、プロセッサ１０１からの出力等を表示するディスプレイ１０７を備える。なお、制御部１０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）や回路基板等であってもよく、これらと１つ以上のコンピュータとの組み合わせであってもよい。

図８は、コンピュータ１００により実現される制御部１０の機能を示すブロック図である。図８では、制御部１０以外の構成も併せて示す。制御部１０は、記憶部１１１と、撮像制御部１１２と、検出部１１３と、描画制御部１１４とを備える。記憶部１１１は、主にメモリ１０２により実現され、基板９に描画される予定のパターンのデータ（すなわち、描画用データ）、並びに、以下に説明する第１位置関係情報および第２位置関係情報等の各種情報を予め記憶する。

第１位置関係情報は、図１に示す第１搬送機構２ａ（すなわち、第１ステージ２１ａおよび第１移動機構２２ａ）により搬送される基板９に対して、パターン描画部４により上側の主面に描画されるパターンと、第１マーク描画部５１（図２参照）により下側の主面に描画される第１アライメントマーク９３（図５参照）との平面視における相対的な位置関係を示す情報である。第２位置関係情報は、第２搬送機構２ｂ（すなわち、第２ステージ２１ｂおよび第２移動機構２２ｂ）により搬送される基板９に対して、パターン描画部４により上側の主面に描画されるパターンと、第２マーク描画部５２（図２参照）により下側の主面に描画される第２アライメントマーク９４（図６参照）との平面視における相対的な位置関係を示す情報である。

第１位置関係情報は、描画装置１の第１搬送機構２ａにおいて、試験基板の上側の主面に対するパターンの描画、および、下側の主面に対する第１アライメントマーク９３の描画を行い、当該パターンと第１アライメントマーク９３との相対位置を測定することにより予め取得される。第２位置関係情報は、描画装置１の第２搬送機構２ｂに置いて、試験基板の上側の主面に対するパターンの描画、および、下側の主面に対する第２アライメントマーク９４の描画を行い、当該パターンと第２アライメントマーク９４との相対位置を測定することにより予め取得される。

図８に示す撮像制御部１１２、検出部１１３および描画制御部１１４は、主にプロセッサ１０１（図７参照）により実現される。撮像制御部１１２は、撮像部３、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂを制御することにより、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面を撮像部３に撮像させて画像を取得させる。当該画像は、記憶部１１１へと送られて格納される。検出部１１３は、当該画像を用いて基板９の位置を検出する。また、検出部１１３は、当該画像中のアライメントマークの種類を判別する。具体的には、当該アライメントマークが、第１アライメントマーク９３、第２アライメントマーク９４および他のアライメントマークのいずれであるかを判別する。

描画制御部１１４は、検出部１１３により検出された基板９の位置、アライメントマークの種類、および、記憶部１１１に予め記憶されている描画用データ等に基づいて、パターン描画部４および第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂを制御することにより、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂ上の基板９に対する描画をパターン描画部４に行わせる。

次に、図１に示す描画装置１による基板９へのパターンの描画の流れについて説明する。描画装置１では、大まかには、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂのうち一方のステージ上に保持された基板９に対して描画が行われている間に、他方のステージ上に基板９が搬入されてアライメント処理等が行われる。そして、上記一方のステージ上に保持された基板９に対する描画が終了すると、上記他方のステージ上に保持された基板９に対する描画が開始される。また、当該他方のステージ上の基板９に対して描画が行われている間に、一方のステージ上から描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が当該一方のステージ上に搬入されてアライメント処理等が行われる。以下の説明では、基板９の第１主面９１に対してパターン描画部４によるパターンの描画が行われるものとして説明する。

図９Ａおよび図９Ｂは、描画装置１における描画処理の流れの一例を示す図である。図９Ａおよび図９Ｂ中の左側のステップＳ１１～Ｓ１９は、第１ステージ２１ａ上における基板９への描画処理の流れを示し、図９Ａおよび図９Ｂ中の右側のステップＳ２１～Ｓ２９は、第２ステージ２１ｂ上における基板９への描画処理の流れを示す。また、図９Ａおよび図９Ｂ中の上下方向の同じ位置に位置するステップは、およそ並行して行われる。具体的には、ステップＳ１１とステップＳ２１～Ｓ２６とは、およそ並行して行われる。また、ステップＳ２８とステップＳ１３～Ｓ１８とは、およそ並行して行われる。

図９Ａおよび図９Ｂでは、第１搬送機構２ａの第１ステージ２１ａ上の基板９に対するパターンの描画が行われる状態から説明を開始する。また、図１０～図１５は、描画処理中の描画装置１における第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂのＹ方向における概略的な位置を示す概念図である。図１０～図１５では、第１ステージ２１ａ、第１移動機構２２ａ、第２ステージ２１ｂおよび第２移動機構２２ｂを実線にて描き、撮像ヘッド３１および描画ヘッド４１を破線にて描く。

以下の説明では、Ｙ方向における第１ステージ２１ａの位置について、撮像ヘッド３１および／または描画ヘッド４１と上下方向に重なる位置を「処理位置」と呼び、第１移動機構２２ａの（－Ｙ）側の端部と上下方向に重なる位置を「搬出入位置」と呼び、第１移動機構２２ａの（＋Ｙ）側の端部と上下方向に重なる位置を「待機位置」と呼ぶ。また、Ｙ方向における第２ステージ２１ｂの位置について、撮像ヘッド３１および／または描画ヘッド４１と上下方向に重なる位置を「処理位置」と呼び、第２移動機構２２ｂの（－Ｙ）側の端部と上下方向に重なる位置を「搬出入位置」と呼び、第２移動機構２２ｂの（＋Ｙ）側の端部と上下方向に重なる位置を「待機位置」と呼ぶ。なお、上述の処理位置は、Ｙ方向における１点を指す概念ではなく、撮像部３による基板９の撮像、および、パターン描画部４によるパターンの描画が行われるＹ方向の所定の範囲（すなわち、処理領域）を指す。

描画装置１では、図１０に示すように、第１ステージ２１ａが処理位置に位置し、描画ヘッド４１が第１描画位置に位置する状態で、第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）に対して、パターン描画部４によるパターンの描画が行われる。また、第１ステージ２１ａ上の基板９の下側の主面（すなわち、第２主面９２）に対して、第１マーク描画部５１（図２参照）による第１アライメントマーク９３の描画が行われる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、描画制御部１１４（図８参照）によりパターン描画部４および第１移動機構２２ａが制御されることにより、処理位置において（－Ｙ）方向へと移動する基板９の上側の主面に対してパターンの描画が行われる。基板９の下側の主面に対する第１アライメントマーク９３の描画は、基板９の上側の主面に対するパターンの描画と並行して行われてもよく、当該パターンの描画の直前または直後に行われてもよい。

描画装置１では、ステップＳ１１と並行して、搬出入位置に位置する第２ステージ２１ｂから描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が第２ステージ２１ｂ上に搬入されて保持される（ステップＳ２１，Ｓ２２）。続いて、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（＋Ｙ）方向へと移動され、図１１に示すように処理位置に位置する（ステップＳ２３）。図１１に示す状態では、第１ステージ２１ａは処理位置に位置したままであり、第１ステージ２１ａ上の基板９に対するパターンの描画が行われている。また、撮像ヘッド３１は第２撮像位置に位置する。

第２ステージ２１ｂが処理位置に位置すると、撮像制御部１１２（図８参照）により撮像部３および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）に設けられたアライメントマーク（図示省略）の撮像が行われ、取得された画像が検出部１１３（図８参照）へと送られる。当該アライメントマークは、ステップＳ２２にて第２ステージ２１ｂ上に搬入された基板９に予め設けられているものであり、例えば、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４とは異なる外観を有する。

検出部１１３では、当該画像に対して基準画像を用いたパターンマッチングが行われる。当該パターンマッチングは、例えば、公知のパターンマッチング法（例えば、幾何学形状パターンマッチングや正規化相関サーチ等）により行われる。これにより、当該画像中におけるアライメントマークの位置が求められ、第２ステージ２１ｂ上における基板９の位置が検出される（ステップＳ２４）。

検出部１１３により検出される基板９の位置とは、第２ステージ２１ｂ上における基板９のＸ方向およびＹ方向における座標、基板９の向き、並びに、基板９の歪み等による変形を示す情報を含む。また、基板９の変形を示す情報とは、変形している基板９の形状、および、当該基板９上における描画領域の位置等の情報である。検出部１１３では、検出された基板９の位置に基づいて、第２ステージ２１ｂ上の基板９用の描画データの調節（すなわち、アライメント処理）が行われる。

第２ステージ２１ｂ上の基板９の撮像が終了すると、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（＋Ｙ）方向へと移動され、図１２に示すように待機位置に位置する（ステップＳ２５）。図１２に示す状態では、第１ステージ２１ａは処理位置に位置したままであり、第１ステージ２１ａ上の基板９に対するパターンの描画が行われている。第２ステージ２１ｂは、第１ステージ２１ａ上の基板９に対するパターンの描画が終了するまで、待機位置にて待機する（ステップＳ２６）。

第１ステージ２１ａ上の基板９に対するパターンおよび第１アライメントマーク９３の描画（ステップＳ１１）が終了すると、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（－Ｙ）方向へと移動され、図１３に示すように搬出入位置に位置する（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１２と並行して、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（－Ｙ）方向へと移動され、処理位置に位置する（ステップＳ２７）。また、撮像ヘッド３１は、第２撮像位置から第１撮像位置へと移動される。描画ヘッド４１は、第１描画位置から第２描画位置へと移動される。

そして、上述のアライメント処理済みの描画データ等に基づいて、描画制御部１１４によりパターン描画部４および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、処理位置において（－Ｙ）方向へと移動する第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）に対してパターンの描画が行われる。また、第２ステージ２１ｂ上の基板９の下側の主面（すなわち、第２主面９２）に対して、第２マーク描画部５２（図２参照）による第２アライメントマーク９４の描画が行われる（ステップＳ２８）。基板９の下側の主面に対する第２アライメントマーク９４の描画は、基板９の上側の主面に対するパターンの描画と並行して行われてもよく、当該パターンの描画の直前または直後に行われてもよい。

描画装置１では、第２ステージ２１ｂ上の基板９へのパターン描画と並行して、搬出入位置に位置する第１ステージ２１ａから、描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が第１ステージ２１ａ上に搬入されて保持される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。続いて、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（＋Ｙ）方向へと移動され、図１４に示すように処理位置に位置する（ステップＳ１５）。図１４に示す状態では、第２ステージ２１ｂは処理位置に位置したままであり、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対するパターンの描画が行われている。

第１ステージ２１ａが処理位置に位置すると、撮像制御部１１２により撮像部３および第１移動機構２２ａが制御されることにより、第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）に設けられたアライメントマーク（図示省略）が撮像ヘッド３１により撮像され、取得された画像が検出部１１３へと送られる。当該アライメントマークは、ステップＳ１４にて第１ステージ２１ａ上に搬入された基板９に予め設けられているものであり、例えば、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４とは異なる外観を有する。

検出部１１３では、ステップＳ２４と略同様に、当該画像に対してパターンマッチングが行われ、第１ステージ２１ａ上における基板９の位置が検出される（ステップＳ１６）。検出部１１３では、検出された基板９の位置に基づいて、第１ステージ２１ａ上の基板９に描画される予定のパターンデータの調節（すなわち、アライメント処理）が行われる。

第１ステージ２１ａ上の基板９の撮像が終了すると、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（＋Ｙ）方向へと移動され、図１５に示すように待機位置に位置する（ステップＳ１７）。図１５に示す状態では、第２ステージ２１ｂは処理位置に位置したままであり、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対するパターンの描画が行われている。第１ステージ２１ａは、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対するパターンの描画が終了するまで、待機位置にて待機する（ステップＳ１８）。

第２ステージ２１ｂ上の基板９に対するパターンおよび第２アライメントマーク９４の描画（ステップＳ２８）が終了すると、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（－Ｙ）方向へと移動され、上述の図１０に示すように搬出入位置に位置する（ステップＳ２９）。また、ステップＳ２９と並行して、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（－Ｙ）方向へと移動され、処理位置に位置する（ステップＳ１９）。また、撮像ヘッド３１は、第１撮像位置から第２撮像位置へと移動される。描画ヘッド４１は、第２描画位置から第１描画位置へと移動される。

そしてステップＳ１９からステップＳ１１に戻り、上述のアライメント処理済みの描画データ等に基づいて、描画制御部１１４によりパターン描画部４および第１移動機構２２ａが制御されることにより、処理位置において（－Ｙ）方向へと移動する第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面（すなわち、第１主面９１）に対してパターンの描画が行われる。また、第１ステージ２１ａ上の基板９の下側の主面（すなわち、第２主面９２）に対して、第１マーク描画部５１による第１アライメントマーク９３の描画が行われる（ステップＳ１１）。さらに、ステップＳ２９からステップＳ２１に戻り、搬出入位置に位置する第２ステージ２１ｂから描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が第２ステージ２１ｂ上に搬入されて保持される（ステップＳ２１，Ｓ２２）。描画装置１では、ステップＳ１１～Ｓ１９およびステップＳ２１～Ｓ２９が繰り返され、複数の基板９に対して順次描画が行われる。

次に、上述のパターンが第１主面９１に描画済みの基板９に対して、パターン描画部４により第２主面９２にパターンの描画が行われる際の描画装置１の動作について説明する。以下では、第２ステージ２１ｂに保持された基板９の第２主面９２にパターンが描画される場合について、図９Ａおよび図９Ｂを参照しつつ説明する。なお、通常、第２ステージ２１ｂ上の基板９へのパターン描画と並行して、第１ステージ２１ａ上の基板９へのパターン描画が上記と略同様に行われるが、説明の簡素化のため、第１ステージ２１ａ上の基板９に対する処理については説明を省略する。

描画装置１では、まず、第２主面９２を上側に向けた基板９が、ステップＳ２２と略同様に、第２ステージ２１ｂ上に搬入されて保持される（ステップＳ２２）。当該基板９の第１主面９１（すなわち、下側の主面）には、上述のパターンが描画装置１において予め描画されている。第１主面９１に対する当該パターンの描画が第１搬送機構２ａにおいて行われた場合、基板９の第２主面９２には第１アライメントマーク９３（図５参照）が描画されている。また、第１主面９１に対する当該パターンの描画が第２搬送機構２ｂにおいて行われた場合、基板９の第２主面９２には第２アライメントマーク９４（図６参照）が描画されている。

続いて、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが搬出入位置から（＋Ｙ）方向へと移動され、処理位置に位置する（ステップＳ２３）。そして、撮像制御部１１２（図８参照）により撮像部３および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面（すなわち、第２主面９２）に設けられたアライメントマーク（すなわち、第１アライメントマーク９３または第２アライメントマーク９４）の撮像が行われ、取得された画像が検出部１１３（図８参照）へと送られる。

検出部１１３では、当該画像に対して上記と略同様のパターンマッチングが行われ、当該画像中のアライメントマークの種類が判別される。具体的には、当該アライメントマークが、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４のいずれであるかが判別される。また、検出部１１３では、上記パターンマッチングにより、当該画像中におけるアライメントマークの位置が求められ、第２ステージ２１ｂ上における基板９の位置が検出される（ステップＳ２４）。検出部１１３では、検出された基板９の位置に基づいて、第２ステージ２１ｂ上の基板９用の描画データの調節（すなわち、アライメント処理）が行われる。

ステップＳ２４のパターンマッチングでは、第２ステージ２１ｂ上における基板９の傾き（すなわち、所定の向きからのずれ）や基板９の拡縮等に対応するために、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４のテンプレートの回転や拡縮が許容される。ただし、基板９の上記傾きや拡縮は僅かなものであるため、テンプレートに許容される回転や拡縮も僅かである。例えば、許容回転角度は１０°以下であり、許容拡縮割合は３０％以下である。

したがって、図５および図６に例示するように、第２アライメントマーク９４が第１アライメントマーク９３を比較的大きい角度（例えば、４５°）回転させた外観を有する場合、上記パターンマッチングにおいて、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４とを誤認することはない。当該誤認を防止するという観点からは、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４とが相似形である場合、第２アライメントマーク９４は、少なくとも、第１アライメントマーク９３を１０°よりも大きく回転させるか、３０％よりも大きく拡縮した外観を有することが好ましい。なお、当該誤認を防止するという観点からは、上述のように、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４とが非相似形であることも好ましい。

第２ステージ２１ｂ上の基板９の撮像が終了すると、第２ステージ２１ｂは、第２移動機構２２ｂにより処理位置から待機位置へと移動され、待機位置にて待機する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。第２ステージ２１ｂの待機が終了すると、第２ステージ２１ｂは、第２移動機構２２ｂにより待機位置から処理位置へと移動される（ステップＳ２７）。

そして、上述のアライメント処理済みの描画データ、および、検出部１１３により検出されたアライメントマークの種類等に基づいて、描画制御部１１４（図８参照）によりパターン描画部４および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、処理位置において（－Ｙ）方向へと移動する第２ステージ２１ｂ上の基板９の第２主面９２（すなわち、第１アライメントマーク９３または第２アライメントマーク９４が描画されている主面）に対してパターンの描画が行われる（ステップＳ２８）。なお、第２主面９２へのパターン描画の際には、第１主面９１（すなわち、下側の主面）に対するアライメントマークの描画は行われなくてよい。

ステップＳ２８では、基板９の第２主面９２に第１アライメントマーク９３が描画されている場合、描画制御部１１４は、基板９の第１主面９１に対するパターンの描画が第１搬送機構２ａ上にて行われたと判断し、記憶部１１１から第１位置関係情報を読み出す。第１位置関係情報は、上述のように、第１搬送機構２ａ上にて基板９の第１主面９１に描画されたパターンと第２主面９２に描画された第１アライメントマーク９３との相対的な位置関係を示す情報である。描画装置１では、第１位置関係情報および上述のアライメント処理済みの描画データ等に基づいて、描画制御部１１４によりパターン描画部４および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、第２ステージ２１ｂ上の基板９の第２主面９２に対するパターンの描画位置が調節され、第２主面９２に当該パターンが描画される。これにより、基板９の第１主面９１に既に描画されているパターンと、第２主面９２に描画されるパターンとの相対位置を、所望の相対位置と略同じとすることができる。

一方、基板９の第２主面９２に第２アライメントマーク９４が描画されている場合、描画制御部１１４は、基板９の第１主面９１に対するパターンの描画が第２搬送機構２ｂ上にて行われたと判断し、記憶部１１１から第２位置関係情報を読み出す。第２位置関係情報は、上述のように、第２搬送機構２ｂ上にて基板９の第１主面９１に描画されたパターンと第２主面９２に描画された第２アライメントマーク９４との相対的な位置関係を示す情報である。描画装置１では、第２位置関係情報および上述のアライメント処理済みの描画データ等に基づいて、描画制御部１１４によりパターン描画部４および第２移動機構２２ｂが制御されることにより、第２ステージ２１ｂ上の基板９の第２主面９２に対するパターンの描画位置が調節され、第２主面９２に当該パターンが描画される。これにより、基板９の第１主面９１に既に描画されているパターンと、第２主面９２に描画されるパターンとの相対位置を、所望の相対位置と略同じとすることができる。

以上に説明したように、基板９に対する描画を行う描画システム（上記例では、描画装置１）は、パターン描画部４と、第１搬送機構２ａと、第１マーク描画部５１と、第２搬送機構２ｂと、第２マーク描画部５２とを備える。パターン描画部４は、下方にて水平移動する基板９の上側の主面に対して光を照射してパターンを描画する。第１搬送機構２ａは、第１基板保持部（すなわち、第１ステージ２１ａ）、および、パターン描画部４の下方にて第１ステージ２１ａを水平移動する第１移動機構２２ａを備える。第１マーク描画部５１は、第１ステージ２１ａに保持された基板９の下側の主面に対して光を照射して、第１搬送機構２ａに関連付けられた第１アライメントマーク９３を描画する。第２搬送機構２ｂは、第２基板保持部（すなわち、第２ステージ２１ｂ）、および、パターン描画部４の下方にて第２ステージ２１ｂを水平移動する第２移動機構２２ｂを備える。第２マーク描画部５２は、第２ステージ２１ｂに保持された基板９の下側の主面に対して光を照射して、第２搬送機構２ｂに関連付けられた第２アライメントマーク９４を描画する。第２アライメントマーク９４は、第１アライメントマーク９３とは外観が異なる。

したがって、パターン描画部４による基板９の一方の主面へのパターン描画時に第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのいずれが利用されたのかを、基板９の他方の主面に描画されたアライメントマークを観察することにより、当該パターン描画よりも後工程において容易に判別することができる。これにより、当該一方の主面のパターン描画時に利用された搬送機構に特有の表裏位置関係（すなわち、上面のパターンと下面のアライメントマークとの相対的な位置関係）を考慮して描画位置の調節を行った上で、基板９の上記他方の主面にパターンを描画することができる。その結果、基板９の両側の主面に描画されたパターンの相対的な位置精度を向上することができる。

上述のように、描画装置１は、第１位置関係情報および第２位置関係情報を予め記憶する記憶部１１１と、パターン描画部４を制御する撮像制御部１１２と、をさらに備えることが好ましい。第１位置関係情報は、第１搬送機構２ａにより搬送される基板９に対してパターン描画部４により上側の主面に描画されるパターンと、第１マーク描画部５１により下側の主面に描画される第１アライメントマーク９３との相対的な位置関係を示す。第２位置関係情報は、第２搬送機構２ｂにより搬送される基板９に対してパターン描画部４により上側の主面に描画されるパターンと第２マーク描画部５２により下側の主面に描画される第２アライメントマーク９４との相対的な位置関係を示す。撮像制御部１１２は、好ましくは、第１アライメントマーク９３が描画された主面にパターン描画部４によるパターンの描画が行われる際に、第１位置関係情報に基づいて描画位置を調節し、第２アライメントマーク９４が描画された主面にパターン描画部４によるパターンの描画が行われる際に、第２位置関係情報に基づいて描画位置を調節する。これにより、両側の主面に描画されたパターンの相対的な位置精度が高い基板９を提供することができる。

上述のように、第１マーク描画部５１は、光源５１２からの光の一部を通過させる第１マスク部（上記例では、第１アパーチャ５１４）を備え、第２マーク描画部５２は、第１マスク部とは異なる開口を有し、光源５２２からの光の一部を通過させる第２マスク部（上記例では、第２アパーチャ５２４）を備えることが好ましい。これにより、第１マーク描画部５１と第２マーク描画部５２とで構造を大きく変更することなく（すなわち、第１マスク部と第２マスク部とを変更するのみで）、第１アライメントマーク９３の外観と第２アライメントマーク９４の外観とを異ならせることができる。したがって、描画装置１の構造が複雑化することを抑制しつつ、基板９の両側の主面に描画されたパターンの相対的な位置精度を向上することができる。

上述のように、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４は非相似形であることも好ましい。これにより、上述のパターンマッチングの際に、テンプレートの回転や拡縮が行われる場合であっても、第１アライメントマーク９３と第２アライメントマーク９４との誤認を抑制し、アライメントマークの種類を精度良く判別することができる。

上述のように、パターン描画部４は、下方に向けて光を照射する描画ヘッド４１と、描画ヘッド４１を第１搬送機構２ａの上方の第１描画位置と第２搬送機構２ｂの上方の第２描画位置との間で移動する描画ヘッド移動機構４２と、を備えることが好ましい。このように、第１ステージ２１ａ上の基板９に対する描画、および、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対する描画を、共通の描画ヘッド４１によって行うことにより、描画装置１の構造を簡素化し、描画装置１を小型化することができる。また、描画装置１では、上述のように、パターン描画部４による基板９の一方の主面へのパターン描画時に第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのいずれが利用されたのかを、当該パターン描画よりも後工程において容易に判別することができる。したがって、描画装置１の構造は、基板９の両側の主面へのパターン描画がそれぞれ、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのどちらの搬送機構にても行われ得る描画装置１に特に適している。

図５および図６に示す例では、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４はそれぞれ、円形のマーク要素が配列された単なる図形であるが、これには限定されない。例えば、第１アライメントマーク９３は、第１搬送機構２ａに関する情報を表示するバーコードであり、第２アライメントマーク９４は、第２搬送機構２ｂに関する情報を表示するバーコードであってもよい。この場合、撮像部３によって第１アライメントマーク９３を撮像することにより、基板９のパターン描画に利用された搬送機構の種類（すなわち、第１搬送機構２ａまたは第２搬送機構２ｂ）の判別と並行して、当該搬送機構に関する情報取得も行うことができる。

第１アライメントマーク９３がバーコードである場合、当該バーコードが示す情報には、例えば、第１搬送機構２ａを示す識別番号や第１位置関係情報が含まれる。第２アライメントマーク９４がバーコードである場合、当該バーコードが示す情報には、例えば、第２搬送機構２ｂを示す識別番号や第２位置関係情報が含まれる。第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４としては、１次元バーコードが利用されてもよく、２次元バーコードが利用されてもよい。

なお、第１アライメントマーク９３および第２アライメントマーク９４は、上述の情報を含むバーコード以外のマークであってもよい。例えば、第１アライメントマーク９３は、第１搬送機構２ａを示す記号であり、第２アライメントマーク９４は、第２搬送機構２ｂを示す記号であってもよい。

上述の描画装置１では、様々な変更が可能である。

上記例では、第１マーク描画部５１により、基板９の下側の主面に２つの同じ第１アライメントマーク９３が描画され、第２マーク描画部５２により、基板９の下側の主面に２つの同じ第２アライメントマーク９４が描画されるが、これには限定されない。例えば、２つの第１アライメントマーク９３は、形状、大きさまたは向き等が互いに異なっていてもよい。２つの第２アライメントマーク９４も同様に、形状、大きさまたは向き等が互いに異なっていてもよい。また、２つの第１アライメントマーク９３のうち一方の第１アライメントマーク９３の外観と、２つの第２アライメントマーク９４のうち一方の第２アライメントマーク９４の外観とが異なる場合、他方の第１アライメントマーク９３と他方の第２アライメントマーク９４とは同じ外観を有していてもよい。

第１マーク描画部５１により基板９の下側の主面に描画された２つの第１アライメントマーク９３と、第２マーク描画部５２により基板９の下側の主面に描画された２つの第２アライメントマーク９４とは、基板９上における配置（すなわち、２つのアライメントマークの相対位置）が異なっていてもよい。例えば、２つの第１アライメントマーク９３は、基板９の下側の主面の（－Ｙ）側の端部にてＸ方向に並び、２つの第２アライメントマーク９４は、基板９の下側の主面の（－Ｙ）側の端部と、（＋Ｙ）側の端部とに配置されてもよい。この場合であっても、２つの第１アライメントマーク９３をまとめて観察した場合の外観と、２つの第２アライメントマーク９４をまとめて観察した場合の外観とは互いに異なるため、上記と同様に、基板９の上側の主面へのパターン描画が第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのいずれを利用して行われたかを容易に判別することができる。なお、上述のように配置が異なる場合、各第１アライメントマーク９３と各第２アライメントマーク９４とは同じ形状であってもよい。

描画装置１では、第１マーク描画部５１により基板９の下側の主面に描画される第１アライメントマーク９３の数は、３以上であってもよい。また、第２マーク描画部５２により基板９の下側の主面に描画される第２アライメントマーク９４の数は、３以上であってもよい。

第１マーカ５１１では、例えば、第１アパーチャ５１４に代えて、第１アライメントマーク９３に対応するパターンが描画されたガラスマスクが、第１マスク部として光源５１２および光学系５１３の（＋Ｚ）側に配置されてもよい。第２マーカ５２１でも同様に、第２アパーチャ５２４に代えて、第２アライメントマーク９４に対応するパターンが描画されたガラスマスクが、第２マスク部として光源５２２および光学系５２３の（＋Ｚ）側に配置されてもよい。

第１マーク描画部５１の第１マーカ５１１は、必ずしも第１ステージ２１ａの内部に配置される必要はない。例えば、第１マーカ５１１は、上述の処理位置において第１ステージ２１ａの移動経路の鉛直下方に配置され、第１ステージ２１ａが第１マーカ５１１の上方に位置する状態で、第１ステージ２１ａに設けられた貫通孔を介して基板９の下側の主面に光を照射して第１アライメントマーク９３を描画してもよい。第２マーク描画部５２の第２マーカ５２１についても同様である。

第１マーク描画部５１では、複数の第１マーカ５１１の光源が共通とされてもよい。例えば、共通光源からの光が複数の光ファイバを介して複数の第１マーカ５１１の光学系５１３へとそれぞれ導かれてもよい。第２マーク描画部５２においても同様である。

描画装置１では、第１位置関係情報等の第１搬送機構２ａに関連付けられる情報を含むマーク（例えば、バーコードや数字）等が、第１アライメントマーク９３とは別に、第１マーク描画部５１により基板９の下側の主面に描画されてもよい。また、第２位置関係情報等の第２搬送機構２ｂに関連付けられる情報を含むマーク（例えば、バーコードや数字）が、第２アライメントマーク９４とは別に、第２マーク描画部５２により基板９の下側の主面に描画されてもよい。

描画装置１では、第１搬送機構２ａは、第１ステージ２１ａをＸ方向に移動する移動機構、Ｚ方向に延びる回転軸を中心として第１ステージ２１ａを回転する回転機構、および、第１ステージ２１ａをＺ方向に移動する昇降機構のうち、１つ以上をさらに備えていてもよい。当該移動機構および昇降機構として、例えば、リニアサーボモータが利用可能である。また、当該回転機構として、例えば、サーボモータが利用可能である。当該移動機構、回転機構および昇降機構の構造は、様々に変更されてよい。第２搬送機構２ｂについても第１搬送機構２ａと同様である。

パターン描画部４では、第１描画位置において第１ステージ２１ａ上の基板９に光を照射する描画ヘッド４１と、第２描画位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９に光を照射する描画ヘッド４１とが別々に設けられてもよい。この場合、描画ヘッド移動機構４２は省略されてよい。さらに、撮像部３では、第１撮像位置において第１ステージ２１ａ上の基板９を撮像する描画ヘッド３１と、第２撮像位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９を撮像する撮像ヘッド３１とが別々に設けられてもよい。この場合、撮像ヘッド移動機構３２は省略されてよい。また、描画装置１では、第１搬送機構２ａ、第１マーク描画部５１、第１撮像位置において第１ステージ２１ａ上の基板９を撮像する描画ヘッド３１、および、第１ステージ２１ａ上の基板９に光を照射する描画ヘッド４１を備える第１のユニットと、第２搬送機構２ｂ、第２マーク描画部５２、第２撮像位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９を撮像する撮像ヘッド３１、および、第２ステージ２１ｂ上の基板９に光を照射する描画ヘッド４１を備える第２ユニットとが分離して設けられていてもよい。

描画装置１では、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂに加えて、第３ステージと、第３ステージをＹ方向に移動する第３移動機構が設けられ、第１ステージ２１ａ、第２ステージ２１ｂおよび第３ステージ上の基板９に対して、様々な処理（アライメント処理、描画処理および基板９の搬出入）が並行して行われてもよい。

図１６は、本発明に係る他の好ましい描画装置１ａを（－Ｙ）側から見た側面図である。図１６では、撮像ヘッド３１および第１ガントリー部７２等の図示を省略している。描画装置１ａでは、第１ステージ２１ａと第２ステージ２１ｂとが上下方向に隣接して配置される。図１６に示す例では、第２ステージ２１ｂは第１ステージ２１ａの下側に離間して配置される。第１移動機構２２ａは、第１ステージ２１ａを側方（すなわち、（－Ｘ）側）から支持する。第２移動機構２２ｂは、第２ステージ２１ｂを側方（すなわち、（＋Ｘ）側）から支持する。

第１搬送機構２ａは、第１ステージ２１ａを上下方向に移動する図示省略の第１昇降機構を備える。第２搬送機構２ｂは、第２ステージ２１ｂを上下方向に移動する図示省略の第２昇降機構を備える。第２ガントリー部７３により支持される複数の描画ヘッド４１により、第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面にパターンの描画が行われた後、第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面にパターンの描画が行われる際には、図１６に示す状態から第１ステージ２１ａが図中の第２ステージ２１ｂの位置まで下降し、第２ステージ２１ｂが図中の第１ステージ２１ａの位置まで上昇する。描画装置１ａのその他の構成は、描画装置１の対応する構成と略同様である。

第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、上述の描画装置１と略同様に、基板移動方向（すなわち、Ｙ方向）に交差する方向に並んで配置される。図１６に示す例では、第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとはＸ方向に並んで配置され、第２移動機構２２ｂは、第１移動機構２２ａの（＋Ｘ）側の側方に隣接する。第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、上下方向の略同じ高さに位置する。

描画装置１ａにおいても、描画装置１と同様に、第１ステージ２１ａに保持された基板９の下側の主面に第１アライメントマーク９３が描画され、第２ステージ２１ｂに保持された基板９の下側の主面に、第１アライメントマーク９３とは外観が異なる第２アライメントマーク９４が描画される。これにより、パターン描画部４による基板９の一方の主面へのパターン描画時に第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのいずれが利用されたのかを、基板９の他方の主面に描画されたアライメントマークの種類を観察することにより、当該パターン描画よりも後工程において容易に判別することができる。

上記例では、描画システムは、１台のツインステージタイプの描画装置１として説明したが、これには限定されない。例えば、描画システムは、シングルステージタイプの２台の描画装置を備えていてもよい。この場合、一方の描画装置は、上述の第１搬送機構２ａおよび第１マーク描画部５１と、第１ステージ２１ａ上の基板９の上側の主面にパターンを描画する第１のパターン描画部と、を備える。また、他方の描画装置は、上述の第２搬送機構２ｂおよび第２マーク描画部５２と、第２ステージ２１ｂ上の基板９の上側の主面にパターンを描画する第２のパターン描画部と、を備える。第１のパターン描画部は、１つまたは２つ以上の上記描画ヘッド４１を備える。第２のパターン描画部も同様に、１つまたは２つ以上の上記描画ヘッド４１を備える。当該描画システムでは、第１のパターン描画部と第２のパターン描画部とを合わせて、下方にて水平移動する基板９の上側の主面に対して光を照射してパターンを描画するパターン描画部４となる。

当該描画システムにおいても、上述の描画装置１と同様に、第１ステージ２１ａに保持された基板９の下側の主面に第１アライメントマーク９３が描画され、第２ステージ２１ｂに保持された基板９の下側の主面に、第１アライメントマーク９３とは外観が異なる第２アライメントマーク９４が描画される。これにより、パターン描画部４による基板９の一方の主面へのパターン描画時に第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのいずれが利用されたのかを、基板９の他方の主面に描画されたアライメントマークの種類を観察することにより、当該パターン描画よりも後工程において容易に判別することができる。

上述の基板９は、必ずしもプリント基板には限定されない。描画装置１，１ａでは、例えば、半導体基板、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、太陽電池パネル用の基板等の位置検出が行われてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ 描画装置
２ａ 第１搬送機構
２ｂ 第２搬送機構
４ パターン描画部
９ 基板
２１ａ 第１ステージ
２１ｂ 第２ステージ
２２ａ 第１移動機構
２２ｂ 第２移動機構
５１ 第１マーク描画部
５２ 第２マーク描画部
９１ 第１主面
９２ 第２主面
９３ 第１アライメントマーク
９４ 第２アライメントマーク
１１１ 記憶部
１１４ 描画制御部
５１４ 第１アパーチャ
５２４ 第２アパーチャ
Ｓ１１～Ｓ１９，Ｓ２１～Ｓ２９ ステップ

Claims (6)

1. 基板に対する描画を行う描画システムであって、
   下方にて水平移動する基板の上側の主面に対して光を照射してパターンを描画するパターン描画部と、
   第１基板保持部、および、前記パターン描画部の下方にて前記第１基板保持部を水平移動する第１移動機構を備える第１搬送機構と、
   前記第１基板保持部に保持された基板の下側の主面に対して光を照射して、前記第１搬送機構に関連付けられた第１アライメントマークを描画する第１マーク描画部と、
   第２基板保持部、および、前記パターン描画部の下方にて前記第２基板保持部を水平移動する第２移動機構を備える第２搬送機構と、
   前記第２基板保持部に保持された基板の下側の主面に対して光を照射して、前記第１アライメントマークとは外観が異なる前記第２搬送機構に関連付けられた第２アライメントマークを描画する第２マーク描画部と、
   を備えることを特徴とする描画システム。
2. 請求項１に記載の描画システムであって、
   前記第１搬送機構により搬送される基板に対して前記パターン描画部により上側の主面に描画されるパターンと前記第１マーク描画部により下側の主面に描画される前記第１アライメントマークとの相対的な位置関係を示す第１位置関係情報、および、前記第２搬送機構により搬送される基板に対して前記パターン描画部により上側の主面に描画されるパターンと前記第２マーク描画部により下側の主面に描画される前記第２アライメントマークとの相対的な位置関係を示す第２位置関係情報を予め記憶する記憶部と、
   前記パターン描画部を制御する描画制御部と、
   をさらに備え、
   前記描画制御部は、前記第１アライメントマークが描画された主面に前記パターン描画部によるパターンの描画が行われる際に、前記第１位置関係情報に基づいて描画位置を調節し、前記第２アライメントマークが描画された主面に前記パターン描画部によるパターンの描画が行われる際に、前記第２位置関係情報に基づいて描画位置を調節することを特徴とする描画システム。
3. 請求項１または２に記載の描画システムであって、
   前記第１マーク描画部は、光源からの光の一部を通過させる第１マスク部を備え、
   前記第２マーク描画部は、前記第１マスク部とは異なる開口を有し、光源からの光の一部を通過させる第２マスク部を備えることを特徴とする描画システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の描画システムであって、
   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は非相似形であることを特徴とする描画システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画システムであって、
   前記第１アライメントマークは、前記第１搬送機構に関する情報を表示するバーコードであり、
   前記第２アライメントマークは、前記第２搬送機構に関する情報を表示するバーコードであることを特徴とする描画システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の描画システムであって、
   前記パターン描画部は、
   下方に向けて光を照射する描画ヘッドと、
   前記描画ヘッドを、前記第１搬送機構の上方の第１描画位置と前記第２搬送機構の上方の第２描画位置との間で移動する描画ヘッド移動機構と、
   を備えることを特徴とする描画システム。

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