(57)【要約】【課題】ウエハに対してマスクを高精度に位置合せした上で、一度の露光でウエハの両面にパターンを同時露光すること。【解決手段】互いに対向して配置されると共に、パターンＰが予め描画されたマスクＭ１、Ｍ２がそれぞれ装着される第１マスク装着部３及び第２マスク装着部２と、両マスクの間に挟まれるように配置されたウエハＳに対して両マスクを通して光を照射して、ウエハの両面にパターンを露光させる露光手段１４と、を備え、両マスク装着部は、それぞれに装着されたマスクが互いに平行に配置される構成とされた装置であって、両マスク装着部のうち少なくとも一方のマスク装着部には、前記一方のマスク装着部に装着された一方のマスク上の所定位置に配置されたウエハを、前記一方のマスクに形成された貫通孔Ｍ１ａを通して吸着しうる吸着手段３４が備えられているウエハ露光装置１を提供する。【選択図】図１
2010182997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置されると共に、パターンが予め描画されたマスクがそれぞれ装着される第１マスク装着部及び第２マスク装着部と、
前記第１マスク装着部に装着されたマスクと、前記第２マスク装着部に装着されたマスクと、の間に挟まれるように配置されたウエハに対して両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光させる露光手段と、を備え、
前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部は、それぞれに装着されたマスクが互いに平行に配置される構成とされたウエハ露光装置であって、
前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部のうち少なくとも一方のマスク装着部には、前記一方のマスク装着部に装着された一方のマスク上の所定位置に配置された前記ウエハを、前記一方のマスクに形成された貫通孔を通して吸着しうる吸着手段が備えられていることを特徴とするウエハ露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハ露光装置であって、
前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に配置するように搬送する搬送手段を備え、
前記搬送手段は、前記ウエハを吸着しうる吸着部を有することを特徴とするウエハ露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウエハ露光装置であって、
前記一方のマスクの表面に対して平行なＸＹ方向に前記一方のマスクが移動するように、前記一方のマスク装着部を移動させる移動手段を備えていることを特徴とするウエハ露光装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のウエハ露光装置であって、
前記吸着手段は、前記第１マスク装着部に備えられた第１吸着手段と、前記第２マスク装着部に備えられた第２吸着手段と、からなる構成とされていることを特徴とするウエハ露光装置。
【請求項５】
互いに対向して配置されると共に、パターンが予め描画されたマスクがそれぞれ装着される第１マスク装着部及び第２マスク装着部と、
前記第１マスク装着部に装着されたマスクと、前記第２マスク装着部に装着されたマスクと、の間に挟まれるように配置されたウエハに対して両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光させる露光手段と、を備え、
前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部は、それぞれに装着されたマスクが互いに平行に配置される構成とされたウエハ露光装置を用いて、前記ウエハの両面に前記パターンを同時に露光するウエハ露光方法であって、
前記ウエハ露光装置は、
前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部のうち少なくとも一方のマスク装着部に、前記一方のマスク装着部に装着された一方のマスク上の所定位置に配置された前記ウエハを、前記一方のマスクに形成された貫通孔を通して吸着しうる吸着手段が備えられ、
前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に配置するように搬送する搬送手段、を備え、
前記搬送手段が、前記ウエハを吸着しうる吸着部を有する構成とされ、
前記一方のマスク上の前記所定位置に前記ウエハを配置する際に、
前記搬送手段に吸着されている前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に接触させる工程と、
前記所定位置に接触されたウエハを前記一方のマスク装着部に備えられた前記吸着手段によって吸着する工程と、
前記吸着手段による吸着の後に、前記搬送手段による前記ウエハの吸着を解除する工程と、
を備えていることを特徴とするウエハ露光方法。
【請求項６】
請求項５に記載のウエハ露光方法であって、
前記搬送手段に吸着されている前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に接触させる工程の前に、
前記一方のマスクを前記ウエハに対して、前記一方のマスクの表面に対して平行なＸＹ方向に位置合わせする工程を備えていることを特徴とするウエハ露光方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のウエハ露光方法であって、
前記ウエハ露光装置は、
前記吸着手段が、前記第１マスク装着部に備えられた第１吸着手段と、前記第２マスク装着部に備えられた第２吸着手段と、からなる構成とされ、
前記一方のマスク上の前記所定位置に前記ウエハを配置するセット工程と、
前記一方のマスク装着部に備えられた一方の吸着手段によって前記一方のマスク上の前記ウエハを吸着しながら、両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光する露光工程と、
他方のマスク装着部に備えられた他方の吸着手段によって前記ウエハを吸着すると共に前記一方の吸着手段による前記ウエハの吸着を解除し、前記ウエハを前記一方のマスクから、前記他方のマスク装着部に装着された他方のマスクに移し替える移し替え工程と、
前記他方のマスク上の露光後の前記ウエハを回収する回収工程と、を備え、
前記回収工程において、前記一方のマスク上の前記所定位置に露光前のウエハを配置する前記セット工程を同時に行うことを特徴とするウエハ露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクのパターンをウエハに露光するウエハ露光装置及びウエハ露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
ところで、この圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電材料からなるウエハ（半導体ウエハ）から形成されている。具体的には、ウエハを所定の厚みまで研磨加工した後、フォトリソグラフィ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を形成すると共に、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。
【０００３】
ところで、フォトリソグラフィ技術によりウエハに圧電振動片の外形を形成する場合には、始めに露光装置を利用して外形形状をパターニングする必要がある。つまり、露光装置によりマスクのパターンをウエハに露光した後、現像を行って外形形状をパターニングする必要がある。これにより、外形形状に沿ってエッチング加工することができ、圧電振動片の外形を形作ることができる。
この種の露光装置は、様々なものが提供されているが、投影レンズ等から構成される投影光学系を利用したプロジェクション露光（投影露光）方式が一般的である（特許文献１参照）。また、投影光学系を用いない露光方式として、ウエハとマスクとを非接触状態で露光するプロキシミティ露光方式や、ウエハとマスクとを接触させた状態で露光するコンタクト露光方式等も知られている。
【０００４】
ここで、ウエハとして好適に使用されている水晶は、結晶構造が異方性である。そのため、水晶をウエハとして利用する場合には、ウエハの両面からエッチングを行う必要がある。従って、ウエハの両面にそれぞれパターンを露光する必要があった。
このようにウエハの両面にパターンを露光する場合において、プロジェクション露光方式で行う場合には、図２０に示すように、ウエハＳの上下に投影レンズ等を有する投影光学系１００、パターンが描画されたマスク１０１及びランプ等の照明光学系１０２をそれぞれ配置することが可能である。そのため、一度の露光工程でウエハＳの両面にパターンを同時に露光することができる。
【０００５】
一方、プロキシミティ露光方式やコンタクト露光方式の場合には、片面ずつ露光する方法が一般的である。つまり、ウエハの一方の面にパターンを露光した後、この面を基準にして反対の面にパターンを形成する方法であるので、両面同時に露光することが難しかった。そのため、露光工程を２度行う必要があり、プロジェクション露光方式に比べて時間を要する不都合がある。よって、ウエハの両面にパターンを露光する場合には、プロジェクション露光方式を採用する場合が多かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９０４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、まだ以下の課題が残されている。
始めに、現状からのさらなるコストダウンを図るため、ウエハ１枚あたりから得られる圧電振動片の取り個数をできるだけ多くしたいニーズがある。そのため、今後、できるだけサイズが大きいウエハが用いられることが予想される。しかも、近年の技術進歩によってウエハの大型化が年々進んでいるので、この傾向がますます早まっている。
しかしながら、ウエハのサイズが大型化するほど、両面に露光するパターンの位置合わせ精度が難しくなると共に、ウエハに対するマスクの位置合せが難しくなる。特に、パターンの精度は、圧電振動片の外形形状の精度を決定付けるものであるので、非常に重要である。加えて、近年の電子機器の小型化に伴って、これら電子機器に搭載される圧電振動子のさらなる小型化が求められており、圧電振動片自体の小型化が要求されている。よって、必然的にパターンもより微細で複雑な形状となり易い。従って、両面に露光するパターンの位置合わせ精度は、高い精度を求められるものであった。
【０００８】
この点、プロジェクション露光方式は、露光工程が１回で済むという利点を有している反面、投影レンズ等を有する投影光学系を利用するものであるので、パターンの位置合わせを高精度に行うことが難しいものであった。つまり、投影光学系を通してパターンを露光するので、レンズの歪み等によって±３μｍ程度以上の収差がどうしても生じてしまう。そのため、ウエハの両面に露光したパターンにずれが生じてしまい、高精度な位置合わせを行うことができなかった。
【０００９】
一方、プロキシミティ露光方式やコンタクト露光方式の場合には、ウエハの一方の面にパターンを露光した後、ウエハを裏返し、他方の面にパターンを再度露光する方法である。そのため、両面に一括露光する場合とは違い、ウエハの両面に露光したパターンにずれが生じ易い。よって、この場合も同様に、ウエハの両面に露光するパターンの位置合わせを高精度に行うことが難しいものであった。しかも、前述したようにウエハのサイズの大型化の影響によってウエハに対するマスクの位置合わせが難しくなることで、ウエハに露光するパターンの位置合わせを高精度に行うことがより困難なものとなっている。
加えて、上述したように、露光工程を２回行う必要があるので、時間がかかるものであった。
【００１０】
上述したように、いずれの露光方式を選択したとしても、ウエハの両面に高精度に位置合わせした状態でパターンを露光することが困難であった。そのため、ウエハサイズの大型化や圧電振動片の小型化に対応することが難しいものであった。
【００１１】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、ウエハに対してマスクを高精度に位置合せした上で、一度の露光でウエハの両面にパターンを同時露光することができるウエハ露光装置及びウエハ露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係るウエハ露光装置は、互いに対向して配置されると共に、パターンが予め描画されたマスクがそれぞれ装着される第１マスク装着部及び第２マスク装着部と、前記第１マスク装着部に装着されたマスクと、前記第２マスク装着部に装着されたマスクと、の間に挟まれるように配置されたウエハに対して両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光させる露光手段と、を備え、前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部は、それぞれに装着されたマスクが互いに平行に配置される構成とされたウエハ露光装置であって、前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部のうち少なくとも一方のマスク装着部には、前記一方のマスク装着部に装着された一方のマスク上の所定位置に配置された前記ウエハを、前記一方のマスクに形成された貫通孔を通して吸着しうる吸着手段が備えられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係るウエハ露光装置によれば、前記一方のマスク上の所定位置にウエハを配置した後、このウエハに露光手段によって両マスクを通して光を照射することで、ウエハの両面にパターンを露光することができる。
特に、前記一方のマスク上の所定位置に配置されたウエハを、前記吸着手段により吸着することで、前記一方のマスク上でウエハが位置ずれしてしまうのを抑制することが可能となるので、ウエハに対してマスクを高精度に位置合せすることができる。
また、投影レンズ等を利用するプロジェクション露光方式ではないので、投影レンズ等の歪みに起因する収差が生じる恐れがないので、ウエハの両面に高精度に位置合わせした状態でパターンを形成することができる。
加えて、従来のプロキシミティ露光方式やコンタクト露光方式とは異なり、一度の露光でウエハの両面にパターンを一括露光できるので、露光に要する時間を短縮することができ、作業効率の向上化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係るウエハ露光装置では、前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に配置するように搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段は、前記ウエハを吸着しうる吸着部を有していても良い。
【００１５】
この場合、吸着部を有する搬送手段によりウエハを吸着しながら搬送することで、ウエハを前記一方のマスクまで搬送する過程においてウエハの姿勢を安定させることができる。従って、前記一方のマスク上の所定位置にウエハを安定した姿勢で配置させることが可能となり、前記一方のマスク上でのウエハの位置ずれを確実に抑制することができる。これにより、ウエハに対するマスクの位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係るウエハ露光装置では、前記一方のマスクの表面に対して平行なＸＹ方向に前記一方のマスクが移動するように、前記一方のマスク装着部を移動させる移動手段を備えていても良い。
【００１７】
この場合、移動手段が、吸着手段が備えられている前記一方のマスク装着部を移動させる。従って、前記一方のマスク上の所定位置にウエハを配置させる際、前記一方のマスクを移動させることによってウエハに対する前記一方のマスクの位置を調整した後に配置させることが可能となる。よって、前記一方のマスク上の所定位置にウエハをより正確に配置させることが可能となり、前記一方のマスク上でのウエハの位置ずれを確実に抑制することができる。これにより、ウエハに対するマスクの位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るウエハ露光装置では、前記吸着手段は、前記第１マスク装着部に備えられた第１吸着手段と、前記第２マスク装着部に備えられた第２吸着手段と、からなる構成とされていても良い。
【００１９】
この場合、まず、前記一方のマスク上の所定位置にウエハを配置した後、このウエハに露光手段によって両マスクを通して光を照射する。そして、前記一方のマスク装着部に備えられた一方の吸着手段によって前記一方のマスク上に吸着されているウエハを、他方のマスク装着部に装着された他方のマスク上に他方の吸着手段によって吸着させ、更に前記一方の吸着手段による吸着を解除する。これにより、ウエハを前記一方のマスクから前記他方のマスクに移し替えることができる。よってその後、前記他方のマスク上の露光後のウエハの回収と、前記一方のマスク上への露光前のウエハの配置と、を同時に実施することが可能となり、複数のウエハを連続して露光するときに両者を別々に行う場合に比べて、ウエハ露光装置の稼働率を向上させることができる。従って、ウエハに対するマスクの位置合わせを高精度に行いつつ、ウエハ露光作業の生産性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明に係るウエハ露光方法は、互いに対向して配置されると共に、パターンが予め描画されたマスクがそれぞれ装着される第１マスク装着部及び第２マスク装着部と、
前記第１マスク装着部に装着されたマスクと、前記第２マスク装着部に装着されたマスクと、の間に挟まれるように配置されたウエハに対して両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光させる露光手段と、を備え、前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部は、それぞれに装着されたマスクが互いに平行に配置される構成とされたウエハ露光装置を用いて、前記ウエハの両面に前記パターンを同時に露光するウエハ露光方法であって、前記ウエハ露光装置は、前記第１マスク装着部及び前記第２マスク装着部のうち少なくとも一方のマスク装着部に、前記一方のマスク装着部に装着された一方のマスク上の所定位置に配置された前記ウエハを、前記一方のマスクに形成された貫通孔を通して吸着しうる吸着手段が備えられ、前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に配置するように搬送する搬送手段、を備え、前記搬送手段が、前記ウエハを吸着しうる吸着部を有する構成とされ、前記一方のマスク上の前記所定位置に前記ウエハを配置する際に、前記搬送手段に吸着されている前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に接触させる工程と、前記所定位置に接触されたウエハを前記一方のマスク装着部に備えられた前記吸着手段によって吸着する工程と、前記吸着手段による吸着の後に、前記搬送手段による前記ウエハの吸着を解除する工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明に係るウエハ露光方法おいては、前記一方のマスク上の所定位置にウエハを配置する際に、前記一方のマスクに備えられた吸着手段によってウエハを吸着した後に、搬送手段によるウエハの吸着を解除する。従って、搬送手段と前記一方のマスクとの間でウエハを受け渡しする際、前記一方のマスクに対してウエハが位置ずれすることを抑制し、前記一方のマスク上の所定位置に確実にウエハを配置することが可能となり、ウエハに対するマスクの位置合わせを高精度に行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係るウエハ露光方法では、前記搬送手段に吸着されている前記ウエハを前記一方のマスク上の前記所定位置に接触させる工程の前に、前記一方のマスクを前記ウエハに対して、前記一方のマスクの表面に対して平行なＸＹ方向に位置合わせする工程を備えていても良い。
【００２３】
この場合、搬送手段に吸着されているウエハを前記一方のマスク上の所定位置に接触させる工程の前に、前記一方のマスクをウエハに対してＸＹ方向に位置合わせする工程を備えているので、前記一方のマスク上の所定位置にウエハをより正確に接触させることができる。これにより、前記一方のマスク上でのウエハの位置ずれを確実に抑制することが可能となり、ウエハに対するマスクの位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００２４】
また、本発明に係るウエハ露光方法では、前記ウエハ露光装置は、前記吸着手段が、前記第１マスク装着部に備えられた第１吸着手段と、前記第２マスク装着部に備えられた第２吸着手段と、からなる構成とされ、前記一方のマスク上の前記所定位置に前記ウエハを配置するセット工程と、前記一方のマスク装着部に備えられた一方の吸着手段によって前記一方のマスク上の前記ウエハを吸着しながら、両マスクを通して光を照射して、前記ウエハの両面に前記パターンを露光する露光工程と、他方のマスク装着部に備えられた他方の吸着手段によって前記ウエハを吸着すると共に前記一方の吸着手段による前記ウエハの吸着を解除し、前記ウエハを前記一方のマスクから、前記他方のマスク装着部に装着された他方のマスクに移し替える移し替え工程と、前記他方のマスク上の露光後の前記ウエハを回収する回収工程と、を備え、前記回収工程において、前記一方のマスク上の前記所定位置に露光前のウエハを配置する前記セット工程を同時に行っても良い。
【００２５】
この場合、露光工程後の移し替え工程において、前記一方の吸着手段によって前記一方のマスク上に吸着されていたウエハが、前記他方の吸着手段によって前記他方のマスク上に吸着され、ウエハを前記一方のマスクから前記他方のマスクに移し替えることができる。よって、回収工程において、前記他方のマスク上の露光後のウエハの回収と同時に、前記一方のマスク上の所定位置への露光前のウエハの配置、つまりセット工程を実施することが可能となり、複数のウエハを連続して露光するときに各工程を別々に行う場合に比べて、ウエハ露光装置の稼働率を向上させることができる。従って、ウエハに対するマスクの位置合わせを高精度に行いつつ、ウエハ露光作業の生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るウエハ露光装置及びウエハ露光方法によれば、ウエハに対してマスクを高精度に位置合せした上で、一度の露光でウエハの両面にパターンを同時露光することができる。従って、このウエハ露光装置及びウエハ露光方法を利用して微細で複雑な形状の半導体片を高精度に作製することができる。
特に、１つのウエハから複数の圧電振動片を製造する場合に有効であり、ウエハサイズが大型であっても、微小サイズの圧電振動片を高精度に作製することが可能である。よって、従来よりも取り個数を遥かに増大することができ、圧電振動片のコストダウンを図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るウエハ露光装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】下部マスク及び上部マスクを重ね合わせた状態で上方から見たときに、両マスクにそれぞれ印されたアライメント用マークの理想的な位置関係を示した図である。
【図３】下部マスクの模式的な上面図である。
【図４】セット前調整工程でウエハの変わりに使用する基準ウエハの断面図である。
【図５】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、基準用ウエハを下部ホルダの上方に位置させた状態で、下部顕微鏡で観察しながら下部マスクの水平位置を調整している状態を示す図である。
【図６】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図５に示す状態の後、ウエハを下部マスク上に搬送した状態を示す図である。
【図７】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図６に示す状態の後、ウエハを下部マスク上の所定位置に接触させた状態を示す図である。
【図８】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図７に示す状態の後、第１吸着手段によりウエハを吸着した状態を示す図である。
【図９】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図８に示す状態の後、搬送手段の吸着部によるウエハの吸着を解除した状態を示す図である。
【図１０】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図９に示す状態の後、搬送手段を退避させている状態を示す図である。
【図１１】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１０に示す状態の後、下部マスクを上部マスクに接近させてアライメント位置にセットした状態で、上部顕微鏡により両マスクのアライメント用マークを観察している状態を示す図である。
【図１２】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１１に示す状態で観察したときのアライメント用マークの位置関係を示した図である。
【図１３】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１１に示す状態の後、アライメント位置で下部マスクを水平調整している状態を示す図である。
【図１４】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１３に示す状態の後、下部マスクを上部マスクにさらに接近させて露光位置にセットした状態を示す図である。
【図１５】図１に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１４に示す状態の後、上部ランプ装置及び下部ランプ装置より紫外光を照射して、ウエハの両面にパターンを同時に露光している状態を示す図である。
【図１６】本発明に係るウエハ露光装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図１７】図１６に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、ウエハ露光後、下部マスクから上部マスクへウエハを受け渡している状態を示す図である。
【図１８】図１６に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１７に示す状態の後、下部マスクと上部マスクとを離間させた状態を示す図である。
【図１９】図１６に示すウエハ露光装置により露光を行う場合の一工程図であって、図１８に示す状態の後、露光後のウエハの回収と露光前のウエハの配置を同時に行う状態を示す図である。
【図２０】従来のプロジェクション露光方式により、ウエハの両面にパターンを同時に露光する場合の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係るウエハ露光装置及びウエハ露光方法の第１実施形態を、図１から図１５を参照して説明する。
本実施形態のウエハ露光装置１は、ウエハＳの両面にパターンＰを同時に露光する装置である。また、図１に示すように、ウエハ露光装置１は、互いに対向して配置されると共に、上記パターンＰが予め描画された下部マスク（マスク）Ｍ１及び上部マスク（マスク）Ｍ２がそれぞれ装着される下部マスクホルダ（第１マスク装着部）３及び上部マスクホルダ（第２マスク装着部）２を備えている。これら下部マスクホルダ３及び上部マスクホルダ２は、それぞれに装着された下部マスクＭ１及び上部マスクＭ２が、互いに対向するように平行に配置される構成とされている。
なお、ウエハＳは、予め両面に図示しない感光性材料からなるレジスト膜（ネガ型或いはポジ型）が塗布されているものとして説明する。
【００２９】
下部マスクＭ１及び上部マスクＭ２は、図示しない描画装置によってパターンＰが例えばＣｒ等で描画された後、図示しない欠陥検査装置によって検査を受けたものであり、共にウエハＳよりも大きいサイズに形成されている。
また、下部マスクＭ１の上面には、パターンＰから外側にずれた位置に２つのアライメント用マークｍ１が印されていると共に、上部マスクＭ２の下面には、パターンＰから外側にずれた位置に２つのアライメント用マークｍ２が印されている。つまり、下部マスクＭ１と上部マスクＭ２とは、それぞれのアライメント用マークｍ１、ｍ２が印されている表面が互いに向き合った状態で、各マスクホルダ２、３に装着されている。この際、両マスクＭ１、Ｍ２を重ね合わせたときに、図２に示すように、下部マスクＭ１側のアライメント用マークｍ１と、上部マスクＭ２側のアライメント用マークｍ２とが、互いに重ならず予めオフセットするように印されている。なお、この状態のアライメント用マークｍ１、ｍ２の位置関係を、予め決められた位置関係と称する。
なお、本実施形態では、下部マスクＭ１側のアライメント用マークｍ１を四角形の形状とし、上部マスクＭ２側のアライメント用マークｍ２を上記マークｍ１よりもサイズの大きい四角形の形状として説明する。但し、これらの形状に限定されるものではない。
【００３０】
上部マスクＭ２は、図１に示すように、中心に開口２ａが形成された上記上部マスクホルダ２の下面に、開口２ａ内にアライメント用マークｍ２が位置するように装着されている。本実施形態では、上部マスクＭ２は、上部マスクホルダ２の下面に設けられた吸着孔２Ａに真空吸着されることで装着されている。吸着孔２Ａは、上部マスクホルダ２に設けられた真空ポンプ２Ｂに接続されている。これにより、吸着孔２Ａと真空ポンプ２Ｂとを備える上部マスク固定手段２Ｃは、上部マスクホルダ２に上部マスクＭ２を着脱自在に装着させることができる。なお、上部マスクホルダ２は、図示しない架台に支持されており、静止している。
【００３１】
一方、下部マスクＭ１も同様に、中心に開口３ａが形成された上記下部マスクホルダ３の上面に、開口３ａ内にアライメント用マークｍ１が位置するように装着されている。本実施形態では、下部マスクＭ１は、下部マスクホルダ３の上面に設けられた吸着孔３Ａに真空吸着されることで装着されている。吸着孔３Ａは、下部マスクホルダ３に設けられた真空ポンプ３Ｂに接続されている。これにより、吸着孔３Ａと真空ポンプ３Ｂとを備える下部マスク固定手段３Ｃは、下部マスクホルダ３に下部マスクＭ１を着脱自在に装着させることができる。
【００３２】
また、図１及び図３に示すように、下部マスクＭ１には、その厚み方向に下部マスクＭ１を貫通する貫通孔Ｍ１ａが形成されている。図３に示すように、図示の例では、貫通孔Ｍ１ａは、平面視において下部マスクＭ１のパターンＰの外縁Ｐ１（図示２点鎖線）よりも外側で、且つ下部マスクＭ１の所定位置上にウエハＳが配置されたときにそのウエハＳの外縁よりも内側に位置するように複数（図示の例では４つ）形成されている。なお、貫通孔Ｍ１ａの位置は、この位置に限られるものではないが、下部マスクＭ１の所定位置上に配置されたウエハＳにおいて製品としての加工対象とならない部分と、平面視で重なる位置であることが好ましい。
【００３３】
また、図１に示すように、下部マスクホルダ３には、下部マスクＭ１との間にウエハ吸引用空間３１Ａが形成されるように空間形成部材３１が装着されている。図示の例では、空間形成部材３１は、下部マスクホルダ３において上方に位置する開口３ａを挟んで下部マスクＭ１と対向し、下部マスクＭ１と、下部マスクホルダ３と共に上記ウエハ吸引空間３１Ａを形成するように、下部マスクホルダ３に装着されている。また、空間形成部材３１は、光（例えば紫外光Ｌ）を透過する材料、より具体的には例えば石英ガラス等で形成されており、空間形成部材３１の下方から照射された光が上方に透過可能な構成とされている。
【００３４】
そして、前述したように空間形成部材３１と、下部マスクＭ１と、下部マスクホルダ３とによって形成されたウエハ吸引空間３１Ａは、下部マスクＭ１の貫通孔Ｍ１ａを通して下部マスクＭ１の上部の空間に連通した状態となっている。このウエハ吸引空間３１Ａには、ウエハ吸引空間３１Ａの内圧を制御可能な真空ポンプ３２が接続されている。図示の例では、この真空ポンプ３２は、平面視において下部マスクＭ１のアライメント用マークｍ１及び上部マスクＭ２のアライメント用マークｍ２をそれぞれ回避する位置に配設されている。つまり、真空ポンプ３２は、後述する露光手段１４の紫外光Ｌの光路や、後述する上部顕微鏡２０及び下部顕微鏡２５による観察を遮らない位置に配置されている。また、真空ポンプ３２は、ポンプ制御部３３からの信号を受けて作動するようになっている。
【００３５】
以上のように構成された空間形成部材３１、真空ポンプ３２及びポンプ制御部３３によれば、下部マスクＭ１上の所定位置に配置されたウエハＳを、下部マスクＭ１に形成された貫通孔Ｍ１ａを通して真空吸着することが可能である。即ち、これら空間形成部材３１、真空ポンプ３２及びポンプ制御部３３は、第１吸着手段（吸着手段）３４として機能する。なお、ポンプ制御部３３は、後述する本体制御装置（制御部）７によって作動が制御されている。
【００３６】
また、本実施形態では、下部マスクホルダ３は、下部マスクＭ１に対して平行なＸＹ方向及び垂直なＺ方向の３方向に移動するＸＹＺステージ４上に固定されている。
このＸＹＺステージ４は、ステージ駆動制御部５からの信号を受けて作動するようになっている。即ち、これらＸＹＺステージ４及びステージ駆動制御部５は、下部マスクＭ１が３方向に適宜移動するように下部マスクホルダ３を移動させる移動手段６として機能する。なお、ステージ駆動制御部５は、後述する本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００３７】
上部マスクホルダ２及び下部マスクホルダ３の外側には、搬送アーム１０ａを有する搬送ロボット１０が配置されている。搬送アーム１０ａは、ＸＹ方向に沿って伸縮自在とされ、先端部でウエハＳを吸着できるように構成されている。つまり、搬送アーム１０ａの先端部には、ウエハＳを吸着しうる吸着部１０ｂが形成されている。
本実施形態では、吸着部１０ｂは、搬送アーム１０ａの先端部の下面に設けられた吸着パッドであり、この吸着部１０ｂの吸着面である下面に接触したウエハＳを吸着しうるようになっている。また、図示の例では、吸着部１０ｂは、搬送ロボット１０に設けられた真空ポンプ１０ｃに接続されており、この真空ポンプ１０ｃの作動によりウエハＳを真空吸着可能とされている。また、吸着部１０ｂは、吸着されたウエハＳが下部マスクＭ１に対して平行な姿勢になるように構成されている。
この搬送ロボット１０は、搬送ロボット駆動制御部１１からの信号を受けてＸＹ方向及びＺ方向の３方向に移動可能とされると共に、吸着部１０ｂによる吸着及び吸着解除が可能とされている。
【００３８】
以上に示した搬送ロボット１０及び搬送ロボット駆動制御部１１によれば、ウエハＳを吸着しながら下部マスクＭ１上の所定位置に配置するように搬送することが可能となる。即ち、これら搬送ロボット１０及び搬送ロボット駆動制御部１１は、下部マスクＭ１上の所定位置にウエハＳを配置するように搬送、或いは、該ウエハＳを下部マスクＭ１上から退避させる第１搬送手段（搬送手段）１２として機能する。なお、搬送ロボット駆動制御部１１は、後述する本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００３９】
下部マスクホルダ３の下方及び上部マスクホルダ２の上方には、両マスクＭ１、Ｍ２を通して紫外光（光）Ｌを照射してウエハＳの両面にパターンＰを露光させる上部ランプ装置（上部露光部）１５及び下部ランプ装置（下部露光部）１６が、上部マスクＭ２及び下部マスクＭ１を間に挟むように配置されている。
即ち、これら上部ランプ装置１５、下部ランプ装置１６は、下部マスクＭ１と上部マスクＭ２との間に挟まれるように配置されたウエハＳに対して両マスクＭ１、Ｍ２を通して紫外光Ｌを照射して、ウエハＳの両面にパターンＰを露光させる露光手段１４として機能する。
【００４０】
また、両ランプ装置１５、１６は、図示しないシャッターが開閉されることで紫外光Ｌを必要量だけ照射できるようになっている。このシャッターの開閉度は、露光量制御装置（露光量調整機構）１７、１８によって制御されている。この露光量制御装置１７、１８は、後述する本体制御装置７からの信号を受けると、シャッターを開け、その後、照射する紫外光Ｌの量が予め決められた規定量に達するとシャッターを閉じるようになっている。これにより、照射する紫外光Ｌの量を規定量に規制することができるようになっている。
【００４１】
上部マスクホルダ２と上部ランプ装置１５との間には、２つの上部顕微鏡（上部観察部）２０が配置されている。この２つの上部顕微鏡２０は、両マスクＭ１、Ｍ２に印されたアライメント用マークｍ１、ｍ２の略上方に位置するように互いに間隔を空けて配置されており、両アライメント用マークｍ１、ｍ２を光学的に観察している。この際、観察した観察画像は、画像処理装置（画像処理機構）２１に送られるようになっている。
また、２つの上部顕微鏡２０は、ＸＹＺ駆動制御部２２の信号を受けて作動するＸＹＺ駆動部２３によってＸＹ方向及びＺ方向の３方向に移動可能とされている。特に、上部顕微鏡２０は、Ｚ方向に移動させられることで、上部マスクＭ２の下面及び下部マスクＭ１の上面にピント（焦点）が合うように調整されるので、上述した観察を確実に行えるようになっている。また、ＸＹ方向に移動させられることで、上部ランプ装置１５から照射された紫外光Ｌの光路上から退避できるようになっている。なお、ＸＹＺ駆動制御部２２は、後述する本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００４２】
画像処理装置２１は、上部顕微鏡２０によって観察された２つの観察画像（上部マスクＭ２に印されたアライメント用マークｍ２の観察画像と、下部マスクＭ１に印されたアライメント用マークｍ１の観察画像）を取得して図示しないメモリに記憶している。そして、記憶したこれら２つの観察画像の位置関係に基づいて、両マスクＭ１、Ｍ２が予め決められた位置関係からどの程度変位しているか変位量（ずれ量）を算出するようになっている。そして、画像処理装置２１は、算出結果を本体制御装置７に送っている。
【００４３】
また、下部マスクホルダ３と下部ランプ装置１６との間にも同様に、２つの下部顕微鏡（下部観察部）２５が配置されている。この２つの下部顕微鏡２５は、ウエハＳの両端の略下方に位置するように互いに間隔を空けて配置されており、下部マスクＭ１とウエハＳとの相対的な位置関係を光学的に観察している。この際、観察した観察画像は、画像処理装置２１を介して本体制御装置７に送られるようになっている。
また、２つの下部顕微鏡２５は、上部顕微鏡２０と同様にＸＹＺ駆動制御部２６の信号を受けて作動するＸＹＺ駆動部２７によってＸＹ方向及びＺ方向の３方向に移動可能とされている。特に、下部顕微鏡２５は、Ｚ方向に移動させられることで、下部マスクＭ１の下面及びウエハＳの下面にピント（焦点）が合うように調整されるので、上述した観察を確実に行えるようになっている。また、ＸＹ方向に移動させられることで、下部ランプ装置１６から照射された紫外光Ｌの光路上から退避できるようになっている。なお、ＸＹＺ駆動制御部２６は、本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００４４】
本体制御装置７は、上述した各構成品を総合的に制御しており、下部マスクＭ１の移動制御、露光タイミングの制御、第１搬送手段１２によるウエハＳの搬送制御、及び第１吸着手段３４による吸着の制御等を行っている。
具体的に本実施形態の本体制御装置７は、移動手段６を制御して、下部マスクＭ１を上部マスクＭ２から一定距離離間したアライメント位置に移動させ、該アライメント位置で画像処理装置２１によって算出された変位量を補正するように下部マスクＭ１の位置を水平調整するようになっている。
そして、本体制御装置７は、この水平調整後に移動手段６を再度制御して、下部マスクＭ１を上部マスクＭ２に近接させた露光位置に移動させると共に、該露光位置で上部ランプ装置１５及び下部ランプ装置１６を作動させるようになっている。
【００４５】
また、画像処理装置２１は、上述した機能に加え、下部マスクＭ１が露光位置に達したときに、露光前の段階で上部顕微鏡２０によって観察された２つの観察画像を再度取得して図示しないメモリに記憶するようになっている。そして、記憶したこれら２つの観察画像の位置関係に基づいて、一度補正した両マスクＭ１、Ｍ２の位置関係が予め決められた位置関係の許容値以下であるか否かを判断するようになっている。そして、画像処理装置２１は、この判断結果を本体制御装置７に送っている。
そして、本体制御装置７は、画像処理装置２１が否と判断した場合には、移動手段６を制御して下部マスクＭ１を再度アライメント位置に移動させた後、水平調整を再度行わせるようになっている。
【００４６】
加えて、本体制御装置７は、搬送ロボット１０がウエハＳを下部マスクＭ１上に配置する前に、下部顕微鏡２５で観察された観察画像に基づいて移動手段６を制御して、下部マスクＭ１とウエハＳとの相対的な位置関係が予め決められた位置関係となるように下部マスクＭ１の位置を水平調整するようになっている。これにより、ウエハＳは、下部マスクＭ１上の所定位置に毎回必ず配置されるようになっている。
また、本体制御装置７は、第１吸着手段３４を制御して、下部マスクＭ１上に配置されたウエハＳを吸着するようになっている。
【００４７】
次に、このように構成されたウエハ露光装置１により、ウエハＳの両面にパターンＰを同時に露光するウエハ露光方法について説明する。なお、下部マスクＭ１上には、まだウエハＳが配置されておらず、下部マスクＭ１と上部マスクＭ２とが十分に離間しているものとして説明する。
【００４８】
始めに、本実施形態では、ウエハＳを下部マスクＭ１上に配置する前に、下部マスクＭ１とウエハＳとの相対的な位置関係が予め決められた位置関係となるように下部マスクＭ１の位置を水平調整するセット前調整工程を行う。即ち、セット前調整工程において、下部マスクＭ１をウエハＳに対してＸＹ方向に位置合わせする。
この際、本実施形態では、ウエハＳに代えて、図４に示すようにウエハＳと同じサイズに形成され、下面に位置決め用の指標Ｗ１が予め印された基準ウエハＷを用いて調整を行う。
【００４９】
まず、搬送アーム１０ａの吸着部１０ｂに基準ウエハＷを吸着した後、搬送アーム１０ａを伸長すると共に、搬送ロボット１０を適宜移動させて、図５に示すように、基準ウエハＷを下部マスクＭ１の上方に位置させる。この際、基準ウエハＷを装置全体の絶対座標の予め決められたポイントに位置させる。続いて、本体制御装置７は、ＸＹＺ駆動制御部２６を介してＸＹＺ駆動部２７を作動させて、下部顕微鏡２５を下部マスクＭ１の下方の所定位置に移動させる。
【００５０】
すると、下部顕微鏡２５は、基準ウエハＷと下部マスクＭ１との相対的な位置関係を観察すると共に、画像処理装置２１を介して観察画像を本体制御装置７に送る。本体制御装置７は、この観察画像に基づいて、下部マスクＭ１が基準ウエハＷからどの程度ずれているかを把握する。そして、基準ウエハＷと下部マスクＭ１とが予め決められた位置関係となるように、移動手段６を制御して下部マスクＭ１をＸＹ方向に移動、即ち、水平調整させる。これにより、基準ウエハＷと下部マスクＭ１との位置関係を、予め決められた位置関係とすることができる。
特に、基準ウエハＷの下面には位置決め用の指標Ｗ１が印されているので、観察画像に基づいて水平調整を確実且つ容易に行うことができる。
【００５１】
次いで、搬送ロボット１０により基準ウエハＷを両マスクＭ１、Ｍ２の間から退避させ、該基準ウエハＷを取り外すと共に、ウエハＳを第１搬送手段１２の吸着部１０ｂに吸着させる。
以上で、セット前調整工程が終了する。なお、セット前調整工程後、下部マスクホルダ３の位置を絶対座標の値で記憶しておくことが好ましい。こうすることで、ウエハ露光装置１を再度使用する際に、セット前調整工程をより短時間で行うことができる。また、ウエハＳと下部マスクＭ１との位置関係の精度をより高めることができる。
【００５２】
次に、第１搬送手段１２を利用して下部マスクＭ１と上部マスクＭ２との間にウエハＳを搬送すると共に、該ウエハＳを下部マスクＭ１上の所定位置に配置するセット工程を行う。
詳しく説明すると、図６に示すように、まず、搬送ロボット１０によりウエハＳを、前述した予め決められたポイントに位置させる。これにより、水平調整時の基準ウエハＷの位置にウエハＳを正確に位置させることができる。そして、搬送ロボット１０に吸着されているウエハＳを下部マスクＭ１上に配置する。
【００５３】
この配置の過程について詳細に説明すると、まず、図７に示すように、本体制御装置７は、搬送ロボット駆動制御部１１を介して搬送ロボット１０を制御して、搬送アーム１０ａをＺ方向に沿って下降させて、吸着部１０ｂに吸着されているウエハＳを下部マスクＭ１上の所定位置に接触させる。
次いで、図８に示すように、本体制御装置７は、ポンプ制御部３３を介して真空ポンプ３２を制御してウエハ吸着空間３１Ａを減圧することで、下部マスクＭ１上の所定位置に接触されたウエハＳを吸着する。この際、ウエハＳを例えば−３〜−５０ｋＰａで吸着することが好ましい。
【００５４】
次いで、図９に示すように、本体制御装置７は、搬送ロボット駆動制御部１１を介して搬送ロボット１０の真空ポンプ１０ｃを制御して、吸着部１０ｂによるウエハＳの吸着を解除する。
以上により、下部マスクＭ１上の所定位置にウエハＳを配置することができる。また、下部マスクＭ１に予め描画されているパターンＰとウエハＳの下面とが、接した状態となる。この時点でセット工程がする。
【００５５】
特に、吸着部１０ｂを有する第１搬送手段１２によりウエハＳを吸着しながら搬送することで、ウエハＳを下部マスクＭ１まで搬送する過程においてウエハＳの姿勢を安定させることができる。従って、下部マスクＭ１上の所定位置にウエハＳを安定した姿勢で配置させることが可能となり、下部マスクＭ１上でのウエハＳの位置ずれを確実に抑制することができる。これにより、ウエハＳに対する下部マスクＭ１の位置合わせを高精度に行うことができる。
【００５６】
また、下部マスクＭ１上の所定位置にウエハＳを配置する際に、下部マスクＭ１に備えられた第１吸着手段３４によってウエハＳを吸着した後に、第１搬送手段１２（吸着部１０ｂ）によるウエハＳの吸着を解除する。従って、第１搬送手段１２と下部マスクＭ１との間でウエハＳを受け渡しする際、下部マスクＭ１に対してウエハＳが位置ずれすることを抑制し、下部マスクＭ１上の所定位置に確実にウエハＳを配置することが可能となり、ウエハＳに対する下部マスクＭ１の位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００５７】
しかも、セット前調整工程において、下部マスクＭ１をウエハＳに対してＸＹ方向に位置合わせしているので、下部マスクＭ１上の所定位置にウエハＳをより正確に接触させることができる。これにより、下部マスクＭ１上でのウエハＳの位置ずれを確実に抑制することが可能となり、ウエハＳに対する下部マスクＭ１の位置合わせをより一層高精度に行うことができる。
【００５８】
なお、各図面においては、図面の見易さのためパターンＰを実際のものより相対的に厚く図示しており、ウエハＳの周縁部が下部マスクＭ１から離間した状態となっているが、実際のパターンＰの厚みは例えば１μｍ程度であり、ウエハＳの周縁部が下部マスクＭ１から離間することにより第１吸着手段３４の吸着が受ける影響は無視できるほど小さい。
また、以下に示す工程は、第１吸着手段３４による吸着を維持した状態で実施する。
【００５９】
続いて、図１０に示すように、搬送ロボット１０を移動させて搬送アーム１０ａを両マスクＭ１、Ｍ２間から退避させた後、画像取得工程を行う。
具体的には、まず本体制御装置７が、ＸＹＺ駆動制御部２６を介してＸＹＺ駆動部２７を作動させて、図１１に示すように、２つの下部顕微鏡２５を下部マスクホルダ３の外側に退避させる。次いで、本体制御装置７は、移動手段６を制御してウエハＳが配置された下部マスクＭ１をＺ方向に移動させて上部マスクＭ２に接近させる。そして、下部マスクＭ１を上部マスクＭ２から一定距離離間したアライメント位置に位置させる。
この位置に達した後、本体制御装置７は、ＸＹＺ駆動制御部２２を介してＸＹＺ駆動部２３を作動させて、２つの上部顕微鏡２０を上下に適宜移動させながら上部マスクＭ２及び下部マスクＭ１に予め印されているアライメント用マークｍ１、ｍ２を観察させる。
【００６０】
より詳細に説明すると、まず上部マスクＭ２の下面にピントが合うように上部顕微鏡２０を移動させた後、上部マスクＭ２側のアライメント用マークｍ２を観察させる。そして、画像処理装置２１は、このときの観察画像をメモリに記憶する。次いで、下部マスクＭ１の上面にピントが合うように上部顕微鏡２０を移動させた後、下部マスクＭ１側のアライメント用マークｍ１を観察させる。そして、画像処理装置２１は、このときの観察画像をメモリに記憶する。
これにより、画像処理装置２１は、図１２に示すように、２つの観察画像を取得することができ、これら２つの観察画像を比較することで、アライメント位置における両マスクＭ１、Ｍ２の位置関係を把握することができる。なお、図１２において、点線で示すアライメント用マークｍ１は、アライメント用マークｍ２に対して予め決められた理想的な位置関係を示す目標ポイントである。
【００６１】
続いて、画像処理装置２１は、取得した２つの観察画像の位置関係に基づいて、実際の位置関係が予め決められた位置関係からどの程度変位しているか（ずれているか）変位量を算出する算出工程を行う。そして、算出した変位量と、該変位量を補正するための座標変動信号とを、本体制御装置７に出力する。
【００６２】
すると、本体制御装置７は、座標変動信号に基づいて移動手段６を作動させて、図１３に示すように、送られてきた変位量を補正するようにアライメント位置で下部マスクＭ１をＸＹ方向に移動させる水平調整工程を行う。この水平調整によって、アライメント位置において、上部マスクＭ２と下部マスクＭ１とが予め決められた位置関係に近づき、両マスクＭ１、Ｍ２のパターンＰが高い精度で位置合わせされた状態となる。
【００６３】
続いて、露光工程を行う。
まず、本体制御装置７は、図１４に示すように、移動手段６を制御して下部マスクＭ１を上部マスクＭ２に向けてさらに接近させる。これにより、下部マスクＭ１は、アライメント位置から上部マスクＭ２に近接した露光位置に移動する。よって、下部マスクＭ１に配置されているウエハＳは、上部マスクＭ２に対して接触或いは僅かな隙間を空けて近接する。つまり、上部マスクＭ２に予め描画されているパターンＰが、ウエハＳの上面に接触或いは近接した状態となる。
特に、アライメント位置から下部マスクＭ１を露光位置に移動させるときに、Ｚ方向に移動させるだけであるので、露光位置においても両マスクＭ１、Ｍ２が引き続き高い精度で位置合わせされた状態となっている。
【００６４】
但し、本実施形態では、露光を行う前に、再度上部顕微鏡２０により両マスクＭ１、Ｍ２のアライメント用マークｍ１、ｍ２をそれぞれ観察する。
つまり、上部マスクＭ２の下面にピントが合うように上部顕微鏡２０を移動させた後、上部マスクＭ２側のアライメント用マークｍ２を観察させる。そして、画像処理装置２１は、このときの観察画像をメモリに記憶する。次いで、下部マスクＭ１の上面にピントが合うように上部顕微鏡２０を移動させた後、下部マスクＭ１側のアライメント用マークｍ１を観察させる。そして、画像処理装置２１は、このときの観察画像をメモリに記憶する。これにより、画像処理装置２１は、２つの観察画像を取得することができ、これら２つの観察画像を比較することで、露光位置における両マスクＭ１、Ｍ２の位置関係を把握することができる。
【００６５】
続いて、画像処理装置２１は、再取得した２つの観察画像の位置関係に基づいて、補正後の下部マスクＭ１と上部マスクＭ２との位置関係が、予め決められた位置関係の許容値以下であるか否かを判断する判断工程を行う。
判断した結果、許容値以下であった場合には、本体制御装置７は露光工程に移行する。一方、許容値以下でないと判断した場合には、本体制御装置７は、移動手段６を作動させて、下部マスクＭ１を露光位置から一旦アライメント位置までＺ方向に離間させると共に、下部マスクＭ１をＸＹ方向に移動させて再度水平調整を行わせる。
このように、上部マスクＭ２と下部マスクＭ１とのずれを露光位置で再度確認した後、必要に応じて再調整するので、両マスクＭ１、Ｍ２のパターンＰを水平方向レベルにてより高い精度で位置合わせすることができる。
【００６６】
なお、再調整した後、露光位置で再度両マスクＭ１、Ｍ２の位置関係を確認し、許容値以下になるまで上述した動作を繰り返し行う。そして、許容値以下になった時点で露光工程を行う。
まず、本体制御装置７は、ＸＹＺ駆動制御部２２を介してＸＹＺ駆動部２３を制御して、図１５に示すように、上部顕微鏡２０が紫外光Ｌの光路上から十分離間するように退避させる。続いて、本体制御装置７は、露光量制御装置１７、１８を作動させる。すると、露光量制御装置１７、１８は、上部ランプ装置１５及び下部ランプ装置１６のシャッターを同じタイミングで開ける。すると、両ランプ装置１５、１６から上部マスクＭ２及び下部マスクＭ１に向けて紫外光Ｌが照射される。
上部ランプ装置１５から照射された紫外光Ｌは、上部マスクホルダ２の開口２ａを通過した後、上部マスクＭ２を通じてウエハＳの上面に照射される。一方、下部ランプ装置１６から照射された紫外光Ｌは、下部マスクホルダ３に装着された空間形成部材３１を透過した後、下部マスクＭ１を通じてウエハＳの下面に照射される。
【００６７】
これにより、ウエハＳの両面にパターンＰを同時に露光することができる。なお、露光量制御装置１７、１８は、照射した紫外光Ｌの量が規定量に達した時点でシャッターを閉める。そのため、照射する紫外光Ｌの量を規定量に規制することができ、一度の露光でウエハＳの両面にパターンＰをより確実に露光することができる。
【００６８】
以上に示した本実施形態のウエハ露光装置１及びウエハ露光方法によれば、下部マスクＭ１上の所定位置に配置されたウエハＳを、第１吸着手段３４により吸着することで、下部マスクＭ１上でウエハＳが位置ずれしてしまうのを抑制することが可能となるので、ウエハＳに対して下部マスクＭ１を高精度に位置合せすることができる。
また、露光を行う際に、ウエハＳの上下に配置された両マスクＭ１、Ｍ２が水平方向レベルで高い精度で位置合わせされている。そのため、ウエハＳの両面に、高精度に位置合わせした状態でパターンＰを露光することができる。しかも、投影レンズ等を利用するプロジェクション露光方式ではないので、投影レンズ等の歪みに起因する収差が生じる恐れがない。この点においても、ウエハＳの両面に、高精度に位置合わせした状態でパターンＰを形成することができる。
加えて、従来のプロキシミティ露光方式やコンタクト露光方式とは異なり、一度の露光でウエハＳの両面にパターンＰを一括露光できるので、露光に要する時間を短縮することができ、作業効率の向上化を図ることができる。
【００６９】
特に、本実施形態のウエハ露光装置１を利用したウエハ露光方法は、１つのウエハＳから複数の圧電振動片を製造する場合に有効であり、ウエハサイズが大型であっても、微小サイズの圧電振動片を高精度に作製することが可能である。その結果、従来よりも取り個数を遥かに増大することができ、圧電振動片のコストダウンを図ることも可能である。
【００７０】
なお、露光した後のウエハＳを取り出す場合には、移動手段６により下部マスクホルダ３を移動させて下部マスクＭ１と上部マスクＭ２とを十分に離間させた後、搬送ロボット１０の吸着部１０ｂにてウエハＳを吸着した後、第１吸着手段３４によるウエハＳの吸着を解除して下部マスクＭ１上から回収する。
そして、搬送ロボット１０により次の新しい露光前のウエハＳを下部マスクＭ１上に配置して、各工程を繰り返し行う。その結果、両面に、高精度に位置合わせされたパターンＰが露光されたウエハＳを連続的に得ることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るウエハ露光装置及びウエハ露光方法の第２実施形態を、図１６から図１９を参照して説明する。
なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付しその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００７２】
図１６に示すように、本実施形態のウエハ露光装置４０では、上部マスクＭ２に、その厚み方向に上部マスクＭ２を貫通する貫通孔Ｍ２ａが形成されている。この貫通孔Ｍ２ａは、下部マスクＭ１における貫通孔Ｍ１ａに対応するものであり、図示の例では、平面視において上部マスクＭ２のパターンＰの外縁よりも外側で、且つ上部マスクＭ２の所定位置上にウエハＳが配置されたときにそのウエハＳの外縁より内側に位置するように複数形成されている。
【００７３】
そして、本実施形態では、上部マスクホルダ２には、上部マスクＭ２の所定位置に配置されたウエハＳを、上部マスクＭ２に形成された貫通孔Ｍ２ａを通して真空吸着しうる第２吸着手段（吸着手段）４１が備えられている。第２吸着手段４１は、空間形成部材４２と、真空ポンプ４３と、ポンプ制御部４４と、を備えており、これら各構成要素は、第１吸着手段３４における空間形成部材３１、真空ポンプ３２、ポンプ制御部３３にそれぞれ対応するものである。
【００７４】
つまり、上部マスクホルダ２には、上部マスクＭ２との間にウエハ吸引用空間４２Ａが形成されるように空間形成部材４２が装着されている。図示の例では、空間形成部材４２は、上部マスクホルダ２の開口２ａを挟んで上部マスクＭ２と対向し、上部マスクＭ２と、上部マスクホルダ２と共に上記ウエハ吸引空間４２Ａを形成するように、上部マスクホルダ２に装着されている。また、空間形成部材４２は、光（例えば紫外光Ｌ）を透過する材料、より具体的には例えば石英ガラス等で形成されており、空間形成部材４２の上方から照射された光が下方に透過可能な構成とされている。
【００７５】
そして、前述したように空間形成部材４２と、上部マスクＭ２と、上部マスクホルダ２とによって形成されたウエハ吸引空間４２Ａは、上部マスクＭ２の貫通孔Ｍ２ａを通して上部マスクＭ２の下部の空間に連通した状態となっている。このウエハ吸引空間４２Ａには、ウエハ吸引空間４２Ａの内圧を制御可能な上記真空ポンプ４３が接続されている。図示の例では、この真空ポンプ４３は、平面視において下部マスクＭ１のアライメント用マークｍ１及び上部マスクＭ２のアライメント用マークｍ２をそれぞれ回避する位置に配設されている。つまり、真空ポンプ４３は、露光手段１４の紫外光Ｌの光路や、上部顕微鏡２０及び下部顕微鏡２５による観察を遮らない位置に配置されている。また、真空ポンプ４３は、上記ポンプ制御部４４からの信号を受けて作動するようになっている。なお、ポンプ制御部４４は、本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００７６】
更に、本実施形態では、ウエハ露光装置４０には、上部マスクＭ２上の所定位置にウエハＳを配置するように搬送、或いは、該ウエハＳを上部マスクＭ２上から退避させる第２搬送手段４５が備えられている。第２搬送手段４５は、搬送ロボット４６と、搬送ロボット駆動制御部４７と、を備えており、これら各構成要素は、第１搬送手段１２における搬送ロボット１０、搬送ロボット駆動制御部１１に対応するものである。
【００７７】
つまり、上部マスクホルダ２及び下部マスクホルダ３の外側には、搬送アーム４６ａを有する上記搬送ロボット４６が配置されている。搬送アーム４６ａは、ＸＹ方向に沿って伸縮自在とされ、先端部でウエハＳを吸着できるように構成されている。つまり、搬送アーム４６ａの先端部には、ウエハＳを吸着しうる吸着部４６ｂが形成されている。
本実施形態では、吸着部４６ｂは、搬送アーム４６ａの先端部の上面に設けられた吸着パッドであり、この吸着部４６ｂの吸着面である上面に接触したウエハＳを吸着しうるようになっている。また、図示の例では、吸着部４６ｂは、搬送ロボット４６に設けられた真空ポンプ４６ｃに接続されており、この真空ポンプ４６ｃの作動によりウエハＳを真空吸着可能とされている。また、吸着部４６ｂは、吸着されたウエハＳが上部マスクＭ２に対して平行な姿勢になるように構成されている。
この搬送ロボット４６は、上記搬送ロボット駆動制御部４７からの信号を受けてＸＹ方向及びＺ方向の３方向に移動可能とされると共に、吸着部４６ｂによる吸着及び吸着解除が可能とされている。なお、搬送ロボット駆動制御部４７は、本体制御装置７によって作動が制御されている。
【００７８】
次に、このように構成されたウエハ露光装置４０により、ウエハＳの両面にパターンＰを同時に露光するウエハ露光方法について説明する。なお、本実施形態では、前述した第１実施形態における露光工程までは、第１実施形態と同様に行うものとして、露光工程以降の工程について説明する。また、露光工程までは、搬送ロボット４６の搬送アーム４６ａは、上部マスクＭ２及び下部マスクＭ１間から退避させた状態で実施したものとして説明する。更に、セット前調整工程において、ウエハ露光装置４０は、下部マスクホルダ３の位置を絶対座標の値で記憶しているものとして説明する。
【００７９】
図１７に示すように、露光工程終了後、下部マスクＭ１は、露光位置に位置しており、下部マスクＭ１に配置されている露光後のウエハＳは、上部マスクＭ２に対して接触或いは僅かな隙間を空けて近接している。
そこで次に、第２吸着手段４１によってウエハＳを吸着すると共に第１吸着手段３４によるウエハＳの吸着を解除し、ウエハＳを下部マスクＭ１から上部マスクＭ２に移し替える移し替え工程を行う。
【００８０】
詳しく説明すると、まず、本体制御装置７は、第２吸着手段４１のポンプ制御部４４を介して真空ポンプ４３を制御して、第２吸着手段４１によってウエハＳを吸着する。次いで、本体制御装置７は、第１吸着手段３４のポンプ制御部３３を介して真空ポンプ３２を制御して、第１吸着手段３４によるウエハＳの吸着を解除する。これにより、ウエハＳを確実に移し替えることができる。
次に、本実施形態では、図１８に示すように、移動手段６により下部マスクホルダ３を移動させて下部マスクＭ１と上部マスクＭ２とを離間させる離間工程を行う。この際、下部マスクホルダ３を、セット前調整工程において記憶した前記絶対位置まで移動させる。
【００８１】
次に、図１９に示すように、上部マスクＭ２上の露光後のウエハＳを回収する回収工程を行う。
詳しく説明すると、まず、本体制御装置７は、第２搬送手段４５の搬送ロボット駆動制御部４７を介して搬送アーム４６ａを伸長させると共に、搬送ロボット４６を適宜移動させて、第２搬送手段４５の吸着部４６ｂの吸着面を上部マスクＭ２上のウエハＳに接触させる。次いで、本体制御装置７は、上記搬送ロボット駆動制御部４７を介して搬送ロボット４６の真空ポンプ４６ｃを制御して、吸着部４６ｂによりウエハＳを吸着させる。次いで、本体制御装置７は、第２吸着手段４１によるウエハＳの吸着を解除させ、その後、第２搬送手段４５により露光後のウエハを回収する。
【００８２】
そして、本実施形態では、図１９に示すように、回収工程において、下部マスクＭ１上の所定位置に露光前のウエハＳを配置するセット工程を同時に行う。つまり、本体制御装置７は、前述したように第２搬送手段４５によって上部マスクＭ２上の露光後のウエハＳを回収するのと同時に、第１実施形態のセット工程に示したように第１搬送手段１２によって下部マスクＭ１上に露光前のウエハＳを配置するように、各構成要素を制御する。そして、本体制御装置７は、回収工程及びセット工程の双方が終了した後に、画像取得工程以下各工程を繰り返し実施する。
【００８３】
以上に示した本実施形態のウエハ露光装置４０及びウエハ露光方法によれば、第１実施形態で示したウエハ露光装置１及びウエハ露光方法と同様の作用効果を奏することができる。
また、露光工程後の移し替え工程において、第１吸着手段３４によって下部マスクＭ１上に吸着されていたウエハＳが、第２吸着手段４１によって上部マスクＭ２上に吸着され、ウエハＳを下部マスクＭ１から上部マスクＭ２に移し替えることができる。よって、回収工程において、露光後の上部マスクＭ２上のウエハＳの回収と同時に、下部マスクＭ１上の所定位置への露光前のウエハＳの配置、つまりセット工程を実施することが可能となり、複数のウエハＳを連続して露光するときに各工程を別々に行う場合に比べて、ウエハ露光装置４０の稼働率を向上させることができる。従って、ウエハＳに対する下部マスクＭ１の位置合わせを高精度に行いつつ、ウエハ露光作業の生産性を向上させることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、露光前のウエハＳを下部マスクＭ１にセットし、露光後のウエハＳを下部マスクＭ１から上部マスクＭ２に移し替えるものとしたが、これに限られず、露光前のウエハＳを上部マスクＭ２にセットし、露光後のウエハＳを上部マスクＭ２から下部マスクＭ１に移し替えても良い。
また、本実施形態では、第２搬送手段４５を備えるものとしたが、これに限られない。更に、第２搬送手段４５を備える場合であっても、ウエハＳの保持方法は真空吸着に限られない。
【００８５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、第１搬送手段１２を備えるものとしたが、第１搬送手段１２はなくても構わず、例えば装置の操作者が下部マスクＭ１上にウエハＳを配置する等しても構わない。
また、上記各実施形態では、吸着部１０ｂ、４６ｂは、いずれも吸着パッドで形成されるものとしたが、これに限られるものではなく、ウエハＳを吸着しうるものであれば良い。
【００８６】
また、上記各実施形態では、ウエハ露光装置１、４０は、移動手段６を備えるものとしたが、これに限られない。例えば、装着された下部マスクＭ１と上部マスクＭ２との位置関係が予め決められた位置関係に固定されるように上部マスクホルダ２及び下部マスクホルダ３を構成することで、移動手段を不要とした構成としても良い。
また、吸着手段は、上部マスクホルダ２及び下部マスクホルダ３のうち少なくとも一方に備えられていれば良く、例えば、上部マスクホルダ２のみに備えられていても良い。
【００８７】
また、上記各実施形態では、下部マスクＭ１及び上部マスクＭ２にそれぞれアライメント用マークｍ１、ｍ２を２つずつ印した場合を説明したが、アライメント用マークｍ１、ｍ２は１つでも構わないし、３つ以上でも構わない。
また、セット前調整工程において、ウエハＳの代わりに基準ウエハＷを用いたが、ウエハＳを用いても構わない。但し、専用の基準ウエハＷを用いることが好ましい。
【００８８】
また、吸着手段３４、４１は、上記各実施形態に示したものに限られず、マスクホルダ２、３に装着されたマスクＭ１、Ｍ２上の所定位置に配置されたウエハＳを、貫通孔Ｍ１ａ、Ｍ２ａを通して吸着しうるものであれば良い。例えば、下部マスクと真空チャンバとが一体的に形成されており、下部マスクを下部マスクホルダに装着したときに、下部マスクホルダに設けられた真空ポンプと、下部マスクの真空チャンバとが接続可能であるように構成されていても良い。
【００８９】
また、上部マスク固定手段２Ｃ及び下部マスク固定手段３Ｃは、各マスクホルダ２、３に対応するマスクＭ１、Ｍ２が装着されれば、それぞれ上記各実施形態に示したものに限られるものではない。
【００９０】
また、上記各実施形態では、ウエハ露光方法として、セット前調整工程、画像取得工程、算出工程、調整工程及び判断工程を実施するものとしたが、これらは実施しなくても構わない。更にこの場合、上部顕微鏡２０、画像処理装置２１、下部顕微鏡２５及び上部マスクＭ２及び下部マスクＭ１にそれぞれ印されたアライメント用マークｍ１、ｍ２は無くても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１、４０  ウエハ露光装置
２  上部マスクホルダ（第２マスク保持部）
３  下部マスクホルダ（第１マスク保持部）
６  移動手段
１０ｂ  第１搬送手段の吸着部（搬送手段の吸着部）
１２  第１搬送手段（搬送手段）
１４  露光手段
３４  第１吸着手段（吸着手段）
４１  第２吸着手段（吸着手段）
４５  第２搬送手段（搬送手段）
４６ｂ  第２搬送手段の吸着部（搬送手段の吸着部）
Ｌ  紫外光（光）
Ｍ１  下部マスク（マスク）
Ｍ１ａ  下部マスクの貫通孔（マスクに形成された貫通孔）
Ｍ２  上部マスク（マスク）
Ｍ２ａ  上部マスクの貫通孔（マスクに形成された貫通孔）
Ｐ  パターン
Ｓ  ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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