(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、
前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、
前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、
前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部と、
前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御する制御手段と、
を備えた露光描画装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御する
請求項１記載の露光描画装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内の場合に、前記第２固定部による固定及び固定の解除を行うことなく、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御する
請求項１または２記載の露光描画装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された前記高さの変位量が前記範囲内に含まれる場合に、前記被露光基板の被露光面が前記範囲内に位置するように前記被露光基板の高さを調整して前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御する
請求項１または２記載の露光描画装置。
【請求項５】
コンピュータを、
被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、前記第１固定部によって固定された前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部とを有する露光描画装置において実行されるプログラムであって、
前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の高さを前記高さ計測部によって計測する第１制御手段と、
前記高さ計測手段によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う第２制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【請求項６】
前記第１制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態でも前記高さ計測部によって高さを計測し、
前記第２制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う
請求項５記載のプログラム。
【請求項７】
被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、前記第１固定部によって固定された前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部とを有する露光描画装置における露光描画方法であって、
前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の高さを前記高さ計測部によって計測する第１制御ステップと、
前記第１制御ステップにて前記高さ計測手段によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う第２制御ステップと、
を備えた露光描画方法。
【請求項８】
前記第１制御ステップにて、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態でも前記高さ計測部によって高さを計測し、
前記第２制御ステップにて、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う
請求項７記載の露光描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光描画装置、プログラム及び露光描画方法に係り、特に、基板に対して画像を描画する露光描画装置、露光描画装置により実行されるプログラム、及び、基板に対して画像を描画する露光描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面基板を被露光基板として回路パターンを露光する露光描画装置として、転写マスクを使わず直接描画光を基板に照射して回路パターンを露光する露光描画装置が開発されている。回路パターンを露光する場合には高解像度で描画する必要があるが、孔加工において付着した塵及び移動過程中に孔に付着した塵が他の被露光基板に落下したりレジスト塗布等の加工における加熱により孔周辺が変形したりすることがある。
【０００３】
このような露光描画装置において、被露光基板をステージに固定する際に、被露光基板の中心とステージの中心とが一致するように被露光基板をステージに載置した上で、ステージ表面に形成された微小な孔からエアを吸引して被露光基板を吸着保持するとともに、被露光基板に反りや歪みが発生している場合に対処するために被露光基板の端部を基板クランプ機構によってクランプする方法が適用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ステージ上に載置された被露光基板の各辺の部位をステージに押えてステージとの間で被露光基板を挟持するクランプ部材と、クランプ部材をステージに押し付けて被露光基板を挟持する閉位置、及びクランプ部材をステージから離間させて被露光基板の挟持を解除する開位置の間で移動させるクランプ部材開閉部と、被露光基板が載置されるエリアからクランプ部材を退避させた退避位置、及びクランプ部材を用いて被露光基板をクランプするクランプ位置の間で、開位置とされたクランプ部材を移動させるクランプ部材移動部と、クランプ部材と共に移動し、被露光基板の端縁を検出する基板端縁センサと、基板端縁センサの基板端縁検出信号に基づきクランプ部材移動部を制御し、クランプ部材をクランプ位置に位置決めする制御部とを備えた露光描画装置が開示されている。この構成により、被露光基板に反りや歪みが発生していても確実に基板をクランプすることができる。
【０００５】
また、基板クランプ機構を用いずに被露光基板の反りや歪みに対処する方法として、特許文献２には、被露光基板の被露光面の高さを測定して、取得した測定データに基づいて露光用の光ビームの焦点位置を上記被露光面に一致させるフォーカス制御を行い、被露光基板の被露光面の高さが予め設定された範囲を外れた場合には、この被露光基板の被露光面の高さを変更して測定を再実行する露光描画装置が開示されている。この構成により、被露光基板に反りや歪みが発生していても被露光基板の被露光面の高さを簡単に設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７７４７８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されている露光描画装置では、基板クランプ機構によって基板に反りや歪みが発生していても確実に基板をクランプすることができるが、その基板クランプ機構により狭持されている領域には露光できないため、基板クランプ機構によって被露光基板に未露光領域が発生する可能性がある、という問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に開示されている露光描画装置では、被露光基板の厚みの設定ミスを想定しているため、被露光基板が反りや歪みによって変形している場合には、ステージの高さを変更するだけでは対応が不十分な場合もあった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、基板クランプ機構による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板の変形による不良基板の発生を抑制することができる露光描画装置、プログラム及び露光描画方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の露光描画装置は、被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部と、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御する制御手段と、を備えている。
【００１１】
請求項１に記載の露光描画装置によれば、第１固定部により、被露光基板が吸着して固定され、第２固定部により、前記被露光基板の端部が狭持して固定され、露光部により、前記被露光基板を露光することにより回路パターンが描画され、高さ計測部により、前記被露光基板の高さが計測される。
【００１２】
ここで、本発明では、制御手段により、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御される。
【００１３】
すなわち、第１固定部によって被露光基板を固定した際に、被露光基板の被露光面の高さが範囲外の場合、すなわち第１固定部による固定が不十分な場合には、第２固定部によって被露光基板の端部を狭持することで被露光基板の反りや歪みの矯正を試み、被露光基板の反りや歪みが矯正されて被露光面の高さが範囲内になった場合には、第１固定部のみによって被露光基板を固定した状態で被露光基板に対して露光を行う。
【００１４】
このように、請求項１記載の露光描画装置によれば、基板クランプ機構（第２固定部）による固定が不要な場合には基板クランプ機構による固定を行わないように制御する結果、基板クランプ機構による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板の変形による不良基板の発生を抑制することができる。
【００１５】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御するようにしても良い。これにより、基板クランプ機構によって被露光基板の反りや歪みが矯正されない場合でも、被露光基板に対して露光を行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段は、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内の場合に、前記第２固定部による固定及び固定の解除を行うことなく、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御するようにしても良い。これにより、被露光基板に反りや歪みがない場合に簡易に被露光基板に対して露光を行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された前記高さの変位量が前記範囲内に含まれる場合に、前記被露光基板の被露光面が前記範囲内に位置するように前記被露光基板の高さを調整して前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うように制御するようにしても良い。これにより、被露光基板の高さの設定が誤っていた場合でも、被露光基板に対して露光を行うことができる。
【００１８】
一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載のプログラムは、被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、前記第１固定部によって固定された前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部とを有する露光描画装置において実行されるプログラムであって、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の高さを前記高さ計測部によって計測する第１制御手段と、前記高さ計測手段によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う第２制御手段と、として機能させる。
【００１９】
従って、請求項５に記載のプログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明と同様に、基板クランプ機構による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板の変形による不良基板の発生を抑制することができる。
【００２０】
なお、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記第１制御手段は、前記第１制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態でも前記高さ計測部によって高さを計測し、前記第２制御手段は、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うようにしても良い。これにより、請求項２に記載の発明と同様に、基板クランプ機構によって被露光基板の反りや歪みが矯正されない場合でも、被露光基板に対して露光を行うことができる。
【００２１】
一方、上記目的を達成するために、請求項７に記載の露光描画方法は、被露光基板を吸着して固定する第１固定部と、前記被露光基板の端部を狭持して固定する第２固定部と、前記第１固定部によって固定された前記被露光基板を露光することにより回路パターンを描画する露光部と、前記被露光基板の被露光面の高さを計測する高さ計測部とを有する露光描画装置における露光描画方法であって、前記第１固定部によって前記被露光基板を固定した状態で、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した後前記第２固定部による固定を解除した際の高さを前記高さ計測部によって計測する第１制御ステップと、前記第１制御ステップにて前記高さ計測手段によって計測された高さが予め定められた範囲内の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部による固定を解除した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行う第２制御ステップと、を備えている。
【００２２】
従って、請求項７に記載の露光描画方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、基板クランプ機構による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板の変形による不良基板の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記第１制御ステップにて、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態でも前記高さ計測部によって高さを計測し、前記第２制御ステップにて、前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲内でかつ前記第２固定部による固定を解除した際の前記高さ計測部によって計測された高さが前記範囲外の場合に、前記第１固定部による前記被露光基板の固定を維持しかつ前記第２固定部によって前記被露光基板を固定した状態で前記露光部により前記被露光基板に対する露光を行うようにしても良い。これにより、請求項２記載の発明と同様に、基板クランプ機構によって被露光基板の反りや歪みが矯正されない場合でも、被露光基板に対して露光を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、基板クランプ機構による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板の変形による不良基板の発生を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る露光描画装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る露光描画装置の基板クランプ機構部の分解斜視図である。
【図３】実施形態に係る露光描画装置のフォトセンサの機能について説明するための拡大断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態に係る露光描画装置の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った操作方向の断面図である。
【図５】実施形態に係る露光描画装置の露光ヘッドのフォーカシング機構を示す外観図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態に係る露光描画装置のフォーカシング機構の動作を示す説明図である。
【図７】実施形態に係る露光描画装置の電気系統を示す構成図である。
【図８】実施形態に係る第１処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係る第２処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る第３処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る第３処理について説明するための被露光基板の概略側面図である。
【図１２】実施形態に係る第４処理プログラムの別例の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本実施形態に係る露光描画システムについて添付図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態では、露光描画装置１として、プリント配線基板及びフラットパネルディスプレイ用ガラス基板等の平板基板を被露光基板Ｃとして、被露光基板Ｃの片面または両面に対して露光描画を行う装置を例として説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る露光描画装置１の構成を示す斜視図である。なお、以下では、ステージ１０が移動する方向をＹ方向と定め、このＹ方向に対して水平面で直交する方向をＸ方向と定め、Ｙ方向に鉛直面で直交する方向をＺ方向と定め、さらにＺ軸を中心とする回転方向をθ方向と定める。
【００２８】
図１に示すように、露光描画装置１は、被露光基板Ｃを固定するための平板状のステージ１０を備えている。ステージ１０の上面には、被露光基板Ｃが載置される領域に、空気を吸引する吸着孔１０ａを複数有する吸着機構（図示省略）が設けられている。当該吸着機構は、被露光基板Ｃがステージ１０の上面に固定された際に、被露光面Ｃ及びステージ１０間の空気を吸着孔１０ａから吸引することにより被露光基板Ｃをステージ１０の上面に真空吸着させて被露光基板Ｃをステージ１０に吸着保持する。
【００２９】
吸着孔１０ａは、ステージ１０の厚さ方向に貫通するように設けられている。また、ステージ１０には、吸着孔１０ａから吸引された空気を溜める気室（図示省略）が設けられている。気室には、電磁弁を介して、真空ポンプ等を有する気体吸引部が接続されていて、後述するシステム制御部９１により電磁弁及び気体吸引部が制御されることによって、気室の負圧が制御される。
【００３０】
また、ステージ１０はＹ方向に移動可能に構成されていて、ステージ１０に固定された被露光基板Ｃは、ステージ１０の移動に伴って露光位置まで移動した上で、後述する露光部１６により光ビームが照射されて一方の面に回路パターン等の画像が描画される。
【００３１】
ステージ１０は、卓状の基体１１の上面に移動可能に設けられた平板状の基台１２に支持されている。また、基台１２とステージ１０との間にモータ等により構成された移動駆動機構（図示省略）を有する移動機構部１３が設けられていて、ステージ１０は、移動機構部１３により、ステージ１０の厚さ方向（Ｚ方向；以下、高さ方向ともいう。）に平行移動可能である。
【００３２】
基体１１の上面には、１本または複数本（本実施形態では、２本）のガイドレール１４が設けられている。基台１２は、ガードレール１４により往復自在に移動可能に支持されていて、モータ等により構成されたステージ駆動部（後述するステージ駆動部７１）により移動する。そして、ステージ１０は、この移動可能な基台１２の上面に支持されることにより、ガイドレール１４に沿って移動する。
【００３３】
基体１１の上面には、ガイドレール１４を跨ぐように門型のゲート１５が立設されており、このゲート１５には、露光部１６が取り付けられている。露光部１６は、複数個（本実施形態では、１６個）の露光ヘッド１６ａで構成されていて、ステージ１０の移動経路上に固定配置されている。露光部１６には、光源ユニット１７から引き出された光ファイバ１８と、画像処理ユニット１９から引き出された信号ケーブル２０とがそれぞれ接続されている。
【００３４】
各露光ヘッド１７は、反射型の空間光変調素子としてのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を有し、画像処理ユニット１９から入力される画像データに基づいてＤＭＤを制御して光源ユニット１７からの光ビームを変調し、この光ビームを被露光基板Ｃに照射することにより、露光描画装置１による露光が行われる。なお、空間光変調素子として、液晶等の透過型の空間光変調素子を用いても良い。
【００３５】
また、ガイドレール１４には、複数（本実施形態では、５個）のレーザ変位計２２が設けられている。レーザ変位計２２は、発光素子と受光素子とを備えていて、発光素子で発光した光は投光レンズを通して集光され、被露光基板の被露光面上に照射される。そして、被露光面で拡散反射された光の一部が受光レンズを通して受光素子上でスポットを結ぶ。レーザ変位計２２は、被露光面の高さ（Ｚ方向における位置）によってスポットの位置が移動するのを利用して、スポットの位置を検出することで、被露光面の高さを計測する。複数のレーザ変位計２２は、各々Ｘ方向において異なる位置に設けられていて、ステージ１０に載置された被露光基板ＣのＹ方向の移動に応じて、被露光基板Ｃの被露光面の各箇所の高さを連続的に計測する。
【００３６】
基体１１の上面には、さらにガイドレール１４を跨ぐように、ゲート２３が設けられている。ゲート２３には、ステージ１０に載置された被露光基板Ｃを撮影するための１個または複数個（本実施形態では、２個）の撮像部２４が取り付けられている。撮影部２４は、１回の発光時間が極めて短いストロボを内蔵したＣＣＤカメラ等である。各々の撮影部２４は、水平面においてステージ１０の移動方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に移動可能に設置されており、被露光基板Ｃに位置合わせ用に描画または形成されているアライメントマークを撮影するために設置される。露光描画装置１は、被露光基板Ｃに回路パターンを描画する際、撮影部２４により撮影されたアライメントマークの位置に基づいて描画位置を調整する。
【００３７】
また、ステージ１０の上面には、被露光基板Ｃをステージに強固に固定するための基板クランプ機構部３０が設けられている。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る露光描画装置１の基板クランプ機構部３０の分解斜視図である。図２に示すように、基板クランプ機構部３０は、被露光基板Ｃの端部を上方からクランプする互いに平行な一対のクランプバー３１ａ，３１ｂと、クランプバー３１ａ，３１ｂに対して水平面内において垂直で、かつ被露光基板Ｃの端部を上方からクランプする互いに平行な一対のクランプバー３１ｃ，３１ｄと、これらのクランプバー３１ａ乃至３１ｄをそれぞれ水平方向に平行移動させる移動ユニット３２ａ乃至３２ｄとを有している。移動ユニット３２ａ乃至３２ｄは、クランプバー３１ａ及びクランプバー３１ｂを互いに近づく方向または互いに離れる方向に移動させるとともに、クランプバー３１ｃ及びクランプバー３１ｄを互いに近づく方向または互いに離れる方向に移動させる。移動ユニット３２ａ乃至３２ｄにより、クランプバー３１ａ乃至３１ｄは被露光基板Ｃのサイズに依存せずに被露光基板Ｃをステージ１０との間に挟み込んで固定することができる。なお、クランプバー３１ａ乃至３１ｄはそれぞれステージ１０の上方に配置されており、移動ユニット３２ａ乃至３２ｄはステージ１０の下方に配置されている。また、クランプバー３１ａ、３１ｂは、クランプバー３１ｂ、３１ｄよりも長さが短く形成されており、被露光基板Ｃのサイズが小さい場合であっても、各々のクランプバー３１ａ乃至３１ｄが互いにぶつからないように構成されている。
【００３９】
クランプバー３１ａは、金属製（例えばアルミニウム）のクランプホルダ３３と、クランプホルダ３３の下面の内側領域（ステージ１０の中心側領域）に固定され、被露光基板Ｃの表面Ｃ１に接触する樹脂製のクランプブレード３４と、クランプホルダ３３の下面の外側領域（ステージ１０の外側領域）に設けられた２本の支持柱３５とからなる。ステージ１０には、表裏方向に貫通し、端部から中央に向かうようにしてＹ方向またはＸ方向に延ばされた挿通孔３７が各辺に所定間隔で１つまたは複数（本実施形態では、各辺に２つ（計８つ））形成されており、クランプバー３１ａの２本の支持柱３５は、各辺における３つの挿通孔３７のうちの２つの挿通孔３７に挿通される。クランプバー３１ｂ〜３１ｄも、クランプバー３１ａと同様の構成である。
【００４０】
移動ユニット３２ａは、２本の支持柱３５を支持する支持板４０と、この支持板４０をＺ方向にスライド移動させるエアシリンダ４１とを有する。エアシリンダ４１のピストンロッド４２の先端は、支持板４０の下面に固定されている。エアシリンダ４１は、ポンプ等により構成される駆動部によりピストンロッド４２を下降及び上昇させる。ピストンロッド４２の可動範囲は制限されており、下降したときも上昇したときも所定位置で停止する。
【００４１】
ピストンロッド４２が下降したときには、ピストンロッド４２と共にクランプバー３１ａが下降し、クランプバー３１ａがステージ１０に押し付けられる。ここで、ステージ１０に被露光基板Ｃが載置されている場合には、被露光基板Ｃがクランプバー３１ａによってクランプされる。一方、ピストンロッド４２が上昇したときには、ピストンロッド４２と共にクランプバー３１ａが上昇し、クランプバー３１ａがステージ１０からＺ方向に離れる。クランプバー３１ａがステージ１０から離れる距離は被露光基板Ｃの厚みよりも大きくなっている。クランプバー３１ａがステージ１０に押し付けられるときのクランプバー３１ａの状態を閉状態（閉位置）と称し、ステージ１０から離れるときのクランプバー３１ａの状態を開状態（開位置）と称する。
【００４２】
移動ユニット３２ａは、さらに、所定間隔隔ててＸ方向に並べられた駆動プーリ４４及び従動プーリ４５と、これらのプーリ４４，４５に掛け渡されたタイミングベルト４６と、駆動プーリ４４を回転させるベルト駆動モータ４７とを有する。ベルト駆動モータ４７は正転及び逆転が可能である。タイミングベルト４６には取付部４８を介してエアシリンダ４１が取り付けられており、タイミングベルト４６が駆動すると、エアシリンダ４１及び支持板４０が挿通孔３７に沿ってＸ方向に移動し、これによりクランプバー３１ａがＸ方向に移動する。クランプバー３１ａは、支持柱３５を挿通孔３７に沿わせながらスライド移動し、支持柱３５が挿通孔３７のステージ１０における外周側の端部に位置する退避位置と、支持柱３５が挿通孔３７のステージ１０における内部側の端部に位置する中央位置との間で移動する。なお、クランプバー３１ａが被露光基板Ｃの周縁部をクランプするときのクランプバー３１ａの位置（退避位置と中央位置との間のいずれかの位置）をクランプ位置という。
【００４３】
移動ユニット３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、移動ユニット３２ａと同様の構成である。ただし、移動ユニット３２ｂは、クランプバー３１ｂをＺ方向及びＸ方向に移動させ、移動ユニット３２ｃは、クランプバー３１ｃをＺ方向及びＹ方向に移動させ、移動ユニット３２ｄは、クランプバー３１ｄをＺ方向及びＹ方向に移動させる。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る露光描画装置１のフォトセンサ４９の機能について説明するための拡大断面図である。図２及び図３に示すように、移動ユニット３２ａの支持板４０には、被露光基板Ｃの有無を検出するための反射型のフォトセンサ（基板端縁センサ）４９が設けられている。フォトセンサ４９は、支持板４０に取り付けられており、挿通孔３７に対応する位置、すなわち、上方から見てフォトセンサ４９が挿通孔３７から露呈する位置に設けられている。フォトセンサ４９は、上方に向けて検査光を発する投光部と、被露光基板Ｃの裏面Ｃ２で反射した検査光を受光する受光部とを有し、受光部が検査光を受光した場合には基板有り信号を出力し、受光部が検査光を受光しなかった場合には基板無し信号を出力する。
【００４５】
フォトセンサ４９の上方にはクランプバー３１ａのクランプブレード３４が位置するが、フォトセンサ４９からの検査光がクランプブレード３４で反射してフォトセンサ４９に向かって戻ることを防ぐために、クランプブレード３４の挿通孔３７に対応する部位には傾斜面５０が形成されている。各移動ユニット３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの支持板４０にも、移動ユニット３２ａと同様のフォトセンサ４９が設けられている。
【００４６】
ステージ１０の下面には、ステージ１０に載置された被露光基板Ｃの吸着圧力を計測する圧力計５１が設けられている。上述したように、ステージ１０は、ステージ１０の上面に載置された被露光基板Ｃを真空吸着により吸着保持している。しかしながら、被露光基板Ｃの反りや歪みにより被露光基板Ｃ及びステージ１０間に空気が入ってしまうと被露光基板Ｃ及びステージ１０間の真空状態が保たれないため、被露光基板Ｃがステージ１０に正常に吸着保持されない。そのため、被露光基板Ｃがステージ１０に吸着保持されているか否かを確認するために、圧力計５１によって上述した吸着機構の気室の圧力（ステージ１０に載置された被露光基板Ｃ及びステージ１０間の吸着圧力）が計測される。
【００４７】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係る露光描画装置１の露光ヘッド１６ａの構成を示す光軸に沿った操作方向の断面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、露光ヘッド１６ａの各々は、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５９を備えている。ＤＭＤ５９は、後述するシステム制御部９１に接続されている。なお、システム制御部９１は、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド６０ａ毎にＤＭＤ５９の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、システム制御部９１では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド６０ａ毎にＤＭＤ５９の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００４８】
ＤＭＤ５９の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が画像領域６０の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６２、ファイバアレイ光源６２から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ５９上に集光させるレンズ系６３、レンズ系６３を透過したレーザ光をＤＭＤ５９に向けて反射する反射鏡６４がこの順に配置されている。
【００４９】
レンズ系６３は、ファイバアレイ光源６２から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ６３ａ、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ６３ｂ、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ５９上に集光する集光レンズ６３ｃで構成されている。なお、組合せレンズ６３ｂは、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００５０】
また、ＤＭＤ５９の光反射側には、ＤＭＤ５９で反射されたレーザ光を被露光基板Ｃの被露光面上に結像するレンズ系６４およびレンズ系６５が配置されている。レンズ系６５及びレンズ系６６は、ＤＭＤ５９と被露光基板Ｃの被露光面とが共役な関係となるように配置されている。
【００５１】
本実施形態では、ファイバアレイ光源６２から出射されたレーザ光は、均一化され、ＤＭＤ５９に入射された後、各画素がこれらのレンズ系６５及びレンズ系６６によって約５倍に拡大され、集光されるように設定されている。
【００５２】
レンズ系６６の出射側には、更に、ファイバアレイ光源６２から出射されたレーザ光の焦点を被露光基板Ｃの被露光面に合わせるフォーカシング機構６７が設けられている。
【００５３】
図５は、本実施形態に係る露光描画装置１の露光ヘッド１６ａのフォーカシング機構６７を示す外観図である。図５に示すように、フォーカシング機構６７は、一対のペア楔ガラス６７ａ、６７ｂの各々を個別に保持するベースホルダ６８及びスライドホルダ６９を備えている。上述したレーザ光の出射側に配置されたペア楔ガラス６７ｂは、ベースホルダ６８に保持され、レーザ光の入射側に配置されたペア楔ガラス６７ａは、スライドホルダ６９に保持されている。
【００５４】
ベースホルダ６８は、ペア楔ガラス６７ｂと略相似形の楔状に形成され、上面（傾斜面）６７ｅ及び下面６７ｆに矩形状の開口部７０、７１が形成されている。そして、ペア楔ガラス６７ｂを収容するための空洞部（収容部）７２が内部に設けられている。
【００５５】
空洞部７２は、上面６８ａ側の開口部７０の大きさで略垂直下方へ所定の深さ寸法だけ掘り込まれた凹状とされており、ペア楔ガラス６７ｂを収容したときに空洞部７２を構成する底面及び内周面がペア楔ガラス６７ｂの下面（光出射面６７ｆ）及び外周面に略隙間なく接触する大きさに形成されている。
【００５６】
下面６８ｂ側の開口部７１は、上面６８ａ側の開口部７０及び空洞部７２の開口形状よりも少し小さくされて下面６８ｂの略中央に配置されている。また、この下面６８ｂの一側端部（図５では左側端部）には、ベースホルダ６８を含むフォーカシング機構６７全体をフレーム（図示省略）にネジ止め固定するための固定部７３が突設されている。
【００５７】
一方、スライドホルダ６９は、ペア楔ガラス６７ａと略相似形のクサビ状で、上面６９ａ及び下面（傾斜面）６９ｂに矩形状の開口部７４、７５が形成され、内部にペア楔ガラス６７ａを収容するための空洞部（収容部）７６が設けられた略枠状に形成されている。
【００５８】
空洞部７６は、上面６９Ａ側の開口部７４の大きさで略垂直下方へ掘り込まれ下面側の開口部７５へ貫通された貫通孔状であり、ペア楔ガラス６７ａを収容した際に、空洞部７６を構成する内周面がペア楔ガラス６７ａの外周面に略隙間なく接触する大きさに形成されている。
【００５９】
このスライドホルダ６９は、下面６９ｂがベースホルダ６８の上面６８ａに向かい合わせられると共に、下面６９ｂの傾斜方向がベースホルダ６８の上面６８ａとは反対向きにされてベースホルダ６８上に配置され、ベースホルダ６８との間（ベースホルダ６８の上面６８ａ及びスライドホルダ６９の下面６９ｂにおける各前後端部）に設けられた一対のガイドレール７７によってベースホルダ６８に組み付けられ、ユニット化されている。
【００６０】
また、ユニット化された状態では、スライドホルダ６９の図５における左右方向の長さ寸法はベースホルダ６８よりも少し短くされており、スライドホルダ６９の図５における前後方向の長さ寸法はベースホルダ６８とほぼ同じくされ、それぞれの前端面同士及び後端面同士が略同一面となるよう位置合わせされている。
【００６１】
そして、この一対のガイドレール７７により、ベースホルダ６８の上面８０ａとスライドホルダ６９の下面６９ｂとは所定の間隔を置いて略平行に配置され、スライドホルダ６９はベースホルダ６８に対し、下面６９ｂ及び上面６８ａの傾斜方向に沿って図５における略左右方向（図５のＳ方向）に相対移動可能とされている。さらに、このスライドホルダ６９の移動における所定の位置（ペア楔ガラス６７ａ、６７ｂの組み付け位置）では、図５のＬ方向において、スライドホルダ６９の空洞部７６がベースホルダ６８の空洞部７２にほぼ重なるようになる。
【００６２】
スライドホルダ６９の上面６９ａ側の開口部７４には、矩形枠板状の上述したペア楔ガラス押さえ板７８が嵌め込まれて取り付けられるようになっている。このペア楔ガラス押さえ板７６の外形は、開口部７４にほぼ隙間なく嵌合する大きさとされている。また、ペア楔ガラス押さえ板７８の略中央に形成された矩形状の開口部７９は、その大きさがベースホルダ６８の下面６８ｂ側の開口部７１とほぼ同じ大きさとされ、スライドホルダ６９を上記の所定の位置に移動させた際に、Ｌ方向において、開口部７１にほぼ重なる位置に配置されている。
【００６３】
このユニット化されたベースホルダ６８及びスライドホルダ６９へのペア楔ガラス６７ａ、６７ｂ及びペア楔ガラス押さえ板７８の組み付けは、スライドホルダ６９を上記の所定の位置に移動させ、スライドホルダ６９の空洞部７６をベースホルダ６８の空洞部７２に位置合わせして、各空洞部７２、７６にペア楔ガラス６７ａ、６７ｂ、ペア楔ガラス押さえ板７８の順に組み付けることにより行う。
【００６４】
このような構成により、ペア楔ガラス６７ａは、スライドホルダ６９の移動に伴い、ペア楔ガラス６７ｂの光入射面６７ｅに相対する光出射面６７ｄの面方向に沿ってＳ方向に移動する。また、ＤＭＤ５９側からペア楔ガラス６７ａ、６７ｂに向けて出射されたレーザ光は、ペア楔ガラス押さえ板７８の開口部７９を通ってペア楔ガラス６７ａの光入射面６７ａに入射し、ペア楔ガラス６７ａ、６７ｂを透過すると、ペア楔ガラス６７ｂの光出射面６７ｆからベースホルダ６８の下面６８ｂ側の開口部７１を通って出射される。
【００６５】
なお、このベースホルダ６８、スライドホルダ６９によるペア楔ガラス６７ａ、６７ｂの保持では、加工精度のバラツキや温度変化等により、空洞部７２、７６の内周面とペア楔ガラス６７ａ、６７ｂの外周面との隙間（密着性）が許容範囲を超えてしまい、ペア楔ガラス６７ａ、６７ｂにガタが生じる可能性もある。その場合には、例えば、空洞部７２、７６を構成する内周面の必要部位に板バネや圧縮コイルバネ等の弾性部材を備えるガタ取り機構を設け、この弾性部材の弾性力によりペア楔ガラス６７ａ、６７ｂを付勢してガタ取りすればよい。また、代りにベースホルダ６８およびスライドホルダ６９の外周面から空洞部７２、７６を構成する内周面へ貫通するネジ孔及びこのネジ孔に螺合する押しネジを備えるガタ取り機構を必要部位に設け、この押しネジによりペア楔ガラス６７ａ、６７ｂを押圧してガタ取りするようにしてもよい。
【００６６】
図５に示すように、ベースホルダ６８の右側面６８ｃにおける略中央位置には、アクチュエータ取付板８０がネジ止め固定されている。ベースホルダ６８の右側面６８ｃは、上面６８ａと略直角にされており、この右側面６８ｃに取り付けられているアクチュエータ取付板８０は、ベースホルダ６８の上面６８ａと略直角の向きで取付部（下部）から上方へ延出され、その上部側の外側面に、スライドホルダ６９に移動動力を与える駆動源としてのアクチュエータ８１が取り付けられている。
【００６７】
アクチュエータ８１は、駆動軸８２の延出方向及び移動方向（矢印Ｄ方向）がスライドホルダ６９の移動方向（矢印Ｓ方向）に合わせられてアクチュエータ取付板８０に取り付けられており、駆動軸８２の先端部８２ａがスライドホルダ６９の右側面６９ｃに連結されている。また、アクチュエータ８１はシステム制御部９１に接続され、システム制御部９１により制御されて作動するようになっている。
【００６８】
スライドホルダ６９の上面６９ａの右前角部には、切り欠き部８３が形成されている。この切り欠き部８３の底面とベースホルダ６８の上面６８ａの右前角部とには、一対の支柱８４ａ、８４ｂが立設されており、一対の支柱８４ａ、８４ｂには、アクチュエータ８１の駆動軸８２の駆動力よりもバネ力が小さく設定された引張コイルバネ８５が架設されている。この引張コイルバネ８５のバネ力によって、ガイドレール７７及びアクチュエータ８１を介して連結されているスライドホルダ６９とベースホルダ６８との間には予圧が掛けられている。
【００６９】
ここで、システム制御部９１からの信号によってアクチュエータ８１が作動し、駆動軸８２をＤ方向に移動駆動させると、スライドホルダ６９及びペア楔ガラス６７ａは一対のガイドレール７７にガイドされてＳ方向へ移動する。また、スライドホルダ６９及びペア楔ガラス６７ａは、アクチュエータ８１の駆動軸８２やガイドレール７７に若干の遊び（ガタ分）がある場合でも、引張コイルバネ８５によって加えられている予圧により、静止状態ではガタつきなく保持され、また移動では円滑に動作するようになる。
【００７０】
ベースホルダ６８の下面６８ｂにおける右前角部には、矩形状のセンサ取付板８６がネジ止め固定されている。センサ取付板８６は、ベースホルダ６８の下面６８ｂへの取付部（左側部）から右方へ延出されて突出している右側部が、ベースホルダ６８の上面６８ａと略平行になるよう取付部に対して屈曲されており、その右側部の上面に、ペア楔ガラス６７ａを保持したスライドホルダ６９の基準位置（ホームポジション）を検出するための基準位置センサユニット８７が取り付けられている。
【００７１】
基準位置センサユニット８７は、直方体形状とされたユニット本体の上部に光センサ２８９が搭載され、ユニット本体の内部に光センサ８９から出力される電気信号（検出信号）を増幅する回路基板（図示省略）が設けられている。光センサ８９は、スリット部８８の内壁面に投受光素子（図示省略）が設けられ、このスリット部８８がスライドホルダ６９の移動方向であるＳ方向と略平行になる向きに配置されている。また、基準位置センサユニット８７はシステム制御部９１に接続され、システム制御部９１により制御されて作動するようになっている。
【００７２】
スライドホルダ６９の右側面６９ｃにおける前端部には、基準位置センサユニット８７に対応する基準位置検出板９０がネジ止め固定されている。基準位置検出板９０は、Ｌ字形であり、スライドホルダ６９の右側面６９ｃへの取付部（左側部）から略直角に屈曲されて右方へ所定長さ寸法だけ延出された右側部が検出部（光センサ遮光部）である。基準位置検出板９０は、スライドホルダ６９の移動に伴い、検出部が光センサ８９のスリット部８８内を通過したり、スリット部８８内から離脱したりするのが可能な位置に配置されている。
【００７３】
スライドホルダ６９の移動に伴い、基準位置検出板９０の検出部先端が光センサ８９のスリット部８８内を通過（スリット部８８内に配置され）したり、スリット部８８内から離脱したりすると、光センサ８９は投受光素子により遮光／非遮光の状態を検出して各状態に応じたＨｉｇｈ／Ｌｏｗの検出信号を出力する。そして、基準位置センサユニット８７は、この検出信号を回路基板により増幅してシステム制御部９１に出力する。
【００７４】
また、システム制御部９１は、アクチュエータ８１を駆動制御してスライドホルダ６９を移動させた際に、基準位置センサユニット８７から入力された検出信号の出力レベルのＨｉｇｈ／Ｌｏｗが切り替わる位置を、スライドホルダ６９及びペア楔ガラス６７ａの基準位置と認識し、この基準位置の情報をメモリに記憶する。そして、アクチュエータ８１の駆動制御では、この基準位置の情報に基づいてアクチュエータ８１を駆動制御する制御信号を生成し、また必要に応じて基準位置の情報に補正を加えて制御信号を生成し、アクチュエータ８１に対して出力する。
【００７５】
次に、フォーカシング機構６７においてレーザ光の焦点距離が調整される原理について以下に説明する。
【００７６】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係る露光描画装置１のフォーカシング機構６７の動作を示す説明図である。フォーカシング機構６７においては、システム制御部９１からの信号によってアクチュエータ８１が駆動制御されると、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スライドホルダ６９に保持されたペア楔ガラス７６ａは、ペア楔ガラス７６ｂの光入射面６７ｅに対してスライドするように、図中の二点鎖線で示した基準位置から、図６（Ａ）に示すＳＡ方向、あるいは、図６（Ｂ）に示すＳＢ方向に移動する。
【００７７】
ここで、ペア楔ガラス７６ａが基準位置にある場合のペア楔ガラス７６ａの光入射面７６ｃとペア楔ガラス７６ｂの光出射面７６ｅとの距離、すなわち互いの間に設けられた僅かな隙間を含むペア楔ガラス７６ａ、７６ｂのトータルの厚さ寸法をｔとすると、厚さ寸法：ｔは、ペア楔ガラス７６ａが基準位置から矢印ＳＡ方向へ所定距離だけ移動した場合にはΔｔだけ減少し（−Δｔ）、ペア楔ガラス７６ａが基準位置から矢印ＳＢ方向へ所定距離だけ移動した場合にはΔｔだけ増加する（＋Δｔ）。
【００７８】
このように、ペア楔ガラス７６ａ、７６ｂの厚さ寸法：ｔが変化すると（±Δｔ）、レーザ光がペア楔ガラス７６ａ、７６ｂを透過する透過距離が変化して、レーザ光の焦点距離：ＦＤが変化する（±ΔＦＤ）。この焦点距離の変動範囲が光ビームの有効焦点深度であり、後述する第２処理において、この有効焦点深度の範囲が基準とする範囲として使用される。なお、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示したＰＳは結像面を表している。
【００７９】
また、ペア楔ガラス７６ａ、７６ｂの屈折率：ｎ（本実施形態では、ｎ＝１．５３）とすると、このペア楔ガラス７６ａ、７６ｂの厚さ寸法：ｔの変化量に応じたレーザ光の焦点距離：ＦＤの変化量は、下式によって求められる。
【００８０】
〔数１〕
＋ΔＦＤ＝＋Δｔ−（＋Δｔ）／ｎ
−ΔＦＤ＝−Δｔ−（−Δｔ）／ｎ
【００８１】
ペア楔ガラス７６ａの光入射面６７ｃとペア楔ガラス７６ｂの光出射面７６ｆとがレーザ光の光路に対して完全に直角であり、ペア楔ガラス７６ａの光出射面７６ｄとペア楔ガラス７６ｂの光入射面７６ｅとが完全な並行関係を保持するようにペア楔ガラス７６ａがペア楔ガラス７６ｂに対して移動するようにフォーカシング機構６７が構成されている。このように構成されていれば、ペア楔ガラス７６ａがペア楔ガラス７６ｂに対してどのような位置にあっても、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、レンズ系６３から出射したレーザ光は、ペア楔ガラス７６ａとペア楔ガラス７６ｂとの境界で屈折することなく、ペア楔ガラス７６ａ、７６ｂを真直ぐに通過するから、レーザ光による被露光基板Ｃの被露光面上の露光位置がずれることはない。
【００８２】
図７は、本実施形態に係る露光描画装置１の電気系統を示す構成図である。図７に示すように、露光描画装置１には、装置各部にそれぞれ電気的に接続されるシステム制御部９１が設けられており、このシステム制御部９１が各部を統括的に制御している。システム制御部９１は、ステージ駆動部９２を制御してステージ１０の移動を行うとともに、レーザ変位形２２からステージ１０に載置された被露光基板Ｃの被露光面の高さを取得し、圧力計５１から被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力を取得し、フォーカシング機構６７を制御してレーザ光の焦点位置を調整し、光源ユニット１７及び画像処理ユニット１９を制御して露光ヘッド１６ａに露光処理を行わせる。操作装置９３は、データを表示する表示部と、ユーザ操作により基板サイズ等のデータを入力する入力部とを有する。
【００８３】
移動制御部９４は、システム制御部９１の指示に基づいて、移動ユニット３２ａ乃至３２ｄの駆動をそれぞれ制御している。移動制御部９４は、移動ユニット３２ａ乃至３２ｄのフォトセンサ４９からの信号（基板有り信号または基板無し信号）を監視しており、この信号に基づいて移動ユニット３２ａ乃至３２ｄのエアシリンダ４１及びベルト駆動モータ９５の駆動を制御して、クランプバー３１ａ乃至３１ｄにクランプ動作を行わせる。
【００８４】
移動制御部９４では、操作装置９３から入力された基板サイズ情報、及び準備動作によって算出された基板の適正載置位置情報に基づいて、ステージ１０上の領域のうち被露光基板Ｃが載置されている領域を推測し、この推測した領域に基づいてクランプバー３１ａ乃至３１ｄの移動速度を高速／低速の間で切り替えている。具体的には、ステージ１０上において、被露光基板Ｃの周縁から距離Ｌ１（例えば４０ｍｍ）離れた位置よりも外側では高速移動に設定し、その位置よりも内側では低速移動に設定している。これにより、低速移動時に被露光基板Ｃの検出が行われるため、被露光基板Ｃを確実に検出することができる。なお、被露光基板Ｃの周縁から距離Ｌ１離れた位置を減速位置（切替点）と称する。クランプバー３１ａ乃至３１ｄは、被露光基板Ｃを検出した位置から内側に所定距離（例えば５ｍｍ）入り込んだクランプ位置に停止し、このクランプ位置でクランプを行う。このクランプ位置は、クランプバー３１ａ乃至３１ｄの支持柱３５が被露光基板Ｃの端縁に当接しない位置になっている。
【００８５】
移動制御部９４は、クランプバー３１ａ乃至３１ｄが高速移動しているときに被露光基板Ｃが検出された場合には、入力された基板サイズよりも実際の基板サイズが大きいと判断して、クランプバー３１ａ乃至３１ｄの移動を即停止するとともにシステム制御部９１に異常信号を出力する。システム制御部９１は異常信号を受けて、操作装置９３の表示部に、基板サイズが大きい旨のエラー情報を表示させる。なお、エラー情報を表示させる替わりに、警告音を発生させても良い。
【００８６】
また、移動制御部９４は、クランプバー３１ａ乃至３１ｄが低速移動し、被露光基板Ｃが検出されずに低速移動が所定時間継続された場合には、入力された基板サイズよりも実際の基板サイズが小さい、または、基板が載置されていないと判断して、クランプバー３１ａ乃至３１ｄの移動を即時停止させるとともにシステム制御部９１に異常信号を出力する。システム制御部９１は異常信号を受けて、操作装置９３の表示部に、基板サイズが小さい、または、被露光基板Ｃが載置されていない旨のエラー情報を表示させる。
【００８７】
さらに、移動制御部９４は、システム制御部９１の指示に基づいて、撮影部２４の駆動をそれぞれ制御している。
【００８８】
ここで、上述したように、被露光基板をステージに載置する際に、被露光基板及びステージ間の空気を吸い出して真空吸着による固定を行う従来の露光描画装置において、被露光基板に反りや歪みが発生している場合等に、被露光基板及びステージ間に隙間ができてしまい、被露光基板がステージに確実に吸着固定されていない状況が考えられる。
【００８９】
そこで、本実施形態に係る露光描画装置１は、ステージ１０に被露光基板Ｃを載置した状態で被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力が基準値に達していない場合に、被露光基板Ｃに反りや歪みが発生していると判断して、ステージ１０に設けられた基板クランプ機構部３０で被露光基板Ｃの端部をステージ１０に押し付けることで、被露光基板Ｃの反りや歪みの解消を試みる第１処理を行う。
【００９０】
また、本実施形態に係る露光描画装置１は、被露光基板Ｃの被露光面の高さを検出し、有効焦点深度以内に被露光面が位置しない場合にも同様に、被露光基板Ｃに反りや歪みが発生していると判断して、基板クランプ機能部３０で被露光基板Ｃの端部をステージ１０に押し付けることで、被露光基板Ｃの反りや歪みの解消を試みる第２処理を行う。
【００９１】
また、本実施形態に係る露光描画装置１では、被露光基板Ｃを基板クランプ機構部３０で矯正した後に固定を解除しても被露光基板Ｃの反りや歪みが解消していない場合であって、被露光基板Ｃの厚みの設定が誤っている場合に、ステージ１０の高さを調整する第３処理を行う。
【００９２】
ただし、被露光基板Ｃを基板クランプ機構３０で固定している状態では、被露光基板Ｃの一部がクランプバー３１ａ乃至３１ｄに覆われていて、被露光基板Ｃにおける露光対象領域が制限される可能性があるため、可能な限り、被露光基板Ｃを基板クランプ機構３０で固定していない状態で被露光基板Ｃに対して露光を行うことが好ましい。そこで、上記第１処理及び第２処理において、基板クランプ機構部３０で被露光基板Ｃの端部をステージ１０に固定した後に固定を解除し、解除した状態で被露光基板Ｃの反りや歪みが解消していた場合は、被露光基板Ｃを基板クランプ機構３０で固定していない状態で被露光基板Ｃに対して露光を行う。
【００９３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００９４】
図８は、本実施形態に係る第１処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは露光描画装置１のシステム制御部９１に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。
【００９５】
露光描画装置１のシステム制御部９１は、予め定められたタイミング（本実施形態では、被露光基板Ｃのステージ１０への載置が完了したタイミング）で、当該第１処理プログラムを実行する。
【００９６】
被露光基板Ｃがステージ１０に載置されると、ステップＳ１０１において、システム制御部９１は、圧力計５１を用いて被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力を計測する。
【００９７】
ステップＳ１０３において、システム制御部９１は、ステップＳ１０１において計測した吸着圧力が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。当該閾値は、被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されているか否かを判定する基準とする閾値（本実施形態では、例えば−５０ｋＰａ）であり、予め設定され、システム制御部９１が有する記憶媒体であるＲＯＭの所定領域に記憶されている。なお、当該閾値は、操作装置９３の入力部を介して入力されても良い。
【００９８】
ステップＳ１０３において閾値以上であると判定された場合は、システム制御部９１は、被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていると判断して、ステップＳ１０５において、そのままの状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【００９９】
ステップＳ１０３において閾値以上でないと判定された場合は、システム制御部９１は、被露光基板Ｃに反りや歪みが発生していると判断して、ステップＳ１０７において、被露光基板Ｃの矯正を試みるために、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定する。システム制御部９１は、移動ユニット３２ａを制御することで、開状態のクランプバー３１ａ乃至３１ｄのステージ１０の端部から中央部への移動を開始させ、フォトセンサ４９から基板有り信号を受信した場合、受信した位置または受信してからそのまま所定距離だけ移動させた位置で、クランプバー３１ａ乃至３１ｄを閉状態に移行させる。これにより、クランプバー３１ａ乃至３１ｄがステージ１０との間に被露光基板Ｃを挟み込んだ状態で固定される。
【０１００】
ステップＳ１０９において、システム制御部９１は、ステップＳ１０７において被露光基板Ｃの端部を固定したままの状態で、圧力計５１を用いて被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力を計測する。
【０１０１】
ステップＳ１１１において、システム制御部９１は、ステップＳ１０９において計測した吸着圧力が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。
【０１０２】
ステップＳ１１１において閾値以上であると判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定したことにより被露光基板Ｃの反りや歪みが解消したか否かを判断するために、ステップＳ１１３において、ステップＳ１０７における被露光基板Ｃの端部の固定を解除する。
【０１０３】
ステップＳ１１５において、ステップＳ１１３において被露光基板Ｃの端部の固定を解除したままの状態で、圧力計５１を用いて被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力を計測する。
【０１０４】
ステップＳ１１７において、システム制御部９１は、ステップＳ１１５において計測した吸着圧力が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。
【０１０５】
ステップＳ１１７において閾値以上であると判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定したことにより被露光基板Ｃの反りや歪みが解消し、基板クランプ機構部３０による端部の固定を解除した状態でも、被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていると判断して、ステップＳ１１９において、そのままの状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【０１０６】
ステップＳ１１７において閾値以上でないと判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定した場合には正常に固定されているが、基板クランプ機構部３０による端部の固定を解除した状態では被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていないと判断して、ステップＳ１２１において、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定する。
【０１０７】
そして、ステップＳ１２３において、システム制御部９１は、ステップＳ１１１の判定によって基板クランプ機構部３０により端部を固定した状態では被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていると判断されているため、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定した状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【０１０８】
一方、ステップＳ１１１において閾値以上でないと判定された場合は、システム制御部９１は、ステップＳ１２５において、ステップＳ１０７における被露光基板Ｃの端部の固定を解除する。また、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定しても被露光基板Ｃの反りや歪みが解消しておらず、基板クランプ機構部３０により端部を固定した状態でも被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていないと判断し、第２処理を実行する。
【０１０９】
図９は、本実施形態に係る第２処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは露光描画装置１のシステム制御部９１に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。
【０１１０】
ステップＳ２０１において、基板クランプ機構部３０で被露光基板Ｃの端部をステージ１０に固定した状態でも被露光基板Ｃがステージ１０に十分に固定されておらず、被露光基板Ｃに対して露光処理を行うことができないため、システム制御部９１は、被露光基板Ｃの被露光面の高さを調整するため、レーザ変位計２２を用いて被露光基板Ｃの被露光面の高さを計測する。
【０１１１】
ステップＳ２０３において、システム制御部９１は、ステップＳ２０１において計測した高さが、予め定められた所定範囲内であるか否かを判定する。ここで、当該所定範囲は、フォーカシングユニット６７により変更可能な光ビームの焦点位置の範囲、すなわち光ビームの有効焦点深度であり、システム制御部９１は、被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置しているか否かを判定する。所定範囲を示す情報は、予め設定され、システム制御部９１が有する記憶媒体であるＲＯＭの所定領域に記憶されている。
【０１１２】
なお、上記所定範囲は、被露光基板に描画される回路パターンを示す画像情報に基づいて決定されても良い。すなわち、画像パターンが精細になる程、光レーザの有効焦点深度が厳しく制限される。よって、システム制御部９１は、例えば回路パターンにおけるパターン幅の最小値、隣接するパターン間のピッチ幅の最小値、及びランド径の最小値のうちの何れかの最小値、または最小値のうちの最小値を算出し、算出した最小値に基づいて上記所定範囲を決定しても良い。
【０１１３】
ステップＳ２０３において所定範囲内であると判定された場合は、システム制御部９１は、被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置していると判断して、ステップＳ２０５において、そのままの状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【０１１４】
ステップＳ２０３において所定範囲内でないと判定された場合は、システム制御部９１は、被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置していないと判断して、ステップＳ２０７において、被露光基板Ｃを光レーザの有効焦点深度内に位置させるために、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定する。
【０１１５】
ステップＳ２０９において、システム制御部９１は、ステップＳ２０７において被露光基板Ｃの端部を固定したままの状態で、レーザ変位計２２を用いて被露光基板Ｃの被露光面の高さを計測する。
【０１１６】
ステップＳ２１１において、システム制御部９１は、ステップＳ２０９において計測した高さが、予め定められた所定範囲内であるか否かを判定する。
【０１１７】
ステップＳ２１１において所定範囲内であると判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定したことにより被露光基板Ｃの反りや歪みが解消したか否かを判断するために、ステップＳ２１３において、ステップＳ２０７における被露光基板Ｃの端部の固定を解除する。
【０１１８】
ステップＳ２１５において、ステップＳ２１３において被露光基板Ｃの端部の固定を解除したままの状態で、レーザ変位計２２を用いて被露光基板Ｃの被露光面の高さを計測する。
【０１１９】
ステップＳ２１７において、システム制御部９１は、ステップＳ２１５において計測した高さが、予め定められた所定範囲内であるか否かを判定する。
【０１２０】
ステップＳ２１７において所定範囲内であると判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定したことにより被露光基板Ｃの反りや歪みが解消し、基板クランプ機構部３０による端部の固定を解除した状態でも、被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置していると判断して、ステップＳ２１９において、そのままの状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【０１２１】
ステップＳ２１７において所定範囲内でないと判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定した場合には被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置しているが、基板クランプ機構部３０による端部の固定を解除した状態では被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内に位置していないと判断して、ステップＳ２２１において、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定する。
【０１２２】
そして、ステップＳ２２３において、システム制御部９１は、ステップＳ２２１の処理によって基板クランプ機構部３０により端部を固定した状態では被露光基板Ｃがステージ１０に正常に固定されていると判断されているため、被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構部３０で固定した状態で被露光基板Ｃに対して、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で露光処理を行う。
【０１２３】
一方、ステップＳ２１１において所定範囲内でないと判定された場合は、システム制御部９１は、基板クランプ機構部３０で端部を固定しても被露光基板Ｃの反りや歪みが解消しておらず、基板クランプ機構部３０により端部を固定した状態でも被露光基板Ｃの被露光面が光レーザの有効焦点深度内でないと判断し、第３処理を試みる。
【０１２４】
第３処理は、フォーカシング機構６７により調整可能な範囲を超えた場合に、レーザ変位計２２で計測した被露光基板Ｃの被露光面の高さから、フォーカシング機構６７で調整可能な範囲になるようにステージ１０の高さを変更する処理である。この第３処理は、システム制御部９１に対して指定されたステージ１０の厚み情報が被露光基板Ｃの実際の厚みと異なっていた場合を想定して行う処理である。
【０１２５】
図１０は、本実施形態に係る第３処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは露光描画装置１のシステム制御部９１に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。
【０１２６】
ステップＳ３０３において、システム制御部９１は、ステップＳ２０９において計測した高さに基づいて、被露光基板Ｃの被露光面の高さの変位量が所定範囲内であるか否かを判定する。当該被露光面の高さの変位量は、被露光基板Ｃの被露光面の最も低い位置から最も高い位置までの差を示す量である。また、当該所定範囲は、フォーカシング機構６７により調整可能な範囲によって決定される範囲である。
【０１２７】
図１１は、本実施形態に係る第３処理について説明するための被露光基板Ｃの概略側面図である。図１１では、横軸に、ステージ１０の移動に伴う被露光基板Ｃにおけるレーザ変位計２２による計測位置を計測開始位置から計測終了位置まで示し、縦軸に、高さ（Ｚ方向における位置）を示し、ステップＳ２０９において計測された被露光面の高さを太線で示す。ステップＳ３０３では、図１１に示すように、システム制御部９１は、指定された被露光基板Ｃの厚み情報から、被露光面の想定位置（Ｄ）及びフォーカシング機構６７の調整可能な範囲（Ｂ）を導出する。そして、システム制御部９１は、被露光面の高さの変位量（Ａ）がフォーカシング機構６７の調整可能な範囲（Ｂ）内に含まれるか否かを判定する。
【０１２８】
ステップＳ３０３において被露光面の高さの変位量が所定範囲内であると判定された場合は、システム制御部９１は、ステージ１０の高さを変更することにより被露光基板Ｃに対する露光が可能であると判断して、ステップＳ３０５において、ステップＳ２０９にて計測した高さに応じてステージ１０の高さを調整する。図１１に示すように、高さの変位量（Ａ）がフォーカシング機構６７の調整可能な範囲（Ｂ）内である場合には、指定された厚みが被露光基板Ｃの厚みと異なっていると判断し、被露光基板Ｃの被露光面が露光可能な高さとなるように、ステージ１０の高さを被露光面の想定位置Ｄまでステージ高さ調整量（Ｅ）だけ移動させる。そして、ステップＳ３０７において、システム制御部９１は、被露光基板Ｃに予め設けられているアライメントマークの計測を行って露光対象位置を調整した上で被露光基板Ｃに対して露光処理を行う。
【０１２９】
ステップＳ３０３において被露光面の高さの変位量が所定範囲内でないと判定された場合は、システム制御部９１は、ステージ１０の高さを調整してもフォーカシング機構６７の調整可能な範囲に含まれないため、被露光基板Ｃに対する露光が困難であると判断して、ステップＳ３０９において、被露光基板Ｃに対する露光を行わずに被露光基板Ｃを露光描画装置１から排出する。
【０１３０】
ステップＳ３０３において被露光面の高さの変位量が所定範囲内でないと判定された場合は、システム制御部９１は、ステージ１０の高さを調整してもフォーカシング機構６７の調整可能な範囲に含まれないため、被露光基板Ｃに対する露光が困難であると判断して、ステップＳ３０９において、被露光基板Ｃに対する露光を行わずに被露光基板Ｃを露光描画装置１から排出する。
【０１３１】
このように、露光描画装置１では、ステージ１０に吸着固定された被露光基板Ｃに対して光ビームを露光することにより回路パターンを描画する際に、圧力計５１により被露光基板Ｃのステージ１０に対する吸着圧力を計測し、計測された吸着圧力が予め定められた閾値以上でない場合、被露光基板Ｃの端部をさらに固定する。そして、露光描画装置１では、圧力計５１が、被露光基板Ｃの端部が基板クランプ機構３０により固定した後当該固定が解除された状態で吸着圧力を計測し、計測された吸着圧力が閾値以上であった場合、基板クランプ機構３０による固定を解除した状態で露光部１６により被露光基板Ｃに対する露光を行うように制御される。
【０１３２】
また、露光描画装置１では、ステージ１０に吸着固定された被露光基板Ｃに対して光ビームを露光することにより回路パターンを描画する際に、レーザ変位計２２により被露光基板Ｃの被露光面の高さを計測し、計測された高さが予め定められた範囲内でない場合、被露光基板Ｃの端部をさらに固定する。そして、露光描画装置１では、レーザ変位計２２が、被露光基板Ｃの端部が基板クランプ機構３０により固定された後当該固定が解除された状態で被露光面の高さを計測し、計測された高さが範囲内であった場合、露光部１６が、基板クランプ機構３０による固定を解除した状態で被露光基板Ｃに対する露光を行うように制御される。
【０１３３】
これにより、基板クランプ機構３０による未露光領域の発生を最小限に抑えつつ、被露光基板Ｃの変形による不良基板の発生を抑制することができる。また、必要最低限の動作で被露光基板Ｃに対する露光処理が正常になされることが保証される。さらに、真空吸着とオートフォーカス機能におけるリトライ動作の双方を用いていることにより、真空吸着が正常になされていない場合であっても、露光部１６の焦点深度以内であれば、オートフォーカス機能を用いて露光処理を行うことが可能となる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、第１処理の際に被露光基板Ｃの端部を基板クランプ機構３０で押さえつけても被露光基板Ｃの反りや歪みが解消しなかった場合に第２処理を行っているが、これに限定されず、第１処理及び第２処理をそれぞれ別個に行っても良い。
【０１３５】
すなわち、第１処理において、ステップＳ１１１にて吸着圧力が閾値以上でなかった場合に、ステップＳ３０１に移行して第３処理を行っても良く、または、ステップＳ３０９に移行して被露光基板Ｃに露光を行わずに被露光基板Ｃを外部に排出しても良い。
【０１３６】
また、第１処理を行わずに、第２処理を行っても良い。この際、ステップＳ２１１にて吸着圧力が閾値以上でなかった場合に、ステップＳ３０９に移行して被露光基板Ｃに露光を行わずに被露光基板Ｃを外部に排出しても良い。
【０１３７】
また、第１処理において、ステップＳ１０３で吸着圧力が閾値未満であった場合に、第１処理のステップＳ１０７以降の処理を行わずに第２処理に移行する、第４処理を行うようにしても良い。
【０１３８】
図１２は、本実施形態に係る第４処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは露光描画装置１のシステム制御部９１に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。
【０１３９】
図１２に示すように、ステップＳ４０１及びＳ４０３において、システム制御部９１は、それぞれステップＳ１０１及びＳ１０３と同様の処理を行う。ステップＳ４０３において、ステップＳ４０１において計測された吸着圧力が閾値未満であった場合、ステップＳ２０１に移行し、上述したステップＳ２０１乃至Ｓ２２３の処理を行う。
【符号の説明】
【０１４０】
１…露光描画装置，１０…ステージ，１１…基体，１２…基台，１３…移動機構部，１４…ガイドレール，１５…ゲート，１６…露光部，１６ａ…露光ヘッド，１７…光源ユニット，１８…光ファイバ，１９…画像処理ユニット，２０…信号ケーブル，２２…レーザ変位計，２３…ゲート，２４…撮影部，３０…基板クランプ機構部，３１ａ乃至３１ｄ…クランプバー，３２ａ乃至３２ｄ…移動ユニット，３７…挿通孔，４９…フォトセンサ，５１…圧力計，５９…ＤＭＤ，６２…ファイバアレイ光源，６３乃至６６…レンズ系，６７…フォーカシング機構，９１…システム制御部，９２…ステージ駆動部，９３…操作装置，９４…移動駆動部，Ｃ…被露光基板。
【図１】
0005908745.tif 000002
【図２】
0005908745.tif 000003
【図３】
0005908745.tif 000004
【図４】
0005908745.tif 000005
【図５】
0005908745.tif 000006
【図６】
0005908745.tif 000007
【図７】
0005908745.tif 000008
【図８】
0005908745.tif 000009
【図９】
0005908745.tif 000010
【図１０】
0005908745.tif 000011
【図１１】
0005908745.tif 000012
【図１２】
0005908745.tif 000013