(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する描画テーブルと；上記描画テーブルと相対移動し、該描画テーブル上の基板にパターンを描画する露光描画部と；を有する描画装置において、
上記描画テーブルに、上記露光描画部に対する位置基準を設定する複数の基準マークと、
該描画テーブル上に載置された基板の裏面にアライメントマークを形成する、上記各基準マークに対する位置が特定された複数のマーク形成手段とを設け、
上記描画テーブルは、テーブル本体と、該テーブル本体上をカバーするように該テーブル本体上に固定されるカバープレートを有し、
上記マーク形成手段は、上記カバープレートに穿設された少なくとも一つの貫通穴と、上記貫通穴から該貫通穴の形にマーク形成光を出射する、上記テーブル本体に固定されたマーク形成光源とからなる
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画装置において、上記基準マークは、上記カバープレートに穿設された少なくとも一つの貫通穴と、該貫通穴から可視光を出射しスポットマークとする、上記テーブル本体に固定された可視光源とを有する描画装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の描画装置において、上記マーク形成手段を形成する上記貫通穴は、上記カバープレートに、上記描画テーブルと上記露光描画部の相対移動方向に沿って所定間隔で複数が穿設され、上記テーブル本体には、上記複数の貫通穴のうち基板サイズに従って選択された貫通穴にマーク形成光を出射するマーク形成光源が備えられている描画装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の描画装置において、上記基準マークとマーク形成手段は、上記描画テーブル上に載置される基板の周縁部の対向する２辺に位置させてそれぞれ一対ずつが備えられている描画装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の描画装置において、上記露光描画部は、上記基準マークまたはアライメントマークを撮像する撮像手段を有し、上記基板表面に対するパターンの描画は、上記撮像手段が撮像した基準マーク位置情報に基づいて設定された座標系によって実行され、上記基板の表裏を反転させて行う基板裏面に対するパターンの描画は、上記撮像手段が撮像したアライメントマーク位置情報に基づいて設定された座標系によって実行される描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板、ＬＣＤ用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板などの平面基板の表裏両面にパターンを描画する描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、転写マスクを使わず基板の表裏両面に相互に位置関係を定めた描画光を直接照射してパターンを描画するダイレクト露光装置（描画装置）が市場に台頭している。この両面露光に際しては、表面（第１面）へのパターン露光に際して（あるいは露光に先立って）裏面（第２面）に複数のアライメントマークを露光（形成）し、基板の表裏を反転させて行う第２面へのパターン露光に際しては、第２面に形成してあるアライメントマークを基準にパターン露光位置を定めている（特許文献１、２）。アライメントマークは、具体的には、φ２ｍｍ弱の円形のパターン、十字等の指標が用いられ、露光する基板のコーナ部にフォトレジストの自己発色性を用いた像（自己発色像）として光学的に設けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９４３３７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１３８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１と２の描画装置は、基板を載置する描画テーブルに対して可動のマーク形成手段(アライメントマーク形成手段、マーク露光装置)を備え、描画テーブル（上に載置した基板）に対してマーク形成手段を移動させて、基板裏面にアライメントマークを形成している。このため、マーク形成手段の移動機構の避けられない機械誤差により、アライメントマークの位置誤差を含む可能性がある。アライメントマークの形成位置に誤差があると、第２面の描画パターンと第１面の描画パターンとが正しく整合しない。また描画面の伸縮等のスケーリング補正をかける際に、実際の基板伸縮と異なる補正をかけてしまうことになる。
【０００５】
また従来装置は、描画テーブルに対して位置調節可能なマーク形成手段を設けなければならないため、装置全体の大型化が避けられない。さらに、特許文献２はマーク形成手段を移動させるため、描画テーブル表面にマーク形成手段の逃げ部（溝部）を設けている。このため、この逃げ部では基板裏面を支持することができず、パターンの描画精度（基板の平面精度）に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
従って本発明は、基板に形成するアライメントマークの位置誤差が少なく、かつ、基板の平面精度を損なうことのない描画装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来の描画装置では、基板を載置する描画テーブルに対して、マーク形成手段を可動にしていたことがアライメントマークの形成位置の誤差の原因であると特定し、描画テーブル内に、該描画テーブル上に載置した基板の裏面に直接アライメントマークを形成する形成手段を設ければ、誤差の発生を防止することができるという着眼に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明の描画装置は、基板を載置する描画テーブルと；上記描画テーブルと相対移動し、該描画テーブル上の基板にパターンを描画する露光描画部と；を有する描画装置において、上記描画テーブルに、上記露光描画部に対する位置基準を設定する複数の基準マークと、該描画テーブル上に載置された基板の裏面にアライメントマークを形成する、上記各基準マークに対する位置が特定された複数のマーク形成手段とを設け、上記描画テーブルは、テーブル本体と、該テーブル本体上をカバーするように該テーブル本体上に固定されるカバープレートを有し、上記マーク形成手段は、上記カバープレートに穿設された少なくとも一つの貫通穴と、上記貫通穴から該貫通穴の形にマーク形成光を出射する、上記テーブル本体に固定されたマーク形成光源とからなることを特徴としている。
【０００９】
上記基準マークは、上記カバープレートに穿設された少なくとも一つの貫通穴と、該貫通穴から可視光を出射しスポットマークとする、上記テーブル本体に固定された可視光源とから構成することができる。
【００１０】
上記マーク形成手段を形成する上記貫通穴は、上記カバープレートに、上記描画テーブルと上記露光描画部の相対移動方向に沿って所定間隔で複数が穿設され、上記テーブル本体には、上記複数の貫通穴のうち基板サイズに従って選択された貫通穴にマーク形成光を出射するマーク形成光源を備えることができる。
【００１１】
上記基準マークとマーク形成手段は、具体的には、上記描画テーブル上に載置される基板の周縁部の対向する２辺に位置させてそれぞれ一対ずつを備えることができる。
【００１２】
上記露光描画部は、上記基準マークおよびアライメントマークを撮像する撮像手段を備えることができる。そして、上記基板表面に対するパターンの描画は、上記撮像手段が撮像した基準マーク位置情報に基づいて設定された座標系によって実行し、上記基板の表裏を反転させて行う基板裏面に対するパターンの描画は、上記撮像手段が撮像したアライメントマーク位置情報に基づいて設定された座標系によって実行することができる。
【００１３】
上記基準マークは、一実施形態では、可視光源からのスポットマークである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、基板を載置する描画テーブルが、基板裏面にアライメントマークを形成するマーク形成手段を備えるため、アライメントマーク形成位置に機械的誤差要因（マーク形成手段の移動誤差等）が生じない。本発明によれば、簡素な構成でありながら基板表裏に描画するパターンの位置合わせを精度よく行うことができる。また、描画テーブル表面を平滑に保つことができ、載置した基板を周辺部まで一様に高い平面性で吸着保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による描画装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の描画装置の描画テーブルの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】同描画テーブルの平面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】基板の表面（第１面）に描画する際の模式平面図である。
【図６】基板の裏面（第２面）に描画する際の模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の描画装置１００全体の構成概念図である。描画装置１００は、ベース１１と、ベース１１の両側部から立設されたゲート１２と、このゲート１２上に支持された露光描画部３０を備えている。
【００１７】
ベース１１の上には、表裏に感光性材料を塗布した基板Ｗを載置する描画テーブル１５が配置されている。この描画テーブル部１５は、レール１４に沿って例えばリニアモータ移動手段によりＸ方向に移動可能である。以下、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、垂直面内でＸ方向と直交する方向をＺ方向とする。
【００１８】
露光描画部３０の前面には、Ｙ方向に延びるスライド１３が設置されており、スライド１３にはＹ方向に離間させて一対のアライメントカメラ（撮像手段）ＡＣが設置されている。スライド１３はリニアモータ駆動又はステッピングモータ駆動にてアライメントカメラＡＣをＹ方向の任意の位置に移動させる。
【００１９】
露光描画部３０は、光源部２０を備えている。光源部２０は、同じ内部構成を持つ２個の光源部２０ａと光源部２０ｂとで構成されている。光源部２０ａと光源部２０ｂとは同じ構成のため光源部２０ａを代表して説明する。
【００２０】
光源部２０ａは、ＵＶランプ２１と、第１全反射ミラー２２と、コンデンサーレンズ２３と、第２全反射ミラー２４と、フライアイレンズ２５と、アパーチャ（不図示）とから構成されている。光源部２０ａはＵＶランプ２１を備えており、ＵＶランプ２１からは３６５ｎｍから４４０ｎｍまでの各種の波長が混在した紫外光が射出される。
【００２１】
ＵＶランプ２１から射出された紫外光は、楕円ミラー２６により天方向（＋Ｚ軸方向）に照射され、第１全反射ミラー２２により水平方向に向きを変え、コンデンサーレンズ２３にて集光され、第２全反射ミラー２４にて地面方向（−Ｚ軸方向）に向きを変える。向きを変えた紫外光はフライアイレンズ２５及びアパーチャを経て４分岐されたビームとなる。ビームは更に８個の第１投影レンズ３３と、８個の反射ミラー３４とを経由して、８個のＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子３６に入射することで制御されたビームとなる。この制御されたビームは第２投影レンズ群３７を通過することで、投影する露光描画の倍率を調整して、基板Ｗに照射される。つまり、描画装置１００は、所望の露光像をあらかじめ収納してある描画データに従い、光源部２０ａ及び光源部２０ｂの紫外光を制御する。
【００２２】
描画テーブル１５は、テーブル本体（下部テーブル）１５Ｑと、該テーブル本体１５Ｑ上のカバープレート１５Ｐを備えている。図２ないし図４は描画テーブル１５の詳細を示している。描画テーブル１５は、外面がＸＹＺの直交三平面方向に延びる直方体状をなしている。テーブル本体１５Ｑとカバープレート１５Ｐは、Ｘ方向とＹ方向の寸法は同一であり、カバープレート１５Ｐはテーブル本体１５ＱよりＺ方向の厚みが薄い。テーブル本体１５Ｑとカバープレート１５Ｐは図２に模式的に示すように分解可能であり、例えば図示しない位置決め装置及び吸着装置によって、正規位置で固定されて描画テーブル１５を構成する（図１、図３、図４）。
【００２３】
矩形の描画テーブル１５の基板載置面の四隅にはそれぞれ、一つの基準マーク４１と、各基準マーク４１に対応するアライメントマークを形成するマーク形成手段４２が設けられている。すなわち、描画テーブル１５上には、複数の基準マーク４１と、各基準マーク４１に対応する複数のマーク形成手段４２が設けられている。
【００２４】
各基準マーク４１は、カバープレート１５Ｐに形成した一つの基準マーク穴（貫通穴）４１ｈとテーブル本体１５Ｑに支持した基準マーク形成光源４１ｊによって形成されている。マーク形成手段４２は、カバープレート１５Ｐに形成した複数（図示実施形態では４つ）のアライメントマーク穴（貫通穴）４２ｈと、テーブル本体１５Ｑに各アライメントマーク穴４２ｈに対応させて支持した４つのアライメントマーク形成光源４２ｊによって形成されている。基準マーク形成光源４１ｊは、赤色（可視光）ＬＥＤからなり、反射素子４１ｋで反射された光が基準マーク穴４１ｈからＺ方向（アライメントカメラＡＣ方向）に出射される。アライメントマーク形成光源４２ｊは、紫外ＬＥＤからなり、アライメントマーク穴４２ｈから直接Ｚ方向に出射される。基準マーク形成光源４１ｊとアライメントマーク形成光源４２ｊは、回路基板４３（図４）上に固定されており、この回路基板４３と反射素子４１ｋは、テーブル本体１５Ｑに形成した凹部１５ｒ内に配設されている。
【００２５】
１つの基準マーク穴４１ｈ（基準マーク形成光源４１ｊ）と４つのアライメントマーク穴４２ｈ（アライメントマーク形成光源４２ｊ）は、露光描画部３０に搭載されている同一のアライメントカメラＡＣによる撮像を容易とするように、Ｘ方向に一列に整列させて形成されている。図３、図４に示すように、図示例では、マーク形成手段４２の各アライメントマーク穴４２ｈの間隔は同一であり、基準マーク４１は、これらのマーク形成手段４２に対して、アライメントマーク穴４２ｈ同士の間隔以上に離れている。
【００２６】
１つの基準マーク４１と４つのマーク形成手段４２の位置関係は、描画テーブル１５上において固定であり、相互の位置関係（ＸＹ平面上での座標系）は厳密に認識することができる（認識されている）。このため、アライメントカメラＡＣがマーク形成手段４２（基準マーク４１）を撮像しマークの位置を求めることは、基準マーク４１（マーク形成手段４２によって形成されるアライメントマーク）の位置を求めていることに等しい。
【００２７】
また、描画テーブル１５上の四隅の基準マーク４１は、マーク形成手段４２より外側に位置するように配置されていて、基準マーク４１とマーク形成手段４２の間に、基板押さえ１７が位置している。基板押さえ１７は、描画テーブル１５上に載置された基板Ｗの縁部（Ｘ方向の両側縁部）を支持するもので、少なくとも描画テーブル１５表面に対して接離する方向（Ｚ方向）に可動である。
【００２８】
描画テーブル１５上に載置される基板Ｗの平面サイズは種々であるため、基板押さえ１７はＸ方向にも可動であることが好ましい。しかし、基板Ｗが基板押さえ１７を超えて基準マーク４１方向に突出することはない。つまり、描画テーブル１５上に載置される基板Ｗの大きさに拘わらず、基準マーク４１が基板Ｗによって遮られることはない。これに対し、基板Ｗの大きさによらず、マーク形成手段４２の４つのアライメントマーク穴４２ｈ（の少なくとも一つ）は、基板Ｗによって遮られる。
【００２９】
描画テーブル１５のカバープレート１５Ｐの表面には、図２に模式的に示すように周知の無数の吸引穴１５ｖが開口しており、これらの吸引穴１５ｖは、テーブル本体１５Ｑに設けられた吸引コネクタ１５ｃを介して制御装置１８及び真空源１９に接続されている。
【００３０】
上記構成の描画装置１００により、例えば次のようなステップで、基板Ｗの表裏面に対するパターンの描画が行われる。基板Ｗの表裏に描画装置１００によって描かれるパターン（例えば回路パターン）として、便宜上（理解を容易にするため）、基板Ｗの表面には、図５に示す「Ｐ」の文字Ｌが描画され、裏面には図６に示す枠体Ｆが描画されるものとする。またテーブル本体１５Ｑとカバープレート１５Ｐは予め正規の位置関係で固定され、ベース１１（レール１４）上に描画テーブル１５として支持されているものとする。
【００３１】
第１のステップ
描画テーブル１５のカバープレート１５Ｐ上に基板Ｗが載置される。基板Ｗが不図示の搬送装置によって載置される場合は、予めプリアライメント（予備位置決め）された基板Ｗが載置されるので、この時点で基板は大まかな位置決めがされている。作業者が手で基板Ｗを載置する場合は、カバープレート１５Ｐに設けられた目安によって位置決めされる。手で設置する場合に備え、描画テーブル１５（カバープレート１５Ｐまたはテーブル本体１５Ｑ）に基板位置決め用の治具を設けてもよい。基板位置決め用の治具は、例えばカバープレート１５Ｐ上に書かれたライン、あるいは位置決めピンなどが用いられる。基板Ｗに対するＸＹ座標系は、アライメントカメラＡＣによって撮像される描画テーブル１５上の４カ所の基準マーク４１の位置及び４カ所のマーク形成手段４２によって形成されるアライメントマークの位置によって定まるので、カバープレート１５Ｐ上への基板Ｗの厳密な位置合わせは不要である。
【００３２】
第２のステップ
カバープレート１５Ｐに載置された基板Ｗが、吸引穴１５ｖ、制御装置１８、真空源１９によって真空吸着され、また基板押さえ１７によってクランプされる。基板押さえ１７は予め指示されていた位置に移動し、基板Ｗをカバープレート１５Ｐに押し付ける。
【００３３】
第３のステップ
描画テーブル１５及びスライド１３が移動して、描画テーブル１５上の４カ所の基準マーク４１の像（スポットマーク）をアライメントカメラＡＣが撮像する（アライメントカメラＡＣが相対的に各基準マーク４１上に移動する）。すなわち、基準マーク形成光源４１ｊからの赤色ＬＥＤの光が反射素子４１ｋで反射して基準マーク穴４１ｈから出射し、アライメントカメラＡＣは、描画テーブル１５のＸ方向移動に伴って、４つの基準マーク４１を認識する（図５）。アライメントカメラＡＣが撮像した４つの基準マーク４１の位置情報は、位置決め装置に送信され、描画テーブル１５上での基準マーク４１によるＸＹ座標系が定まる。
【００３４】
第４のステップ
マーク形成手段４２の４つのアライメントマーク形成光源４２ｊのいずれか１つが基板Ｗの裏面（第２面）に紫外光を照射し、アライメントマーク穴４２ｈの形の自己発色像（アライメントマークＡＭ（図６））を形成する。複数あるマーク形成手段４２のどれを用いて照射を行うかは、基板サイズによって（レシピ等を用いて）予め決められている。選択されたマーク形成手段４２以外の光源４２ｊは点灯しない。照射時間は、一例では約１０秒である。なお、この第４ステップは他のステップと平行して行うことが可能であり、また、第３ステップの開始前に行ってもよい。
【００３５】
第５のステップ
位置決め装置は、基準マーク４１に基づく描画テーブル１５上でのＸＹ座標系から、基板裏面のアライメントマークＡＭに基づくＸＹ座標系を定める。基準マーク４１によるＸＹ座標系を用いることも可能であるが、描画は基板Ｗ上に行うものであるから、基板Ｗ上のアライメントマークＡＭによるＸＹ座標系を用いることが好ましい。そして、この基板裏面のアライメントマークＡＭの形成位置に応じてパターン描画位置と基板位置とを相対的に位置合わせする。この相対的位置合わせは、露光描画部３０が描画パターンデータを補正して描画位置をオフセットさせて行い、あるいは、描画テーブル１５をＸＹθ方向に移動させることで行うことができる。θ方向は、Ｚ方向と平行な方向の回転方向である。このような相対的位置合わせ技術はよく知られており、必要に応じて適切な方法を採用できる。
【００３６】
第６のステップ
基板Ｗの表面（第１面）にパターン（図示例では文字Ｌ）の描画が行われる。パターンの描画は露光描画部３０と描画テーブル１５（基板Ｗ）との相対移動によって行う。本実施形態では、描画テーブル１５がＸ方向に連続的に移動するときに、露光描画部３０が描画光を基板Ｗに連続的に照射する。パターンの描画は、周知の多重露光技術によって行う。
【００３７】
第７のステップ
表面（第１面）のパターン描画が終了した基板Ｗを描画テーブル１５上から搬出する。搬出された基板Ｗは反転され、裏面（第２面）が上となる。搬出および反転作業は不図示の搬送装置によって行うか、作業者が手で行う。
【００３８】
第８のステップ
描画テーブル１５のカバープレート１５Ｐ上に反転した基板Ｗが載置される（図６）。なお、この際の描画テーブル（描画装置）は第１のステップと同じ装置であってもよく、あるいは別の描画装置であってもよい。第１のステップと同様に、基板Ｗはプリアライメントされた状態で載置される。
【００３９】
第９のステップ
第２のステップ同様に、カバープレート１５Ｐ上に載置された基板Ｗが真空吸着され、また基板押さえ１７によってクランプされ固定される。
【００４０】
第１０のステップ
アライメントカメラＡＣが基板Ｗの裏面（第２面）に形成されたアライメントマークＡＭの位置に相対的に移動する。アライメントカメラＡＣに備えられた反射照明によりアライメントマークＡＭを撮像し、位置決め装置に画像を送信する（図６）。
【００４１】
第１１のステップ
位置決め装置がアライメントカメラＡＣからの画像からアライメントマークマークＡＭの位置を求め、第４ステップと同様に、パターン描画位置と基板位置とを相対的に位置合わせする（図６）。なお、このときに相対的位置合わせだけではなく、基板伸縮に対応して描画データの形状を補正してもよい。これは、表面（第１面）への露光描画後に、温度変化等の影響で基板が伸縮することがあるので、その変形によるパターン描画位置の誤差を補正するため行われる。
【００４２】
第１２のステップ
第６のステップと同様に、基板Ｗの裏面（第２面）にパターン（枠Ｆ）の描画が行われる（図６）。
【００４３】
第１３のステップ
裏面（第２面）のパターン描画が終了した基板Ｗを描画テーブル１５上から搬出し、次の工程に搬送する。
【００４４】
以上の実施形態では、１つの基準マーク４１に対し、複数（４つ）のマーク形成手段４２を設けているが、基板Ｗの平面サイズによっては、１つの基準マーク４１に対して１つのマーク形成手段４２を対応させてもよい。複数のマーク形成手段４２を設ける場合、以上の実施形態では１列に並べて配置しているが、１列配置である必要はなく、基板サイズに応じて基準マークに対して決まった位置にアライメントマークを形成できるように複数のマーク形成手段４２を配列すればよい。
【００４５】
また、基板Ｗに応じてカバープレート１５Ｐを交換するようにしてもよい。そうすることで、幅広い種類の基板と、マーキング位置に対応する事ができる。
また、基準マーク４１とマーク形成手段４２の光源はＬＥＤでなくともよく、また光の波長は、基板に塗布または貼り付けられた感光材料の感度に応じて、自己発色像が十分に形成される波長が適宜選定される。
基準マーク４１は、アライメントカメラＡＣによって撮像され位置が特定されるものであれば非発光性（例えば印刷物）でもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００  描画装置
１１  ベース
１５  描画テーブル
１５ｃ  吸引コネクタ
１５ｒ  凹部
１５ｖ  吸引穴
１５Ｐ  カバープレート
１５Ｑ  テーブル本体
１７  基板押さえ
１８  制御装置
１９  真空源
２０  光源
３０  露光描画部
４１  基準マーク
４１ｈ  基準マーク穴
４１ｊ  基準マーク形成光源
４１ｋ  反射素子
４２  マーク形成手段
４２ｈ  アライメントマーク穴
４２ｊ  アライメントマーク形成光源
４３  回路基板
ＡＣ  アライメントカメラ（撮像手段）
ＡＭ  アライメントマーク
Ｗ  基板
【図１】
0006465591.tif 000002
【図２】
0006465591.tif 000003
【図３】
0006465591.tif 000004
【図４】
0006465591.tif 000005
【図５】
0006465591.tif 000006
【図６】
0006465591.tif 000007