(57)【要約】【課題】位置合わせ精度を維持して効率的な露光を行える露光装置を提供する。【解決手段】全体基板マーク１１と全体マスクマーク２１のズレが所定値以下であれば、全面露光を実行する。所定値以上の場合には、２分割の領域ＡＢと領域ＣＤでの位置合わせと露光を試みる。２分割基板マーク１２と２分割マスクマーク２２のズレが所定値以下の場合には、領域ＡＢと領域ＣＤにわけて露光を行う。所定値以上の場合には、４分割の領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄでの位置合わせと露光を試みる。４分割基板マーク１３と４分割マスクマーク２３のズレが所定値以下の場合には、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄにわけて露光を行う。所定値以上の場合には、露光を中止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光対象である基板と露光すべきパターンを描いたフォトマスクを相対的に移動させて、基板全体とフォトマスク全体の位置合わせを行う全体位置合わせ手段と、
前記基板とフォトマスクを所定の部分に区分し、該基板とフォトマスクを相対的に移動させて、基板とフォトマスクの該部分の位置合わせを行う部分位置合わせ手段と、
基板の全面を露光する全体露光手段と、
基板の各部分を露光する部分露光手段と、を備え；
前記全体位置合わせ手段による基板全体とフォトマスク全体の位置合わせの精度が所定値以下の場合、前記部分位置合わせ手段により位置合わせを行い、前記部分露光手段により露光を行う、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記区分される部分の数Ｎを異なるように複数の区分を行い、
前記全体の位置合わせの精度が所定値以下の場合、部分の数Ｎが小さい区分から数Ｎが大きい区分に順次位置合わせを行い、位置合わせの精度が所定値以上の区分により、前記部分露光手段による露光を行う、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
被露光対象である基板に設けられ、基板全体と露光すべきパターンを描いたフォトマスク全体の位置合わせ用の全体基板マークと、
フォトマスクに設けられた基板全体とフォトマスク全体の位置合わせ用の全体マスクマークと、
基板とフォトマスクを相対的に移動させて、前記全体基板マークと全体マスクマークとに基づいて、基板全体とフォトマスク全体の位置合わせを行う全体位置合わせ手段と、
基板を所定数Ｎの部分にＮの数が異なるように複数の区分を行い、各区分における各部分の基板上に設けられた、位置合わせ用の部分基板マークと、
前記基板の区分に対応して複数の区分を行い、各区分における各部分のフォトマスク上に設けられた、前記基板の所定部分とフォトマスクの対応する部分との位置合わせ用の部分マスクマークと、
該基板とフォトマスクを相対的に移動させて、前記部分基板マークと部分マスクマークとに基づいて基板とフォトマスクの該部分の位置合わせを行う部分位置合わせ手段と、
基板の全面を露光する全体露光手段と、
基板の各部分を露光する部分露光手段と、
前記全体基板マークと全体マスクマークの位置のズレと、前記各区分における部分基板マークと部分マスクマークの位置のズレと、を検出する手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記ズレに基づいて、基板の全面露光を行うか或いは複数の区分の中の特定の区分による部分露光を行うかを決定する手段、
を更に備えた請求項３の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトレジストなどの感光材料を塗布した基板表面に所定のパターンを露光装置により感光焼き付けし、その後エッチング工程により基板上にパターンを形成するフォトリソグラフィ法が種々の分野で広く応用されており、プリント配線基板等も近年露光装置を用いて製造されている。
この露光装置において、パターン原画が描かれたフォトマスクとして樹脂フィルムマスクやガラスマスクが用いられている。
露光に際しては、フォトマスクと露光対象である基板との位置合わせが行われる。位置合わせは通常、フォトマスクと基板に設けられた複数の位置合わせ用のマークを一致させることにより行われ、この位置合わせ精度を高めるために種々の提案がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２０９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、露光対象物である基板には工程中に伸縮が生じ、フォトマスクと基板の位置合わせマークの位置がずれて、位置合わせ精度が悪くなる問題がある。
この欠点を改善するために、一度に基板全面に露光するのではなく、幾つかに分割して露光する部分露光が行われているが、分割数に対応して位置決めと露光を繰り返すため、効率が悪い問題がある。
本発明は上記従来の欠点を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、被露光対象である基板と露光すべきパターンを描いたフォトマスクを相対的に移動させて、基板全体とフォトマスク全体の位置合わせを行う全体位置合わせ手段と、前記基板とフォトマスクを所定の部分に区分し、該基板とフォトマスクを相対的に移動させて、基板とフォトマスクの該部分の位置合わせを行う部分位置合わせ手段と、基板の全面を露光する全体露光手段と、基板の各部分を露光する部分露光手段と、を備え；前記全体位置合わせ手段による基板全体とフォトマスク全体の位置合わせの精度が所定値以下の場合、前記部分位置合わせ手段により位置合わせを行い、前記部分露光手段により露光を行う、ことを特徴とする。
上記構成によれば、全体位置合わせで精度が満たされない時にのみ、部分露光を行うため、露光精度を維持しつつ、生産効率も向上させることが可能になる。
前記区分される部分の数Ｎを異なるように複数の区分を行い、全体の位置合わせの精度が所定値以下の場合、部分の数Ｎが小さい区分から数Ｎが大きい区分に順次位置合わせを行い、位置合わせの精度が満足する区分により、部分露光を行うように構成することも可能である。この構成によれば、露光精度と効率が最適な露光を選択可能になる。
更に請求項３の発明においては、被露光対象である基板に設けられ、基板全体と露光すべきパターンを描いたフォトマスク全体の位置合わせ用の全体基板マークと、フォトマスクに設けられた基板全体とフォトマスク全体の位置合わせ用の全体マスクマークと、基板とフォトマスクを相対的に移動させて、前記全体基板マークと全体マスクマークとに基づいて、基板全体とフォトマスク全体の位置合わせを行う全体位置合わせ手段と、基板を所定数Ｎの部分にＮの数が異なるように複数の区分を行い、各区分における各部分の基板上に設けられた、位置合わせ用の部分基板マークと、前記基板の区分に対応して複数の区分を行い、各区分における各部分のフォトマスク上に設けられた、前記基板の所定部分とフォトマスクの対応する部分との位置合わせ用の部分マスクマークと、該基板とフォトマスクを相対的に移動させて、前記部分基板マークと部分マスクマークとに基づいて基板とフォトマスクの該部分の位置合わせを行う部分位置合わせ手段と、基板の全面を露光する全体露光手段と、基板の各部分を露光する部分露光手段と、前記全体基板マークと全体マスクマークの位置のズレと、前記各区分における部分基板マークと部分マスクマークの位置のズレと、を検出する手段と、を備えたことを特徴とする。
前記ズレに基づいて、基板の全面露光を行うか或いは複数の区分の中の特定の区分による部分露光を行うかを決定する手段を更に設けても良い。
以上の構成により、予め位置合わせの誤差を予測し、全面露光とするか或いは区分する部分の数Ｎをいくつに区分して露光するかを決定することが可能になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はプリント配線基板を製造するための露光装置であり、フォトレジストを施された基板Ｗはプラテン３上に載置され、移動機構２によりＸＹＺ及びθ方向に移動可能になっている。
【０００７】
回路パターンが描かれたフォトマスクＭは基板Ｗに対向して設けられており、フォトマスクＭと基板Ｗとを近接或いは密着させ、露光光源５からの露光により回路パターンを基板Ｗに焼き付けるようなっている。
【０００８】
なお、図１では基板ＷとフォトマスクＭは上下方向に配設されているが、これに限定されるものではなく、逆であっても良いし、或いは基板ＷとフォトマスクＭを垂直に立てて配設する構造も可能である。
また、プラテン３を移動させるのではなくフォトマスクＭを移動させることも可能であり、更に両者を移動させるように構成することも可能である。
【０００９】
基板ＷとフォトマスクＭには夫々対応する位置に基板マーク１０とマスクマーク２０が設けられており、ＣＣＤカメラ４、４により基板マーク１０とマスクマーク２０を一致させて、基板ＷとフォトマスクＭの位置合わせをするようになっている。ＣＣＤカメラ４、４の画像信号は演算制御装置１に送られ、演算制御装置１は移動機構２を制御して基板マーク１０とマスクマーク２０が一致するようにプラテン３を移動させるように構成されている。
【００１０】
図３に基板マーク１０とマスクマーク２０の一例を示す。ＣＣＤ視野４０内に映った基板マーク１０をマスクマーク２０の中心部に位置するようにプラテン３を移動させることにより位置合わせが行えるようになっている。
【００１１】
基板マーク１０とマスクマーク２０は複数設けられている。図２は基板Ｗを示すものであるが、フォトマスクＭの場合にも対応する位置に同じくマスクマーク２０が設けられているので、基板Ｗについてのみ説明し、フォトマスクＭの説明は省略する。
【００１２】
この実施形態では、基板Ｗを２分割及び４分割して、ＡＢ領域とＣＤ領域の２つの領域又はＡ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域の４つの領域に区分して位置合わせと露光を行うことが可能なようになっている。
【００１３】
全体基板マーク１１、１１は分割を行わずに、基板Ｗ全面で位置合わせと露光を行うためのもので、基板Ｗの上下方向ほぼ中央部の左右端部に一対設けてある。この全体基板マーク１１、１１に対応する位置にフォトマスクＭ上に全体マスクマーク２１、２１が設けられている。
【００１４】
基板Ｗを２分割する場合には、領域ＡＢと領域ＣＤに区分されるように構成されている。そのため領域ＡＢ、領域ＣＤ用に夫々２分割基板マーク１２、１２が設けられている。
【００１５】
基板Ｗを４分割する場合には、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄに区分されるように構成されている。そのため各領域ＡＢＣＤ毎に夫々４分割基板マーク１３が設けられている。端部の４分割基板マーク１３は２分割基板マーク１２と兼用されている。
【００１６】
ＣＣＤカメラ４、４は演算制御装置１からの指令により移動可能に構成され、各マーク位置の近傍まで移動し、図３に示すようにそのＣＣＤ視野４０内に各マークを納めることが出来るようになっている。
【００１７】
各領域区分毎の露光は、この実施形態では露光しない領域区分をシャッタ６により露光光を遮断することにより行うようになっている。
このシャッタ６も移動可能に構成され、演算制御装置１からの指令により露光光源５とフォトマスクＭの間に介在して露光光を遮蔽するように構成されている。
【００１８】
以上の構成において、最初は全体基板マーク１１と全体マスクマーク２１により全面の位置合わせと露光を試みる。ＣＣＤカメラ４、４を全体基板マーク１１、１１の上に移動させ、図３に示すようにＣＣＤカメラ４、４のＣＣＤ視野４０内に全体基板マーク１１と全体マスクマーク２１を納め、位置合わせを実行する。
【００１９】
基板Ｗに伸縮などがあると、両方の全体基板マーク１１と全体マスクマーク２１を一致させることができず、ズレ（公差）が残る。このズレが所定値以下であれば、全面露光可能と判断し、全面露光を実行する。
【００２０】
上記ズレが所定値以上の場合には、全面露光不可能と判断し、２分割の領域ＡＢと領域ＣＤでの位置合わせと露光を試みる。即ち、ＣＣＤカメラ４をそれぞれ領域の２分割基板マーク１２、１２上に移動させ、位置合わせを実行する。
２分割基板マーク１２と２分割マスクマーク２２のズレが所定値以下の場合には、２分割による露光可能と判断し、領域ＡＢと領域ＣＤにわけて露光を行う。
【００２１】
上記ズレが所定値以上の場合には、２分割露光不可能と判断し、４分割の領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄでの位置合わせと露光を試みる。即ち、ＣＣＤカメラ４をそれぞれ領域の４分割基板マーク１３、１３上に移動させ、位置合わせを実行する。
４分割基板マーク１３と４分割マスクマーク２３のズレが所定値以下の場合には、４分割による露光可能と判断し、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄにわけて露光を行う。
ここでズレが所定値以上の場合には、該基板Ｗは露光不可能と判断して、露光を中止する。
【００２２】
以上の実施形態では２分割と４分割の場合を説明したが、更に異なる分割数による区分を加えても良い。また、図２では均等に分割しているが、非均等であっても良く、種々の分割の態様を採用することが可能である。
【００２３】
次に他の実施形態を説明する。
この実施形態では、図１に示すようにズレ検出装置７により全ての基板マーク１０とマスクマーク２０とのズレを検出し、分割数決定装置８において分割数による精度誤差を予め予測して、精度が許容範囲に入る分割数を予め決めて露光を行う構成になっている。
この構成の場合、上記実施形態のように位置決めを繰り返さずに、最適の分割数を割り出すことが可能になる。
【００２４】
図４にズレ検出装置７によるズレの検出方法の一例を示す。
この例では、基板マーク１０、１０の距離とマスクマーク２０、２０の距離を求め、該距離の差が所定値以上か否かでズレが許容範囲内であるか否かを決定している。
【００２５】
ＣＣＤカメラ４、４により順次マークの位置を検出し、その間の距離を計算する。ＣＣＤカメラ４のＣＣＤ視野４０は限定されているため、ＣＣＤ視野４０におけるマークの位置とＣＣＤカメラ４の移動距離により次の通りマーク間の距離を検出する。
【００２６】
全体基板マーク１１、１１間の距離Ｗ０と全体マスクマーク２１、２１間の距離Ｍ０
【００２７】
領域ＡＢにおける２分割基板マーク１２、１２間の距離Ｗ２ＡＢと２分割マスクマーク２２、２２間の距離Ｍ２ＡＢ
領域ＣＤにおける２分割基板マーク１２、１２間の距離Ｗ２ＣＤと２分割マスクマーク２２、２２間の距離Ｍ２ＣＤ
【００２８】
領域Ａにおける４分割基板マーク１３、１３間の距離Ｗ４Ａと４分割マスクマーク２３、２３間の距離Ｍ４Ａ
領域Ｂにおける４分割基板マーク１３、１３間の距離Ｗ４Ｂと４分割マスクマーク２３、２３間の距離Ｍ４Ｂ
領域Ｃにおける４分割基板マーク１３、１３間の距離Ｗ４Ｃと４分割マスクマーク２３、２３間の距離Ｍ４Ｃ
領域Ｄにおける４分割基板マーク１３、１３間の距離Ｗ４Ｄと４分割マスクマーク２３、２３間の距離Ｍ４Ｄ
【００２９】
以上の距離が検出されたら、基板マーク１０とマスクマーク２０の距離の差を算出し、ズレを求める。即ち、
2005003965.tif 000003
【００３０】
上記の２分割のズレと４分割のズレは、最大値のものを採用しても良いし、平均値を求める等、統計的な処理を加えたものを用いても良い。
上記ズレが許容範囲内にあるか否か判定し、許容範囲にあるものの中、分割数（ゼロを含む）が最も少ないものを採用し、該分割数により位置合わせと露光を実行する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の露光装置によれば、位置合わせの精度を維持して効率的な露光を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態のマーク位置を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施形態の説明図。
【符号の説明】
１：演算制御装置、２：移動機構、３：プラテン、４：ＣＣＤカメラ、５：露光光源、６：シャッタ、７：ズレ検出装置、８：分割数決定装置、１０：基板マーク、１１：全体基板マーク、１２：２分割基板マーク、１３：４分割基板マーク、２０：マスクマーク、２１：全体マスクマーク、２２：２分割マスクマーク、２３：４分割マスクマーク、４０：ＣＣＤ視野。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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