(57)【要約】【課題】  基板表面の所定位置に照射光を照射し、予め照射位置に一致するように設けた位置決めマークの実際の位置と照射位置とを同時に検出して、基板の変形に応じた精度の高いアライメントを行なう露光装置を実現する。【解決手段】  描画テーブル１８に、第１及び第２アライメント穴１４、１５を設けた基板２０を固定する。描画テーブル１８を移動し、レーザ発振器２５からの計測光を、基板２０の露光面Ｅに対し、１本の走査線Ｓ分だけ照射する。描画テーブル１８に埋設された第１及び第２ＣＣＤカメラ１６、１７は、各アライメント穴と計測光ＬＭとを、それぞれ同時に露光面Ｅの反対側から撮影する。第１及び第２アライメント穴１４、１５は、中心が計測光の走査線Ｓ上に位置するように設けてあり、計測光の照射位置と各アライメント穴の実際の中心位置とのずれを検出して、基板２０の変形に応じたアライメントを行なう。【選択図】        図１
2005345872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の位置決めマークが設けられた基板に、所定のパターンを描画する露光装置であって、
照射光を照射する光源と、
前記照射光の光路を調整する光路調整手段と、
前記照射光の照射位置と前記位置決めマークの位置とを同時に検出するマーク位置検出手段とを備え、
前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と、前記位置決めマークの位置とに基づいて、前記基板の前記露光装置のテーブルにおける固定状態を検出することを特徴とする前記露光装置の基板位置検出装置。
【請求項２】
前記マーク位置検出手段が、カメラであることを特徴とする請求項１に記載の基板位置検出装置。
【請求項３】
前記位置決めマークが、前記基板を貫通するアライメント穴であり、前記カメラが、前記基板の前記所定のパターンを描画する露光面の反対側に設置され、前記アライメント穴を通過した前記照射光を撮影することを特徴とする請求項２に記載の基板位置検出装置。
【請求項４】
前記照射光のスポットが、前記アライメント穴の直径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の基板位置検出装置。
【請求項５】
前記カメラの数が、前記複数の位置決めマークの数と同じであり、前記カメラのそれぞれの撮影範囲内に、前記位置決めマークのいずれか１つが含まれることを特徴とする請求項２に記載の基板位置検出装置。
【請求項６】
前記カメラの数が前記複数の位置決めマークの数よりも少なく、前記カメラを移動するカメラ移動手段をさらに有し、前記カメラ移動手段が、前記カメラを移動することにより、前記複数の位置決めマークがいずれも撮影可能であることを特徴とする請求項２に記載の基板位置検出装置。
【請求項７】
前記基板が、透過性を有し、前記カメラが、前記基板の表面に表されている前記位置決めマークを、前記露光面の反対側から撮影することを特徴とする請求項２に記載の基板位置検出装置。
【請求項８】
前記光路調整手段が、複数の前記位置決めマークを結ぶ直線である走査線に沿って前記照射光を走査させることを特徴とする請求項１に記載の基板位置検出装置。
【請求項９】
前記照射位置と、前記照射位置に対応する前記位置決めマークの位置とのずれが所定の許容範囲内にあるか否かを判断する照射位置判断手段をさらに有し、
前記照射位置判断手段が、前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とのずれがいずれも前記許容範囲内にあると判断した場合、前記所定のパターンを露光する位置として予め定められていた所定露光位置を実際に露光する位置として判断し、
前記照射位置判断手段が、前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークのいずれかの位置とのずれが前記許容範囲内にないと判断した場合、前記照射位置と前記位置決めマークとの位置のずれに基づいて、前記所定露光位置と異なる位置を実際に露光する位置として判断することを特徴とする請求項１に記載の基板位置検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板位置検出装置を備えた露光装置であって、
前記基板を前記複数の位置決めマークを結ぶ直線の方向と異なる方向に移動する移動手段を有し、
前記照射位置判断手段が、前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とのずれがいずれも前記許容範囲内にあると判断した場合、前記光路調整手段が、前記照射光の光路を調整し、前記移動手段が前記基板を移動して、前記所定のパターンを前記所定露光位置に描画し、
前記照射位置判断手段が、前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークのいずれかの位置とのずれが前記許容範囲内にないと判断した場合、前記照射位置と前記位置決めマークの位置のずれを補正するように前記移動手段が前記基板を移動することにより、前記所定のパターンを前記所定露光位置に描画することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記所定のパターンを描画するためのデータである描画データを補正する描画データ補正手段をさらに有し、
前記描画データ補正手段が、前記マーク位置検出手段が検出した前記照射位置と前記位置決めマークの位置とのずれに基づいて前記描画データを補正して補正描画データとし、前記補正描画データに基づいて、前記所定のパターンと実質的に同一のパターンを前記所定露光位置に描画することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記描画データ補正手段が、２つの前記位置決めマークを結ぶ直線と、前記マーク位置検出手段が検出した、２つの前記位置決めマークに対応する前記照射位置同士を結ぶ線分とが交差する角度である交差角と、前記描画データにおける前記位置決めマークの位置と、前記マーク位置検出手段が検出した対応する前記照射位置とのベクトル差に基づいて、前記描画データを補正して補正描画データとすることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記描画データ補正手段が、前記交差角と前記ベクトル差とともに、前記描画データにおける２つの前記位置決めマークを結ぶ線分と、前記マーク位置検出手段が検出した２つの前記位置決めマークに対応する前記照射位置同士を結ぶ線分とのサイズ比に基づいて、前記描画データを補正して補正描画データとすることを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
複数の位置決めマークが設けられた基板の露光装置に対する固定状態を検出する露光位置検出方法であって、
照射光を照射し、
前記照射光の光路を調整して、前記照射光を前記基板の所定の照射位置に照射し、
前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とを同時に検出し、
検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とに基づいて、前記固定状態を検出することを特徴とする露光位置検出方法。
【請求項１５】
複数の位置決めマークが設けられた基板に、所定のパターンを描画する描画方法であって、
照射光を照射し、
前記照射光の光路を調整して、前記照射光を前記基板の所定の照射位置に照射し、
前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とを同時に検出し、
検出した前記照射位置と前記複数の位置決めマークの位置とのずれがいずれも所定の許容範囲内にあると判断した場合、前記基板を移動して、前記所定のパターンを露光する位置として予め定められていた所定露光位置に描画し、
検出された前記照射位置と前記複数の位置決めマークのいずれかの位置とのずれが前記許容範囲内にないと判断した場合、前記照射位置と前記位置決めマークの位置のずれを補正するように前記基板を前記複数の位置決めマークを結ぶ直線の方向と異なる方向に移動して、前記所定のパターンを前記所定露光位置に描画することを特徴とする描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被描画体に所定のパターンを描画する露光装置に関する。特に、基板の表面に描画するパターンの描画位置等を補正する、アライメント機能を有する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フォトリゾグラフィの手法によりプリント回路基板に回路パターンが描画される。この場合、被描画体は、上面にフォトレジスト層が形成された基板であり、露光装置により、基板上のフォトレジスト層に回路パターンが描画される。そして、パターンの描画の後、種々の処理が施されることによりプリント回路基板が得られる。
【０００３】
回路パターンは、プリント基板上の予め定められた位置に描画される必要があるが、基板は、熱処理などにより微細な変形を生じる。そこで、基板上の四隅といった所定の位置に予め位置決めマークを設け、基板の変形による位置決めマークの位置ずれを予め測定し、この位置ずれを補正することにより、回路パターンの描画位置は調整される。
【０００４】
例えば、比較的小さいパターンを、同一基板上で複数の領域（以下、描画領域という）に割付ける場合には、それぞれの描画領域の位置を補正するための位置決めマークが設けられる。そして、各描画領域の重心位置のずれを検出し、基板上での各描画領域の配置を修正することにより、描画位置を補正することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１２２３０３号公報（図９、図１０）
【０００５】
また、基板に設けた基準穴（位置決めマーク）の位置を示すデータを、予めホストコンピュータから露光装置に送信しておくことにより、露光装置に設けられた検出手段であるＣＣＤカメラによって基準穴を速やかに検出して、描画位置の調整、すなわちアライメントに要する時間を短縮することが知られている。（例えば特許文献２参照）。
【特許文献２】特開平８−２２２５１１号公報（段落［００２９］）
【０００６】
なお、移動機構を備えたカメラの撮影により、基準穴の位置を検出する場合に、撮影範囲内にスケールを設けることにより、カメラの位置を算出することが知られている。（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】電子材料２００２年１０月号（第６７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板に設けられた基準穴等を検出し、検出された基準穴等の実際の位置と、描画データにおける本来の位置とのずれに基づいて、描画データを補正するアライメントにおいては、一般に、検出手段による基準穴等の検出動作における測定誤差が無視されている。また、スケールを設けて基準穴の検出手段の位置を算出する場合においても、温度変化によるスケールの変形等により、アライメントに誤差が生じ得る。
【０００８】
そこで本発明においては、基板表面の所定位置に照射光を照射し、予め照射位置に一致するように設けてあった位置決めマークの実際の位置と、照射光の照射位置とを同時に検出することにより、基板の変形に応じた精度の高いアライメントを可能にする露光位置検出装置および露光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板位置検出装置は、複数の位置決めマークが設けられた基板に、所定のパターンを描画する露光装置の基板位置検出装置である。基板位置検出装置は、照射光を照射する光源と、照射光の光路を調整する光路調整手段と、照射光の照射位置と位置決めマークの位置とを同時に検出するマーク位置検出手段とを備え、マーク位置検出手段が検出した、照射位置と、位置決めマークの位置とに基づいて、基板の露光装置のテーブルによる固定状態を検出することを特徴とする。
【００１０】
マーク位置検出手段は、例えばカメラである。そして、位置決めマークは、基板を貫通するアライメント穴であることが好ましく、カメラは、基板の所定のパターンを描画する露光面の反対側に設置され、アライメント穴を通過した照射光を撮影することが好ましい。
【００１１】
照射光のスポットは、アライメント穴の直径よりも小さいことが望ましい。
【００１２】
カメラの数は、複数の位置決めマークの数と同じであり、カメラのそれぞれの撮影範囲内に、位置決めマークのいずれか１つが含まれることが好ましい。また、基板位置検出装置は、例えばカメラを移動するカメラ移動手段をさらに有しており、この場合、カメラの数が複数の位置決めマークの数よりも少なくとも、カメラ移動手段がカメラを移動することにより、複数の位置決めマークがいずれも撮影可能となる。
【００１３】
基板は、透過性を有することが好ましく、この場合にはアライメント穴は不要であり、カメラは、基板の表面に表されている位置決めマークを、例えば露光面の反対側から撮影する。
【００１４】
光路調整手段は、複数の位置決めマークを結ぶ直線である走査線に沿って、照射光を走査させることが好ましい。
【００１５】
基板位置検出装置は、照射位置と位置決めマークの位置とが所定の許容範囲内にあるか否かを判断する照射位置判断手段をさらに有することが好ましく、照射位置判断手段は、マーク位置検出手段が検出した照射位置と複数の位置決めマークの位置とがいずれも許容範囲内にあると判断した場合、所定のパターンを露光する位置として予め定められていた所定露光位置を実際に露光する位置として判断し、マーク位置検出手段が検出した照射位置と複数の位置決めマークのいずれかの位置とのずれが所定の許容範囲内にないと判断した場合、照射位置と位置決めマークとの位置のずれに基づいて、所定露光位置とは異なる位置を実際に露光する位置として判断することが望ましい。
【００１６】
本発明の露光装置は、基板位置検出装置を備えており、基板を複数の位置決めマークを結ぶ直線の方向と異なる方向に移動する移動手段を有する。そして、露光装置は、照射位置判断手段が、マーク位置検出手段が検出した照射位置と複数の位置決めマークの位置とがいずれも一致すると判断した場合、光走査手段が照射光を走査し、移動手段が基板を移動して、所定のパターンを所定露光位置に描画する。また、露光装置は、照射位置判断手段が、マーク位置検出手段が検出した照射位置と複数の位置決めマークのいずれかの位置が一致しないと判断した場合、照射位置と位置決めマークの位置のずれを補正するように移動手段が基板を移動することにより、所定のパターンを所定露光位置に描画する。
【００１７】
露光装置は、所定のパターンを描画するためのデータである描画データを補正する描画データ補正手段をさらに有することが好ましく、描画データ補正手段は、マーク位置検出手段が検出した照射位置と位置決めマークの位置とのずれに基づいて描画データを補正して補正描画データとし、補正描画データに基づいて、所定のパターンと実質的に同一のパターンを所定露光位置に描画することが好ましい。
【００１８】
描画データ補正手段は、例えば、２つの位置決めマークを結ぶ直線と、マーク位置検出手段が検出した、２つの位置決めマークに対応する照射位置同士を結ぶ線分とが交差する角度である交差角と、描画データにおける位置決めマークの位置と、マーク位置検出手段が検出した対応する照射位置とのベクトル差に基づいて、描画データを補正して補正描画データとする。
【００１９】
また、描画データ補正手段は、交差角とベクトル差とともに、描画データにおける２つの位置決めマークを結ぶ線分と、マーク位置検出手段が検出した２つの位置決めマークに対応する照射位置同士を結ぶ線分とのサイズ比に基づいて、描画データを補正することが好ましい。
【００２０】
本発明の露光位置検出方法は、複数の位置決めマークが設けられた基板の露光装置に対する固定状態を検出する露光位置検出方法である。露光位置検出方法は、照射光を照射し、その照射光の光路を調整して基板の所定の照射位置に照射し、照射位置と位置決めマークの位置とを同時に検出し、検出した照射位置と位置決めマークの位置とに基づいて、基板の固定状態を検出することを特徴とする。
【００２１】
本発明の描画方法は、複数の位置決めマークが設けられた基板に、所定のパターンを描画する描画方法であって、照射光を照射し、その照射光の光路を調整して基板の所定の照射位置に照射し、照射光の照射位置と位置決めマークの位置とを同時に検出し、検出した照射位置と位置決めマークの位置とのずれがいずれも所定の許容範囲内にあると判断した場合、基板を移動して、所定のパターンを露光する位置として予め定められていた所定露光位置に描画し、検出された照射位置と位置決めマークのいずれかの位置とのずれが許容範囲内にないと判断した場合、照射位置と位置決めマークの位置のずれを補正するように基板を複数の位置決めマークを結ぶ直線の方向と異なる方向に移動して、所定のパターンを所定露光位置に描画することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、描画する基板の表面の所定位置に照射光を照射し、予め照射位置に一致するように設けてあった位置決めマークの実際の位置と、照射光の照射位置とに基づき基板の変形量を算出して、基板の変形に応じた高精度のアライメントを可能にする露光位置検出装置および露光装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、露光装置を概略的に示す斜視図である。
【００２４】
露光装置１０は、基台１１と固定テーブル２９より構成される。基台１１には、露光される基板２０を水平に支持するための描画テーブル１８が配置されている。固定テーブル２９には、レーザ発振器２５と、レーザ発振器２５からのレーザ光ＬＰを描画テーブル１８に導くための露光用光学系が設けられている。基台１１の上面には、一対の平行なレール１２が配置されており、描画テーブル１８は、モータを有するテーブル駆動部１３によって、レール１２上を移動可能である。さらに、描画テーブル１８には、基板２０に設けられた第１および第２アライメント穴１４、１５をそれぞれ撮影するための第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７が設けられている。なお、描画テーブル１８の移動方向と垂直な方向を主走査方向とし、描画テーブル１８の移動方向を副走査方向と定める。
【００２５】
露光用光学系は、レーザ光ＬＰの照射を制御するためのレーザ発振器２５、音響光学素子２８、ポリゴンミラー３７、ｆθレンズ３８等を含む。レーザ発振器２５から発振されたレーザ光ＬＰは、第１、第２ビームベンダ２６、２７によって偏向され、音響光学素子２８へ導かれる。音響光学素子２８において変調された後、レーザ光ＬＰは、レンズ３２、第３〜第６ビームベンダ３３〜３６を介してポリゴンミラー３７に導かれる。レーザ光ＬＰは、ポリゴンミラー３７の反射面によって偏向され、ｆθレンズ３８に到達する。この時、ポリゴンミラー３７は、レーザ光ＬＰを、矢印Ａが示す主走査方向に沿うように偏向する。ｆθレンズ３８を経由したレーザ光ＬＰは、ターニングミラー４０、コンデンサレンズ４２を介して描画テーブル１８へ導かれる。その結果、レーザ光ＬＰが基板２０上に照射され、所定の回路パターンが、基板２０の露光面Ｅに形成される。
【００２６】
露光装置１０の描画においては、所定の回路パターンを形成するためのレーザ光ＬＰによる露光に先立って、以下に示すように、基板２０に対して回路パターンをそのまま描画することができるか否かが確認される。この確認工程は、基板２０の固定状態の確認、すなわち、加熱処理等による基板２０の変形や、基板２０の描画テーブル１８に対する固定位置のずれを確認するために行なわれる。
【００２７】
まず、基板２０が、描画テーブル１８上の所定位置に固定される。描画テーブル１８は、レール１２上を固定テーブル２９側に向けて移動し、第１および第２アライメント穴１４、１５に対して、計測用のレーザ光である計測光ＬＭ（図４参照）が照射される位置で停止する。なお、計測光ＬＭは、レーザ光ＬＰと同一の光であるが、便宜上、回路パターンの描画時に照射されるレーザ光ＬＰと区別する。
【００２８】
確認工程において、レーザ発振器２５は、計測光ＬＭを発振する。そして、第１および第２アライメント穴１４、１５は、それらの中心が、計測光ＬＭの走査線Ｓ上にあるように、予め基板２０に設けられており、ここでは、走査線Ｓの両端に位置する。計測光ＬＭが、第１および第２アライメント穴１４、１５の中心が本来あるべき位置、すなわち基板２０に全く変形が生じず、かつ基板２０の描画テーブル１８に対する固定位置にずれが全く生じなかった場合に各アライメント穴の中心が位置する点に対してのみ照射されるように、音響光学素子２８が計測光ＬＭのオン・オフを制御しつつ、露光用光学系が計測光ＬＭの光路を調整する。
【００２９】
第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７は、計測光ＬＭと、第１および第２アライメント穴１４、１５とをそれぞれ同時に撮影する。そして、計測光ＬＭの照射位置と、第１および第２アライメント穴１４、１５の中心位置とが、それぞれ一致すると、基板２０の変形は十分に小さく、回路パターンをそのまま描画できると判断される。この場合、引き続きパターン描画のための露光工程に移る。一方、各アライメント穴と計測光ＬＭの照射位置のすれが大きい場合、そのままでは回路パターンを描画できないと判断され、基板２０の位置や、描画データを補正する確認工程を経た後に露光工程に移る。
【００３０】
図２は、露光装置の概略的なブロック図である。
【００３１】
本体制御部５０は、露光装置を全体的に制御する装置であり、本体制御部５０のメモリ５６には、所定の回路パターンを描画するための描画データが格納されている。描画データには、回路パターンの描画前に実施する確認工程において、第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７による各アライメント穴の撮影に必要な、アライメント穴の位置を示すアライメント穴情報が含まれる。ユーザが、基板２０を描画テーブル１８に固定し、操作パネル（図示せず）を介して基板２０の描画を指示すると、その指示信号に基づき、露光制御部５３が、メモリ５６から描画データを読み出す。
【００３２】
露光制御部５３は、アライメント穴情報に基づいて、第１および第２アライメント穴１４、１５に対して計測光ＬＭを照射させるための制御信号を、音響光学素子制御部５５、ポリゴンミラー制御部５７に送信し、各アライメント穴と計測光ＬＭを撮影させるための制御信号を、ＣＣＤカメラ制御部５２に送信する。この結果、レーザ発振器２５と露光用光学系により計測光ＬＭが照射され、第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７により各アライメント穴と計測光ＬＭとがそれぞれ撮影される。
【００３３】
計測光ＬＭと、第１および第２アライメント穴１４、１５の撮影結果は、画像信号として、第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７から、ＣＣＤカメラ制御部５２を介してデータ処理部５４に送られる。データ処理部５４は、受信した画像信号を処理して、第１および第２アライメント穴１４、１５の中心と、計測用レーザ光ＬＭの照射位置との距離およびずれの方向を算出し、算出した位置ずれデータをデータ判断部５９に送る。
【００３４】
データ判断部５９は、後述するように、位置ずれデータに応じて、所定の信号を露光制御部５３、あるいはデータ処理部５４に送信する。この結果、いずれの場合においても、所定の回路パターン、もしくは所定の回路パターンに実質的に同一の回路パターンが、露光面Ｅの所定の位置に描画されるように、露光制御部５３が、テーブル駆動部１３、音響光学素子制御部５５、ポリゴンミラー制御部５７等を制御する。
【００３５】
なお、データ判断部５９が、基板２０の移動や描画データの補正によっても許容されるパターンの描画が不可能なほど基板２０の変形量が大きいと判断すると、本体制御部５０の表面に設けられた警告ランプ５８に制御信号を送信し、これを点灯させる。この警告により、ユーザは、基板２０の廃棄等の処置を講ずることが可能になる。
【００３６】
図３は、露光装置１０による確認工程を示すフローチャートである。
【００３７】
確認工程は、基板２０が描画テーブル１８上に固定され、ユーザが描画を指示すると開始される。ステップＳ３０１では、レーザ発振器２５からの計測光ＬＭが、露光用光学系を介して基板２０に照射され、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７が、計測光ＬＭと、第１および第２アライメント穴１４、１５とをそれぞれ撮影して、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３では、データ処理部５４が、各アライメント穴と計測光ＬＭの照射位置とのずれを示す位置ずれデータを算出し、ステップＳ３０４に進む。
【００３８】
ステップＳ３０４においては、データ判断部５９が、描画データに基づいてそのまま描画することができるか否かを判断する。データ判断部５９が、照射位置のずれが許容範囲内であって、位置ずれデータが無視できるほど小さいと判断した場合、ステップＳ３０５に進み、照射位置のずれが許容範囲を超え、描画データに基づきそのまま描画することができないと判断すると、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０５では、データ判断部５９が、描画データに基づいて回路パターンを描画させる制御信号を露光制御部５３に送信する。そして、露光制御部５３が、描画データに基づいてテーブル駆動部１３、音響光学素子制御部５５、ポリゴンミラー制御部５７等を制御することより所定のパターンが基板２０に描画できることが確認され、確認工程は終了する。
【００３９】
ステップＳ３０６では、所定のパターン、もしくは所定のパターンに実質的に同一のパターンを基板２０に描画することができるか否かが判断される。すなわち、基板２０の移動、もしくは描画データの補正によって所定のパターンを描画可能であるか否かを、データ判断部５９が、位置ずれデータに基づいて判断する。データ判断部５９が、基板２０に所定パターンを描画可能であると判断するとステップＳ３０７に進み、描画可能でないと判断するとステップＳ３０８に進む。
【００４０】
ステップＳ３０７では、データ判断部５９が、位置ずれデータに基づき、描画データの補正が必要か否かを判断する。データ判断部５９が、照射位置のずれが許容範囲を超えたものの、さほど大きくなく、かつ基板２０の移動により所定のパターンが描画できると判断した場合、ステップＳ３０９に進み、基板２０の変形量が所定量よりも大きく、基板２０の移動では所定のパターンが描画できないと判断した場合、ステップＳ３１０に進む。
【００４１】
ステップＳ３０９では、データ判断部５９が、基板２０と描画テーブル１８とを露光用光学系に対して相対的に移動させて、位置ずれを補正するようにテーブル駆動部１３を制御させる信号を露光制御部５３に送信する。すなわち、データ判断部５９の指示に基づいて、露光制御部５３が、基板２０を所定量だけ副走査方向に移動させ、もしくは回転させるようにテーブル駆動部１３を制御して、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５にて、所定のパターンが基板２０に描画できることが確認され、確認工程は終了する。
【００４２】
また、ステップＳ３１０では、データ判断部５９は、描画データを位置ずれデータに基づいて補正させる信号をデータ処理部５４に送信する。データ処理部５４が、データ判断部５９からの指示に基づいて、描画データを補正して補正描画データとすると、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、補正描画データに基づいて、所定のパターンに実質的に同一のパターンが基板２０に描画できることが確認され、確認工程は終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０８では、基板２０の変形が大きいためパターンの描画が不可能であることを示すため、警告ランプ５８が点灯し、確認工程は終了する。
【００４４】
図４は、レーザ光を照射された基板を示す断面図である。図５は、第１アライメント穴１４の位置と、計測光の照射位置とが一致した場合の第１ＣＣＤカメラ１６の撮影範囲を示す図である。図６は、第１アライメント穴１４の位置と、計測光の照射位置とが一致しない場合の第１ＣＣＤカメラ１６の撮影範囲を示す図である。
【００４５】
第１ＣＣＤカメラ１６は、基板２０が描画テーブル１８上の所定位置に固定された時に第１アライメント穴１４の真下に位置するように、描画テーブル１８に配設されている。そして、基板２０に対して露光面Ｅの反対側に配置されていることから、第１ＣＣＤカメラ１６は、第１アライメント穴１４と、第１アライメント穴１４の通過後の計測光ＬＭとを同時に撮影することが容易である。
【００４６】
また、計測光ＬＭのスポットは第１アライメント穴１４の直径Ｄに比べ十分に小さく、なおかつ計測光ＬＭの光路と、第１ＣＣＤカメラ１６の撮影光学系の光軸は、いずれも露光面Ｅに対して垂直である。このため、計測光ＬＭが撮影画像に占める領域は小さく、照射位置を高い精度で算出できる（図５、図６参照）。なお、第２ＣＣＤカメラ１７も、第１ＣＣＤカメラ１６と同じ構成であり、第２アライメント穴１５を通過した計測光ＬＭを撮影する。
【００４７】
基板２０が全く変形していない場合、第１ＣＣＤカメラ１６の撮影範囲４６において、第１アライメント穴１４の中心Ｃと、走査線Ｓ上の計測光ＬＭの照射位置を示す第１スポット像４８の中心Ｃ’は一致する（図５参照）。この場合、基板２０は変形しておらず、そのまま回路パターンの描画が可能であると判断され、先述の露光用光学系による回路パターンの描画工程に移る。
【００４８】
なお、第１ＣＣＤカメラ１６は、第１アライメント穴１４と、計測光ＬＭの第１スポット像４８とが撮影範囲４６内に確実に含まれるように、撮影範囲４６の中心が第１スポット像４８の中心Ｃ’と一致するように配置されている。ただし、撮影範囲４６が十分に広い場合、必ずしも撮影範囲４６の中心と、第１スポット像４８の中心Ｃ’とは一致しなくても良い。
【００４９】
一方、基板２０が変形していると、第１アライメント穴１４の中心Ｃは、走査線Ｓ上の計測光ＬＭの第１スポット像４８の中心Ｃ’と一致しない（図６参照）。この場合、第１アライメント穴１４の中心Ｃと第１スポット像４８の中心Ｃ’との距離Ｌが算出され、距離Ｌが所定の許容範囲を超えているか否かによって、第１アライメント穴１４の位置と計測光ＬＭの照射位置とが一致するか否かが判断される。そして、第１および第２アライメント穴１４、１５の中心と、対応する計測光ＬＭの照射位置の少なくともいずれかが一致しなかった場合、レーザ光ＬＰの照射位置の調整等により、所定の回路パターンと実質的に同じパターンが、基板２０に形成される。
【００５０】
なお、第２ＣＣＤカメラ１７は、第２アライメント穴１５と、第２アライメント穴１５と一致するように照射される計測光ＬＭの照射位置を示す第２スポット像４９（ここでは図示せず）とを、第１ＣＣＤカメラ１６と同様に撮影する。
【００５１】
図７〜図９は、いずれも変形した基板２０を概略的に示す図であり、基板２０に対する各アライメント穴の位置のずれは、実際に生じる場合に比べて誇張して表されている。図７は、１つのアライメント穴の位置がずれているものの、２つのアライメント穴間の距離が正しい基板２０を例示する図である。
【００５２】
位置ずれデータの解析の結果、第１アライメント穴１４の位置と第１スポット像４８の位置とが一致したものの、第２アライメント穴１５の位置と第２スポット像４９の位置とがわずかに一致せず、かつ２つのアライメント穴間の距離が正しい場合、データ判断部５９は、基板２０の回転によりずれの補正が可能であると判断する。そして、データ判断部５９からの指示に基づき、露光制御部５３が、第１アライメント穴１４を中心として、所定の回転角θだけ基板２０、すなわち描画テーブル１８を回転させるように、テーブル駆動部１３を制御する。なお、回転角θは、第１アライメント穴１４の中心と計測された実際の第２アライメント穴１５の中心とを結ぶ線分と、走査線Ｓとが交差する角度として、データ処理部５４において算出される。
【００５３】
また、本来の第２アライメント穴１５の位置と計測光ＬＭの照射位置のずれが大きく、基板２０の回転によっては所定のパターンが描画できない場合、基板２０をそのままの位置に固定しつつ所定の回路パターンが描画できるように、データ処理部５４が、回転角θに基づいて補正描画データを生成する。
【００５４】
図８は、２つのアライメント穴の位置がずれている基板２０を例示する図である。
【００５５】
第１アライメント穴１４の位置と第１スポット像４８の位置とのわずかなずれ、および第２アライメント穴１５の位置と第２スポット像４９の位置とのわずかなずれが、いずれも副走査方向に沿っており、かつそれらの大きさが等しい場合、データ判断部５９は、基板２０の移動により２つのずれの補正が可能であると判断する。そして、データ判断部５９からの指示に基づき、露光制御部５３が、各アライメント穴と計測光ＬＭの照射位置とのずれを示すベクトル差（矢印Ｂ）だけ、基板２０を移動させるように、テーブル駆動部１３を制御する。この基板２０の移動後の露光工程により、所定の回路パターンが基板２０に描画される。
【００５６】
また、基板２０の移動によっては所定のパターンが描画できない場合は、データ処理部５４が、矢印Ｂが示すベクトル差だけパターンの描画位置を移動させるように描画データを補正して、補正描画データを生成する。
【００５７】
図９は、１つのアライメント穴の位置がずれ、２つのアライメント穴間の距離に誤差を含む基板２０を例示する図である。
【００５８】
図９に例示するように、第１アライメント穴１４の位置と第１スポット像４８の位置が一致したものの、第２アライメント穴１５の位置と第２スポット像４９の位置が走査線Ｓに沿ってずれた場合、データ判断部５９は、描画データの補正が必要であると判断する。基板２０の移動によっては、描画するパターンのサイズ比の補正は不可能だからである。この場合、データ判断部５９からの指示に基づき、データ処理部５４は、走査線Ｓの長さ、すなわち描画データにおける第１および第２スポット像４８、４９の中心同士を結ぶ線分の長さＦ1と、実際に検出された第１および第２アライメント穴１４、１５の中心同士を結ぶ線分の長さＦ2とのサイズ比に基づいて描画データを補正し、補正描画データを生成する。
【００５９】
なお、基板２０の変形は、実際には複雑であることが多く、これまでに説明したパターンを組合せて基板２０の移動、もしくは描画データの補正が行われる。例えば、基板２０の副走査方向への移動と、描画データの補正とが併用される。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、基板２０に設けられたアライメント穴と、アライメント穴を通過した計測光ＬＭとを同時に撮影、検出することにより、位置ずれの測定における誤差を抑制した高精度のアライメントが可能となる。
【００６１】
アライメント穴の数は、複数であれば本実施形態に限定されず、例えば基板２０の４隅に設けられても良い。そして、アライメント穴の数と同数だけＣＣＤカメラを用いることにより、ＣＣＤカメラを移動する必要がなく、迅速な撮影と精度の高い照射位置検出が可能であるが、第１および第２ＣＣＤカメラ１６、１７は、移動式であっても良い。この場合、ＣＣＤカメラを所定の撮影地点に移動するための移動手段が必要となるが、アライメント穴の数よりも少ない台数のＣＣＤカメラによる撮影が可能となる。
【００６２】
マーク位置検出手段は、ＣＣＤカメラに限定されない。また、計測光ＬＭをスポット像として捉え、高い精度で照射位置を検出するために、計測光ＬＭの光路と第１、第２ＣＣＤカメラ１６、１７の撮影光学系の光軸とが平行であることが好ましい。このため、計測光ＬＭを照射する露光用光学系が立体的な障害とならないように、第１、第２ＣＣＤカメラ１６、１７は露光面Ｅの反対側から撮影することが好ましいが、計測光ＬＭの露光面Ｅ上の照射位置とアライメント穴とを同時に撮影できる限り、基板２０の上側、すなわち露光面Ｅ側から撮影しても良い。
【００６３】
また、基板２０が、ガラス製であるなどして透過性を有する場合、露光面Ｅに位置決めマークが表されていても良い。この場合、第１、第２ＣＣＤカメラ１６、１７は、アライメント穴なしに基板２０を通過した計測光ＬＭと、露光面Ｅ上の位置決めマークとを同時に撮影する。
【００６４】
回路パターンの描画のための照射光と計測光とは、いずれもレーザ光には限定されず、また互いに異なる種類の光であっても良い。さらに、露光用光学系についても本実施形態に限定されない。従って、例えば、光源としてＬＥＤを用い、露光用の変調手段としてＤＭＤを用いても良い。この場合、マイクロミラーの制御により、位置決めマーク、アライメント穴等と一致すべき所定の照射位置にのみ計測光を照射する。
【００６５】
計測光ＬＭの照射後の、基板２０の移動、もしくは描画データの補正によって描画されるパターンと、本来描画すべきパターンとの誤差が十分に小さいと見込まれる場合、計測光ＬＭの照射を反復せずに、露光工程に移行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】露光装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】露光装置の概略的なブロック図である。
【図３】確認工程を示すフローチャートである。
【図４】レーザ光を照射された基板を示す断面図である。
【図５】アライメント穴の位置と、計測光の照射位置とが一致した場合のＣＣＤカメラの撮影範囲を示す図である。
【図６】アライメント穴の位置と、計測光の照射位置とが一致しない場合のＣＣＤカメラの撮影範囲を示す図である。
【図７】２つのアライメント穴間の距離が正しく、一方のアライメント穴の位置のみがずれた基板を例示する図である。
【図８】２つのアライメント穴の位置がずれている基板を例示する図である。
【図９】２つのアライメント穴間の距離に誤差を含み、一方のアライメント穴の位置がずれた基板を例示する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  露光装置（基板位置検出装置）
１１ 基台
１２  レール（移動手段）
１３  テーブル駆動部（移動手段）
１４  第１アライメント穴（位置決めマーク）
１５  第２アライメント穴（位置決めマーク）
１６  第１ＣＣＤカメラ（マーク位置検出手段・カメラ）
１７  第２ＣＣＤカメラ（マーク位置検出手段・カメラ）
１８  描画テーブル（移動手段）
２０  基板
２５  レーザ発振器（光源）
２８  音響光学素子（光路調整手段）
３７  ポリゴンミラー（光路調整手段）
３８  ｆθレンズ（光路調整手段）
４０  ターニングミラー
４２  コンデンサレンズ
５０  本体制御部
５４  データ処理部（描画データ補正手段）
５９  データ判断部（照射位置判断手段）
ＬＰ  レーザ光（照射光）
ＬＭ  計測光（照射光）
Ｓ  走査線
Ｅ  露光面
θ  回転角（交差角）
【図１】
2005345872.tif 000003
【図２】
2005345872.tif 000004
【図３】
2005345872.tif 000005
【図４】
2005345872.tif 000006
【図５】
2005345872.tif 000007
【図６】
2005345872.tif 000008
【図７】
2005345872.tif 000009
【図８】
2005345872.tif 000010
【図９】
2005345872.tif 000011