(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層が形成された基板の露光面を複数の基板分割領域に区分し、パターンが描かれたフォトマスクのパターン面を前記基板分割領域のそれぞれに対応するようにして複数のフォトマスク分割領域に区分し、前記フォトマスク分割領域を通して光を照射することによって、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスク分割領域に描かれたパターンを転写する分割露光方法において、
前記基板を該基板の互いに対向する第一の対の辺と同じ方向に延びる第一の軸線回りに湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である前記露光面上の第一の線分、および／または、前記基板を該基板の互いに対向する第二の対の辺と同じ方向に延びる第二の軸線回りに湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である前記露光面上の第二の線分によって、前記基板分割領域は画定されており、
前記露光面上の前記第一の線分および／もしくは前記第二の線分上の位置、ならびに、該位置に対応する前記パターン面上の位置には、複数の第一の基板位置合わせマークならびに複数の第一のフォトマスク位置合わせマークがそれぞれ設けられており、
前記基板分割領域の各々における複数位置、ならびに、該複数位置に対応する前記フォトマスク分割領域の各々における複数位置には、第二の基板位置合わせマークならびに第二のフォトマスク位置合わせマークがそれぞれ設けられており、
前記露光方法は、
（１）前記フォトマスクの前記パターン面が前記基板の前記露光面を覆うようにして、該フォトマスクを前記基板に対向させて配置する段階と、
（２）前記第一の基板位置合わせマークと前記第一のフォトマスク位置合わせマークを利用して、前記フォトマスクおよび／または前記基板をＸＹθ方向に相対移動させることにより、前記フォトマスクの全体領域と前記基板の全体領域とを位置合わせする段階と、
（３）前記フォトマスクと前記基板とを均一に接触させる段階と、
（４）前記フォトマスクと前記基板とを接触させたまま、前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークとを利用して、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせし且つ露光する段階と、
を含み、
前記基板分割領域ごとに位置合わせし且つ露光する前記段階が、
ｉ）前記基板および前記フォトマスクを、前記第一の軸線回りおよび／または前記第二の軸線回りに湾曲させることにより、前記フォトマスクに描かれたパターン寸法を実質的に変化させ、前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークを利用して、一つの前記基板分割領域とこれに対応する一つの前記フォトマスク分割領域とを位置合わせする段階と、
ｉｉ）前記一つのフォトマスク分割領域を通して前記一つの基板分割領域に光を照射することにより、前記一つのフォトマスク分割領域に描かれたパターンを前記一つの基板分割領域上に転写する段階と、
ｉｉｉ）前記フォトマスクと前記基板とを接触させたまま、前記段階ｉ）および前記段階ｉｉ）を他の前記基板分割領域のそれぞれについて行う段階と、
を含んでいる、
分割露光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の分割露光方法において、
前記第一の基板位置合わせマークのそれぞれは、前記第一の線分または前記第二の線分を挟むようにして配置された２つのマーク要素によって構成されていることを特徴とする、
分割露光方法。
【請求項３】
請求項2に記載の分割露光方法において、
前記マーク要素が前記第二の基板位置合わせマークの一部を兼ねていることを特徴とする、
分割露光方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の分割露光方法において、
前記フォトマスクの全体領域と前記基板の全体領域とを前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマークを利用して位置合わせする前記段階は、前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマークをマーク検出手段によって検出し、検出したデータを基に、前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量を演算し、この演算結果に従って、前記基板および前記フォトマスクの少なくとも一方を他方に対して移動させることによって行われ、
前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークとを利用して、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせする前記段階は、
前記基板と前記フォトマスクとを均一に接触させた状態で、それぞれの基板分割領域ごとに、前記第二の基板位置合わせマークおよび前記第二のフォトマスク位置合わせマークを前記マーク検出手段によって検出し、検出したデータを基に、前記第二の基板位置合わせマークおよび前記第二のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量を演算し、この演算結果に従って前記第一の軸線回りの湾曲量および／または前記第二の軸線回りの湾曲量を決定し、該決定された湾曲量だけ前記基板および前記フォトマスクを湾曲させることによって行われることを特徴とする、
露光方法。
【請求項５】
請求項４に記載の分割露光方法において、
前記マーク検出手段がCCDカメラであることを特徴とする、
露光方法。
【請求項６】
感光層が形成された基板の露光面を複数の基板分割領域に区分し、パターンが描かれたフォトマスクのパターン面を前記基板分割領域のそれぞれに対応するようにして複数のフォトマスク分割領域に区分し、前記フォトマスク分割領域を通して光を照射することによって、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスク分割領域に描かれたパターンを転写する分割露光方法に用いられる分割露光装置であって、
前記露光面と反対側の前記基板の面全体にわたって前記基板を固定支持するための基板支持部材にして、自身が湾曲することによって前記基板を湾曲させることができる基板支持部材と、
前記パターン面が前記露光面に対向するように前記フォトマスクを支持するためのフォトマスク支持部材と、
前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせするために前記基板支持部材および前記フォトマスク支持部材の少なくとも一方を移動させる第一の移動手段と、
前記フォトマスクと前記基板とを互いに接触および離反させるために前記基板支持部材および前記フォトマスク支持部材の少なくとも一方を移動させる第二の移動手段と、
前記基板が、該基板の互いに対向する第一の対の辺と同じ方向に延びる第一の軸線回りに所望量湾曲するよう、前記基板支持部材の、互いに対向する第一の対の側縁部に作用して該基板支持部材を湾曲させるための第一の変形機構と、
前記基板が、該基板の互いに対向する第二の対の辺と同じ方向に延びる第二の軸線回りに所望量湾曲するよう、前記基板支持部材の、互いに対向する第二の対の側縁部に作用して該基板支持部材を湾曲させるための第二の変形機構と、
を備え、
前記第一の変形機構は、前記第一の軸線回りの前記基板の湾曲量に関わらずに位置が不変である第一の線分を前記露光面上に画定するように前記基板支持部材を湾曲するようになされており、
前記第二の変形機構は、前記第二の軸線回りの前記基板の湾曲量に関わらずに位置が不変である第二の線分を前記露光面上に画定するように前記基板支持部材を湾曲するようになされており、
前記第一および第二の変形機構の作動を制御する制御手段にして、前記第一の線分及び前記第二の線分によって区分される複数の前記基板分割領域に対応する複数のフォトマスク分割領域ごとに、前記パターンを所望の寸法に実質変化させるよう前記基板支持部材の湾曲を制御、ひいては前記基板の湾曲を制御する制御手段と、
それぞれの前記基板分割領域毎に、前記フォトマスク分割領域を通して前記露光面に光を照射するための光照射手段と、
をさらに備えている、分割露光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の分割露光装置において、
前記光照射手段が、露光する前記基板分割領域以外の部分を遮光する遮光手段を有する、
分割露光装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の分割露光装置において、
前記光照射手段は複数の半導体発光素子を有し、前記光照射手段は、前記複数の半導体発光素子のうち、露光すべき前記基板分割領域に対応した半導体発光素子のみを選択発光できる機能を有する、
分割露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光層が形成された基板の露光面を複数の基板分割領域に区分し、パターンが描かれたフォトマスクのパターン面を前記基板分割領域のそれぞれに対応するようにして複数のフォトマスク分割領域に区分し、前記フォトマスク分割領域を通して光を照射することによって、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスク分割領域に描かれたパターンを転写する分割露光方法と、かかる分割露光方法を実施するための分割露光装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来プリント回路基板等の表面に導電パターン等を成形するために、表面に感光層が形成された基板とパターンが描かれたフォトマスクとを重ねて配置し、フォトマスクを通して基板に光を照射することにより、パターンを基板表面の感光層に転写する露光方法が広く行なわれてきた。
【０００３】
この露光方法において、フォトマスクに描かれたパターンを基板に転写するには、基板の略全面に設けられた多数の導電孔等と、フォトマスクに描かれたパターンとの位置合わせが必要である。
【０００４】
そのため、フォトマスクと基板との対応する位置に、それぞれ複数の位置合わせマークが付されている。
【０００５】
この複数の位置合わせマークを利用して、基板とフォトマスクとの位置合わせを行った後、フォトマスクを通して基板に光を照射して、感光層が形成された露光面にパターンを転写して露光処理が完了する。
【０００６】
しかしながら、フォトマスクおよび基板は、製作誤差や温度、湿度の変化などによって、寸法が変化する。
【０００７】
そのため、フォトマスクおよび基板のそれぞれに付された複数の位置合わせマーク間の距離、すなわち位置合わせマークピッチに差が生じ、フォトマスクと基板との位置合わせマークを完全に合わせることは困難である。
【０００８】
そこで、寸法誤差が平均に配分されるように、フォトマスクと基板との対応する位置に付された複数の位置合わせマーク間のずれ量を按分するように、基板とフォトマスクとの位置合わせを行っていた。
【０００９】
しかし、プリント回路基板の表面に形成される導電パターンは、年々高密度化、高精度化が望まれており、そのために、フォトマスクと基板との位置合わせマークのピッチ差をできるだけ小さくして、フォトマスクに描かれたパターンを基板に精度良く転写することが求められるようになった。
【００１０】
その方法として、感光層が形成された基板の露光面を複数の分割領域に区分し、露光領域を小さくして、分割領域毎にフォトマスクに描かれたパターンを基板に転写する分割露光方法が提案されている。
【００１１】
分割露光の手法を用いない場合、通常、位置合わせマークは基板およびフォトマスクのそれぞれの四隅に設けられる。したがって、位置合わせマークのピッチは基板の一辺の長さにほぼ等しい。基板とフォトマスクとの位置合わせおよび露光は、基板の全体領域にわたってそれぞれ一度に行われる。
【００１２】
一方、分割露光の手法を用いる場合には、例えば基板およびフォトマスクを縦方向中心線および横方向中心線によって４つの分割領域に区分したとすると、位置合わせマークはそれぞれの分割領域の四隅に設けられる。したがって、位置合わせマークのピッチは基板の一辺の長さのほぼ半分に等しくなる。基板とフォトマスクとの位置合わせおよび露光は、それぞれの分割領域ごとに行われる。分割露光の手法を用いない場合に比べ、位置合わせマークのピッチが半分になるので、それぞれの位置における位置合わせマーク間のずれ量を、より小さな範囲内に抑えることができる。その結果、基板の全体領域にわたって、より精度の良い転写を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし従来の分割露光方法では、分割領域ごとに位置合わせ、基板とフォトマスクの密着、露光、離反という過程が必要であるため、全体領域を一度で位置合わせする露光方法と比べて、精度は良くなるものの、生産性が著しく悪くなると共に、露光面にゴミが入り込んで露光品質を低下させる可能性が大きく、また、フォトマスクの寿命も短くするといった問題点があった。
【００１４】
そこで本発明は、基板とフォトマスクとを密着、離反という過程を繰り返す必要がない分割露光方法および分割露光装置を提供し、従来の問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明によれば、
感光層が形成された基板の露光面を複数の基板分割領域に区分し、パターンが描かれたフォトマスクのパターン面を前記基板分割領域のそれぞれに対応するようにして複数のフォトマスク分割領域に区分し、前記フォトマスク分割領域を通して光を照射することによって、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスク分割領域に描かれたパターンを転写する分割露光方法において、
前記基板を該基板の互いに対向する第一の対の辺と同じ方向に延びる第一の軸線回りに湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である前記露光面上の第一の線分、および／または、前記基板を該基板の互いに対向する第二の対の辺と同じ方向に延びる第二の軸線回りに湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である前記露光面上の第二の線分によって、前記基板分割領域は画定されており、
前記露光面上の前記第一の線分および／もしくは前記第二の線分上の位置、ならびに、該位置に対応する前記パターン面上の位置には、複数の第一の基板位置合わせマークならびに複数の第一のフォトマスク位置合わせマークがそれぞれ設けられており、
前記基板分割領域の各々における複数位置、ならびに、該複数位置に対応する前記フォトマスク分割領域の各々における複数位置には、第二の基板位置合わせマークならびに第二のフォトマスク位置合わせマークがそれぞれ設けられており、
前記露光方法は、
（１）前記フォトマスクの前記パターン面が前記基板の前記露光面を覆うようにして、該フォトマスクを前記基板に対向させて配置する段階と、
（２）前記第一の基板位置合わせマークと前記第一のフォトマスク位置合わせマークを利用して、前記フォトマスクおよび／または前記基板をＸＹθ方向に相対移動させることにより、前記フォトマスクの全体領域と前記基板の全体領域とを位置合わせする段階と、
（３）前記フォトマスクと前記基板とを均一に接触させる段階と、
（４）前記フォトマスクと前記基板とを接触させたまま、前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークとを利用して、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせし且つ露光する段階と、
を含み、
前記基板分割領域ごとに位置合わせし且つ露光する前記段階が、
ｉ）前記基板および前記フォトマスクを、前記第一の軸線回りおよび／または前記第二の軸線回りに湾曲させることにより、前記フォトマスクに描かれたパターン寸法を実質的に変化させ、前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークを利用して、一つの前記基板分割領域とこれに対応する一つの前記フォトマスク分割領域とを位置合わせする段階と、
ｉｉ）前記一つのフォトマスク分割領域を通して前記一つの基板分割領域に光を照射することにより、前記一つのフォトマスク分割領域に描かれたパターンを前記一つの基板分割領域上に転写する段階と、
ｉｉｉ）前記フォトマスクと前記基板とを接触させたまま、前記段階ｉ）および前記段階ｉｉ）を他の前記基板分割領域のそれぞれについて行う段階と、
を含んでいる、
分割露光方法が提供される。
【００１６】
前記第一の基板位置合わせマークのそれぞれは、前記第一の線分または前記第二の線分を挟むようにして配置された２つのマーク要素によって構成してもよい。
【００１７】
この場合、前記マーク要素は前記第二の基板位置合わせマークの一部を兼ねることができる。
【００１８】
前記フォトマスクの全体領域と前記基板の全体領域とを前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマークを利用して位置合わせする前記段階は、前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマークをマーク検出手段によって検出し、検出したデータを基に、前記第一の基板位置合わせマークおよび前記第一のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量を演算し、この演算結果に従って、前記基板および前記フォトマスクの少なくとも一方を他方に対して移動させることによって行うことができ、
前記第二の基板位置合わせマークと前記第二のフォトマスク位置合わせマークとを利用して、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせする前記段階は、
前記基板と前記フォトマスクとを均一に接触させた状態で、それぞれの基板分割領域ごとに、前記第二の基板位置合わせマークおよび前記第二のフォトマスク位置合わせマークを前記マーク検出手段によって検出し、検出したデータを基に、前記第二の基板位置合わせマークおよび前記第二のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量を演算し、この演算結果に従って前記第一の軸線回りの湾曲量および／または前記第二の軸線回りの湾曲量を決定し、該決定された湾曲量だけ前記基板および前記フォトマスクを湾曲させることによって行うことができる。
【００１９】
前記マーク検出手段はCCDカメラとすることができる。
【００２０】
本発明によればまた、
感光層が形成された基板の露光面を複数の基板分割領域に区分し、パターンが描かれたフォトマスクのパターン面を前記基板分割領域のそれぞれに対応するようにして複数のフォトマスク分割領域に区分し、前記フォトマスク分割領域を通して光を照射することによって、前記基板分割領域ごとに前記フォトマスク分割領域に描かれたパターンを転写する分割露光方法に用いられる分割露光装置であって、
前記露光面と反対側の前記基板の面全体にわたって前記基板を固定支持するための基板支持部材にして、自身が湾曲することによって前記基板を湾曲させることができる基板支持部材と、
前記パターン面が前記露光面に対向するように前記フォトマスクを支持するためのフォトマスク支持部材と、
前記フォトマスクと前記基板とを位置合わせするために前記基板支持部材および前記フォトマスク支持部材の少なくとも一方を移動させる第一の移動手段と、
前記フォトマスクと前記基板とを互いに接触および離反させるために前記基板支持部材および前記フォトマスク支持部材の少なくとも一方を移動させる第二の移動手段と、
前記基板が、該基板の互いに対向する第一の対の辺と同じ方向に延びる第一の軸線回りに所望量湾曲するよう、前記基板支持部材の、互いに対向する第一の対の側縁部に作用して該基板支持部材を湾曲させるための第一の変形機構と、
前記基板が、該基板の互いに対向する第二の対の辺と同じ方向に延びる第二の軸線回りに所望量湾曲するよう、前記基板支持部材の、互いに対向する第二の対の側縁部に作用して該基板支持部材を湾曲させるための第二の変形機構と、
を備え、
前記第一の変形機構は、前記第一の軸線回りの前記基板の湾曲量に関わらずに位置が不変である第一の線分を前記露光面上に画定するように前記基板支持部材を湾曲するようになされており、
前記第二の変形機構は、前記第二の軸線回りの前記基板の湾曲量に関わらずに位置が不変である第二の線分を前記露光面上に画定するように前記基板支持部材を湾曲するようになされており、
前記第一および第二の変形機構の作動を制御する制御手段にして、前記第一の線分及び前記第二の線分によって区分される複数の前記基板分割領域に対応する複数のフォトマスク分割領域ごとに、前記パターンを所望の寸法に実質変化させるよう前記基板支持部材の湾曲を制御、ひいては前記基板の湾曲を制御する制御手段と、
それぞれの前記基板分割領域毎に、前記フォトマスク分割領域を通して前記露光面に光を照射するための光照射手段と、
をさらに備えている、分割露光装置も提供される。
【００２１】
前記光照射手段は、露光する前記基板分割領域以外の部分を遮光する遮光手段を有するものとすることができる。
【００２２】
あるいはまた、前記光照射手段は複数の半導体発光素子を有し、前記光照射手段は、前記複数の半導体発光素子のうち、露光すべき前記基板分割領域に対応した半導体発光素子のみを選択発光できる機能を有するものとすることもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の分割露光方法によれば、最初にフォトマスクの全体領域と基板の全体領域とを位置合わせする際に双方が互いに離間した状態にあり、全体の位置合わせが終了した後、各基板分割領域における位置合わせおよび露光がすべて終了するまでは、基板とフォトマスクとは互いに接触した状態を維持しているので、露光面にゴミが入り込んで付着する可能性は低い。また、基板とフォトマスクとを密着、離反という過程を繰り返す必要がないため、生産性も向上し、フォトマスクの寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の露光方法に用いられる基板１の平面図である。基板１の露光面２は、４つの基板分割領域２ａないし２ｄに区分されている。これらの基板分割領域を画定する線分７ａ、７ｂは、次のように定められる。すなわち、線分７ａは、基板１の互いに対向する第一の対の辺１ａおよび１ｂと同じ方向に延びる第一の軸線の回りに基板１を湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である露光面２上の線分（第一の線分）である。同様にして、線分７ｂは、基板１の互いに対向する第二の対の辺１ｃおよび１ｄと同じ方向に延びる第二の軸線の回りに基板１を湾曲させたときに、その湾曲量に関わらずに位置が不変である露光面２上の線分（第二の線分）である。
【００２５】
露光面２は、線分７ａまたは線分７ｂのみによって２つの基板分割領域に分割されるようにしてもよい。
【００２６】
露光面２上の第一および第二の線分７ａ、７ｂ上には、４つの第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄが設けられている。
【００２７】
基板分割領域２ａないし２ｄのそれぞれには、四隅に第二の基板位置合わせマーク３ａないし３ｄが設けられている。
【００２８】
図２は、本発明の分割露光方法に用いられるフォトマスク４の平面図である。フォトマスク４のパターンが描かれた（図示せず）パターン面４０もまた、基板１の基板分割領域のそれぞれに対応するようにして４つのフォトマスク分割領域９ａないし９ｄに区分されている。
【００２９】
フォトマスク４のパターン面４０の、露光面２の第一および第二の線分７ａ、７ｂ上の第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄに対応する位置には、第一のフォトマスク位置合わせマーク１０ａないし１０ｄが設けられている。
【００３０】
また、フォトマスク４のパターン面４０の、基板分割領域２ａないし２ｄの各々における第二の基板位置合わせマーク３ａないし３ｄに対応する位置には、第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａないし４ｄが設けられている。
【００３１】
露光面２上の第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄのそれぞれは、第一の線分７ａまたは第二の線分７ｂを挟むようにして配置された２つのマーク要素（図示せず）によって構成してもよい。この場合、これらのマーク要素が第二の基板位置合わせマーク３ａないし３ｄの一部を兼ねることができる。また、露光面２上の第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄのそれぞれを２つのマーク要素によって構成した場合、フォトマスク４における対応する第一のフォトマスク位置合わせマーク１０ａないし１０ｄのそれぞれも２つのマーク要素から構成することができる。これらのマーク要素は第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａないし４ｄの一部を兼ねることができる。
【００３２】
図３ないし図８に基づいて、本発明の分割露光方法により基板を露光する流れを説明する。最初に、図３に示すように、パターンや位置合わせマークが描かれたフォトマスク４のパターン面４０が基板１の露光面２を覆うようにして、フォトマスク４を基板１に対向させて配置する。基板１とフォトマスク４とは互いに離間して配置される。マーク検出手段であるＣＣＤカメラ（図示せず）の視野５は、基板１の第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄとフォトマスク４の第一のフォトマスク位置合わせマーク１０ａないし１０ｄとを同時に捉える。ＣＣＤカメラはこれら第一の基板位置合わせマークおよび第一のフォトマスク位置合わせマークを検出する。検出されたデータを基に、４カ所それぞれの位置における基板１の第一の基板位置合わせマーク８ａないし８ｄとフォトマスク４の第一のフォトマスク位置合わせマーク１０ａないし１０ｄとの間のずれ量が演算される。
【００３３】
次に、この演算結果に従って、基板１およびフォトマスク４の少なくとも一方を他方に対してＸＹθ方向に移動させ、図４に示すように、４カ所それぞれにおける第一の基板位置合わせマークと第一のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量が平均化されるようにする。これにより、基板１の全体領域とフォトマスク４の全体領域との位置合わせが完了する。
【００３４】
全体の位置合わせが終わると、フォトマスク４と基板１とは互いに均一に接触せしめられる。以降の基板分割領域ごとの位置合わせおよび露光は、フォトマスク４と基板１とが接触したままで行われる。
【００３５】
基板分割領域２ａとフォトマスク分割領域９ａとの位置合わせおよび露光から始める（図５）。マーク検出手段であるＣＣＤカメラ（図示せず）は、その視野５に、基板分割領域２ａにおける第二の基板位置合わせマーク３ａとこれに対応するフォトマスク４のフォトマスク分割領域９ａにおける第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａとを同時に捉え、検出する。検出されたデータを基に、それぞれの位置において第二の基板位置合わせマーク３ａと第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａ間のずれ量が演算される。演算結果に従い、そのずれ量を最小にするには基板１およびフォトマスク４を第一の軸線回りおよび／または第二の軸線回りにどの程度湾曲させたらよいかが決定される。第一の軸線および／または第二の軸線に沿ったそれぞれの位置で異なる湾曲量を与えることも可能である。
【００３６】
フォトマスク４を湾曲させることにより、フォトマスクに描かれたパターンや位置合わせマーク間ピッチがスケーリングされることは知られている。フォトマスク４は基板１に比べて大きな厚さを有しているので、湾曲したとき、中立軸から離れた距離にあるパターン面４０上に描かれたパターンや位置合わせマーク間ピッチは、湾曲方向および湾曲量に応じて拡大または縮小される。基板１は比較的薄いので、湾曲しても、露光面２の位置合わせマーク間ピッチはほとんど変わらない。したがって、重なり合った基板１およびフォトマスク４を一緒に湾曲させることにより、双方における位置合わせマーク間のずれ量を調整することができる。
【００３７】
図５は、基板１およびフォトマスク４が第一の軸線および第二の軸線回りに所定量だけ湾曲されて、基板分割領域２ａにおける第二の基板位置合わせマーク３ａとフォトマスク分割領域９ａにおける第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａとの間のずれ量が４カ所それぞれの位置で最小となった状態を示す。湾曲によって得られた最終的な第二の基板位置合わせマーク３ａと第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａ間のずれ量Ｘ１ないしＸ４およびＹ１ないしＹ４は、ＸＹθ方向移動によって得られた最終的な位置合わせマーク間のずれ量よりもそれぞれ小さくすることができる。前述したように、第一の軸線および／または第二の軸線に沿ったそれぞれの位置で異なる湾曲量を与えることが可能だからである。
【００３８】
基板分割領域２ａとフォトマスク分割領域９ａとを位置合わせしているとき、他の基板分割領域２ｂ、２ｃ、２ｄおよびフォトマスク分割領域９ｂ、９ｃ、９ｄにおける第二の基板位置合わせマークと第二のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量は考慮しなくてよい。
【００３９】
基板分割領域２ａとフォトマスク分割領域９ａとの位置合わせが終了したら、光照射手段によって基板分割領域２ａのみを露光する。このとき、基板分割領域２ａ以外の領域を覆う遮光手段１１として一対の矩形の遮光板１１ａ、１ｂを利用してもよい。遮光板１１ａ、１１ｂは互いに部分的に重なり合うように移動し、選択された基板分割領域以外の領域を遮蔽する。遮光手段１１は、より多くの遮光板を組み合わせて構成することもできる。あるいはまた、光照射手段が複数の半導体発光素子を有するものとし、これら複数の半導体発光素子のうち、露光すべき基板分割領域に対応した半導体発光素子のみを選択して発光させるようにしてもよい。
【００４０】
露光により、フォトマスク分割領域９ａに描かれたパターンのみが基板分割領域２ａに転写される。
【００４１】
基板分割領域２ａの露光が終了したら、基板分割領域２ｂとフォトマスク分割領域９ｂとの位置合わせに移行する（図６）。基板１とフォトマスク４とは接触したままである。今度は、基板分割領域２ｂにおける第二の基板位置合わせマーク３ｂとフォトマスク分割領域９ｂにおける第二のフォトマスク位置合わせマーク４ｂとの間のずれ量が４ヶ所それぞれで最小になるよう、第一の軸線回りの基板１およびフォトマスク４の湾曲量および第二の軸回りの基板１およびフォトマスク４の湾曲量が決定される。位置合わせが完了したら、基板分割領域２ｂの露光を行う。
【００４２】
このようにして、基板分割領域２ｃの位置合わせおよび露光（図７）ならびに基板分割領域２ｄの位置合わせおよび露光（図８）を順次行う。基板分割領域２ｄの露光が終了すると、フォトマスク４のパターン面４０に描かれたパターンの全体が基板１に転写されたことになる。それぞれの基板分割領域には、適正にスケーリングされたパターンが転写される。
【００４３】
一方、各基板分割領域を画定する線分７ａおよび７ｂは湾曲量に関わらずその位置が不変なので、それぞれの基板分割領域に転写されたパターンの連続性は維持される。
【００４４】
次に、本発明による分割露光方法を実施するための分割露光装置について説明する。
【００４５】
図９は本発明による分割露光装置の一実施態様の概略側断面図、図１０は図９におけるＡ−Ａ矢視図である。分割露光装置は、基板１を支持するための基板支持部材１２と、フォトマスク４を支持するためのフォトマスク支持部材１３とを備える。
【００４６】
基板支持部材１２は、感光層が形成された露光面２と反対側の基板１の面全体にわたって基板１を固定支持可能であり、また、自身が湾曲することによって基板１を湾曲させることができる。基板支持部材１２の上面には、負圧源（図示せず）に接続された複数の真空吸引孔１２ａが設けられている。真空吸引孔１２ａからの真空吸引により、基板１は基板支持部材１２の上面に吸着保持される。したがって、基板支持部材１２を湾曲させるとき、基板１は基板支持部材１２との間に相対的な位置ずれを生ずることなく、ともに湾曲することができる。
【００４７】
基板支持部材１２は、支柱１４を介してベース部材１５に支持されている。支柱１４は、板ばね（図示せず）等を介して基板支持部材１２の中央下面と接続しており、基板支持部材１２が湾曲することを妨げない。
【００４８】
フォトマスク支持部材１３は、フレーム１６と、押さえ板ばね１７と、フレーム１６と押さえ板ばね１７との間を接続するスペーサ１８と、コイルばね１９と、位置規制ピン２０とを備える。押さえ板ばね１７は、フォトマスク４の周縁部をフレーム１６に押しつけるようにして保持する一方で、フォトマスク４が湾曲するときにフォトマスク４の周縁部が押さえ板ばね１７の偏倚力に抗して所定量移動することを許容する。コイルばね１９および位置規制ピン２０は、フォトマスク支持部材１３の支持面内でのフォトマスク４の位置を規制する。
【００４９】
分割露光装置はまた、フォトマスク４の全体領域と基板１の全体領域とを位置合わせするために基板支持部材１２およびフォトマスク支持部材１３の少なくとも一方をＸＹθ方向に移動させるための第一の移動手段（図示せず）と、フォトマスク４と基板１とを互いに接触および離反させるために基板支持部材１２およびフォトマスク支持部材１３の少なくとも一方を移動させるための第二の移動手段（図示せず）とを備える。これら第一および第二の移動手段は周知の構成を有しているので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
分割露光装置はさらに、基板１ならびにフォトマスク４にそれぞれ設けられた位置合わせマークを読み取るためのＣＣＤカメラ３０と、このＣＣＤカメラ３０をＸ方向（図９において左右方向）に移動させるためにベース部材に設けられたカメラＸ方向移動装置３２およびＣＣＤカメラ３０をＹ方向（図９において紙面に垂直方向）に移動させるためにカメラＸ方向移動装置３２に設けられたカメラＹ方向移動装置３３とを備える。カメラＸ方向移動装置３２およびカメラＹ方向移動装置３３により、ＣＣＤカメラ３０はフォトマスク４の上方においてＸ−Ｙ平面内を自在に移動可能となっている。
【００５１】
分割露光装置にはさらに、一方端をカメラＹ方向移動装置３３に固定され、他方端をベース部材３１に固定されたＸシャッター３４が設けられている。
【００５２】
Ｘシャッター３４は、Ｘ方向に沿って並べられた２枚の平板部材３４ａ、３４ｂを含む。２枚の平板部材３４ａ、３４ｂは、蝶番３４ｃで相互に回動可能に連結され、折り畳み可能な構造とされている。平板部材３４ａとカメラＹ方向移動装置３２との間、および、平板部材３４ｂとベース部材３１との間も、蝶番３４ｄで相互に回動可能に連結されている。また、平板部材３４ａに隣接する平板部材３４ｂの連結部分側の端部は、平板部材３４ａと平板部材３４ｂとの間を通過する光を遮蔽するため、平板部材３４ａ側に曲げられた遮光部３４ｅを有している。
【００５３】
また、カメラＹ方向移動装置３３には、可能な限りフォトマスクに接近する領域まで延びるように設けられた鈎型シャッター部材３４ｆが配置されている。鈎型シャッター３４ｆは、Ｘシャッター３４の一部を構成する。鈎型シャッター部材３４ｆの先端部分は、ＣＣＤカメラ３０側に向かって折り曲げられている。これにより、フォトマスク４の近傍領域において、平板部材３４ａ、３４ｂにより覆われた遮光領域へ光が回り込むのを防ぐことができる。さらに、平板部材３４ｂには遮光部３４ｅが設けられていることから、平板部材３４ａと平板部材３４ｂとの間に隙間が生じた場合にも、この間の光を遮蔽することができ、確実に光の漏れを防止することができる。
【００５４】
分割露光装置にはさらに、Ｙ方向に移動可能な平板部材の形をしたＹシャッター３６が備えられている。Ｙシャッター３６は、フォトマスク４と鈎型シャッター部材３４ｆとの間に位置し、ベース部材３１に設けられた移動装置３６ａによってＹ方向に移動することにより、Ｙ方向に沿った領域を選択的に遮蔽する。
【００５５】
Ｘシャッター３４およびＹシャッター３６は、互いに協働して、露光すべき分割領域以外の部分を遮光する遮光手段を構成する。
【００５６】
分割露光装置はさらに、基板支持部材１２を基板１とともに第一の軸線方向回りに湾曲させるための第一の変形機構と、第二の軸線回りに湾曲させるための第二の変形機構とを備える。これら第一および第二の変形機構については以下に詳細に説明する。
【００５７】
基板支持部材１２は、基板１と同様、全体として四角形状をしており、前述した基板１の第一の対の辺１ａおよび１ｂと同じ方向に延びる第一の対の側縁部２１ａおよび２１ｂと、基板１の第二の対の辺１ｃおよび１ｄと同じ方向に延びる第二の対の側縁部２１ｃおよび２１ｄとを有している。
【００５８】
第一の対の側縁部２１ａ、２１ｂのそれぞれに沿って、下方に延びる複数のロッド２２が設けられている。同様にして、第二の対の側縁部２１ｃ、２１ｄのそれぞれに沿って、下方に延びる複数のロッド２３が設けられている。
【００５９】
第一の変形機構は、第一の対の側縁部２１ａ、２１ｂのそれぞれの側においてベース部材１５に載置された複数のアクチュエータ２４と、これら複数のアクチュエータ２４のロッド先端に取り付けられた力伝達バー２５と、この力伝達バーに沿って複数設けられた力伝達ローラ２６と、ローラ２６から押圧力を下端に受ける上記ロッド２２とを備えて構成される。
【００６０】
同様にして第二の変形機構は、第二の対の側縁部２１ｃおよび２１ｄのそれぞれの側において設けられたアクチュエータ２７と、力伝達バー２８と、力伝達ローラ２９と、ロッド２３とを備えて構成される。
【００６１】
第一の変形機構のアクチュエータ２４を作動させ、力伝達バー２５および力伝達ローラ２６を介してロッド２２の下端に押圧力を付与すると、基板支持部材１２の第一の対の側縁部２１ａ、２１ｂに曲げモーメントが加えられ、基板支持部材１２は基板１とともに湾曲する。このときの湾曲は、基板１の第一の対の辺１ａ、１ｂおよび基板支持部材１２の第一の対の側縁部２１ａ、２１ｂと同じ方向に延びる第一の軸線（図示せず）の回りに生じる。このとき、基板１は、露光面２上の第一の線分７ａ（図１参照）の位置が第一の軸線回りの湾曲量に関わらずに変わらないように位置付けられている。
【００６２】
同様にして第二の変形機構のアクチュエータ２７を作動させ、基板支持部材１２の第二の対の側縁部２１ｃ、２１ｄに曲げモーメントを加えると、基板支持部材１２および基板１は、基板１の第二の対の辺１ｃ、１ｄおよび基板支持部材１２の第二の対の側縁部２１ｃ、２１ｄと同じ方向に延びる第二の軸線（図示せず）の回りに湾曲する。基板１は、露光面２上の第二の線分７ｂ（図１参照）の位置が第二の軸線回りの湾曲量に関わらずに変わらないように位置付けられている。
【００６３】
互いに対向するアクチュエータが作用する力は同等とされる。しかし、互いに隣接するアクチュエータが作用する力は異なるようにしてもよい。互いに隣接するアクチュエータが作用する力を異なるものとすると、力伝達バー２５または２８が傾斜し、第一の軸線または第二の軸線に沿った、基板支持部材１２の側縁部の異なる位置で異なる値の曲げモーメントが生じる。その結果、第一の軸線または第二の軸線に沿って基板支持部材１２および基板１の湾曲量を変えることができる。
【００６４】
基板１とフォトマスク４とを均一に接触させた状態で、基板支持部材１２を湾曲させると、相当の厚みを有するフォトマスク４のパターン面４０（基板１に接している面）は中立軸から離れているため、このパターン面４０に描かれたパターンおよび第二のフォトマスク位置合わせマーク４ａないし４ｄ間の寸法は、当初の寸法に対してスケーリングすなわち拡大または縮小される。一方、薄い基板１の露光面２に描かれた第二の基板位置合わせマーク３ａないし３ｄ間の寸法は変化しない。また、露光面２上の第一の線分７ａおよび第二の線分７ｂの位置は、湾曲量がどの程度であっても、変わることはない。したがって、湾曲量を変えることによって、基板１とフォトマスク４との位置合わせが可能であり、位置合わせを基板分割領域ごとに行っても、隣接する基板分割領域どうしの連続性は維持される。
【００６５】
次に、図１１ないし図１３を参照しながら、本発明の分割露光方法を、分割露光装置の動きとともに説明する。
【００６６】
まず、図１１に示すように、フォトマスク４の下方にある基板支持部材１２上に基板１が投入され、吸着保持される。その後、ＣＣＤカメラ３０が移動して基板１上の第一の基板位置合わせマーク８ａ〜８ｄおよびフォトマスク４上の第一のフォトマスク位置合わせマーク１０ａ〜１０ｄをその視野５に捉える（図３参照）。基板１とフォトマスク４とにおける第一の基板位置合わせマークと第一のフォトマスク位置合わせマーク間のずれ量が４ヶ所で平均化されるよう、基板支持部材１２およびフォトマスク支持部材１３の少なくとも一方が、第一の移動手段（図示せず）によって互いに相対的にＸＹθ方向に移動される。ずれ量が平均化された時点で、基板１とフォトマスク４との全体的な位置合わせが終了する。
【００６７】
次に、第二の移動装置（図示せず）によって、基板支持部材１２およびフォトマスク支持部材１３の少なくとも一方が互いに相対的に垂直方向（Ｚ方向）に移動され、基板１とフォトマスク４とが互いに均一に接触せしめられる。基板１とフォトマスク４とが密着した後、双方の間の全体的な位置合わせがＣＣＤカメラ３０によって再度確認される。十分な精度で位置合わせができていなければ、位置合わせ作業をやり直す。
【００６８】
全体的な位置合わせが良好であることが確認されたら、ＣＣＤカメラ３０は、最初に露光すべき基板分割領域へと移動する。ＣＣＤカメラ３０は、ベース３１に設けられたカメラＸ方向移動装置３２に沿って、カメラＹ方向移動装置３３とともにＸ方向（図１２において左右方向）に移動する。また、ＣＣＤカメラ３０は、カメラＹ方向移動装置３３に沿ってＹ方向（図１２において紙面に垂直な方向）に移動する。
【００６９】
ＣＣＤカメラ３０がＸ方向に移動するとき、Ｘシャッター３４（折り畳み可能な一対の平板部材３４ａ、３４ｂおよび鈎型シャッター部材３４ｆ）がＣＣＤカメラ３０とともにＸ方向に移動する。一方、Ｙシャッター３６はＣＣＤカメラ３０とは独立してＹ方向に移動することができる。
【００７０】
最初に露光すべき基板分割領域２ａへと移動したCCDカメラ３０は、基板１の第二の位置合わせマーク３ａとフォトマスク４の第二の位置合わせマーク４ａとを４ヶ所で検出する。検出されたデータを基に、それぞれの位置にて第二の位置合わせマーク間のずれ量が演算される。各位置でのずれ量を最小にするためには基板支持部材１２（ならびに基板１およびフォトマスク４）を第一の軸線の回りにどれだけ湾曲させたらいいか、また、第二の軸線の回りにどれだけ湾曲させたらいいかが計算され、決定される。決定された湾曲量に基づき、制御装置（図示せず）が第一の変形機構のアクチュエータ２４および／または第二の変形機構のアクチュエータ２７を作動させ、基板支持部材１２を所望の程度だけ湾曲させる（図１２）。
【００７１】
このようにして基板分割領域２ａとフォトマスク分割領域９ａとの位置合わせが完了したら、基板分割領域２ａのみを紫外線３７等で露光する段階に移行する。ＣＣＤカメラ３０とともにＸ方向に移動するＸシャッター３４は、この時点で、鈎型シャッター部材３４ｆの先端縁がＹ方向に沿った分割領域の境界と整合するよう、カメラＸ方向移動装置３２によって、位置を調整される。ＣＣＤカメラ３０は、露光時に邪魔にならないように単独でカメラＹ方向移動装置３３によってＹ方向に移動し、基板分割領域２aの外側の位置で待機する。Ｙシャッター部材３６は、Ｙ方向に移動し、その縁がＸ方向に沿った分割領域の境界と整合するように位置決めされる。光源（図示せず）と遮光手段（Ｘシャッター３４およびＹシャッター３６）とは光照射手段を構成する。基板分割領域２ａ以外の領域が遮蔽されたら、紫外線３７等で基板分割領域２ａを照射し、露光を完了する。
【００７２】
基板分割領域２ａにおける位置合わせおよび露光が完了したら、続いて基板分割領域２ｂ、２ｃおよび２ｄにおける位置合わせおよび露光を順次行う。
【００７３】
すべての基板分割領域について露光が終了した時点で、基板１には適正にスケーリングされたパターンが転写されることになる。
【００７４】
本実施態様で示した遮光手段は例示に過ぎず、他の構成のものを利用することもできる。例えば遮光板はカメラとは独立して移動可能とすることができる。また、複数の遮光板を、本実施態様とは異なる態様で組み合わせて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の露光方法に用いられる基板の平面図。
【図２】本発明の露光方法に用いられるフォトマスクの平面図。
【図３】基板とフォトマスクとを互いに対向して配置した平面図。
【図４】基板とフォトマスクとが全体的に位置合わせされた状態を示す平面図。
【図５】最初の基板分割領域を位置合わせした状態を示す平面図。
【図６】２番目の基板分割領域を位置合わせした状態を示す平面図。
【図７】３番目の基板分割領域を位置合わせした状態を示す平面図。
【図８】最後の基板分割領域を位置合わせした状態を示す平面図。
【図９】本発明における露光装置の概略側断面図。
【図１０】図９におけるＡ−Ａ矢視図。
【図１１】本発明の露光装置により基板とフォトマスクとを全体的に位置合わせする状態を示す概略側断面図。
【図１２】本発明の露光装置により基板とフォトマスクとを互いに密着させ、基板支持部材を湾曲している状態を示す概略側断面図。
【図１３】本発明の露光装置により分割領域を露光する状態を示す概略側断面図。
【符号の説明】
【００７６】
１  基板、１ａおよび１ｂ  基板の第一の対の辺、１ｃおよび１ｄ  基板の第二の対の辺、２  露光面、２ａ〜２ｄ  分割領域、３ａ〜３ｄ  基板の第二の位置合わせマーク、４  フォトマスク、４ａ〜４ｄ  フォトマスクの第二の位置合わせマーク、５  カメラの視野、６  遮蔽板、７ａ  第一の線分、７ｂ  第二の線分、８ａ〜８ｄ  基板の第一の位置合わせマーク、９ａ〜９ｄ  フォトマスク分割領域、１０ａ〜１０ｄ  フォトマスクの第一の位置合わせマーク、１１  遮光手段、１１ａ  遮光板、１１ｂ  遮光板、１２  基板支持部材、１２ａ  真空吸引孔、１３  フォトマスク支持部材、１４  支柱、１５  ベース部材、１６  フレーム、１７  押さえ板ばね、１８  スペーサ、１９  コイルばね、２０  位置規制ピン、２１ａおよび２１ｂ  基板支持部材の第一の対の側縁部、２１ｃおよび２１ｄ  基板支持部材の第二の対の側縁部、２２  ロッド、２３  ロッド、２４  アクチュエータ、２５  力伝達バー、２６  力伝達ローラ、２７  アクチュエータ、２８  力伝達バー、２９  力伝達ローラ、３０  ＣＣＤカメラ、３１  ベース、３２  カメラＸ方向移動装置、３３  カメラＹ方向移動装置、３４  Ｘシャッター、３４ａ  平板部材、３４ｂ  平板部材、３４ｃ  蝶番、３４ｄ  蝶番、３４ｅ  遮光部、３４ｆ  鈎型シャッター部材、３６  Ｙシャッター部材、３７  紫外線、４０  パターン面。
【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】
0005053929.tif 000009
【図９】
0005053929.tif 000010
【図１０】
0005053929.tif 000011
【図１１】
0005053929.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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