CN100454146C

CN100454146C - 曝光装置

Info

Publication number: CN100454146C
Application number: CNB2006100073563A
Authority: CN
Inventors: 屋木康彦; 薮慎太郎; 氏益稔
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: TWI243971B; JP4192039B2; CN1573569A; JP2004361767A; CN1284049C; CN1818794A; TW200428162A

Abstract

一种曝光装置，对基板与掩模进行校准，在将上述掩模密合于上述基板的状态下进行曝光，其中基板具有多个定位用的校准标记，掩模具有用来与上述校准标记对准位置的多个掩模标记并设有规定图案，曝光装置具有：以多个掩模标记为基础，求出掩模整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点MB的单元；以上述校准标记为基础，求出基板的整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点WB的单元；对掩模标记的分配点MB与校准标记的分配点WB进行比较的第一比较单元；根据第一比较单元的比较结果，判断上述校准标记的分配点WB相对于上述掩模标记的分配点MB是否在容许范围内的第一判断单元；在上述第一判断单元判断出在容许范围内时，将曝光光线照射于上述基板整体。

Description

曝光装置

本申请基于中华人民共和国专利法实施细则第42条作出，为2004年6月4日提交的发明名称为“曝光装置的曝光方法”、申请号为200410048823.8的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板、液晶基板等基板和掩模的曝光装置，特别涉及根据掩模与基板的分配点(按分点)进行曝光作业的曝光装置。

背景技术

专利文献1：特开平11-194507号公报(段落0011～0014、图3)

专利文献2：特开2000-122303号公报(全文)

以往，在制作印刷电路板时，使用下述的曝光装置，该曝光装置将设有电路图案的掩模与基板校准后，通过在使两者密合的状态下照射曝光光线，将电路的图案复制到基板上。

这样的曝光装置具有：放置基板的基座；对基座上的基板进行曝光的具有规定图案并位于基座上部的掩模；使掩模或基板进行校准移动的校准移动装置；对掩模及基板曝光的由光源及反射镜等组合构成的光学系统。

此外，已经公知如下的曝光方法(例如，参照专利文献1)：将基板与掩模划分成任意区域(例如四个区域)，首先进行基板整体的校准，然后进行各个区域的校准，从完成校准的区域开始顺序进行曝光作业，反复进行该动作而完成基板整体的曝光作业。

而且，提出了如下方法(例如，参照专利文献2)：对多个图案整体进行曝光(通过光束扫描进行描绘)时，测量应被曝光的区域各自的重心位置以及整体的重心位置，以此测量数据为基础，根据多个区域各自的基准位置信息分别进行校正，根据校正后的数据，对各个图案进行曝光。

但是，在专利文献1中记载的技术中，由于首先进行基板整体的校准，按照适当的顺序对划分的任意区域进行校准，从完成了校准的区域开始进行曝光，因此，在划分成四个区域的情况下，基板整体的校准需要进行五次校准步骤，而即使在划分成两个区域的情况下，也必须进行三次校准步骤，很耗费时间。

而且，由于首先通过掩模及基板的标记对基板整体进行校准，因此再对各个区域进行校准后，误差变大。

由于专利文献2中记载的技术是如下方法：测量应被曝光的各个图案的重心位置及整体的重心位置，以此测量数据为基础，校正多个区域各自的基准位置信息，根据校正后的数据，对各个图案进行曝光，因此，各个图案的曝光需要时间，而且很难将其应用到如印刷基板的曝光装置那样的、使掩模与基板密合来对掩模的图案进行直接曝光的装置中。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的是提供一种曝光装置，可迅速进行基板的整体曝光。

作为解决上述问题的手段，本发明的曝光装置对基板与掩模进行校准，在将上述掩模密合于上述基板的状态下进行曝光，其中基板具有多个定位用的校准标记，掩模具有用来与上述校准标记对准位置的多个掩模标记并设有规定图案，该曝光装置具有：以上述多个掩模标记为基础，求出上述掩模整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点MB的单元；以上述校准标记为基础，求出上述基板的整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点WB的单元；对上述掩模标记的分配点MB与上述校准标记的分配点WB进行比较的第一比较单元；根据上述比较单元的比较结果，判断上述校准标记的分配点WB相对于上述掩模标记的分配点MB是否在容许范围内的第一判断单元；在上述第一判断单元判断出在容许范围内时，将曝光光线照射于上述基板整体。

此外，在该曝光装置中，还可以将掩模标记之间的分配点与基板的校准标记之间的分配点进行比较，在校准状态不好的情况下，卸下该基板，因此，不会进行精度差的无效曝光。

附图说明

图1是表示本发明作为一例所用的曝光装置的主要部分的平面图。

图2是表示本发明作为一例所用的曝光装置的整体的立体示意图。

图3(a)是表示掩模标记的配置的示意图；图3(b)是表示基板的校准标记的配置的示意图。

图4是表示本发明作为一例所用的曝光装置的侧面示意图。

图5是本发明的曝光装置涉及的系统结构图。

图6是本发明涉及的曝光装置的曝光方法的实施方式的流程图。

符号说明

1：曝光装置；2：基座；3：基板；4：掩模；6：光源；7(7A～7D)：反射镜；8：摄影装置；9：控制机构；11：汽缸；13：桌体；24：数据输入部；25：数据运算部；26：数据比较部；27：判断部；28：曝光信号产生部；30：光闸(shutter)机构；M(M1～M6)：掩模标记；MA：分配点(掩模一半区域中的分配点)；MB：分配点(掩模一半区域中的分配点)；W(W1～W6)：校准标记；WA：分配点(基板一半区域中的分配点)；WB：分配点(基板一半区域中的分配点)。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明涉及的曝光装置的曝光方法的实施方式进行说明。

本发明是一种曝光装置，其对具有多个定位用的校准标记的基板、以及具有用于与校准标记对准位置的掩模标记并设有规定图案的掩模进行校准，在掩模密合于基板上的状态下进行曝光。

首先，对曝光装置进行说明。

在所参照的附图中，图1为表示曝光装置的主要部分的平面图。图2为曝光装置整体的立体示意图。图3(a)是表示掩模的掩模标记的配置的示意图。图3(b)是表示基板的校准标记的配置的示意图。图4为曝光装置的侧面示意图。

如图1、图2所示，曝光装置1包括：放置基板3的基座2；保持掩模4并设有掩模推动机构5(5A、5B、5C)的桌体13，其中掩模具有对基板3进行曝光的规定电路图案并位于基板3上，掩模推动机构5是使掩模4进行校准移动的校准机构；从由该桌体13所保持的掩模4的上方照射光并对基板3进行曝光的由光源6及反射镜7(7A～7B)等所构成的光学系统；用于检测基板3与掩模4的校准状态的摄影装置8；经由摄影装置8控制掩模推动装置5以进行基板3与掩模4的位置对准等的控制机构9(参照图5)；以及遮挡照射于基板3的规定区域的光线的光闸机构30(参照图4)等。

如图4所示，基座2可通过汽缸11上下活动而使基板3与掩模4密合，而且，为了将基板3固定于基座2上，在基座2的内部具有未图示的真空泵等吸附机构。因此，通过基座2上的大量的未图示的吸附孔，使吸附机构产生的吸引空气作用于孔内，从而将基板3吸附于基座2上。

而且，作为上述掩模推动机构5的替代物，也可以在汽缸11与基座3之间，配备分三级设置的可在x方向进行校准移动的平台20、可在y方向进行校准移动的平台21、以及可在θ方向进行校准移动的平台22，进行基板3与掩模4之间的校准作业。

基板3为例如由聚酯、聚酰亚胺、环氧树脂等材质构成的印刷电路板或液晶基板等。如图1或图3(b)所示，在基板3的表面的边缘部分，例如左右对称地设置有多个(此处为六个)O形标记或圆孔构成的校准标记W(W1～W6)。此外，基板3被未图示的输送装置运送到掩模4正下方的基座2的位置(在此，校准标记W是校准标记的总称)。

掩模4贴在由框缘状的掩模保持件14所保持的透光玻璃的下面。在掩模4上形成有未图示的规定电路图案，同时如图3(a)所示，其在边缘上左右对称地设置有多个(此处为六个)O形标记等标记，该O形标记是用于与基板3的校准标记W(W1～W6)对准位置的掩模标记M(M1～M6)(而且，掩模标记M是掩模标记的总称)。

如图1及图2所示，掩模保持件14通过球体等可自由移动地设置在桌体13上，掩模推动机构5具有：配置在该掩模保持件14的各边上的一对推动部5A、5B；配置在该推动部5A、5B的相邻边上的推动部5C；以及配置在与推动部5A、5B、5C相对的位置上的从动部16、16、16。通过适当地驱动该推动机构5(5A、5B、5C)，可使掩模4的掩模保持件14在X方向(图1的纸面左右方向)、Y方向(图1的纸面上下方向)，或者作为顺时钟方向或围绕垂直轴线的方向的θ方向进行校准移动。

如图2所示，光学系统包括：由照射包含规定波长的紫外线的放电灯以及配置在该放电灯后方的椭圆反射镜构成的光源6；将来自该光源6的照射光朝规定方向反射的平面反射镜7A、7B、7C及凹面反射镜7D；以及配置在光源6的光路中的规定位置上的蝇眼透镜7E。因此，来自光源6的光经由蝇眼透镜7E、平面反射镜7A、7B、7C及凹面反射镜7D，从掩模4上方作为平行光照射于基板3上。而且，优选在光源6上具有未图示的光闸，以便只有在曝光作业中才可以照射光。

摄影装置8例如为4台CCD照相机，固定于可在图1的箭头方向上水平移动的臂的前端。此外，该摄影装置8的相互的距离数据预先被输入到控制机构9(参照图5)的存储器等存储部(未图示)中。

如图4所示，光闸机构30设置在掩模保持件14的附近，具有遮挡来自凹面反射镜7D的照射光的遮蔽板32以及自由进退地保持该遮蔽板32的保持部31。

如图5所示，控制机构9具有数据输入部24、数据运算部25、数据比较部26、判断部27以及曝光信号产生部28。

而且，也可以用具有键盘与鼠标等输入装置以及CRT(Cathode-RayTube)或液晶画面之类的显示器的PC(personal computer)，来构成控制机构9。

在数据输入部24中，输入由摄影装置8所拍摄的校准标记W、掩模标记M的各数据。所输入的各数据是：对用摄影装置8依次输入的掩模4的掩模标记M1～M6和校准标记W1～W6的位置信息进行了光电转换后的位置数据；以及摄影装置8所移动的距离的移动数据等。

数据运算部25根据所输入的各数据，运算掩模标记M与校准标记W的位置关系，同时将运算出的位置数据存储在未图示的存储器等中。

此外，数据运算部25通过根据数据输入部24所输入的各数据，运算有特定关系的校准标记之间的距离数据、以及有特定关系的掩模标记之间的距离数据，从而运算基板3的一个一半区域或另一个一半区域中的位于对角方向的校准标记W的分配点WA、以及位于基板3整体的对角方向的校准标记W的分配点WB。

同样地，数据运算部25运算掩模4的一个一半区域或另一个一半区域中的位于对角方向的掩模标记M的分配点MA、以及位于掩模4整体的区域中的对角方向的掩模标记的分配点MB，将上述分配点WA、WB与分配点MA、MB作为位置数据分别存储在未图示的存储器等中。

数据比较部26比较掩模标记M与校准标记W的各位置数据的一致度，同时，将掩模标记的分配点MA、MB作为基准值数据，和对应成为该基准值数据的分配点MA、MB的校准标记的分配点WA、WB进行比较。

判断部27判断掩模标记M与校准标记W相对于预先设定的存储在未图示的存储器等中的基准值是在容许范围内还是在容许范围外，同时判断基板3整体的分配点WB与掩模4的分配点MB、或者分配点MA、MB相对于预先设定的存储在未图示的存储器等中的基准值是在容许范围内还是在容许范围外。

然后，若判断部27判断出掩模标记M与校准标记W在容许范围外，则输出信号，将信号传送给掩模推动机构5，通过掩模推动机构5进行校准作业。

此外，在判断部27判断出掩模标记M与校准标记W在容许范围内的情况下，对分配点MB与分配点WB进行判断，在分配点MB、WB在容许范围内的情况下，由曝光信号产生部28输出用于进行曝光的信号。

而且，在判断部27在对分配点MB与分配点WB的判断是在容许范围外的情况下，对分配点MA与分配点WA进行判断，在分配点MA与分配点WA在容许范围内的情况下，输出信号，以使如图4所示的光闸机构30动作，对不在曝光区域的位置进行遮光，同时照射来自光源6的照射光。

然后，在判断部27判断出分配点MA、WA在容许范围外的情况下，输出信号，通过未图示的机械手(handler)等输送装置将基板3从基座2卸下。

接着参照图6及其它附图，对本发明的曝光装置的曝光方法的一连串的流程进行说明。

首先，如图2所示，通过未图示的机械手等输送装置将基板3搬入到曝光装置1的基座2。在将搬入的基板3吸附于基座2的状态下，使基座2上升移动，使基板3与掩模4在相对的状态下真空密合。

当将掩模4与基板3真空密合后，如图1所示，各摄影装置8从退避位置移动，对掩模标记M与校准标记W进行拍摄，从而将掩模标记M与校准标记W的位置数据输入到数据输入部24(参照图5)中。

如图3、图5及图6所示，由于掩模4的掩模标记M1～M6以及基板3的校准标记W1～W6被输入到数据输入部24，因此，掩模4的掩模标记M1、M2之间、掩模标记M2、M4之间、掩模标记M4、M5之间、掩模标记M5、M6之间、以及掩模标记M1、M6之间、掩模标记M2、M5之间、掩模标记M3、M4之间，作为距离数据被输入到数据输入部24。

同时，基板3的校准标记W1、W2之间、校准标记W2、W4之间、校准标记W4、W5之间，校准标记W5、W6之间、以及校准标记W1、W6之间、校准标记W2、W5之间、校准标记W3、W4之间，作为距离数据被输入到数据输入部24。(S1)

接着，根据被输入数据输入部24的距离数据，在数据运算部25中，运算掩模标记M2、M4之间、M3、M5之间的分配点MA，以及相对于掩模4整体位于最远位置的掩模标记M1、M4之间、掩模标记M3、M6之间的分配点MB。同时，在数据运算部25中，运算校准标记W2、W4之间、W3、W5之间的分配点WA，以及相对于基板3整体位于最远位置的校准标记W1、W4之间、校准掩模标记W3、W6之间的分配点WB，将各个分配点MA、MB、WA、WB存储在数据运算部25中(S2)。

接着，通过使掩模4进行校准移动的校准机构的掩模推动机构5(5A、5B、5C)，根据掩模标记M及校准标记W，进行与放置于基座2上的基板3的校准作业(S3)。

接着，在与通过校准作业被校准移动后的掩模标记M的数据一致的状态下，对存储于运算部25的掩模的分配点MB的数据与基板的分配点WB的数据，在数据比较部26进行比较(比较步骤)(S4)。

用判断部27判断比较的结果是否在规定的容许范围内(判断步骤，S5)，若掩模标记M的分配点MB与校准标记的分配点WB在规定的容许范围内(“是”)，则由于可对基板3整体照射曝光光线，因此，根据来自判断部27的信号，通过曝光信号产生部28产生曝光信号，将曝光光线照射到基板3整体上(S6)。

另一方面，若步骤S5的判断为在容许范围外(“否”)，则由数据比较部26对存储于运算部25中的掩模标记M的分配点MA数据与校准标记的分配点WA数据进行比较(第二比较步骤、S7)。

由判断部27对比较的结果进行判断(第二判断步骤、S8)，若在规定的容许范围内(“是”)，则由于可以对基板3的一半区域WA进行曝光，因此，根据来自判断部27的信号，通过曝光信号产生部28产生曝光信号的同时，使光闸机构30的遮蔽板2动作，覆盖不曝光的另一半区域，仅对图3(b)所示的区域A进行曝光(S9)。若步骤S8中判断在规定的容许范围外(“否”)，则将未曝光的基板3卸下(S10)。此外，在进行曝光时，使摄影装置退避以避免干涉。

如以上所述，首先将基板3分成二个区域，运算位于一个区域A的对角方向的校准标记W2、W4以及校准标记W3、W5之间的分配点WA，接着以基板3整体为对象，同样地运算分配点WB，在与掩模4的分配点MA、MB进行比较后再曝光，因而，可以进行精度良好的曝光。

此外，本发明由于能以少量的步骤对基板3整体进行曝光，因此能够提高生产效率，同时，即使仅在应曝光的基板3的一半区域A中分配点WA与掩模一致，也可以进行曝光，因此，可以有效地利用基板材料。

本发明由于首先将基板3分成二个区域，运算位于一边区域A的对角方向的校准标记之间的分配点WA，接着以基板整体为对象，同样地运算分配点WB，在与掩模的分配点MA、MB进行比较之后进行曝光，因此，可以进行精度良好的曝光。

本发明由于能够以少量的步骤对基板整体进行曝光，因此，能够提高生产效率，同时，即使仅在应曝光的基板的一半区域中分配点与掩模一致，也可以进行曝光，因此，可以有效地利用基板材料。

Claims

1、一种曝光装置，对基板与掩模进行校准，在将上述掩模密合于上述基板的状态下进行曝光，其中基板具有多个定位用的校准标记，掩模具有用来与上述校准标记对准位置的多个掩模标记并设有规定图案，该曝光装置具有：

以上述多个掩模标记为基础，求出上述掩模整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点MB的单元；

以上述多个校准标记为基础，求出上述基板整个区域的对角线彼此交叉所得到的分配点WB的单元；

对上述掩模标记的分配点MB与上述校准标记的分配点WB进行比较的第一比较单元；

根据上述第一比较单元的比较结果，判断上述校准标记的分配点WB相对于上述掩模标记的分配点MB是否在容许范围内的第一判断单元；

在上述第一判断单元判断出在容许范围内时，将曝光光线照射于上述基板整体。

2、根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括：

以上述多个掩模标记为基础，求出上述掩模的一半区域的对角线彼此交叉所得到的分配点MA的单元；

以上述多个校准标记为基础，求出上述基板的一半区域的对角线彼此交叉所得到的分配点WA的单元。

3、根据权利要求2所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括：

当上述第一判断单元判断为上述校准标记的分配点WB相对于上述掩模标记的分配点MB在容许范围外时，对上述掩模标记的分配点MA与上述校准标记的分配点WA进行比较的第二比较单元；

根据上述第二比较单元的比较结果，判断上述校准标记的分配点WA相对于上述掩模标记的分配点MA是否在容许范围内的第二判断单元；

当上述第二判断单元判断出在容许范围内时，将曝光光线照射于上述基板中的包括上述分配点WA的区域。

4、根据权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括：

当上述第二判断单元判断出上述校准标记的分配点WA相对于上述掩模标记的分配点MA在容许范围外时，卸下上述基板。