JP2005003965A - 露光装置 - Google Patents

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Abstract

【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

Description

【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、
Figure 2005003965
【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。

Claims (4)

  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。
  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。
  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。
  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。
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