JP2009237255A - Exposure apparatus and exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置、及び露光方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method.
従来、プリント配線基板等に配線パターンを形成する画像形成装置として露光装置が知られている。 Conventionally, an exposure apparatus is known as an image forming apparatus for forming a wiring pattern on a printed wiring board or the like.
露光装置として、例えば、露光ステージ走査のピッチング成分を、ヘッド毎の画像出力タイミング変調にて補正する露光装置が知られている(例えば、特許文献1記載)。 As an exposure apparatus, for example, an exposure apparatus that corrects a pitching component of exposure stage scanning by image output timing modulation for each head is known (for example, Patent Document 1).
また、一般的に、基板にアライメント処理(補正処理)を行うための複数のアライメントマークを設けて、カメラ等の検出手段によって各アライメントマークを検出し、検出したアライメントマークの位置を、基準となる位置に合わせるように露光する露光装置が知られている。このような露光装置では、例えば、検出したアライメントマーク間の重心位置に、基準となる重心位置を合わせて露光したり、最小二乗法による処理を用いて、検出した各アライメントマークを、基準となる位置に合わせて露光したりする。 In general, a plurality of alignment marks for performing alignment processing (correction processing) is provided on the substrate, each alignment mark is detected by a detection means such as a camera, and the position of the detected alignment mark is used as a reference. An exposure apparatus that performs exposure so as to match the position is known. In such an exposure apparatus, for example, the center of gravity position between the detected alignment marks is aligned with the position of the center of gravity serving as a reference, or each detected alignment mark is used as a reference using processing by the least square method. Exposure according to the position.
また、アライメントマーク(アライメント穴)のずれから算出したスケール比scxに基づいて、各描画領域の描画データを補正して、補正された各描画データ(各補正描画データ)を統合して、被描画体の表面を描画する露光装置が知られている(例えば、特許文献2記載)。 Further, based on the scale ratio scx calculated from the displacement of the alignment mark (alignment hole), the drawing data of each drawing area is corrected, and the corrected drawing data (each corrected drawing data) is integrated to draw An exposure apparatus that draws the surface of a body is known (for example, described in Patent Document 2).
ここで、プリント基板は積層工程などにおいて、反りやうねり等が発生する場合がある。このため、露光装置では、吸着ポンプなどによってプリント基板を露光ステージへ密着させることで、発生した反りやうねり等を緩和させる場合がある。しかしながら、発生した反りやうねりの状況によっては、吸着ポンプなどを用いて反りやうねりを緩和させても、正常な露光を行うことができない場合がある。反りが発生した基板は露光ステージ投影面積上縮む方向となり、補正が行われていない画像をそのまま描画すると、基板表面に対して大きく描画してしまい、これが図形精度劣化につながり、結果的にアライメント精度(位置合わせ精度)が劣化する要因となっている。ここで、基板の反りなどを、より緩和させるために、クランプ機能などで、基板を露光ステージに対して均一に押さえ付けることも考えられるが、このようなクランプ機能は比較的高価であり、クランプ機能を用いることはコストアップにつながると共に、基板を一枚ずつ押さえ付ける処理を行うため、この処理に時間がかかってしまい基板の生産性が劣化する、という問題が発生してしまう。そこで、このような場合に対処するために、例えば、特許文献2に記載の露光装置では、アライメント穴から基板の伸縮状態を計測し、いわゆるスケーリングを行っている。
しかしながら、特許文献2に記載の露光装置では、各描画領域の端に設けられたアライメント穴を計測してスケーリングを行っているが、基板のより小さな部分において局所的(部分的)なスケーリングを行っていないため、基板の局所的な部分において反りなどの変形が発生した場合については、図形の精度(図形精度)が劣化してしまう、という問題がある。
However, in the exposure apparatus described in
本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、基板のより小さな範囲における局所的(部分的)な反りなどの変形が発生した場合であっても、図形精度を良好にすることができる露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and even when deformation such as local (partial) warpage occurs in a smaller area of the substrate, the figure accuracy is improved. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus and an exposure method that can be used.
上記の目的を達成するために、本発明の露光装置は、感光層が設けられた基板の前記感光層に光を照射して露光するための露光手段と、所定搬送速度で搬送されている前記基板の前記感光層の所定方向に沿った複数の部位の高さを、所定距離間隔で検出する検出手段と、前記検出手段によって前記所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板を前記所定搬送速度で搬送して、前記検出手段により所定距離間隔で高さが検出された各基準部位の隣接する各基準部位間の感光層の各々を前記画像データに基づいて前記露光手段により露光したときの各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、感光層が露光されるように前記露光手段を制御する制御手段とを含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the exposure apparatus of the present invention comprises an exposure means for irradiating light to the photosensitive layer of the substrate provided with the photosensitive layer and exposing the photosensitive layer, and the exposure apparatus being conveyed at a predetermined conveyance speed. Detection means for detecting the height of a plurality of parts along a predetermined direction of the photosensitive layer of the substrate at predetermined distance intervals, and the height and image data of each part detected by the detection means at the predetermined distance intervals The exposure amount per unit area for exposing each of the photosensitive layers between the adjacent portions detected is based on the reference substrate having a constant height of the photosensitive layer, and is transported at the predetermined transport speed. , Each of the photosensitive layers between reference portions adjacent to each of the reference portions whose heights are detected at predetermined distance intervals by the detecting means is exposed between the reference portions when the exposure means is exposed based on the image data. Standard dew per unit area In exposure consistent with each amount, the photosensitive layer is formed and a control means for controlling said exposure means so as to be exposed.
本発明に係る露光装置によれば、所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板の各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、感光層が露光される。これにより、各部位間で大きさが適切な露光画像が形成され、局所的(部分的)な反りなどの変形が発生した場合であっても、図形精度を良好にすることができる。 According to the exposure apparatus of the present invention, the exposure amount per unit area for exposing each of the photosensitive layers between adjacent parts detected based on the height of each part and image data detected at a predetermined distance interval. Each of the photosensitive layer is exposed with an exposure amount corresponding to each of the reference exposure amounts per unit area between the reference portions of the reference substrate where the height of the photosensitive layer is constant. Thereby, even when an exposure image having an appropriate size is formed between the respective parts and deformation such as local (partial) warpage occurs, the figure accuracy can be improved.
また、上記の目的を達成するために、本発明の露光方法は、所定搬送速度で搬送されている感光層が設けられた基板の前記感光層の所定方向に沿った複数の部位の高さを、所定距離間隔で検出し、前記所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板を前記所定搬送速度で搬送して、前記所定距離間隔で高さが検出された各基準部位の隣接する各基準部位間の感光層の各々を前記画像データに基づいて露光したときの各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、前記感光層に光を照射して露光する。 In order to achieve the above-mentioned object, the exposure method of the present invention includes the heights of a plurality of portions along a predetermined direction of the photosensitive layer of the substrate provided with the photosensitive layer transported at a predetermined transport speed. Detecting the exposure amount per unit area for detecting each photosensitive layer between adjacent parts detected based on the height and image data of each part detected at a predetermined distance interval. Each of the photosensitive layers between reference portions adjacent to each of the reference portions whose height is detected at the predetermined distance interval by transporting a reference substrate having a constant height of the photosensitive layer at the predetermined transport speed. Are exposed by irradiating light to the photosensitive layer with an exposure amount that matches each of the reference exposure amounts per unit area between the reference portions when each is exposed based on the image data.
本発明に係る露光方法によれば、所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板の各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、感光層が露光される。これにより、各部位間で大きさが適切な露光画像が形成され、局所的(部分的)な反りなどの変形が発生した場合であっても、図形精度を良好にすることができる。 According to the exposure method of the present invention, the exposure amount per unit area for exposing each of the photosensitive layers between adjacent parts detected based on the height of each part and image data detected at predetermined distance intervals. Each of the photosensitive layer is exposed with an exposure amount corresponding to each of the reference exposure amounts per unit area between the reference portions of the reference substrate where the height of the photosensitive layer is constant. Thereby, even when an exposure image having an appropriate size is formed between the respective parts and deformation such as local (partial) warpage occurs, the figure accuracy can be improved.
以上説明したように、本発明によれば、基板の生産性を良好にすることができる、という効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the effect that the productivity of the substrate can be improved is obtained.
以下、図面を参照して、本発明を露光装置に適用した場合の各実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention applied to an exposure apparatus will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態について説明する。図1及び図2に示すように、露光装置10は、4本の脚部9に支持された矩形厚板状の設置台12を備えている。設置台12の上面には、長手方向に沿って2本のガイド13が延設されており、これら2本のガイド13上には、矩形平盤状のステージ(台)14が設けられている。ステージ14は、長手方向がガイド13の延設方向を向くように配置され、ガイド13により設置台12上を往復移動可能に支持されており、ステージ14を移動させるための駆動装置15(図2参照)に駆動されてガイド13に沿って往復移動する。感光層16aが設けられた基板(感光材料)16が1枚ずつ搬入用のコンベア(INコンベア)90(図2参照)から搬送されてくると、ACハンド92(図2参照)によりINコンベア90上の基板16が把持されて、このステージ14の上面に載置位置を決められた状態で1枚ずつ吸着され保持される。また、露光済みの基板16は、ACハンド30に把持され、搬出用のコンベア(OUTコンベア)94に排出される。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the
設置台12の中央部よりもステージ14の移動方向の上流側にはゲート17が配置されており、下流側にはゲート18が配置されている。これらゲート17とゲート18とは所定の間隔で配置されている。ゲート17及びゲート18は、ステージ14の移動経路を跨ぐようにコ字状に形成されており、両先端部が設置台12の両側面に固定されている。
A
ステージ14の移動方向の上流側に配置されたゲート17には、その上流側に向けられた前面の上部(ステージ14の移動経路の上方)に、3台の変位センサ19がステージ14の移動方向と直交する方向に沿って所定の間隔で固定配置されている。変位センサ19のセンサ部20は下方へ向けられている。
Three
ステージ14の移動方向の下流側に配置されたゲート18には、その下流側に向けられた後面の上部(ステージ14の移動経路の上方)に、スキャナ21が固定配置されている。本実施の形態では、このスキャナ21と変位センサ19との間隔は、スキャナ21に設けられた後述する露光ヘッド22による露光開始位置と、変位センサ19による検出位置との距離が、基板16の長手方向の寸法よりも少し長くなるように設定されている。
In the
ここで、図3を参照して、本実施の形態の露光ヘッドについて説明する。スキャナ21は、図3に示すように、m行n列(例えば、2行4列)の略マトリックス状に配列された複数(例えば、8個)の露光ヘッド22を備えている。
Here, the exposure head of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the
露光ヘッド22で露光される領域である露光エリア23は、図3に示すように、短辺が走査方向に沿った矩形状であり、走査方向に対し、所定の傾斜角θで傾斜している。そして、ステージ14の移動に伴い、基板16には露光ヘッド22毎に帯状の露光済み領域24が形成される。なお、図1及び図3に示すように、走査方向は、ステージ移動方向とは向きが反対である。
As shown in FIG. 3, the
図4(A)及び(B)に示すように、露光ヘッド22はライン状に配列されている上に、帯状の露光済み領域24のそれぞれが、隣接する露光済み領域24と部分的に重なるように、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では1倍)ずらして配置されている。このため、たとえば、1行目の最も左側に位置する画像領域23Aと、画像領域23Aの右隣に位置する画像領域23Cとの間の露光できない部分は、2行目の最も左側に位置する画像領域23Bにより露光される。同様に、画像領域23Bと、画像領域23Bの右隣に位置する画像領域23Dとの間の露光できない部分は、画像領域23Cにより露光される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
図5及び図6には本発明の実施形態に係る露光ヘッドの光学系が示されている。 5 and 6 show the optical system of the exposure head according to the embodiment of the present invention.
基板16の感光層16aに光を照射して露光するための露光手段としての露光ヘッド22A〜22Hの各々は、図5及び図6(A)、(B)に示すように、入射された光ビームを画像データ(画像情報)に応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)25を備えている。このDMD25は、前述のコントローラ11に接続されている。このコントローラ11では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド22毎にDMD25の制御すべき領域内の各マイクロミラー(図示せず)の反射面の角度を制御する。したがって、画像データに応じて、DMD25の各ピクセルにおけるマイクロミラーの傾きを制御することによって、DMD25に入射された光はそれぞれのマイクロミラーの傾き方向へ反射される。それぞれのマイクロミラーのオン/オフ制御は、DMD25に接続されたコントローラ11によって行われ、オン状態のマイクロミラーにより反射された光は露光状態に変調され、DMD25の光出射側に設けられた投影光学系へ入射する。またオフ状態のマイクロミラーにより反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体(図示せず)に入射する。
Each of the exposure heads 22A to 22H as exposure means for irradiating the
DMD25の光入射側には、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア23の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源26、ファイバアレイ光源26から出射されたレーザ光を補正してDMD25上に集光させるレンズ系27、レンズ系27を透過したレーザ光をDMD25に向けて反射する反射鏡28がこの順に配置されている。
On the light incident side of the
レンズ系27は、ファイバアレイ光源26から出射されたレーザ光を平行光化する1対の組合せレンズ27a、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する1対の組合せレンズ27b、及び光量分布が補正されたレーザ光をDMD25上に集光する集光レンズ27cで構成されている。組合せレンズ27bは、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
The
またDMD25の光反射側には、DMD25で反射されたレーザ光を基板16の走査面(被露光面)16a上に結像するレンズ系29、30、レンズ系29、30を透過したレーザ光の焦点距離を所定範囲内で調整するフォーカス機構31がこの順に配置されている。
Further, on the light reflection side of the
レンズ系29、30は、DMD25と被露光面16aとが共役な関係となるように配置されており、本実施形態では、ファイバアレイ光源26から出射されたレーザ光が均一化され、DMD25に入射された後、各画素がこれらのレンズ系29、30によって約5倍に拡大され、集光されるように設定されている。
The
また、本実施の形態では、露光装置10は、INコンベア90上の基板16を検出可能な位置に配置された検出センサ32(図2参照)を備えている。この検出センサ32には、例えば、光学センサが用いられる。本実施の形態では、検出センサ32は、基板16を検出した場合には、基板16を検出したことを表すON状態の検出信号を出力し、基板16を検出していない場合には、OFF状態の検出信号を出力する。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、露光装置10には、ステージ14の移動変位量を検出するためのリニアエンコーダ(図示せず)が設けられている。このリニアエンコーダは、ステージ14の移動変位量を検出可能な位置に設けられている。
In the present embodiment, the
また、リニアエンコーダ(図示せず)、ステージ14の駆動装置15、スキャナ21の各露光ヘッド22の各DMD25、変位センサ19、検出センサ32、INコンベア90、ACハンド92、及びOUTコンベア94は、これらを制御するコントローラ11に接続されている。このコントローラ11により、例えば、後述する露光装置10の露光動作時には、ステージ14は所定の速度で移動するよう制御され、変位センサ19は所定のタイミングで基板16を検出するよう制御され、露光ヘッド22は所定のタイミングで基板16を露光するよう制御される。
Also, a linear encoder (not shown), a
コントローラ11は、I/O(入出力)ポート11a、ROM(Read Only Memory)11b、HDD(Hard Disk Drive)11c、CPU(Central Processing Unit)11d、RAM(Random Access Memory)11e、並びにこれらI/Oポート11a、ROM11b、HDD11c、CPU11d、及びRAM11eを互いに接続するバス11fを含んで構成されている。
The
記憶媒体としてのROM11bには、OS等の基本プログラムが記憶されている。
A basic program such as an OS is stored in the
記憶媒体としてのHDD11cには、詳細を以下で説明する露光処理、及びスケール率演算処理の各処理ルーチンを実行するための各プログラムが記憶されている。また、HDD11cには、詳細を以下で説明するスケール率テーブルが記憶されている。
The
次に、コントローラ11のCPU11dが実行する露光処理の処理ルーチンについて図7を用いて説明する。なお、本実施の形態において、図示しないキーボード等の入力装置がコントローラ11に接続されており、この入力装置から露光処理を実行する指示がオペレータから入力され、かつ外部の図示しないPC等から基板16に設けられた感光層16aを露光するための画像データ(画像情報)が入力された場合に露光処理が実行される。
Next, a processing routine of exposure processing executed by the
まず、ステップ100で、検出センサ32からの検出信号がOFF状態からON状態へと変化したか否かを判定することにより、露光対象の基板16が存在するか否かを判定する。なお、本実施の形態のステップ100では、所定時間以上、検出センサ32からの検出信号がOFF状態である場合には、露光対象となる基板16が存在しなくなったとみなして、露光処理を終了する。
First, in
ステップ100で、検出センサ32からの検出信号がOFF状態からON状態へと変化したと判定された場合には、次のステップ102へ進む。
If it is determined in
ステップ102では、スケール率演算処理を実行する。ここで、ステップ102のスケール率演算処理の処理ルーチンの詳細について図8を用いて説明する。 In step 102, a scale rate calculation process is executed. Here, the details of the processing routine of the scale ratio calculation process in step 102 will be described with reference to FIG.
まず、ステップ200で、ACハンド92によりINコンベア90からステージ14の上面に移動させられて、その載置位置が決められた状態でステージ14上に保持された基板16が載置されたステージ14が所定搬送速度(例えば、秒速10mm)で下流側に移動するように、ステージ14の駆動装置15を制御する。これにより、ステージ14と共に基板16が所定搬送速度で下流側に移動する。
First, in
次のステップ202では、変位センサ19からの検出信号に基づいて、ステージ14の先端を検出したか否かを判定する。変位センサ19を用いてステージ14の先端を検出する方法は、様々な方法が考えられるが、例えば、変位センサ19からの検出信号が示す距離の大きさが、ステージ14の厚みの分だけ小さくなったか否かを判定することにより、ステージ14の先端を検出することが可能である。
In the
ステップ202で、ステージ14の先端を検出したと判定された場合には、次のステップ204へ進む。ステップ204では、リニアエンコーダからの検出信号に基づいて、ステージ14が所定距離L(例えば、10mm)移動する毎に、変位センサ19からの検出信号を取り込むことを開始する。
If it is determined in
次のステップ206では、変位センサ19からの検出信号に基づいて、ステージ14の後端を検出したか否かを判定する。変位センサ19を用いてステージ14の後端を検出する方法は、様々な方法が考えられるが、例えば、変位センサ19からの検出信号が示す距離の大きさが、ステージ14の厚みの分だけ大きくなったか否かを判定することにより、ステージ14の後端を検出することが可能である。
In the
ステップ206で、ステージ14の後端を検出していないと判定された場合には、上記ステップ204へ戻り、変位センサ19からの検出信号を上記所定距離間隔で取り込むことを継続する。
If it is determined in
このように、上記ステップ204〜206の処理を繰返し行うことによって、基板16の感光層16aの所定方向(走査方向、Y方向)に沿った複数の部位の高さを、ステージ14の移動方向に所定距離間隔で検出したデータを取り込むことができる。
As described above, by repeatedly performing the processing in
一方、ステップ206で、基板16の後端を検出したと判定された場合には、次のステップ208へ進む。ステップ208では、上記ステップ204において所定距離間隔で取り込んだ検出信号に基づいて、所定距離間隔で検出された各部位と変位センサ19のセンサ部20との距離を演算し、演算された各部位と変位センサ19のセンサ部20との距離から、基板16の感光層16aの所定方向(走査方向、Y方向)に沿った複数の部位の高さを演算する。なお、演算された各部位と変位センサ19のセンサ部20との距離から、複数の部位の高さを演算する方法は、例えば、ステージ14の高さを基準の高さとして用いることにより、ステージ14を基準とした高さを演算することができる。これにより、ステージ14が例えば、秒速10mmで下流側に移動し、変位センサ19からの検出信号を、例えば、10mm間隔で取り込んだ場合には、図9(A)、(B)に示すように、ステージ14投影面積上のY方向(走査方向)にL間隔(この場合にはL=10mm)となる基板16の感光層の所定方向(本実施の形態ではY方向)に沿った複数の部位(P1〜PN:N個の部位)の高さが演算される。なお、図9(B)は、横軸Yが、基板16の各部位のステージ14上のY方向の位置を表し、縦軸Zがステージ14からの高さを表しており、隣接する各部位間(PK〜PK+1)(ただし、K=1、2、・・・、N−1)の高さを直線補間により演算して求めた一例を示している。以下、部位PK(K=1、2、・・・、N)のステージ14上のY方向の位置をYKと表し、部位PKのステージ14からの高さをMKと表す。
On the other hand, if it is determined in
次のステップ210では、変数Kの値を1に設定し、次のステップ212で、変数Kの値を1インクリメントする。
In the
次のステップ214では、図10に示すように、下記の式(1)によって、部位PK−1〜部位PKの区間におけるステージ14に対する基板16の反り角度θKを演算する。
θK=(MK−1−MK)÷L・・・式(1)
In the
θ K = (M K−1 −M K ) ÷ L (1)
なお、ステップ214では、下記の式(2)によって反り角度θKを演算するようにしてもよい。
θK=arctan((MK−1−MK)÷L)・・・式(2)
In
θ K = arctan ((M K−1 −M K ) ÷ L) Expression (2)
次のステップ216では、部位PK−1〜部位PKの区間における基板16の長さLKを、下記の式(3)によって演算する。
LK=L÷cosθK・・・式(3)
In the
L K = L ÷ cos θ K (3)
次のステップ218では、上記ステップ216で演算されたLKをLで除算した値(LK÷L)(=1/cosθK)を、部位PK−1〜部位PKの区間における基板16のスケール率として演算し、演算したスケール率(LK÷L)と、部位PK−1〜部位PKの区間とを対応付けて、HDD11cに記憶されている図11に示すようなスケール率テーブル70に登録する。
In the
次のステップ220では、変数Kの値がNより大きくなったか否かを判定することにより、上記ステップ218で全ての区間において、対応するスケール率を演算してスケール率テーブル70に登録したか否かを判定する。
In the
ステップ220で、変数Kの値がN以下であると判定された場合には、全ての区間において、対応するスケール率を演算してスケール率テーブル70に登録していないと判断して、上記ステップ212に戻り、上記で説明した以降の処理を行う。
If it is determined in
一方、ステップ220で、変数Kの値がNより大きいと判定された場合には、スケール率演算処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in
以上、説明したように、スケール率演算処理では、ステップ212〜218の処理を、ステップ220で変数Kの値がNより大きいと判定されるまで繰り返すことにより、図11に示すように、スケール率テーブル70には、各区間でのスケール率が登録される。
As described above, in the scale ratio calculation process, the processes in
次のステップ104では、上記所定搬送速度で搬送されてくる基板16に設けられた感光層の各区間(部位PK−1〜部位PKの区間:K=2、3、・・・、N)に対応するスケール率をHDD11cに記憶されているスケール率登録テーブル70から読み取って、上記所定搬送速度で搬送されてくる基板16に設けられた感光層16aの各区間を、対応するスケール率に応じて露光するように各露光ヘッド22のDMD25を制御する。なお、スケール率に応じて露光する方法については、例えば、特開平10−199794号公報などに記載されている方法がある。これにより、図12(A)に示すように、検出された隣接する部位間(部位PK−1〜部位PKの区間:K=2、3、・・・、N)の感光層の各々を露光する単位面積DK(K=1、2、・・・、N−1)当りの露光量の各々が、図12(B)に示すように、感光層16´aの高さが一定である基準となる基板16´(図12(B)の例では、基板16´の感光層16´aの高さH´はステージ14と平行である。すなわち基板16´は反りなどの変形が発生していない。)を上記所定搬送速度で搬送して、変位センサ19により上記所定距離間隔で高さが検出された各基準部位(基準部位P´1〜基準部位P´K)の隣接する各基準部位間(基準部位P´K−1〜部位P´Kの区間:K=2、3、・・・、N)の感光層16´aの各々を、入力された画像データに基づいて各露光ヘッド22により露光したときの各基準部位間における単位面積DK(K=1、2、・・・、N−1)当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、基板16の感光層が露光される。つまり、ステップ104での処理によって、基板16の変形に合わせて、適切な大きさの露光画像が基板16の感光層16aに形成される。
In the
以上、第1の実施の形態について説明した。本実施の形態の露光装置10によれば、所定距離間隔で検出された各部位(部位PK−1〜部位PK)の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間(部位PK−1〜部位PKの区間:K=2、3、・・・、N)の感光層16aの各々を露光する単位面積DK(K=1、2、・・・、N−1)当りの露光量の各々が、感光層16´aの高さが一定である基準となる基板16´の各基準部位間(基準部位P´K−1〜部位P´Kの区間:K=2、3、・・・、N)における単位面積DK当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、感光層16aが露光される。これにより、各部位間(部位PK−1〜部位PKの区間:K=2、3、・・・、N)で大きさが適切な露光画像が形成され、局所的(部分的)な反りなどの変形が発生した場合であっても、図形精度を良好にすることができる。
The first embodiment has been described above. According to
[第2の実施の形態]
次に第2の実施の形態の露光装置について説明する。第1の実施の形態と異なる点は、特開2005−283896号公報等に記載されているような露光ステージ走査のピッチング成分を、ヘッド毎の画像出力タイミング変調にて補正するピッチング補正回路を本実施の形態の露光装置が備えている点である。このピッチング補正回路は、所定値、例えば10mm間隔での画像出力タイミングを調整することが可能で、ステージ挙動として10mm制御時に、実際のステージが10.1mm移動した場合、ピッチング補正回路に10.1mmと設定すると、10/10.1mmのスケーリング処理を行う。このような場合に、上記のステップ218でスケール率テーブル70に登録されたスケール率を用いて、各区間毎に、反りによるスケーリング込みのピッチング補正値PHKを下記の式(4)を用いて演算する。
PHK=現状のピッチング補正値÷対応する区間のスケール率・・・式(4)
そして、全区間(部位PK−1〜部位PKの区間:K=2、3、・・・、N)において、PHKを演算して、演算したPHKを用いて上記ピッチング補正回路によってスケーリング処理を行うことにより、ピッチング方向だけでなく、高さ方向においても露光の補正を行うことが可能となる。
[Second Embodiment]
Next, an exposure apparatus according to the second embodiment will be described. The difference from the first embodiment is that a pitching correction circuit for correcting the pitching component of exposure stage scanning as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-283896 and the like by image output timing modulation for each head is provided. It is the point with which the exposure apparatus of embodiment is equipped. This pitching correction circuit can adjust the image output timing at a predetermined value, for example, an interval of 10 mm, and when the actual stage moves 10.1 mm when controlling the stage as 10 mm, the pitching correction circuit is set to 10.1 mm. Is set, a scaling process of 10 / 10.1 mm is performed. In such a case, using a scale factor that is registered on the scale rate table 70 in the
PH K = current pitching correction value ÷ scale ratio of the corresponding section (formula 4)
And in all the sections (section P K-1 to section P K : K = 2, 3,..., N), PH K is calculated, and the pitching correction circuit uses the calculated PH K. By performing the scaling process, exposure correction can be performed not only in the pitching direction but also in the height direction.
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態の露光装置について説明する。本実施の形態の露光装置が、第1の実施の形態と異なる点は、基板にアライメント処理(補正処理)を行うための複数のアライメントマークを設けて、カメラ等の検出手段によって各アライメントマークを検出し、検出したアライメントマークの位置を、基準となる位置に合わせるように露光する点である。本実施の形態の露光装置では、例えば、検出したアライメントマーク間の重心位置に、基準となる重心位置を合わせて露光する。本実施の形態において、基板に反りが発生している場合には、図13(A)に示すように、この反りによって、測定したアライメントマークの位置がずれているので、誤差が発生する。このため反りの影響を受けないように、図13(B)に示すように、計測結果をオフセットする。この場合におけるオフセット量は、アライメントのY方向の距離間の補正データを用いて、上記間隔L(例えばL=10mm)に対しての増減分を累積した量である。このとき重心位置がピッチングデータの狭間にある場合には、例えば、直線補間を行って求める。ここで、アライメントマークのY方向の位置は回転成分などによってずれが生じる場合があるが、アライメントマークのY方向の位置は、X方向における2点のアライメントマークのY方向の中間値としてもよい。この差分の半分が重心位置のずれとなる。
[Third Embodiment]
Next, an exposure apparatus according to the third embodiment will be described. The exposure apparatus of the present embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of alignment marks for performing alignment processing (correction processing) are provided on the substrate, and each alignment mark is detected by detection means such as a camera. The point of exposure is to detect and align the position of the detected alignment mark with the reference position. In the exposure apparatus of the present embodiment, for example, exposure is performed by aligning the center of gravity position serving as a reference with the center of gravity position between the detected alignment marks. In the present embodiment, when the substrate is warped, an error occurs because the position of the measured alignment mark is shifted due to the warp as shown in FIG. Therefore, the measurement result is offset as shown in FIG. 13B so as not to be affected by the warp. The offset amount in this case is an amount obtained by accumulating an increase / decrease amount with respect to the interval L (for example, L = 10 mm) using correction data between distances in the Y direction of alignment. At this time, when the position of the center of gravity is between the pitching data, it is obtained by performing linear interpolation, for example. Here, the position in the Y direction of the alignment mark may be shifted due to a rotation component or the like, but the position in the Y direction of the alignment mark may be an intermediate value in the Y direction of two alignment marks in the X direction. Half of this difference is a shift in the center of gravity.
また、反りスケーリングは、露光開始後の描画タイミングで補正するため、基板全体を縮めるような制御の場合、露光開始位置を同じにすると、図13(C)に示すように、露光開始位置の方にオフセットされて露光が開始される。これを防止するために、露光開始位置からアライメントマーク重心位置までの累積ずれ分を演算し、図13(D)に示すように、この累積ずれ分だけ露光開始位置をオフセット処理して描画を開始する。 In addition, since warping scaling is corrected at the drawing timing after the start of exposure, in the case of control to shrink the entire substrate, if the exposure start position is the same, as shown in FIG. And exposure is started. In order to prevent this, the cumulative deviation from the exposure start position to the alignment mark centroid position is calculated, and as shown in FIG. 13D, the exposure start position is offset by this cumulative deviation and drawing is started. To do.
10 露光装置
11 コントローラ
11c HDD
11d CPU
14 ステージ
16 基板
16a 感光層
19 変位センサ
21 スキャナ
10
11d CPU
14
Claims (2)
所定搬送速度で搬送されている前記基板の前記感光層の所定方向に沿った複数の部位の高さを、所定距離間隔で検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板を前記所定搬送速度で搬送して、前記検出手段により所定距離間隔で高さが検出された各基準部位の隣接する各基準部位間の感光層の各々を前記画像データに基づいて前記露光手段により露光したときの各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、感光層が露光されるように前記露光手段を制御する制御手段と、
を含む露光装置。 Exposure means for irradiating the photosensitive layer of the substrate provided with the photosensitive layer with light for exposure;
Detecting means for detecting the heights of a plurality of portions along a predetermined direction of the photosensitive layer of the substrate being transported at a predetermined transport speed at predetermined distance intervals;
Based on the height and image data of each part detected by the detection means at the predetermined distance interval, each of the exposure amounts per unit area for exposing each of the photosensitive layers between the adjacent parts detected is a photosensitive amount. A reference substrate having a constant layer height is transported at the predetermined transport speed, and the photosensitive layer between each reference portion adjacent to each reference portion whose height is detected at a predetermined distance interval by the detection means. The exposure means is controlled such that the photosensitive layer is exposed with an exposure amount that matches each of the reference exposure amounts per unit area between the reference portions when each is exposed by the exposure means based on the image data. Control means to
Exposure apparatus.
前記所定距離間隔で検出された各部位の高さ及び画像データに基づいて、検出された隣接する部位間の感光層の各々を露光する単位面積当りの露光量の各々が、感光層の高さが一定である基準となる基板を前記所定搬送速度で搬送して、前記所定距離間隔で高さが検出された各基準部位の隣接する各基準部位間の感光層の各々を前記画像データに基づいて露光したときの各基準部位間における単位面積当りの基準露光量の各々と一致する露光量で、前記感光層に光を照射して露光する
露光方法。 Detecting the height of a plurality of portions along a predetermined direction of the photosensitive layer of the substrate provided with the photosensitive layer being conveyed at a predetermined conveyance speed at predetermined distance intervals;
Based on the height of each part detected at the predetermined distance interval and the image data, the exposure amount per unit area for exposing each photosensitive layer between adjacent parts detected is the height of the photosensitive layer. A reference substrate having a constant is transported at the predetermined transport speed, and each of the photosensitive layers between the reference portions adjacent to each reference portion whose height is detected at the predetermined distance interval is based on the image data. An exposure method in which exposure is performed by irradiating the photosensitive layer with light at an exposure amount that matches each of the reference exposure amounts per unit area between the respective reference sites when exposed.
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