JP2012220923A - Method for alignment between mask and work - Google Patents

Method for alignment between mask and work Download PDF

Info

Publication number
JP2012220923A
JP2012220923A JP2011089992A JP2011089992A JP2012220923A JP 2012220923 A JP2012220923 A JP 2012220923A JP 2011089992 A JP2011089992 A JP 2011089992A JP 2011089992 A JP2011089992 A JP 2011089992A JP 2012220923 A JP2012220923 A JP 2012220923A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
work
workpiece
mark
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011089992A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5533769B2 (en
Inventor
Ryoichi Mishio
亮一 三塩
Toyoji Inoue
豊治 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2011089992A priority Critical patent/JP5533769B2/en
Priority to TW101107484A priority patent/TWI452447B/en
Priority to KR1020120038534A priority patent/KR101445914B1/en
Priority to CN201210109339.6A priority patent/CN102736445B/en
Publication of JP2012220923A publication Critical patent/JP2012220923A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5533769B2 publication Critical patent/JP5533769B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a position of a pattern formed on a work by projection exposure from being deviated from a position of a pattern formed by previous exposure processing and a position of a mask pattern for screen printing or the like to be executed in the next step, even in the case of the occurrence of telescopic deformation on the work.SOLUTION: During alignment in a projection exposure device, a scale factor by which a pattern of a mask M is enlarged or reduced is adjusted so as to minimize a value obtained by adding the sum total of amounts of deviation dM between positions of mask marks MAM1 to MAM4 of the mask and reference positions of mask marks SAM1 to SAM4 of a screen mask for use in the next step to the sum total of amounts of deviation dR between mask marks MAM1 to MAM4 of the mask and work marks WAM1 to WAM4, and the mask M or the work W is moved to align the mask M and the work W with each other.

Description

本発明は、ワーク上にマスクパターンを投影して露光する投影露光装置におけるマスクとワークの位置合せ方法に関し、特に、処理工程において伸縮して大きさが変わるワークが対象であって、上記位置合わせに際し次の工程での位置合わせを考慮して位置合わせを行うことにより、当該投影露光処理の次の工程で、はんだのスクリーン印刷、コンタクト露光、プロキシミティ露光のような、大きさの定まったマスクとワークを接触もしくは接近させてマスクパターンをワーク上に転写する作業を行う場合にも、大きなずれを生じさせることなく、上記大きさの定まったマスクとワークの位置合わせを行うことが可能なマスクとワークの位置合せ方法に関するものである。   The present invention relates to a method of aligning a mask and a workpiece in a projection exposure apparatus that projects and exposes a mask pattern on the workpiece, and particularly to a workpiece whose size changes due to expansion and contraction in a processing step. At this time, by performing alignment in consideration of alignment in the next process, a mask having a fixed size such as solder screen printing, contact exposure, and proximity exposure is used in the next process of the projection exposure process. Even when the mask pattern is transferred onto the workpiece by bringing the workpiece into contact with or approaching the workpiece, the mask can be aligned with the fixed size mask without causing a large deviation. And the method of aligning the workpiece.

投影露光を行い、次の工程でマスクとワークを密着させてマスクパターンをワークに転写する例として、ここではスクリーン印刷を例として説明する。
プリント基板等の製造においては、投影露光装置によりワーク上にマスクパターンを転写する処理を行ってワークに配線パッドのパターンを形成し、その後、形成した配線パッド上にスクリーン印刷によりはんだを印刷する作業が行われる。
図9に上記配線パッドと、はんだが印刷(塗布)された配線パッドの概念図を示す。
同図(a)に示すように、投影露光処理等により、基板(ワーク)上に銅等の導体からなる配線パターンPpと配線パッドPdを形成し、同図(b)に示すように、配線パッドPd上に、スクリーン印刷により、はんだSを印刷(塗布)する。
As an example in which projection exposure is performed and the mask and workpiece are brought into close contact with each other in the next step and the mask pattern is transferred to the workpiece, screen printing is described here as an example.
In the manufacture of printed circuit boards and the like, a process of transferring a mask pattern onto a work by a projection exposure apparatus to form a wiring pad pattern on the work, and then printing solder on the formed wiring pad by screen printing Is done.
FIG. 9 is a conceptual diagram of the wiring pads and the wiring pads on which solder is printed (applied).
As shown in FIG. 6A, a wiring pattern Pp and a wiring pad Pd made of a conductor such as copper are formed on a substrate (work) by a projection exposure process or the like, and as shown in FIG. The solder S is printed (applied) on the pad Pd by screen printing.

上記スクリーン印刷は、マスクと上記配線パッドが形成されたワークを重ね合わせ、マスク上にはんだを塗布し、ワーク上の、マスクに設けられた開口部分に対応した位置にはんだを塗布するものである。なお、上記ワークに配線パッドのパターンを形成する工程では、プリント基板(ワーク)が伸縮するので、投影露光に際しては、ワークの伸縮に応じて投影するマスクパターン像の倍率を変化させる。
一方、上記スクリーン印刷では、マスクをワークに密着させてはんだを塗布するので、投影露光のようにワークの伸縮に応じて投影するマスクパターン像の倍率を変化させることはできず、上記ワークの伸縮を考慮して予め大きさを設定したマスクを使用して行うことになる。
In the screen printing, a mask and a work on which the wiring pads are formed are overlapped, solder is applied on the mask, and solder is applied to a position on the work corresponding to the opening provided in the mask. . In the step of forming the wiring pad pattern on the work, the printed circuit board (work) expands and contracts. Therefore, during projection exposure, the magnification of the mask pattern image to be projected is changed according to the expansion and contraction of the work.
On the other hand, in the screen printing, since the mask is adhered to the workpiece and solder is applied, the magnification of the mask pattern image to be projected cannot be changed according to the expansion and contraction of the workpiece as in projection exposure, and the expansion and contraction of the workpiece is performed. This is performed using a mask whose size is set in advance in consideration of the above.

以上のように、プリント基板などのワークに配線パッドのパターンを形成し、形成した配線パッドの上にはんだを載せる(印刷する)工程は、概ね次のようになる。
(ア)投影露光装置により、配線パターンを形成しているワークに配線パッドのパターンを形成する。
(イ)スクリーン印刷装置によりワークに形成した配線パッドの上にはんだを印刷する。
As described above, a process of forming a wiring pad pattern on a work such as a printed board and placing (printing) solder on the formed wiring pad is as follows.
(A) A pattern of a wiring pad is formed on a work on which a wiring pattern is formed by a projection exposure apparatus.
(A) Solder is printed on the wiring pad formed on the workpiece by the screen printing apparatus.

上記処理について、さらに具体的に説明する。
(ア)投影露光によるワークへの配線パットのパターンの形成
まず上記(ア)の工程について説明する。なおこの工程の前に、ワークにはすでに配線パターンが形成されている。
投影露光装置により、配線パッドのパターンを形成したマスクと、レジストを塗布したワーク(配線パターンがすでに形成されている)を、所定の位置関係に位置合わせ(アライメント)し、その後、このマスクを介してワークに露光光を照射する。これにより、ワークの所定の位置に配線パッドのパターンがワークに転写(露光)される。
上記の露光処理に使用される投影レンズを備えた露光装置の一例が、特許文献1(特開平9−82615)に記載されている。同公報の図1等に示される露光装置により、上記位置合わせを行う場合の動作を、図10を使って説明する。なお、図10においては、図が複雑になるのでワークに形成されている配線パターンを省略している。
The above process will be described more specifically.
(A) Formation of wiring pad pattern on workpiece by projection exposure First, the process (A) will be described. Prior to this step, a wiring pattern has already been formed on the workpiece.
The projection exposure apparatus aligns the mask on which the wiring pad pattern is formed and the workpiece coated with resist (the wiring pattern is already formed) in a predetermined positional relationship, and then passes through this mask. Irradiate the workpiece with exposure light. Thereby, the pattern of the wiring pad is transferred (exposed) to the work at a predetermined position of the work.
An example of an exposure apparatus provided with a projection lens used for the above exposure process is described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-82615). The operation when the above alignment is performed by the exposure apparatus shown in FIG. 1 of the same publication will be described with reference to FIG. In FIG. 10, since the drawing is complicated, the wiring pattern formed on the workpiece is omitted.

図10(a)に示すように、マスクMには、ワークWに形成する配線パッドのパターンPが形成されている。ワークWはプリント基板などの樹脂基板である。
投影レンズ(特許文献1の図1等参照)は、マスクMに形成されているパターンPをワークW上に投影するレンズであり、投影レンズはズーム機構を備えており、ワークの伸縮に応じて投影するパターン像の倍率を変化させることができる。
露光処理においては、ワークWの所定の位置に配線パッドPdを形成するために、露光を行う前に、マスクMとワークWの位置合せを行う。そのため、図10(a)に示すようにマスクMにはマスク・アライメントマーク(以下マスクマークMAM)、ワークにはワーク・アライメントマーク(以下ワークマークWAM)が形成されている。
マスクとワークの位置合せは、平面内の2方向(X方向とY方向)及び回転方向(θ方向)について行うので、マスクマークMAMとワークマークWAMは、それぞれ2個所以上形成される。図10においては、マスクマークMAMとワークマークWAMは、それぞれ4個形成している。
As shown in FIG. 10A, a pattern P of wiring pads formed on the work W is formed on the mask M. The workpiece W is a resin substrate such as a printed circuit board.
The projection lens (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 1) is a lens that projects the pattern P formed on the mask M onto the workpiece W, and the projection lens includes a zoom mechanism, and according to the expansion and contraction of the workpiece. The magnification of the pattern image to be projected can be changed.
In the exposure process, in order to form the wiring pad Pd at a predetermined position of the workpiece W, the mask M and the workpiece W are aligned before exposure. Therefore, as shown in FIG. 10A, a mask alignment mark (hereinafter, mask mark MAM) is formed on the mask M, and a work alignment mark (hereinafter, work mark WAM) is formed on the workpiece.
Since the alignment of the mask and the work is performed in two directions (X direction and Y direction) and the rotation direction (θ direction) in the plane, two or more mask marks MAM and work marks WAM are formed. In FIG. 10, four mask marks MAM and four work marks WAM are formed.

マスクマークMAMとワークマークWAMの検出は、アライメント顕微鏡(特許文献1の図1等参照)により行う。アライメント顕微鏡は、形成するマスクマークとワークマークの数に合わせて設ける。
マスクMとワークWの位置合せの手順は、次のようなものである。
(a)投影レンズにより投影されるマスクマークMAMを、アライメント顕微鏡により検出する。また、ワークWに形成されているワークマークWAMをアライメント顕微鏡によって検出する。
(b)アライメント顕微鏡により検出したマスクマークMAMとワークマークWAMを装置の制御部において画像処理し、それぞれの位置座標を求める。
Detection of the mask mark MAM and the work mark WAM is performed by an alignment microscope (see FIG. 1 of Patent Document 1). The alignment microscope is provided according to the number of mask marks and work marks to be formed.
The procedure for aligning the mask M and the workpiece W is as follows.
(A) The mask mark MAM projected by the projection lens is detected by an alignment microscope. Further, the work mark WAM formed on the work W is detected by an alignment microscope.
(B) The mask mark MAM and the work mark WAM detected by the alignment microscope are subjected to image processing in the control unit of the apparatus, and the respective position coordinates are obtained.

(c)ワークマークWAMとマスクマークMAMの位置のずれ量の総和が最小になるように、望ましくは一致するように、マスクMまたはワークWをXYθ方向に移動する。また、ワークWが伸縮変形して、大きさに変化が生じている場合は、投影レンズのズーム機構により、ワークW上に投影するマスクパターン像の倍率を変える。
(d)図10(b)に示すように、左上のマスクマークMAM1とワークマークWAM1のずれ量をdR1、同様に右上の両マークMAM2とWAM2のずれ量をdR2、左下の両マークMAM3とWAM30のずれ量をdR3、右下の両マークMAM4とWAM4のずれ量をdR4(図の右側に、MAM4とWAM4のずれ量dR4を拡大して示す)とすると、4個所のマスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量の総和は、次の式(1)で表される。
そして図10(c)に示すように、上記ずれ量dRの総和がもっとも小さくなるように、(投影レンズにより)ワーク上に投影するマスクパターン像の倍率を変え、また、マスクとワークをXYθ方向に相対的に移動する。
(C) The mask M or the workpiece W is moved in the XYθ direction so that the total amount of displacement between the positions of the workpiece mark WAM and the mask mark MAM is preferably matched so as to be minimized. In addition, when the workpiece W is stretched and deformed to change its size, the magnification of the mask pattern image projected onto the workpiece W is changed by the zoom mechanism of the projection lens.
(D) As shown in FIG. 10B, the deviation amount between the upper left mask mark MAM1 and the work mark WAM1 is dR1, similarly, the deviation amount between the upper right marks MAM2 and WAM2 is dR2, and the lower left marks MAM3 and WAM30. If the shift amount between the two marks MAM4 and WAM4 in the lower right is dR4 (the shift amount dR4 between MAM4 and WAM4 is shown enlarged on the right side of the drawing), The total sum of WAM deviation amounts is expressed by the following equation (1).
Then, as shown in FIG. 10C, the magnification of the mask pattern image projected onto the work is changed (by the projection lens) so that the total sum of the shift amounts dR is minimized, and the mask and work are moved in the XYθ direction. Move relative to.

Figure 2012220923
Figure 2012220923

(e)位置合せ終了後、ワークWに対しマスクMを介して露光光を照射し、マスクMに形成されているパターンをワークW上に露光する。これにより、ワークWに形成されている配線パターンの所定の位置に配線パッドが形成される。 (E) After the alignment is completed, the work W is irradiated with exposure light through the mask M, and the pattern formed on the mask M is exposed on the work W. Thereby, a wiring pad is formed at a predetermined position of the wiring pattern formed on the workpiece W.

(イ)次に、(イ)のスクリーン印刷の工程について、図11、図12、図13を用いて説明する。
図11は、スクリーン印刷に用いられるマスクScM(以下、スクリーンマスクまたはメタルマスクという)の一例を示す図、図12はスクリーン印刷装置による作業を説明する図、図13はその手順を示すフローチャートである。
なお、上記スクリーン印刷技術については、例えば特許文献2の段落0004〜0006、図9や、特許文献3の段落0005、図6等に記載されている。
(A) Next, the screen printing process (A) will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 13. FIG.
FIG. 11 is a view showing an example of a mask ScM (hereinafter referred to as a screen mask or a metal mask) used for screen printing, FIG. 12 is a view for explaining operations by the screen printing apparatus, and FIG. 13 is a flowchart showing the procedure. .
The screen printing technique is described in, for example, paragraphs 0004 to 0006 of FIG. 9 and FIG. 9 and paragraphs 0005 and 6 of patent document 3.

以下、上記図11−図13により、はんだ塗布装置によるワークへのはんだ塗布(スクリーン印刷)手順の概要を説明する。
(a)不図示の搬送機構により、ワークWが図12(a)に示すワークステージ14上に置かれ保持される。なお、ワークには回路パターンが形成されている。
(b)ワークステージ駆動機構(不図示)が動作し、ワークステージ14は、スクリーンマスクScMとワークWとが近接する位置まで上昇(Z方向移動)する(図13のステップS1)。
なお、スクリーン印刷に使用されるスクリーンマスクScMは、図11に示すように、前記図9に示した配線パッドが形成されている位置に対応する位置に開口が設けられたものであり、同図には示していないが、露光装置で用いたマスクと同様に、スクリーンマスクScMにも4個所にアライメントマーク(スクリーンマスクのアライメントマークまたは第2のマスクマーク)SAMとして貫通孔が形成されている。
(c)スクリーンマスクScMの上に、図12(a)に示すアライメント顕微鏡16を挿入する(図13のステップS2)。
アライメント顕微鏡16は、マスクマークSAMとワークWに形成されているワークマークWAMを同時に検出する。即ち、アライメント顕微鏡16は、マスクマークSAMである貫通孔の中にワークマークWAMを検出する。(図13のステップS3)。
The outline of the procedure of solder application (screen printing) to the workpiece by the solder application apparatus will be described below with reference to FIGS.
(A) The workpiece W is placed and held on the workpiece stage 14 shown in FIG. A circuit pattern is formed on the workpiece.
(B) A work stage drive mechanism (not shown) is operated, and the work stage 14 is raised (moved in the Z direction) to a position where the screen mask ScM and the work W are close to each other (step S1 in FIG. 13).
As shown in FIG. 11, the screen mask ScM used for screen printing is provided with an opening at a position corresponding to the position where the wiring pad shown in FIG. 9 is formed. Although not shown, through-holes are formed in the screen mask ScM as alignment marks (alignment marks or second mask marks) SAM at four locations in the same manner as the mask used in the exposure apparatus.
(C) The alignment microscope 16 shown in FIG. 12A is inserted on the screen mask ScM (step S2 in FIG. 13).
The alignment microscope 16 simultaneously detects the mask mark SAM and the work mark WAM formed on the work W. That is, the alignment microscope 16 detects the work mark WAM in the through hole that is the mask mark SAM. (Step S3 in FIG. 13).

(d)はんだ塗布装置の制御部(不図示)は、検出したマスクマークSAMとワークマークWAMの位置情報に基づき、貫通孔であるマスクマークSAMの中心にワークマークWAMが来るように、ワークステージ駆動機構15によりワークステージ14をX方向(例えば同図の左右方向)、Y方向(例えば同図において紙面に対して垂直方向)、θ方向に移動(ワークステージ面に垂直な軸を中心として回転)させ、スクリーンマスクScMとワークWの位置合わせ(アライメント)を行う(図13のステップS4)。
なお、スクリーンマスクScMとワークWの位置合せは、マスクステージ13を移動させて行っても良いし、ワークステージ14とマスクステージ13の両方を移動させて行うようにしても良い。
(e)アライメント終了後、ワークステージ駆動機構によりワークステージ14を上昇させて、スクリーンマスクScMとワークWを接触させる(図13のステップS5)。
(f)図12(b)に示すように、スクリーンマスクScMとワークWを接触させた状態で、スキージ15と呼ばれるへらで、はんだ(クリームはんだ)をローリングさせながら、スクリーンマスクScMの開口の上を通過させ、ワークWに塗布する。ワークWには、スクリーンマスクScMの開口が形成されている部分にだけ、はんだが塗布され、はんだパッドが形成される(図13のステップS6)。
(D) The control unit (not shown) of the solder coating apparatus determines the work stage WAM so that the work mark WAM comes to the center of the mask mark SAM that is a through hole based on the detected position information of the mask mark SAM and the work mark WAM. The work mechanism 14 is moved by the drive mechanism 15 in the X direction (for example, the left-right direction in the figure), the Y direction (for example, the direction perpendicular to the paper surface in the figure), and the θ direction (rotated about an axis perpendicular to the work stage surface) The screen mask ScM and the workpiece W are aligned (alignment) (step S4 in FIG. 13).
The alignment of the screen mask ScM and the workpiece W may be performed by moving the mask stage 13 or by moving both the workpiece stage 14 and the mask stage 13.
(E) After the alignment is completed, the work stage 14 is raised by the work stage driving mechanism, and the screen mask ScM and the work W are brought into contact with each other (step S5 in FIG. 13).
(F) As shown in FIG. 12B, while the screen mask ScM and the workpiece W are in contact with each other, the top of the opening of the screen mask ScM is rolled while rolling the solder (cream solder) with a spatula called a squeegee 15. Is applied to the workpiece W. On the workpiece W, solder is applied only to a portion where the opening of the screen mask ScM is formed, and a solder pad is formed (step S6 in FIG. 13).

(g)はんだの塗布が終わると、ワークステージ駆動機構が動作し、図12(c)に示すようにワークステージ14が下降する(図13のステップS7)。
(h)不図示の搬送機構により、はんだの塗布(はんだパッドの形成)が終わったワークWが、ワークステージ14からはんだ塗布装置外に搬出される。
図9に示したように、はんだSは配線パッドPd上に塗布されるが、ワークWに形成した配線パッドPdの位置と、スクリーンマスクScMの間口の位置が一致していないと、配線パッドPdの上にはんだSが印刷(塗布)されず、断線や短絡などの不具合の原因となる。
なお、このように、投影露光を行った後に、マスクをワークに密着もしくは接近させて処理する作業は、上記のようにスクリーン印刷を行う場合に限られず、例えば、投影露光を行ったのちにコンタクト露光、プロキシミティ露光を行う場合にも同様である。
(G) When the solder application is finished, the work stage driving mechanism operates, and the work stage 14 is lowered as shown in FIG. 12C (step S7 in FIG. 13).
(H) The workpiece W on which solder application (solder pad formation) has been completed is carried out of the work stage 14 to the outside of the solder application device by a conveyance mechanism (not shown).
As shown in FIG. 9, the solder S is applied onto the wiring pad Pd. However, if the position of the wiring pad Pd formed on the workpiece W and the position of the screen mask ScM do not match, the wiring pad Pd The solder S is not printed (applied) on the surface, causing problems such as disconnection and short circuit.
In addition, after performing projection exposure as described above, the process of processing the mask in close contact with or approaching the workpiece is not limited to screen printing as described above. For example, contact after performing projection exposure is performed. The same applies to exposure and proximity exposure.

特開平9−82615号公報JP-A-9-82615 特開平8−264932号公報JP-A-8-264932 特開2003−53932号公報JP 2003-53932 A

上記スクリーン印刷は、図14(a)に示す開口を形成したスクリーンマスク(メタルマスク)Mを、同図(b)に示すワークW上に載せ、同図(c)に示すように、ワークに形成されているワークマークWAMと第2のマスクマークSAMの位置が一致するように、スクリーンマスクScMとワークWを相対的にXYθ方向に移動して位置合わせをする。そして、前記したように、スキージ15で、スクリーンマスクScMの開口にはんだSを充填させ、はんだSをワークの配線パッドの上に印刷する。
図14に示すように、ワークWが伸縮せず、スクリーンマスクScMと同じ大きさであれば、マスクScMの開口とワークW上の配線パッドPdはずれることなく一致する。
しかし、上記ワークWとして使用するプリント基板は、ビルトアップのためにラミネートと熱硬化の工程を繰り返す。この工程の繰り返しにより、プリント基板は徐々に収縮していくことが多い。
基板が収縮すると、図15(a)に示すように、その上に形成されているワークマークWAMの位置も変化する。具体的には、基板に形成されている配線パターンの大きさが、基板の収縮した分、全体的に縮小する。
In the screen printing, a screen mask (metal mask) M in which the opening shown in FIG. 14A is formed is placed on the workpiece W shown in FIG. 14B, and as shown in FIG. The screen mask ScM and the workpiece W are moved relative to each other in the XYθ directions so that the positions of the formed workpiece mark WAM and the second mask mark SAM coincide with each other. Then, as described above, with the squeegee 15, the opening of the screen mask ScM is filled with the solder S, and the solder S is printed on the wiring pads of the workpiece.
As shown in FIG. 14, if the workpiece W does not expand and contract and is the same size as the screen mask ScM, the opening of the mask ScM and the wiring pad Pd on the workpiece W coincide with each other without deviation.
However, the printed circuit board used as the workpiece W repeats the laminating and thermosetting processes for building up. By repeating this process, the printed circuit board often shrinks gradually.
When the substrate contracts, as shown in FIG. 15A, the position of the work mark WAM formed thereon also changes. Specifically, the size of the wiring pattern formed on the substrate is reduced as a whole by the contraction of the substrate.

従来技術において示した投影露光装置を用いれば、投影レンズの倍率を変化させることにより、基板の収縮により位置が変化した配線パターンやワークマークに対して、マスクパターンの大きさを変えてマスクとワークの位置合せすることができる。
これにより、露光装置は、ワークの収縮により全体的に縮小した配線パターンに合わせて、配線パッドの位置をずらして形成することができる。
しかし、配線パッドにはんだを印刷するためのスクリーン印刷機のスクリーンマスクScMは、基本的には、伸縮の生じていない基板に形成される配線パッドの位置を想定して開口が形成されている。すなわち、伸縮していないパターンに基づいて開口が形成されている。
そしてこのスクリーンマスクは、ワーク上に直接載せて使用するものであり、投影露光のように開口パターンの倍率を、基板の変形に合わせて変えることはできない。
By using the projection exposure apparatus shown in the prior art, the mask and workpiece can be changed by changing the magnification of the projection lens to change the size of the mask pattern with respect to the wiring pattern or work mark whose position has changed due to the contraction of the substrate. Can be aligned.
As a result, the exposure apparatus can be formed by shifting the positions of the wiring pads in accordance with the wiring pattern that is reduced as a whole by contraction of the workpiece.
However, the screen mask ScM of the screen printing machine for printing solder on the wiring pads basically has openings formed assuming the positions of the wiring pads formed on the substrate that does not expand and contract. That is, the opening is formed based on a pattern that is not stretched.
The screen mask is used by being directly mounted on the work, and the magnification of the opening pattern cannot be changed in accordance with the deformation of the substrate as in the case of projection exposure.

そのため、投影露光装置において、図15(a)に示すように例えば基板(ワークW)の収縮により縮小した配線パターンに合わせて、ワークWに、位置をずらした配線パッドPdが形成されると、図15(b)に示す縮小していないスクリークマスクScMを、図15(c)に示すようにワークWの上に重ねた場合、ワークWに形成した配線パッドの位置と、スクリークマスクScMの開口の位置とが合わなくなる。
このような状態ではんだ印刷を行うと、ワークに形成されているはんだパッドの上にはんだが印刷されず、断線や短絡などの不具合の原因となる。
かといって、露光装置により配線パッドを形成するときに、ワークに投影する配線パッドの位置をワークの伸縮に伴う配線パターンの縮小や拡大合わせて倍率を変更することをしないと、ワークに形成されている配線パターンの位置と配線パッドの位置が合わなくなるので、これも、断線や短絡などの不具合の原因となる。
また、スクリーンマスクScMの大きさをワークWの伸縮を考慮して設定し、スクリーンマスクの開口位置およびアライメントマークSAMの位置が、予想した配線パッドの位置およびワークマークWAMの位置に合うようにスクリーンマスクScMを作成することも考えられるが、ワークの伸縮量は必ずしも一定でないので、このようなスクリーンマスクScMを作成できたとしても、スクリーンマスクScMのアライメントマークSAMと、ワークWに形成されたワークマークWAMの位置合わせは、困難となる場合が多い。
Therefore, in the projection exposure apparatus, as shown in FIG. 15A, for example, when the wiring pad Pd shifted in position is formed on the work W in accordance with the wiring pattern reduced by contraction of the substrate (work W), When the unreduced screak mask ScM shown in FIG. 15B is overlaid on the work W as shown in FIG. 15C, the position of the wiring pad formed on the work W and the screak mask ScM. The position of the opening will not match.
When solder printing is performed in such a state, the solder is not printed on the solder pads formed on the workpiece, which causes problems such as disconnection and short circuit.
However, when forming a wiring pad with an exposure device, the position of the wiring pad projected on the work must be changed unless the magnification is changed by reducing or enlarging the wiring pattern accompanying the expansion and contraction of the work. Since the position of the wiring pattern and the position of the wiring pad are not matched, this also causes problems such as disconnection and short circuit.
Further, the size of the screen mask ScM is set in consideration of the expansion and contraction of the work W, and the screen mask opening position and the alignment mark SAM position are matched with the predicted wiring pad position and work mark WAM position. Although it is conceivable to create the mask ScM, since the amount of expansion and contraction of the work is not necessarily constant, even if such a screen mask ScM can be created, the alignment mark SAM of the screen mask ScM and the work formed on the work W The alignment of the mark WAM is often difficult.

以上のように、スクリーン印刷では、マスクをワークに密着させてはんだを塗布するので、投影露光のようにワークの伸縮に応じて投影するマスクパターン像の倍率を変化させることはできず、ワークの伸縮により、スクリーン印刷に使用するマスクと大きさが大きく異なると、スクリーン印刷をできない場合も生ずることになる。
なお、上記のような問題は、前記した、投影露光を行ったのちにコンタクト露光、プロキシミティ露光を行う場合にも同様に生ずる。
本発明は、上記事情に基づきなされたものであって、本発明の目的は、ワークに伸縮変形が生じワークに形成したパターンに縮小拡大が生じても、当該投影露光によりワークに形成するパターン(例えば配線パッド)の位置と、ワークにそれ以前の露光処理により形成されているパターン(例えば配線パターン)の位置を動作に支障がない程度に合わせることができ、さらに、次の工程で、はんだのスクリーン印刷、コンタクト露光、プロキシミティ露光のような、大きさの定まったマスクとワークを接触もしくは接近させてマスクパターンをワーク上に転写する作業を行う場合にも、ワーク上に形成されたパターンとマスクパターンの間に大きなずれを生じさせることがないようにすることである。
As described above, in screen printing, the mask is adhered to the work and solder is applied, so that the magnification of the mask pattern image to be projected cannot be changed according to the expansion and contraction of the work as in projection exposure. If the size of the mask used for screen printing differs greatly due to expansion and contraction, screen printing may not be possible.
The above-described problem also occurs when contact exposure and proximity exposure are performed after the above-described projection exposure.
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a pattern (which is formed on a workpiece by projection exposure) even when the workpiece is stretched and deformed and the pattern formed on the workpiece is reduced or enlarged. For example, the position of the wiring pad) and the position of the pattern (for example, wiring pattern) formed on the workpiece by the previous exposure process can be adjusted to the extent that there is no hindrance to the operation. The pattern formed on the workpiece is also used when transferring the mask pattern onto the workpiece by bringing the mask into contact with or approaching the workpiece, such as screen printing, contact exposure, and proximity exposure. This is to prevent a large shift between the mask patterns.

従来、配線パッドのパターンを形成する露光工程において、投影露光装置は、図10に示したように、投影レンズにより投影されたマスクMのマスクマークMAMと、ワークWに形成されているワークマークWAMの位置のずれ量dRの総和が最小になるように、マスクMとワークWの位置合せを行っていた。
これに対して、本発明においては、上記投影露光装置における位置合わせの際、上記マスクM(第1のマスク)のマスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量dRの総和に、さらに、上記第1のマスクMのマスクマークMAMの位置と、次の工程で使用する第2のマスク(例えばスクリーンマスクScM)のマスクマーク(例えばSAM)の基準位置のずれ量dMの総和を加えたものが最小になるように、上記第1のマスクのパターンを拡大または縮小投影する倍率を調整するとともに、マスクMまたはワークWを移動させて、マスクとワークの位置合せを行う。
上記第2のマスクの基準位置とは、例えば、スクリーンマスクに形成したマスクマークSAM(スクリーンマスクのアライメントマーク)の位置であり、このマスクのアライメントマークの位置は、ワークが変形する前のワークマークの位置、あるいは、ワークWの伸縮を想定した作成される第2のマスクにおけるアライメントマークの位置である。
すなわち、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
(1)第1のマスクのパターンを、該マスクとは大きさが異なるワーク上に拡大または縮小投影して、上記マスクに形成されたアライメントマークの投影像と、ワーク上に形成されたアライメントマーク像とを位置合せして上記マスクパターンをワーク上に露光する露光する、マスクとワークの位置合わせ方法であって、次の工程で上記ワークに重ねて合わせて使用される予め定められた大きさの第2のマスクのアライメントマークの位置を予め記憶しておく。
そして、第1のマスクとワークの位置合わせを行う際、上記第1のマスクのパターンを上記ワーク上へ拡大または縮小投影する倍率を調整し、該第1のマスクに形成されたアライメントマーク像のワーク上の投影位置と、ワークに形成したアライメントマークの第1のずれ量と、第1のマスクに形成されたアライメントマークのワーク上の投影位置と、上記記憶されている第2のマスクに形成されたアライメントマークの位置の第2のずれ量との総和が、最も小さくなるように、上記第1のマスクと上記ワークとを位置合せする。
(2)上記(1)の次の工程における作業は、上記ワークに上記第2のマスクを重ねて合わせて、該マスクに形成された開口にはんだペーストを注入してワーク上にはんだを載せるはんだ印刷作業、もしくは、上記第2のマスクに形成されたパターンをワーク上に転写するコンタクト露光、またはプロキシミティ露光である。
Conventionally, in an exposure process for forming a wiring pad pattern, the projection exposure apparatus performs a mask mark MAM of a mask M projected by a projection lens and a work mark WAM formed on the work W as shown in FIG. The mask M and the workpiece W are aligned so that the total sum of the positional deviation amounts dR is minimized.
On the other hand, according to the present invention, during the alignment in the projection exposure apparatus, the sum of the shift amount dR between the mask mark MAM of the mask M (first mask) and the work mark WAM is further added to the first. The sum of the position of the mask mark MAM of the mask M and the total amount dM of the reference position of the mask mark (for example, SAM) of the second mask (for example, the screen mask ScM) used in the next process is minimized. As described above, the magnification for enlarging or reducing the pattern of the first mask is adjusted, and the mask M or the workpiece W is moved to align the mask and the workpiece.
The reference position of the second mask is, for example, the position of a mask mark SAM (screen mask alignment mark) formed on the screen mask, and the position of the alignment mark of the mask is the work mark before the work is deformed. Or the position of the alignment mark in the second mask created assuming the expansion and contraction of the workpiece W.
That is, in the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) A first mask pattern is enlarged or reduced and projected onto a workpiece having a size different from that of the mask, and a projection image of the alignment mark formed on the mask and an alignment mark formed on the workpiece An alignment method for aligning an image and exposing the mask pattern on a workpiece for exposure, wherein the mask and the workpiece are aligned, and a predetermined size used by overlapping the workpiece in the next step The position of the alignment mark of the second mask is stored in advance.
When aligning the first mask and the workpiece, the magnification for enlarging or reducing the first mask pattern onto the workpiece is adjusted, and the alignment mark image formed on the first mask is adjusted. Projected position on the workpiece, first displacement amount of the alignment mark formed on the workpiece, projected position of the alignment mark formed on the first mask on the workpiece, and formed on the stored second mask The first mask and the workpiece are aligned so that the total sum of the alignment mark positions and the second deviation amount is minimized.
(2) The work in the next step of the above (1) is a soldering process in which the second mask is overlapped with the work and the solder paste is injected into the opening formed in the mask and the solder is placed on the work. Printing operation or contact exposure or proximity exposure in which the pattern formed on the second mask is transferred onto the work.

本発明においては、投影露光装置における第1のマスクとワークの位置合せにおいて、該マスクとワークとの関係だけでなく、その後の工程で、上記ワークと重ね合わせて、もしくは、接近させて使用する大きさが予め定まった第2のマスクとの位置関係も考慮して位置合せを行う。
このため、ワークの伸縮によりワークに形成されているパターンが縮小拡大しても、当該投影露光によりワークに形成するパターン(例えば配線パッド)の位置を、それ以前にワークに形成されているパターン(例えば配線パターン)の位置に近づけることができるとともに、次の工程で大きさの定まったマスクとワークを接触もしくは接近させてマスクパターンをワーク上に転写する作業を行う際にも、ワーク上に形成されたパターンとマスクパターンの間に大きなずれを生じさせることがない。
したがって、次の工程で例えばスクリーン印刷を行う場合には、はんだパッドを、配線パターンの所定の位置に形成することができ、また、はんだを配線パッドの上に大きなずれを生じさせることなく印刷することができる。このため、断線や短絡を生じさせることなく、はんだを塗布した基板を作成することができる。
In the present invention, in the alignment of the first mask and the work in the projection exposure apparatus, not only the relationship between the mask and the work but also the subsequent work is used by overlapping or approaching the work. Positioning is performed in consideration of the positional relationship with a second mask whose size is predetermined.
For this reason, even if the pattern formed on the work is reduced or enlarged due to the expansion / contraction of the work, the position of the pattern (for example, the wiring pad) formed on the work by the projection exposure is changed to the pattern ( For example, it can be brought close to the position of the wiring pattern), and it is also formed on the workpiece when transferring the mask pattern onto the workpiece by bringing the mask of a predetermined size into contact with or approaching the workpiece in the next process. There is no significant deviation between the formed pattern and the mask pattern.
Accordingly, when screen printing is performed in the next step, for example, the solder pad can be formed at a predetermined position of the wiring pattern, and the solder can be printed on the wiring pad without causing a large shift. be able to. For this reason, the board | substrate which apply | coated the solder can be created, without producing a disconnection and a short circuit.

本発明に係る投影露光装置の構成を示す図(1)である。It is a figure (1) which shows the structure of the projection exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る投影露光装置の構成を示す図(2)である。It is a figure (2) which shows the structure of the projection exposure apparatus which concerns on this invention. マスクとワークの位置合せを説明する図(1)である。It is a figure (1) explaining position alignment of a mask and a work. マスクとワークの位置合せを説明する図(2)である。It is a figure (2) explaining position alignment of a mask and a work. 本発明の実施例の位置合わせ手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the alignment procedure of the Example of this invention. 図5のフローチャートにおける位置合わせを説明する図である。It is a figure explaining the alignment in the flowchart of FIG. 位置合わせ手順を示すその他の実施例のフローチャートである。It is a flowchart of the other Example which shows the alignment procedure. 図7のフローチャートにおける位置合わせを説明する図である。It is a figure explaining the alignment in the flowchart of FIG. 基板(ワーク)上に形成される配線パターンと配線パッドの概念図である。It is a conceptual diagram of the wiring pattern and wiring pad which are formed on a board | substrate (work). 露光装置におけるマスクとワークの位置合わせ動作を説明する図である。It is a figure explaining the alignment operation | movement of the mask and workpiece | work in exposure apparatus. スクリーン印刷に用いられるマスクの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mask used for screen printing. スクリーン印刷装置による作業を説明する図である。It is a figure explaining the operation | work by a screen printing apparatus. スクリーン印刷装置による作業手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure by a screen printing apparatus. スクリーン印刷において、ワークが伸縮していない場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the workpiece | work is not expanded-contracted in screen printing. スクリーン印刷においてワークが伸縮している場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the workpiece is expanding and contracting in screen printing.

以下本発明の実施例について説明するが、以下の実施例では、ワークが収縮しパターンが縮小する場合を例にして説明する。しかし、ワークが伸張してパターンが拡大する場合であっても同様に適用できる。
図1、図2は、本発明に係る投影露光装置の構成を示す図である。なお、本実施例においては、露光装置は、ワーク(基板)全体を一括して露光するものであり、ワークマークは4個形成され、それに対応してマスクマークも4個所形成されている。
なお、以下の実施例においては、ワーク全体を一括して露光するものであるが、ワークを複数の露光領域に分割し、その領域を順番に露光する露光についても適用できる。
図1、図2において、MSはマスクステージである。マスクステージMSには、マスクマークMAMとマスクパターンMPが形成されたマスクMが置かれて保持される。マスクステージMSは、マスクステージ駆動機構3によりXYθ方向に移動する。
光照射装置1から露光光が出射する。出射した露光光は、マスクM、投影レンズ2を介して、ワークステージWS上に載置された、レジストを塗布したワークW上に照射され、マスクパターンMPがワークW上に投影され露光される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the following embodiments, a case where a workpiece contracts and a pattern shrinks will be described as an example. However, the present invention can be similarly applied even when the workpiece expands and the pattern expands.
1 and 2 are diagrams showing the configuration of a projection exposure apparatus according to the present invention. In this embodiment, the exposure apparatus exposes the entire workpiece (substrate) in a lump, and four workpiece marks are formed, and four mask marks are formed correspondingly.
In the following embodiments, the entire workpiece is exposed at once, but the present invention can also be applied to exposure in which the workpiece is divided into a plurality of exposure areas and the areas are exposed in order.
In FIG. 1 and FIG. 2, MS is a mask stage. On the mask stage MS, a mask M on which a mask mark MAM and a mask pattern MP are formed is placed and held. The mask stage MS is moved in the XYθ direction by the mask stage drive mechanism 3.
Exposure light is emitted from the light irradiation device 1. The emitted exposure light is irradiated onto the workpiece W coated with a resist, which is placed on the workpiece stage WS, through the mask M and the projection lens 2, and the mask pattern MP is projected onto the workpiece W and exposed. .

投影レンズ2は投影レンズズーム駆動機構2aを備えている。投影レンズズーム駆動機構2aは、ワークW上に投影するマスクパターンMPの投影像の倍率を変更する。
投影レンズ2とワークWの間には、同図の矢印方向に移動可能なアライメント顕微鏡10が4個所に設けられている。マスクパターンMPをワークW上に露光する前に、アライメント顕微鏡10を図示の位置に挿入し、マスクマークMAMとワークWに形成されているワークマークWAMとを検出し、マスクMとワークWの位置合わせを行う。位置合せ後、アライメント顕微鏡10は、ワークW上から退避する。なお、図1、図2においては、4個所設けられている内の1個のアライメント顕微鏡10のみを示す。
The projection lens 2 includes a projection lens zoom drive mechanism 2a. The projection lens zoom drive mechanism 2a changes the magnification of the projected image of the mask pattern MP projected onto the workpiece W.
Between the projection lens 2 and the workpiece W, there are provided four alignment microscopes 10 that can move in the direction of the arrow in FIG. Before the mask pattern MP is exposed on the work W, the alignment microscope 10 is inserted into the position shown in the figure, the mask mark MAM and the work mark WAM formed on the work W are detected, and the positions of the mask M and the work W are detected. Align. After the alignment, the alignment microscope 10 is retracted from the workpiece W. In FIGS. 1 and 2, only one alignment microscope 10 out of four is shown.

アライメント顕微鏡10は、ハーフミラー10a、複数のレンズL1、L2等とCCDカメラ10bから構成されている。アライメント顕微鏡10のCCDカメラ10bにより受像したマスクマークMAM像、ワークマークWAM像などは、制御部11に送られる。
制御部11は、上記CCDカメラ10bで受像した画像を処理する画像処理部11a、マスクマークMAMの位置座標情報などの各種パラメータを記憶する記憶部11b、ワークマークとして検出されたパターンの位置座標が、記憶部11bに記憶されたマスクマーク像の位置座標に一致するようにワークステージWSあるいはマスクステージMS(あるいはその両方)を移動させる、また投影レンズズーム駆動機構により投影レンズにより投影されるマスクパターンMP像の倍率を変更する位置合わせ制御部11d等を備える。
The alignment microscope 10 includes a half mirror 10a, a plurality of lenses L1, L2, and the like, and a CCD camera 10b. The mask mark MAM image, work mark WAM image, etc. received by the CCD camera 10 b of the alignment microscope 10 are sent to the control unit 11.
The control unit 11 includes an image processing unit 11a that processes an image received by the CCD camera 10b, a storage unit 11b that stores various parameters such as positional coordinate information of the mask mark MAM, and a position coordinate of a pattern detected as a work mark. The mask pattern projected by the projection lens by the projection lens zoom drive mechanism is moved by moving the work stage WS and / or the mask stage MS so as to coincide with the position coordinates of the mask mark image stored in the storage unit 11b. An alignment control unit 11d for changing the magnification of the MP image is provided.

ワークステージWSあるいはマスクステージMSは、上記位置合わせ制御部11dにより制御されるワークステージ駆動機構4、マスクステージ駆動機構3により駆動され、XY方向(X,Y:マスクステージMS、ワークステージWS面に平行で互いに直交するに方向)移動させるとともに、XY平面に垂直な軸を中心に回転する。
投影レンズ2は、上記位置合わせ制御部11dにより制御される投影レンズズーム駆動機構2aにより、鏡塔内の一部のレンズが駆動され、投影されるマスクパターンMP像の倍率が変更され、ワークW上に投影されるマスクパターンMPが拡大縮小される。
また、ワークステージWSの表面の、4個のマスクマークMAMが投影される位置には、ミラー5が設けられている。このミラー5は、ワークステージWSに投影されるマスクマークMAM像を反射する。反射したマスクマークMAM像がアライメント顕微鏡10に取り込まれる。
上記制御部11には、モニタ12が接続され、上記画像処理部11aで画像処理された画像はモニタ12の画面に表示される。
The work stage WS or the mask stage MS is driven by the work stage drive mechanism 4 and the mask stage drive mechanism 3 that are controlled by the alignment control unit 11d, and is in the XY directions (X, Y: mask stage MS, work stage WS surface). And move around an axis perpendicular to the XY plane.
The projection lens 2 is driven by a projection lens zoom drive mechanism 2a controlled by the positioning control unit 11d, and a part of the lens in the lens tower is driven to change the magnification of the mask pattern MP image to be projected. The mask pattern MP projected above is enlarged or reduced.
A mirror 5 is provided on the surface of the work stage WS at a position where the four mask marks MAM are projected. This mirror 5 reflects the mask mark MAM image projected onto the work stage WS. The reflected mask mark MAM image is taken into the alignment microscope 10.
A monitor 12 is connected to the control unit 11, and an image processed by the image processing unit 11 a is displayed on the screen of the monitor 12.

前記したように、スクリーン印刷装置においても、スクリーンマスクScMとワークWの位置合せを行うので、スクリーンマスクScMにも、露光装置で使用するマスクMと同様に、アライメントマークSAMが4個形成されている。そこで、あらかじめ、露光装置の制御部11の登録部11eに、はんだ印刷用のスクリーン印刷装置で用いるスクリーンマスク(メタルマスク)ScMのアライメントマーク(第2のマスクマーク)SAM1〜4の位置情報を入力しておく。
スクリーンマスクのアライメントマークSAMの位置は、ワークの収縮を考慮したワークマークWAMの位置、あるいは、ワークに収縮などの変形が生じていない状態のワークマークWAMの位置(即ちワークマークの設計値の位置)等に対応させて設定する。
これは、スクリーンマスクは、基本的には、想定される基板の伸縮量を考慮して、あるいは変形の生じていない基板を想定して作成され、スクリーンマスクの第2のマスクマークSAMの位置も、想定される伸縮量のワークのワークマークの位置、あるいは基板に変形が生じていないワークマークの位置に合わせ作られるためであり、スクリーンマスクScMの第2のマスクマークSAM1〜4の位置情報もこれらに対応させて設定する。
これにより、制御部11は、記憶部11bに、スクリーンマスクの第2のマスクマークSAMの位置情報を記憶する。
As described above, since the screen printing apparatus aligns the screen mask ScM and the workpiece W, four alignment marks SAM are formed on the screen mask ScM as well as the mask M used in the exposure apparatus. Yes. Therefore, the positional information of the alignment marks (second mask marks) SAM1 to SAM4 of the screen mask (metal mask) ScM used in the screen printing apparatus for solder printing is input in advance to the registration unit 11e of the control unit 11 of the exposure apparatus. Keep it.
The position of the alignment mark SAM on the screen mask is the position of the work mark WAM in consideration of the contraction of the work, or the position of the work mark WAM in a state where the work is not deformed such as contraction (that is, the position of the design value of the work mark). ) Etc. to set.
This is because the screen mask is basically created in consideration of the assumed amount of expansion / contraction of the substrate or on the assumption that the substrate is not deformed, and the position of the second mask mark SAM of the screen mask is also set. This is because the position of the second mask marks SAM1 to SAM4 of the screen mask ScM is also adjusted to the position of the workpiece mark of the workpiece with the expected expansion / contraction amount or the position of the workpiece mark where the substrate is not deformed. Set according to these.
Thereby, the control part 11 memorize | stores the positional information on 2nd mask mark SAM of a screen mask in the memory | storage part 11b.

図3、図4は本実施例の露光装置におけるマスクとワークの位置合せを説明する図であり、同図により、本実施例のマスクとワークの位置合せにの概要について説明する。なお、位置合わせの手順の詳細については後述する。なお、以下の説明では、投影露光処理の次の工程でスクリーン印刷を行う場合について説明するが、前記したように、次の工程でコンタクト露光、プロキシミティ露光を行う場合にも同様に適用できる。
図3(a)はワークWを示し、前記したようにワークとして使用するプリント基板は、工程の繰り返しにより伸縮するが、同図では収縮したワークWを示している。ワークWには同図に示すようにワークマークWAM1〜WAM4が設けられている。図3(b)はワークステージWS上に投影されるマスクMを示し、同図は縮尺が、例えば1でワークステージWS上に投影されている場合を示している。マスクM上には同図に示すように、マスクマークMAM1〜MAM4が設けられている。
図3(c)はスクリーンマスクScMを示し、スクリーンマスクScMに第2のマスクマークSAM1〜SAM4が設けられ、第2のマスクマークSAM1〜SAM4の位置は、前記したように制御部11の記憶部11bに記憶されている。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the alignment of the mask and the workpiece in the exposure apparatus of the present embodiment. With reference to FIG. 3, an outline of the alignment of the mask and the workpiece of the present embodiment will be described. Details of the alignment procedure will be described later. In the following description, the case where screen printing is performed in the next step of the projection exposure process will be described. However, as described above, the same can be applied to the case where contact exposure and proximity exposure are performed in the next step.
FIG. 3A shows the workpiece W. As described above, the printed circuit board used as the workpiece expands and contracts by repeating the process, but in FIG. The workpiece W is provided with workpiece marks WAM1 to WAM4 as shown in FIG. FIG. 3B shows a mask M projected onto the work stage WS, and FIG. 3 shows a case where the scale is projected onto the work stage WS at a scale of 1, for example. On the mask M, mask marks MAM1 to MAM4 are provided as shown in FIG.
FIG. 3C shows the screen mask ScM, and the second mask marks SAM1 to SAM4 are provided on the screen mask ScM, and the positions of the second mask marks SAM1 to SAM4 are set in the storage unit of the control unit 11 as described above. 11b.

図4は、上記図3(a)〜(c)に示すワークWとマスクMとスクリーンマスクScMを、中心が一致するよう重ね合わせ、それぞれに設けられたアライメントマークが最も接近するように配置した図であり、ワークWとマスクMとスクリーンマスクScMを重ね合わせると、例えば同図(a)に示すようになる。
なお、露光装置の制御部11には、スクリーンマスクScMのアライメントマークSAM1〜SAM4の位置座標が記憶されているだけで、スクリーンマスクScMの開口部のパターンや、ワークW上の配線パッド(はんだパッド)Pdの位置が記憶されているわけではないので同図に示すようにワークWとマスクMとスクリーンマスクScMを重ね合わせた状態になるわけではないが、同図は理解を容易にするため、これらを重ね合わせて示したものである。
ワークWとマスクMとスクリーンマスクScMを重ね合わせると、図4(a)に示すように、それぞれに設けられたアライメントマークWAM1−4、MAM1−4、SAM1−4がずれた状態で重なり、例えばその右下のアライメントマークWAM4、MAM4、SAM4を拡大して示すと、図4(b)に示すようになる。
ここで、ワークマークWAM4とマスクマークMAM4のずれ量をdR4とし、マスクマークMAM4と第2のマスクマークSAM4のずれ量をdM4とする。
同様に、ワークマークWAM1−3とマスクマークMAM1−3のずれ量をそれぞれdR1〜dR3とし、マスクマークMAM1−3と第2のマスクマークSAM1−3のずれ量をそれぞれdM3とする。
In FIG. 4, the workpiece W, the mask M, and the screen mask ScM shown in FIGS. 3A to 3C are overlapped so that the centers coincide with each other, and the alignment marks provided on each of them are arranged closest to each other. When the workpiece W, the mask M, and the screen mask ScM are overlaid, for example, as shown in FIG.
Note that the control unit 11 of the exposure apparatus only stores the position coordinates of the alignment marks SAM1 to SAM4 of the screen mask ScM, and the pattern of the opening of the screen mask ScM and the wiring pad (solder pad) on the workpiece W. ) Since the position of Pd is not stored, the workpiece W, the mask M, and the screen mask ScM are not overlapped as shown in the figure, but the figure is easy to understand. These are shown superimposed.
When the workpiece W, the mask M, and the screen mask ScM are overlapped, as shown in FIG. 4A, the alignment marks WAM1-4, MAM1-4, and SAM1-4 provided on the workpiece W overlap each other, for example, If the alignment marks WAM4, MAM4, and SAM4 at the lower right are enlarged, they are as shown in FIG.
Here, the deviation amount between the work mark WAM4 and the mask mark MAM4 is dR4, and the deviation amount between the mask mark MAM4 and the second mask mark SAM4 is dM4.
Similarly, the deviation amounts of the work mark WAM1-3 and the mask mark MAM1-3 are dR1 to dR3, respectively, and the deviation amounts of the mask mark MAM1-3 and the second mask mark SAM1-3 are dM3, respectively.

本実施例においては、上記マスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量dR1〜4の総和に、さらに、上記マスクMのマスクマークMAMの位置と、次の工程で使用するスクリーンマスクScMの第2のマスクマークSAM1〜4のずれ量dM1〜4の総和を加えたものが最小になるように、上記マスクMのパターンを拡大または縮小投影する倍率を調整するとともに、マスクMまたはワークWを移動させて、マスクとワークの位置合せを行う。
すなわち、4個のマスクマークMAM1〜4の位置座標と、それに対応する4個のワークマークWAM1〜4の位置座標とのずれ量dR1〜dR4の総和は、次に示す前記式(1)であらわされる。
また、4個所のマスクマークMAM1〜4とスクリーンマスクScMの第2のマスクマークSAM1〜4のずれ量の総和は、次の式(2)で表される。
なお、従来は、このずれ量dR1〜dR4の総和(式(1))が最も小さくなるように、して位置合せを行っていた。
In the present embodiment, the sum of the deviations dR1 to dR1 between the mask mark MAM and the work mark WAM, the position of the mask mark MAM of the mask M, and the second mask of the screen mask ScM used in the next step are used. The magnification for enlarging or reducing and projecting the pattern of the mask M is adjusted so that the sum of the shift amounts dM1 to dM4 of the mask marks SAM1 to SAM4 is minimized, and the mask M or the workpiece W is moved. Align the mask and workpiece.
That is, the sum of the shift amounts dR1 to dR4 between the position coordinates of the four mask marks MAM1 to MAM4 and the corresponding position coordinates of the four work marks WAM1 to WAM4 is expressed by the following equation (1). It is.
Further, the sum of the shift amounts of the four mask marks MAM1 to MAM4 and the second mask marks SAM1 to SAM4 of the screen mask ScM is expressed by the following equation (2).
Conventionally, alignment is performed so that the total sum (equation (1)) of the shift amounts dR1 to dR4 is minimized.

本実施例では、式(1)で示されるマスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量dR1〜4の総和と、式(2)で示されるマスクマークMAMと第2のマスクマークSAMのずれ量dM1〜4の総和の和が最も小さくなるように、上記マスクMのパターンを拡大または縮小投影する倍率を調整するとともに、マスクMまたはワークWを移動させて、マスクとワークの位置合せを行う。
マスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量の総和と、マスクマークMAMとスクリーンマスクの第2のマスクマークSAMのずれ量の総和の和は、次の式(3)で表される。即ち露光装置は、式(3)の値が最小になるように、マスクとワークの位置合せを行う。
In the present embodiment, the sum of the shift amounts dR1 to dR1 between the mask mark MAM and the work mark WAM represented by Expression (1), and the shift amount dM1 between the mask mark MAM and the second mask mark SAM represented by Expression (2). The magnification for enlarging or reducing and projecting the pattern of the mask M is adjusted so that the sum of the sums of .about.4 is minimized, and the mask M or workpiece W is moved to align the mask and workpiece.
The sum of the deviation amounts of the mask mark MAM and the work mark WAM and the sum of the deviation amounts of the mask mark MAM and the second mask mark SAM of the screen mask are expressed by the following equation (3). That is, the exposure apparatus aligns the mask and the workpiece so that the value of Expression (3) is minimized.

Figure 2012220923
Figure 2012220923

これにより、露光処理によりワークWに形成される配線パッドの位置は、収縮したワークWに伴い縮小した配線パターンと、スクリーンマスクScMの開口の中間位置になる。
そのため、露光によりワークWに形成するはんだパッドPdは、縮小している配線パターンPpのはんだパッドを形成すべき所定の位置に対して、完全には一致しないが、断線や短絡が生じるほどはずれない位置に形成される。
また、この後、スクリーン印刷により形成するはんだの印刷も、露光により形成されたはんだパッドPdの位置に対して、完全には一致しないが、断線や短絡が生じるほどはずれない位置に形成される。
なお、式(3)のαは、マスクマークMAMとワークワークマークWAMの位置合せと、スクリーンマスクのアライメントマークSAMとマスクマークMAMの位置合せの、どちらに重きをおくかの係数である。
As a result, the position of the wiring pad formed on the workpiece W by the exposure process is an intermediate position between the wiring pattern reduced with the contracted workpiece W and the opening of the screen mask ScM.
For this reason, the solder pad Pd formed on the workpiece W by exposure does not completely coincide with a predetermined position where the solder pad of the reduced wiring pattern Pp is to be formed, but cannot be disconnected so as to cause a disconnection or a short circuit. Formed in position.
Thereafter, the solder printing formed by screen printing is also formed at a position that does not completely coincide with the position of the solder pad Pd formed by exposure, but does not deviate enough to cause a disconnection or a short circuit.
In the equation (3), α is a coefficient that gives weight to the alignment between the mask mark MAM and the work mark WAM and the alignment between the alignment mark SAM of the screen mask and the mask mark MAM.

α>1とすると、マスクマークMAMと第2のマスクマークSAMのずれ量dM1〜4の総和が小さくなるように位置合せが行われる。即ち、マスクMとスクリーンマスクScMとのずれが少ないように位置合せを行う。
α<1とすると、マスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量dR1〜4の総和が小さくなるように位置合せが行われる。即ち、マスクMとワークWとのずれが少ないように位置合せを行う。
α=1とすると、マスクマークMAMと第2のマスクマークSAMのずれ量dM1〜4の総和と、マスクマークMAMとワークマークWAMのずれ量dR1〜4の総和とが均等になるように位置合せが行われる。
αの値は、ワークWに形成されている配線パターンPpとはんだパッドPdの位置合せに重みを置くか、印刷するはんだSとはんだパッドPdの位置合せに重みを置くかで、その場に応じて適宜設定する。
When α> 1, the alignment is performed so that the total sum of the shift amounts dM1 to dM4 between the mask mark MAM and the second mask mark SAM is reduced. That is, the alignment is performed so that the deviation between the mask M and the screen mask ScM is small.
When α <1, the alignment is performed so that the sum of the shift amounts dR1 to dR1 between the mask mark MAM and the work mark WAM becomes small. That is, the alignment is performed so that the deviation between the mask M and the workpiece W is small.
When α = 1, alignment is performed so that the sum of the shift amounts dM1 to dM1 between the mask mark MAM and the second mask mark SAM and the sum of the shift amounts dR1 to dR4 between the mask mark MAM and the work mark WAM are equal. Is done.
The value of α depends on whether the wiring pattern Pp formed on the workpiece W and the solder pad Pd are weighted or whether the weight of the solder S to be printed and the solder pad Pd is weighted. Set as appropriate.

図5は位置合わせ手順を示すフローチャート、図6は位置合わせの説明図であり、以下、前記図1、図2等を参照しながら具体的な位置合わせ手順について説明する。
まず、前記したように、露光装置の制御部11の登録部11eに、はんだ印刷用のスクリーン印刷装置で用いるスクリーンマスク(メタルマスク)ScMの第2のマスクマークSAM1〜4の位置情報を設定しておく(図5のステップS1)。
次にマスクマークMAMをサーチする(図5のステップS2)。すなわち、ワークステージWSにワークWがない状態(図2参照)で、4個のマスクマークMAMが形成されたマスクMに光照射装置1から光を照射する。マスクマークMAMは投影レンズ2、アライメント顕微鏡10のハーフミラー10aを介してワークステージWSの表面に設けられたミラー5上に投影される。マスクマークMAMはミラー5により反射され、ハーフミラー10a、レンズL1,L2を介してCCDカメラ10bに入射する。入射したマスクマークMAM像は制御部11の画像処理部11aにより画像処理され、各マスクマークMAM1〜4の位置座標が記憶部11bに記憶される。マスクマークMAMの位置の記憶ができたら、光照射部1からの光照射を停止する。なお、このときの投影レンズズーム駆動機構2aによるマスクパターンMPの投影像の倍率は、前記したように倍率が1であってもよいし、また、ワークの寸法に合わせた倍率を設定してもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing the alignment procedure, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the alignment. Hereinafter, a specific alignment procedure will be described with reference to FIGS.
First, as described above, the positional information of the second mask marks SAM1 to SAM4 of the screen mask (metal mask) ScM used in the screen printing apparatus for solder printing is set in the registration unit 11e of the control unit 11 of the exposure apparatus. (Step S1 in FIG. 5).
Next, the mask mark MAM is searched (step S2 in FIG. 5). That is, light is irradiated from the light irradiation device 1 to the mask M on which the four mask marks MAM are formed in a state where the workpiece W is not on the workpiece stage WS (see FIG. 2). Mask mark MAM is projected onto mirror 5 provided on the surface of work stage WS via projection lens 2 and half mirror 10a of alignment microscope 10. The mask mark MAM is reflected by the mirror 5 and enters the CCD camera 10b through the half mirror 10a and the lenses L1 and L2. The incident mask mark MAM image is subjected to image processing by the image processing unit 11a of the control unit 11, and the position coordinates of the mask marks MAM1 to MAM4 are stored in the storage unit 11b. When the position of the mask mark MAM can be stored, the light irradiation from the light irradiation unit 1 is stopped. Note that the magnification of the projected image of the mask pattern MP by the projection lens zoom drive mechanism 2a at this time may be 1 as described above, or may be set according to the size of the workpiece. Good.

ついで、不図示の搬送系によりワークWが搬送され、ワークステージWS上にワークWが載置される(図1参照)。ワークWには配線パターンが形成されレジストが塗布されている。上記ワークWのワークマークWAMをサーチする(図5のステップS3)。
すなわち、ワークWに形成されているワークマークWAMの像は、アライメント顕微鏡10のハーフミラー10a、レンズL1,L2を介してCCDカメラ10bにより撮像される。撮像されたワークマークWAM像は、制御部11の画像処理部11aにより画像処理され、各ワークマークWAM1〜4の位置座標が求められる。
Next, the workpiece W is conveyed by a conveyance system (not shown), and the workpiece W is placed on the workpiece stage WS (see FIG. 1). A wiring pattern is formed on the workpiece W and a resist is applied. The work mark WAM of the work W is searched (step S3 in FIG. 5).
That is, the image of the work mark WAM formed on the work W is picked up by the CCD camera 10b through the half mirror 10a of the alignment microscope 10 and the lenses L1 and L2. The captured work mark WAM image is subjected to image processing by the image processing unit 11a of the control unit 11, and the position coordinates of each of the work marks WAM1 to WAM4 are obtained.

上記のようにして得た、ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4、第2のマスクマークSAM1〜4を図示すると例えば図6(a)に示すようになる。なお、同図はワークマークWAM1〜4が最も外側に配置され、マスクマークMAM1〜4がその内側に配置され、第2のマスクマークSAMが最も内側に配置される場合を示している。
制御部11の演算部11cは上記ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4の中心位置を求める。これに基づき、制御部11の位置合わせ制御部22dは、第2のマスクマークSAM1〜4の中心位置に一致するように、また、ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4、第2のマスクマークSAM1〜4によりそれぞれ形成される矩形の各辺が平行になるようにワークステージWSまたはマスクステージMSをXYθ方向に移動させる(図5のステップS4)。
これにより、ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4、第2のマスクマークSAM1〜4は図6(b)に示すような配置になる。
The work marks WAM1 to WAM4, the mask marks MAM1 to MAM4, and the second mask marks SAM1 to SAM4 obtained as described above are illustrated in FIG. 6A, for example. The figure shows a case where the work marks WAM1 to WAM4 are arranged on the outermost side, the mask marks MAM1 to MAM4 are arranged on the inner side, and the second mask mark SAM is arranged on the innermost side.
The calculation part 11c of the control part 11 calculates | requires the center position of the said work marks WAM1-4 and the mask marks MAM1-4. On the basis of this, the alignment control unit 22d of the control unit 11 matches the center positions of the second mask marks SAM1 to SAM4, the work marks WAM1 to 4, the mask marks MAM1 to 4, and the second mask. The work stage WS or the mask stage MS is moved in the XYθ direction so that the rectangular sides formed by the marks SAM1 to SAM4 are parallel to each other (step S4 in FIG. 5).
Thereby, the work marks WAM1 to 4, the mask marks MAM1 to 4, and the second mask marks SAM1 to SAM4 are arranged as shown in FIG.

制御部11の演算部11cは、ワークマークWAMi(i=1〜4)とマスクマークMAMi(i=1〜4)の位置座標の差を演算しこれをai(i=1〜4)とする。また、マスクマークMAMi(i=1〜4)と第2のマスクマークSAMi(i=1〜4)の差を演算しこれをbi(i=1〜4)とする(図5のステップS5)。
そして、以下の式(4)によりワークマークWAMi、マスクマークMAMi、第2のマスクマークSAMiのずれ量の総和Eを求め、ずれ量の総和Eが最小となるマスクMのパターンを拡大または縮小投影する倍率を演算する(図5のステップS6)。位置合わせ制御11dは、投影レンズズーム駆動機構2aを駆動して、投影レンズ2の倍率を設定する(図5のステップS7)。
The calculation unit 11c of the control unit 11 calculates the difference between the position coordinates of the work mark WAMi (i = 1 to 4) and the mask mark MAMi (i = 1 to 4) and sets this as ai (i = 1 to 4). . Further, the difference between the mask mark MAMi (i = 1 to 4) and the second mask mark SAMi (i = 1 to 4) is calculated and set to bi (i = 1 to 4) (step S5 in FIG. 5). .
Then, the sum E of the shift amounts of the work mark WAMi, the mask mark MAMi, and the second mask mark SAMi is obtained by the following formula (4), and the pattern of the mask M that minimizes the total shift amount E is enlarged or reduced and projected. The magnification to be calculated is calculated (step S6 in FIG. 5). The alignment control 11d drives the projection lens zoom drive mechanism 2a to set the magnification of the projection lens 2 (step S7 in FIG. 5).

Figure 2012220923
Figure 2012220923

以上のようにしてマスクMとワークWの位置合わせが行われると、前記したように、ワークWに対しマスクMを介して、光照射部1から露光光を照射し、マスクMに形成されているパターンをワークW上に露光する。これにより、ワークWに形成されている配線パターンの所定の位置に配線パッドが形成される。
次に、前記図11−13で説明したように、ワークWとスクリーンマスクScMとの位置合わせを行って、スクリーンマスクScMとワークWを接触させ、ワークW上の配線パッド上にはんだを塗布し、はんだパットを形成する。
これにより、ワークに形成される配線パッドは、配線パターンを形成した位置に対して、大きくずれた位置に形成されることはなく、かつ、次の工程でスクリーン印刷により塗布されるはんだの位置も配線パッドの位置に対して、完全には一致しないが、大きくずれることがない。
When the alignment of the mask M and the workpiece W is performed as described above, the exposure light is irradiated from the light irradiation unit 1 to the workpiece W through the mask M as described above, and the mask M is formed on the mask M. The exposed pattern is exposed on the workpiece W. Thereby, a wiring pad is formed at a predetermined position of the wiring pattern formed on the workpiece W.
Next, as described with reference to FIGS. 11-13, the work W and the screen mask ScM are aligned, the screen mask ScM and the work W are brought into contact, and solder is applied onto the wiring pads on the work W. Form a solder pad.
As a result, the wiring pad formed on the workpiece is not formed at a position greatly deviated from the position where the wiring pattern is formed, and the position of the solder applied by screen printing in the next process is also Although not completely coincident with the position of the wiring pad, it does not greatly deviate.

次に、図7、図8により位置合わせ手順の他の実施例を説明する。図7は、位置合わせ手順を示すフローチャート、図8は位置合わせの説明図である。
図5、図6では、マスクMとワークWの中心位置を合わせた後に、ずれ量の総和Eが最小になるように投影レンズの倍率を設定する場合の手順について説明したが、図7、図8は上記のような中心位置を合わせる操作をすることなく、位置合わせを行う場合を示している。
Next, another embodiment of the alignment procedure will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing an alignment procedure, and FIG. 8 is an explanatory diagram of alignment.
5 and 6, the procedure for setting the magnification of the projection lens so that the total amount E of the shift amounts is minimized after the mask M and the center position of the work W are aligned has been described. Reference numeral 8 denotes a case where the alignment is performed without performing the operation of aligning the center position as described above.

まず、前記したように、露光装置の制御部11の登録部11eに、はんだ印刷用のスクリーン印刷装置で用いるスクリーンマスク(メタルマスク)ScMの第2のマスクマークSAM1〜4の位置情報を設定しておく(図7のステップS1)。
次にマスクマークMAMをサーチする(図7のステップS2)。そして、マスクマークMAM1〜4の位置座標を記憶部11bに記憶する。
ついで、ワークWのワークマークWAMをサーチする(図7のステップS3)。
上記のようにして得た、ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4、第2のマスクマークSAM1〜4を図示すると例えば図8(a)に示すようになる(前記図6(a)と同じ)。
First, as described above, the positional information of the second mask marks SAM1 to SAM4 of the screen mask (metal mask) ScM used in the screen printing apparatus for solder printing is set in the registration unit 11e of the control unit 11 of the exposure apparatus. (Step S1 in FIG. 7).
Next, the mask mark MAM is searched (step S2 in FIG. 7). Then, the position coordinates of the mask marks MAM1 to MAM4 are stored in the storage unit 11b.
Next, the work mark WAM of the work W is searched (step S3 in FIG. 7).
When the work marks WAM1 to WAM4, the mask marks MAM1 to MAM4, and the second mask marks SAM1 to SAM4 obtained as described above are illustrated, for example, as illustrated in FIG. the same).

制御部11の演算部11cは、ワークマークWAMi(i=1〜4)とマスクマークMAMi(i=1〜4)の位置座標の差を演算しこれをai(i=1〜4)とする。また、マスクマークMAMi(i=1〜4)と第2のマスクマークSAMi(i=1〜4)の差を演算しこれをbi(i=1〜4)とする(図7のステップS4)。
そして、前記式(4)によりワークマークWAMi、マスクマークMAMi、第2のマスクマークSAMiのずれ量の総和Eを求め、ずれ量の総和Eが最小となるマスクMのパターンを拡大または縮小投影する倍率と、マスクステージMSもしくはワークステージWSのXYθ移動量を演算する(図7のステップS5)。
そして、これに基づき、制御部11の位置合わせ制御部22dは、第2のマスクマークSAM1〜4の中心位置に一致するように、また、ワークマークWAM1〜4、マスクマークMAM1〜4、第2のマスクマークSAM1〜4がそれぞれ最も接近するように、ワークステージWSまたはマスクステージMSをXYθ方向に移動させるとともに、投影レンズズーム駆動機構2aを駆動して、投影レンズ2の倍率を設定する(図7のステップS6)。これにより、図8(b)に示すようにマスクMとワークWの位置合わせが行われる。
The calculation unit 11c of the control unit 11 calculates the difference between the position coordinates of the work mark WAMi (i = 1 to 4) and the mask mark MAMi (i = 1 to 4) and sets this as ai (i = 1 to 4). . Further, the difference between the mask mark MAMi (i = 1 to 4) and the second mask mark SAMi (i = 1 to 4) is calculated and set to bi (i = 1 to 4) (step S4 in FIG. 7). .
Then, the sum E of the shift amounts of the work mark WAMi, the mask mark MAMi, and the second mask mark SAMi is obtained by the equation (4), and the pattern of the mask M that minimizes the total shift amount E is enlarged or reduced and projected. The magnification and the XYθ movement amount of the mask stage MS or the work stage WS are calculated (step S5 in FIG. 7).
Then, based on this, the alignment control unit 22d of the control unit 11 matches the center positions of the second mask marks SAM1 to SAM4, the work marks WAM1 to 4, the mask marks MAM1 to 4, The work stage WS or the mask stage MS is moved in the XYθ directions so that the mask marks SAM1 to SAM4 of each of them are closest, and the projection lens zoom drive mechanism 2a is driven to set the magnification of the projection lens 2 (FIG. 7 step S6). Thereby, as shown in FIG.8 (b), the mask M and the workpiece | work W are aligned.

1 光照射装置
2 投影レンズ
2a 投影レンズズーム駆動機構
3 マスクステージ駆動機構
4 ワークステージ駆動機構
5 ミラー
10 アライメント顕微鏡
10a ハーフミラー
10b CCDカメラ
11 制御部
11a 画像処理部
11b 記憶部
11c 演算部
11d 位置合わせ制御部
11e 登緑部
12 モニタ
13 マスクステージ(スクリーン印刷用)
14 ワークステージ(スクリーン印刷用)
15 スキージ
16 アライメント顕微鏡(スクリーン印刷用)
L1,L2 レンズ
M マスク
MS マスクステージ
MAM マスクマーク(マスクのアライメントマーク)
Pd 配線パッド
Pp 配線パターン
S はんだ
ScM スクリーンマスク(メタルマスク)
SAM 第2のマスクマーク(スクリーンマスクのアライメントマーク)
W ワーク
WS ワークステージ
WAM ワークマーク(ワークのアライメントマーク)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus 2 Projection lens 2a Projection lens Zoom drive mechanism 3 Mask stage drive mechanism 4 Work stage drive mechanism 5 Mirror 10 Alignment microscope 10a Half mirror 10b CCD camera 11 Control part 11a Image processing part 11b Storage part 11c Operation part 11d Position alignment Control unit 11e Green climbing unit 12 Monitor 13 Mask stage (for screen printing)
14 Work stage (for screen printing)
15 Squeegee 16 Alignment microscope (for screen printing)
L1, L2 Lens M Mask MS Mask stage MAM Mask mark (Mask alignment mark)
Pd Wiring pad Pp Wiring pattern S Solder ScM Screen mask (metal mask)
SAM Second mask mark (Screen mask alignment mark)
W Work WS Work stage WAM Work mark (work alignment mark)

Claims (2)

第1のマスクのパターンを、該マスクとは大きさが異なるワーク上に拡大または縮小投影して、上記マスクに形成されたアライメントマークの投影像と、ワーク上に形成されたアライメントマーク像とを位置合せして上記マスクパターンをワーク上に露光する露光する、マスクとワークの位置合わせ方法であって、
次の工程で上記ワークに重ねて合わせて使用される予め定められた大きさの第2のマスクのアライメントマークの位置を予め記憶しておき、
第1のマスクとワークの位置合わせを行う際、
上記第1のマスクのパターンを上記ワーク上へ拡大または縮小投影する倍率を調整し、該第1のマスクに形成されたアライメントマーク像のワーク上の投影位置と、ワークに形成したアライメントマークの第1のずれ量と、
第1のマスクに形成されたアライメントマークのワーク上の投影位置と、上記記憶されている第2のマスクに形成されたアライメントマークの位置の第2のずれ量との総和が、最も小さくなるように、上記第1のマスクと上記ワークとを位置合せする
ことを特徴とするマスクとワークの位置合せ方法。
A pattern of the first mask is enlarged or reduced and projected onto a workpiece having a different size from the mask, and a projected image of the alignment mark formed on the mask and an alignment mark image formed on the workpiece are obtained. A method of aligning a mask and a workpiece, exposing the mask pattern on the workpiece by aligning the mask pattern,
In advance, the position of the alignment mark of the second mask of a predetermined size that is used by being overlapped with the workpiece in the next step is stored in advance,
When aligning the first mask and workpiece,
The magnification at which the first mask pattern is enlarged or reduced and projected onto the work is adjusted, the projection position of the alignment mark image formed on the first mask on the work, and the first position of the alignment mark formed on the work. 1 shift amount,
The sum of the projected position of the alignment mark formed on the first mask on the workpiece and the second displacement amount of the position of the alignment mark formed on the second mask stored is minimized. And aligning the first mask and the workpiece with each other.
上記次の工程における作業は、上記ワークに上記第2のマスクを重ねて合わせて、該マスクに形成された開口にはんだペーストを注入してワーク上にはんだを載せるはんだ印刷作業、もしくは、上記第2のマスクに形成されたパターンをワーク上に転写するコンタクト露光、またはプロキシミティ露光である
ことを特徴とする請求項1に記載のマスクとワークの位置合わせ方法。



The work in the next step is a solder printing work in which the second mask is overlapped with the work and the solder paste is injected into the opening formed in the mask and solder is placed on the work, or the second work 2. The method for aligning a mask and a workpiece according to claim 1, wherein contact exposure or proximity exposure is used to transfer a pattern formed on the second mask onto the workpiece.



JP2011089992A 2011-04-14 2011-04-14 Mask and workpiece alignment method Active JP5533769B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011089992A JP5533769B2 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Mask and workpiece alignment method
TW101107484A TWI452447B (en) 2011-04-14 2012-03-06 The method of aligning the mask with the workpiece
KR1020120038534A KR101445914B1 (en) 2011-04-14 2012-04-13 Method for aligning position between mask and work
CN201210109339.6A CN102736445B (en) 2011-04-14 2012-04-13 Aligning method of mask and workpiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011089992A JP5533769B2 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Mask and workpiece alignment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012220923A true JP2012220923A (en) 2012-11-12
JP5533769B2 JP5533769B2 (en) 2014-06-25

Family

ID=46992167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011089992A Active JP5533769B2 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Mask and workpiece alignment method

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5533769B2 (en)
KR (1) KR101445914B1 (en)
CN (1) CN102736445B (en)
TW (1) TWI452447B (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104730871A (en) * 2013-12-18 2015-06-24 财团法人金属工业研究发展中心 Different-space different-size substrate alignment method
JP2017195298A (en) * 2016-04-21 2017-10-26 三菱電機株式会社 Electronic component device and method of manufacturing the same
US9844835B2 (en) 2012-11-15 2017-12-19 V Technology Co., Ltd. Production method for deposition mask and deposition mask
US10208373B2 (en) 2012-11-15 2019-02-19 V Technology Co., Ltd. Production method for deposition mask

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105005182B (en) * 2014-04-25 2017-06-27 上海微电子装备有限公司 Alignment of relationships method in mutual alignment between multiple sensors
JP7029587B2 (en) * 2017-10-19 2022-03-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Screen printing device and screen printing method
CN110147002B (en) * 2019-04-28 2022-04-26 武汉华星光电技术有限公司 Alignment test key, liquid crystal display panel and alignment assembly method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH082085A (en) * 1994-06-20 1996-01-09 Fujitsu Ltd Paste coating method
JP2005189462A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Nec Toppan Circuit Solutions Inc Method for manufacturing printed wiring board
JP2006047881A (en) * 2004-08-06 2006-02-16 Sharp Corp Aligner and method for manufacturing layered substrate
JP2010093056A (en) * 2008-10-08 2010-04-22 Mejiro Precision:Kk Projection exposure apparatus
JP2011095742A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Ibiden Co Ltd Method for correcting image rendering data, method for rendering image, method for manufacturing wiring board, and image rendering system
JP2011221267A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Fujikura Ltd Method and device for manufacturing print circuit board

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW588414B (en) * 2000-06-08 2004-05-21 Toshiba Corp Alignment method, overlap inspecting method and mask
JP4158514B2 (en) 2002-12-24 2008-10-01 ウシオ電機株式会社 Double-sided projection exposure system
JP4015079B2 (en) * 2003-07-18 2007-11-28 株式会社東芝 Reticle, exposure apparatus inspection system, exposure apparatus inspection method, and reticle manufacturing method
US7785526B2 (en) * 2004-07-20 2010-08-31 Molecular Imprints, Inc. Imprint alignment method, system, and template
KR101130890B1 (en) * 2005-03-18 2012-03-28 엘지전자 주식회사 Proximity type esposurer
CN101410945B (en) * 2006-08-31 2013-03-27 株式会社尼康 Mobile body drive method and mobile body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method
KR101111934B1 (en) * 2007-04-03 2012-04-06 닛본 세이고 가부시끼가이샤 Exposure apparatus and exposure method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH082085A (en) * 1994-06-20 1996-01-09 Fujitsu Ltd Paste coating method
JP2005189462A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Nec Toppan Circuit Solutions Inc Method for manufacturing printed wiring board
JP2006047881A (en) * 2004-08-06 2006-02-16 Sharp Corp Aligner and method for manufacturing layered substrate
JP2010093056A (en) * 2008-10-08 2010-04-22 Mejiro Precision:Kk Projection exposure apparatus
JP2011095742A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Ibiden Co Ltd Method for correcting image rendering data, method for rendering image, method for manufacturing wiring board, and image rendering system
JP2011221267A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Fujikura Ltd Method and device for manufacturing print circuit board

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9844835B2 (en) 2012-11-15 2017-12-19 V Technology Co., Ltd. Production method for deposition mask and deposition mask
US10208373B2 (en) 2012-11-15 2019-02-19 V Technology Co., Ltd. Production method for deposition mask
CN104730871A (en) * 2013-12-18 2015-06-24 财团法人金属工业研究发展中心 Different-space different-size substrate alignment method
JP2017195298A (en) * 2016-04-21 2017-10-26 三菱電機株式会社 Electronic component device and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI452447B (en) 2014-09-11
CN102736445B (en) 2015-01-28
CN102736445A (en) 2012-10-17
TW201243523A (en) 2012-11-01
JP5533769B2 (en) 2014-06-25
KR101445914B1 (en) 2014-11-03
KR20120117680A (en) 2012-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5533769B2 (en) Mask and workpiece alignment method
EP2539778B1 (en) Method for alignment optimization with respect to plurality of layers
US20120009738A1 (en) Misalignment correction for embedded microelectronic die applications
WO2009122529A1 (en) Alignment device for planar element, manufacturing equipment for the same, alignment method for the same, and manufacturing method for the same
JP5496041B2 (en) Displacement calculation method, drawing data correction method, drawing method, and drawing apparatus
TWI328991B (en) Manufacturing method of wiring substrate
JP5538048B2 (en) Alignment mark detection method and printed circuit board manufacturing method
JP2010162559A (en) Laser processing method, processing device and workpiece
JP5673719B2 (en) Electronic component manufacturing apparatus and manufacturing method thereof
JP2009098467A (en) Exposure apparatus
JP2005148531A (en) Aligner for printed-circuit board corresponding to expansion and contraction thereof
JP3309747B2 (en) Alignment method of ceramic multilayer wiring board and thin film pattern
JP2011227364A (en) Alignment method of photomask and substrate and manufacturing method for wiring circuit board
JP2001235877A (en) Exposure method
JP2009003159A (en) Laser exposure method and laser exposure apparatus
JP5839398B2 (en) Exposure apparatus and exposure method
JP2005292323A (en) Exposure method of maskless exposure apparatus, and maskless exposure apparatus
JP2005274687A (en) Exposing device and positioning method
JP2017090747A (en) Exposure apparatus, substrate manufacturing system, exposure method, and substrate manufacturing method
JP2006203032A (en) Method of manufacturing element
JP2002223072A (en) Method for manufacturing multilayer printed wiring board and manufacturing apparatus for the same
JP2007272046A (en) Exposure method and device
JP2006173575A (en) Wiring board and alignment method thereof
JPH0974300A (en) Positioning method of ceramic wiring board
JPS62960A (en) Optical system unit and positioning device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130924

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140314

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5533769

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140414

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250