JP2023130748A - 露光装置および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントマークが形成されていない基板であっても、基板の形状に応じて適切に露光を行う。【解決手段】本発明に係る露光装置は、処理対象の基板を支持するステージと、所定の露光データに基づき基板の表面を光ビームにより露光して描画する露光部と、ステージと露光部とを相対移動させる移動機構と、ステージに支持された未露光の基板のエッジ部を撮像する撮像部と、撮像部による撮像結果から基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、基板への光ビームの入射位置を制御する描画制御部とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、例えばプリント配線基板やガラス基板等の基板にパターンを描画するために基板を露光する技術に関する。

半導体基板、プリント配線基板、ガラス基板等の各種基板に配線パターン等のパターンを形成する技術として、基板表面に形成された感光層に、描画データに応じて変調された光ビームを入射し、感光層を露光させるものがある。この種の技術においては、基板上の適正な位置に描画を行うために、基板に対する光ビームの入射位置を調整するアライメント処理が行われる。

例えば特許文献１に記載の技術では、ステージに載置された基板の表面に形成されたアライメントマークをカメラで撮像し、その位置検出結果に基づいてアライメント調整が行われる。アライメント調整は、例えば露光ヘッドとステージとの相対位置を機械的に調整することにより実現される他、例えば特許文献２に記載されるように、描画データの修正や光ビームの出射タイミングの調整等によっても実現されている。

特開２０２２－０２１４３８号公報 特開２０２１－１５２５７２号公報

上記従来技術では、基板に予めアライメントマークが形成されていることが前提となっている。しかしながら、アライメントマーク自体が露光により形成されるケースもある。このようなケースでは、最初の露光で形成されたアライメントマークを位置基準として以後の処理が行われることとなる。例えば複数回の露光により基板に多層パターンを形成する場合には、層間での相対的位置が合っていればよいため、最初の露光において厳密な位置合わせは必要ないとも言える。

例えば基板が伸縮等の変形を有している場合には、描画パターンについても基板の形状に合わせて修正されることが望ましい。この点を考慮せずに最初の露光を行いアライメントマークを形成した場合、形成されたアライメントマークに基づく以後のアライメント調整が、必ずしも基板の形状に適合したものとならない場合があり得る。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、アライメントマークが形成されていない基板であっても、基板の形状に応じて適切に露光を行うことのできる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る露光装置の一の態様は、処理対象の基板を支持するステージと、所定の露光データに基づき前記基板の表面を光ビームにより露光して描画する露光部と、前記ステージと前記露光部とを相対移動させる移動機構と、前記ステージに支持された未露光の前記基板のエッジ部を撮像する撮像部と、前記撮像部による撮像結果から前記基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、前記基板への前記光ビームの入射位置を制御する描画制御部とを備えている。

また、本発明に係る露光方法の一の態様は、処理対象の基板を支持するステージと露光部とを相対移動させながら、前記露光部が所定の露光データに基づき前記基板の表面を光ビームにより露光して描画する露光方法であって、前記ステージに支持された未露光の前記基板のエッジ部を撮像し、撮像結果から前記基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、前記基板への前記光ビームの入射位置を制御する。

このように構成された発明では、未露光の基板のエッジ部を撮像して基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、基板への光ビームの入射位置が制御される。基板のエッジの複数箇所について位置検出を行うことで、基板の外形を推定することが可能である。例えば伸縮や歪み等による基板の変形がある場合には、検出されたエッジ間の相対位置が本来の位置関係とは異なるものとなる。露光の際の基板への光ビームの相対的な入射位置にエッジ位置の検出結果を反映させるようにすれば、基板の形状に合わせた描画が可能となる。

上記のように、本発明によれば、未露光基板のエッジ部を撮像して複数箇所でエッジ位置を検出し、その結果に応じて基板への光ビームの入射位置を制御するので、伸縮や歪み等による基板の変形がある場合でも、また基板にアライメントマークが形成されていない状態でも、基板の適切な位置に描画を行うことが可能である。

本発明にかかる露光装置の概略構成を模式的に示す正面図である。 図１の露光装置が備える電気的構成の一例を示すブロック図である。 基板の変形と基板上のパターン形成領域との関係を示す図である。 本実施形態における露光処理を示すフローチャートである。 アライメントカメラの配置と撮像位置との関係を示す図である。 撮像結果に基づく基板外形の推定処理を模式的に示す図である。

図１は本発明にかかる露光装置の概略構成を模式的に示す正面図であり、図２は図１の露光装置が備える電気的構成の一例を示すブロック図である。図１および以下の図では、水平方向であるＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向であるＹ方向、鉛直方向であるＺ方向およびＺ方向に平行な回転軸を中心とする回転方向θを適宜示す。

露光装置１は、レジストなどの感光材料の層が形成された基板Ｓ（露光対象基板）に所定のパターンのレーザー光を照射することで、感光材料にパターンを描画する。基板Ｓとしては、例えばプリント配線基板、各種表示装置用のガラス基板、半導体基板などの各種基板を適用可能である。

露光装置１は本体１１を備え、本体１１は、本体フレーム１１１と、本体フレーム１１１に取り付けられたカバーパネル（図示省略）とで構成される。そして、本体１１の内部と外部とのそれぞれに、露光装置１の各種の構成要素が配置されている。

露光装置１の本体１１の内部は、処理領域１１２と受け渡し領域１１３とに区分されている。処理領域１１２には、主として、ステージ２、ステージ駆動機構３、露光ユニット４およびアライメントユニット５が配置される。また、本体１１の外部には、アライメントユニット５に照明光を供給する照明ユニット６が配置されている。受け渡し領域１１３には、処理領域１１２に対して基板Ｓの搬出入を行う搬送ロボット等の搬送装置７が配置される。さらに、本体１１の内部には制御部９が配置されており、制御部９は、露光装置１の各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する。

本体１１の内部の受け渡し領域１１３に配置された搬送装置７は、図示しない外部の搬送装置または基板保管装置から未処理の基板Ｓを受け取って処理領域１１２に搬入（ローディング）するとともに、処理領域１１２から処理済みの基板Ｓを搬出（アンローディング）し外部へ払い出す。未処理基板Ｓのローディングおよび処理済基板Ｓのアンローディングは制御部９からの指示に応じて搬送装置７により実行される。

ステージ２は、平板状の外形を有し、その上面に載置された基板Ｓを水平姿勢に保持する。ステージ２の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を付与することによって、ステージ２上に載置された基板Ｓをステージ２の上面に固定する。このステージ２はステージ駆動機構３により駆動される。

ステージ駆動機構３は、ステージ２をＹ方向（主走査方向）、Ｘ方向（副走査方向）、Ｚ方向および回転方向θ（ヨー方向）に移動させるＸ－Ｙ－Ｚ－θ駆動機構である。ステージ駆動機構３は、Ｙ方向に延設された単軸ロボットであるＹ軸ロボット３１と、Ｙ軸ロボット３１によってＹ方向に駆動されるテーブル３２と、テーブル３２の上面においてＸ方向に延設された単軸ロボットであるＸ軸ロボット３３と、Ｘ軸ロボット３３によってＸ方向に駆動されるテーブル３４と、テーブル３４の上面に支持されたステージ２をテーブル３４に対して回転方向θに駆動するθ軸ロボット３５とを有する。

したがって、ステージ駆動機構３は、Ｙ軸ロボット３１が有するＹ軸サーボモーターによってステージ２をＹ方向に駆動し、Ｘ軸ロボット３３が有するＸ軸サーボモーターによってステージ２をＸ方向に駆動し、θ軸ロボット３５が有するθ軸サーボモーターによってステージ２を回転方向θに駆動することができる。これらのサーボモーターについては図示を省略する。また、ステージ駆動機構３は、図１では図示を省略するＺ軸ロボット３７によってステージ２をＺ方向に駆動することができる。かかるステージ駆動機構３は、制御部９からの指令に応じて、Ｙ軸ロボット３１、Ｘ軸ロボット３３、θ軸ロボット３５およびＺ軸ロボット３７を動作させることで、ステージ２に載置された基板Ｓを移動させる。

露光ユニット４は、ステージ２上の基板Ｓより上方に配置された露光ヘッド４１と、露光ヘッド４１に対してレーザー光を照射する光照射部４３とを有する。光照射部４３は、レーザー駆動部４３１、レーザー発振器４３２および照明光学系４３３を有する。露光ユニット４は、Ｘ方向に位置を異ならせて複数設けられてもよい。

レーザー駆動部４３１の作動によりレーザー発振器４３２から射出されたレーザー光が、照明光学系４３３を介して露光ヘッド４１へと照射される。露光ヘッド４１は、光照射部４３から照射されたレーザー光を空間光変調器によって変調して、その直下を移動する基板Ｓに対して落射する。こうして基板Ｓをレーザー光ビームによって露光することで、パターンが基板Ｓに描画される（露光動作）。

アライメントユニット５は、ステージ２上の基板Ｓより上方に配置されたアライメントカメラ５１を有する。このアライメントカメラ５１は、鏡筒、対物レンズおよびＣＣＤイメージセンサを有し、その直下を移動する基板Ｓの上面に設けられたアライメントマークを撮像する。アライメントカメラ５１が備えるＣＣＤイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される。後述するように、アライメントカメラ５１は、Ｘ方向に位置を異ならせて複数（この実施形態では３組）設けられる。

照明ユニット６は、アライメントカメラ５１の鏡筒と光ファイバー６１を介して接続され、アライメントカメラ５１に対して照明光を供給する。照明ユニット６から延びる光ファイバー６１によって導かれる照明光は、アライメントカメラ５１の鏡筒を介して基板Ｓの上面に導かれ、基板Ｓでの反射光が、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサに入射する。これによって、基板Ｓの上面が撮像されて撮像画像が取得されることになる。アライメントカメラ５１は制御部９と電気的に接続されており、制御部９からの指示に応じて撮像画像を取得して、この撮像画像を制御部９に送信する。

制御部９は、アライメントカメラ５１により撮像された撮像画像が示すアライメントマークの位置を取得する。また制御部９は、アライメントマークの位置に基づき露光ユニット４を制御することで、露光動作において露光ヘッド４１から基板Ｓに照射するレーザー光のパターンを調整する。そして、制御部９は、描画すべきパターンに応じて変調されたレーザー光を露光ヘッド４１から基板Ｓに照射させることで、基板Ｓにパターンを描画する。

制御部９は、上記した各ユニットの動作を制御することで各種の処理を実現する。この目的のために、制御部９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリー９２、ストレージ９３、入力９４、表示部９５およびインターフェース部９６などを備えている。ＣＰＵ９１は、予めストレージ９３に記憶されている制御プログラム９３１を読み出して実行し、後述する各種の動作を実行する。メモリー９２はＣＰＵ９１による演算処理に用いられ、あるいは演算処理の結果として生成されるデータを短期的に記憶する。ストレージ９３は各種のデータや制御プログラムを長期的に記憶する。具体的には、ストレージ９３は、ＣＰＵ９１が実行する制御プログラム９３１の他に例えば、描画すべきパターンの内容を表す設計データであるＣＡＤ（Computer Aided Design）データ９３２を記憶している。

入力部９４は、ユーザーからの操作入力を受け付け、この目的のために、キーボード、マウス、タッチパネル等の適宜の入力デバイス（図示省略）を有している。表示部９５は、各種の情報を表示出力することでユーザーに報知し、この目的のために適宜の表示デバイスを有している。インターフェース部９６は外部装置との間の通信を司る。例えば、この露光装置１が制御プログラム９３１およびＣＡＤデータ９３２を外部から受け取る際に、インターフェース部９６が機能する。この目的のために、インターフェース部９６は、外部記録媒体からデータを読み出すための機能を備えていてもよい。

ＣＰＵ９１は、制御プログラム９３１を実行することにより、露光データ生成部９１１、露光制御部９１２、フォーカス制御部９１３、ステージ制御部９１４などの機能ブロックをソフトウェア的に実現する。なお、これらの機能ブロックのそれぞれは、少なくとも一部が専用ハードウェアにより実現されてもよい。

露光データ生成部９１１は、ストレージ９３から読み出されたＣＡＤデータ９３２に基づき、光ビームをパターンに応じて変調するための露光データ９１１を生成する。基板Ｓに歪み等の変形がある場合には、露光データ生成部９１１は、基板Ｓの歪み量に応じて露光データを修正することで、基板Ｓの形状に合わせた描画が可能となる。露光データは露光ヘッド４１に送られ、該露光データに応じて露光ヘッド４１が、光照射部４３から出射されるレーザー光を変調する。こうしてパターンに応じて変調された変調光ビームが基板Ｓに照射され、基板Ｓ表面が部分的に露光されてパターンが描画される。

露光制御部９１２は、光照射部４３を制御して、所定のパワーおよびスポットサイズを有するレーザー光ビームを出射させる。フォーカス制御部９１３は、露光ヘッド４１に設けられた投影光学系（図示省略）を制御してレーザー光ビームを基板Ｓの表面に収束させる。

ステージ制御部９１４はステージ駆動機構３を制御して、アライメント調整のためのステージ２の移動および露光時の走査移動のためのステージ２の移動を実現する。アライメント調整においては、ステージ２に載置された基板Ｓと露光ヘッド４１との間における露光開始時の相対的な位置関係が予め定められた関係となるように、ステージ２の位置がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向に調整される。一方、走査移動においては、ステージ２を一定速度でＹ方向に移動させることで基板Ｓを露光ヘッド４１の下方を通過させる主走査移動と、一定ピッチでのＸ方向へのステップ送り（副走査移動）とが組み合わせられる。

次に、上記のように構成された露光装置１による露光動作について説明する。なお、このような構成を有する露光装置における基本的な動作は公知であるため、ここではその動作説明を省略する。また、予めアライメントマークが形成されている基板Ｓに対し適正な位置に描画を行うためのアライメント調整方法や露光データの修正方法も、例えば特許文献１、２に記載のように公知であるため、詳しい説明を省略する。

本実施形態では、ステージ２に載置される基板Ｓと露光ヘッド４１との間での機械的な位置合わせにより基板Ｓに対するレーザー光の入射位置を調整する処理と、基板Ｓの形状に合わせてパターンを変形させるために露光データを修正することによるレーザー光の入射位置の調整とを組み合わせて実行している。これらの調整はいずれも、形成すべきパターン内の各点と、当該点を露光により形成すべく照射されるレーザー光ビームが基板Ｓに入射する位置との間の位置関係を調整するものである。したがって、これらの調整は、具体的方法は異なるものの、最終的には基板Ｓに対するレーザー光ビームの入射位置を調整するものとして包括的に考えることができる。本明細書では、これら調整のための処理を総称して「描画位置調整」と呼ぶこととする。

アライメントマークが露光により形成されるパターンの一部として計画されている場合、未露光の基板Ｓにはアライメントマークがない。このため、アライメントマークを形成する前の露光、例えばアライメントマークを含むパターンを形成するための露光動作においては、アライメントマークを位置合わせのための基準として用いることができない。

例えば複数回の露光を繰り返すことで多層パターンを形成するような場合、各層のパターンの間での相対的な位置合わせができていれば足りる。このため、アライメントマークを含むパターンを形成するための１回目の露光においては厳密な描画位置調整は必要ないと考えることもできる。最初の露光で形成されたアライメントマークを位置基準として以後の露光を行うことで、層間の位置合わせを行うことが可能であるからである。

一方で、マスクを使わず露光データで変調されたレーザー光による直接描画を行う露光装置では、基板Ｓの形状に合わせてパターンを変形させて描画することができるという点が大きな利点の１つであり、この利点を活用するという点では、アライメントマークの位置自体が基板Ｓの形状に合わせて調整されることができれば便宜である。例えば、処理過程で基板の伸縮等の変形が生じることが予め判っているケースが考えられる。

図３は基板の変形と基板上のパターン形成領域との関係を示す図である。例えば図３（ａ）に示すように、歪みのない矩形基板Ｓ１に対し、露光によるパターンが形成されるパターン形成領域Ｒｐが複数設定される場合を考える。パターン形成領域Ｒｐの周縁部近傍でその内側あるいは外側には、最初の露光によってアライメントマークＡＭが形成されるものとする。

図３（ｂ）に示すように、実際の基板Ｓ２は何らかの歪みや変形を有している場合がある。この例では、基板Ｓ２の左右両辺が湾曲しており、基板Ｓ２の上下端における幅よりも中央部における幅が少し小さくなっている。なお変形の態様はこれに限定されず様々なものがあり得る。

ここで、図３（ｂ）に示すように、基板Ｓ２の変形によらず、変形がない場合と同様にアライメントマークＡＭを形成しパターン形成領域Ｒｐを設定する考え方と、図３（ｃ）に示すように、基板Ｓ２の変形に合わせてアライメントマークＡＭおよびパターン形成領域Ｒｐの形状および位置を調整する考え方とがあり得る。このうち後者を実現するための方法はこれまで提案されていない。本実施形態における描画位置調整は、これを可能とする方法の１つである。

図４は本実施形態における露光処理を示すフローチャートである。また、図５はアライメントカメラの配置と撮像位置との関係を示す図である。この処理は、予めストレージ９３に記憶された制御プログラム９３１をＣＰＵ９１が実行することにより実現される。未露光の基板Ｓがステージ２にセットされると（ステップＳ１０１）、ステージ駆動機構３がステージ２を主走査方向Ｄｓ（Ｙ方向）に移動させる主走査移動を実行し、アライメントカメラ５１が基板Ｓのエッジ部を含むように複数箇所で撮像を行う（ステップＳ１０２）。なお、アライメントカメラ５１の個数やその配置、撮像箇所の数等については、ここに例示されるものに限定されず任意に設定可能である。

図５に破線で示すように、アライメントカメラ５１は、矩形の基板Ｓの四隅およびエッジ部を含むように設定された複数の撮像領域Ｒｉの内部を撮像する。撮像された各画像から基板Ｓのエッジ位置が検出され（ステップＳ１０３）、それらの検出結果から、基板Ｓの外形およびステージ２上での姿勢が推定される（ステップＳ１０４）。基板Ｓは、それ自体の歪み等による変形、およびステージ２への載置位置のばらつき等に起因する位置ずれにより、ステージ２上で種々の姿勢を取り得る。ステージ２への載置位置のばらつきに起因する位置ずれについては、ステージ２のＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向での位置を調整するアライメント調整（ステップＳ１０５）により解消可能である。

一方、アライメント調整によっても解消されない位置ずれとしては、基板Ｓ自体の歪みによる変形に起因するものがある。これについては、ＣＡＤデータから露光データを作成する際にエッジ位置の検出結果を反映させて、例えばパターンを拡大、縮小または変形するようなデータ修正を行うことにより（ステップＳ１０６）、対応することができる。より具体的には、特許文献２に記載の技術におけるアライメントマークの位置検出結果に代えて、基板Ｓのエッジ位置検出結果を用いた露光データの修正を行うことにより、基板Ｓの変形に起因する位置ずれを解消することが可能である。

また、基板Ｓの変形に起因するＸ方向（副走査方向）への位置ずれについては、必要に応じて、露光ヘッド４１に対するステージ２のピッチ送り量の制御、レーザー光ビームの幅の制御等によって対応することができる。Ｙ方向への位置ずれに対しては、露光ヘッド４１に設けられる光変調器の動作タイミングの制御により対応することができる。またこれらの調整が適宜組み合わせられてもよい。

アライメント調整により露光ヘッド４１との位置関係が調整された基板Ｓを、ステージ２の移動により走査移動させながら、修正された露光データに基づき露光することにより（ステップＳ１０７）、基板Ｓの外周形状に応じて変形されたパターンが基板Ｓ上に形成される。露光が完了した基板Ｓは露光装置１から搬出され（ステップＳ１０８）、後工程において現像および洗浄等の処理を受けることによりパターンが顕像化される。このパターンはアライメントマークＡＭを含み、したがってアライメントマークＡＭが基板Ｓの形状に応じて配置されることになる。

２回目以降の露光においては、顕像化されたアライメントマークＡＭを位置基準として描画位置調整が行われ、パターンが順次積層される。この場合の処理については公知の技術を適用することが可能である。このように、本実施形態では、未露光でアライメントマークが形成されていない基板Ｓに対する最初の露光動作において、基板Ｓのエッジ位置を検出することで基板Ｓの形状を推定し、その結果に応じた描画位置調整を行う。

こうすることで、アライメントマークがない基板Ｓに対する最初の露光で形成されるパターンを基板Ｓの形状に適合させることができる。また、このときの露光でアライメントマークを形成するようにすれば、これを位置基準として行われる以後の露光においても、形成されるパターンを基板Ｓの形状に適合したものとすることができる。パターンが多層に形成される場合でも当然に、それらのパターンを基板Ｓの形状に適合させつつ、各層間における相対的な位置合わせについても良好に行うことが可能である。

図６は撮像結果に基づく基板外形の推定処理を模式的に示す図である。図５に示すように、アライメントカメラ５１はＸ方向に沿って複数（この実施形態では３組）設けられており、これらは概ね、基板ＳのＸ方向両端部および中央部を撮像視野に含むように配置される。基板ＳをＹ方向に走査移動させながら各アライメントカメラ５１が断続的に撮像を行うことで、図６（ａ）に破線で示す撮像領域Ｒｉ各々の画像が取得される。

各撮像領域Ｒｉについてエッジ検出を行うことで、基板Ｓのエッジ位置が特定され、各エッジの位置関係から基板Ｓの外形が推定される。すなわち、図６（ｂ）に点線で示すように、検出されたエッジ同士を直線で結ぶことで基板Ｓの概略の外周形状Ｓｓを推定することが可能である。また、適宜の曲線近似によって外形を推定してもよい。特に矩形または多角形の基板Ｓについては、推定の精度を向上させるために、コーナー部分Ｃを撮像視野に含めておくことが望ましい。

また、撮像領域Ｒｉは、基板Ｓにおけるパターン形成領域Ｒｐ（図３（ａ））の配置に応じて定められることが望ましい。すなわち、図６（ｃ）に示すように、基板Ｓ上に設定されるパターン形成領域Ｒｐのそれぞれにできるだけ対応するように、例えばパターン形成領域Ｒｐのコーナー部分を含むように、撮像領域Ｒｉが設定されることが好ましい。このようにすることで、個々のパターン形成領域Ｒｐの近傍における基板Ｓの変形が実測により把握されることとなるので、それに合わせたパターン形成領域Ｒｐの調整、つまり描画位置調整を精度よく行うことが可能になる。

特に、パターン形成領域Ｒｐの周縁部または近傍に形成されるアライメントマークＡＭの位置を可能な限り含むように撮像領域Ｒｉが設定されることがより好ましい。このようにすると、以降の処理において位置基準となるアライメントマークＡＭが基板Ｓの形状に応じて配置されることとなり、これに基づいて描画位置調整が行われる各層のパターンについても、基板Ｓの形状に合わせたものとすることができる。

描画すべきパターンの内容やその配置は設計データ、つまりＣＡＤデータ９３２により特定されているから、ＣＡＤデータ９３２からパターン形成領域ＲｐまたはアライメントマークＡＭの配置に関する情報を取得し、それに応じて撮像領域Ｒｉを設定することにより、この目的を達成することができる。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１においては、ステージ２、ステージ駆動機構３、露光ユニット４およびアライメントカメラ５１のそれぞれが、本発明の「ステージ」、「移動機構」、「露光部」および「撮像部」として機能している。また、制御部９が本発明の「描画制御部」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、前述の通り、アライメントカメラおよび撮像領域の配置は上記実施形態に限定されるものではなく任意に設定可能である。また、これらの配置が等間隔でなくてもよい。

また、上記実施形態が処理対象とする基板Ｓは、未露光状態ではアライメントマークを有しておらず、１回目の露光によってその表面にアライメントマークが形成されるものである。しかしながら、上記した描画位置調整処理は、予めアライメントマークが形成されている基板に対しても有効に機能するものである。

また、上記実施形態は、１回目の露光で基板Ｓにアライメントマークを形成した後、これを位置基準として複数回の露光が行われることを前提としている。しかしながら、１回目の露光で形成されるパターンがアライメントマークを含むか否か、また２回目以降の露光が予定されているか否かにかかわらず、上記した描画位置調整処理は有効である。

また、上記実施形態では、アライメント調整のためのアライメントカメラ５１が基板Ｓのエッジ部の撮像にも利用されている。しかしながら、エッジ部の撮像はアライメントカメラとは別の撮像手段によって行われてもよい。

また、上記実施形態では、基板Ｓが載置されたステージ２を移動させることで、基板Ｓと露光ヘッド４１およびアライメントカメラ５１との相対移動が実現されている。これに代えて、アライメントカメラ５１や露光ヘッド４１を駆動することで相対移動が実現されてもよい。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る露光装置において、例えば描画制御部は、エッジ位置の検出結果から推定した基板の外周部の露光部に対する相対位置に基づき光ビームの入射位置を制御するように構成されてもよい。このような構成によれば、基板の外形に適合させた描画を実行することが可能である。

また例えば、描画制御部は、エッジ位置の検出結果に基づき露光データを補正するように構成されてもよい。マスクを用いず露光データで制御された光ビームを直接基板に入射させることで露光を行う露光装置では、露光データの補正によって光ビームの入射位置を変更しパターン形状を変化させることが可能である。このため、例えば平行移動や回転などの機械的なアライメント調整では対応できない基板の歪みや伸縮にも対応させて描画を行うことが可能である。

また例えば、エッジ検出結果に基づき露光部からの光ビームの出射タイミングが調整されてもよい。このような構成によれば、露光部と基板との相対移動方向に沿った位置ずれに対応することが可能である。

また例えば、エッジ検出結果に基づき、移動機構による相対移動の態様、および、ステージと露光部との相対的な姿勢の少なくとも一方が調整される構成でもよい。このような構成によれば、露光部と基板との相対位置を機械的に調整することで位置ずれに対応することができる。

また例えば、撮像部によるエッジ部の撮像箇所は、描画すべき内容を定めた設計データに応じて定められてもよい。このような構成によれば、基板に形成される描画パターンの配置に応じて撮像を行うことができるので、描画パターンの配置を基板の形状により適合したものとすることが可能である。

また例えば、露光部は、基板に後の露光における位置基準となるアライメントマークを含むパターンを描画するように構成されてもよい。特に、一の基板に対し複数回露光を実行する場合には、未露光の基板に対する１回目の露光において、アライメントマークを含むパターンを描画するように構成されてもよい。こうしてアライメントマークを基板に配置することでこれを後の処理における位置基準として利用することが可能となる。また、アライメントマークを形成するための露光に本発明に係る調整が適用されることで、アライメントマークの配置およびこれを基準とする以後の各処理において、基板の形状に合わせた最適化が可能となる。

また例えば、本発明に係る露光方法では、一の基板に対し複数回露光を実行する場合に、未露光の基板に対する１回目の露光において、エッジ検出結果に基づく入射位置の制御を行うことが好ましい。本発明は、基板のエッジ検出結果に基づき描画位置調整を行うので、基板に位置基準となるマーク等が存在しない場合でも有効に機能する。

本発明は、各種の基板を処理対象とする露光装置および露光方法に適用可能である。特に、例えば半導体ウェハに比べ許容される寸法公差が比較的大きい基板や、また加工や処理の過程で伸縮や歪みなどが生じやすい基板、例えばプリント配線基板を処理対象とする場合において、本発明は顕著な効果を奏するものである。

この発明は、例えばプリント配線基板やガラス基板等の各種基板にパターンを形成するために基板を露光する技術分野に好適である。

１ 露光装置
２ ステージ
３ ステージ駆動機構（移動機構）
４ 露光ユニット（露光部）
９ 制御部（描画制御部）
４１ 露光ヘッド（露光部）
５１ アライメントカメラ（撮像部）
ＡＭ アライメントマーク
Ｒｉ 撮像領域
Ｒｐ パターン形成領域
Ｓ 基板

Claims (12)

1. 処理対象の基板を支持するステージと、
   所定の露光データに基づき前記基板の表面を光ビームにより露光して描画する露光部と、
   前記ステージと前記露光部とを相対移動させる移動機構と、
   前記ステージに支持された未露光の前記基板のエッジ部を撮像する撮像部と、
   前記撮像部による撮像結果から前記基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、前記基板への前記光ビームの入射位置を制御する描画制御部と
   を備える、露光装置。
2. 前記描画制御部は、前記検出結果から推定した前記基板の外周部の前記露光部に対する相対位置に基づき前記光ビームの入射位置を制御する、請求項１に記載の露光装置。
3. 前記描画制御部は、前記検出結果に基づき前記露光データを補正する、請求項１または２に記載の露光装置。
4. 前記描画制御部は、前記検出結果に基づき前記露光部からの前記光ビームの出射タイミングを調整する、請求項１ないし３のいずれかに記載の露光装置。
5. 前記描画制御部は、前記検出結果に基づき前記移動機構による前記相対移動の態様を調整する、請求項１ないし４のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記描画制御部は、前記検出結果に基づき前記ステージと前記露光部との相対的な姿勢を調整する、請求項１ないし５のいずれかに記載の露光装置。
7. 前記撮像部による前記エッジ部の撮像箇所は、描画すべき内容を定めた設計データに応じて定められる、請求項１ないし６のいずれかに記載の露光装置。
8. 前記露光部は、前記基板に後の露光における位置基準となるアライメントマークを含むパターンを描画する、請求項１ないし７のいずれかに記載の露光装置。
9. 処理対象の基板を支持するステージと露光部とを相対移動させながら、前記露光部が所定の露光データに基づき前記基板の表面を光ビームにより露光して描画する露光方法において、
   前記ステージに支持された未露光の前記基板のエッジ部を撮像し、撮像結果から前記基板のエッジ位置を複数箇所で検出し、その検出結果に基づき、前記基板への前記光ビームの入射位置を制御する、露光方法。
10. 一の前記基板に対し複数回前記露光を実行し、
    未露光の前記基板に対する１回目の露光において、前記検出結果に基づく前記入射位置の制御を行う、請求項９に記載の露光方法。
11. 前記１回目の露光では、前記基板に後の露光における位置基準となるアライメントマークを含むパターンを描画する、請求項１０に記載の露光方法。
12. 前記基板はプリント配線基板である、請求項９ないし１１のいずれかに記載の露光方法。

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