JP2828544B2 - 近接露光装置のギャップセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶表示板等の
ようなガラス基板の表面に透明又は半透明の感光剤を被
着した透光性基板とその上方に位置するマスクとを相対
的に近接させて露光し、マスクのパターンを感光剤に焼
き付ける近接露光装置に係り、特に、透光性基板とマス
クとの間のギャップを計測するギャップセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の近接露光装置の構成を図９に示
し、以下に説明する。図中、１１０は露光光学系であ
り、露光光学系１１０は、紫外線照射用の例えば、超高
圧水銀ランプ１１１と、超高圧水銀ランプ１１１からの
照射光を集光する凹面鏡１１２と、凹面鏡１１２の焦点
近傍に配置されたフライアイレンズ１１３と、フライア
イレンズ１１３とマスク１０１との間に配置されたコン
デンサレンズ１１４と、一組の光路反転ミラー１１５、
１１６とによって構成されており、超高圧水銀ランプ１
１１から照射された光Ｌ…は、図に示すような光路を取
り、マスク１０１の表面に対して垂直に照射される。マ
スク１０１は、マスク保持部１０２によって上述したよ
うに露光光学系１１０からの光Ｌが垂直に照射される位
置に保持されている。１０３は表面に感光剤が塗布され
た基板であり、基板１０３は、基板移動保持部１０４に
よって保持され、マスク保持部１０２によって保持され
ているマスク１０１に平行にかつ近接させるためにＺ方
向に移動させられ、所定位置で保持される。

【０００３】近接露光装置は、基板１０３とマスク１０
１とが平行にかつ近接して保持された状態で、露光光学
系１１０による平行な照射光をマスク１０１を介してそ
の上方から基板１０３の表面に垂直に露光し、基板１０
３の表面に塗布した感光剤にマスク１０１に描画された
パターンを焼き付けするように構成されている。

【０００４】上述の構成において、基板１０３とマスク
１０１との間の隙間（以下、ギャップという）は、平面
上の全点において均一に、例えば、およそ５０μｍ〜１
００μｍの範囲内で、基板移動保持部１０４のＺ方向移
動量を制御している。ここで、基板１０３とマスク１０
１とのギャップが均一でなければ基板上の各点での焼き
付けの解像度が不均一となる。

【０００５】したがって、このギャップを露光前に計測
し、各点でのギャップを均一に保持するためのギャップ
制御が必要であり、このギャップを計測するためのギャ
ップセンサとして、従来、以下に挙げる２種類のものが
ある。

【０００６】まず、第一のギャップセンサを図に従っ
て、以下に説明する。図１０は、第一のギャップセンサ
の外観を示す斜視図である。図中、１２１はギャップセ
ンサの本体であり、ギャップセンサ本体１２１には、上
面と底面とにそれぞれ複数組の発光部１２２と受光部１
２３（図では、上面３組、底面３組の合計６組）が等間
隔に埋設されている。発光部１２２は、例えば、ＬＤ
（レーザーダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）等
の発光素子と、発光素子からの光を絞るためのスリット
１２２ａ（図１２参照）とで構成されており、受光部１
２３は、ラインセンサとしての機能を持つ、例えば、Ｃ
ＣＤ（電荷結合デバイス）等と、受光幅を絞るための凸
レンズ１２３ａ（図１２参照）とで構成されている。こ
の発光部１２２と受光部１２３とが、１点のギャップを
計測するセンサ機構１２４を構成し、各センサ機構１２
４はギャップセンサ１２１のＸ方向の複数点のギャップ
を同時に計測する。

【０００７】上述の構成を有するギャップセンサを用い
て図１１に示すような方法でギャップを計測する。基板
１０３とマスク１０１とは、ギャップセンサ１２１を挿
入することができる間隔（ギャップセンサの寸法によっ
て異なるが、一例を示せば６０mm）を開けて保持されて
いる。この状態で、図示しない支持機構によって支持さ
れたギャップセンサ１２１を、基板１０３とマスク１０
１との間に挿入して、上面に埋設された各センサ機構１
２４でマスクの下面とギャップセンサ１２１の上面との
間隔を計測し、底面に埋設された各センサ機構１２４で
基板の上面とギャップセンサ１２１の底面との間隔を計
測し、その計測データを図示しない制御部に転送する。
一回の計測でＸ方向の複数個所の計測点（図では、３
点）での計測が完了する。次に、ギャップセンサ１２１
をＹ方向の次の計測点に移動させて、同様にＸ方向の複
数個所で計測を行う。このようにして、例えば、Ｙ方向
での計測を３個所で行えば、９点での計測を行うことが
できる。計測が完了すると、ギャップセンサ１２１を基
板１０３とマスク１０１との間から退避させる。

【０００８】次に、上述した第一のギャップセンサによ
るギャップ検出の方式を図１２に従って説明する。図１
２は、ギャップセンサ１２１の上面に埋設されたセンサ
機構１２４の一つを拡大した構成図である。発光部１２
２から照射された光ＳＬの一部は、マスク１０１の下面
や上面で反射され、それぞれ反射光ＳＬ₁ 、ＳＬ₂ とな
り、受光部１２３の各点ｓｐ₁ 、ｓｐ₂ で受光される。
このとき、受光部１２３には、ｓｐ₁ とｓｐ₂ とで受光
量に応じた電荷が蓄えられ、図１３（ａ）に示すように
計測される。次に、図１３（ｂ）に示すように、予め定
められた原点ｏとｓｐ₁ とのズレｍｇを、図１３（ｃ）
に示すように、その間にある画素ｆｐの数と、ずれた方
向とに基づいて求める。ギャップセンサ１２１の上面と
マスク１０１の下面の間隔が、本来定めておいた間隔に
対してズレていなければ、ｍｇは「０」となる。また、
ズレがある場合には、例えば、原点ｏに相当する画素ｆ
ｐｏに対してｓｐ₁ を計測した画素ｆｐｓが＋方向にず
れていて、ｆｐｏとｆｐｓとの間に画素ｆｐが５個あ
り、１画素の間隔が１μｍであれば、ｍｇは＋６μｍと
して求められる。

【０００９】ギャップセンサ１２１の底面に埋設された
センサ機構１２４’でも、上述と同様に、かつ同時にギ
ャップセンサ１２１の底面と基板１０３の上面との規定
間隔とのズレｍｇ’が計測される。

【００１０】基板１０３とマスク１０１との一点におけ
るギャップは、上下一対のセンサ機構１２４、１２４’
で求めたズレｍｇ、ｍｇ’に基づいて、計算することが
できる。例えば、ｍｇが＋５μｍ、ｍｇ’が−３μｍと
計測されたのであれば、＋２μｍ分ギャップが広いこと
になる。また、ｍｇが−５μｍ、ｍｇ’が＋５μｍであ
れば、全体としてはギャップのズレがないことになる。

【００１１】上述のようにして検出された各計測点での
ギャップのズレに基づいて、全体が均一に、規定のギャ
ップをとって水平になるように基板１０３をマスク１０
１に近づけていくように基板移動保持部１０４を制御し
ながら移動させる。

【００１２】次に、第二のギャップセンサを図１４ない
し図１６に従って、以下に説明する。第二のギャップセ
ンサ１３１は、底面にのみ複数組のセンサ機構１２４を
埋設して持つものである点を除いては、上述のギャップ
センサ１２１と同様の構成を有する。

【００１３】第二のギャップセンサによる計測方法は、
基板１０３とマスク１０１とを近接保持した状態で、ギ
ャップセンサ１３１をマスク１０１の上面でＹ方向に移
動させ、ギャップセンサ１３１の底面に埋設された各セ
ンサ機構１２４で基板１０３の上面とマスク１０１の下
面の間の間隔を計測することにより行われる。

【００１４】以下、第二のギャップセンサによるギャッ
プ検出の方式を図１５に従って説明する。図１５は、ギ
ャップセンサ１３１の底面に埋設されたセンサ機構１２
４の一つを拡大した構成図である。発光部１２２から照
射された光ＳＬの一部は、マスク１０１の上面と下面、
基板１０３の上面と下面で反射して、それぞれ反射光Ｓ
Ｌ₁₁、ＳＬ₁₂、ＳＬ₁₃、ＳＬ₁₄となり、受光部１２３の
各点ｓｐ₁₁、ｓｐ₁₂、ｓｐ₁₃、ｓｐ₁₄で受光される。こ
のときの受光部１２３の出力を図１６（ａ）に示す。次
に、ｓｐ₁₂とｓｐ₁₃との間隔ｇｐを図１６（ｂ）に示す
ように、その間にある画素ｆｐの数に基づいて、上述の
第一のギャップセンサの場合と同様に求める。この間隔
ｇｐに基づいて、簡単な三角関数を用いて実際の基板１
０３の上面と、マスク１０１の底面の間隔、すなわち、
ギャップを計算する。

【００１５】上述のようにして検出された各計測点での
ギャップに基づいて、全体が均一に、規定のギャップを
とって水平になるように基板１０３の位置を基板移動保
持部１０４によって制御する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、第一のギャップセンサを用いて、ギャ
ップの計測を行った場合、基板とマスクの間にギャップ
センサを挿入させ、両者に間を走行させてギャップを計
測するので、粉塵（以下、パーティクルという）が発生
し易いという問題がある。

【００１７】また、ギャップの計測が完了してから、ギ
ャップセンサを退避させ、その後基板をマスクに近接さ
せるので、ギャップを設定し終わるまでに要する時間
（以下、タクトタイムという）が長くなるという問題が
ある。

【００１８】さらに、基板とマスクとの間隔を広くとっ
たときに計測したギャップのズレに基づいて、基板をマ
スクに近接させるので、近接して配置した状態での基板
とマスクとのギャップの正確さが保証できないという問
題がある。

【００１９】また、第二のギャップセンサを用いて、ギ
ャップの計測を行った場合、マスクの上面から光を透過
させてギャップを計測しているので、マスク上の光が透
過する位置はその光を透過させるために、透明かあるい
は、半透明でなければならない。しかし、マスクのパタ
ーンはクロム（Ｃｒ）で描画されることがあり、このよ
うな場合に、光の透過位置にクロムのパターンがあれ
ば、ギャップの計測ができないという問題がある。ま
た、この問題を回避するために、光の透過位置が透明に
なるように窓を設けているが、この窓により、マスクの
一部にパターンが描画できなくなるという問題がある。

【００２０】また、露光はマスクの上面から行われるの
で、マスクの上面でギャップを計測したギャップセンサ
は、ギャップの計測が完了すれば、マスクの上から退避
させなければならず、その退避のために、タクトタイム
が長くなるという問題がある。

【００２１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板とマスク間へのギャップセンサ挿
入に伴うパーティクルを発生させず、計測処理時間を短
縮し、さらにマスクに計測のための光を透過させる窓を
設ける等の制約を与えないで透光性基板とマスクとの間
のギャップを正確に計測することができるギャップセン
サを提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、所要のパターンが描画さ
れたマスクを保持するマスク保持手段と、前記マスク保
持手段によって保持された前記マスクに対してその下方
から、感光剤を表面に塗布した薄板状の透光性基板を平
行にかつ相対的に近接させて保持する透光性基板移動保
持手段と、前記マスク保持手段によって保持された前記
マスクを介してその上方から、前記透光性基板移動保持
手段によって保持された前記透光性基板に塗布した感光
剤を露光して、前記マスクのパターンを感光剤に焼き付
ける露光光学手段と、を備えた近接露光装置において、
前記透光性基板の下方から光を照射する発光手段と、前
記発光手段から照射された光の内、前記透光性基板の上
面と前記マスクの下面とでそれぞれ反射された反射光
を、前記透光性基板の下方で受光する受光手段と、前記
受光手段で受光した各反射光の受光データに基づいて、
各反射光の受光位置を検出し、検出した受光位置から前
記透光性基板と前記マスクとの間のギャップを計算する
ギャップ算出手段と、を備えたものである。

【００２３】また、請求項２に記載の発明は、上述の近
接露光装置のギャップセンサにおいて、前記発光手段か
ら照射される発光量と、前記受光手段の受光感度との少
なくとも一方を調節するゲイン切り替え手段を備えたも
のである。

【００２４】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項１に記載の発明によれば、発光手段が透光性基板
の下方から計測用の光を照射する。透光性基板の上面と
マスクの下面とでそれぞれ反射された反射光を、受光手
段が透光性基板の下方で受光し、その受光データをギャ
ップ算出手段に転送する。ギャップ算出手段は、受光手
段から転送された受光データに基づいて、各反射光の受
光位置を検出し、それらの間隔から透光性基板とマスク
とのギャップを計算する。

【００２５】また、請求項２に記載の発明によれば、上
述の請求項１に記載の発明の作用に加えて、ゲイン切り
替え手段が、発光手段から照射される光の光量を調整す
るか、受光手段の受光感度を調整する（例えば、受光時
間を調節する）か、あるいはその両方を調整する。これ
により、例えば、照射光が反射効率の高いクロムに反射
されたことにより、受光手段で受光できるレンジを越え
た光量を受光した場合にも、各受光位置を検出すること
ができるようにする。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。本発明に係る実施例の構成を図１に示し、以下
に説明する。このギャップセンサは、計測用の光を照射
するための発光部１と、発光部１から照射された光が、
基板５の上面とマスク６の下面とでそれぞれ反射された
反射光を受光するための受光部２と、受光部２の受光デ
ータに基づいて、各反射光の受光位置を検出し、前記両
受光位置の間隔を求めることにより、ギャップを算出す
る等の処理を行うギャップ検出制御部３とによって構成
されている。なお、装置制御部４は、後述するように、
ギャップ検出制御部３からの検出信号に基づきアクチュ
エータ７を制御して、基板５とマスク６とのギャップを
調整するためのものである。

【００２７】発光部１は、ＬＥＤ等の発光素子１１、ス
リット１２および、光学レンズ１３等で構成されてい
る。発光素子１１は、発光指示等を受けるためにギャッ
プ検出制御部３と接続されている。

【００２８】受光部２は、ＣＣＤ等のラインセンサ２１
および、光学レンズ２２等で構成されている。ラインセ
ンサ２１は、受光したデータを転送するためにギャップ
検出制御部３と接続されている。なお、上述の発光部１
と受光部２との１組で計測用のセンサを構成する。

【００２９】アクチュエータ７は、その上部に設けられ
た支持部７１を、アルミニウム等を材料とした変形ベー
ス５１に当接させて、変形ベース５１を下部から支持す
る。アクチュエータ７は、図２に示すように、変形ベー
ス５１の四隅付近と中心および、各辺の中央部の合計９
個所において、変形ベース５１を支持している。各アク
チュエータ７は、装置制御部４によって、それぞれ独立
してＺ方向に駆動されて、変形ベース５１の各点のＺ方
向位置を変化させる。

【００３０】発光部１は、発光部１から照射された光
が、アクチュエータ７の支持部７１に遮断されずにマス
ク６の下面に到達し得る位置に、受光部２は、発光部１
から照射された光が、基板５の上面とマスク６の下面と
でそれぞれ反射され、各反射光が、アクチュエータ７の
支持部７１に遮断されずに受光し得る位置に、アクチュ
エータ７を挟んでそれぞれが対向し、上部を変形ベース
に向け、傾斜して固設されている。この発光部１と受光
部２とによるセンサは、図２に示すように、変形ベース
５１の四隅付近と中心の５箇所に固設されている。

【００３１】基板５は、液晶表示板等のようなガラス基
板の表面に透明又は半透明の感光剤を被着した透光性の
基板である。この基板５は、上述したようにアクチュエ
ータ７によって支持されている変形ベース５１上の所定
位置に真空吸着等により、吸着保持されている。なお、
変形ベース５１は光を透過しないので、上述の発光部１
からの光と、各面で反射した反射光とを通過させるため
の長孔５２が、図２に示すように、発光部１と受光部２
とが固設されている箇所に穿設されている。

【００３２】基板５に塗布された感光剤に焼き付けるパ
ターンが描画されたマスク６は、図示しないマスク支持
枠に保持されている。

【００３３】なお、上述の変形ベース５１に吸着保持さ
れた基板５と、マスク支持枠に保持されたマスク６と
は、その間が所定のギャップ、例えば、５０μｍ〜１０
０μｍになるように配置される。

【００３４】次に、上述したギャップ検出制御部３の構
成と、装置制御部４の構成および、それらの関係とを図
３に示すブロック図に示し、以下に説明する。ギャップ
検出制御部３に備えられたＣＵＰ３１は、コントローラ
３２に対してタイミング制御情報を与えるとともに、各
発光部１の発光量を切り替えるためにデューティメモリ
３６を書換え、また、計測した受光データに基づいてギ
ャップ値を算出し、通信回線４３を介して算出したギャ
ップ値を通信用メモリ４２に転送するといった機能を有
する。コントローラ３２は、データメモリ３３ａ、３３
ｂの切り替え制御、Ａ／Ｄ変換器３４のデータ変換指
示、マルチプレクサ３５のチャネル切り替え制御およ
び、各受光部２の受光制御等を行う。マルチプレクサ３
５は、各受光部２からの受光データを順次取り出す。取
り出された受光データは、Ａ／Ｄ変換機３４でデジタル
データに変換された後、データメモリ３３ａまたは３３
ｂに記憶される。なお、装置が起動している間は、通常
各発光部１は発光した状態にあり、各受光部２は、一定
間隔ごとに計測を繰り返している。

【００３５】一方、装置制御部４に備えられた装置制御
用のＣＰＵ４１は、基板５がセットされると、一定時間
ごとに通信用メモリ４２に順次転送されてくるギャップ
の算出結果に基づいて、各アクチュエータ７を駆動して
マスク６と基板５とのギャップが均一になるように、変
形ベース５１のＺ方向の位置を調節する。

【００３６】次に、ギャップ検出制御部３によるギャッ
プ算出の手順を図４に示すフローチャートに従って説明
する。計測タイミングをはかりながら、露光装置の停止
等による計測の終了指示をチェックし、計測タイミング
になると、全受光部２の計測を開始する（ステップＳ
１、Ｓ２）。

【００３７】各受光部２は、コントローラ３２の指示に
従って、受光データを計測する（ステップＳ３）。各発
光部１からは、上述したように通常、デューティメモリ
３６の情報に従ったデューティ比をもつパルス光が照射
されている。この照射光ＳＬは、図１に示すように、基
板５の底面から基板５を透過してマスク６に照射され
る。このとき、照射光ＳＬは、基板５の下面と上面、マ
スク６の下面と上面で反射し、それぞれ反射光ＳＬ₁ 、
ＳＬ₂ 、ＳＬ₃ 、ＳＬ₄ となり、その内、基板５の上面
とマスク６の下面とで反射した反射光ＳＬ₂ とＳＬ₃ と
が、受光部２のｓｐ₂ とｓｐ₃ の位置で受光される。

【００３８】各受光部２で受光が完了すると、コントロ
ーラ３２は、マルチプレクサ３５を制御して、各受光部
２で計測した受光データを順次取り出し、Ａ／Ｄ変換器
３４にその受光データを送る。デジタルデータに変換さ
れた受光データはデータメモリ３３ａまたはデータメモ
リ３３ｂに記憶される（ステップＳ４）。一方のデータ
メモリに受光データが記憶されると、ＣＰＵ３１は、そ
のデータメモリに記憶されている受光データに基づい
て、基板５の上面およびマスク６の下面からの反射光の
受光位置を検出し、ギャップ値を算出する（ステップＳ
５）。このとき、いずれかの受光位置が検出できなけれ
ば、検出できた一方の受光位置を記憶しておき、後述す
るゲイン切り替えを行うためにフラグをＯＮにする（ス
テップＳ７）。計測データの取込みと、ギャップ値の算
出とを全受光部２について、並行しながら実行する（ス
テップＳ６）。

【００３９】このデータメモリ３３ａ、３３ｂは、ＣＰ
Ｕ３１の行うギャップ値の算出処理と、計測した受光デ
ータの記憶とを交互に行うために切り替えて使用され
る。すなわち、データメモリ３３ａに記憶されている受
光データに基づいて、ＣＰＵ３１がギャップ値の算出を
行っている間に、次の受光部２から出力された受光デー
タがＡ／Ｄ変換器３４でデジタルデータに変換されてデ
ータメモリ３３ｂに記憶される。そして、さらにその次
の受光部で計測された受光データがＡ／Ｄ変換器３４で
デジタルデータに変換されてデータメモリに記憶すると
きには、ＣＰＵ３１は、データメモリ３３ｂに記憶され
ている受光データに基づいて、ギャップ値の算出を行っ
ているので、その受光データは、データメモリ３３ａに
記憶される。

【００４０】ここで、受光データに基づいた各反射光の
受光位置の検出手法を図６を参照して以下に説明する。
受光データは、図６（ａ）に示すように、反射光Ｓ
Ｌ₂ 、ＳＬ₃ の受光位置ｓｐ₂ 、ｓｐ₃ を中心とした分
布をもっている。この受光データに基づいて、基板５の
上面とマスク６の下面の各反射光の受光位置ｓｐ₂ 、ｓ
ｐ₃ を検出する。すなわち、出力波形の位置関係等か
ら、左の山が反射光ＳＬ₃ の受光データ、右の山が反射
光ＳＬ₂ の受光データであると判断し、それぞれの山か
ら、ｓｐ₃ とｓｐ₂ とを検出する。この検出方法は、例
えば、同図（ｂ）に示すように、山のピーク値ｐｋを検
出し、ｐｋ値の半分の値を検出レベルｐｌとし、次に、
ｐｌと山の両側の立ち上がりとの交点ｐｌ₁ とｐｌ₂ と
の中点に相当する位置を受光位置ｐとして検出する。

【００４１】しかし、例えば、図７（ａ）に示すよう
に、発光部１から照射された光が、クロムで描画された
マスク６のパターン６１で反射され、受光部２で受光さ
れた場合等には、同図（ｂ）に示すように、ｓｐ₃ 近傍
の受光量は受光部２の許容レンジを越えてしまう。これ
は、ガラス面での反射率がおよそ５〜１０％であるのに
対して、クロムの反射率は９０％と高いので、反射光Ｓ
Ｌ₃ の光量は、ＳＬ₂ に比べて多くなる。その結果、反
射光ＳＬ₃ を受光した画素領域の出力信号波形が飽和し
て、波形のピークが判別できなくなるので、受光位置ｓ
ｐ₃ が検出できなくなる。そこで、１回目の計測でｓｐ
₂ のみを検出して記憶しておき、後述するようにゲイン
を切り替えて再計測を行うと、同図（ｃ）に示すよう
に、ｓｐ₃ を検出することができる。

【００４２】上述のように検出された各受光位置に基づ
いたギャップの算出方式を図８を参照して、以下に説明
する。図８（ａ）に示すように、ｓｐ₂ とｓｐ₃ の間に
ある画素ｆｐの数から、ｓｐ₂ とｓｐ₃ との間隔値ｗを
計算する。例えば、ｓｐ₂ とｓｐ₃ の間にある画素ｆｐ
が１０個で、１画素ｆｐが１μｍピッチで配列されてい
ると、間隔値ｗは１１μｍとなる。このように算出した
間隔値ｗに基づいて、図８（ｂ）に示すような関係から
ギャップｇｐを次式で算出する。 ｇｐ ＝ ｗ’×ｓｉｎ（θ） なお、ｗ’は受光用光学レンズ２２とＣＣＤ２１との距
離と、光学レンズ２２の特性と、算出した間隔値ｗから
求まる値であり、θは照射光ＳＬの入射角度である。

【００４３】図４に示したようにステップＳ５で、受光
位置が検出できなかった場合、すなわち、ゲイン切り替
えのフラグがステップＳ７でＯＮにされたのであれば、
ステップＳ７からステップＳ８へ進んでゲインの切り替
え処理を行ってから、ステップＳ３に戻って再計測を行
う。

【００４４】ステップＳ８のゲインの切り替え処理は例
えば、以下のような方法で行うことができる。 （１） 発光部１に設置された発光素子１１をパルス駆
動し、そのデューティ比を切り替えることにより又は発
光素子１１の駆動電流を調整することにより、照射位置
をラインセンサ２１で受光できる受光レンジに合わせ
る。

【００４５】（２） 受光部２に設置されたラインセン
サ２１の受光時間を調節することにより又は増幅器の増
幅率を切り替えることにより、その受光量をラインセン
サ２１で受光できる受光レンジに合わせる。

【００４６】（３） 上述の（１）と（２）とを組み合
わせて、ラインセンサ２１の受光量をその受光レンジに
合わせる。

【００４７】発光部１の発光量を調整することによりゲ
インの切り替えを行う場合、ギャップ検出制御部３のＣ
ＰＵ３１は、発光部１の駆動パルスのデューティ比が小
さくなるように、デューティメモリ３６の内容を変更す
る。発光部１は、デューティメモリ３６に設定された新
たなデューティ比に従ってパルス駆動される。ゲイン切
り替え後に再計測し、計測結果に基づいて、上述したよ
うに、受光位置を検出してギャップ値を算出する。

【００４８】各計測位置におけるギャップ値が算出され
ると、それらのギャップ値を通信回線を介して通信用メ
モリ４２に記憶する（ステップＳ９）。そして、ゲイン
の切り替えを行っているのであれば、ゲインを初期状態
に戻す（ステップＳ１０、Ｓ１１）。そして、再びステ
ップＳ１に戻り、次の計測タイミングになると計測を行
う。

【００４９】次に、算出されたギャップ値に基づいて、
装置制御部４が行う変形ベース５１の調整の手順を図５
に示すフローチャートに従って、以下に説明する。ま
ず、基板５がセットされるまでの間、露光装置の停止等
による終了をチェックし、基板５がセットされると、そ
の基板５のギャップの調整を以下のように行う（ステッ
プＳ２１、２２）。

【００５０】基板５がセットされると、上述したように
ギャップ検出用のＣＰＵ３１から一定時間間隔ごとにギ
ャップ値が通信用メモリ４２に順次転送されてくる。こ
の通信用メモリ４２から各ギャップ値を順に読み出す
（ステップＳ２３）。

【００５１】取り出したギャップ値と、予め定められた
基準ギャップ値とに基づいて、変形ベース５１の底面に
設けられた各アクチュエータ７の駆動量を算出し、その
算出結果に基づいて各アクチュエータ７をＺ方向に駆動
して、マスク６と基板５とのギャップを均一に調整する
（ステップＳ２４）。なお、ギャップ計測用センサが設
けられていない個所に設置されたアクチュエータ７（図
２に示した変形ベース５１の各辺の中央に設けられたア
クチュエータ７）の駆動量は、他の計測点のギャップ値
を使って補間計算により求める。ギャップ調整が終わる
と、ステップＳ１に戻り、以下、基板５がセットされる
たびに調整処理を行う。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載した発明に係る近接露光装置のギャップセンサ
によれば、発光手段と受光手段とからなるセンサを基板
の底面側に設置することによって基板とマスク間のギャ
ップを計測するので、パーティクルが発生することはな
い。また、計測は、透光性基板とマスクとを規定のギャ
ップに近づけてから行うことができるので、ギャップの
正確さは保証される。さらに、露光がマスクの上面側か
ら行われるのに対して、センサは透光性基板の底面側に
設置しているので、センサを退避させる必要がなく、そ
の分、露光処理の効率を向上することができる。また、
マスクに光透過用の窓を設けるといった制約を加える必
要もなくなる。

【００５３】請求項２に記載のギャップセンサによれ
ば、ゲインの切り替え手段によって、受光手段の受光感
度を適正レベルに調整できるので、反射面の反射率の大
小にかかわらず、各反射光の受光位置を精度よく検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るギャップセンサの構成
と配置を示す図である。

【図２】ギャップセンサの配置を示す平面図である。

【図３】ギャップ検出制御部および装置制御の構成およ
び、それらの関係を示すブロック図である。

【図４】ギャップ検出制御部の計測とギャップ算出の手
順を示すフローチャートである。

【図５】ギャップ値に基づいて装置制御部が行う変形ベ
ースの調整の手順を示すフローチャートである。

【図６】受光位置の検出を説明するための図である。

【図７】クロムに反射した光の受光位置の検出を説明す
るための図である。

【図８】ギャップ値の算出を説明するための図である。

【図９】近接露光装置の概略の構成を示す図である。

【図１０】第１従来例のギャップセンサの外観を示す斜
視図である。

【図１１】第１従来例のギャップセンサの計測方法を示
す図である。

【図１２】第１従来例のギャップセンサの光の光路を説
明するための図である。

【図１３】第１従来例のギャップセンサの計測結果とギ
ャップ値の算出を説明するための図である。

【図１４】第２従来例のギャップセンサの計測方法を示
す図である。

【図１５】第２従来例のギャップセンサの光の光路を説
明するための図である。

【図１６】第２従来例のギャップセンサの計測結果とギ
ャップ値の算出を説明するための図である。

【符号の説明】

１ … 発光部 ２ … 受光部 ３ … ギャップ検出制御部 ４ … 装置制御部 ５ … 基板 ６ … マスク ７ … アクチュエータ １１ … 発光素子 １２ … スリット ２１ … ラインセンサ ２２ … 受光用光学レンズ ５１ … 変形ベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉田 厚 京都市伏見区羽束師古川町322番地 大 日本スクリーン製造株式会社 洛西工場 内 (72)発明者 竹本 仁一 京都市伏見区羽束師古川町322番地 大 日本スクリーン製造株式会社 洛西工場 内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要のパターンが描画されたマスクを保
   持するマスク保持手段と、 前記マスク保持手段によって保持された前記マスクに対
   してその下方から、感光剤を表面に塗布した薄板状の透
   光性基板を平行にかつ相対的に近接させて保持する透光
   性基板移動保持手段と、 前記マスク保持手段によって保持された前記マスクを介
   してその上方から、前記透光性基板移動保持手段によっ
   て保持された前記透光性基板に塗布した感光剤を露光し
   て、前記マスクのパターンを感光剤に焼き付ける露光光
   学手段と、 を備えた近接露光装置において、 前記透光性基板の下方から光を照射する発光手段と、 前記発光手段から照射された光の内、前記透光性基板の
   上面と前記マスクの下面とでそれぞれ反射された反射光
   を、前記透光性基板の下方で受光する受光手段と、 前記受光手段で受光した各反射光の受光データに基づい
   て、各反射光の受光位置を検出し、検出した受光位置か
   ら前記透光性基板と前記マスクとの間のギャップを計算
   するギャップ算出手段と、 を備えたことを特徴とする近接露光装置のギャップセン
   サ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の近接露光装置のギャッ
   プセンサにおいて、 前記発光手段から照射される発光量と、前記受光手段の
   受光感度との少なくとも一方を調節するゲイン切り替え
   手段を備えた近接露光装置のギャップセンサ。