JP4177682B2 - 露光機構および露光方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ワークに所定パターンを形成する露光機構および露光方法に係り、特に、ワークの伸縮状態に対応して露光することができる露光機構および露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント配線基板などのワークは、マスクを介してパターンが露光装置により露光されている。このワークの露光装置では、マスクと素材基板であるワークとを近接させて、その状態で撮像手段によりマスクとワークそれぞれのマスクマークおよび整合マークを認識して整合作業を行ない、その後、真空密着してマスクの表面に、光源部から所定波長の紫外線を含む高照度の光を照射して、マスクのパターンをワークに転写している。
【０００３】
このときの露光装置により露光されるワークは、ガラス繊維などを含む有機材料であることが多いため、素材の性質から環境の温度や湿度による伸縮の変化が相当量あることが知られている。
一方、露光装置に設置されるマスクは、ワークに対して最終回路の精度を得るために、これまで素材をマイラーフィルムからエマルジョン塗布ガラスへ、さらに、ガラスクロムマスクへと改良されてきた。このように改良されてきた結果、露光装置においてマスクは、環境による伸縮の変化を現在の回路精度では無視できる程度に制御できるようになっている。
【０００４】
また、マスクパターンを半導体基板上に転写する際に、半導体基板の伸縮により前工程のマスクパターンとの間に倍率誤差が生ずることに対して、この倍率誤差を広い範囲に渡って正確に補正するための露光装置が提案されている（特許文献１参照）。この露光装置は、ホルダに半導体基板を載せた後、複数のアライメントマーク（整合マーク）を読みとり半導体基板の伸縮量を求め、この伸縮量を補正するために半導体基板の温度を何度にしたらよいかを求め、温調流体循環機構でホルダを温調し半導体基板の温度を制御し基板の伸縮を補正してから露光するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２０８９９４号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の露光装置は、以下に示す問題点が存在していた。すなわち、従来の露光装置の環境では、マスクはほとんど環境の影響による伸縮の変化がないが、ワークが温度、湿度等の環境の影響を受けて、そのワークの素材が伸縮する。そのため、露光装置にワークの伸縮変化に対応する機構がない限り、ワークの露光精度を確保できない状態を招いていた。
【０００７】
また、特許文献１の露光装置では、温調流体循環機構でホルダを温調し半導体基板の温度を制御し基板の伸縮を補正してから露光するものであるため、半導体と異なり作業条件が管理されていないプリント配線基板などのワークを露光する露光装置に対しては適用することができなかった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであり、ワークが環境の影響により伸縮しても露光精度を確保できる露光機構および露光方法に関する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露光装置は、以下のように構成した。すなわち、マスクのマスクマークと、ワークの整合マークとを整合させて露光する露光機構であって、前記ワークの整合マークと、そのワークに対面する位置に配置した基準マスクの基準マークとを、撮像手段を介して撮像して前記整合マークの位置を測定する測定ステージと、この測定ステージで測定された前記整合マークの位置に基づいて前記ワークを振り分けて搬送する搬送ステージと、この搬送ステージにより搬送された前記ワークを露光する露光部を複数備える露光ステージと、を備え、前記露光部は、前記基準マスクに対して所定の倍率であらかじめ形成されたマスクをそれぞれ備えている構成とした（請求項１）。
【００１０】
このように構成されることにより、この露光機構では、はじめに、基準マスクの基準マークと、ワークの整合マークとを撮像手段を介して撮像して比較することで測定し、ワークの整合マークがどれだけ伸縮しているかを測定ステージにより測定することで、ワークの伸縮量を測定する。そして、この露光機構では、あらかじめ露光ステージに基準マスクの基準マークに基づいて所定の倍率で形成されたマスクを、複数の露光部のそれぞれに準備して置く。そのため、露光機構では、測定ステージで測定した結果に基づき、搬送ステージにより、適切な伸縮率のマスクの露光部にワークを振り分けて搬送して、そのワークの整合マークの伸縮状態、つまり、ワークの伸縮状態に対応したマスクによりワークが露光される。
【００１１】
また、露光機構は、ワークの投入ステージと、この投入ステージに投入されたワークを搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送された前記ワークの整合マークを撮像する撮像手段を有すると共に、前記ワークに対面して配置され基準マークを設けた基準マスクを有する測定ステージと、この測定ステージで測定された前記整合マークの位置に基づいて前記ワークを振り分けて搬送する搬送ステージと、この搬送ステージにより振り分けて搬送された前記ワークを露光する露光部を複数有する露光ステージと、を備え、前記露光部は、前記基準マスクに対して所定の倍率であらかじめ形成されたマスクをそれぞれ備える構成とした（請求項２）。
【００１２】
このように構成されることにより、この露光機構では、ワークの投入ステージによりワークが搬送手段を介して測定ステージに搬送されて、その測定ステージにより、基準マスクの基準マークを基準として、ワークの整合マークの伸縮状態、すなわち、ワークの伸縮状態が測定される。そして、この露光機構では、露光装置の露光部に基準マスクの基準マークに基づいて、所定の倍率のマスクがあらかじめ設置されており、ワークの整合マークの伸縮状態、すなわち、ワークの伸縮状態に対応して、搬送ステージを介してそのワークが適切な露光部に振り分けられて搬送され、その露光ステージの露光部により露光される。
【００１３】
さらに、前記露光機構において、前記投入ステージは、前記ワークを載置する投入載置台と、この投入載置台に載置された前記ワークの端面を押動して所定位置に位置決めする位置決め手段とを備える構成とした（請求項３）。
このように構成されることにより、露光機構では、投入ステージでワークが位置決め手段により所定位置に位置決めされ、その位置決めされた状態のワークが搬送手段により測定ステージに搬送される。
【００１４】
前記露光機構において、前記測定ステージは、前記ワークを載置する測定載置台と、この測定載置台に載置された前記ワークを前記基準マスクの基準マークに合せて移動する移動機構または前記基準マスクを前記ワークの整合マークに合せて移動する移動機構の少なくとも一方を備える構成とした（請求項４）。
【００１５】
このように構成されることにより、露光機構では、測定ステージの測定載置台上に載置されたワークが撮像手段の視野になかったり、あるいは、撮像手段の撮像し難い位置であったりした場合に、移動機構を介して基準マスク側あるいはワーク側を移動させ、撮像手段で基準マークを参照して整合マークが撮像して認識できる状態が確保される。
【００１６】
また、本発明に係る露光方法は、以下のように構成した。すなわち、ワークの整合マークに基づいて、そのワークの伸縮状態に対応したマスクを介して露光作業を行なう露光方法であって、前記ワークの整合マークを、基準とする基準マスクの基準マークと比較して前記ワークの伸縮状態を測定する測定ステップと、この測定ステップで測定した前記ワークの伸縮状態に応じて対応する位置の露光部に搬送する搬送ステップと、この搬送ステップで搬送された露光部において、前記基準マスクに対して倍率を所定の値としてあらかじめ設置されたマスクにより露光する露光ステップとを含むものである（請求項５）。
【００１７】
このような露光方法では、はじめに、基準マスクの基準マークとワークの整合マークと比較して測定することで、ワークの整合マークの伸縮状態、つまり、ワークの伸縮状態に対応する露光部によりワークが露光される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、露光装置の全体の配置を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、露光機構１は、ワークＷの投入ステージ２と、この投入ステージ２のワークを搬送する搬送手段であるハンドラ１０と、ハンドラ１０により投入ステージ２から搬送されたワークＷの整合マークＷｍ（図４参照）を測定する測定ステージ３と、この測定ステージ３により測定されたワークＷを振り分けて搬送する搬送ステージとしての振分搬送機構４と、この振分搬送機構４により搬送されたワークＷを、基準マスクＫＭの基準マークＫｍに対して、あらかじめ設定された異なる倍率のマスクＭ（図５参照）を有する複数の露光部Ａ，Ｂ，Ｃにより露光する露光ステージとしての露光装置６とを備えている。
【００１９】
図１に示すように、投入ステージ２は、ワークＷを載置する投入載置台２ａと、この投入載置台２ａに載置されたワークＷを所定位置に位置決めする位置決め手段２ｂとを備えている。この投入ステージ２の位置決め手段２ｂは、投入載置台２ａに載置されたワークＷの端面を押動して所定位置（図面では、中央）に位置決めするものである。なお、ここでは、ワークＷは、位置決め手段２ｂにより位置決めされるように設置されているが、作業者が目視により投入載置台２ａの所定位置に載置する構成であっても構わない。
【００２０】
図２に示すように、測定ステージ３は、ワークＷを載置する測定載置台３ａと、この測定載置台３ａに載置されたワークＷの対面する位置に配置された基準マスクＫＭを保持するマスク保持部３ｂと、ワークＷの整合マークＷｍおよび基準マスクＫＭの基準マークＫｍを撮像する撮像手段としての４個のＣＣＤカメラ３ｃと、を備えている。さらに、測定ステージ３は、基準マスクＫＭに対面して載置したワークＷを、近接あるいは当接させるために、マスク保持部３ｂあるいは測定載置台３ａのいずれか一方を上下移動させる上下動機構（図示せず）を備えている。
【００２１】
なお、ＣＣＤカメラ３ｃにより両マークＷｍ、Ｋｍを撮像するときは、基準マスクＫＭとワークＷとを真空密着して行なうように構成してもよい。また、基準マスクＫＭは、各露光部Ａ，Ｂ，Ｃに設置されるマスクＭ（図５参照）で必要とするパターンを形成されていなくても、基準マークＫｍのみが形成されている状態であればよい。この基準マスクＫＭは、石英ガラス、合成石英ガラスなどの素材により形成されている。
【００２２】
また、図３に示すように、測定ステージ３は、各ＣＣＤカメラ３ｃにより撮像された画像情報を処理する処理部３Ｇを備えている。この処理部３Ｇは、その画像情報を２値化（あるいは多値化（グレースケール））してデジタル情報に変換する画像処理部３ｄと、この画像処理部３ｄにより変換されたデジタル情報から各整合マークＷｍの位置を基準マークＫｍと対比することで演算する算出部３ｅと、この算出部３ｅにより算出されたワークＷの整合マークＷｍの位置に対応して、あらかじめ設定された異なる倍率のどのマスクＭ（図５参照）に対応するかを判定する判定部３ｆとを備えている。
すなわち、ワークＷの整合マークＷｍと基準マークＫｍとがどの程度離間しているのかを測定することにより、ワークＷの伸縮度合（状態）を知ることができるものである。換言すれば、基準マークＫｍからの整合マークＷｍの位置関係を測定することで、基準マークＫｍに対するワークＷの伸縮状態を測定し、その結果を算出部３ｅに出力するものである。
【００２３】
そして、判定部３ｆは、例えば、あらかじめデータベース（図示せず）に記憶されている判定テーブル等を参照することにより、振分搬送機構４に対して、どの露光部Ａ、Ｂ、Ｃ（図５参照）にワークＷを搬送するかの命令信号を出力するものである。この判定部３ｆは、あらかじめ露光部Ａ，Ｂ，Ｃに取りつけられるマスクＭ（図５参照）が、例えば、そのマスクマークＭｍと共にパターンについても、基準マークＫｍに対して、−５μｍ、−１０μｍ、＋５μｍの関係になるように形成されている場合、例えば、次のように判定する。
【００２４】
すなわち、判定部３ｆは、整合マークＷｍが基準マークＫｍとの位置の対比において、−１μｍから−７μｍの範囲で小さいと判定した場合、基準マークＫｍに対して−５μｍであるマスクマークＭｍの露光部Ｂ（図５参照）に搬送するように命令信号を出力し、また、−８μｍより小さいと判定した場合、基準マークＫｍに対して−１０μｍであるマスクマークの露光部Ｃ（図５参照）に搬送するように命令信号を出力し、さらに、１μｍ以上において大きいと判定した場合、基準マークＫｍに対して＋５μｍであるマスクマークＭｍの露光部Ａ（図５参照）に搬送するように命令信号を出力する。すなわち、判定部３ｆは、ワークＷの伸縮度合（状態）に応じた露光部（Ａ，Ｂ，Ｃ）への搬送指令を振分搬送機構４に対して出力するものである。
【００２５】
なお、この測定ステージ３は、図２に示すように、基準マスクＫＭを保持するマスク保持部３ｂ、あるいは、ワークＷを載置している測定載置台３ａを水平方向に移動させる移動機構７，８のいずれか一方を備えている。この移動機構７，８は、ＣＣＤカメラ３ｃにより整合マークＷｍと基準マークＫｍとが認識でき難い、あるいは、認識できない状態である場合に、そのＣＣＤカメラ３ｃの視野内に整合マークＷｍあるいは基準マークＫｍを移動させるためのものである。整合マークＷｍと基準マークＫｍとが認識でき難い状態とは、両マークＷｍ，Ｋｍとが大きさが異なる状態で重なった場合などをいう。
【００２６】
この測定ステージ３では、ＣＣＤカメラ３ｃが、両マークＫｍ，Ｗｍを撮像するときに、所定の待機位置から図示しない移動機構を介して撮像位置に移動させている。そのため、移動機構によるＣＣＤカメラ３ｃの撮像位置をミクロン単位で制御できず、ＣＣＤカメラ３ｃの撮像位置を判断基準としていない。ここでは、測定ステージ３は、温度、湿度などの動作環境条件により伸縮変化し難い石英ガラス、合成石英ガラス等により形成された基準マスクＫＭの基準マークＫｍを用いることで、ワークＷの整合マークＷｍの伸縮状態、すなわち、ワークＷの伸縮状態を判断する判断基準としている。
【００２７】
また、ＣＣＤカメラ３ｃにより少なくとも一方のマーク（Ｗｍ，Ｋｍ）が認識できなかった場合に、ワークＷを移動させる場合としたときの移動機構７（８）は、つぎの構成とする。すなわち、移動機構７は、ワークＷを水平面上の一直線方向をＸ方向、およびそのＸ方向に直交するＹ方向、ならびに、水平方向に直交する垂直軸の周りを回転する方向とするθ方向に、ワークＷを移動させることができるものであり、露光部Ａ、Ｂ、Ｃに用いられるＸＹθテーブル６Ａ（図１参照）と同等の構成である。
【００２８】
また、移動機構８は、基準マスクＫＭを保持するマスク保持部３ｂの枠体を水平面上の一直線方向としてのＸ方向、およびそのＸ方向に直交するＹ方向、ならびに、水平方向に直交する垂直軸の周りを回転する方向とするθ方向に、基準マスクＫＭを移動させるものである。この移動機構８は、マスクＭ（図５参照）の整合機構として用いられる三点ロケータ方式を用いることにより構成され、マスク保持部３ｂの隣接する２辺において、押動する各押動部８ａと、この押動部８ａの対向するマスク保持部３ｂの各辺において、従動する各従動部８ｂとを備えているものである。
【００２９】
測定ステージ３は、この移動機構７，８のどちらか一方を備えていればよい。また、ワークＷと基準マスクＫＭとを近接あるいは当接させるための上下動機構（図示せず）は、測定載置台３ａが上下動しても、あるいは、マスク保持部３ｂが上下動しても、どちらでも構わない。
【００３０】
図１に示すように、測定ステージ３により整合マークＷｍの位置に対しての伸縮状態が測定されたワークＷは、振分搬送機構４により露光装置６の各露光部Ａ，Ｂ，Ｃに振り分けて搬送される。この振分搬送機構４は、ここでは、振分部４Ａと受渡搬送部５とを備えている。
振分搬送機構４の振分部４Ａは、ワークＷを載置する振分載置テーブル４ａと、この振分載置テーブル４ａを各露光部Ａ，Ｂ，Ｃの正面側に移動させるスライド移動機構４ｂと、このスライド移動機構４ｂから受け取ったワークＷを各各露光部Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに受け渡すために振分載置テーブル４ａに設けた送りローラ４ｃとを備えている。
【００３１】
図１に示すように、振分部４Ａのスライド移動機構４ｂは、振分載置テーブル４ａを、移動するための移動レール４ｄおよび駆動部（図示せず）を有しており、測定ステージ３からの命令信号に基づいて、振分載置テーブル４ａを移動レール４ｄに沿って移動させるものである。
【００３２】
受渡搬送部５は、振分部４Ａから受け取ったワークＷを、露光装置６の露光部Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに受け渡すための受渡搬送手段である送りベルト５ａを、振分載置テーブル４ａと露光部Ａ，Ｂ，Ｃの間で、その露光部Ａ，Ｂ，Ｃの数に対応させて設けている。送りベルト５ａは、露光部Ａ，Ｂ，Ｃの数に対応して設置され、ここでは３箇所に設置されている。この送りベルト５ａは、テーブル体５ｂの上面から突出してワークＷを載置した状態で、露光部Ａ，Ｂ，Ｃ側に移動させる構成としても良く、ワークＷを的確に露光部Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかに受け渡している。なお、テーブル体５ｂには、ワークＷを常に所定位置で停止させるために、光センサ等の検出手段５ｃを設ける構成としても構わない。
【００３３】
露光装置６は、図１および図５に示すように、ワークＷを受け取り、ワークＷとマスクＭとの整合作業を行なうと共に、露光作業を行なう露光部Ａ，Ｂ，Ｃを備えている。なお、露光部Ａ，Ｂ，Ｃは、同じ構成であるため、ここでは、露光部Ａについてのみ説明する。
【００３４】
露光部Ａは、ワークＷを振分搬送機構４の送りベルト５ａから受け取るＸＹθテーブル６Ａと、このＸＹθテーブル６ＡのワークＷを整合させる整合機構６Ｂと、この整合機構６Ｂで整合させたワークＷを露光する露光光学系６Ｃと、この露光光学系６Ｃの光路上に配置するマスクＭのマスク保持枠機構６Ｄとを備えている。
【００３５】
ＸＹθテーブル６Ａは、ワークＷとマスクＭとを整合させるためにＸＹθ方向に整合移動させると共に、載置面に載置されたワークに対して予備位置決めするための予備位置決め手段６ｂを備えている。また、載置面には、ワークＷを吸着して固定するための吸着孔６ａを複数備えている。なお、ワークＷの載置面にワークＷを受け取りあるいは送り出すためのローラ（図示せず）をワークＷの載置面から出没自在に設ける構成にしても構わない。
【００３６】
図１に示すように、予備位置決め手段６ｂは、載置面から出没自在に設けられ、ワークＷの端面を押動して、その載置面の中央側にワークＷを予備位置決めする押動ピン６ｃを備えている。なお、ＸＹθテーブル６Ａの載置面には、押動ピン６ｃがワークＷに向かって直線方向に移動できるように長孔が形成されている。
【００３７】
図５に示すように、整合機構６Ｂは、ＸＹθテーブル６Ａに載置されているワークＷを水平面上の一直線方向としてのＸ方向と、そのＸ方向に直交するＹ方向と、ワークＷの設置面に対して直交する垂直軸線の周方向であるθ方向に整合移動させる各駆動部１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、マスクＭ（Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ）とワークＷとを真空吸着するための真空吸着機構（図示せず）と、マスクマークＭｍおよび整合マークＷｍとを撮像するためのＣＣＤカメラ６ｇ（撮像する両マークＭｍ，Ｗｍの数に対応する数）とを備えている。なお、ＣＣＤカメラ６ｇは、整合作業するときは、所定位置から撮像位置に移動し、また、露光作業中は、所定位置に退避するように移動するものである。
【００３８】
図５に示すように、マスクＭのマスク保持枠機構６Ｄは、ＸＹθテーブル６Ａ上のワークＷとマスクＭとが対面する位置に配置されており、あらかじめ基準マスクＫｍ（図４参照）を基準として所定倍率で形成されたマスクＭ（Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ）が取付けられている。ここで使用されるマスクＭは、基準マスクＫＭ（図４参照）に対して、例えば、全体が５μｍ、および１０μｍ縮小された状態のものと、全体が５μｍ拡大された状態のものをあらかじめ用意して設置している。したがって、マスクマークＭｍについても、基準マークＫｍに対して−５μｍ、−１０μｍ、＋５μｍの関係になるように形成されている。なお、このマスクＭは、石英ガラスあるいは合成石英ガラス等のガラス状の素材が用いられると都合がよい。
【００３９】
さらに、図１に示すように、露光光学系６Ｃは、ショートアークランプなどの放電灯６ｄと、この放電灯６ｄからの紫外線を含む光を所定方向に反射するための各反射鏡６ｅと、この反射鏡６ｅの光路に配置されたフライアイレンズなどの光エネルギ調整レンズ６ｆとを備えている。なお、露光光学系６Ｃでは、放電灯６ｄの光路に配置されるシャッタ機構（図示せず）を介して、マスクＭ（図５参照）およびワークＷに光を照射する構成とすると都合がよい。
【００４０】
なお、図５に示すように、マスクＭ（Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ）のパターンは、あらかじめ、基準マスクＫＭに対して、所定の倍率となるように形成されている。ここでは、基準マスクＫＭの基準マークＫｍに対して、マスクマークＭｍの位置ｄ（およびパターン）が、５μｍ大きく形成されたマスクＭａと、基準マスクＫＭの基準マークＫｍに対して、マスクマークＭｍの位置ｄ（およびパターン）が、−５μｍおよび−１０μｍ小さく形成されたマスクＭｂ、Ｍｃとして設置されている。
【００４１】
なお、あらかじめ用意されるマスクＭの一つは、ここでは記載していないが、基準マスクＫＭ（図４参照）と等倍のマスクとして形成されるものもあっても構わない。また、基準マークＫｍ（図４参照）と、マスクマークＭｍとの位置関係において、ここでは、基準マスクＫＭ（図４参照）の中心に対して倍率が変化するように各マスクＭａ、Ｍｂ、Ｍｃのパターンを形成しているが、マスクＭａ、Ｍｂ、Ｍｃのパターンは、ワークＷの縮小方向あるいは拡大方向の傾向に対応して、倍率を変化させるための基準を決めて形成しても構わない。
【００４２】
したがって、図４に示すように、基準マスクＫＭのある基準マークＫｍ，Ｋｍを結ぶいずれかの線を基準として、倍率を変化させてパターンを形成することなど、ワークＷの伸縮に応じた状態で、マスクＭ（図５参照）のパターンを形成できるものであれば、特に倍率を変える基準等について限定されるものではない。
【００４３】
また、ここでは、基準マスクＫＭの基準マークＫｍを基準にしたときに、ワークＷの整合マークがどれだけ離れているかにより、ワークＷの全体の一様な伸縮状態の変化とみなしている。
【００４４】
つぎに、露光機構１の動作について説明する。
はじめに、露光機構１は、図５に示すように、基準マスクＫＭに対して所定倍率となるマスクＭａ、Ｍｂ、Ｍｃをあらかじめ各露光部Ａ，Ｂ，Ｃに設置しておく。
【００４５】
図１に示すように、ワークＷは、投入ステージ２の投入載置台２ａに載置されると、位置決め手段２ｂにより端面が押され、ここでは、投入載置台２ａの中心に位置決めされる。投入ステージ２での作業が終了すると、ワークＷは、すでに、投入載置台２の上方まで移動して待機しているハンドラ１０により保持されて測定ステージ３の載置テーブル３ａに搬送される。
【００４６】
測定ステージ３では、図２に示すように、載置テーブル３から上方に所定距離離間して配置されているマスク保持部３ｂを、上下動機構（図示せず）により降下あるいはワークＷ側を移動させ、ワークＷに対して、基準マスクＫＭを対面させる。なお、基準マスクＫＭとワークＷとは近接させた状態であっても、あるいは、密着（真空密着）させた状態であっても構わない。そして、測定ステージ３では、ＣＣＤカメラ３ｃにより、基準マスクＫＭの基準マークＫｍと、ワークＷの整合マークＷｍとが撮像される（図４参照）。
【００４７】
なお、測定ステージ３は、ＣＣＤカメラ３ｃの撮像範囲（エリア）において、基準マークＫｍまたは整合マークＷｍあるいは両マークＫｍ，Ｗｍが認識できない場合、移動機構８により両マークがＫｍ，Ｗｍが認識できる位置にマスク保持部３ｂを移動させる（移動機構７でも可）。
【００４８】
図３および図４に示すように、測定ステージ３は、各ＣＣＤカメラ３ｃにより両マークＫｍ,Ｗｍが認識される状態となった場合、処理部Ｇの画像処理部３ｄにより両マークＫｍ,Ｗｍを画像処理して２値化（あるいは多値化（グレースケール））し、デジタル信号としてその基準マークＫｍの位置からどれだけ整合マークＷｍが離れているかを算出部３ｅにより算出する（測定ステップ）。なお、この算出によりワークＷの伸縮度合（状態）を知ることができる。
【００４９】
そして、図３および図１に示すように、測定ステージ３の処理部３Ｇでは、算出部３ｅが算出した結果に基づき、判定部３ｆにより、あらかじめデータベース（図示せず）に記憶されている比較基準となる判定テーブル等を参照することで、測定しているワークＷを、露光装置６のどの露光部Ａ、Ｂ、Ｃに搬送すればよいかの命令信号を振分搬送機構４に出力する。
【００５０】
例えば、測定ステージ３は、ワークＷの整合マークＷｍについて、基準マークＫｍに対して、４μｍ収縮していると算出部３ｅが算出した場合、ここでは、露光装置６の露光部Ｂに基準マークＫｍに対してマスクマークＭｍ（パターン）が、−５μｍ小さくなる状態とするマスクＭｂ（図５参照）として設置されていることから、振分搬送機構４に対して、露光部Ｂに測定したワークＷを送るように判定部３ｆから命令信号を出力する。
【００５１】
図１および図２に示すように、測定ステージ３による測定が終了すると、この測定ステージ３では、ＣＣＤカメラ３ｃが撮像位置から退避して、マスク保持部３ｂ（あるいはワークＷを載置している測定載置台）が図示しない上下機構により基準マスクＫＭとワークＷとを離間する方向に移動させる。そして、測定載置台３ａ上のワークＷは、ハンドラ１０により保持されて振分搬送機構４の振分部４Ａに搬送される。
【００５２】
図１に示すように、ワークＷを載置した振分部４Ａは、測定ステージ３（処理部３Ｇ）からの命令信号に基づいて、ワークＷを載置している振分載置テーブル４ａを移動レール４ｄに沿って移動させる。
例えば、露光装置６の露光部Ｂにワークを振り分ける場合には、振分載置テーブル４ａが待機している位置が、露光部Ｂに受け渡す位置であるため、移動レール４ｄに沿って移動させることなく、送りローラ４ｃを作動させて、隣接する受渡搬送部５の送りベルト５ａにワークＷを受け渡す。
【００５３】
なお、振分搬送機構４は、ワークＷを露光部Ａあるいは露光部Ｃに振り分ける場合には、移動レール４ｄに沿って振分載置テーブル４ａを移動させ、露光部Ａ，Ｃの対面する位置に配置されているそれぞれの送りベルト５ａに受け渡し、その送りベルト５ａにより露光部Ａあるいは露光部Ｃに送り出している。
【００５４】
受渡搬送部５は、ワークＷが振分部４Ａから送られてきた場合、送りベルト５ａを作動させ、送りベルト５ａに載置した状態でワークＷが送られてくると、ワークＷの移動端を検出する光センサ等の検出手段５ｃにより、送りベルト５ａの送り動作を停止させる。そして、受渡搬送部５は、露光部Ｂでの前回の作業がすでに終わり露光部ＢにワークＷがないことを確認できた場合には、送りベルト５ａを作動させ、露光装置６の露光部ＢにワークＷを送り出す（搬送ステップ）。
【００５５】
図１に示すように、露光装置６のワークＷを受け取る露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）は、ワークＷがＸＹθテーブル６Ａ上に載置されると、予備位置決め手段６ｂの押動ピン６ｃが載置面の長孔から突出し、さらに、長孔中を移動してワークＷの各端面を押動して予備位置決め作業を行なう。そして、露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）は、ワークＷの予備位置決め作業が終了すると、マスク保持枠機構６Ｄが保持しているマスクＭｂ（図５参照）に対して、ワークＷが当接あるいは近接する位置までＸＹθテーブル６Ａを上昇させる。
【００５６】
さらに、露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）は、マスクＭｂとワークＷとを真空密着した状態で、ＣＣＤカメラ６ｇにより、マスクＭｂのマスクマークＭｍとワークＷの整合マークＷｍとを撮像して、両マークが整合許容範囲内の位置にあるかどうかを判定する。そして、露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）は、両マークが整合許容範囲外であると判定した場合には、マスクＭｂとワークＷの真空状態を解除し、ＸＹθテーブル６ＡによりワークＷを整合移動させ、再び真空密着してＣＣＤカメラ６ｇにより撮像して両マークＭｍ、Ｗｍの位置を整合許容範囲であるか判定する（図５参照）。
【００５７】
露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）は、両マークＭｍ，Ｗｍが整合許容範囲内であると判定すると整合作業が終了し、露光光学系６Ｃの放電灯６ｄから所定波長の紫外線を含む光を照射して光エネルギ調整レンズ６ｆおよび各反射鏡６ｅにより、マスクＭｂを介してワークＷに光を照射して露光作業を行なう（露光ステップ）（図１参照）。
露光作業が終了したワークＷは、マスクＭｂとの真空密着が解除されてＸＹθテーブル６Ａが降下した位置で、図示しないハンドラなどの搬送手段により露光部Ｂ（Ａ，Ｃ）から搬出される（図１参照）。
【００５８】
なお、露光装置６のいずれか、例えば露光部Ａが露光作業中でも、測定ステージ３において、つぎに作業するワークＷの判定が、露光部Ｂあるいは露光部Ｃである場合は、露光部Ｂあるいは露光部ＣによりワークＷの露光作業が平行して行なわれる。
【００５９】
以上説明したように、露光機構１によれば、ワークＷの伸縮状態に対応した状態のマスクＭ（Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ）により露光作業を行なうことができるため、露光精度が向上でき都合がよいものである。
【００６０】
図６に示すように、露光機構１１は、振分搬送機構が他の構成であっても良く、つぎに、振分搬送機構を異なる構成とした露光機構１１について説明する。図６では、図１と同じ部材は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図６に示すように、露光機構１１の振分搬送機構（搬送ステージ）１５は、移動レール１５ａと、この移動レール１５ａ上を移動する移動本体１５ｂと、この移動本体１５ｂを移動させる駆動源を備える駆動機構（図示せず）と、移動本体１５ｂに設けられたスライド体１５Ｄと、このスライド体１５Ｄに設けられた保持アーム１５ｅとを備えている。
【００６２】
また、スライド体１５Ｄは、移動本体１５ｂに設けた支持柱１５ｆを介して上下動自在に設けられており、スライド保持部１５ｃと、このスライド保持部１５ｃにスライド自在に保持されているスライダ１５ｄとを備えている。
【００６３】
この振分搬送機構１５は、つぎのように動作する。すなわち、測定ステージ３によりワークＷの整合マークＷｍの位置の測定が終了すると、スライダ１５ｄをスライド保持部１５ｄからスライドして移動させ、保持アーム１５ｅによりワークＷを保持する。
【００６４】
そして、振分搬送機構１５は、保持アーム１５ｅがワークＷを保持すると、スライダ１５ｄをスライド保持部１５ｃ側にスライドさせると共に、移動本体１５ｂを移動レール１５ａに沿って、所定の露光部（Ａ，Ｂ，Ｃ）に対面する位置まで移動させる。さらに、振分搬送機構１５は、対面する露光部（Ａ，Ｂ，Ｃ）において、スライダ１５ｄをスライドさせて露光部（Ａ，Ｂ，Ｃ）のＸＹθテーブル６ＡにワークＷを受け渡すことができる。
【００６５】
なお、振分搬送機構１５を露光機構１１で用いるときは、ＸＹθテーブル６Ａにおいて、予備位置決め手段６ｂを設けることなく整合作業を行なう構成としても構わない。
【００６６】
また、露光機構１，１１では、測定ステージ３には、マスク保持部３ｂが設置される構成として説明したが、露光光学系６Ｃを、その測定ステージ３に備える構成として、また、基準マスクＫＭにもパターンを形成する構成としてもよい。このように、測定ステージ３で露光作業（整合作業も合せて）ができる構成にすることで、ワークＷの整合マークＷｍが基準マークに対して十分同等位置であるときは、その測定ステージ３で露光作業を行なう構成としても構わないものである。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように説明した本発明は、次の優れた効果を発揮する。
本発明にかかる露光機構は、測定ステージによりワークの伸縮状態を測定して、あらかじめ露光部に設置され、マスクマークと合せてパターンの状態を段階的に変えたマスクから適切なマスクを選択して、ワークを露光することができるため、ワークの露光精度を向上させることができる。露光機構は、測定ステージによりワークの伸縮状態を測定する場合に、基準マスクを介して行なうため、数ミクロン単位において正確に測定することが可能となり、正確な測定により適切なマスクに対応して露光を行なうことができる。
【００６８】
本発明にかかる露光機構は、投入ステージのワークを、搬送手段により測定ステージに搬送し、測定ステージでワークの伸縮状態などの特性変化について、基準マスクを介して測定し、露光装置の所定の露光部に搬送ステージを介して振り分けて搬送し、整合作業および露光作業を行なうため、ワークに対して露光精度を向上することができると共に、投入から露光まで無人化して作業することが可能となる。
【００６９】
本発明にかかる露光機構は、投入ステージのワークを載置する投入載置台に、ワークの端面を押動して所定に位置に位置決めする位置決め手段を備えているため、測定ステージにおける測定作業を迅速に行なうことが可能となる。また、本発明にかかる露光機構は、測定ステージにおいて、基準マスクの基準マークおよびワークの整合マークを的確に認識するために用いる移動機構を備えているため、ワークの投入から測定、露光までスムーズに処理することができる。
【００７０】
本発明にかかる露光方法によれば、測定ステージにより基準マスクの基準マークと、ワークの整合マークとが撮像手段により撮像されることで、ワークの伸縮状態が測定して把握された後に、あらかじめ露光部に設定されている倍率の異なる各マスクによりワークが適切に露光されるため、露光精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る露光装置の全体の配置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る露光装置の測定ステージを模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係る露光装置の測定ステージにおける処理部を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る露光装置の基準マスクの基準マークおよびワークの整合マークとの測定状態を示す平面図である。
【図５】本発明に係る露光装置の露光部を模式的に示す正面図である。
【図６】本発明に係る露光装置の他の構成について全体を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ 露光部
ＫＭ 基準マスク
Ｋｍ 基準マーク
Ｍ マスク
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ マスクマーク
Ｍｍ マスクマーク
Ｗ ワーク
Ｗｍ 整合マーク
１ 露光機構
２ 投入ステージ
２ａ 投入載置台
２ｂ 位置決め手段
３ 測定ステージ
３ａ 測定載置台
３ｂ マスク保持部
３ｃ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
３Ｇ 処理部
３ｄ 画像処理部
３ｅ 算出部
３ｆ 判定部
４ 振分搬送機構（搬送ステージ）
４Ａ 振分部
４ａ 振分載置テーブル
４ｂ スライド移動機構
５ 受渡搬送部
５ａ 送りベルト
５ｂ テーブル体
５ｃ 検出手段
６ 露光装置（露光ステージ）
６Ａ ＸＹθテーブル
６Ｂ 整合機構
６Ｃ 露光光学系
６Ｄ マスク保持枠機構
６ａ 吸着孔
６ｂ 予備位置決め手段
６ｃ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
６ｃ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
７ 移動機構
８ 移動機構
１０ ハンドラ（搬送手段）
１５ 振分搬送機構（搬送ステージ）

Claims (5)

1. マスクのマスクマークと、ワークの整合マークとを整合させて露光する露光機構であって、
   前記ワークの整合マークと、そのワークに対面する位置に配置した基準マスクの基準マークとを、撮像手段を介して撮像して前記整合マークの位置を測定する測定ステージと、この測定ステージで測定された前記整合マークの位置に基づいて前記ワークを振り分けて搬送する搬送ステージと、この搬送ステージにより搬送された前記ワークを露光する露光部を複数備える露光ステージと、を備え、
   前記露光部は、前記基準マスクに対して所定の倍率であらかじめ形成されたマスクをそれぞれ備えていることを特徴とする露光機構。
2. ワークの投入ステージと、この投入ステージに投入されたワークを搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送された前記ワークの整合マークを撮像する撮像手段を有すると共に、前記ワークに対面して配置され基準マークを設けた基準マスクを有する測定ステージと、この測定ステージで測定された前記整合マークの位置に基づいて前記ワークを振り分けて搬送する搬送ステージと、この搬送ステージにより振り分けて搬送された前記ワークを露光する露光部を複数有する露光ステージと、を備え、
   前記露光部は、前記基準マスクに対して所定の倍率であらかじめ形成されたマスクをそれぞれ備えることを特徴とする露光機構。
3. 前記投入ステージは、前記ワークを載置する投入載置台と、この投入載置台に載置された前記ワークの端面を押動して所定位置に位置決めする位置決め手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の露光機構。
4. 前記測定ステージは、前記ワークを載置する測定載置台と、この測定載置台に載置された前記ワークを前記基準マスクの基準マークに合せて移動する移動機構または前記基準マスクを前記ワークの整合マークに合せて移動する移動機構の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光機構。
5. ワークの整合マークに基づいて、そのワークの伸縮状態に対応したマスクを介して露光作業を行なう露光方法であって、
   前記ワークの整合マークを、基準とする基準マスクの基準マークと比較して前記ワークの伸縮状態を測定する測定ステップと、
   この測定ステップで測定した前記ワークの伸縮状態に応じて対応する位置の露光部に搬送する搬送ステップと、
   この搬送ステップで搬送された露光部において、前記基準マスクに対して倍率を所定の値としてあらかじめ設置されたマスクにより露光する露光ステップとを含むことを特徴とする露光方法。

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