JP6309740B2 - 直接描画露光装置 - Google Patents

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本発明は、デジタルミラーデバイス等を用いた直接描画露光装置の描画位置を簡便かつ安価に確認できる直接描画露光装置に関する。
近年、従来のマスク露光装置に替わり、デジタルミラーデバイス（以後、ＤＭＤという。）等を用いた直接描画露光装置が使用され始めている。（例えば、特許文献１参照。）
このような直接描画露光装置は、マスク露光装置と異なり、アライメントカメラと描画位置のズレやワークを載置するステージの機械的移動精度を検出し、系統誤差を補正しておかなければ、高精度な露光ができない。そのために従来は石英ガラスにアライメントカメラで読み取るためのアライメントマークと、その内側に多くのターゲットマークを高精度に形成したガラスマスタを用い、その上にドライフィルムレジストを貼り付けて、露光用ステージに載置し、まずアライメントカメラでアライメントマークを読み取ってアライメント補正し、その後イメージ描画用の露光エンジンでターゲットマークの位置にターゲットマークとは別の形状を描画し、そのガラスマスタを装置から外して現像し、精密測定器に載置し直して、その描画位置とターゲットマークとの位置ずれを検出して補正していた。
しかしながら、これでは高価なガラスマスタに毎回ドライフィルムを貼って剥がすということを行わなければならなく、破損の虞があった。また、ガラスマスタを装置から外して現像し、精密測定器に載置し直すことから、労力がかかることや、誤差の要因も増えるという問題があった。
一方、特許文献１に記載の技術はアライメントカメラが正確に較正されていること、及びステージ移動の系統的な誤差のないことが前提であり、もしこれらの現象が発生する場合は別な手段で補正しなければならない。通常、アライメントカメラの位置合わせ精度は経時変化するものであるし、またステージ移動は±２μｍ／５０ｍｍ程度の系統誤差を持つ。
特開２０１２−２０８２３７号公報
本発明は、高価なガラスマスタに毎回ドライフィルムを貼って剥がすことなく、経時変化するアライメントカメラの位置合わせ誤差、及びステージ移動の系統誤差をも補正できる手段を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の直接描画露光装置においては、基板を載置してＸ方向とＹ方向に移動自在なＸＹテーブルと、前記基板に描画パターン、ガラスマスタに形成されたアライメントマークと較正用パターンからなるガラスマスタパターン及び前記較正用パターンとの位置関係がわかるようにしたアライメントパターンを露光するための露光エンジンと、前記ガラスマスタパターンを前記基板に露光する前に前記ガラスマスタを前記基板上へ移動させ、当該露光後、前記ガラスマスタを前記基板から分離した後に移動させるガラスマスタ移動用スライドステージと、前記ガラスマスタ移動用スライドステージに設けられたガラスマスタ昇降機構であって、前記ガラスマスタパターンを前記基板へ露光する前に前記ガラスマスタを前記基板へ密着させ、当該露光後に前記ガラスマスタを前記基板から分離させるものと、仮パターン補正を行う場合には前記基板に露光されたアライメントマークを読み取り、真のパターン補正を行う場合には前記基板に露光された前記較正用パターンと前記アライメントパターンとのズレ量を読み取るアライメントカメラと、を設けたことを特徴とする。
なお、上記のカッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何ら影響を及ぼすものではない。
本発明により、高価なガラスマスタに毎回ドライフィルムを貼って剥がすということを行うことがないため破損の虞が少なく、また、ガラスマスタを装置から外して現像し、精密測定器に載置し直すことがないため、労力の浪費や、誤差の要因も増えることもない。
更に本発明により、経時変化するカメラの位置合わせ誤差やステージ移動の系統誤差をも補正できる。
本発明に係る直接描画露光装置の正面図であり、較正動作開始時の配置を示す。 本発明に係る直接描画露光装置の正面図であり、ガラスマスタをガラス基板に密着させた配置を示す。 本発明に係る直接描画露光装置の正面図であり、ガラスマスタをガラス基板上から外した配置を示す。 本発明に係る直接描画露光装置の正面図であり、ガラス基板上のアライメントマークやアライメントパターンをアライメントカメラで読み取る時の配置を示す。 図１に記載した本発明に係る直接描画露光装置の平面図である。 図１に記載した本発明に係る直接描画露光装置の側面図である。 ガラスマスタのパターンとアライメントパターンの例を示す。
以下、本発明の実施形態について説明する。まず、本発明の直接描画露光装置の構成について説明する。
図１は本発明に係る直接描画露光装置の正面図であり、較正動作開始時の配置を示す。図５に本配置での平面図、図６に本配置での側面図を示す。ドライフィルムレジストをラミネートしたガラス基板８を、Ｘステージ５上に載置する。Ｘステージ５はＹステージ６上に設けられたステージ移動用レール７上をＸ方向に移動自在である。また、同様にＹステージ６は図示しないベッド上を水平かつＸ方向に垂直なＹ方向に移動自在であり、Ｘステージ５とＹステージ６とでＸＹテーブルを構成する。露光エンジン１は、描画パターンをマスクを使用しないで露光するためのＤＭＤ等を用いた発光装置である。露光エンジン１は、図示しない門型フレーム等を用いて図示しないベッドに固定されている。ガラス基板８の位置にドライフィルムレジストをラミネートしたプリントを載置した場合が通常露光時の配置であり、アライメントカメラ９でＸＹテーブルに載置されたプリント基板のアライメントマークを読み取って位置及び姿勢を検出し、露光パターンファイルを補正（演算）した後、ＸＹテーブルと露光エンジン１を駆動してドライフィルム上にパターンを描画する。本例においては図５に示すように露光エンジンの幅がガラス基板８（又は同位置に載置されたプリント基板）のＹ方向の幅と同一になっているので、露光はガラス基板８をＸ方向に移動するだけで露光が可能であるが、露光エンジンの幅がガラス基板８のＹ方向の幅より狭い場合は、Ｙステージ６によるＹ方向への移動も組み合わせることにより、全面露光が可能である。
本発明に係る直接描画露光装置においては、Ｘステージ５に設けたガラスマスタ移動用スライドレール４ｂ上をＸ方向に移動自在なガラスマスタ移動用スライドステージ４ａを設け、ガラスマスタ移動用スライドステージ４ａにガラスマスタ昇降機構１０が設けられている。
次に、図１〜図４を用いて、本装置の動作、較正方法を説明する。ガラスマスタ移動用スライドステージ４ａにガラスマスタ３を載置し、Ｘステージ５にドライフィルムレジストをラミネートしたガラス基板８を載置する（ステップ１：図１）。ガラスマスタ移動用スライドステージ４ａを移動してガラス基板８の上にガラスマスタ３を重ね、ガラスマスタ昇降機構１０を降ろしてガラスマスタ３とガラス基板８を密着させる（ステップ２：図２）。露光エンジン１をパターニングなしで発光させ、かつＸＹテーブル５，６を駆動してガラス基板８にガラスマスタ３のパターンを全面に露光する（ステップ３）。ここで、ガラスマスタ３のパターンとしては図７（ａ）のようなパターンを用いるとよい。図において黒い部分が遮光部であり、四隅にアライメントマーク２０と較正用パターン２１を持つ。図７（ｂ）はガラスマスタ３のパターンを全面露光されたガラス基板８上のドライフィルムの状態を示す。次に、ガラスマスタ昇降機構１０を上げてガラスマスタ３とガラス基板１を分離し、ガラスマスタ移動用スライドステージ４ａを移動してガラス基板８の上からガラスマスタ３を外す（ステップ４：図３）。ＸＹテーブル５，６を駆動して、ガラス基板８上のドライフィルムに形成されたアライメントマーク２０をアライメントカメラ９で読み取って仮パターン補正を行う（ステップ５：図４）。露光エンジン１とＸＹテーブル５，６を駆動してガラス基板８上のドライフィルムにガラスマスタ３のパターンとの位置関係がわかるようにしたアライメントパターン２２を露光する（ステップ６）。ここで、アライメントパターン２２とは図７（ｃ）に示したような、ガラスマスタ３の較正用パターン２１との位置比較をアライメントカメラ９の視野内で行えるものであれば何でもよい。次に、ＸＹテーブル５，６を駆動して、ガラス基板８上に形成されたガラスマスタの較正用パターン２１とアライメントパターン２２とのズレ量をアライメントカメラ９で読み取って真のパターン補正値（補正係数）を算出する（ステップ７）。このズレ量にはアライメントカメラの位置合わせ誤差、及びステージ移動の系統誤差が含まれる。本発明の較正方法ではその両方を同時に補正できることになる。
ステップ７を複数回行うと、ズレ量の測定ばらつきを低減することができる。また、ズレ量が規定値以上である場合には「ＮＧ」メッセージを表示することができる。
１ 露光エンジン
２ レーザ光
３ ガラスマスタ
４ａ ガラスマスタ移動用スライドステージ
４ｂ ガラスマスタ移動用スライドレール
５ ＸＹテーブルのＸステージ
６ ＸＹテーブルのＹステージ
７ ステージ移動用レール
８ ラミネートガラス基板
９ アライメントカメラ
１０ ガラスマスタ昇降機構

Claims (2)

  1. 基板を載置してＸ方向とＹ方向に移動自在なＸＹテーブルと、
    前記基板に描画パターン、ガラスマスタに形成されたアライメントマークと較正用パターンからなるガラスマスタパターン及び前記較正用パターンとの位置関係がわかるようにしたアライメントパターンを露光するための露光エンジンと、
    前記ガラスマスタパターンを前記基板に露光する前に前記ガラスマスタを前記基板上へ移動させ、当該露光後、前記ガラスマスタを前記基板から分離した後に移動させるガラスマスタ移動用スライドステージと、
    前記ガラスマスタ移動用スライドステージに設けられたガラスマスタ昇降機構であって、前記ガラスマスタパターンを前記基板へ露光する前に前記ガラスマスタを前記基板へ密着させ、当該露光後に前記ガラスマスタを前記基板から分離させるものと、
    仮パターン補正を行う場合には前記基板に露光されたアライメントマークを読み取り、真のパターン補正を行う場合には前記基板に露光された前記較正用パターンと前記アライメントパターンとのズレ量を読み取るアライメントカメラと、を設けた
    ことを特徴とする直接描画露光装置。
  2. ドライフィルムレジストをラミネートした基板に描画パターンをマスクを使用しないで露光するための露光エンジンと、前記基板を載置して露光するためのＸ方向に移動自在なＸステージとＹ方向に移動自在なＹステージからなるＸＹテーブルと、前記ＸＹテーブルに載置された前記基板の位置及び姿勢を検出するためのアライメントカメラと、前記Ｘステージ上を移動自在なガラスマスタ移動用スライドステージと、前記ガラスマスタ移動用スライドステージにガラスマスタ昇降機構とを設けた直接描画露光装置を用い、
    前記ガラスマスタ移動用スライドステージにガラスマスタを載置し、
    前記Ｘステージに前記基板を載置し、
    前記ガラスマスタ移動用スライドステージを移動して前記基板の上に前記ガラスマスタを重ね、
    前記ガラスマスタ昇降機構を降ろして前記ガラスマスタと前記基板を密着させ、
    前記露光エンジンをパターニングなしで発光させ、かつ前記ＸＹテーブルを駆動して前記基板に前記ガラスマスタのパターンを露光し、
    前記ガラスマスタ昇降機構を上げて前記ガラスマスタと前記基板を分離し、
    前記ガラスマスタ移動用スライドステージを移動して前記基板の上から前記ガラスマスタを外し、
    前記ＸＹテーブルを駆動して、前記基板上に形成されたアライメントマークを前記アライメントカメラで読み取って仮パターン補正を行い、
    前記露光エンジンと前記ＸＹテーブルを駆動して、前記基板上に前記ガラスマスタのパターンとの位置関係がわかるようにしたアライメントパターンを露光し、
    前記ＸＹテーブルを駆動して、前記基板上に形成された前記ガラスマスタのパターンと前記アライメントパターンとのズレ量を前記アライメントカメラで読み取って真のパターン補正を行う
    ことを特徴とする直接描画露光装置の較正方法。
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