JP6994806B2 - 両面露光装置及び両面露光方法 - Google Patents

両面露光装置及び両面露光方法 Download PDF

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Description

本願の発明は、フレキシブルプリント基板等の製造に使用されるロールツーロール方式のような両面露光装置に関するものである。
所定のパターンの光を対象物に照射して露光する露光装置は、フォトリソグラフィの中核的な要素技術として各種の用途に使用されている。露光装置には種々のタイプのものがあるが、その一つに、帯状の長尺な基板の両面に露光する両面露光装置が知られている。
例えば、フレキシブルプリント基板のような柔らかな基板を露光する装置の場合、ロールツーロールで基板を搬送しながら露光を行う構成が採用されている。基板の搬送ラインの両側（通常は上下）には、一対の露光ユニットが配置されている。装置はマスクを含んでおり、露光ユニットは両側から各マスクを通して所定のパターンの光を照射し、露光を行う。
ロールから引き出しての基板の搬送は間欠的であり、搬送後に停止した基板のうち、一対の露光ユニットの間に位置する部位の両面に所定のパターンの光が照射され、両面が同時に露光される。
このような両面露光装置も、露光装置の一種であるから、アライメント（位置合わせ）精度が問題となる。ロールツーロール方式の装置のような帯状の長尺な基板に対して露光する装置の場合、フォトリソグラフィ終了後に長さ方向の適宜の位置で切断し、最終的な製品を得る。切断位置を適宜選定することができるため、露光装置における長さ方向のアライメントは、従来はそれほど問題となっていなかった。その一方、一対のマスクは、互いの位置関係が高い精度で保たれている必要がある。即ち、一対のマスクの位置関係の精度が悪いと、最終的な製品において基板の一方の側のパターンと他方の側のパターンとがずれていることになり、製品欠陥につながり易いからである。このため、特許文献１や特許文献２のように、一対のマスクについて互いにアライメントを行い、形成されるパターンのずれがないようにしている。
従来の状況は上記のようなものであるものの、最近では、一対のマスクを互いにアライメントしただけでは不十分で、基板に対する位置合わせも十分に高い精度で行うことが要求されてきている。この一つの背景に、製品の高機能化に伴い、多層配線のような複雑な構造を有する場合が多くなってきていることが挙げられる。
一例を示すと、フレキシブルプリント基板において多層配線のような複雑な構造を造り込む場合、帯状の基板上に既にパターンが形成されており、その上にさらにレジストを塗布して露光を行う場合が多い。既存のパターンは、帯状の基板の長さ方向に沿って間をおいて多数形成されており、個々のパターンが形成されている部分が最終的に個々の製品となる。この場合、更なる露光においては、既に形成されているパターンに対して必要な位置精度で露光を行う必要があり、基板に対するアライメントが必要となる。
また、製品によっては、既にパターンが形成されている部分の上に別のフレキシブルな方形の基板をラミネートし、その別の基板（以下、上層基板という。）に対してパターンを形成するべく露光を行う場合がある。この場合も、上層基板は帯状の基板の長さ方向に沿って間をおいて多数ラミネートされているから、個々の上層基板に対してアライメントがされた状態で露光を行う必要がある。
このように基板に対するアライメントも要求される場合、一対のマスクを互いにアライメントした上で、その状態を保持しながら当該一対のマスクを基板に対してアライメントする必要がある。このため、特許文献２では、基板に設けられたアライメントマークを通して両側のマスクのアライメントマークをカメラで撮影する構成が採用されている。
特開２０００－１５５４３０号公報 特開２００６－２７８６４８号公報
上記のように、特許文献２には、一対のマスク同士のアライメントに加えて基板に対するアライメントも要求される場合、それを達成する構成が提案されている。
しかしながら、発明者の研究によると、特許文献１や特許文献２で開示された構成のみでは各アライメントを必要な精度で行うことは実際には難しい。以下、この点について説明する。
まず、特許文献１では、一対のマスク同士のアライメントについては説明されているものの、一対のマスクと被露光部材とのアライメントについては説明されていない。特許文献１では、被露光部材に位置合わせマークＭが形成されると説明されているが、位置合わせマークはレジスト層の感光により形成されるように説明されており、露光の際には存在していないと解される。
また、特許文献２では、アライメントマークＡＭ１１，ＡＭ１２Ａ，ＡＭ１２Ｂが撮像装置１３Ａ，１３Ｂの光軸上に位置するように調整すると説明しているが、具体的にどのような構成でどのようにして調整するのか説明していない。
発明者の研究によると、上述したような長尺な帯状の基板を間欠送りしながら露光する構成では、間欠送りの際の基板の停止位置の精度がアライメントに影響を与える問題がある。この問題の一つに、マスクのアライメントマークの隠れの問題がある。
より具体的に説明すると、基板のアライメントマークが開口であり、その開口を通してマスクのアライメントマークをカメラが撮影する構成では、間欠送りの停止位置の精度が低い場合、停止後にマスクのアライメントマークをカメラで撮影しようとしても基板に隠れてしまう場合がある。この場合、マスクのアライメントマークがカメラで捉えられない結果、アライメント不能となる。このようなマスクのアライメントマークの隠れは、アライメントマークとしての基板の開口の形成位置の精度が低い場合にも生じる。
この出願の発明は、上記の点を考慮して為されたものであり、基板のアライメントマークが開口であり、開口を通してマスクのアライメントマークをカメラで撮影する構成において、マスクのアライメントマークの隠れの問題を効果的に解決することを目的としている。
上記課題を解決するため、この出願の請求項１記載の両面露光装置の発明は、
長さ方向に沿って間を置きながら目標露光領域が多数設定されているとともにロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
送られた基板の目標露光領域を挟む位置に配置された一対の第一第二のマスクと、
搬送系が基板を停止させアライメントの後に各マスクを通して基板の両面の目標露光領域に光を照射して露光する露光ユニットと、
記憶部と
を備えており、
基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメント用開口を有しており、
第一のマスクは、アライメント用のマークである第一マスクマークを有しており、
第二のマスクは、アライメント用のマークである第二マスクマークを有しており、
第一マスクマーク、第二マスクマーク及び基板のアライメント用開口を撮影することが可能なカメラが設けられており、
第一マスクマーク、第二マスクマーク及びアライメント用開口を撮影したカメラからの撮影データにより第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせをするアライメント手段が設けられており、
アライメント手段による位置合わせ完了時の第一マスクマークの位置及び第二マスクマークの位置を以前マーク位置として記憶部に記憶する記憶手段と、仮アライメント手段とを備えており、
仮アライメント手段は、アライメント手段が位置合わせを行うに際して、第一マスクマーク又は第二マスクマークが基板のアライメント用開口を通して捉えられずに基板に隠れている場合、前回の露光の際してのアライメントの完了時の以前マーク位置を記憶部から取得し、この位置を基準にして隠れを解消させるための基板又は第一第二のマスクの移動の向きと距離を算出し、当該向きに当該距離の移動を基板又は第一第二のマスクに行わせる手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、
前記第一第二のマスクを移動させるマスク移動機構が設けられており、
前記仮アライメント手段は、マスク移動機構により前記マスク移動機構前記第一第二のマスクを移動させて前記隠れを解消させる手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記マスク移動機構は、前記第一第二のマスクを独立して移動させることが可能な機構であり、
前記仮アライメント手段は、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出してこの向きと距離の移動を前記第一のマスクに行わせるとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出してこの向きと距離の移動を前記第二のマスクに行わせる手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記マスク移動機構は、前記第一第二のマスクを一体に移動させることが可能な機構であり、
前記アライメント手段は、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出し、さらにこれらの向きと距離の平均を算出してこの平均の向きと距離の移動を前記第一第二のマスクに行わせる手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、長さ方向に沿って間を置きながら目標露光領域が多数設定されているとともにロールに巻かれたフレキシブルな基板を搬送系により引き出して間欠的に送り、送られて停止した基板に対し、当該基板を挟んで配置された一対の第一第二のマスクを通して当該基板の両面の目標露光領域に露光ユニットにより光を照射して露光する両面露光方法であって、
基板は、目標露光領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメント用開口を有しており、
第一のマスクは、アライメント用のマークである第一マスクマークを有しており、
第二のマスクは、アライメント用のマークである第二マスクマークを有しており、
露光に先立って、第一マスクマーク、第二マスクマーク及び基板のアライメント用開口をカメラで撮影しながら、得られた撮影データにより第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメントを行う方法であり、
ある目標露光領域に対する露光に先立ってアライメントが完了した際の第一マスクマーク及び第二マスクマークの位置を以前マーク位置として記憶部に記憶する記憶ステップと、
当該目標露光領域よりも送り方向上流側に位置する次の目標露光領域に対する露光に先立ってアライメントを行う際、カメラからの画像データにおいて第一マスクマーク又は第二マスクマークが基板のアライメント用開口を通して捉えられずに基板に隠れている場合、以前マーク位置を記憶部から取得し、この位置を基準にして第一マスクマーク又は第二マスクマークの隠れを解消するための基板又は第一第二マスクの移動の向きと距離を算出する移動量算出ステップと、移動量算出ステップで算出された向き及び距離の移動を基板又は第一第二のマスクに行わせて前記隠れを解消する移動ステップとを行うという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項５の構成において、前記移動量算出ステップは、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するステップであり、
前記移動ステップは、第一のマスクについて前記移動量算出ステップで算出された向きと距離の移動を第一のマスクに行わせるとともに、第二のマスクについて前記移動量算出ステップで算出された向きと距離の移動を第二のマスクに行わせるステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項５の構成において、前記移動量算出ステップは、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出し、さらにこれらの向きと距離の平均を算出するステップであり、
前記移動ステップは、前記移動量算出ステップで算出された平均の向きと距離の移動を前記第一第二のマスクに行わせるステップであるという構成を有する。
以下に説明する通り、この出願の請求項１又は５記載の発明によれば、マスクマークが基板によって隠れている場合、仮アライメント手段が隠れを解消させるので、正常にアライメントを行うことができる。この際、仮アライメント手段は、前回の露光に際してのアライメントでのマスクマークの位置を基準にして移動量を算出してその移動量で基板又はマスクを移動させることで隠れを解消させるので、生産性の低下の問題は生じない。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、仮アライメント手段がマスクを移動させて隠れを解消させる手段であるので、隠れの解消のための移動が容易に行え、精度の高いアライメントを行うことに貢献できる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、第一第二のマスクを一体に移動させることで隠れを解消させることができるので、隠れを解消させるための制御信号や動作がシンプルになる。
実施形態の両面露光装置の正面断面概略図である。 アライメントにおいて必要になるアライメントマークについて示した斜視概略図である。 メインシーケンスプログラムのうち、アライメントに関連した部分を抜粋して概略的に示したフローチャートである。 開口検索プログラムにより基板のアライメント用開口が見つけ出される様子を例示的に示した斜視概略図である。 開口欠け判定プログラムによるアライメント用開口の欠け判定及び開口欠け解消プログラムによる欠けの解消について示した平面概略図である。 マーク隠れ判定プログラムによるマーク隠れ判定及び仮アライメントプログラムによる隠れ解消について示した平面概略図である。 仮アライメントプログラムによる仮アライメントについて示した平面概略図である。 マーク欠け判定プログラム及びマーク欠け解消プログラムについて示した平面概略図である。 本アライメントプログラムによる本アライメントについて示した平面概略図である。
次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、実施形態の両面露光装置の正面断面概略図である。実施形態の装置は、ポリイミドのような柔らかなもので帯状の基板Ｗを露光する装置となっている。図１に示すように、両面露光装置は、搬送系１と、露光ユニット２とを備えている。
搬送系１は、ロールに巻かれたフレキシブルな基板Ｗを引き出して間欠的に送り出す機構である。「フレキシブルな」とは、ロールに巻くことができる程度の柔軟性を有するという意味であり、一例としてはフレキシブルプリント基板用の基板が挙げられる。
この実施形態では、搬送系１は、基板Ｗを水平に引き出して水平な姿勢で搬送する機構となっている。具体的には、搬送系１は、未露光の基板Ｗが巻かれた送り出し側芯ローラ１１と、送り出し側芯ローラ１１から基板Ｗを引き出す送り出し側ピンチローラ１２と、露光後の基板Ｗが巻かれる巻き取り側芯ローラ１３と、露光後の基板Ｗを引き出して巻き取り側芯ローラ１３に巻き取られせる巻き取り側ピンチローラ１４とを備えている。尚、搬送系１による基板Ｗの送り方向をＸ方向とし、これに垂直な水平方向をＹ方向とする。Ｙ方向は基板Ｗの幅方向である。ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。
送り出し側ピンチローラ１２と巻き取り側ピンチローラ１４との間に、露光作業位置が設定されている。露光作業位置は、露光ユニット２により基板Ｗの両面に同時に露光を行う位置である。
図１に示すように、露光作業位置において基板Ｗを挟んで一対のマスク３，４が配置されている。以下、上側のマスク３を第一のマスク、下側のマスク４を第二のマスクと呼ぶ。各マスク３，４は、水平な姿勢である。
露光ユニット２もマスク３，４に対応して二つ設けられている。第一のマスク３を通して露光する露光ユニット２は、第一のマスク３の上側に設けられ、下方に光を照射して露光する。第二のマスク４を通して露光する露光ユニット２は、第二のマスク４の下側に設けられ、上方に光を照射して露光する。
二つの露光ユニット２は上下に対称な配置であり、構造的には同様である。即ち、各露光ユニット２は、光源２１と、光源２１からの光をマスク３，４に照射する光学系２２等を備えている。後述するように、この実施形態の装置はコンタクト露光を行う装置となっており、各露光ユニット２は、各マスク３，４に平行光を照射するユニットとなっている。したがって、光学系２２は、コリメータレンズを含む。
搬送系１は、露光作業位置の上流側と下流側においてバッファエリア１０１，１０２を含んでいる。搬送系１は、露光作業位置の上流側に配置された第一駆動ローラ１５と、露光作業位置の下流側に配置された第二駆動ローラ１６とを含んでいる。各駆動ローラ１５，１６は、ピンチローラである。
図１に示すように、送り出し側ピンチローラ１２と、第一駆動ローラ１５との間が送り出し側バッファエリア１０１となっている。また、第二駆動ローラ１６と巻き取り側ピンチローラ１４との間が巻き取り側バッファエリア１０２となっている。
第一駆動ローラ１５と第二駆動ローラ１６は、露光作業位置を通した基板Ｗの間欠送りを行う要素である。即ち、第一駆動ローラ１５と第二駆動ローラ１６とは同期して動作するローラであり、設定された所定のストロークで基板Ｗを送るよう構成されている。このストロークは、一回の間欠送りの際に基板Ｗが送られる距離であり、以下、送りストロークという。
一方、送り出し側芯ローラ１１と送り出し側ピンチローラ１２は、送り出し側バッファエリア１０１での基板Ｗの弛み量に応じて同期して駆動される。送り出し側バッファエリア１０１には不図示のセンサが配置されており、弛み量が少なくなると送り出し側芯ローラ１１と送り出し側ピンチローラ１２が同期して動作し、設定された最大値の弛み量になるまで基板Ｗを送り出す。
巻き取り側バッファエリア１０２も同様であり、不図示のセンサが配置されている。センサからの信号に従い、弛み量が限度まで多くなると、巻き取り側ピンチローラ１４と巻き取り側芯ローラ１３が同期して動作し、設定された最小値まで弛み量が減るように基板Ｗを巻き取る。
上述した搬送系１の間欠送りにおいて、送りストロークでの送りの後の基板Ｗの停止中に各露光ユニット２により基板Ｗの両面が露光されるが、これに先立ち、アライメント手段によりアライメントが行われるようになっている。アライメント手段は、第一第二のマスク３，４を基板Ｗの露光すべき領域に対して位置合わせする手段である。
この実施形態において、アライメントは、最終的には、基板Ｗ上の露光すべき領域に対して一対のマスク３，４を位置合わせすることで行われる。したがって、図１に示すように、一対のマスク３，４はマスク移動機構５を備えており、マスク移動機構５はアライメント手段に含まれる。マスク移動機構５は、各マスク３，４をＸＹ方向に移動させて位置を変更する機構である。マスク移動機構５は、第一のマスク３、第二のマスク４をそれぞれ独立して移動させることができるとともに、二つのマスク３，４を一体に移動させることができる機構である。この種の機構は容易に製作できるが、例えば第一のマスク３をＸＹ方向に移動させる機構を第一のベース板に固定し、第二のマスク４をＸＹ方向に移動させる機構を第二のベース板に固定し、さらに第一第二のベース板を一体にＸＹ方向に移動させる機構を設けることで実現される。
尚、各マスク３，４には、不図示のＺ方向移動機構が設けられている。Ｚ方向移動機構は、コンタクト露光のため、各マスク３，４を基板Ｗに向けて移動させ、基板Ｗに密着させるための機構である。
図１に示すように、装置は、搬送系１や上記マスク移動機構５等を含む各部を制御するメインコントローラ６を備えている。メインコントローラ６には、装置の各部が所定の手順で動作するように制御するメインシーケンスプログラム７が実装されている。即ち、メインコントローラ６の記憶部６０にはメインシーケンスプログラム７が記憶されており、メインコントローラ６のプロセッサ（不図示）により実行可能となっている。この他、メインコントローラ６はエラー表示等を行うディスプレイ６１を備えている。
アライメントのためには、目印となるマークが必要である。図２は、アライメントにおいて必要になるアライメントマークについて示した斜視概略図である。図２に示すように、各マスク３，４にアライメントマーク３１，４１が形成されている。以下、第一のマスク３に設けられたアライメントマーク３１を第一マスクマークと呼び、第二のマスク４に設けられたアライメントマーク４１を第二マスクマークと呼ぶ。図２に示すように、この実施形態では、第一マスクマーク３１は円周状、第二マスクマーク４１は第一マスクマーク３１より小さな円形の点である。
図２に示すように、アライメントのため基板ＷにもアライメントマークＷｍが形成されている。基板ＷのアライメントマークＷｍは、開口となっている。以下、アライメント用開口と呼ぶ。この実施形態では、アライメント用開口Ｗｍは円形となっている。
前述したように、アライメントは、一対のマスクを互い位置合わせするとともに一対のマスクを基板に対して位置合わせする動作である。このためには、一対のマスクマークと基板のアライメントマークとが重なる状態を基準とし、この状態が理想的な状態（精度の基準）であるとしてアライメントを行うのが簡便である。「重なる状態」とは、図２に示すように、各マーク３１，４１，Ｗｍの中心が一直線上（基板Ｗに垂直な一つの直線上）に位置する場合が典型的であるが、他の状態を精度の基準とする場合もある。
この実施形態では、アライメントを高精度に且つ容易に行えるようにするため、アライメント用開口Ｗｍは、第一マスクマーク３１よりも大きく且つ第二マスクマーク４１よりも大きいものとなっている。即ち、アライメントがされた状態では、基板Ｗに垂直な方向から見た際、アライメント用開口Ｗｍ内に二つのマスクマーク３１，４１が視認される構成となっている。
図１に示すように、装置は、各アライメントマーク３１，４１，Ｗｍを撮影するカメラ８を備えている。カメラ８はメインコントローラ６に接続されており、カメラ８の撮影データはメインコントローラ６に送られるようになっている。
図２に示すように、この実施形態では、第一マスクマーク３１、第二マスクマーク４１はそれぞれ四つ設けられている。これらに合わせて、カメラ８も四つ設けられている。第一マスクマーク３１、第二マスクマーク４１は、方形の角に相当する位置に設けられており、カメラ８も同様に方形の角に相当する位置に設けられている。
各カメラ８は、光軸（内蔵したレンズの光軸）Ａが垂直になるように配置されており、下方を撮影する姿勢で取り付けられている。各カメラ８を据え付けた台座には、カメラ８のＸＹ方向の位置を変更するためのカメラ移動機構８１が設けられている。
第一マスクマーク３１、第二マスクマーク４１は、同一の寸法形状の方形の角に相当する位置になるように設けられている。この位置は設計情報として既知であり、四つのカメラ８は、水平方向において同様の位置関係になるように調整された状態で設けられる。但し、四つのカメラ８の光軸Ａが各マスクマーク３１，４１の中心と同軸上になることは必須ではなく、各マスクマーク３１，４１が各カメラ８の視野の範囲に入っていれば良い。
基板Ｗのアライメント用開口Ｗｍは、露光すべき領域（以下、目標露光領域という。）の位置を指し示す目印であり、目標露光領域に対して所定の位置関係で設けられている。目標露光領域とは、各マスク３，４のパターンを転写すべき領域であり、図２に破線で示す。アライメント用開口Ｗｍは、目標露光領域Ｒの外側に形成されており、第一第二マスクマーク４１と同一の寸法形状の方形の角に相当する位置になるように形成されている。
尚、目標露光領域Ｒは、１個の製品を産出する際に利用される基板Ｗの部位に相当している。したがって、図２に示すように、目標露光領域Ｒは、帯状の基板Ｗの長さ方向に沿って間をおいて多数設定されている。アライメント用開口Ｗｍも、各目標露光領域Ｒに対して同一の位置関係で設けられている。尚、各目標露光領域Ｒのピッチは、前述した搬送系１による送りストローク（図２にＬｆで示す）に相当している。
アライメント手段は、上記のような装置に設けられた各ハードウェアと、メインコントローラ６に実装されたメインシーケンスプログラム７を含むソフトウェアとによって構成されている。そして、この実施形態では、最終的なアライメントの前に仮にアライメントを行う仮アライメント手段が設けられており、この点が大きな特徴点となっている。これらの手段について、以下に具体的に説明する。
図３は、メインシーケンスプログラム７のうち、アライメントに関連した部分を抜粋して概略的に示したフローチャートである。アライメントは、搬送系１による基板Ｗの間欠送りが完了した後に行われる動作である。メインシーケンスプログラム７は、アライメントのため、大まかには、図３に示すように、全てのアライメント用開口Ｗｍが撮影されているかどうか判定する開口有無判定ステップＳ１、全てのアライメント用開口Ｗｍが欠けのない状態で視認されているかどうか判定する開口欠け判定ステップＳ２、全てのアライメント用開口Ｗｍが欠けのない状態で視認されている場合に各マスクマーク３１，４１が基板Ｗで隠れていないかどうか判定するマーク隠れ判定ステップＳ３、各マスクマーク３１，４１の隠れがないと判定された場合にマスクマーク３１，４１が欠けて撮影されていないかどうか判定するマーク欠け判定ステップＳ４、全てのマスクマーク３１，４１に欠けがないと判定された場合に本アライメントを行う本アライメントステップＳ５を有している。
そして、メインコントローラ６には、メインシーケンスプログラム７から呼び出されて実行されるサブプログラムとして、開口有無判定プログラム７１、開口検索プログラム７２、開口欠け判定プログラム７３、開口欠け解消プログラム７４、マーク隠れ判定プログラム７５、仮アライメントプログラム７６、マーク欠け判定プログラム７７、マーク欠け解消プログラム７８、本アライメントプログラム７９が実装されている。尚、仮アライメントプログラム７６は、仮アライメント手段を構成している。
開口有無判定ステップＳ１は、開口有無判定プログラム７１を実行してその戻り値を取得するステップである。開口検索プログラム７２は、少なくとも１個のアライメント用開口Ｗｍがカメラ８の視野に無いと判定された場合に実行されるプログラムである。
開口欠け判定ステップＳ２は、開口欠け判定プログラム７３を実行してその戻り値を取得するステップである。開口欠け解消プログラム７４は、少なくとも１個のアライメント用開口Ｗｍについて欠けがあると判定された場合に実行されるプログラムである。
マーク隠れ判定ステップＳ３は、マーク隠れ判定プログラム７５を実行してその戻り値を取得するステップである。仮アライメントプログラム７６は、少なくとも１個のカメラ８からの画像データにおいてマスクマークが基板Ｗに隠れていると判定された場合に実行されるプログラムである。
マーク判定ステップＳ４は、マーク欠け判定プログラム７７を実行してその戻り値を取得するステップである。
本アライメントプログラム７９は、全てのマスクマーク３１，４１が基板Ｗによって隠れておらず、アライメント可能と判断された場合に実行されるプログラムである。
次に、各ステップ、各サブプログラムの構成について順次説明する。まず、開口有無判定ステップＳ１、開口有無判定プログラム７１について説明する。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、間欠送り完了後、開口有無判定プログラム７１を実行する。開口有無判定プログラム７１の戻り値としては、全てのアライメント用開口Ｗｍが撮影されている場合は正常値、そうでない場合は異常値が戻される。
開口有無判定プログラム７１は、各カメラ８からの画像データを処理し、パターンマッチングによりアライメント用開口Ｗｍの像が含まれているかを判断するようプログラミングされている。この実施形態ではアライメント用開口Ｗｍは円形であり、その径は設計情報として既知である。したがって、開口有無判定プログラム７１は、明暗の境界線で円形と見なせるもののうち、アライメント用開口Ｗｍであると判断できるもの探す。少なくとも一つの画像データについて、アライメント用開口Ｗｍである見なせるものがなければ異常値を返し、そうでなければ正常値を返す。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、開口有無判定プログラム７１の戻り値が異常値であった場合、開口検索プログラム７２を実行するようプログラミングされている。図４は、開口検索プログラム７２によりアライメント用開口Ｗｍが検索される様子の一例を示した斜視概略図である。
開口検索プログラム７２は、アライメント用開口Ｗｍが撮影されていない場合に基板Ｗを移動させてアライメント用開口Ｗｍをカメラ８の視野に入れるよう制御信号を搬送系１に出力するプログラムとなっている。図４において、一つのカメラ８の視野Ｖと、見つけ出すべき一つのアライメント用開口Ｗｍが示されている。アライメント用開口Ｗｍは、目標露光領域Ｒに対して所定の位置関係で設けられている。
アライメント用開口Ｗｍをカメラ８の視野に入れるための基板Ｗの移動は、Ｘ方向の移動である。この移動のストロークは、視野のＸ方向の長さより少し短い。以下、このストロークを検索ストロークと呼ぶ。
この実施形態では、開口検索プログラム７２は、最初に基板Ｗの間欠送りの向きとは逆側の移動（戻し）を行い、それでもアライメント用開口Ｗｍが見つからない場合、間欠送りの向きと同じ側の移動（送り）を行うようになっている。例えば、前後で検索ストロークの移動を最大２回まで行うよう設定される。この例では、アライメント用開口Ｗｍを検索する範囲は、５個分の検索ストロークの範囲である。図４に示す例は、（１）→（２）→（３）→（４）→（５）の順序で検索を行った例であり、最初に２個分の検索ストロークで戻しを行い、その後、４個分の検索ストロークで送りを行った結果、アライメント用開口Ｗｍが視野Ｖに入った例である。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、開口検索プログラム７２からの戻り値を取得し、戻り値が異常値である場合、アライメント用開口Ｗｍが見つからなかったことになるので、エラー処理を行い、プログラムを中止するようプログラミングされている。エラー処理は、アライメント用開口Ｗｍが撮影できなかった旨をメインコントローラ６のディスプレイ６１に表示する動作を含む。
図３に示すように、開口検索プログラム７２の戻り値が正常値である場合又は最初の開口有無判定プログラム７１の実行において正常値が戻された場合、メインシーケンスプログラム７は、開口欠け判定プログラム７３を実行する。図５は、開口欠け判定プログラム７３によるアライメント用開口Ｗｍの欠け判定及び開口欠け解消プログラムによる欠けの解消について示した平面概略図である。
搬送系１による基板Ｗの間欠送りが完了した際又は開口検索プログラム７２が正常に終了した際、アライメント用開口Ｗｍは、完全にカメラ８の視野に入っている場合もあるが、一部が視野に入っておらず、欠けている場合がある。欠けている状態の一例が、図５（１）に示されている。開口欠け判定プログラム７３は、各カメラ８からの画像データを処理し、全ての画像データにおいてアライメント用開口Ｗｍが欠けのない状態で撮影されているかどうか判断する。欠けのない状態で撮影されていれば、正常値をメインシーケンスプログラム７に戻し、１個以上のカメラ８からの画像データについて欠けがあると判断されたら異常値を戻すよう、開口欠け判定プログラム７３はプログラミングされている。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、開口欠け判定プログラム７３から異常値が戻された場合（欠けがあると判定された場合）、開口欠け解消プログラム７４を呼び出して実行する。開口欠け解消プログラム７４は、各カメラ８からの画像データを処理し、欠けを解消させるのに必要な基板Ｗ又はカメラ８の移動量（向きと距離）を算出する。そして、算出された移動量を搬送系１及び又はカメラ移動機構８１に送り、基板Ｗ及び又はカメラ８を移動させるよう開口欠け解消プログラム７４はプログラミングされている。この際、Ｘ方向の移動については、基板Ｗを移動させても良くカメラ８を移動させても良いが、この実施形態では、基板Ｗを移動させるようになっている。また、Ｙ方向については、カメラ８を移動させる。即ち、開口欠け解消プログラム７４は、欠けの解消のためのＸ方向の移動量（向きと距離）を搬送系１に送り、Ｙ方向の移動距離をカメラ移動機構８１に送るようプログラミングされている。
いずれにしても、開口欠け解消プログラム７４が実行されると、図５（２）に示すように、四つのアライメント用開口Ｗｍが欠けが解消された状態で撮影されることになる。尚、通常、欠けの量は各画像データにおいて相違するので、四つのカメラ８からの画像データについて最もアライメント用開口Ｗｍの欠けが最も大きくなっている画像データを特定し、その画像データにおいて欠けを解消させるための移動量を搬送系１及び又はカメラ移動機構８１に送るようにする。
次に、仮アライメント手段について説明する。
前述したように、仮アライメント手段は、最終的なアライメントの前に仮のアライメントを行う手段である。仮アライメントは、前回の露光の際のアライメントにおいて最終的に各マスク３，４が位置した位置を基準にした移動によりマスクマーク３１，４１の隠れを解消させる動作である。以下、具体的に説明する。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、開口欠け解消プログラム７４を実行した後、マーク隠れ判定プログラム７５を実行するようプログラミングされている。図６は、マーク隠れ判定プログラム７５によるマーク隠れ判定及び仮アライメントプログラム７６による隠れ解消について示した平面概略図である。
開口欠け判定プログラム７３で正常値が戻された場合又は開口欠け解消プログラム７４が終了した状態では、各カメラ８においてアライメント用開口Ｗｍが欠けのない状態で撮影されてはいるものの、一対のマスクマーク３１，４１が各アライメント用開口Ｗｍ内には位置しておらず、基板Ｗによって隠れてしまっている場合がある。図６（１）には、このような一対のマスクマーク３１，４１の隠れが生じた状況の一例が示されている。
マーク隠れ判定プログラム７５は、各カメラ８からの画像データを処理し、一対のマスクマーク３１，４１の像が各アライメント用開口Ｗｍ内に存在しているかどうか判定するプログラムである。この実施形態では、第一マスクマーク３１はアライメント用開口Ｗｍより小さな円周、第二マスクマーク４１は第二マスクマーク４１より小さな円形の点であるから、パターンマッチングによりそれらが各アライメント用開口Ｗｍ内に存在するかどうか判定する。存在していれば正常値をメインシーケンスプログラム７に戻し、存在していなければ異常値を戻すよう、マーク隠れ判定プログラム７５はプログラミングされている。
図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、マーク隠れ判定プログラム７５から異常値が戻された場合、仮アライメントプログラム７６を実行する。図７は、仮アライメントプログラム７６による仮アライメントについて示した平面概略図である。
この実施形態では、仮アライメントプログラム７６は、一つ前の回の露光（一つ先の目標露光領域Ｒに対する露光）の際のアライメントにおいて最終的に各マスク３，４が位置した位置を基準にしてマスクマーク３１，４１の隠れを解消させるプログラムとなっている。
具体的に説明すると、後述するように、メインシーケンスプログラム７は、記憶手段を構成しており、本アライメントが完了した際、各マスクマーク３１，４１の中心位置（ＸＹ座標での位置）を記憶部６０に記憶する記憶ステップを有している。記憶ステップは、第一のマスク３の四つのマスクマーク３１の各位置と、第二のマスク４の四つのマスクマーク４１の各位置を記憶するステップであり、合計で８個の位置情報を記憶する。尚、この記憶は、その前の回の露光の際のアライメントでの各マスクマーク３１，４１の位置の情報を更新する形で行われる。即ち、記憶部６０で記憶されている位置情報は、直前の露光の際の情報である。以下、これらの位置情報を前回位置情報と呼ぶ。
仮アライメントプログラム７９は、まず、各カメラ８からの画像データを処理し、アライメント用開口Ｗｍの中心の位置を取得する。この位置は、各画像データにおいて、カメラ８の光軸Ａを原点Ｏとする座標系における位置として取得される。
次に、記憶部６０から前回位置情報を読み出す。そして、各画像データにおいて、隠れてはいるものの、各マスクマーク３１，４１は前回位置情報の位置に存在しているとして、隠れを解消させるための移動量（向きと距離）を算出する。図７には、あるカメラ８からの画像データにおける移動量の算出が示されている。図７において、取得されたアライメント用開口Ｗｍの中心をＣ０とする。また、記憶部６０から読み出された前回位置情報のうち、第一マスクマーク３１の中心位置をＣ１とし、第二マスクマーク４１の中心をＣ２とする。
図７に示すように、仮アライメントプログラム７９は、前回位置情報における第一マスクマークの中心Ｃ１がアライメント用開口Ｗｍの中心Ｃ０に一致するための移動量を算出し、同様に第二マスクマークの中心Ｃ２がアライメント用開口Ｗｍの中心Ｃ０に一致するための移動量を算出する。図８に示すように、第一マスクマーク３１の移動量をＱ１とし、第二マスクマーク４１の移動量をＱ２とする。Ｑ１、Ｑ２はベクトルである。
仮アライメントプログラム７９は、上記のような演算処理を、各カメラ８からの画像データについて行い、それぞれＱ１、Ｑ２を算出する。そして、Ｑ１、Ｑ２の平均を算出する。即ち、四つの画像データにおけるＱ１について、向きの平均（ベクトルの合成）を算出し、距離の平均を算出する。また、Ｑ２についても、向きと平均と距離の平均を算出する。
次に、仮アライメントプログラム７９は、算出した各平均のＱ１、Ｑ２を制御信号としてマスク移動機構５に出力し、それぞれ移動を行わせる。即ち、第一のマスク３に平均のＱ１の移動を行わせ、第二のマスク４に平均のＱ２の移動を行わせる。これにより、図６（２）に示すように、各マスクマーク３１，４１の隠れが解消された状態となる。
上記仮アライメントは、前回位置情報の位置に各マスク３，４が位置し続けているとして、マーク隠れ解消のための移動を行わせるものである。各マスク３，４は、露光の際、基板Ｗに密着するためのＺ方向に移動し、露光後にも元の高さに戻るためにＺ方向に移動する。この際、ＸＹ方向の位置もずれる可能性があるが、ずれたとしてもほんの僅かであり、マーク隠れを解消するための移動量の算出に際して基準とすることに問題はない。
尚、上記構成において、マスク３，４同士の位置は、前回の露光の際のアライメントにおいて位置合わせされているので、必要な精度の範囲内に中心は一致している。したがって、Ｑ１、Ｑ２の平均をそれぞれマスク移動機構５に出力して各マスク３，４を個別に移動させる必要はなく、二つのマスク３，４を一体に移動させても良い。この場合、平均のＱ１を出力して一体移動させても良いし、平均のＱ２を出力して一体移動させても良い。さらに、平均のＱ１及びＱ２についてさらに平均を算出して一体移動の量として出力しても良い。
また、一対のマスクマーク３１，４１の両方の位置情報を記憶部６０に記憶して利用することは必須ではない。上記のように、前回以前のアライメントにおいて一対のマスク３，４は互いにアライメントされているので、どちらか一方のマスクマークの位置情報を記憶し、それに基づいて移動距離を算出して出力するだけでも隠れは解消できる。
いずれにしても、仮アライメント手段により、図６（２）に示すように各マスクマーク３１，４１の隠れが解消した状態になる。図３に示すように、メインシーケンスプログラム７は、仮アライメントプログラム７６を実行した場合、マーク隠れ判定プログラム７５をもう一度実行し、マーク隠れがないかどうか判定させる。そして、正常値が戻されることを確認したら、メインシーケンスプログラム７は、マーク欠け判定プログラム７７ステップを行う。図８は、マーク欠け判定プログラム７７及びマーク欠け解消プログラム７８について示した平面概略図である。
マーク欠け判定プログラム７７は、各マスクマーク３１，４１が完全にアライメント用開口Ｗｍに入っているかどうか判定するステップである。同様に、パターンマッチングにより、各マスクマーク３１，４１の像がアライメント用開口Ｗｍ内に取得されるかどうかで判定するステップである。図８（１）に示すように、少なくとも一つのカメラ８からの画像データにおいて一対のマスクマーク３１，４１の欠けがあると判定された場合、マーク欠け判定プログラム７７は異常値を返し、そうでなければ正常値を返す。
マーク欠け解消プログラム７８は、マーク欠け判定プログラム７７においてマーク欠けがあったとされた撮影データについて、マスクマークの欠けが解消されるのに要する移動量（向きと距離）を算出する。この実施形態では、第一マスクマーク３１の方が大きいので、マーク欠け解消プログラム７８は、第一マスクマーク３１の一部であると判断される円弧を特定し、その円弧の中心を求める。そして、求めた中心が、アライメント用開口Ｗｍの輪郭から半径（第一マスクマーク３１の円弧の半径）以上の距離離れるために必要な最も短い移動量（向きと距離）を求める。そして、この移動量で一対のマスク３，４が移動するようマスク移動機構５に信号を送るよう、マーク欠け解消プログラム７８はプログラミングされている。二つ以上のカメラ８からの画像データについてマーク欠けがある場合、マーク欠け解消プログラム７８は、各画像データについて各々移動量を算出し、それらの平均を求める。移動量は距離と向きであるので、平均の距離と平均の向きを求める。そして、算出した平均の移動量のマスク移動機構５に送る。これにより、一対のマスク３，４が移動して、図８（２）に示すように各マスクマーク３１，４１の欠けが解消される。
メインシーケンスプログラム７は、マーク欠け解消プログラム７８を実行した場合、マーク欠け判定プログラム７７をもう一度実行してマスクマークの欠けがないかどうか判定させ、正常値が戻ったことを確認したら、本アライメントプログラム７９を実行する。図９は、本アライメントプログラム７９による本アライメントについて示した平面概略図である。
本アライメントプログラム７９は、本アライメント可能とされた状態において各カメラ８からの撮影データを処理する。本アライメントプログラム７９は、まず、光軸Ａ上の点を原点とする座標系において、第一マスクマーク３１の中心と第二マスクマーク４１の中心を求める。そして、第一マスクマーク３１の中心と第二マスクマーク４１の中心が必要な精度で一致しているかどうか判断し、一致していなければ、いずれか又は双方のマスクを移動させて一致させるようマスク移動機構５に信号を送る。通常は、前回以前の露光の際に両者を必要な精度で一致させており、その状態が保持されている。
第一マスクマーク３１の中心と第二マスクマーク４１の中心が必要な精度で一致しているのを確認した上で、本アライメントプログラム７９は、それら中心の中間点を求める。そして、本アライメントプログラム７９は、基板Ｗのアライメント用開口Ｗｍの中心を求め、一対のマスクマーク３１，４１の中心の中間点とのずれを求め、そのずれを解消させるための各マスク３，４の移動の向きと距離を算出する。
本アライメントプログラム７９は、上記のようなデータ処理を各カメラ８からの撮影データに対して行い、ずれを解消するための各マスク３，４の移動の向きと距離を算出する。その上で、各撮影データから得た移動の向きと距離について平均を求め、最終的な本アライメント用の各マスク３，４の移動指令とし、それをメインシーケンスプログラム７に返す。移動の向きと距離は、各々のベクトル（図９中に矢印で示す）として把握されるので、各ベクトルの向きについては合成し、長さは平均を取る。
メインシーケンスプログラム７は、戻り値である移動指令をマスク移動機構５に送り、一対のマスク３，４を一体に移動させ、各中心が必要な精度で一直線上に並ぶようにする。これで、本アライメントは終了である。尚、図３中不図示であるが、メインシーケンスプログラム７は、次の目標露光領域Ｒの露光の際のアライメントのために、本アライメント完了時点での各マスクマーク３１，４１の中心の座標を記憶部６０に記憶するする記憶ステップを行う。
このようにして最終的に本アライメントプログラム７９を実行することで、一対のマスク３，４が互いにアライメントされるとともに一対のマスク３，４が基板Ｗにアライメントされる。メインシーケンスプログラム７は、上記のように各判定ステップを行い、必要に応じて各サブプログラムを実行しながらアライメントを行うようプログラミングされている。
次に、上記構成に係る実施形態の両面露光装置の全体の動作について概略的に説明する。以下の説明は、両面露光方法の発明の実施形態の説明でもある。尚、両面露光方法の発明は、両面が露光された基板という物の製造方法の発明ということができる。
一対のマスク３，４は、Ｚ方向において、基板Ｗから離れた待機位置に位置している。この位置は、各マスク３，４のアライメントが行われるＸＹ平面が存在する位置である。
メインシーケンスプログラム７が実行されているメインコントローラ６からは、送りストロークＬｆの分だけ基板Ｗを送るよう搬送系１に制御信号が送られる。これにより、第一駆動ローラ１５及び第二駆動ローラ１６が同期して動作し、基板Ｗが送りストロークＬｆだけＸ方向前側（巻き取り側）に送られる。
送り完了の信号が搬送系１からメインコントローラ６に戻されると、メインシーケンスプログラム７は、上述した一連のアライメントの動作を行う。即ち、各カメラ８の視野内のアライメント用開口Ｗｍの有無を判定して無ければ開口検索プログラム７２を実行し、その上で開口欠けを判定する。そして、いずれかのアライメント用開口Ｗｍが欠けていれば開口欠け解消プログラム７４を実行し、その上でマーク隠れの有無を判定する。そして、いずれかの撮影データでマーク隠れがある場合、仮アライメントプログラム７６を実行する。さらに、マスクマーク３１，４１が欠けて撮影されている場合、マーク欠け解消プログラム７８を実行する。その上で、メインシーケンスプログラム７は、本アライメントプログラム７９を実行する。これにより、アライメントが完了する。
その後、メインシーケンスプログラム７は、不図示のＺ方向移動機構に制御信号を送って一対のマスク３，４をＺ方向に移動させて各マスク３，４を基板Ｗに密着させる。この状態で、メインシーケンスプログラム７は各カメラ８からの撮影データを取得し、アライメントされた状態が維持されているか（各マーク３１，４１，Ｗｍの中心が必要な精度で一致しているか）を判断する。維持されていれば、メインシーケンスプログラム７は、各露光ユニット２に制御信号を送り、露光を行わせる。
必要な露光量のための所定時間の露光の後、各露光ユニット２は光照射を停止する。その後、メインシーケンスプログラム７は、不図示のＺ方向移動機構に制御信号を送り、一対のマスク３，４を基板Ｗから離間させ、当初の待機位置に戻す。
各マスク３，４が待機位置に戻ったのが確認されると、メインシーケンスプログラム７は、搬送系１に制御信号を送り、送りストロークＬｆの分だけ基板ＷをＸ方向前側に送らせる。その後は、上記と同じ動作であり、送りストロークＬｆの基板Ｗの間欠送りの合間にアライメントをした上で露光を行う動作を繰り返す。
動作が繰り返される際、送り出し側バッファエリア１０１の基板Ｗの弛み量が少なくなると送り出し側芯ローラ１１及び送り出し側ピンチローラ１２が同期して動作し、基板Ｗを送り出し側バッファエリア１０１に送り出す。また、巻き取り側バッファエリア１０２の基板Ｗの弛み量が多くなると、巻き取り側芯ローラ１３及び巻き取り側ピンチローラ１４が同期して動作し、巻き取り側芯ローラ１３に基板Ｗを巻き取る。
このような構成及び動作に係る実施形態の両面露光装置によれば、マスクマーク３１，４１が基板Ｗによって隠れている場合、仮アライメント手段が前回の露光に際してのアライメントでマスクマーク３１，４１が位置した位置を基準にして移動量を算出してその移動量で各マスク３，４を移動させる仮アライメントを行うので、マスクマーク３１，４１の隠れが解消され、正常に本アライメントを行うことができる。
仮アライメント手段がない場合、マスクマーク３１，４１の隠れを解消させる構成として、Ｘ方向やＹ方向に少しずつが一対のマスク３，４を移動させてマスクマーク３，４を探す構成が考えられる。アライメント開口Ｗｍの幅より少し短いストロークで一対のマスク３，４をステップ移動させながら、マスクマーク３，４を探すことになる。このような構成では、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれにステップ移動させる必要があり、手間がかかる。本アライメントを開始するまでの時間が長くなってしまうため、一回の露光に要する全体の時間が長くなり、生産性を低下させてしまう問題が生じる。一方、実施形態のように仮アライメント手段があれば、一回の移動で隠れを解消させることができるので、生産性の低下の問題は生じない。
尚、上記構成では、一対のマスク３，４を移動させて隠れを解消したが、基板Ｗを移動させて隠れを解消することも可能である。基板Ｗを移動させて隠れを解消する場合、Ｘ方向については、第一駆動ローラ１５及び第二駆動ローラ１６を同期させて動作させ、Ｘ方向の前側又は後ろ側に基板Ｗを移動させる。また、Ｙ方向については、第一駆動ローラ１５及び第二駆動ローラ１６にＹ方向の移動機構を設け、第一駆動ローラ１５及び第二駆動ローラ１６が基板Ｗを挟持した状態でＹ方向に移動するようにする。
但し、搬送系１は基板Ｗの間欠送りのための機構であり、間欠送りのストロークは隠れ解消のための移動距離に比べてかなり長い。隠れ解消のための短い微妙な距離の移動には搬送系１は精度の点で不向きである。また、Ｙ方向の移動のために第一第二駆動ローラ１５，１６を一体に移動させると、基板Ｗの蛇行が生じ易くなり、間欠送り後の基板のＷの停止位置の精度も悪くなる。マスク移動機構５による方が精度の高い移動が容易に行え、精度の高いアライメントを行うためには好ましい。
また、実施形態の装置では、間欠送り完了後のアライメントの際、カメラ８の視野内に基板Ｗのアライメント用開口Ｗｍが入っているかを判定し、入っていなければ、基板Ｗを移動させてアライメント用開口Ｗｍがカメラ８の視野に入るようにするので、アライメント用開口Ｗｍが撮影できないことによるアライメントのエラー（アライメント不能）が防止される。このため、アライメント用開口Ｗｍの形成位置の精度が低かったり、基板Ｗの間欠送りの精度が低かったりした場合でも、アライメント不能になることがなく、装置の異常停止による生産性低下の問題が防止される。この際、カメラ８を移動させてアライメント用開口Ｗｍが視野に入るようにしても良いが、一対のマスク３１，４１も移動させる必要がある場合が多く、移動距離が長くなるので、基板Ｗを移動させる方が好ましい。
また、基板Ｗのアライメント用開口Ｗｍの欠けがある場合に欠けを解消した上でアライメントを行う点は、完全なアライメント用開口Ｗｍを画像データに取り込んだ状態でアライメントを行うことになるので、アライメント精度をより高くする効果がある。
さらに、マーク欠け判定を行い、欠けている場合には欠けを解消させた状態として本アライメントを行う構成は、一対のマスクマーク３１，４１の完全な像を取り込んだ上でアライメントを行うことになるので、この点でアライメント精度をより高くする効果がある。
上述した実施形態において、搬送系１はロールツーロールで基板Ｗを搬送するものであったが、送り出し側のみがロール式である構成が採用されることもあり得る。即ち、露光後の基板Ｗを所定の位置で切断してその後の処理を行うプロセスに本願発明の両面露光装置が採用されることもあり得る。
尚、搬送系１としては、基板Ｗの送り方向が上下方向の場合もある。この場合は、垂直な姿勢の基板Ｗの両面にマスクを通して露光を行うことになり、左右に露光ユニット２が配置される。
また、上記実施形態において、アライメント用開口Ｗｍは円形であったが、これは単なる一例であり、方形や三角形等の他の形状であっても良い。また、基板Ｗの側縁から切り欠いた形状のように完全な周状の縁を成すものでなくとも良い。
さらに「開口」とは、光を通すという意味で開口ということである。これは、基板Ｗが遮光性であることを想定しており、レジストが塗布された場合がその典型例である。光を通すという意味で開口であることから、貫通孔でなく光透過性の部材で塞がれている場合であっても良い。つまり、光を遮断する層がそこで開いているという程度の意味である。
第一マスクマーク３１、第二マスクマーク４１についても、円周状や円形以外の形状が採用されることがある。例えば、一方が円形で他方が十字状でも良い。尚、第一マスクマーク３１が第二マスクマーク４１の内側に入り込んだ状態でアライメントがされる場合もある。
さらに、カメラ８に対して基板Ｗよりも近い側のマスクマークは基板Ｗに遮られることはないので、アライメント用開口Ｗｍより大きくても良い。但し、基板Ｗとマスクとのコントラストが小さい場合には画像データの処理が難しくなる問題がある。アライメント用開口内に一対のマスクマークが位置した状態でアライメントがされる構成では、基板Ｗとマスクマークとのコントラストが問題となることはなく、この点で好適である。
尚、上述した仮アライメント手段の構成において、利用するマスクマーク３１，４１の位置情報は、前回の露光の際のアライメント完了時の位置情報であったが、それ以前の回の露光における位置情報であっても良い。搬送系１による基板Ｗの間欠送りの精度が悪くなく、アライメント用開口Ｗｍの形成位置の精度も悪くない場合には、基板Ｗの間欠送り完了時に各マスクマーク３１，４１の隠れがなく、アライメントの際に各マスク３，４が大きくは移動しない場合が多い。このような状況でのアライメント、露光が繰り返された後に隠れが発生した場合、数回前の露光における位置情報を参照して隠れを解消することもできる。このような場合も含め、記憶手段は、各回の露光の際のアライメント完了時のマスクマーク３１，４１の位置情報を全て記憶する構成（上書きしない構成）とすることもできる。
上記実施形態の装置は、コンタクト方式で露光を行うものであったが、上記アライメントの構成は、プロキシミティ方式や投影方式の露光であっても同様に効果を発揮するので、それらの方式が採用されることもあり得る。
尚、プロキシミティ方式や投影露光方式の場合、一対のマスクを基板に密着させることは不要であるので、マスクをＺ方向に移動させる機構が設けられない場合もある。
また、メインコントローラ６は制御ユニットの一例であるが、他の構成もあり得る。例えば、メインコントローラ６とは別に制御ユニットが設けられていたり、メインコントローラ６内の一部が制御ユニットに相当していたりする場合もある。
１ 搬送系
２ 露光ユニット
２１ 光源
２２ 光学系
３ 第一のマスク
３１ 第一マスクマーク
４ 第二のマスク
４１ 第二マスクマーク
５ マスク移動機構
６ メインコントローラ
６１ 記憶部
７ メインシーケンスプログラム
７１ 開口有無判定プログラム
７２ 開口検索プログラム
７３ 開口欠け判定プログラム
７４ 開口欠け解消プログラム
７５ マーク隠れ判定プログラム
７６ 仮アライメントプログラム
７７ マーク欠け判定プログラム
７８ マーク欠け解消プログラム
７９ 本アライメントプログラム
８ カメラ
８１ カメラ移動機構
Ｗ 基板
Ｗｍ アライメント用開口
Ｖ 視野

Claims (7)

  1. 長さ方向に沿って間を置きながら目標露光領域が多数設定されているとともにロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
    送られた基板の目標露光領域を挟む位置に配置された一対の第一第二のマスクと、
    搬送系が基板を停止させアライメントの後に各マスクを通して基板の両面の目標露光領域に光を照射して露光する露光ユニットと、
    記憶部と
    を備えており、
    基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメント用開口を有しており、
    第一のマスクは、アライメント用のマークである第一マスクマークを有しており、
    第二のマスクは、アライメント用のマークである第二マスクマークを有しており、
    第一マスクマーク、第二マスクマーク及び基板のアライメント用開口を撮影することが可能なカメラが設けられており、
    第一マスクマーク、第二マスクマーク及びアライメント用開口を撮影したカメラからの撮影データにより第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせをするアライメント手段が設けられており、
    アライメント手段による位置合わせ完了時の第一マスクマークの位置及び第二マスクマークの位置を以前マーク位置として記憶部に記憶する記憶手段と、仮アライメント手段とを備えており、
    仮アライメント手段は、アライメント手段が位置合わせを行うに際して、第一マスクマーク又は第二マスクマークが基板のアライメント用開口を通して捉えられずに基板に隠れている場合、前回の露光の際してのアライメントの完了時の以前マーク位置を記憶部から取得し、この位置を基準にして隠れを解消させるための基板又は第一第二のマスクの移動の向きと距離を算出し、当該向きに当該距離の移動を基板又は第一第二のマスクに行わせる手段であることを特徴とする両面露光装置。
  2. 前記第一第二のマスクを移動させるマスク移動機構が設けられており、
    前記仮アライメント手段は、マスク移動機構により前記第一第二のマスクを移動させて前記隠れを解消させる手段であることを特徴とする請求項１記載の両面露光装置。
  3. 前記マスク移動機構は、前記第一第二のマスクを独立して移動させることが可能な機構であり、
    前記仮アライメント手段は、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出してこの向きと距離の移動を前記第一のマスクに行わせるとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出してこの向きと距離の移動を前記第二のマスクに行わせる手段であることを特徴とする請求項２記載の両面露光装置。
  4. 前記マスク移動機構は、前記第一第二のマスクを一体に移動させることが可能な機構であり、
    前記アライメント手段は、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出し、さらにこれらの向きと距離の平均を算出してこの平均の向きと距離の移動を前記第一第二のマスクに行わせる手段であることを特徴とする請求項２記載の両面露光装置。
  5. 長さ方向に沿って間を置きながら目標露光領域が多数設定されているとともにロールに巻かれたフレキシブルな基板を搬送系により引き出して間欠的に送り、送られて停止した基板に対し、当該基板を挟んで配置された一対の第一第二のマスクを通して当該基板の両面の目標露光領域に露光ユニットにより光を照射して露光する両面露光方法であって、
    基板は、目標露光領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメント用開口を有しており、
    第一のマスクは、アライメント用のマークである第一マスクマークを有しており、
    第二のマスクは、アライメント用のマークである第二マスクマークを有しており、
    露光に先立って、第一マスクマーク、第二マスクマーク及び基板のアライメント用開口をカメラで撮影しながら、得られた撮影データにより第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメントを行う方法であり、
    ある目標露光領域に対する露光に先立ってアライメントが完了した際の第一マスクマーク及び第二マスクマークの位置を以前マーク位置として記憶部に記憶する記憶ステップと、
    当該目標露光領域よりも送り方向上流側に位置する次の目標露光領域に対する露光に先立ってアライメントを行う際、カメラからの画像データにおいて第一マスクマーク又は第二マスクマークが基板のアライメント用開口を通して捉えられずに基板に隠れている場合、以前マーク位置を記憶部から取得し、この位置を基準にして第一マスクマーク又は第二マスクマークの隠れを解消するための基板又は第一第二マスクの移動の向きと距離を算出する移動量算出ステップと、移動量算出ステップで算出された向き及び距離の移動を基板又は第一第二のマスクに行わせて前記隠れを解消する移動ステップとを行うことを特徴とする両面露光方法。
  6. 前記移動量算出ステップは、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するステップであり、
    前記移動ステップは、第一のマスクについて前記移動量算出ステップで算出された向きと距離の移動を第一のマスクに行わせるとともに、第二のマスクについて前記移動量算出ステップで算出された向きと距離の移動を第二のマスクに行わせるステップであることを特徴とする請求項５記載の両面露光方法。
  7. 前記移動量算出ステップは、第一マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第一のマスクを移動させるべき向きと距離を算出するとともに、第二マスクマークの以前マーク位置を基準にして前記第二のマスクを移動させるべき向きと距離を算出し、さらにこれらの向きと距離の平均を算出するステップであり、
    前記移動ステップは、前記移動量算出ステップで算出された平均の向きと距離の移動を前記第一第二のマスクに行わせるステップであることを特徴とする請求項５記載の両面露光方法。
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