分割露光装置

【課題】部品点数及び制御軸数を削減し、装置の小型化を図る。
【解決手段】基板７を複数の露光領域に分割し、基板７に投影する露光パターンが描かれた投影マスクを基板７の分割された露光領域にそれぞれ対応するよう複数の転写領域に分割し、分割された基板７の露光領域ごとに露光を行う分割露光装置において、投影マスクの上方位置に近接して配置され、投影マスクの面と平行にＸ方向に往復移動可能な遮光体２５と、遮光体２５の上方位置に近接して配置され、前記投影マスクの面に平行に前記Ｘ方向と直交するＹ方向に往復移動可能であって、基板７及び投影マスクの位置決めマークを撮像するＣＣＤカメラ１３−１〜４を覆うためのカバー５７と、を備え、遮光体２５及びカバー５７をそれぞれ所定の露光領域以外の光を遮蔽する位置に位置決めし、前記所定の露光領域を露光する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割露光装置に係り、特に、光源から出射した光を、投影マスクを通して基板に照射することにより投影マスクに描かれた回路パターンを基板に形成する分割露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に形成される導電パターンは、年々高密度化、高精度化が望まれている。一方、プリント基板は、温度、湿度、洗浄、あるいは乾燥処理などにより寸法変化が生じる。そのため、導電パターンと絶縁層とを積層してなる積層基板においては、各層の導電パターン形状に誤差が生じた場合、精度よく上下の導電パターンを電気的に接続することが困難となり、プリント基板の高密度化への要求の障害となっている。
【０００３】
このような障害を少なくするためには、プリント基板の大きさを小さくすれば寸法変化も比例して小さくすることができ、生産性の観点からは、比較的大きな基板を用いて、多面取りすることが望まれる。
【０００４】
このようなことから、基板への露光工程においては、基板の露光領域を複数に分割して各露光領域を小さくし、投影マスクに描かれたパターンを基板の露光領域ごとに転写する分割露光方法が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
この特許文献１に開示された技術は、フォトマスクのパターンが描かれた面から遮光体までの距離を縮めなくても、基板の効率的な利用を可能とするため、フォトマスクと、フォトレジストが表面に塗布または貼り付けられた基板とを接触または近接して配置し、上記フォトマスクを通して光を前記基板に照射することによって、フォトマスクに描かれたパターンを分割して基板に転写する分割露光方法であって、フォトマスクに描かれたパターンを分割して基板に転写するための光を遮蔽するための遮光体を備え、フォトマスクには、複数の露光領域に分割され、それぞれの露光領域に所定の露光パターンが描かれているとともに、相互に隣接する露光領域と露光領域との間には、予め定めた幅の非透光スペースが設けられ、露光領域のそれぞれの露光パターンを基板に順次転写する過程で、フォトマスクの非透光スペース幅を減じるように、フォトマスクと基板とを相対的に移動させることにより、隣接する露光領域間の距離を縮めて、基板に各露光領域の露光パターンを転写することを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の発明では、露光領域のそれぞれの露光パターンを基板に順次転写する過程で、フォトマスクの非透光スペース幅を減じるように、フォトマスクと基板とを相対的に移動させることにより、隣接する露光領域間の距離を縮めて、基板に各露光領域の露光パターンを転写している。そのため、フォトマスクと平行な面上をＸ方向に移動可能な遮光体及びＹ方向に移動可能な遮光体が必要である。しかし、このような構成では、部品点数及び制御軸が多くなり、装置が大きくならざるを得なかった。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品点数及び制御軸数を削減し、装置の小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、第１の手段は、基板を複数の露光領域に分割し、前記基板に投影する露光パターンが描かれた投影マスクを前記基板の分割された露光領域にそれぞれ対応するよう複数の転写領域に分割し、分割された前記基板の露光領域ごとに露光を行う分割露光装置において、前記投影マスクの上方位置に近接して配置され、前記投影マスクの面に平行に第１の方向に往復移動可能な遮光体と、前記遮光体の上方位置に近接して配置され、前記投影マスクの面に平行に前記第１の方向と直交する第２の方向に往復移動可能であって、前記基板及び前記投影マスクの位置決めマークを撮像する撮像装置を覆うためのカバーと、を備え、前記遮光体及び前記カバーがそれぞれ所定の露光領域以外の光を遮蔽する位置に位置決めされて前記所定の露光領域が露光されることを特徴とする。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段において、前記カバーの端部の下端側に遮光の境界となる鍔部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
第３の手段は、第２の手段において、前記鍔部は前記カバーの端部の下端部に一体的に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
第４の手段は、第２の手段において、前記鍔部は前記カバーの下方の前記撮像装置を搭載するベース部に前記カバーとは別体に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品点数及び制御軸数を削減し、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る分割露光装置の平面図である。
【図２】図１に示した分割露光装置の一部を断面し、装置側面から見た図である。
【図３】基板と投影マスクの相対位置の位置合わせの状態を示す説明図である。
【図４】一括露光時の遮光体及びＣＣＤカメラのカバーの配置を示す説明図である。
【図５】横方向２分割露光時及び縦方向２分割露光時の遮光体及びＣＣＤカメラのカバーの配置を示す説明図である。
【図６】４分割露光時の遮光体及びＣＣＤカメラのカバーの配置を示す説明図である。
【図７】対称または非対称にアライメントマークを配置したときの状態を示す説明図である。
【図８】非対称にアライメントマークを配置したときのＣＣＤカメラの動作を示す説明図である。
【図９】非対称にアライメントマークを配置したときのＣＣＤカメラ駆動装置の説明図である。
【図１０】従来のＣＣＤカメラのカバー及び本発明に係るＣＣＤカメラのカバーと、光との関係を示す説明図である。
【図１１】鍔部をカバーに一体的に設けた例を示す図である。
【図１２】鍔部をカバーに対して別体に設けた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、ＣＣＤカメラ用のカバーを一方向の遮光体と兼用することにより、最小の部品点数及び制御軸数で分割露光装置を構成したことを特徴とする。
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係る分割露光装置の平面図、図２は一部を断面した側面図である。
【００１８】
図１及び図２において、分光露光装置は光源装置と露光装置とからなり、光源装置は装置奥側に配置されている。光源装置は、光源部１、集光部２、光反射部３及び光強度一様化部４からなる。光源装置では、光源部１から出射した光１４は、集光部２で集光され、光反射部３側に反射により導かれる。光反射部３では、集光部２から導かれた光１４を光強度一様化部４に向けて反射する。露光装置では、光強度一様化部４から平行化部５に導かれた光１４は、平行化部５で反射され、遮光体２５、マスク枠８、投影マスク９、基板７へと導かれる。すなわち、分割露光装置では、光源装置の光源部１から出射された光１４が、集光部２、光反射部３、光強度一様化部４、平行化部５、遮光体２５、マスク枠８、投影マスク９を通って基板７に導かれる光学系が構成される。
【００１９】
露光装置は、露光テーブル６、マスク枠８、投影マスク９、ベース１１、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４、モータ２０Ｘ−１〜４、２０Ｙ−１，２、３６、ボールネジ２０Ｘ−１〜４、２１Ｙ−１，２、３７、ガイド２２Ｘ−１〜４、２２Ｙ−１，２、３８、遮光体２５、駆動装置４０Ｘ−１〜４、４０Ｙ−１，２、４１、スライダ４２、ガイドバー４５、ＣＣＤカメラのカバー５７及びブラケット５０、支持ブラケット５１等を備える。
【００２０】
露光装置では、ベース１１の光源装置側の上面に一体構造の駆動装置４１が設置され、スライダ４２が駆動装置４１によって図示Ｘ方向に移動する。ベース１１の反光源装置側には、支持ブラケット５１とガイドバー４５が配置され、ガイドバー４５の上面を遮光体２５の一端側（図１及び図２において左端側）を可動に支持するローラ４３が転動する。遮光体２５の他端側（図１及び図２において右端側）はスライダ４２によって支持され、ローラ２５とスライダ４２によって遮光体２５はＸ方向に移動可能となっている。なお、遮光体２５はマスク枠８の上方に近接して配置されている。
【００２１】
マスク枠８はベース１１上面のブラケット５０上に支持され、投影マスク９はマスク枠８の下面側に配置される。露光テーブル６はベース１１内のＸＹＺθステージ１２−１〜４によって支持される。ベース１１のブラケット５１上には、第１及び第２のＹ方向駆動装置４０Ｙ−１，２及び第１ないし第４のＸ方向駆動装置４０Ｘ−１〜４が配置されている。プレート５２上で対称に配置された第１及び第２のＹ方向駆動装置４０Ｙ−１，２は、一対のガイド２２Ｙ−１，２によって案内され、モータ２０Ｙ−１，２によりボールネジ２１Ｙ−１，２を介して駆動される一体構造のものである。第１ないし第４のＸ方向駆動装置４０Ｘ−１〜４も、一対のガイド２２Ｘ−１〜４によって案内され、モータ２０Ｘ−１〜４によりボールネジ２１Ｘ−１〜４を介して駆動される一体構造のものである。
【００２２】
第１及び第２のＹ方向駆動装置４０Ｙ−１，２は、Ｙ方向へ移動可能なスライダ５３上へ共通ベース５４の一端（図１及び図２において左端）側が固定され、他端（図１及び図２において右端）側のローラ５５がガイドバー５６上を転動してＹ方向の位置決めが行われる。また、第１ないし第４のＸ駆動装置４０Ｘ−１〜４が２個ずつ対向して同様に共通ベース５４上の一端側及び他端側に配置され、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４のＸ軸方向位置決めが行われる。なお、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４は、第１ないし第４のＸ方向駆動装置４０Ｘ−１〜４によって駆動されるスライダ５３と一体に移動する共通ベース５４にそれぞれ搭載されている。
【００２３】
また、第１及び第４のＸ方向駆動装置４０Ｘ−１，４と共通ベース５４全体を覆い、前出遮光体２５へ近接する第１のカバー５７ａを配置し、これと対向させて第２及び第３のＸ方向駆動装置４０Ｘ−２，３と共通ベース５４全体を覆い、前出遮光体２５へ近接する第２のカバー５７ｂを配置している。そして、Ｙ方向は、各々２個、すなわち第１及び第４のＣＣＤカメラ１３−１，４、または第２及び第３のＣＣＤカメラ１３−２，３がそれぞれ共通ベース５４を介して同時に位置決めを行い、Ｘ方向は独立して位置決めを行うとともに第１及び第２のカバー５７ａ，ｂがＹ方向の遮光体を兼用する。
【００２４】
このように大略構成された分割露光装置では、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４は画像処理装置（図示せず）と接続されており、Ｚステージ１２−１が上昇して投影マスク９と基板７が近接する位置で第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４がそれぞれ基板７及び投影マスク９のアライメントマークを撮像し、撮像データを画像処理装置に出力する。そして、画像処理装置はアライメントマークのマーク位置を測定し、その後、双方の相対位置が近似する修正値を算出し、修正値に基づいて前出ＸＹθステージ１２−２〜４が基板７位置を修正する。基板７位置が修正されると、投影マスク９と基板７が近接または接触した状態となり、光源部１から出射された光１４を、投影マスク９を通して基板７上へ照射する。
【００２５】
基板７は、表面に予め感光性フイルムがラミネートされるか、またはフォトレジスト感光剤が塗布されており、マスクパターンに応じて光路を遮られない箇所が、感光性フイルムまたはフォトレジストへ照射され、光化学反応によりネガタイプでは照射部が硬化し、ポジタイプでは非照射部が硬化する。これによりマスクパターンと略同一のパターンが感光性フイルムまたはフォトレジスト感光剤へ描かれ、描かれたパターンは現像により非硬化部が溶融除去され、回路が形成される。
【００２６】
図３は基板と投影マスクの相対位置の位置合わせの状態を示す説明図、図４は一括露光時の遮光体及びＣＣＤカメラカバーの配置を示す説明図である。
【００２７】
全面露光時は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４が投影マスク９のアライメントマークＮｏ１〜Ｎｏ４と基板７のアライメントマークａ〜ｄの座標を測定し、測定値に基づき図３（ｂ）に示すように双方の相対位置が近似する位置へＸＹθ位置決めステージ１２−２〜４が露光テーブル６上面へ載置した基板７の位置を修正した後、図４（ｂ）に示すように第１及び第２のカバー５７ａ，５７ｂ（図ではカバーは総括的には符号５７で示す。以下、同様。）及び遮光体２５が退避して全面露光を行う。
【００２８】
図５は横方向２分割露光時及び縦方向２分割露光時の遮光体及びＣＣＤカメラカバーの配置を示す説明図である。横方向２分割露光時は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４がＡ及びＢ領域の投影マスク９と基板７のアライメントマーク座標を測定して全面露光時と同様に基板７の位置を修正した後、カバー５７が退避するとともに遮光体２５が遮光位置へ位置決めし、ＡまたはＢ露光領域を順次形成し、２分割露光を行う。縦方向２分割露光時は、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４がＣ及びＤ領域の投影マスク９と基板７のアライメントマーク座標を測定して基板７の位置を修正した後、カバー５７が遮光位置へ位置決めを行い、遮光体２５は退避してＣまたはＤ露光領域を順次形成し、２分割露光を行う。
【００２９】
図６は、４分割露光時の遮光体及びＣＣＤカメラのカバーの配置を示す説明図である。４分割露光時は、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１ないし第４のＣＣＤカメラ１３−１〜４がＥ〜Ｈ領域の投影マスク９と基板７のアライメントマーク座標を測定して基板７の位置を修正した後、遮光体２５及びカバー５７がそれぞれ遮光位置へ位置決めして４分割されたＥ〜Ｈの各露光領域を順次形成し、４分割露光を行う。
【００３０】
図７は対称または非対称にアライメントマークを配置したとき状態を示す説明図、図８は非対称にアライメントマークを配置したときのＣＣＤカメラの動作を示す説明図、図９は非対称にアライメントマークを配置したときのＣＣＤカメラの独立駆動装置の説明図である。基板７のアライメントマークＮｏ１〜４は図７（ａ）に示すように主に対称に配置されるので同時にＹ方向へ位置決めしてもかまわない。しかし、露光テーブル６上へ基板７設置する際に設置方向を間違えないように（フールプルーフのため）非対称に配置する場合がある。非対称を配置した例が図７（ｂ）である。
【００３１】
図７（ｂ）において２点鎖線で示すように非対称にアライメントマークＮｏ４’を配置する場合には、図８（ａ）に示す如く、３個のアライメントマークＮｏ１〜３の座標の測定座標へ位置決めして測定した後に、図８（ｂ）に示すように残りの１個のアライメントマークＮｏ４’の座標へ位置決めし、順次測定することによって非対称の場合に対応することできる。
【００３２】
この場合、図９に示すように、別途Ｙ軸方向へ第４のＣＣＤカメラ１３−４の位置決めができるようモータ６０、ボールネジ６１、ガイド６２からなる位置決め装置６３を設け、設置方向を間違えないように設定した座標（第４のアライメントマークＮｏ４’）に対応して位置決めすることにより、第１ないし第４の４個のＣＣＤカメラ１３−１〜４が同時にマーク座標の測定を行い、生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間である露光のタクトタイムが延びないようにすることもできる。
【００３３】
また、照射光は必ずしも投影マスク面に対して垂直でないため、遮光部と投影マスク面までの距離に比例した幅で、照度が不均一な領域が生じることが知られている。図１０はＣＣＤカメラのカバーと光との関係を示す説明図で、同図（ａ）は従来から使用されているカバーを、同図（ｂ）は本実施形態に係るカバーの例をそれぞれ示す。
【００３４】
カバー５７は断面チャネル型で水平部５７−１ａと側板５７−１ｂとからなり、下方が開放されている。光１４はカバー５７の上方から下方に照射される。その際、従来のカバー５７では、光１４の照射方向が垂直でないと水平部５７−１ａの端部５７−１ｄ（上端部）で光１４が遮られ、垂直であった場合に照射されるべき位置（側板５７−１ｂから垂直下方に垂下された位置）からｇ１だけずれる。
【００３５】
そこで本実施形態に係るカバー５７は、側板５７−１ｂの最下端から外側に水平方向に延びる所定幅の鍔部５７−２を設けた。このように鍔部５７−２を設けると、図１０（ａ）の場合と同じ角度だけ垂直方向から傾いたとしても、光１４が鍔部５７−２の先端で遮られ、垂直であった場合に照射されるべき位置からのずれ量がｇ２で済む。これは、従来では、光１４のずれ量ｇ１が、カバーの端部５７−１ｄと基板７の表面との距離ｓ１に傾き角の正接を乗算した値に等しく、本実施形態では、ずれ量ｇ２が側板５７−１ｂの下端５７−１ｃから基板７の表面との距離ｓ２に傾き角の正接を乗算した値に等しいことからも明らかである。
【００３６】
このように鍔部５７−２をカバー５７の側板５７−１ｂの下端に設けると、光１４の垂直方向からの傾きに対して露光ずれを最小限に抑えることができる。
【００３７】
また、このような鍔部５７−２を設けた場合、メンテナンスなどでカバー５７を取り外す場合がある。このようにカバー５７を取り外したとき、鍔部５７−２を何かにぶつけてしまうと、図１１（ａ）に示すようにエッジに凹み５７−２ａが生じることがある。このように凹み５７−２ａがあると、カバー５７を取り付けた後、図１１（ｂ）に示すように光１４を照射すると、その凹み５７−２ａの形状がそのまま基板７の露光形状に反映されてしまい、設計通りの露光形状を得ることができない。
【００３８】
そこで、本実施形態では、図１２に示すように、カバー５７と鍔部５７−３を別体にし、鍔部５７−３を共通ベース５４に取り付け、カバー５７を取り外す際、鍔部５７−３はカバー５７と共には取り外すことができないように構成した。
【００３９】
これにより、鍔部５７−２と同じ機能を備えながら、鍔部５７−３のエッジに凹みが生じることがなくなり、基板７に対して設計通りの形状で露光することができる。
【００４０】
なお、図１１は鍔部をカバーに一体的に設けた例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。図１２は鍔部をカバーに対して別体に設けた例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、下記のような効果を奏する。
【００４２】
１）露光光１４の紫外光からＣＣＤカメラ１３−１〜４のプラスチック部及びケーブルの変質を防ぐ目的と投影マスク９上へゴミが舞い落ちることを防ぐ目的で設置するＣＣＤカメラ１３−１〜４用のカバー５７を、Ｘ方向に移動可能な遮光体またはＹ方向に移動可能な遮光体と兼用し、一方の遮光体を廃止することにより、部品点数及び制御軸数を低減させることができる。その結果として、装置の小型化を図ることができる。
【００４３】
２）ＣＣＤカメラ１３−１〜４用のカバー５７の最下端に鍔部５７−２を設けることにより、露光境界部での照度が不均一な領域が、カバー５７の上側の端部５７−１ｄに当たって遮られる光の影によって広くなってしまうことを防止することができる。言い換えれば、遮光体として使用するために、遮光の境界を設定する箇所をカバー５７の側板５７−１ｂの端部（上端部）５７−１ｄでではなく、カバー５７の側板５７−１ｂの下端部の鍔部５７−２のエッジとしたので、露光光の角度ずれに対する許容度を大きくすることができる。
【００４４】
３）鍔部５７−２をカバー５７から分離し、ＣＣＤカメラ１３を搭載する共通ベース５４に設けたので、メンテナンス時にカバー５７の取り外しを行う際、鍔部５７−２が凹んだり、変形したりすることがなく、安定した遮光位置精度と遮光性能を発揮することができる。
【００４５】
なお、特許請求の範囲における基板は本実施形態では符号７に、露光領域は符号Ａ〜Ｈに、投影マスクは符号９に、第１の方向はＸ方向に、遮光体は符号２５に、撮像装置はＣＣＤカメラ１３−１〜４に、カバーは符号５７，５７ａ，５７ｂに、鍔部は符号５７−２，５７−３に、ベース部は共通ベース５４に、それぞれ対応する。
【００４６】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
７基板
９投影マスク
１３−１〜４ＣＣＤカメラ
２５遮光体
５４共通ベース
５７，５７ａ，５７ｂカバー
５７−２，５７−３鍔部
Ａ〜Ｈ露光領域

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を複数の露光領域に分割し、前記基板に投影する露光パターンが描かれた投影マスクを前記基板の分割された露光領域にそれぞれ対応するよう複数の転写領域に分割し、分割された前記基板の露光領域ごとに露光を行う分割露光装置において、
前記投影マスクの上方位置に近接して配置され、前記投影マスクの面に平行に第１の方向に往復移動可能な遮光体と、
前記遮光体の上方位置に近接して配置され、前記投影マスクの面に平行に前記第１の方向と直交する第２の方向に往復移動可能であって、前記基板及び前記投影マスクの位置決めマークを撮像する撮像装置を覆うためのカバーと、
を備え、
前記遮光体及び前記カバーがそれぞれ所定の露光領域以外の光を遮蔽する位置に位置決めされて前記所定の露光領域が露光されること
を特徴とする分割露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の分割露光装置において、
前記カバーの端部の下端側に遮光の境界となる鍔部を備えていること
を特徴とする分割露光装置。
【請求項３】
請求項２記載の分割露光装置において、
前記鍔部は前記カバーの端部の下端部に一体的に設けられていること
を特徴とする分割露光装置。
【請求項４】
請求項２記載の分割露光装置において、
前記鍔部は前記カバーの下方の前記撮像装置を搭載するベース部に前記カバーとは別体に設けられていること
を特徴とする分割露光装置。

【図３】