露光方法及び露光装置
【課題】大型の無地の基板にパターンを精度良く且つ低コストで露光する。
【解決手段】基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、を実行するものである。
【解決手段】基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、を実行するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無地の基板を一定方向に移動しながらパターンを順次露光する露光方法及び露光装置に関し、詳しくは、大型の無地の基板にパターンを精度良く且つ低コストで露光しようとする露光方法及び露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の露光方法は、露光位置の基準となる基準パターンを予め形成した基準基板上に無地の被露光体を重ね合わせて両者を一緒に搬送しながら、被露光体の上下いずれか一方の側から撮像手段により上記基準パターンを撮像して該基準パターンに予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして基板搬送方向と直交方向に走査する光ビームの照射開始又は照射停止の制御を行って無地の被露光体上にパターンを順次形成するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１６１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の露光方法においては、基準パターンを予め形成した基準基板を準備する必要があり、この基準基板を形成する手間がかかり、露光工程のコストが高くなるおそれがあった。
【０００５】
また、被露光体が大型である場合には、該大型の被露光体に合わせて基準基板も大型化し、結果的に大型の無地の基板に基準パターンを形成するために大型のマスクや大型の露光装置が必要となって基準基板が高価なものとなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、大型の無地の基板にパターンを精度良く且つ低コストで露光しようとする露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による露光方法は、基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、を実行するものである。
【０００８】
このような構成により、基板を一定方向に移動しながら、フォトマスクを介して基板上のパターン形成領域にパターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成し、基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対するアライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように基板及びフォトマスクを相対移動し、上記パターンの後続位置に次のパターンを露光する。
【０００９】
また、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したものである。これにより、フォトマスクの基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に形成した開口窓を通してレーザ光を基板上に照射させてアライメントマークを形成し、上記開口窓の基板移動方向後方位置に形成したアライメント用窓を通してアライメントマークを検出する。
【００１０】
さらに、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、前記露光用レーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射して前記アライメントマークを形成するものである。これにより、基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に形成したフォトマスクの開口窓に設けた集光レンズで露光用レーザ光を基板上に集光し、アライメントマークを形成する。
【００１１】
さらにまた、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、前記アライメントマークの位置ずれ補正段階において、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をするものである。これにより、基板移動方向と交差方向に互い違いに配列した複数の単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出し、各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置を調整しながら露光する。
【００１２】
また、本発明による露光装置は、基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光装置であって、前記基板上にフォトマスクを介して光源光を照射して露光させる露光用光源と、前記基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成するレーザ光源と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正するアライメント手段と、を備えたものである。
【００１３】
このような構成により、基板を一定方向に移動しながら、該基板上に露光用光源からフォトマスクを介して光源光を照射して上記基板上のパターン形成領域にパターンを露光する一方、レーザ光源から基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の上記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成し、アライメント手段により基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する上記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように基板及びフォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正し、上記パターンの後続位置に次のパターンを露光する。
【００１４】
さらに、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したものである。これにより、フォトマスクの基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に形成した開口窓を通してレーザ光を基板上に照射させてアライメントマークを形成し、上記開口窓の基板移動方向後方位置に形成したアライメント用窓を通してアライメントマークを検出する。
【００１５】
さらにまた、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、前記露光用光源とレーザ光源とは、同じ波長のレーザ光を放射する一つのパルスレーザ光源であり、前記パルスレーザ光源から放射されるレーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射し、前記アライメントマークを形成する。これにより、基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に形成したフォトマスクの開口窓に設けた集光レンズで露光用レーザ光を基板上に集光し、アライメントマークを形成する。
【００１６】
そして、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたものである。これにより、基板移動方向と交差方向に互い違いに配列した複数の単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを単位マスクアライメント手段により検出して、各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置を調整する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は請求項５に係る発明によれば、フォトマスクを介して露光する一方、基板移動方向と交差方向のパターン形成領域外に形成されたアライメントマークを基準に露光位置の調整をして次の露光を実行しているので、基板が無地であっても露光パターンを位置精度よく順次接続して行くことができる。また、従来技術のような基準パターンを予め形成した基準基板を準備する必要がないので、大型の無地の基板であってもパターンを精度良く且つ低コストで露光することができる。
【００１８】
また、請求項２又は６に係る発明によれば、一つ前に露光された露光パターンとフォトマスクのマスクパターンとの位置合わせをより高精度に行なうことができ、各露光パターンの接続精度をより向上することができる。
【００１９】
さらに、請求項３又は７に係る発明によれば、集光レンズを設けることによって基板上に照射する光のエネルギー密度を増すことができる。したがって、露光用光源としてレーザ光源を使用すれば、露光用レーザ光の一部を基板上に集光してアライメントマークの形成に使用することができる。これにより、光源を露光用レーザ光源の一つにすることができ、装置を簡素化することができる。
【００２０】
そして、請求項４又は８に係る発明によれば、形状の小さい複数の単位マスクを使用して大型の基板に露光することができる。したがって、フォトマスクの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による露光装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】上記第１の実施形態に使用するフォトマスクを示す平面図である。
【図３】制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の露光方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の露光方法による露光を示す説明図である。
【図６】本発明による露光装置の第２の実施形態を示す図であり、フォトマスクの一構成例を示した平面図である。
【図７】開口窓及びアライメント用窓をマスクステージに設けた例を示す平面図であり、（ａ）は露光用光の照射領域内に上記開口窓を設けた例であり、（ｂ）は露光用光の照射領域外に上記開口窓を設けた例である。
【図８】図７のマスクステージを使用した露光を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の第１の実施形態を示す正面図である。この露光装置は、無地の基板としてのフィルム１を一定方向に移動しながらパターンを順次露光するもので、供給リール２と、巻取りリール３と、レーザ光源４と、フォトマスク５と、アライメント手段６と、制御手段７とを備えて構成されている。
【００２３】
上記供給リール２は、例えば長尺のフィルム１を巻き上げたものであり、供給側回転軸８に回転可能に保持されている。また、供給側回転軸８には、回転を規制する図示省略のブレーキが取り付けられており、フィルム１に一定の張力を付与すべくバックテンションがかかるようになっている。
【００２４】
上記供給側回転軸８と水平方向に所定距離だけ離れて平行に設けられた巻取り側回転軸９には、巻取りリール３が回転可能に保持されている。この巻取りリール３は、供給リール２から供給されるフィルム１を巻き取るものであり、巻取り側回転軸９に回転軸を連結して備えた巻取りモータ１０によって回転するようになっている。
【００２５】
また、上記供給リール２と巻取りリール３との間には、一対のガイドポール１１が設けられており、フィルム１を水平に支持できるようになっている。
【００２６】
上記一対のガイドポール１１間に水平に掛け渡されたフィルム１の上方には、レーザ光源４が設けられている。このレーザ光源４は、波長が約３５５ｎｍの露光用のレーザ光Ｌを放射するパルスレーザ光源である。そして、レーザ光源４のレーザ光Ｌの進行方向下流側には、カップリング光学部材１２が配置されており、レーザ光Ｌの光束径を拡大すると共に強度分布を均一化した後、平行光を後述のフォトマスク５に照射できるようになっている。なお、レーザ光源４に替えて波長が３１３ｎｍの水銀ランプやキセノンフラッシュランプを使用してもよいが、以下の説明においては露光用光源がレーザ光源４である場合について述べる。
【００２７】
上記レーザ光源４の光軸上には、一対のガイドポール１１間に水平に掛け渡されたフィルム１に近接対向してフォトマスク５が設けられている。このフォトマスク５は、図２に示すように、フィルム１上に形成される露光パターンの原版となるもので、略中央部に露光パターンに対応したマスクパターンの開口を形成したマスクパターン領域１３を備え、図１において矢印Ｘで示すフィルム１の移動方向（以下「Ｘ方向」という）と交差方向（以下「Ｙ方向」という）に平行なマスクパターン領域１３の中心線上にて該マスクパターン領域１３外で且つ上記露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内に開口窓１５を形成し、該開口窓１５に集光レンズ１６を設けてレーザ光Ｌをフィルム１上に集光し、フィルム１上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７（図５参照）を形成できるようになっている。また、上記開口窓１５のＸ方向後方には、開口窓１５の中心から距離Ｄだけ離れてアライメント用窓１８を形成している。この場合、開口窓１５とアライメント用窓１８の間隔Ｄは、マスクパターン領域１３のＸ方向の幅Ｗ以下（Ｄ≦Ｗ）に設定される。これにより、露光パターンをＸ方向に連続して繋げて形成することができる。そして、フォトマスク５は、Ｙ方向に移動可能に形成されたマスクステージ１９によって保持されている。
【００２８】
上記フォトマスク５とフィルム１とをＹ方向に相対移動可能にアライメント手段６が設けられている。このアライメント手段６は、露光の位置ずれを補正するためのものであり、撮像手段２０と、マスクステージ駆動手段２１とを備えている。なお、図１において符号２９は、平面反射ミラーである。
【００２９】
上記撮像手段２０は、フィルム１上に形成された上記アライメントマーク１７を撮像するもので、ＣＣＤカメラであり、フォトマスク５のアライメント用窓１８の中心に視野中心を合致させて配設されている。また、上記マスクステージ駆動手段２１は、マスクステージ１９をＹ方向に移動させるものであり、ステッピングモータとギアとを組み合わせて構成したものや、電磁アクチュエータや、リニアモータ等である。
【００３０】
上記巻取りモータ１０、レーザ光源４、撮像手段２０、及びマスクステージ駆動手段２１に電気的に結線して制御手段７が設けられている。この制御手段７は、フィルム１の移動誤差による上記アライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれ量を算出し、これを補正するように上記フォトマスク５を移動させるものであり、図３に示すように画像処理部２２と、演算部２３と、メモリ２４と、モータ駆動制御部２５と、光源駆動部２６と、マスクステージ駆動制御部２７と、制御部２８とを備えている。
【００３１】
上記画像処理部２２は、撮像手段２０で撮像されたアライメントマーク１７の画像を処理し、例えばアライメントマーク１７の中心位置を検出するものである。また、上記演算部２３は、アライメント用窓１８の中心（基準位置）とアライメントマーク１７の中心との間の位置ずれ量を演算するものである。さらに、上記メモリ２４は、上記アライメントマーク１７の中心位置や上記演算結果等を記憶するものである。また、上記モータ駆動制御部２５は、モータの回転速度や駆動及び停止の制御をするものである。さらに、上記光源駆動部２６は、レーザ光源４のパワー、発振周波数、点灯及び消灯の制御をするものである。さらにまた、上記マスクステージ駆動制御部２７は、マスクステージ駆動手段２１の駆動を制御してマスクステージ１９の移動方向及び移動量を制御するものである。そして、上記制御部２８は、装置全体が適切に駆動するように上記各要素の駆動を制御するものである。
【００３２】
次に、このように構成された露光装置の動作及び該露光装置を使用して行う露光方法について、図４を参照して説明する。
先ず、供給リール２から表面に感光材を塗布したフィルム１を引き出して一対のガイドポール１１に水平に掛け渡した後、先端部を巻取りリール３の軸に固定する。
この状態で、ステップＳ１においては、モータ駆動制御部２５により巻取りモータ１０を駆動してフィルム１をＸ方向に一定速度で巻き取る。
【００３３】
次に、ステップＳ２においては、光源駆動部２６を駆動してレーザ光源４を一定時間だけ点灯させ、フォトマスク５に露光用レーザ光Ｌを照射する。この露光用レーザ光Ｌは、フォトマスク５のマスクパターンの開口を通過してフィルム１上に照射し、フィルム１上に上記マスクパターンに対応したパターンを露光する。同時に、上記露光用レーザ光Ｌの一部は、フォトマスク５の開口窓１５を通過した後、集光レンズ１６によりフィルム１上に集光され、フィルム１上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７を形成する。
【００３４】
ステップＳ３においては、フィルム１が距離Ｄだけ移動してフィルム１上に形成された上記アライメントマーク１７がフォトマスク５のアライメント用窓１８の真下に達すると、該アライメント用窓１８を通して撮像手段２０により上記アライメントマーク１７が撮像される。この撮像画像は、画像処理部２２において画像処理され、アライメントマーク１７の中心位置が検出される。そして、演算部２３においては、アライメント用窓１８の中心（基準位置）に対するアライメントマーク１７の中心のＹ方向の位置ずれ量が演算される。
【００３５】
ステップＳ４においては、マスクステージ駆動制御部２７によりマスクステージ駆動手段２１を駆動してマスクステージ１９の移動方向及び移動量を制御し、上記位置ずれ量が略ゼロとなるようにフォトマスク５をＹ方向に移動する。
【００３６】
ステップＳ５においては、フィルム１に対する全ての露光が終了したか否かが判定される。ここで、“ＮＯ”判定の場合には、ステップＳ２に戻って次の露光が実行され、同時にアライメントマーク１７が形成される。そして、ステップＳ５において、“ＹＥＳ”判定となるまでステップＳ２〜Ｓ５が実行される。これにより、フィルム１上には、図５に示すように、パターン３０がＸ方向に連続的に繋がって露光されることになる。
【００３７】
なお、上記第１の実施形態においては、フィルム１を連続的に移動しながら露光する場合について説明したが、フィルム１が距離Ｄだけ移動する毎にフィルム１を一端停止させ、この停止状態で位置ずれ補正及び露光をするというステップ露光を実施してもよい。これにより、パターン３０をフィルム１の移動方向により精度良く繋ぐことができる。
【００３８】
また、上記第１の実施形態においては、開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１８をフォトマスク５の両端部に設けた場合について説明したが、一方の端部側にだけ設けてもよい。また、開口窓１５及び集光レンズ１６は、マスクパターン領域１３のＹ方向の外側部分であれば、Ｙ方向に平行なマスクパターン領域１３の中心線上以外のいかなる位置に設けられてもよい。
【００３９】
さらに、上記第１の実施形態においては、１枚のフォトマスク５により露光する場合について説明したが、Ｘ方向に先後して複数枚のフォトマスク５を配置し、先頭側のフォトマスク５による露光パターン間を後続のフォトマスク５により補完して露光するようにしてもよい。
【００４０】
そして、上記第１の実施形態においては、フォトマスク５をＹ方向に移動して露光の位置ずれ補正をする場合について説明したが、フィルム１側をＹ方向に移動してもよく、両者を移動してもよい。
【００４１】
次に、本発明による露光装置の第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
この第２の実施形態においては、フォトマスク５がＹ方向に複数の単位マスクをＸ方向に見て隣接端部が重なるように互い違いに一定間隔で配列したものであり、上記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたものである。
【００４２】
具体的には、上記フォトマスク５は、図６に示すように最側端部の単位マスク３１ｓの外寄り端部に上記開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１８を設け、中央寄り端部にマスク間アライメントマーク３２（同図中△で示す）を形成し、２番目以降偶数番目に配列された各単位マスク３１ｅの同図において上側端部に上記マスク間アライメントマーク３２に対応してマスク間アライメント用窓３３を形成した窓用部材３４を予め定められた位置に位置決めして接合し、下側端部に上記と同じマスク間アライメントマーク３２を形成し、３番目以降奇数番目に配列された各単位マスク３１ｏの同図において上側端部に上記偶数番目の単位マスク３１ｅに形成されたマスク間アライメントマーク３２に対応してマスク間アライメント用窓３３を形成した窓用部材３４を予め定められた位置に位置決めして接合し、下側端部に上記と同じマスク間アライメントマーク３２を形成し、対応するマスク間アライメントマーク３２とマスク間アライメント用窓３３とが上下に重なるように各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏを配列したものである。この場合、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏに対応して複数のレーザ光源４が設けられることになる。
【００４３】
また、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏは、夫々個別の単位マスクステージ（図示省略）によってＹ方向に移動可能に保持されている。さらに、上記各窓用部材３４の上方には、夫々、マスク間アライメントマーク３２を撮像するカメラが設けられている。そして、上記単位マスクステージとカメラとにより単位マスクアライメント手段を構成している。
【００４４】
このように構成したことにより、上記第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に、最側端部の単位マスク３１ｓに形成した開口窓１５及び集光レンズ１６を通して露光用レーザ光Ｌをフィルム１上に集光し、フィルム１上にアライメントマーク１７を形成し、アライメント用窓１８を通してアライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれ量を検出した後、最側端部の単位マスク３１ｓをＹ方向に移動して上記位置ずれ量を補正する。このとき、上記カメラにより撮像して、マスク間アライメントマーク３２の中心が各マスク間アライメント用窓３３の中心に合致するように２番目以降の各単位マスク３１ｅ，３１ｏをＹ方向に移動し、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏの配列ピッチを一定値に維持する。
【００４５】
このように第２の実施形態によれば、大きさの小さい単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏをＹ方向に複数配列することにより、幅広の無地のフィルム１に対してもパターンを位置精度よく露光することができる。
【００４６】
また、図６に示すように、２つのマスク間アライメントマーク３２及びマスク間アライメント用窓３３をＹ方向に並べて設ければ、２つのマスク間アライメントマーク３２のＸ方向への位置ずれ量の差から単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏのＸ方向に対する傾き角θを計測することができ、単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏの傾き補正も行なうことができる。これにより、露光パターンの位置精度をより向上することができる。この場合、単位マスク３１ｓの単位マスクステージには、傾き補正の機能が備わっていなくてもよい。
【００４７】
さらに、各単位マスク３１の隣接端部の重なり量を予め大きくしておき、マスク間アライメントマーク３２のＹ方向への移動量を計測可能にしておけば、配列の中央に位置する単位マスク３１を中心に各単位マスク３１をＹ方向に夫々一定量だけ移動して露光領域の幅を広げることができる。
【００４８】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、露光用のレーザ光源４から放射されるレーザ光Ｌをフィルム１上に集光してアライメントマーク１７を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アライメントマーク専用のレーザ光源を別に設けてもよい。この場合は、フォトマスク５の開口窓１５に集光レンズ１６を設ける必要は無く、また露光用光源としては、レーザ光源に限られず水銀ランプやキセノンランプ等であってもよい。また、露光用レーザ光源４とアライメントマーク専用のレーザ光源とは、放射するレーザ光の波長が異なってもよい。
【００４９】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、フォトマスク５にアライメント用窓１８を設け、また単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏにマスク間アライメント用窓３３を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アライメント用窓に替えてアライメントマークを設けてもよい。
【００５０】
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１６をフォトマスク５に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、図７に示すようにフォトマスク５を位置決めして保持するマスクステージ１９側に設けてもよい。この場合、開口窓１５は、同図（ａ）に示すように露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内、又は同図（ｂ）に示すように照射領域１４外のいずれに設けられてもよい。開口窓１５を露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内に設けたときには、開口窓１５に集光レンズ１６を設けてアライメントマーク１７の形成を露光用レーザ光源４で兼用することができる（同図（ａ）参照）。また、開口窓１５を露光用レーザ光Ｌの照射領域１４外に設けたときには、アライメントマーク１７形成用の専用のレーザ光源を備えるとよい。この場合、集光レンズ１６は無くてもよい（同図（ｂ）参照）。
【００５１】
図７に示すマスクステージ１９を使用した露光は、図８に示すように、フィルム１上にフォトマスク５のマスクパターンを通してパターン３０を露光する一方、Ｙ方向のパターン形成領域外にマスクステージ１９の開口窓１５を通してレーザ光を照射し、フィルム１の面上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７を形成し、Ｘ方向後方位置で予め定められた基準位置（例えばアライメント用窓１８の中心位置）に対するアライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれを検出し、この位置ずれを補正するようにマスクステージ１９をフォトマスク５と一体的にＹ方向に移動し、一つ前に露光されたパターン３０に接続して次のパターン３０を露光する。これを繰り返し実行することにより、パターン３０を位置精度よく接続して露光することができる。
【００５２】
そして、以上の説明においては、基板がフィルム１である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、基板は板状の部材やプリント基板等であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…フィルム（基板）
４…レーザ光源（露光用光源）
５…フォトマスク
６…アライメント手段
１３…マスクパターン領域
１４…露光用レーザ光の照射領域
１５…開口窓
１６…集光レンズ
１７…アライメントマーク
１８…アライメント用窓
３０…露光パターン
３１，３１ｓ，３１ｅ，３１ｏ…単位マスク
３２…マスク間アライメントマーク
Ｌ…レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無地の基板を一定方向に移動しながらパターンを順次露光する露光方法及び露光装置に関し、詳しくは、大型の無地の基板にパターンを精度良く且つ低コストで露光しようとする露光方法及び露光装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の露光方法は、露光位置の基準となる基準パターンを予め形成した基準基板上に無地の被露光体を重ね合わせて両者を一緒に搬送しながら、被露光体の上下いずれか一方の側から撮像手段により上記基準パターンを撮像して該基準パターンに予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして基板搬送方向と直交方向に走査する光ビームの照射開始又は照射停止の制御を行って無地の被露光体上にパターンを順次形成するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１６１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の露光方法においては、基準パターンを予め形成した基準基板を準備する必要があり、この基準基板を形成する手間がかかり、露光工程のコストが高くなるおそれがあった。
【０００５】
また、被露光体が大型である場合には、該大型の被露光体に合わせて基準基板も大型化し、結果的に大型の無地の基板に基準パターンを形成するために大型のマスクや大型の露光装置が必要となって基準基板が高価なものとなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、大型の無地の基板にパターンを精度良く且つ低コストで露光しようとする露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による露光方法は、基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、を実行するものである。
【０００８】
このような構成により、基板を一定方向に移動しながら、フォトマスクを介して基板上のパターン形成領域にパターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成し、基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対するアライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように基板及びフォトマスクを相対移動し、上記パターンの後続位置に次のパターンを露光する。
【０００９】
また、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したものである。これにより、フォトマスクの基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に形成した開口窓を通してレーザ光を基板上に照射させてアライメントマークを形成し、上記開口窓の基板移動方向後方位置に形成したアライメント用窓を通してアライメントマークを検出する。
【００１０】
さらに、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、前記露光用レーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射して前記アライメントマークを形成するものである。これにより、基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に形成したフォトマスクの開口窓に設けた集光レンズで露光用レーザ光を基板上に集光し、アライメントマークを形成する。
【００１１】
さらにまた、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、前記アライメントマークの位置ずれ補正段階において、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をするものである。これにより、基板移動方向と交差方向に互い違いに配列した複数の単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出し、各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置を調整しながら露光する。
【００１２】
また、本発明による露光装置は、基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光装置であって、前記基板上にフォトマスクを介して光源光を照射して露光させる露光用光源と、前記基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成するレーザ光源と、前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正するアライメント手段と、を備えたものである。
【００１３】
このような構成により、基板を一定方向に移動しながら、該基板上に露光用光源からフォトマスクを介して光源光を照射して上記基板上のパターン形成領域にパターンを露光する一方、レーザ光源から基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の上記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成し、アライメント手段により基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する上記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように基板及びフォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正し、上記パターンの後続位置に次のパターンを露光する。
【００１４】
さらに、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したものである。これにより、フォトマスクの基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に形成した開口窓を通してレーザ光を基板上に照射させてアライメントマークを形成し、上記開口窓の基板移動方向後方位置に形成したアライメント用窓を通してアライメントマークを検出する。
【００１５】
さらにまた、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、前記露光用光源とレーザ光源とは、同じ波長のレーザ光を放射する一つのパルスレーザ光源であり、前記パルスレーザ光源から放射されるレーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射し、前記アライメントマークを形成する。これにより、基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に形成したフォトマスクの開口窓に設けた集光レンズで露光用レーザ光を基板上に集光し、アライメントマークを形成する。
【００１６】
そして、前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたものである。これにより、基板移動方向と交差方向に互い違いに配列した複数の単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを単位マスクアライメント手段により検出して、各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置を調整する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は請求項５に係る発明によれば、フォトマスクを介して露光する一方、基板移動方向と交差方向のパターン形成領域外に形成されたアライメントマークを基準に露光位置の調整をして次の露光を実行しているので、基板が無地であっても露光パターンを位置精度よく順次接続して行くことができる。また、従来技術のような基準パターンを予め形成した基準基板を準備する必要がないので、大型の無地の基板であってもパターンを精度良く且つ低コストで露光することができる。
【００１８】
また、請求項２又は６に係る発明によれば、一つ前に露光された露光パターンとフォトマスクのマスクパターンとの位置合わせをより高精度に行なうことができ、各露光パターンの接続精度をより向上することができる。
【００１９】
さらに、請求項３又は７に係る発明によれば、集光レンズを設けることによって基板上に照射する光のエネルギー密度を増すことができる。したがって、露光用光源としてレーザ光源を使用すれば、露光用レーザ光の一部を基板上に集光してアライメントマークの形成に使用することができる。これにより、光源を露光用レーザ光源の一つにすることができ、装置を簡素化することができる。
【００２０】
そして、請求項４又は８に係る発明によれば、形状の小さい複数の単位マスクを使用して大型の基板に露光することができる。したがって、フォトマスクの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による露光装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】上記第１の実施形態に使用するフォトマスクを示す平面図である。
【図３】制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の露光方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の露光方法による露光を示す説明図である。
【図６】本発明による露光装置の第２の実施形態を示す図であり、フォトマスクの一構成例を示した平面図である。
【図７】開口窓及びアライメント用窓をマスクステージに設けた例を示す平面図であり、（ａ）は露光用光の照射領域内に上記開口窓を設けた例であり、（ｂ）は露光用光の照射領域外に上記開口窓を設けた例である。
【図８】図７のマスクステージを使用した露光を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の第１の実施形態を示す正面図である。この露光装置は、無地の基板としてのフィルム１を一定方向に移動しながらパターンを順次露光するもので、供給リール２と、巻取りリール３と、レーザ光源４と、フォトマスク５と、アライメント手段６と、制御手段７とを備えて構成されている。
【００２３】
上記供給リール２は、例えば長尺のフィルム１を巻き上げたものであり、供給側回転軸８に回転可能に保持されている。また、供給側回転軸８には、回転を規制する図示省略のブレーキが取り付けられており、フィルム１に一定の張力を付与すべくバックテンションがかかるようになっている。
【００２４】
上記供給側回転軸８と水平方向に所定距離だけ離れて平行に設けられた巻取り側回転軸９には、巻取りリール３が回転可能に保持されている。この巻取りリール３は、供給リール２から供給されるフィルム１を巻き取るものであり、巻取り側回転軸９に回転軸を連結して備えた巻取りモータ１０によって回転するようになっている。
【００２５】
また、上記供給リール２と巻取りリール３との間には、一対のガイドポール１１が設けられており、フィルム１を水平に支持できるようになっている。
【００２６】
上記一対のガイドポール１１間に水平に掛け渡されたフィルム１の上方には、レーザ光源４が設けられている。このレーザ光源４は、波長が約３５５ｎｍの露光用のレーザ光Ｌを放射するパルスレーザ光源である。そして、レーザ光源４のレーザ光Ｌの進行方向下流側には、カップリング光学部材１２が配置されており、レーザ光Ｌの光束径を拡大すると共に強度分布を均一化した後、平行光を後述のフォトマスク５に照射できるようになっている。なお、レーザ光源４に替えて波長が３１３ｎｍの水銀ランプやキセノンフラッシュランプを使用してもよいが、以下の説明においては露光用光源がレーザ光源４である場合について述べる。
【００２７】
上記レーザ光源４の光軸上には、一対のガイドポール１１間に水平に掛け渡されたフィルム１に近接対向してフォトマスク５が設けられている。このフォトマスク５は、図２に示すように、フィルム１上に形成される露光パターンの原版となるもので、略中央部に露光パターンに対応したマスクパターンの開口を形成したマスクパターン領域１３を備え、図１において矢印Ｘで示すフィルム１の移動方向（以下「Ｘ方向」という）と交差方向（以下「Ｙ方向」という）に平行なマスクパターン領域１３の中心線上にて該マスクパターン領域１３外で且つ上記露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内に開口窓１５を形成し、該開口窓１５に集光レンズ１６を設けてレーザ光Ｌをフィルム１上に集光し、フィルム１上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７（図５参照）を形成できるようになっている。また、上記開口窓１５のＸ方向後方には、開口窓１５の中心から距離Ｄだけ離れてアライメント用窓１８を形成している。この場合、開口窓１５とアライメント用窓１８の間隔Ｄは、マスクパターン領域１３のＸ方向の幅Ｗ以下（Ｄ≦Ｗ）に設定される。これにより、露光パターンをＸ方向に連続して繋げて形成することができる。そして、フォトマスク５は、Ｙ方向に移動可能に形成されたマスクステージ１９によって保持されている。
【００２８】
上記フォトマスク５とフィルム１とをＹ方向に相対移動可能にアライメント手段６が設けられている。このアライメント手段６は、露光の位置ずれを補正するためのものであり、撮像手段２０と、マスクステージ駆動手段２１とを備えている。なお、図１において符号２９は、平面反射ミラーである。
【００２９】
上記撮像手段２０は、フィルム１上に形成された上記アライメントマーク１７を撮像するもので、ＣＣＤカメラであり、フォトマスク５のアライメント用窓１８の中心に視野中心を合致させて配設されている。また、上記マスクステージ駆動手段２１は、マスクステージ１９をＹ方向に移動させるものであり、ステッピングモータとギアとを組み合わせて構成したものや、電磁アクチュエータや、リニアモータ等である。
【００３０】
上記巻取りモータ１０、レーザ光源４、撮像手段２０、及びマスクステージ駆動手段２１に電気的に結線して制御手段７が設けられている。この制御手段７は、フィルム１の移動誤差による上記アライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれ量を算出し、これを補正するように上記フォトマスク５を移動させるものであり、図３に示すように画像処理部２２と、演算部２３と、メモリ２４と、モータ駆動制御部２５と、光源駆動部２６と、マスクステージ駆動制御部２７と、制御部２８とを備えている。
【００３１】
上記画像処理部２２は、撮像手段２０で撮像されたアライメントマーク１７の画像を処理し、例えばアライメントマーク１７の中心位置を検出するものである。また、上記演算部２３は、アライメント用窓１８の中心（基準位置）とアライメントマーク１７の中心との間の位置ずれ量を演算するものである。さらに、上記メモリ２４は、上記アライメントマーク１７の中心位置や上記演算結果等を記憶するものである。また、上記モータ駆動制御部２５は、モータの回転速度や駆動及び停止の制御をするものである。さらに、上記光源駆動部２６は、レーザ光源４のパワー、発振周波数、点灯及び消灯の制御をするものである。さらにまた、上記マスクステージ駆動制御部２７は、マスクステージ駆動手段２１の駆動を制御してマスクステージ１９の移動方向及び移動量を制御するものである。そして、上記制御部２８は、装置全体が適切に駆動するように上記各要素の駆動を制御するものである。
【００３２】
次に、このように構成された露光装置の動作及び該露光装置を使用して行う露光方法について、図４を参照して説明する。
先ず、供給リール２から表面に感光材を塗布したフィルム１を引き出して一対のガイドポール１１に水平に掛け渡した後、先端部を巻取りリール３の軸に固定する。
この状態で、ステップＳ１においては、モータ駆動制御部２５により巻取りモータ１０を駆動してフィルム１をＸ方向に一定速度で巻き取る。
【００３３】
次に、ステップＳ２においては、光源駆動部２６を駆動してレーザ光源４を一定時間だけ点灯させ、フォトマスク５に露光用レーザ光Ｌを照射する。この露光用レーザ光Ｌは、フォトマスク５のマスクパターンの開口を通過してフィルム１上に照射し、フィルム１上に上記マスクパターンに対応したパターンを露光する。同時に、上記露光用レーザ光Ｌの一部は、フォトマスク５の開口窓１５を通過した後、集光レンズ１６によりフィルム１上に集光され、フィルム１上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７を形成する。
【００３４】
ステップＳ３においては、フィルム１が距離Ｄだけ移動してフィルム１上に形成された上記アライメントマーク１７がフォトマスク５のアライメント用窓１８の真下に達すると、該アライメント用窓１８を通して撮像手段２０により上記アライメントマーク１７が撮像される。この撮像画像は、画像処理部２２において画像処理され、アライメントマーク１７の中心位置が検出される。そして、演算部２３においては、アライメント用窓１８の中心（基準位置）に対するアライメントマーク１７の中心のＹ方向の位置ずれ量が演算される。
【００３５】
ステップＳ４においては、マスクステージ駆動制御部２７によりマスクステージ駆動手段２１を駆動してマスクステージ１９の移動方向及び移動量を制御し、上記位置ずれ量が略ゼロとなるようにフォトマスク５をＹ方向に移動する。
【００３６】
ステップＳ５においては、フィルム１に対する全ての露光が終了したか否かが判定される。ここで、“ＮＯ”判定の場合には、ステップＳ２に戻って次の露光が実行され、同時にアライメントマーク１７が形成される。そして、ステップＳ５において、“ＹＥＳ”判定となるまでステップＳ２〜Ｓ５が実行される。これにより、フィルム１上には、図５に示すように、パターン３０がＸ方向に連続的に繋がって露光されることになる。
【００３７】
なお、上記第１の実施形態においては、フィルム１を連続的に移動しながら露光する場合について説明したが、フィルム１が距離Ｄだけ移動する毎にフィルム１を一端停止させ、この停止状態で位置ずれ補正及び露光をするというステップ露光を実施してもよい。これにより、パターン３０をフィルム１の移動方向により精度良く繋ぐことができる。
【００３８】
また、上記第１の実施形態においては、開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１８をフォトマスク５の両端部に設けた場合について説明したが、一方の端部側にだけ設けてもよい。また、開口窓１５及び集光レンズ１６は、マスクパターン領域１３のＹ方向の外側部分であれば、Ｙ方向に平行なマスクパターン領域１３の中心線上以外のいかなる位置に設けられてもよい。
【００３９】
さらに、上記第１の実施形態においては、１枚のフォトマスク５により露光する場合について説明したが、Ｘ方向に先後して複数枚のフォトマスク５を配置し、先頭側のフォトマスク５による露光パターン間を後続のフォトマスク５により補完して露光するようにしてもよい。
【００４０】
そして、上記第１の実施形態においては、フォトマスク５をＹ方向に移動して露光の位置ずれ補正をする場合について説明したが、フィルム１側をＹ方向に移動してもよく、両者を移動してもよい。
【００４１】
次に、本発明による露光装置の第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
この第２の実施形態においては、フォトマスク５がＹ方向に複数の単位マスクをＸ方向に見て隣接端部が重なるように互い違いに一定間隔で配列したものであり、上記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたものである。
【００４２】
具体的には、上記フォトマスク５は、図６に示すように最側端部の単位マスク３１ｓの外寄り端部に上記開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１８を設け、中央寄り端部にマスク間アライメントマーク３２（同図中△で示す）を形成し、２番目以降偶数番目に配列された各単位マスク３１ｅの同図において上側端部に上記マスク間アライメントマーク３２に対応してマスク間アライメント用窓３３を形成した窓用部材３４を予め定められた位置に位置決めして接合し、下側端部に上記と同じマスク間アライメントマーク３２を形成し、３番目以降奇数番目に配列された各単位マスク３１ｏの同図において上側端部に上記偶数番目の単位マスク３１ｅに形成されたマスク間アライメントマーク３２に対応してマスク間アライメント用窓３３を形成した窓用部材３４を予め定められた位置に位置決めして接合し、下側端部に上記と同じマスク間アライメントマーク３２を形成し、対応するマスク間アライメントマーク３２とマスク間アライメント用窓３３とが上下に重なるように各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏを配列したものである。この場合、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏに対応して複数のレーザ光源４が設けられることになる。
【００４３】
また、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏは、夫々個別の単位マスクステージ（図示省略）によってＹ方向に移動可能に保持されている。さらに、上記各窓用部材３４の上方には、夫々、マスク間アライメントマーク３２を撮像するカメラが設けられている。そして、上記単位マスクステージとカメラとにより単位マスクアライメント手段を構成している。
【００４４】
このように構成したことにより、上記第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に、最側端部の単位マスク３１ｓに形成した開口窓１５及び集光レンズ１６を通して露光用レーザ光Ｌをフィルム１上に集光し、フィルム１上にアライメントマーク１７を形成し、アライメント用窓１８を通してアライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれ量を検出した後、最側端部の単位マスク３１ｓをＹ方向に移動して上記位置ずれ量を補正する。このとき、上記カメラにより撮像して、マスク間アライメントマーク３２の中心が各マスク間アライメント用窓３３の中心に合致するように２番目以降の各単位マスク３１ｅ，３１ｏをＹ方向に移動し、各単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏの配列ピッチを一定値に維持する。
【００４５】
このように第２の実施形態によれば、大きさの小さい単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏをＹ方向に複数配列することにより、幅広の無地のフィルム１に対してもパターンを位置精度よく露光することができる。
【００４６】
また、図６に示すように、２つのマスク間アライメントマーク３２及びマスク間アライメント用窓３３をＹ方向に並べて設ければ、２つのマスク間アライメントマーク３２のＸ方向への位置ずれ量の差から単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏのＸ方向に対する傾き角θを計測することができ、単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏの傾き補正も行なうことができる。これにより、露光パターンの位置精度をより向上することができる。この場合、単位マスク３１ｓの単位マスクステージには、傾き補正の機能が備わっていなくてもよい。
【００４７】
さらに、各単位マスク３１の隣接端部の重なり量を予め大きくしておき、マスク間アライメントマーク３２のＹ方向への移動量を計測可能にしておけば、配列の中央に位置する単位マスク３１を中心に各単位マスク３１をＹ方向に夫々一定量だけ移動して露光領域の幅を広げることができる。
【００４８】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、露光用のレーザ光源４から放射されるレーザ光Ｌをフィルム１上に集光してアライメントマーク１７を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アライメントマーク専用のレーザ光源を別に設けてもよい。この場合は、フォトマスク５の開口窓１５に集光レンズ１６を設ける必要は無く、また露光用光源としては、レーザ光源に限られず水銀ランプやキセノンランプ等であってもよい。また、露光用レーザ光源４とアライメントマーク専用のレーザ光源とは、放射するレーザ光の波長が異なってもよい。
【００４９】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、フォトマスク５にアライメント用窓１８を設け、また単位マスク３１ｓ，３１ｅ，３１ｏにマスク間アライメント用窓３３を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アライメント用窓に替えてアライメントマークを設けてもよい。
【００５０】
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、開口窓１５、集光レンズ１６及びアライメント用窓１６をフォトマスク５に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、図７に示すようにフォトマスク５を位置決めして保持するマスクステージ１９側に設けてもよい。この場合、開口窓１５は、同図（ａ）に示すように露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内、又は同図（ｂ）に示すように照射領域１４外のいずれに設けられてもよい。開口窓１５を露光用レーザ光Ｌの照射領域１４内に設けたときには、開口窓１５に集光レンズ１６を設けてアライメントマーク１７の形成を露光用レーザ光源４で兼用することができる（同図（ａ）参照）。また、開口窓１５を露光用レーザ光Ｌの照射領域１４外に設けたときには、アライメントマーク１７形成用の専用のレーザ光源を備えるとよい。この場合、集光レンズ１６は無くてもよい（同図（ｂ）参照）。
【００５１】
図７に示すマスクステージ１９を使用した露光は、図８に示すように、フィルム１上にフォトマスク５のマスクパターンを通してパターン３０を露光する一方、Ｙ方向のパターン形成領域外にマスクステージ１９の開口窓１５を通してレーザ光を照射し、フィルム１の面上に一定形状の傷を付けてアライメントマーク１７を形成し、Ｘ方向後方位置で予め定められた基準位置（例えばアライメント用窓１８の中心位置）に対するアライメントマーク１７のＹ方向への位置ずれを検出し、この位置ずれを補正するようにマスクステージ１９をフォトマスク５と一体的にＹ方向に移動し、一つ前に露光されたパターン３０に接続して次のパターン３０を露光する。これを繰り返し実行することにより、パターン３０を位置精度よく接続して露光することができる。
【００５２】
そして、以上の説明においては、基板がフィルム１である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、基板は板状の部材やプリント基板等であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…フィルム（基板）
４…レーザ光源（露光用光源）
５…フォトマスク
６…アライメント手段
１３…マスクパターン領域
１４…露光用レーザ光の照射領域
１５…開口窓
１６…集光レンズ
１７…アライメントマーク
１８…アライメント用窓
３０…露光パターン
３１，３１ｓ，３１ｅ，３１ｏ…単位マスク
３２…マスク間アライメントマーク
Ｌ…レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、
前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、
前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、
前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、
前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、
を実行することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、
前記露光用レーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射して前記アライメントマークを形成することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項４】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、
前記アライメントマークの位置ずれ補正段階において、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光装置であって、
前記基板上にフォトマスクを介して光源光を照射して露光させる露光用光源と、
前記基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成するレーザ光源と、
前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正するアライメント手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、
前記露光用光源とレーザ光源とは、同じ波長のレーザ光を放射する一つのパルスレーザ光源であり、
前記パルスレーザ光源から放射されるレーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射し、前記アライメントマークを形成することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項８】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、
前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項１】
基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光方法であって、
前記基板上に前記パターンを露光する一方、基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外にレーザ光を照射し、前記基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成する段階と、
前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出する段階と、
前記位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動する段階と、
前記パターンの後続位置に次のパターンを露光する段階と、
を実行することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、
前記露光用レーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射して前記アライメントマークを形成することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項４】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、
前記アライメントマークの位置ずれ補正段階において、前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
基板を一定方向に移動しながら、前記基板上のパターン形成領域にフォトマスクを介して予め定められたパターンを順次露光する露光装置であって、
前記基板上にフォトマスクを介して光源光を照射して露光させる露光用光源と、
前記基板にレーザ光を照射して基板移動方向と交差方向の前記パターン形成領域外の基板面に一定形状の傷を付けてアライメントマークを形成するレーザ光源と、
前記基板移動方向後方位置で予め定められた基準位置に対する前記アライメントマークの基板移動方向と交差方向への位置ずれを検出し、該位置ずれを補正するように前記基板及び前記フォトマスクを相対移動して露光の位置ずれを補正するアライメント手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外に、前記レーザ光を通過させて前記基板上に前記アライメントマークを形成させる開口窓を形成し、該開口窓の前記基板移動方向後方位置に前記アライメントマークを検出するためのアライメント用窓を形成したことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向のマスクパターン領域外にて露光用レーザ光の照射領域内に開口窓を形成し、該開口窓に集光レンズを備え、
前記露光用光源とレーザ光源とは、同じ波長のレーザ光を放射する一つのパルスレーザ光源であり、
前記パルスレーザ光源から放射されるレーザ光により露光すると同時に該レーザ光を前記フォトマスクの集光レンズを通して前記基板に照射し、前記アライメントマークを形成することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項８】
前記フォトマスクは、前記基板移動方向と交差方向に複数の単位マスクを互い違いに配列したものであり、
前記各単位マスクの隣接端部に形成したマスク間アライメントマークを検出して各単位マスクの配列ピッチが一定値となるように各単位マスクの位置調整をする単位マスクアライメント手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の露光方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２１２４１（Ｐ２０１１−２２１２４１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９６０８（Ｐ２０１０−８９６０８）
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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