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JP4401834B2 - 露光装置及び位置合わせ方法 - Google Patents

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Description

この発明は、露光装置及び位置合わせ方法に関する。
プリント配線基板は、近年小型化と細密化が進んでおり、半導体製造の場合と同様に露光装置を用いて基板上に回路等を形成するフォトリソグラフィ法を用いて製造されている。即ちフォトレジストなどの感光材料を塗布した基板表面に所定のパターンを露光装置により感光焼き付けし、その後エッチング工程により基板上にパターンを形成して、プリント配線基板を製造することが行われている。
この露光装置において、パターン原画が描かれた原版として樹脂フィルムやガラス等のフォトマスクが用いられ、露光に際しては、該フォトマスクと基板の位置合わせが高精度の製品を得る上で重要である。
そのため、フォトマスクと基板側に位置合わせのためのマークを形成しておき、該マークに基づいて位置合わせをするのが普通である。通常はフォトマスクと基板側にそれぞれ複数のマークを設け、該マークの重心を求めて該重心を一致させることにより位置合わせを行っている。
しかし、プリント配線基板及びフォトマスクは、温度や湿度及び他の工程上の理由で、伸縮や変形を起こすことがあり、上記した重心によるフォトマスクと基板との位置合わせでは、精度が不十分になってきている。特に近年の高密度パターンのプリント配線基板の製造には、精度の問題が大きくなって来ている。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、被露光対象である基板の複数の位置P点に設けられ、該基板と露光すべきパターンを描いたフォトマスクとを位置合わせするための複数の基板マークと、前記複数の基板マークのそれぞれに対応して前記フォトマスクに設けられた複数のマスクマークと、前記基板とフォトマスクとの位置合わせを行い、その時の各P点における前記各基板マークと対応するマスクマークの位置のずれDpを検出する手段と、前記ずれDpの最大値MDpを検出する手段と、前記位置合わせをN回繰り返し、各回の最大値MDpを検出する手段と、前記N個の最大値MDpの中の最小値MDminを検出する手段と、該最小値MDminが所定値以下か否か判別する手段と、前記判別する手段により所定値以下と判別されたら、該MDminが得られた回目の位置合わせ位置を最も適当な位置合わせ位置と判定する手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の露光装置によれば、基板とフォトマスクの最適な位置合わせが行える効果がある。
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1はプリント配線基板を製造するための露光装置であり、フォトレジストを施された基板Wはプラテン3上に載置され、移動機構2によりXYZ及びθ方向に移動可能になっている。
回路パターンが描かれたフォトマスクMは基板Wに対向して設けられており、フォトマスクMと基板Wとを近接或いは密着させ、露光光源5からの露光により回路パターンを基板Wに焼き付けるようなっている。
なお、図1では基板WとフォトマスクMは上下方向に配設されているが、これに限定されるものではなく、逆であっても良いし、或いは基板WとフォトマスクMを垂直に立てて配設する構造も可能である。
また、プラテン3を移動させるのではなくフォトマスクMを移動させることも可能であり、更に両者を移動させるように構成することも可能である。
基板WとフォトマスクMには夫々対応する位置に基板マーク10とマスクマーク20が設けられている。この実施形態では、P1、P2、P3、P4の位置にマークが設けられている。そしてCCDカメラ4、4により、各点Pnにおける基板マーク10とマスクマーク20のずれDpを検出して最適な基板WとフォトマスクMの位置合わせを実現するようになっている。
CCDカメラ4、4の画像信号は演算制御装置1に送られ、演算制御装置1は移動機構2を制御して、位置合わせのためにプラテン3を移動させるように構成されている。
演算制御装置1には検出装置7と判別/判定装置8が設けられており、検出装置7において、マークのずれなどを検出し、判別/判定装置8において、判別と判定を行うようになっている。検出装置7と判別/判定装置8の動作は後述する。演算制御装置1と検出装置7及び判別/判定装置8はコンピュータ等により構成される。
図2において、(A)に示すように、基板Wが変形により△だけずれている場合を想定する。
このような状況で従来技術のようにマスク重心と基板重心を一致させても、(C)に示すようにP2点において3/4△しか修正されない。
従って、もし規格値が3/4△未満であった場合、このプリント基板Wは位置合わせをして露光したものの、不良基板となってしまう。
本発明においては、図2の(B)に示すように、重心による位置合わせを行わずに、N回の位置合わせを行い、各点P1乃至P4において、マークのずれDpを検出し、最適な位置を決定するように構成されている。
なお、N回の位置合わせは計算によるシミュレーションで行うことが望ましい。
以下その構成を図3を参照しつつ説明する。
<ステップ1>
最初に、一次的な位置合わせを行い、基板マーク10とマスクマーク20とがCCDカメラ4の視野に入るように設定する(S1)。
<ステップ2>
基板WとマスクMの位置合わせを行い、P1、P2、P3、P4における基板マーク10とマスクマーク20のずれDpを検出する(S2)。この中の最大値MDpを記憶する(S3)。
<ステップ3>
ステップ2をN回繰り返し(S4)、N個の最大値MDpを検出し、その中の最小値MDpminを求める(S5)。
これらの検出は検出装置7において行われる。
<ステップ4>
MDpmin<所定値か否か判別/判定装置8において判別し(S6)、所定値以下であれば、該最小値MDpminを検出したn回目の位置合わせの位置が最適位置と判定する(S7)。
所定値以下でなければ、該基板Wは不良品と判定する(S8)。
以上の構成により、基板WとマスクMの最適な位置合わせが行われる。
図4は、マスクマーク20を中心としてそのずれDの許容範囲(D公差)内に基板マーク10が位置する状態を示している。
本発明においては、基板Wが伸びた場合も(A)、縮んだ場合も(C)、D公差内に入り、また標準な場合には(B)ほぼ公差の中央部に位置し、常に最適な位置合わせが行えることがわかる。
本発明の一実施形態を示す概略図。 本発明の一実施形態の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。 本発明の一実施形態の位置合わせ状態を示す説明図。
符号の説明
1:演算制御装置、2:移動機構、3:プラテン、4:CCDカメラ、5:露光光源、6:シャッタ、7:検出装置、8:判別/判定装置、10:基板マーク、20:マスクマーク。

Claims (4)

  1. 被露光対象である基板の複数の位置P点に設けられ、該基板と露光すべきパターンを描いたフォトマスクとを位置合わせするための複数の基板マークと、
    前記複数の基板マークのそれぞれに対応して前記フォトマスクに設けられた複数のマスクマークと、
    前記基板とフォトマスクとの位置合わせを行い、その時の各P点における前記各基板マークと対応するマスクマークの位置のずれDpを検出する手段と、
    前記ずれDpの最大値MDpを検出する手段と、
    前記位置合わせをN回繰り返し、各回の最大値MDpを検出する手段と、
    前記N個の最大値MDpの中の最小値MDminを検出する手段と、
    該最小値MDminが所定値以下か否か判別する手段と、
    前記判別する手段により所定値以下と判別されたら、該MDminが得られた回目の位置合わせ位置を最も適当な位置合わせ位置と判定する手段と、
    を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 前記N回の位置合わせを計算により行う手段を更に備えた、
    請求項1に記載の露光装置。
  3. 被露光対象である基板の複数の位置P点に設けられ、該基板と露光すべきパターンを描いたフォトマスクとを位置合わせするための複数の基板マークと、前記複数の基板マークのそれぞれに対応して前記フォトマスクに設けられた複数のマスクマークと、に基づいて位置合わせを行う位置合わせ方法であって、
    前記基板とフォトマスクとの位置合わせを行い、その時の各P点における前記各基板マークと対応するマスクマークの位置のずれDpを検出するステップと、
    前記ずれDpの最大値MDpを検出するステップと、
    前記位置合わせをN回繰り返し、各回の最大値MDpを検出するステップと、
    前記N個の最大値MDpの中の最小値MDminを検出するステップと、
    該最小値MDminが所定値以下か否か判別するステップと、
    前記判別する手段により所定値以下と判別されたら、該MDminが得られた回目の位置合わせ位置を最も適当な位置合わせ位置と判定するステップと、
    を有する位置合わせ方法。
  4. 前記N回の位置合わせを計算により行う、
    請求項3に記載の位置合わせ方法。
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