JP5452889B2 - 描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路基板、液晶素子用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス素子基板などの平面基板にパターンを形成するステップにおいて、基準位置のアライメントマークを描画する露光描画装置に関する。

平面基板にパターンを形成する露光描画装置では、従来は転写マスクと被露光体である基板とを接触する接触方式又は接触させない非接触方式の何れも転写マスクを使用する露光装置が主流であった。昨近マスクの管理と保守の面から、転写マスクを使わず直接描画光を基板に照射してパターンを描画する露光描画装置が市場に台頭し、この露光方式において特に描画精度に対する要求が高まっている。

この露光描画装置は、転写すべきパターンを描画データとして露光描画装置に送信し、露光描画装置ではこのデータによって描画光を空間光変調素子であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子による描画光の制御を行い、平面基板にパターンを描画する装置である。露光描画装置はマスクを使わないという最大のメリットが享受できる。

露光描画装置はパターンを描画するときに基準として、φ１ｍｍ程度の孔、φ２ｍｍ弱の円形のパターン、十字等の指標を、描画する基板の稜線付近の領域にアライメントマークとして設けている。しかし基板表面にレジストを塗布する工程で、これらのアライメントマークにレジストがかぶさってしまい、実際の描画の位置決定時にこれらの指標が検出できない場合がある。このような場合のため、例えば特許文献１及び特許文献２の発明は、指標を検出する方法が提案されている。

特表２００４−５２３１０１号公報 特表２００４−５３８６５４号公報

しかし、基板の両面にパターンを描画する基板の製作工程で、表面側（以下は第１面）はアライメントマークに基づいて位置決めしながらパターンを描画できるが、裏面側（以下は第２面）にアライメントマークが形成されてなく、第２面にパターンを描画するときに位置決めできない基板が発生する場合がある。この場合は第１面にパターンを描画するときに、第２面のパターン描画位置を決定するアライメントマークを第１面のパターン位置と同じ基準で第２面にもアライメントマークを形成しないと、第１面のパターンと第２面のパターンとの整合が取れなくなってしまう。つまり、基板の両面間の電気的導通、機器への装着等に問題が発生する。

本発明は、第１面の第１アライメントマークを基準として、第２面にパターンを描画するための位置決定用のアライメントマークを描画する描画装置を提供することを課題としている。

第１の観点の描画装置は、第１アライメントマークが形成された第１面及びその反対面の第２面を有する基板を載置し、基板を所定方向に移動させるテーブルと、主光源を有し、主光源からの照射光を用いて、テーブル上の基板の第１面にパターンを描画する描画部と、第１面に形成された第１アライメントマークを検出する検出部と、テーブルから離間して配置され、第２光源を有する照射部を有し、検出部による第１アライメントマークの検出結果に基づいて、第２光源を用いて、第２面に第２アライメントマークを形成するマーク形成部と、を備える。マーク形成部は、基板の面に対し垂直方向に照射部を移動する垂直スライド部を有し、垂直スライド部とテーブルのどちらか一方又は両方を移動して、基板と照射部との間の位置調整を行って第２アライメントマーク形成位置の調整を行い、マーク形成部が第２アライメントマークを形成する。
この構成により、描画装置は基板の第１面にパターンを描画している際に、さらに第１面の第１アライメントマーク基板に基づいて、第２面に第２アライメントマークを形成する事ができる。このため、描画装置で第２面を描画する場合に、第１面のパターンに対して第２面のパターンを正確に位置決めできる。

第２の観点の描画装置は、マーク形成部は、第２光源を前記第２面の下側に挿入する方向に水平に移動する水平スライド部を更に有し、水平スライド部と垂直スライド部とテーブルのうち一つ以上を移動して、基板と照射部との間の位置調整を行って第２アライメントマーク形成位置の調整を行い、マーク形成部が第２アライメントマークを形成する。
第３の観点の描画装置は、基板は矩形であり、描画部の移動方向の二辺に沿って１以上のマーク形成部を配置し、残りの二辺に沿って１以上のマーク形成部を配置し、テーブルが所定方向の両端部に移動された際に二辺に前記第２アライメントマークを形成し、描画部によってパターンが描画される際に残りの二辺に第２アライメントマークを形成する。これによって基板の第２面の位置決めが正確に行える。

第４の観点の描画装置のマーク形成部は、垂直スライド部が前記テーブルの下部より下方に移動可能である。
描画装置の第２光源は主光源から分岐した光とすることができる。また、第２光源は発光ダイオードであってもよい。

本発明に係る露光描画装置は、両面にパターンを描画すべき基板で未だ第２面に第２アライメントマークが形成されて無い基板に対して、第１面を描画する際に、第１面の描画位置を基準にして第２面の第２アライメントマークを描画する事ができる。従って、描画した第２面の第２アライメントマークは、第２面を露光描画装置に載置した場合に指標とすることができ、第１面と第２面とが正確に位置決めできるので、両面のパターンを正確に整合して形成することが可能になる。つまり、本発明に係る露光描画装置は第１面の露光描画位置を基準として第２面に第２アライメントマークを形成することができるため、第２面の露光描画のパターンを正確に形成できる。

《第一実施形態》
以下に、本発明の露光描画装置１００について説明する。図１は露光描画装置１００の全体斜視図である。ただし、露光描画装置の光学系を説明するために一部をカットして内部構造を示してある。

＜露光描画装置１００の構成＞
露光描画装置１００は、筐体底部１１をベースに２箇所の光学系２０を支える２箇所の筐体側部１２が、筐体底部１１の側部にそれぞれ接続されている。筐体側部１２と筐体側部１２との間には露光描画部３０が配置されている。露光描画部３０の前面にはスライド１３が２箇所設置されており、スライド１３にはアライメントカメラＡＣがそれぞれ設置されている。筐体底部１１の上には移動テーブル１５が設置され、移動テーブル１５は筐体底部１１のＸ軸方向に移動可能である。そして、移動テーブル１５に基板ＳＷが載置される。移動テーブル１５の上には第２アライメントマークを形成するマーク形成部４０（４０ｓ、４０ｆ）が複数箇所に設置されている。なお、移動テーブル１５は、例えばリニアモータ移動手段にて基板ＳＷを精密に筐体のＸ軸方向に移動可能となっている。なお移動テーブル１５は、リニアモータ移動手段だけでなく、ボールねじとスライドウエイとねじ駆動用モータ等とで構成する移動手段を用いてもよい。いずれの移動手段においても移動用と現在位置を正確に反映する制御ができる機構であれば構わない。露光描画装置１００の制御は露光描画制御部９０が行い、移動テーブル１５、光学系２０、露光描画部３０、マーク形成部４０及びアライメントカメラＡＣなどを制御している。

光源部２０は同じ内部構成を持つ２個の光源部２０ａと光源部２０ｂとで構成されている。光源部２０ａと光源部２０ｂとは同じ構成のため光源部２０ａを代表して説明する。

光源部２０ａは、ＵＶランプ２１と、第１全反射ミラー２２と、コンデンサーレンズ２３と、第２全反射ミラー２４と、フライアイレンズ２５と、アパーチャ（不図示）とから構成されている。光源部２０ａはＵＶランプ２１を備えており、ＵＶランプ２１からは３６５ｎｍから４４０ｎｍまでの各種の波長が混在した紫外光ＵＶが射出されている。

ＵＶランプ２１から射出された紫外光ＵＶは、楕円ミラー２６により天方向（＋Ｚ軸方向）に照射され、第１全反射ミラー２２により水平方向に向きを変え、コンデンサーレンズ２３にて集光され、第２全反射ミラー２４にて地面方向（−Ｚ軸方向）に向きを変える。向きを変えた紫外光ＵＶはフライアイレンズ２５及びアパーチャを経て露光描画部３０に入射する。

露光描画部３０に入射した紫外光ＵＶは４分岐されたビームとなる。ビームは更に８個の第１投影レンズ３２と、８個の反射ミラー３３とを経由して、８個のＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子３４に入射することで制御されたビームとなる。この制御されたビームは第２投影レンズ群３５を通過することで、投影する露光描画の倍率を調整して、基板ＳＷに照射される。つまり、露光描画装置１００は、所望の露光像をあらかじめ収納してある描画データに従い、光源部２０ａ及び光源部２０ｂの紫外光ＵＶを制御することができる。

アライメントカメラＡＣは、基板ＳＷの移動方向（Ｘ軸方向）と直行する方向（Ｙ軸方向）に移動可能であり、スライド１３に沿って移動する。スライド１３はリニアモータ駆動又はステッピングモータ駆動にてアライメントカメラＡＣを動かしている。アライメントカメラＡＣは、第１面の基板ＳＷの第１アライメントマークを検出して、基板ＳＷの位置確認をしている。本実施形態では２箇所にアライメントカメラＡＣを設置しているが、基板ＳＷの露光像の描画パターンが精細な場合には３箇所以上設けてもよい。

図２は、移動テーブル１５の上面図である。移動テーブル１５には基板ＳＷを吸着固定するための吸着部（不図示）が設置されており、吸着部は例えば真空吸着する真空孔であり、静電吸着する静電チャックである。また、図２で示されるように移動テーブル１５は移動テーブル１５の周辺部に複数の切り欠け部１４が形成されている。露光描画装置１００は切り欠け部１４にマーク形成部４０を挿入することで基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを描画している。さらに、移動テーブル１５は移動テーブル１５の少なくとも２辺に１箇所以上のピン１８を設置している。露光描画装置１００に搬送される基板ＳＷはピン１８に接触するように載置することで、基準位置（所定位置）に載置することができる。本実施形態の移動テーブル１５の２辺は基板前部ＳＷｆと片方の基板側部ＳＷｓとに接する部分でピン１８を形成している。

＜マーク形成部４０の構成＞
図３は露光描画装置１００の上面図であり、筐体底部１１に配置したマーク形成部４０の位置を示している。マーク形成部４０は個々に制御され、基板ＳＷの第２面の第２アライメントマークの描画のタイミングは基板前部ＳＷｆ、基板側部ＳＷｓ及び基板後部ＳＷｂで異なる。

例えばマーク形成部４０は基板前部ＳＷｆに第２アライメントマークを形成するために４箇所のマーク形成部４０ｆを配置する。また、マーク形成部４０は基板側部ＳＷｓに第２アライメントマークを形成するために２箇所のマーク形成部４０ｓを配置し、基板後部ＳＷｂに第２アライメントマークを形成するために４箇所のマーク形成部４０ｂを配置している。

図３で示されるようにマーク形成部４０ｆは、一つまたは複数のマーク形成部４０ｆを支えるために、筐体底部１１から天井方向（＋Ｚ軸方向）に向けて支柱１６を２箇所に設置し、２箇所の支柱１６を橋渡しするようにブラケット１７が設置されている。

ブラケット１７には１つまたは複数のマーク形成部４０ｆが取り付けることができ、その位置は移動することができ、基板によりマーク形成支持部４０ｆの位置を変更することができる。マーク形成部４０ｆの取り付け位置は基板ごとに駆動装置で移動させても良いが、位置調整の頻度が少なければ手動で移動する機構でもよい。マーク形成部４０ｓ及びマーク形成部４０ｂも同様に支柱１６及びブラケット１７に取り付けられている。

図４は図３のマーク形成部４０ｆを基板後部ＳＷｂ方向から見た斜視図を示し、図５（ａ）は図４の側面図であり、図５（ｂ）は（ａ）の正面図である。なお、図５（ａ）はマーク形成部４０ｆと基板ＳＷ及び移動テーブル１５との位置関係が分かるように、基板ＳＷ及び移動テーブル１５を図示している。以下は図４及び図５を用いてマーク形成部４０ｆについて説明する。なお、マーク形成部４０ｆ、マーク形成部４０ｓ及びマーク形成部４０ｂは同じ構造である。

マーク形成部４０ｆは支持部４１と、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）にスライドできる水平スライド４２と、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動できる垂直スライド４３と、垂直ガイド４４と、ＬＥＤ（発光ダイオード）４５と、ＬＥＤ４５からの光を集光するレンズ４７と、ＬＥＤ４５を内蔵するブロック４６とで構成されている。なお、後述するようにマーク形成部４０ｓの水平スライド４２は、Ｙ軸方向に長いストロークを有している点でマーク形成部４０ｆ又はマーク形成部４０ｂの水平スライド４２と異なる。移動テーブル１５の移動の際にマーク形成部４０ｓのブロック４６が移動テーブル１５と干渉してしまうことを防ぐため、マーク形成部４０ｓの水平スライド４２は、Ｙ軸方向に長いストロークを有している。

水平スライド４２はマーク形成部支持部４１をガイドとしてＬＥＤ４５の入ったブロック４６を水平方向に移動することができる水平移動機構であり、図５（ａ）で示されるようにブロック４６を基板ＳＷの第２面側に挿入させることができる。

また、垂直スライド４３は垂直ガイド４４に沿ってＬＥＤ４５の入ったブロック４６を垂直移動することができる垂直移動機構であり、ＬＥＤ４５の照射光の焦点を基板ＳＷの第２面に合わせることができる。

図５（ｂ）で示されるようにブロック４６と垂直スライド４３とはクランパ４８で接続されている。大きさの異なるブロック４６や第２アライメントマークを形成するＬＥＤ４５の配置が異なるブロック４６がクランパ４８で容易に接続可能となっている。ブロック４６の先端にはＬＥＤ４５の照射光が天井方向（＋Ｚ軸方向）に向くように取り付けられている。ブロック４６の形状はＬＥＤ４５を取り囲むようにすることで、ＬＥＤ４５を他の部品との接触及び衝撃から保護している。

ＬＥＤ４５の照射光は紫外光ＵＶであり、容易にオンオフの制御を行うことができる。また、ＬＥＤ４５の照射光はレンズ４７で集光させることで、基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを形成することができる。この場合の第２アライメントマークは円形状又は十字状であり、レンズ４７で集光させることでφ０．５ｍｍからφ１ｍｍ程度の第２アライメントマークを形成することができる。

図６は図３に示す基板前部ＳＷｆ側のマーク形成部４０ｆを拡大して示した図であり、２箇所のマーク形成部４０ｆを示している。また、図６は基板ＳＷがマーク形成部４０ｆ側に水平移動（Ｘ軸方向）し、基板ＳＷの第２面へ第２アライメントマークを形成する位置を示した図である。

図６で示されるように露光描画装置１００は矢印方向から搬送されてくる基板ＳＷを複数のピン１８に接触させることにより所定位置で吸着固定する。そして移動テーブル１５が移動することによりアライメントカメラＡＣはすでに基板ＳＷの第１面に形成された第１アライメントマークを検出する。

アライメントカメラＡＣが第１アライメントマークを検出した後、露光描画装置１００は第１面の露光描画工程の前、処理中及び処理後に基板の第２面の第２アライメントマークの形成を行う。
つまり、基板後部ＳＷｂの４箇所のマーク形成部４０ｂは移動テーブル１５が図３で示されている破線の移動テーブル１５’の移動端（最終端）に来たときに、第２アライメントマークを形成する。

基板側部ＳＷｓの２箇所のマーク形成部４０ｓは、露光描画の最中に、移動テーブル１５が所定位置に移動した際に第２アライメントマークを形成する。２箇所のマーク形成部４０ｓのブロック４６がＹ軸方向に移動して、移動テーブル１５の側面の切り欠け部１４に入り込んで第２アライメントマークを形成する。
そして、基板前部ＳＷｆの４箇所のマーク形成部４０ｆは移動テーブル１５が図３で示されている実線の移動テーブル１５の移動端（最前端又は手前）に来たときに第２アライメントマークを形成する。

なお、描画などがまったく施されていない基板などの中には、基板ＳＷの第１面に第１アライメントマークが形成されていない基板も存在する。そのような基板ＳＷに対しては、アライメントカメラＡＣが第１アライメントマークを検出することができない。しかしながら、複数のピン１８に基板ＳＷを接触することにより、基板ＳＷは所定位置に概略位置決めされる。そしてこの状態で基板ＳＷの第１面にパターンを描画し、マーク形成部４０ｓが、基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを形成する。従って第１面および第２面にアライメントマークが無い基板であっても、第1面にパターンを形成すると同じ第１面と第２面の位置関係で第２面にアライメントマークを形成することが出来る。

図７は基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを形成する露光描画装置１００のフローチャートを示している。以下はフローチャートに沿って説明する。

露光描画装置１００が起動すると、露光描画制御部９０が起動し、移動テーブル１５、光学系２０、露光描画部３０、マーク形成部４０及びアライメントカメラＡＣの初期位置確認及び動作確認が行われる。

ステップＳ１１において、手前に移動している移動テーブル１５は搬送された基板ＳＷを吸着固定する。つまり、基板ＳＷは操作者もしくは外部の自動搬送手段で搬送され、移動テーブル１５の複数のピン１８に接触させることで、所定位置に載置することができる。所定位置に載置された基板ＳＷは移動テーブル１５に吸着固定される。

ステップＳ１２において、すでに基板ＳＷの第１面に形成されている第１アライメントマークを検出するため、露光描画制御部９０は移動テーブル１５をＸ軸方向すなわち手前から奥側に移動させる。

ステップＳ１３において、移動テーブル１５をＸ軸方向への移動途中に、アライメントカメラＡＣは基板側部ＳＷｓに並んだ複数の第１アライメントマークを検出する。予め設定された第１アライメントマークの位置はわかっているため、スライド１３でアライメントカメラＡＣはＹ軸方向の所定の位置に移動している。またアライメントカメラＡＣが第１アライメントマークを検出する位置で移動テーブル１５が一時停止する。３以上の第１アライメントマークを検出することで、基板ＳＷの正確な位置及び回転方向が把握される。

ステップＳ１４において、露光描画制御部９０は移動テーブル１５を奥側の移動端（最終端）で静止させる（図３に示された破線の移動テーブル１５’を参照）。奥側の移動端にはマーク形成部４０ｂが配置されているため、移動端に静止した状態ではマーク形成部４０ｂのブロック４６が移動テーブル１５の切り欠け部１４に合致して挿入された状態になる。なお、アライメントカメラＡＣによる第１アライメントマークの検出結果に基づいて、水平スライド４２がＬＥＤ４５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。つまり、第２アライメントマークを形成する正確な位置を調整するため、水平スライド４２は数十ミクロン単位で数ミリ移動する。

ステップＳ１５において、露光描画制御部９０は４箇所のマーク形成部４０ｂの垂直スライド４３を作動させ、ブロック４６を上昇させることで基板ＳＷの第２面との焦点距離を調節する。

ステップＳ１６において、露光描画制御部９０はＬＥＤ４５と基板ＳＷの第２面との焦点距離が合った状態でマーク形成部４０ｂのＬＥＤ４５のスイッチをオンし、紫外光ＵＶを照射することで第２アライメントマークを形成する。露光描画制御部９０はＬＥＤ４５を所定時間オンさせた後にオフして基板ＳＷの第２面に適切な大きさの第２アライメントマークを形成する。

ステップＳ１７において、露光描画制御部９０はブロック４６を下降させて、ブロック４６の待機位置へ戻す。これにより、マーク形成部４０ｂは基板ＳＷの第１面の第１アライメントマークに対応した第２アライメントマークを基板ＳＷの第２面に形成することができる。

ステップＳ１８において、露光描画部３０のＤＭＤ素子３４による露光描画のため、露光描画制御部９０は移動テーブル１５を奥側から手前に移動させる。この露光描画中にマーク形成部４０ｓは基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを形成する。

ステップＳ１９において、露光描画部３０のＤＭＤ素子３４は基板ＳＷの奥側から手前にパターンを描画していく。この露光描画は、移動テーブル１５が移動している最中に描画する走査露光である。

ステップＳ２０において、移動テーブル１５が奥側から手前に移動している最中に、第２アライメントマークが形成されるべきＸ軸方向の位置にきたら、移動テーブル１５の移動は一時停止する。マーク形成部４０ｓの水平スライド４２はマーク形成部４０ｓのブロック４６を図３のＹ軸方向に移動させて移動テーブル１５の切り欠け部１４に挿入する。マーク形成部４０ｓの水平スライド４２はＹ軸方向に長いストロークを有しているため、移動テーブル１５の移動の際にブロック４６を退避させ移動テーブル１５との干渉を防止する。また水平スライド４２はＸ軸方向に数十ミクロン単位でブロック４６を移動させることができる。

ステップＳ２１において、垂直スライド４３はブロック４６を上昇させることで基板ＳＷの第２面との焦点距離を調節する。
ステップＳ２２において、露光描画制御部９０はＬＥＤ４５と基板ＳＷの第２面との焦点距離が合った状態でマーク形成部４０ｓのＬＥＤ４５のスイッチをオンし、紫外光ＵＶを照射することで第２アライメントマークを形成する。露光描画制御部９０はＬＥＤ４５を所定時間オンさせた後にオフして第２面の基板側部ＳＷｓに適切な大きさの第２アライメントマークを形成する。

ステップＳ２３において、垂直スライド４３はマーク形成部４０ｓのブロック４６を下降させ、水平スライド４２がＹ軸方向にブロック４６を戻すことで、マーク形成部４０ｓのブロック４６の待機位置へ戻る。

ステップＳ２４において、露光描画制御部９０は露光描画部３０のＤＭＤ素子３４によるパターンの露光描画が終わったか否かを判断する。別言すれば、移動テーブル１５が手前の移動端（最前端）まで移動したか否かを判断する。移動テーブル１５が手前の移動端まで来ていればステップＳ２５に進む。まだ移動テーブル１５が移動途中であれば、パターンの露光描画及び第２アライメントマークの形成のため、ステップＳ１９に戻る。

ステップＳ２５において、移動テーブル１５が手前の移動端で静止する。移動端に静止した状態ではマーク形成部４０ｆのブロック４６が移動テーブル１５の切り欠け部１４に合致して挿入された状態になる。このときに、アライメントカメラＡＣによる第１アライメントマークの検出結果に基づいて、水平スライド４２がＬＥＤ４５をＸ軸方向及びＹ軸方向に数十ミクロン単位で移動させる。

ステップＳ２６において、露光描画制御部９０は４箇所のマーク形成部４０ｆの垂直スライド４３を作動させ、ブロック４６を上昇させることで基板ＳＷの第２面との焦点距離を調節する。

ステップＳ２７において、露光描画制御部９０はＬＥＤ４５と基板ＳＷの第２面との焦点距離が合った状態でマーク形成部４０ｆのＬＥＤ４５のスイッチをオンし、紫外光ＵＶを照射することで第２アライメントマークを形成する。
ステップＳ２８において、露光描画制御部９０はブロック４６を下降させて、ブロック４６の待機位置へ戻す。

図７に示されたフローチャートでは、マーク形成部４０ｆ及びマーク形成部４０ｂがＸ軸及びＹ軸方向に最大でも数ｍｍ程度しか移動せず、第１面の第１アライメントマークに基づいて基板前部ＳＷｆ及び基板後部ＳＷｂの第２面に第２アライメントマークを形成した。また、マーク形成部４０ｓの水平スライド４２がＹ軸方向に長いストローク、例えば５ｃｍから１０ｃｍ程度を有しており、マーク形成部４０ｓは基板側部ＳＷｓの両側に第２アライメントマークを形成した。

《第二実施形態》
第一実施形態で説明したように、マーク形成部４０ｆ及びマーク形成部４０ｂが数ｍｍ移動して第１アライメントマークに基づいた第２アライメントマークを形成することができる。しかしながら第２面の基板側部ＳＷｓに第２アライメントマークを形成する際には、マーク形成部４０ｓの水平スライド４２がＹ軸方向に長いストロークを有しないと、移動テーブル１５の移動の際にマーク形成部４０ｓのブロック４６と干渉してしまう。

本実施形態では、Ｙ軸方向に長いストロークを有する水平スライド４２を装備しないで、基板ＳＷと干渉することなく、基板ＳＷの第２面に第２アライメントマークを形成する方法を示す。本実施形態では第一実施形態と相違する点のみを説明する。以下は相違点である露光描画装置１００の筐体底部１１の形状及びマーク形成部１４０ｓの構成について説明する。

図８（ａ）は水平移動機構を有していないマーク形成部１４０ｓの側面図であり、図８（ｂ）は（ａ）の正面図である。

図８（ａ）で示されるように第２面の基板側部ＳＷｓの第２アライメントマークを形成するマーク形成部１４０ｓは、支持部１４１と、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動できる垂直スライド１４３と、垂直ガイド１４４と、ＬＥＤ４５と、レンズ１４７と、ＬＥＤ４５を内蔵するブロック１４６とで構成されている。また、マーク形成部１４０ｓは筐体底部１１から天井方向に向けられた支柱１６と２箇所の支柱１６を橋渡しするように設置したブラケット１７とに接続されている。

マーク形成部１４０ｓは垂直スライド１４３が垂直方向（Ｚ軸方向）に長いストロークを有し、ブロック１４６が筐体底部１１に形成した凹部１９に収納される構造となっている。ブロック１４６に形成する凹部１９はマーク形成部１４０ｓの個数だけ用意し、ブロック１４６が収納するに十分の深さ及び大きさで形成されている。

マーク形成部１４０ｓのブロック１４６の初期位置は図８で示す破線のブロック１４６の位置であり、退避位置でもある。通常はブロック１４６が退避位置にあり、移動テーブル１５の移動で干渉しないようになっている。なお、移動テーブル１５は図８（ａ）のＸ軸方向（紙面を貫通する方向）に移動する。アライメントカメラＡＣで第１面の第１アライメントマークを検出した位置において、マーク形成部４０ｓは移動テーブル１５の移動によっても干渉することなくブロック１４６を上昇させることができるため、図８（ａ）で示されるように基板ＳＷの第２面にブロック１４６を焦点が合う位置まで上昇させる。上昇した位置で第２アライメントマークを形成したブロック１４６は下降し、ブロック１４６の退避位置まで戻る。

つまり、図７で示したフローチャートのステップＳ２０が不要となることで、露光描画装置１００の第２アライメントマークの形成における工程が減り、作業効率が上がる。なお、第１面の第１アライメントマークに基づいて第２面に第２アライメントマークを形成する際に、ＬＥＤ４５をＸ軸方向又はＹ軸方向に数十ミクロン単位ほど移動させる必要がある際には、移動テーブル１５を移動させるか、上述した水平スライダ４２を用意する。

マーク形成部４０ｆ及びマーク形成部４０ｂについても、筐体底部１１に凹部１９を形成することで、ブロック４６への不用意な接触を防ぐことができるため、同様にマーク形成部４０ｆ及びマーク形成部４０ｂに対応する凹部１９を形成することもできる。

《第三実施形態》
第一実施形態及び第二の実施形態においての第２アライメントマークを描画する光源はＬＥＤ４５及びＬＥＤ４５を使用していたが、ＬＥＤの照射する紫外光ＵＶは３６５ｎｍ及び４０５ｎｍ等の単色光である。また、高出力のＬＥＤ自体はまだ発展途上であり、第一実施形態で示した光源部２０のＵＶランプ２１と比べてエネルギーが弱い。一般的な基板ＳＷに塗布されるレジストは複数の波長に反応するような材質で形成されているため、単波長を照射するＬＥＤを使用すると露光時間が長くなる。このため、露光描画処理工程における全処理時間のうち、第２面の第２アライメントマークの形成にかかる描画処理時間の割合が高くなる。

本実施形態では第一実施形態で示した光源部２０のＵＶランプ２１の照射光を利用することで、第２面の第２アライメントマークにかかる描画処理時間を短縮し、露光描画処理工程における全処理時間を短縮させる。

図９（ａ）は光ファイバ２４２を用いてＵＶランプ２１の照射光を導入する方法を示したマーク形成部２４０の側面図である。図９（ｂ）は光ファイバ２４２を用いずにＵＶランプ２１の照射光を導入する方法を示したマーク形成部３４０の側面図である。

光ファイバ２４２を用いたマーク形成部２４０は支持部２４１と、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動できる垂直スライド２４３と、垂直ガイド２４４と、集光レンズ２４５と、第１反射ミラー２４７と、集光レンズ２４５及び反射ミラー２４７を固定し内蔵するブロック２４８とで構成されている。また、マーク形成部２４０は筐体底部１１から天井方向（＋Ｚ軸方向）に向けられた支柱１６と、２箇所の支柱１６を橋渡しするように設置したブラケット１７とに接続されている。

マーク形成部２４０は、図１で示す光源部２０ａのコンデンサーレンズ２３と第２全反射ミラー２４との間に光ファイバ２４２を挿入してマーク形成部２４０まで引き込んでいる。つまり、ＵＶランプ２１から発する紫外光ＵＶは楕円ミラー２６、第１全反射ミラー２２及びコンデンサーレンズ２３を経由して光ファイバ２４２に入射する。光ファイバ２４２に入射した光は、ブロック２４８内の第１反射ミラー２４７に反射した後、集光レンズ２４５を通過する。そして紫外光ＵＶが基板ＳＷの第２面に照射される。

光ファイバ２４２の通過経路の途中にシャッタ（不図示）を設けることで、露光描画装置１００は露光描画制御部９０の制御のもと、基板ＳＷの第２面に紫外光ＵＶを照射することができる。これにより、第２面の第２アライメントマークにかかる描画処理時間は第１面の露光描画処理時間と同等、または第１面の露光描画処理時間より早く終了することができる。つまり、露光描画処理工程における全処理時間のうち、第２面の第２アライメントマークにかかる描画処理時間の割合が低くなる。

図９（ｂ）に示したマーク形成部３４０はマーク形成部３４０の構成に光ファイバを用いずにＵＶランプ２１の照射光を導入している。

マーク形成部３４０は支持部３４１と、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動できる垂直スライド３４３と、垂直ガイド３４４と、集光レンズ２４５と、第１反射ミラー２４７と、第２反射ミラー３４７と、ブロック３４８と、窓部３４９とで構成されている。また、マーク形成部３４０は筐体底部１１から天井方向（＋Ｚ軸方向）に向けられた支柱１６と、２箇所の支柱１６を橋渡しするように設置したブラケット１７とに接続されている。なおブロック３４８は集光レンズ２４５と、第１反射ミラー２４７と、第２反射ミラー３４７と、窓部３４９とを固定する。

マーク形成部３４０は、図１で示す光源部２０ａのコンデンサーレンズ２３と第２全反射ミラー３４との間に光ファイバを用いて又はミラー及びレンズを用いて窓部３４９の付近まで配置光源部２０ａのＵＶランプ２１から発する紫外光ＵＶを導く。窓部３４９に垂直に入射した紫外光ＵＶは、第１反射ミラー２４７と第２反射ミラー３４７とで反射して向きを変え集光レンズ２４５を通過する。そして紫外光ＵＶが基板ＳＷの第２面に照射される。

紫外光ＵＶはマーク形成部３４０までの通過経路の途中にシャッタ（不図示）を設けることで、露光描画装置１００は露光描画制御部９０の制御のもと、基板ＳＷの第２面に紫外光ＵＶを照射することができる。これにより、第２面の第２アライメントマークにかかる描画処理時間は第１面の露光描画処理時間と同等、または第１面の露光描画処理時間より早く終了することができる。つまり、露光描画処理工程における全処理時間のうち、第２面の第２アライメントマークにかかる描画処理時間の割合が低くなる。

《第四実施形態》
第三実施形態ではブロック２４８及びブロック３４８が垂直移動しているが、集光レンズ２４５及び集光レンズ２４５に焦点調節機構を設けることで、マーク形成部２４０及びマーク形成部３４０の垂直ガイド３４４を必要としなくなる。本実施形態では集光レンズ２４５に焦点調節機構を有したマーク形成部４４０について説明する。

図１０は本実施形態のマーク形成部４４０である。マーク形成部４４０は図９（ａ）で示した光源部２０のＵＶランプ２１の紫外光ＵＶを光ファイバで導入する方式に焦点調節機構を付けている。

マーク形成部４４０は、紫外光ＵＶを引き込む光ファイバ２４２と、ブロック４４８と、ミラー４４７と、レンズ群４４５と、焦点制御部４４９とで構成されている。マーク形成部４４０は、筐体底部１１に形成した凹部１９に収納され、筐体底部１１に固定されている。なお、本実施形態では光ファイバ２４２を筐体底部１１の上に設置しているが、筺体内部及び凹部１９の底から引き込む方法でもよい。

光源部２０のＵＶランプ２１の紫外光ＵＶは、図１で示す光源部２０ａのコンデンサーレンズ２３と第２全反射ミラー２４との間に光ファイバ２４２を挿入することで、マーク形成部４４０のブロック４４８の内部に導かれる。光ファイバ２４２から照射する紫外光ＵＶはミラー４４７とレンズ群４４５とを通過することで焦点が調節され、基板ＳＷの第２面に照射される。なお、紫外光ＵＶはマーク形成部４４０までの通過経路の途中にシャッタ（不図示）を設けることで、露光描画装置１００は露光描画制御部９０の制御のもと、基板ＳＷの第２面に紫外光ＵＶを照射することができる。

焦点調節機構はレンズ群４４５と焦点制御部４４９とで構成され、あらかじめ取得した基板ＳＷの第２面までの距離で焦点が合うように調節することができる。なお、焦点調節機構は自動焦点調節機能を備えてもよい。

図１１は本実施形態で使用する移動テーブル１５の斜視図である。移動テーブル１５は筐体底部１１に設置したマーク形成部４４０からの紫外光ＵＶを通過させるために、窓部４１６を形成している。窓部４１６はガラスなどの透明材質から形成され、紫外光ＵＶの妨げにならないような構造になっている。また、窓部４１６は図９で示したように、移動テーブル１５を貫通している。

《第五実施形態》
第五実施形態においては、照射光を移動テーブル１５に裁置されたマーク形成部５４０に直接導入して、マーク形成部の構成を簡略化した。
図１２は第五実施形態の移動テーブル１５の側面図である。

移動テーブル１５には基板ＳＷを真空吸着するための真空排気用の孔３８１が一定間隔で設けてある。この真空排気用の孔３８１は、移動テーブル１５の内部に設けた空洞３８２および連通管３８３を経由して移動テーブル１５外にある図示していない排気ポンプにつながっている。基板ＳＷが移動テーブル１５に裁置されると、空洞３８２の環境・大気が排気されて基板ＳＷを固定する。

真空排気用の孔３８１と同様に形成された一つの窓部４１６にはガラスなどの透明材質の板がかぶせてある。移動テーブル１５に設けた窓部４１６は、空洞３８２の一部に連結されていてが真空を妨げない。つまり、窓部４１６が透明材質で封止されているため、基板ＳＷが移動テーブル１５に真空吸着される。紫外光ＵＶが透過する窓部４１６の下側の空洞３８２には、第１反射ミラー２４７及び第２反射ミラー３４７が配置される。このため窓部４１６に入射した紫外光ＵＶは、基板ＳＷの第２面に進む。

従って、配置光源部２０ａのＵＶランプ２１から発する紫外光ＵＶは窓部４１６にて移動テーブル１５の空洞３８２に投入され、この紫外光ＵＶは第１反射ミラー２４７にて進行方向を水平方向に変え、更に第２反射ミラー２４７にて垂直・天方向に変える。この紫外光ＵＶは、基板ＳＷを真空排気にて固定する真空排気用の孔３８１から基板ＳＷの第２面に照射されることにより、第２面に第２アライメントマークを形成することができる。

露光描画装置１００の全体斜視図である。 移動テーブル１５の上面図である。 露光描画装置１００の上面図である。 マーク形成部４０ｆの斜視図である。 （ａ）は、マーク形成部４０ｆの側面図である。 （ｂ）は、マーク形成部４０ｆの正面図である。 マーク形成部４０ｆを拡大して示した上面図である。 アライメントマークを形成する露光描画装置１００のフローチャートである。 （ａ）は、マーク形成部１４０ｓの側面図である。 （ｂ）は、マーク形成部１４０ｓの正面図である。 （ａ）は、マーク形成部２４０の側面図である。 （ｂ）は、マーク形成部３４０の側面図である。 マーク形成部４４０の側面図である。 移動テーブル１５の斜視図である。 第五実施形態の移動テーブル１５の側面図である。

符号の説明

１１ ・・・ 筐体底部
１２ ・・・ 筐体側部
１３ ・・・ スライド
１４ ・・・ 切り欠け部
１５ ・・・ 移動テーブル
１８ ・・・ ピン
１９ ・・・ 凹部
２０ ・・・ 光学系（２１ ・・・ ＵＶランプ、２２ ・・・ 第１全反射ミラー、２３ ・・・ コンデンサーレンズ、２４ ・・・ 第２全反射ミラー、２５ ・・・ フライアイレンズ、２６ ・・・ 楕円ミラー）
３０ ・・・ 露光描画部
３２ ・・・ 第１投影レンズ
３３ ・・・ 反射ミラー
３４ ・・・ ＤＭＤ素子
３５ ・・・ 第２投影レンズ群
４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０ ・・・ マーク形成部
４１，１４１，２４１，３４１ ・・・ 支持部
４２ ・・・ 水平スライド
４３，１４３，２４３，３４３， ・・・ 垂直スライド
４４，１４４，２４４，３４４ ・・・ 垂直ガイド
４５ ・・・ ＬＥＤ
４６，１４６，２４８，３４８，４４８ ・・・ ブロック
４７ ・・・ レンズ
４８ ・・・ クランパ
９０ ・・・ 露光描画制御部
１００ ・・・ 露光描画装置
２４２ ・・・ 光ファイバ
２４５ ・・・ 集光レンズ
２４７ ・・・ 第１反射ミラー、３４７ ・・・ 第２反射ミラー
３４９ ・・・ 窓部
４１６ ・・・ 窓部
４４７ ・・・ ミラー
４４５ ・・・ レンズ群
４４９ ・・・ 焦点制御部
ＡＣ ・・・ アライメントカメラ
ＳＷ ・・・ 基板
ＳＷｂ ・・・ 基板後部
ＳＷｆ ・・・ 基板前部
ＳＷｓ ・・・ 基板側部
ＵＶ ・・・ 紫外光

Claims (4)

1. 第１アライメントマークが形成された第１面及びその反対面の第２面を有する基板を載置し、前記基板を所定方向に移動させるテーブルと、
   主光源を有し、前記主光源からの照射光を用いて、前記テーブル上の基板の第１面にパターンを描画する描画部と、
   前記第１面に形成された前記第１アライメントマークを検出する検出部と、
   前記テーブルから離間して配置され、第２光源を有する照射部を有し、前記検出部による前記第１アライメントマークの検出結果に基づいて、前記第２光源を用いて、前記第２面に第２アライメントマークを形成するマーク形成部と、を備え、
   前記マーク形成部は、前記基板の面に対し垂直方向に前記照射部を移動する垂直スライド部を有し、
   前記垂直スライド部と前記テーブルのどちらか一方又は両方を移動して、前記基板と前記照射部との間の位置調整を行って前記第２アライメントマーク形成位置の調整を行い、前記マーク形成部が前記第２アライメントマークを形成することを特徴とする描画装置。
2. 前記マーク形成部は、前記第２光源を前記第２面の下側に挿入する方向に水平に移動する水平スライド部を更に有し、
   前記水平スライド部と前記垂直スライド部と前記テーブルのうち一つ以上を移動して、前記基板と前記照射部との間の位置調整を行って前記第２アライメントマーク形成位置の調整を行い、前記マーク形成部が前記第２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に描画装置。
3. 前記基板は矩形であり、前記描画部の移動方向の二辺に沿って１以上の前記マーク形成部を配置し、残りの二辺に沿って１以上の前記マーク形成部を配置し、
   前記テーブルが前記所定方向の両端部に移動された際に前記二辺に前記第２アライメントマークを形成し、前記描画部によってパターンが描画される際に前記残りの二辺に前記第２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又は請求項２に記載の描画装置。
4. 前記垂直スライド部は前記テーブルの下部より下方に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれか一項に記載の描画装置。