JPH08222511A

JPH08222511A - アラインメント調整方法

Info

Publication number: JPH08222511A
Application number: JP7046345A
Authority: JP
Inventors: Yuji Oe; 祐司大江
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光束を走査して基板に回路パターンを
書き込む描画装置において、短時間での基板のアライン
メントを可能とする、アラインメント調整方法の提供を
目的としている。【構成】外部装置から描画情報と共に転送されるアラ
インメント調整用データに基づいて、検出手段（１０２
ａ、１０２ｂ）と基板（Ｓ）との相対位置を粗調整し、
その後で検出手段により基板上の基準パターンを検出し
て微調整を行う構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報に基づいて変
調される光束で基板に回路パターンを書き込む描画装置
における、基板のアラインメント調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板に回路パターンを形成す
る方法として、銅などの導電金属材料からなる薄膜を均
一に付着させた基板上にフォトポリマーなどを均一に付
着させ、画像情報に基づいて変調されるレーザ光束で走
査することにより、露光焼き付け用のマスクを用いるこ
となく回路パターンを焼き付けする方法が知られてい
る。

【０００３】通常、基板には基準孔が複数個開けられて
おり、光束により形成される画像は、孔に対して正確な
位置関係で形成される必要がある。このため、画像と基
準孔との（従って基板との）相互の位置調整（アライン
メント）が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、アラインメント
を行うには、ＣＣＤカメラ等により、基板の全面を走査
してアラインメント用の基準孔を検出し、これに基づい
て基板の位置を決定し、調整していた。このため基板の
位置を調整するには長時間の検索が必要であり、特に製
造ラインにおいてアラインメントによる効率の低下が著
しく、改善が望まれていた。

【発明の目的】

【０００５】上記の事情に鑑み、本発明は、短時間での
アラインメントを可能とする、アラインメント調整方法
の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のアラインメント
調整方法においては、外部装置から送られる画像情報
を受信し、前記画像情報に基づいて変調した光束で基板
表面を主走査方向に走査するとともに前記基板を前記主
走査方向とほぼ垂直な副走査方向に移動させて前記基板
表面に回路パターンを焼き付ける描画装置において、前
記画像情報と共に前記基板に形成された所定の基準パタ
ーンの位置に関する情報を受信し、前記所定の基準パタ
ーンを検出する検出手段と前記基板との相対位置を、前
記所定の基準パターンの位置に関する情報に基づいて調
整し、前記検出手段により前記所定の基準パターンを検
出し前記検出手段の検出結果に基づき、前記基板の所定
の基準パターンの位置と、前記所定の基準パターンの位
置に関する情報との差を求め、前記基板の所定の基準パ
ターンの位置と、前記所定の基準パターンの位置に関す
る情報との差に基づいて前記基板と前記回路パターンの
相対位置を調整すること、を特徴としている。

【０００７】

【実施例】図１に、本発明の実施例としてのレーザ描画
装置における走査光学系１の構成を示す。本実施例のレ
ーザ描画装置は、レーザ光源から発せられるレーザ光を
複数の描画用光束に分割して基板を露光し回路パターン
を描画する。

【０００８】走査光学系１は、テーブル１０の上に各光
学素子を載置した構成となっている。テーブル１０上に
は、アルゴンレーザ装置１２、ビームベンダ１３、２３
〜２５、２８〜２９、３０、３５、３８、４１、４４、
４５、５４、調整用ターゲット１５、１７、３３、ハー
フプリズム１６、ビームベンダ（ハーフミラー）１４、
およびレンズ５２、５３、６５〜７１を有している。

【０００９】さらに、走査光学系１は、音響光学変調器
１９、２０、ビームセパレータ２１、２２、ピッチ変換
用集光光学系２６、３１、２７、３２、８チャンネルの
音響光学変調器３６、３７、集光光学系３４、λ／２板
３９、偏光ビームスプリッタ４０、イメージローテータ
４３、ポリゴンミラー４６、ｆθレンズ４７、Ｘスケー
ル用集光レンズ４８、コンデンサレンズ４９、Ｘスケー
ル５０、ミラー６０、モニター光用ミラー５１ａ、５１
ｂ、およびＸスケール用フォトディテクタ６２を有して
いる。調整用ターゲット１５、１７、３３は、アルゴン
レーザ装置１２の交換時などに、描画用光束Ｌ２、Ｌ３
およびモニター光Ｌｍの光路を確認するために用いられ
る。

【００１０】走査光学系１は、後述する描画テーブルに
置かれた基板Ｓに対し、図中Ｘ方向に光束を走査する
（主走査）。主走査と同時に基板Ｓは図中Ｙ方向に移動
される（副走査）。

【００１１】アルゴンレーザ装置１２は水冷式、出力
１．８Ｗで、波長４８８ｍｍのレーザ光Ｌ１を出射す
る。音響光学変調器１９、２０はハーフプリズム１６に
よって分割された描画用光束Ｌ２、Ｌ３の光量差を除去
する補正を行い、また、ポリゴンミラー４６の各反射面
４６ａの面倒れを制御手段尾記憶部にメモリされた各反
射面４６ａの補正データに基づいて補正する。

【００１２】音響光学変調器１９、２０から出射される
描画用光束Ｌ２、Ｌ３は、ビームセパレータ２１、２２
によって各々８本ずつの第１、第２の描画用光束群Ｌ
５、Ｌ６に分割される。

【００１３】なお、ビームセパレータ２１、２２は、描
画用光束群Ｌ５およびＬ６が互いに平行となるよう、そ
の位置が微調整される。ビームセパレータ２１、２２か
ら出射された第１、第２の描画用光束群Ｌ５、Ｌ６は、
ピッチ変換用集光光学系２６、３１、２７、および３２
に入射される。ピッチ変換用集光光学系２６、３１、２
７および３２は、第１、第２の描画用光束群Ｌ５、Ｌ６
の各々の光束のピッチを、８チャンネルの音響光学変調
器３６、３７のピッチに合わせる。

【００１４】また、偏光ビームスプリッタ４０は、ビー
ムベンダ３８で偏向されて入射する一列に揃った第１の
描画用光束Ｌ５と、λ／２板３９を透過して入射する第
２の描画用光束Ｌ６とを所定のピッチで交互に混在さ
せ、Ｘ方向に沿って再び一列に整列した状態で射出す
る。。第１の描画用光束Ｌ５は、偏光方向が変わらない
が、第２の描画用光束Ｌ６は、λ／２板３９にによって
偏光方向が９０度回転されている。

【００１５】８チャンネルの音響光学変調器３６、３７
はそれぞれ８本に分割した第１、第２の描画用光束群Ｌ
５、Ｌ６の光量のばらつきを取り除く機能と、８本ずつ
の描画用光束群Ｌ５、Ｌ６の各光束を各々独立にオンオ
フする機能を有する。、音響光学変調器３６、３７は、
音響光学効果（二酸化テルルなどの結晶に超音波を印加
したとき結晶の屈折率が超音波の周波数に比例して微小
変化する作用）を利用したものである。これら音響光学
変調器３６、３７においては、結晶の両端に高周波の電
解が印加されたときには、結晶内部に進行形波の超音波
が発生するためレーザ光が回折し、高周波の電解が印加
されないときには、ブラッグ条件を満たす方向から結晶
に入射したレーザ光を透過させる。従って、音響光学変
調器３６、３７に対する高周波の印加を切り換えること
により、入射光つまり描画用光束群Ｌ５とＬ６のオンオ
フを自在に切り換えることができる。音響光学変調器３
７、３７が有する８個の各チャンネルは、列状の第１、
第２の描画光束群Ｌ５、Ｌ６が入射された時、その入射
光束Ｌ５、Ｌ６をそれぞれ左右方向（Ｙ方向）に変調さ
せるような構成となっている。

【００１６】モニタ光Ｌｍは、描画用光束Ｌ２、Ｌ５、
Ｌ３、Ｌ６とは別系統の光束として、描画用光束群Ｌ５
とＬ６に対し空間的に所定距離離れた位置を光路として
いる。モニタ光Ｌｍは、ミラー５４、２５によって偏向
され、第１、第２の描画用光束群Ｌ５、Ｌ６から所定距
離離れた位置を通り、さらにミラー３５、６０によって
偏向された後、レンズ７１、ビームベンダ４１、及びレ
ンズ５２などを介して、描画用光束群Ｌ５、Ｌ６の光路
の真横に位置するようにその光路が変えられる。

【００１７】イメージローテータ４３は、ポリゴンミラ
ー４６による走査時に、隣接する第１、第２の描画用光
束群Ｌ５、Ｌ６のスポットを互いに重ね合わせることが
できるように、一列に１６本並んだ描画用光束Ｌ５とＬ
６を、描画テーブル面Ｔに対し斜めに配置させるための
ミラー系である。従って、第１、第２の描画用光束群Ｌ
５、Ｌ６は、イメージローテータ４３に入射するまで
は、ポリゴンミラー４６の主走査方向であるＸ方向に沿
って一列に１６本並んでいるが、イメージローテータ４
３から出射するときには、Ｘ方向に対し所定角度回転さ
れている。

【００１８】第１、第２の描画用光束群Ｌ５、Ｌ６及び
モニタ光Ｌｍは、さらにビームベンダ４４と４５によっ
て偏向された後、ポリゴンミラー４６の反射面４６ａに
入射する。ポリゴンミラー４６は、回転軸を中心として
図１における反時計方向に回転して、第１、第２の光束
およびモニタ光Ｌｍを走査偏向する。これらの光束は、
それぞれｆθレンズ４７およびコンデンサレンズ４９を
介して描画テーブルに置かれた基板表面において結像す
る。

【００１９】第１、第２の描画用光束Ｌ５、Ｌ６ととも
にｆθレンズ４７、コンデンサレンズ４９を透過したモ
ニタ光Ｌｍは、モニタ光用ミラー５１ａと５１ｂで順に
反射されて１８０度偏向され、描画テーブル面Ｔの結像
面と等価な位置に配置されたＸスケール５０に入射す
る。Ｘスケール５０は、ガラスにスリットを形成したも
のである。モニタ光ＬｍはＸスケール５０を透過した
後、長尺のミラー６３、６４でそれぞれに反射、集光さ
れ、Ｘスケール用集光レンズ４８でさらにに集光され
て、Ｘスケール用フォトディテクタ６２に入射する。Ｘ
スケール用フォトディテクタ６２により検出されるモニ
タ光Ｌｍの位置に基づき、１６本並んだ第１、第２の描
画用光束Ｌ５、Ｌ６の位置が判定される。この判定デー
タに基づいて、第１、第２の描画用光束Ｌ５、Ｌ６の１
６本の光束はそれぞれ独立してオン・オフされる。

【００２０】描画テーブル面Ｔで結像する第１、第２の
描画用光束群Ｌ５、Ｌ６の各スポットは、８チャンネル
の音響光学変調器３６、３７により、スポット径がほぼ
３０μｍとなるように光量補正される。なお、描画用光
束Ｌ５、Ｌ６の各スポットは、音響光学変調器３６、３
７を介して、相互の間隔が約５μｍとなるようにピッチ
調整されている。

【００２１】アルゴンレーザ装置１２を発振させてレー
ザ光Ｌ１の照射を開始する。レーザ光Ｌ１は、まず、ビ
ームベンダ１３で偏向され、調整用ターゲット１５を通
過し、ハーフプリズム１６に入射する。ハーフプリズム
１６に入射した光束Ｌ１は、そのまま直進する描画用光
束Ｌ２と、９０度偏向されて、ハーフミラー１４に向か
う描画用光束とに分割される。この描画用光束は、ハー
フミラー１４を介して、９０度偏向されて上記描画用光
束Ｌ２と並んで進む描画用光束Ｌ３と、ミラー５４でさ
らに９０度偏向されるモニタ光Ｌｍとに分割される。

【００２２】描画用光束Ｌ２は、レンズ６５、調整用タ
ーゲット１７およびレンズ６７を介して音響光学変調器
１９に入射する。描画用光束Ｌ３は、レンズ６６、６８
を透過して音響光学変調器２０に入射する。描画用光束
Ｌ２とＬ３の光量差は音響光学変調器１９と２０によっ
て除去される。該描画用光束Ｌ２、Ｌ３は、さらにビー
ムセパレータ２１と２２により、Ｘ方向に互いに並列す
る８本の第１の描画用光束群Ｌ５と第２の描画用光束群
Ｌ６とにそれぞれ分割される。第１、第２の描画用光束
群Ｌ５、Ｌ６は、ピッチ変換用集光光学系２６、２７を
それぞれ透過し、ビームベンダ２８、２９で９０度偏向
された後に、ピッチ変換用集光光学系３１、３２を介し
て音響光学変調器３６、３７にそれぞれ入射される。

【００２３】描画用光束群Ｌ５とＬ６の、８本に分割さ
れた描画用光束のそれぞれの光量のばらつきが、８チャ
ンネルの音響光学変調器３６と３７の音響光学効果によ
って除去され、また描画情報に基づいて印加される高周
波の切り換えによって各光束が独立してオン・オフされ
る。

【００２４】音響光学変調器３６から出射される描画用
光束Ｌ５は、ビームベンダ３８で９０度偏向された後、
偏光ビームスプリッタ４０に入射される。音響光学変調
器３７から出射される描画用光束Ｌ６は、λ／２板３９
を透過して偏光方向を変えた後、偏光ビームスプリッタ
４０に入射される。これらの描画用光束群Ｌ５とＬ６の
それぞれ８本ずつの描画用光束が、偏光ビームスプリッ
タ４０により交互に組み合わされて、Ｘ方向に一列に並
ぶように合成される。

【００２５】図２は、本実施例の描画装置１００の外観
を示す斜視図である。図１に示した光学系が本体１０１
内部に納められている。なお、光学系１は、図１に示す
座標軸が図２の座標軸と一致する向きに設置されてい
る。図２において、回路パターンが書き込まれる基板Ｓ
は可動テーブルＴに載置される。前述の通り、描画の際
には、テーブルＴは図中Ｙ方向に所定の速度で移動され
る。

【００２６】テーブルＴ上には、基準スケール１０３が
設けられ、また、図３に示すように、基板Ｓを載置する
際の当て付け部１０５が形成されている。基板Ｓを当て
つけ部１０５に当接させてテーブル上に載置する事によ
り、図３において、基板Ｓの右上の角がテーブルＴの所
定位置に位置することになる。

【００２７】本体正面１０１ｆにはレール１０４が図中
左右方向（基板表面と平行な方向）に延びており、レー
ルには２機のＣＣＤカメラ１０２ａ、１０２ｂが図示せ
ぬ駆動機構により、レールに沿って駆動可能に取り付け
られている。

【００２８】図４は、描画装置１００のアラインメント
調整に関する構成を示すブロック図である。ＣＣＤカメ
ラ位置制御手段２１１、２１２はＣＣＤカメラ１０２
ａ、１０２ｂをレール１０４に沿って駆動しＸ方向にお
けるカメラ位置を制御する。光学系駆動手段２１４は、
図１に示す光学系１を、ホストコンピュータからの描画
データおよび後述する補正量に基づいて駆動する。テー
ブル駆動手段２１５は、テーブルＴをＹ方向にスライド
駆動する。テーブル角度制御部３１３は、テーブルＴを
Ｘ−Ｙ平面内で回動駆動する。

【００２９】図５は、本発明のアラインメント調整方法
を説明するフローチャートである。基板ＳがテーブルＴ
に載置され、ホストコンピュータから描画データおよび
基準孔データがＣＰＵ２０１に入力される（Ｓ１）。こ
の時、基板ＳはテーブルＴに形成された当て付け部１０
５に当接した状態で載置される。また、ホストコンピュ
ータからの基準孔データは当て付け部１０５のコーナー
１０５Ｃを基準としたＸ−Ｙ座標で与えられる。ホスト
コンピュータからの基準孔データに基づき、まず、ＣＣ
Ｄカメラ１０２ａ、１０２ｂを主走査方向（Ｘ方向）に
移動させる（Ｓ３）。実際にＣＣＤカメラ１０２ａ、１
０２ｂが到達した位置とホストコンピュータからのデー
タとの差を基準スケール１０３の指示値に基づき、カメ
ラ位置補正量として記憶する（Ｓ５）。次に、基準孔デ
ータに基づき、基準孔がＣＣＤカメラ１０２ａ、１０２
ｂの視野内に入るよう、テーブルＴを副走査方向（Ｙ方
向）に移動し（Ｓ７）、基準孔を検出して基準孔データ
と検出位置との差を求める（Ｓ９）。ＣＣＤカメラ１０
２ａ、１０２ｂの視野はそれぞれ１０×１０ｍｍであ
り、この範囲で基準孔の検出が行われる。別の基準孔の
検出が行われる場合にはＳ１１からＳ７に処理が戻る。
検出が終了すると、検出により得られた基準孔データと
の差に基づき、基板Ｓと描画位置との差としてＸ方向の
長さ、Ｙ方向の長さ、および基板の回転ずれθが計算さ
れる（Ｓ１３）。そして、計算された補正量に基づき、
描画が行われる。なお、回転ずれθはテーブル角度制御
部２１３によりテーブルＴを回転させることにより補正
される。また、Ｙ方向のずれは副走査方向のテーブルＴ
の移動のタイミングを調整することにより補正され、Ｘ
方向のずれは、描画時の走査のタイミングを制御するこ
とにより補正される。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明したとおり、本発明のアライ
ンメント調整方法によれば、アラインメント用の基準孔
位置情報が与えられ、これに基づいて基板と検出手段と
の相対位置が粗調整され、その後で検出手段による基準
孔の検出が行われるため、基準孔検出に要する時間を大
幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の描画装置の光学系を示す斜視
図である。

【図２】描画装置の外観を示す斜視図である。

【図３】図２の描画装置における基準孔の検出を説明す
るための上面図である。

【図４】描画装置の構成を示すブロック図である。

【図５】描画装置の動作を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２０１ＣＰＵ１０２ａＣＣＤカメラ１０２ｂＣＣＤカメラ２１１カメラ位置制御手段２１２カメラ位置制御手段２１３テーブル角度制御部２１４光学系駆動手段２１５テーブル駆動手段ＴテーブルＳ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部装置から送られる画像情報を受信し、
前記画像情報に基づいて変調した光束で基板表面を主走
査方向に走査するとともに前記基板を前記主走査方向と
ほぼ垂直な副走査方向に移動させて前記基板表面に回路
パターンを焼き付ける描画装置において、前記画像情報と共に前記基板に形成された所定の基準パ
ターンの位置に関する情報を受信し、前記所定の基準パターンを検出する検出手段と前記基板
との相対位置を、前記所定の基準パターンの位置に関す
る情報に基づいて調整し、前記検出手段により前記所定の基準パターンを検出し、前記検出手段の検出結果に基づき、前記基板の所定の基
準パターンの位置と、前記所定の基準パターンの位置に
関する情報との差を求め、前記基板の所定の基準パターンの位置と、前記所定の基
準パターンの位置に関する情報との差に基づいて前記基
板と前記回路パターンの相対位置を調整すること、を特
徴とする、アラインメント調整方法。
【請求項２】前記所定の基準パターンは、前記基板に形
成された複数の基準孔であることを特徴とする、請求項
１のアラインメント調整方法。
【請求項３】前記基板と前記回路パターンの相対位置の
調整は、前記主走査方向のずれの調整と、前記副走査方
向のずれの調整と、前記基板の前記装置に対する回動量
の調整により行われること、を特徴とする、請求項１ま
たは２に記載のアラインメント調整方法。
【請求項４】基板に形成された所定のパターンを検出手
段により検出し、前記基板との相対位置を調整して、外
部装置から転送される描画情報に基づいて基板表面に回
路パターンを焼き付ける描画装置において、前記描画情報と共に前記外部装置から転送される前記所
定のパターンに関する情報に基づいて、前記検出手段に
より前記所定のパターンが検出可能となるよう、前記検
出手段と前記基板との相対位置を調整し、前記検出手段により、前記所定のパターンを検出し、検出手段の検出結果に基づいて前記基板の位置を調整し
て描画を行うこと、を特徴とする、アラインメント調整
方法。
【請求項５】制御部から転送される描画情報に基づき描
画部において基板表面に回路パターンを焼き付ける描画
システムにおいて、前記制御部から前記描画部へ、前記描画情報と共に前記
基板に予め形成された所定のパターンの位置に関する情
報を転送し、前記描画部は前記所定のパターンの位置に関する情報に
基づいて前記基板と前記描画部の相対位置を調整して前
記回路パターンの焼き付けを行うことを特徴とする、ア
ラインメント調整方法。