JP7386742B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置に関する。

従来、プリント基板等の基材にパターンを露光する露光装置が利用されている。露光装置では、基材に予め形成された参照マーク（アライメントマーク）に基づいて、基材上においてパターンを露光する位置が決定される。また、特許文献１では、基板の両主面に対してアライメントマークを形成するマーク形成部と、アライメントマークに基づいて回路パターンを基板に描画する描画部とを備える露光描画装置が開示されている。当該装置では、両主面のアライメントマークを利用して、両主面の回路パターンが正確に対応付けられて描画される。

なお、特許文献２では、透明な平板体の一方主面に担持されたパターンを基板に転写するパターン形成装置が開示されている。当該装置では、平板体の他方主面と当接しながら平板体を真空吸着して保持する保持ステージが設けられる。保持ステージには導光孔が形成され、導光孔の内部には透明な窓部材が設けられる。撮像部では、平板体と基板との位置合わせのために、窓部材を介して平板体が撮像される。また、平板体の他方主面、窓部材の表面および導光孔の側壁面により囲まれたギャップ空間内の気圧が高められる。これにより、平板体がギャップ空間内に撓み込むことが防止される。

特開２００８－２９２９１５号公報 特許第５７９３４１０号公報

ところで、基材を保持プレート上に保持する露光装置において、基材の第１主面にパターンを露光する際に、保持プレートに接触する第２主面に参照マークを形成し、その後、基材を反転して、当該参照マークを参照することにより、第１主面上のパターンの位置に合わせて、第２主面上にパターンを露光することが考えられる。この場合、参照マーク形成用の開口が保持プレートに設けられ、当該開口を介して基材に対向する位置に、光学ユニットであるマーク形成部が配置される。

しかしながら、このような露光装置では、当該開口内にゴミ等の不要物が入り込み、マーク形成部において最も保持プレート側に配置される透光部材の表面に不要物が付着する可能性がある。当該透光部材に不要物が付着すると、参照マークを適切に形成することができなくなる。また、他の光学ユニットであるマーク撮像部をマーク形成部に代えて配置し、保持プレート側の主面の参照マークをマーク撮像部により撮像しつつ、反対側の主面にパターンを露光する露光装置においても同様の問題が生じる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光学ユニットにおける透光部材の表面に不要物が付着することを抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、露光装置であって、板状またはフィルム状の基材にパターンを露光する露光部と、前記基材の一の主面に接触する保持プレートを有し、前記基材を保持するテーブルと、前記保持プレートに設けられた開口を介して前記基材の前記主面に光を照射することにより、前記露光部によるパターンの露光において参照される参照マークを前記主面に形成する、または、前記基材の前記主面に形成された参照マークを前記開口を介して撮像する光学ユニットと、前記光学ユニットにおいて最も前記保持プレート側に配置される透光部材と前記保持プレートとの間に所定の気体を供給する気体供給部とを備え、前記気体供給部により供給される前記気体が、前記透光部材と前記保持プレートとの間において前記開口を横断して流れる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置であって、前記透光部材と前記保持プレートとの間において、前記保持プレートに沿う一の方向に延びるとともに、前記気体が流れる気体流路が設けられる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の露光装置であって、前記気体流路の流路面積が、前記開口の面積よりも小さい。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の露光装置であって、前記保持プレートが、負圧空間に接続された複数の吸引口により前記基材を吸着保持する吸着プレートであり、前記開口を横断した前記気体が前記負圧空間に流入する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の露光装置であって、前記光学ユニットが、前記基材の前記主面に前記参照マークを形成するマーク形成部であり、前記露光部が、前記テーブルに保持される前記基材の他の主面にパターンを露光する際に、前記光学ユニットが、前記主面に前記参照マークを形成し、前記露光部が、前記主面にパターンを露光する際に、前記参照マークが参照される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の露光装置であって、前記光学ユニットと同様の構成を有し、前記保持プレートに設けられた他の開口を介して基材に参照マークを形成する、または、基材の参照マークを撮像する他の光学ユニットをさらに備え、一の種類の基材に対して前記光学ユニットが利用され、他の種類の基材に対して前記他の光学ユニットが利用される。

請求項７に記載の発明は、露光装置であって、板状またはフィルム状の基材にパターンを露光する露光部と、前記基材の一の主面に接触する保持プレートを有し、前記基材を保持するテーブルと、前記保持プレートに設けられた開口を介して前記基材の前記主面に光を照射することにより、前記露光部によるパターンの露光において参照される参照マークを前記主面に形成する光学ユニットと、前記光学ユニットにおいて最も前記保持プレート側に配置される透光部材と前記保持プレートとの間に所定の気体を供給することにより、前記開口の内部を正圧にする気体供給部とを備える。

本発明によれば、光学ユニットにおける透光部材の表面に不要物が付着することを抑制することができる。

露光装置の構成を示す図である。 テーブルユニットを示す平面図である。 テーブルユニットの内部を示す図である。 テーブルユニットの断面図である。 テーブルユニットの断面図である。 環状蓋部の近傍を拡大して示す図である。 基材にパターンを露光する動作の流れを示す図である。 テーブルユニット上の基材を示す図である。 テーブルユニット上の基材を示す図である。 露光装置の他の例におけるテーブルユニットを示す図である。 テーブルユニット上の基材を示す図である。 テーブルユニット上の基材を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る露光装置１の構成を示す図である。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している（他の図において同様）。図１の例では、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。以下の説明では、Ｚ方向を「上下方向」と呼ぶが、露光装置１の設計によっては、Ｚ方向が鉛直方向に対して傾斜した方向等であってもよい。

露光装置１は、基材９上の感光材料に光を照射して、当該感光材料に配線等のパターンを描画する直接描画装置である。基材９は、プリント基板等であり、例えば板状である。露光装置１は、制御部２と、露光部３と、テーブルユニット４と、テーブル昇降機構６１と、テーブル移動機構６２とを備える。制御部２は、例えばＣＰＵ等を有するコンピュータである。制御部２は、露光部３、テーブルユニット４、テーブル昇降機構６１およびテーブル移動機構６２を制御する。テーブルユニット４は、露光部３の下方（（－Ｚ）側）にて基材９を保持する。テーブルユニット４の詳細については後述する。

露光部３は、複数の描画ヘッド３１と、複数の撮像部３６とを備える。複数の描画ヘッド３１および複数の撮像部３６は、図示省略の支持部により支持され、テーブルユニット４の上方（（＋Ｚ）側）に配置される。複数の描画ヘッド３１は、Ｘ方向（以下、「幅方向」という。）に配列される。各描画ヘッド３１は、光源３２と、光変調部３３とを備える。光源３２は、例えば、半導体レーザ、固体レーザまたは気体レーザ等を有し、光変調部３３に向けてレーザ光を出射する。光変調部３３は、光源３２からの光を変調する。光変調部３３により変調された光は、テーブルユニット４に保持された基材９の上方を向く主面９１（以下、「第１主面９１」という。）に照射される。光変調部３３としては、例えば、複数の光変調素子が二次元に配列されたＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等が利用される。光変調部３３は、複数の光変調素子が一次元に配列された変調器等であってもよい。

複数の撮像部３６は、描画ヘッド３１の（－Ｙ）側において幅方向に並ぶ。図１の例では、２個の撮像部３６が設けられる。各撮像部３６は、撮像部移動機構３７を介して上記支持部に支持される。撮像部移動機構３７により撮像部３６は幅方向に移動可能である。後述の露光動作では、基材９の各側部（幅方向の端部）に、アライメントマークである参照マーク９２１（図９参照）が形成される。２個の撮像部３６は、幅方向に関して基材９の両側部の参照マーク９２１と同じ位置に配置され、参照マーク９２１が、撮像部３６により撮像される。

テーブル昇降機構６１は、モータまたはシリンダ等を有し、テーブルユニット４をＺ方向（すなわち、上下方向）に移動する。テーブル移動機構６２は、ガイドレール、ガイドブロック、モータ（例えばリニアモータ）、リニアスケール等を有する。テーブル移動機構６２は、テーブルユニット４を、テーブル昇降機構６１と共にＹ方向（以下、「移動方向」という。）に移動する。これにより、テーブルユニット４に保持される基材９の第１主面９１において、複数の描画ヘッド３１からの光の照射位置が移動方向に走査する。露光装置１では、テーブル移動機構６２によるテーブルユニット４の移動に同期して、各描画ヘッド３１を制御することにより、基材９の第１主面９１にパターンが描画（露光）される。露光装置１では、テーブル昇降機構６１が省略されてもよく、Ｚ方向に平行な軸を中心としてテーブルユニット４を回転する回転機構が設けられてもよい。

図２は、テーブルユニット４の一部を示す平面図である。テーブルユニット４は、テーブル４１と、複数のマーク形成部５とを備える。テーブル４１は、テーブル本体４２と、保持プレート４３とを備える。テーブル本体４２は、後述の負圧空間４２１（図５参照）が内部に形成された略板状である。複数のマーク形成部５は、テーブル本体４２に保持されており、保持プレート４３により覆われる。図２の例では、テーブル本体４２の（＋Ｙ）側の端部において、幅方向（Ｘ方向）に沿って複数のマーク形成部５が配列される。

具体的には、幅方向におけるテーブル４１の中央から両側に同じ距離だけ離れた位置に一対のマーク形成部５が配置され、当該距離とは異なる距離だけ離れた位置に他の一対のマーク形成部５が配置される。図２のテーブルユニット４では、複数対のマーク形成部５が設けられる。複数のマーク形成部５は、テーブル本体４２の（－Ｙ）側の端部に設けられてもよい。テーブル本体４２の内部構造、および、マーク形成部５の構成の詳細については後述する。

保持プレート４３は薄い板状であり、例えばアルミニウム等の金属により形成される。保持プレート４３は、テーブル本体４２の上側の面に載置される。保持プレート４３により、テーブル本体４２のおよそ全体が覆われる。保持プレート４３には、複数（多数）の吸引口４３１が全体に亘って一様に設けられる。複数の吸引口４３１は、負圧空間４２１に接続される。基材９の第１主面９１にパターンを露光する際には、基材９の第１主面９１とは反対側の第２主面９２（図１参照）が保持プレート４３に接触する。第２主面９２は、複数の吸引口４３１により吸引される。このように、保持プレート４３は、複数の吸引口４３１により基材９を吸着保持する吸着プレートである。

図３は、図２中の破線にて囲む領域Ａ１を拡大して示す図であり、保持プレート４３を取り除いてテーブルユニット４の内部を示している。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶの位置におけるテーブルユニット４の断面図であり、図５は、図３中のＶ－Ｖの位置におけるテーブルユニット４の断面図である。

図３に示すテーブル本体４２には、負圧空間４２１が形成される。負圧空間４２１は、テーブル本体４２の上側（＋Ｚ側）の面において下方に向かって窪む凹部である。負圧空間４２１は、ポンプ等を有する減圧機構に接続されており、負圧空間４２１が減圧される。これにより、保持プレート４３上に載置される基材９が複数の吸引口４３１を介して吸引されて保持される。一例では、テーブル本体４２には、互いに独立した複数の負圧空間４２１が設けられており、保持プレート４３上に載置される基材９のサイズに応じて、実際に減圧する負圧空間４２１が選択される。また、テーブル本体４２には、上下方向に貫通する複数の保持孔４２２が形成される。各マーク形成部５は、略円柱状であり、保持孔４２２に挿入されてテーブル本体４２に固定される。図３の例では、負圧空間４２１の底面から突出する複数の突出部４２３が設けられており、突出部４２３によりマーク形成部５の上部が支持される。

複数のマーク形成部５は、参照マーク９２１形成用の光学ユニットであり、互いに同様の構成を有する。図４および図５に示すように、各マーク形成部５は、光源５１と、照明光学系５２と、マスク５３と、投影光学系５４と、鏡筒５５とを備える。鏡筒５５は、有底の略円筒状であり、光源５１、照明光学系５２、マスク５３および投影光学系５４を収容する。鏡筒５５の底部５５１には、光源５１が取り付けられる。鏡筒５５の内部では、底部５５１から保持プレート４３側に向かって順に、光源５１、照明光学系５２、マスク５３および投影光学系５４が光軸Ｊ１に沿って配置される。光源５１は、例えば半導体レーザであり、レーザ光を出射する。光源５１は、半導体レーザ以外のＬＥＤ等であってもよい。光源５１が出射する光の波長帯は、例えば描画ヘッド３１の光源３２が出射する光の波長帯とほぼ同じであり、本実施の形態では、光源５１および光源３２が出射する光は紫外線である。照明光学系５２は、光源５１からの光をマスク５３に照射する。

マスク５３には、当該光を遮蔽する材料にて所定のパターンが形成される。投影光学系５４は、マスク５３を通過した光を光軸Ｊ１に沿って保持プレート４３側へと導く。保持プレート４３において、光軸Ｊ１と交差する位置には、開口４３２（以下、「プレート開口４３２」という。）が設けられる。マスク５３からの光は、プレート開口４３２を介して基材９の第２主面９２に照射される。実際には、投影光学系５４によりマスク５３の像が第２主面９２に形成される。図４および図５では、二点鎖線にて基材９を示している。

本実施の形態では、鏡筒５５は、複数の部分に分離可能であり、最も保持プレート４３側の部分は、光軸Ｊ１を中心とする略円環状の環状蓋部５６である。図６は、図４中の環状蓋部５６の近傍を拡大して示す図である。

環状蓋部５６は、蓋部本体５７と、中央環状部５８とを備える。蓋部本体５７は、光軸Ｊ１を中心とする略円環状である。蓋部本体５７では、上側の部位の内径が、下側の部位よりも大きくなっている。すなわち、蓋部本体５７には、上側に位置する大径孔部５７１と、下側に位置する小径孔部５７２とが設けられ、大径孔部５７１の直径が小径孔部５７２よりも大きい。

図３および図５に示すように、蓋部本体５７の上面において大径孔部５７１の周囲には、上方に突出する２つの円弧状突起部５７３が設けられる。２つの円弧状突起部５７３は、光軸Ｊ１を中心とするとともに同じ半径の円弧状であり、円弧の角度は１８０度よりも小さい。Ｘ方向に垂直かつ光軸Ｊ１を含む面に対して、２つの円弧状突起部５７３は対称である。２つの円弧状突起部５７３の上端は、保持プレート４３の下面に接触する。図３に示すように、２つの円弧状突起部５７３における（＋Ｙ）側の２つの端部の間、および、（－Ｙ）側の２つの端部の間のそれぞれには、間隙５７４が設けられる。また、蓋部本体５７の上面において、２つの円弧状突起部５７３の周囲における円環状の領域は、図５に示すように、保持プレート４３の下面から僅かに離れる。当該円環状の領域と保持プレート４３の下面との間の空間は、負圧空間４２１に直接的に接続する。

図６に示す投影光学系５４において、最も保持プレート４３側に配置されるレンズ５４１（以下、「最外レンズ５４１」という。）は、大径孔部５７１内に配置される。最外レンズ５４１は、マーク形成部５において最も保持プレート４３側に配置される透光部材である。最外レンズ５４１の下面における外周部は、小径孔部５７２の上端の縁に接触する。

中央環状部５８は、光軸Ｊ１を中心とする略円環状であり、大径孔部５７１内に挿入される。中央環状部５８では、上側の部位の内径が、下側の部位よりも小さくなっている。すなわち、中央環状部５８には、上側に位置する小径孔部５８１と、下側に位置する大径孔部５８２とが設けられ、小径孔部５８１の直径が大径孔部５８２よりも小さい。上下方向において、小径孔部５８１は、保持プレート４３のプレート開口４３２と対向する。最外レンズ５４１の上面における外周部は、中央環状部５８において、小径孔部５８１の下端から大径孔部５８２の上端へと径方向（光軸Ｊ１を中心とする径方向）外方に広がる略円環状の面に接触する。これにより、最外レンズ５４１が、上下方向において蓋部本体５７と中央環状部５８とにより挟持される。

図３に示すように、中央環状部５８の上面には、Ｙ方向の全体に亘って延びる溝部５８３が設けられる。溝部５８３の一部は、小径孔部５８１と重なる。例えば、上下方向において、溝部５８３の深さは、小径孔部５８１の深さよりも小さい。また、Ｘ方向における溝部５８３の幅は、小径孔部５８１の直径よりも小さい。長手方向における溝部５８３の両端は、２つの円弧状突起部５７３の間に設けられた２つの間隙５７４にそれぞれ接続する。Ｘ方向における間隙５７４の幅は、溝部５８３の幅よりも大きいことが好ましい。

中央環状部５８の上面において、溝部５８３および小径孔部５８１を除く領域は、保持プレート４３の下面に近接する。換言すると、プレート開口４３２に対向する位置を除き、溝部５８３の上方が、保持プレート４３によりおよそ閉塞される。後述するように、溝部５８３には所定の気体が供給され、当該気体が溝部５８３に沿って流れる。このように、中央環状部５８の溝部５８３により画定される気体流路が、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間に設けられる。本実施の形態では、当該気体流路の流路面積（溝部５８３の長手方向に垂直な断面積）は、プレート開口４３２の開口面積よりも小さい。なお、中央環状部５８の上面において、気体流路はＹ方向以外の方向に延びていてもよい。

図３に示すように、溝部５８３の底面には、上下方向に延びる連絡孔５８４が設けられる。図６に示すように、最外レンズ５４１の外周と大径孔部５８２の内周面との間には環状空間５８５が形成されており、連絡孔５８４は環状空間５８５に接続する。また、蓋部本体５７の外周面には、光軸Ｊ１に向かって水平方向に延びる連絡孔５７６が設けられる。連絡孔５７６は、小径孔部５７２の内周面へと接続する。蓋部本体５７において、大径孔部５７１の下端から小径孔部５７２の上端へと径方向内方に広がる略円環状の面には、下方に向かって延びる連絡孔５７７が設けられる。連絡孔５７７の両端は、環状空間５８５および連絡孔５７６に接続する。鏡筒５５には、連絡孔５７６に接続する連絡孔５５２が設けられる。図４に示すように、テーブル本体４２には、連絡孔５５２に接続する連絡孔４２４が設けられる。

露光装置１は、気体供給部７１をさらに備える。気体供給部７１は、ポンプ等を有し、所定の清浄な気体（以下、「清浄気体」という。）を、テーブル本体４２の連絡孔４２４に供給する。清浄気体は、例えば、フィルタ等を通過させた清浄な空気である。清浄気体は、不要物を含まない空気以外の気体であってもよい。本実施の形態では、気体供給部７１は、一定の流量にて清浄気体を連絡孔４２４に供給する。清浄気体の流量は、必要に応じて変動させてもよい。連絡孔４２４に供給された清浄気体は、図６の連絡孔５５２，５７６，５７７を介して環状空間５８５に充填され、さらに、連絡孔５８４を介して溝部５８３に供給される。清浄気体は、連絡孔５８４から溝部５８３の両端に向かって溝部５８３に沿って流れる。

保持プレート４３が基材９を保持していない場合、溝部５８３内において連絡孔５８４から光軸Ｊ１に向かって流れる清浄気体の一部は、保持プレート４３のプレート開口４３２から外部に排出（噴出）される。換言すると、プレート開口４３２の内部が、大気圧よりも高い正圧となる。これにより、保持プレート４３の上面側からプレート開口４３２内に不要物が入り込むことが防止または抑制される。当該清浄気体の残りは、中央環状部５８の小径孔部５８１とプレート開口４３２との間を通過する、すなわち、保持プレート４３の下面側においてプレート開口４３２を横断する。したがって、プレート開口４３２内に不要物が入り込んだとしても、プレート開口４３２を横断する清浄気体と共に、当該不要物が溝部５８３に沿って流される。

プレート開口４３２を横断した清浄気体は、円弧状突起部５７３間の一方の間隙５７４を介して、蓋部本体５７の上面と保持プレート４３との間の空間へと至り、負圧空間４２１に排出される。また、溝部５８３内において連絡孔５８４から光軸Ｊ１とは反対側に向かって流れる清浄気体は、円弧状突起部５７３間の他方の間隙５７４、および、蓋部本体５７と保持プレート４３との間の空間を通過して、負圧空間４２１に排出される。

保持プレート４３が基材９を保持している場合には、基材９によりプレート開口４３２が閉塞されるため、溝部５８３内において連絡孔５８４から光軸Ｊ１に向かって流れる清浄気体のほぼ全てが、プレート開口４３２を横断する。当該清浄気体は、円弧状突起部５７３間の一方の間隙５７４、および、蓋部本体５７の上面を通過して、負圧空間４２１に排出される。このように、清浄気体の排出経路が設けられることにより、プレート開口４３２の内部が過度に高い圧力となることが防止され、保持プレート４３上の基材９が持ち上げられることが防止または抑制される。換言すると、テーブル４１では、マーク形成部５と保持プレート４３との間に供給される清浄気体の圧力を逃がす構造を設けることにより、パターンの露光において基材９の平面度が低下することが防止または抑制される。溝部５８３内において連絡孔５８４から光軸Ｊ１とは反対側に向かって流れる清浄気体は、保持プレート４３が基材９を保持していない場合と同様である。

実際には、プレート開口４３２の開口面積に対して、気体流路である溝部５８３の断面積が過度に小さい場合、基材９が持ち上げられやすくなる。また、プレート開口４３２の開口面積に対して、溝部５８３の断面積が過度に大きい場合、プレート開口４３２の内部の圧力が低くなり、不要物がプレート開口４３２に入り込みやすくなる、または、プレート開口４３２の内部を所定の正圧にするために、大量の清浄気体を供給する必要が生じる。したがって、プレート開口４３２の開口面積と、溝部５８３の断面積との比は、上記を考慮して決定されることが好ましい。一例では、上記比は、１：０．８である。

図７は、露光装置１が基材９にパターンを露光する動作の流れを示す図である。図１の露光装置１が基材９にパターンを露光する際には、まず、露光部３よりも（－Ｙ）側の位置（以下、「移載位置」という。）に配置されたテーブル４１上に、外部の搬送機構により基材９が載置されて保持される（ステップＳ１１）。このとき、図２に示す保持プレート４３上に設けられた当て板４９等を利用して、保持プレート４３に対する基材９の位置がある程度調整される。ここでは、基材９の第２主面９２が保持プレート４３に接触し、第１主面９１が露光部３に対向するものとする。なお、基材９では、第１主面９１および第２主面９２の双方に感光材料が設けられている。

続いて、図１のテーブル移動機構６２により、テーブル４１の移動方向への連続的な移動が開始される。また、テーブル４１の移動に同期して複数の描画ヘッド３１が制御され、基材９の第１主面９１に向けて変調した光が出射される。これにより、図８に示すように、基材９の第１主面９１にパターン９１１が露光される（ステップＳ１２）。図８では、図示の便宜上、パターン９１１および後述の参照マーク９２１等を模式的に示している（後述の図９、図１１および図１２において同様）。

第１主面９１のおよそ全体に対してパターン９１１が露光されると、テーブル４１の移動方向への移動が停止される。なお、露光装置１では、複数の描画ヘッド３１またはテーブル４１を幅方向に移動する機構が設けられ、テーブル４１の移動方向への移動（主走査）が完了する毎に、複数の描画ヘッド３１またはテーブル４１を幅方向に間欠的に移動（副走査）することにより、第１主面９１へのパターン９１１の露光が行われてもよい。

また、図２に示す複数対のマーク形成部５のうち、基材９の両側部（幅方向の両端部）に対向する一対のマーク形成部５が選択される。そして、当該一対のマーク形成部５のそれぞれにおいて、光源５１（図４参照）からレーザ光を出射することにより、第２主面９２のプレート開口４３２に対向する位置にマスク５３の像が形成される。これにより、図８に示すように、第２主面９２に一対の参照マーク９２１が形成される（ステップＳ１３）。

露光装置１では、露光部３および各マーク形成部５の位置が予め校正されており、テーブル４１上の基材９において、第１主面９１上のパターン９１１と第２主面９２上の参照マーク９２１との間の相対的な位置（Ｘ方向およびＹ方向の位置）が予め設定された位置となる。第２主面９２に対する参照マーク９２１の形成は、第１主面９１に対するパターン９１１の露光に並行して行われることが好ましい。パターン９１１の露光と参照マーク９２１の形成との間において、テーブル４１上の基材９の位置を移動させない場合には、参照マーク９２１の形成が、パターン９１１の露光の前または後に行われてもよい。

第１主面９１に対するパターン９１１の露光、および、第２主面９２に対する参照マーク９２１の形成が完了すると、テーブル４１が移載位置に配置され、外部の搬送機構により基材９がテーブル４１から取り出される。当該基材９は当該搬送機構により反転された後、テーブル４１上に載置されて保持される（ステップＳ１４）。これにより、図９に示すように、第１主面９１が保持プレート４３に接触し、第２主面９２が露光部３に対向する。

続いて、テーブル移動機構６２によりテーブル４１が移動方向に移動し、一対の参照マーク９２１が２個の撮像部３６の下方に配置される。図９では、二点鎖線にて撮像部３６を示している。２個の撮像部３６は、ステップＳ１３において利用された一対のマーク形成部５と、幅方向の同じ位置に配置されており、各撮像部３６により第２主面９２の参照マーク９２１が撮像される（ステップＳ１５）。制御部２では、２個の撮像部３６の撮像画像に基づいて、テーブル４１に対する一対の参照マーク９２１の位置および傾きが取得される。これにより、テーブル４１に対する第１主面９１のパターン９１１の位置および傾きが取得される。なお、撮像部３６による撮像画像において、第２主面９２の感光材料に形成された参照マーク９２１が確認不能である場合等には、ステップＳ１４において、参照マーク９２１の現像等が行われてもよい。また、第１主面９１のパターン９１１の位置の取得に求められる精度によっては、１つの参照マーク９２１のみが利用されてもよい。

その後、テーブル４１を移動方向に連続的に移動しつつ、複数の描画ヘッド３１が制御され、基材９の第２主面９２にパターンが露光される（ステップＳ１６）。このとき、当該パターンの露光に利用される描画データが、第１主面９１のパターン９１１の位置および傾きに合わせて補正される。これにより、第２主面９２のパターンの位置および傾きが、第１主面９１のパターン９１１に対して正確に合わせられる。第２主面９２に対するパターンの露光が完了すると、テーブル４１が移載位置に配置され、外部の搬送機構により基材９がテーブル４１から取り出される（ステップＳ１７）。以上の動作により、露光装置１によるパターンの露光動作が完了する。

露光装置１において、上記の基材９とは幅方向における幅が異なる他の基材９にパターンを露光する場合には、ステップＳ１３において、他の一対のマーク形成部５が参照マーク９２１の形成に利用される。当該他の一対のマーク形成部５は、テーブル４１上の当該他の基材９の両側部に対向する。そして、ステップＳ１５では、当該他の一対のマーク形成部５と幅方向の同じ位置に配置された２個の撮像部３６により、第２主面９２上の参照マーク９２１が撮像され、第２主面９２に対するパターンの露光において、第１主面９１上のパターン９１１との位置合わせ（アライメント）が行われる。このように、一の種類の基材９に対して一のマーク形成部５を利用し、他の種類の基材９に対して他のマーク形成部５を利用することにより、露光装置１では、様々な種類の基材９に対してパターンを露光することが可能である。

以上に説明したように、露光装置１では、保持プレート４３に設けられたプレート開口４３２を介して基材９の主面に光を照射することにより、参照マーク９２１を当該主面に形成するマーク形成部５が設けられる。露光装置１における露光動作では、露光部３が、テーブル４１に保持される基材９の第１主面９１にパターンを露光する際に、マーク形成部５により、第２主面９２に参照マーク９２１が形成される。また、露光部３が、第２主面９２にパターンを露光する際に、当該参照マーク９２１が参照される。これにより、第２主面９２のパターンの位置および傾きを、第１主面９１のパターン９１１に対して正確に合わせることが可能となる。また、参照マーク９２１を効率よく形成することも実現される。

また、気体供給部７１により、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間に清浄気体が供給され、清浄気体が、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間においてプレート開口４３２を横断して流れる。これにより、マーク形成部５における最外レンズ５４１の表面に不要物が付着することを抑制することができる。さらに、プレート開口４３２の内部が正圧とされることにより、プレート開口４３２内に不要物が入り込みにくくなり、最外レンズ５４１の表面に不要物が付着することをさらに抑制することができる。保持プレート４３上に基材９が保持されている場合に、清浄気体がプレート開口４３２を横断して流れる、すなわち、当該清浄気体が最外レンズ５４１と保持プレート４３との間から排出されることにより、プレート開口４３２内が過度に高い圧力となることが防止される。その結果、基材９が持ち上げられて、基材９の平面度が低下することが防止または抑制され、パターンの露光を適切に行うことが可能となる。

露光装置１では、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間において、保持プレート４３に沿う一の方向に延びる気体流路（溝部５８３）が設けられ、清浄気体が当該気体流路を流れる。このように、清浄気体が専用の気体流路を流れることにより、気体流路を設けない場合に比べて、プレート開口４３２を横断する清浄気体の流速を容易に大きくすることができる。その結果、最外レンズ５４１への不要物の付着をより確実に抑制することができる。

また、当該気体流路の流路面積が、プレート開口４３２の面積よりも小さいことにより、プレート開口４３２からある程度の量の清浄気体を噴出させて、プレート開口４３２内に不要物が入り込むことをさらに抑制することができる。プレート開口４３２を横断した清浄気体が、テーブル本体４２の負圧空間４２１に流入することにより、清浄気体を適切に排出することができる。

図１０は、露光装置の他の例を示す図であり、テーブルユニット４ａを示している。図１０のテーブルユニット４ａでは、マーク形成部５に代えてマーク撮像部５ａが設けられる点で、図２のテーブルユニット４と相違する。テーブルユニット４ａを有する露光装置１の他の構成は、図１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。

マーク撮像部５ａは、参照マーク９２１撮像用の光学ユニットであり、図４のマーク形成部５における光源５１が撮像素子に置き換えられる。また、マスク５３および照明光学系５２が省略され、投影光学系５４により、基材９の主面においてプレート開口４３２に対向する領域の像が、撮像素子の撮像面上に形成される。投影光学系５４の最外レンズ５４１の周囲の構造、すなわち、環状蓋部５６の構造は、図６と同様である。なお、マーク撮像部５ａにおいて、照明用の光源（基材９の感光材料を感光させない波長帯の光源）が必要に応じて設けられてもよい。

テーブルユニット４ａを有する露光装置１における露光動作の一例では、露光部３により、図１１に示すように、基材９の第１主面９１にパターン９１１が露光される。また、露光部３により、第１主面９１に複数（図１１では、２個）の参照マーク９２１が形成される。続いて、基材９が反転され、第１主面９１が保持プレート４３に接触する。このとき、図１２に示すように、各参照マーク９２１がプレート開口４３２に対向する位置に配置され、マーク撮像部５ａにより参照マーク９２１が撮像される。なお、テーブルユニット４ａでは、テーブルユニット４に比べてプレート開口４３２が大きくされ、基材９において、マーク撮像部５ａによる広い撮像領域が確保されることが好ましい。

制御部２では、複数のマーク撮像部５ａの撮像画像に基づいて、テーブル４１に対する複数の参照マーク９２１の位置および傾きが取得される。これにより、テーブル４１に対する第１主面９１のパターン９１１の位置および傾きが取得される。その後、基材９の第２主面９２にパターンが露光される。このとき、当該パターンの露光に利用される描画データが、第１主面９１のパターン９１１の位置および傾きに合わせて補正される。これにより、第２主面９２のパターンの位置および傾きが、第１主面９１のパターン９１１に対して正確に合わせられる。

以上に説明したように、露光装置１では、基材９の主面に形成された参照マーク９２１をプレート開口４３２を介して撮像するマーク撮像部５ａが設けられる。露光装置１における露光動作では、露光部３が、テーブル４１に保持される基材９の第１主面９１にパターンを露光する際に、参照マーク９２１も第１主面９１に形成される。また、露光部３が、第２主面９２にパターンを露光する際に、マーク撮像部５ａにより当該参照マーク９２１が撮像されて、当該パターンの露光において参照される。これにより、第２主面９２のパターンの位置および傾きを、第１主面９１のパターン９１１に対して正確に合わせることが可能となる。

また、テーブルユニット４ａにおいても、気体供給部７１により、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間に清浄気体が供給され、清浄気体が、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間においてプレート開口４３２を横断して流れる。これにより、マーク撮像部５ａにおける最外レンズ５４１の表面に不要物が付着することを抑制することができる。さらに、プレート開口４３２の内部が正圧とされることにより、プレート開口４３２内に不要物が入り込みにくくなり、最外レンズ５４１の表面に不要物が付着することをさらに抑制することができる。

上記露光装置１では様々な変形が可能である。

光学ユニットであるマーク形成部５およびマーク撮像部５ａでは、最外レンズ５４１と保持プレート４３との間に透光板等の他の透光部材が設けられてもよい。この場合、不要物が当該透光部材の表面に付着することを抑制するため、当該透光部材と保持プレート４３との間に清浄気体が供給される。以上のように、露光装置１では、光学ユニットにおいて最も保持プレート４３側に配置される透光部材と保持プレート４３との間に気体供給部７１により清浄気体が供給され、清浄気体が当該透光部材と保持プレート４３との間においてプレート開口４３２を横断して流れる、または／および、清浄気体によりプレート開口４３２の内部が正圧となることが重要である。

図３の環状蓋部５６では、気体流路を形成する溝部５８３を省略することも可能である。この場合でも、連絡孔５８４から中央環状部５８の上面に供給される清浄気体が、当該上面に沿って周囲に広がるため、プレート開口４３２を横断するように清浄気体を流すとともに、プレート開口４３２の内部を正圧とすることが可能となる。

テーブル４１が、吸引以外の方式（例えば、機械的なチャック）により基材９を保持する場合等には、プレート開口４３２を横断した清浄気体が流入する、専用の排出流路がテーブル本体４２等に設けられてもよい。

上記露光装置１では、基材９を挟んで露光部３に対向する、露光用のテーブル４１に、光学ユニットが設けられるが、例えば、参照マーク９２１形成用、または、参照マーク９２１撮像用の他のテーブルに、光学ユニットが設けられてもよい。この場合、基材９が当該他のテーブルの保持プレート上に保持された状態で、当該保持プレートのプレート開口を介して、光学ユニットにより基材９の主面に光が照射される、または、当該主面が撮像される。

上記マーク形成部５では、感光材料が設けられた第２主面９２に対して光を照射することにより参照マーク９２１が形成されるが、マーク形成部５から高強度のレーザ光が出射され、感光材料が設けられていない第２主面９２を部分的に削ることにより参照マーク９２１が形成されてもよい。

マーク撮像部５ａにより撮像される参照マーク９２１は、他の装置において形成されたものであってもよい。この場合、例えば、第１主面９１にパターンを露光する際に、第１主面９１を撮像する撮像部３６により当該参照マーク９２１が撮像され、第２主面９２にパターンを露光する際に、マーク撮像部５ａにより当該参照マーク９２１が撮像される。これにより、第２主面９２のパターンの位置および傾きを、第１主面９１のパターン９１１に対して正確に合わせることが可能となる。

上記実施の形態では、露光装置１が直接描画装置である場合について説明したが、露光装置１の露光部３は、マスク等に形成されたパターンを基材９に投影して、パターンを露光するものであってもよい。

露光装置１では、テーブルユニット４の位置が固定され、基材９にパターンを露光する際に、露光部３が移動方向に移動してもよい。

パターンが露光される基材９は、プリント基板以外に、半導体基板やガラス基板等であってもよい。また、基材９は、フレキシブル基板等、フィルム状であってもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 露光装置
３ 露光部
５ マーク形成部
５ａ マーク撮像部
９ 基材
４１ テーブル
４３ 保持プレート
７１ 気体供給部
９１ 第１主面
９２ 第２主面
４２１ 負圧空間
４３１ 吸引口
４３２ プレート開口
５４１ 最外レンズ
５８３ 溝部
９１１ パターン
９２１ 参照マーク

Claims (7)

1. 露光装置であって、
   板状またはフィルム状の基材にパターンを露光する露光部と、
   前記基材の一の主面に接触する保持プレートを有し、前記基材を保持するテーブルと、
   前記保持プレートに設けられた開口を介して前記基材の前記主面に光を照射することにより、前記露光部によるパターンの露光において参照される参照マークを前記主面に形成する、または、前記基材の前記主面に形成された参照マークを前記開口を介して撮像する光学ユニットと、
   前記光学ユニットにおいて最も前記保持プレート側に配置される透光部材と前記保持プレートとの間に所定の気体を供給する気体供給部と、
   を備え、
   前記気体供給部により供給される前記気体が、前記透光部材と前記保持プレートとの間において前記開口を横断して流れることを特徴とする露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記透光部材と前記保持プレートとの間において、前記保持プレートに沿う一の方向に延びるとともに、前記気体が流れる気体流路が設けられることを特徴とする露光装置。
3. 請求項２に記載の露光装置であって、
   前記気体流路の流路面積が、前記開口の面積よりも小さいことを特徴とする露光装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の露光装置であって、
   前記保持プレートが、負圧空間に接続された複数の吸引口により前記基材を吸着保持する吸着プレートであり、
   前記開口を横断した前記気体が前記負圧空間に流入することを特徴とする露光装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の露光装置であって、
   前記光学ユニットが、前記基材の前記主面に前記参照マークを形成するマーク形成部であり、
   前記露光部が、前記テーブルに保持される前記基材の他の主面にパターンを露光する際に、前記光学ユニットが、前記主面に前記参照マークを形成し、
   前記露光部が、前記主面にパターンを露光する際に、前記参照マークが参照されることを特徴とする露光装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の露光装置であって、
   前記光学ユニットと同様の構成を有し、前記保持プレートに設けられた他の開口を介して基材に参照マークを形成する、または、基材の参照マークを撮像する他の光学ユニットをさらに備え、
   一の種類の基材に対して前記光学ユニットが利用され、他の種類の基材に対して前記他の光学ユニットが利用されることを特徴とする露光装置。
7. 露光装置であって、
   板状またはフィルム状の基材にパターンを露光する露光部と、
   前記基材の一の主面に接触する保持プレートを有し、前記基材を保持するテーブルと、
   前記保持プレートに設けられた開口を介して前記基材の前記主面に光を照射することにより、前記露光部によるパターンの露光において参照される参照マークを前記主面に形成する光学ユニットと、
   前記光学ユニットにおいて最も前記保持プレート側に配置される透光部材と前記保持プレートとの間に所定の気体を供給することにより、前記開口の内部を正圧にする気体供給部と、
   を備えることを特徴とする露光装置。

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