CN102375346A - 液晶曝光装置 - Google Patents

Abstract

在曝光装置中将基板接触支撑于卡盘这一方法，有可能会因附着于基板的尘埃而发生仿照基板保持形状的“里面转印”，或者因基板与卡盘的接触顺序等而在基板上发生皱折等使平坦度受损，发生曝光不良。为此，设置在卡盘上利用空气力使基板进行浮起的部件，通过以非接触方式保持基板，就能够防止有可能因接触状态而发生的平坦度的损害和皱折的发生，将曝光图案在基板上高精度地进行曝光。另外，通过设置恒温(定温)部件，就能够防止使其浮起的基板的温度变化(上升)，所以不会有基板的浮起曝光所导致的逊色。

Description

液晶曝光装置

技术领域

本发明涉及曝光装置。例如涉及液晶显示用面板的制造装置、尤其是将掩模上所描绘的图案在玻璃基板上进行曝光的液晶曝光装置。

背景技术

作为显示用面板所使用的液晶显示器装置的TFT(Thin FilmTransistor)基板及滤色片基板、等离子体显示器面板用基板以及有机EL(Electroluminescence)显示面板用基板等，利用曝光装置通过光刻蚀技术在基板上形成图案来进行制造。一般而言，曝光装置具备将基板真空吸附进行保持的卡盘，并向卡盘上所保持的基板表面照射透过光掩模的光来进行曝光。

在卡盘中以往就有基板保持面平坦和在基板保持面设置多个销形状的凸部这两者。后者借助于由销形状的凸部用多个点支撑基板，并通过将销形状的凸部以外的部分与基板的空间进行真空吸引而将基板真空吸附进行保持。在这种卡盘中，为了使大型基板均等地进行真空吸附，将销形状的凸部以外的部分与基板的空间分成多个真空区域来进行真空吸引。因此，在基板保持面上设置有用于形成多个真空区域的堤坝部(线条)。

在如玻璃基板等那样光透过的基板中，曝光时透过基板的光在卡盘进行反射，再次透过基板并到达基板的表面，由此将会发生卡盘的表面形状等在基板的表面显像这一现象。此现象被称之为“里面转印”。

在以往的基板保持面平坦的卡盘中，基板里面的污渍堆积于卡盘并因该污渍而发生里面转印。相对于此，在基板保持面设置了销形状的凸部的卡盘中，较少发生污渍堆积所导致的里面转印。

但是，若真空区域的吸附力太强，仿照基板保持面的形状的“里面转印”之类的现象将会发生，为此人们还提出将吸附力按两阶段进行切换的方案。具体而言就是，最初用较强的吸附力很快将基板保持在卡盘上，接着，为了避免“里面转印”而用较弱的吸附力保持基板以减小基板的变形来进行曝光。这里，为了将吸附力按两级进行切换，将设置在真空区域上的吸附孔所结连的真空力切换成高真空和低真空来实现。

通常经由设置于卡盘上的多个上顶销来进行基板向卡盘的搭载。上顶销自卡盘的表面上升，在从机器人等的装卸臂接受基板以后再次下降，将基板放置于卡盘的表面。

在曝光装置上要求减低曝光不良，同时还要求生产节拍时间的缩短以提高大量生产性能。为了缩短生产节拍时间，有效的方法是提高上顶销的下降、上升的速度，将基板很快地设置在卡盘上，并在曝光后迅速地进行拆卸。

但是，若提高销的下降速度将基板靠近于卡盘，则基板与卡盘之间的空气就不会完全地逃到外部，空气残留于基板和卡盘的中央部使基板的中央部鼓起来，将发生平坦度受损之类的问题。

而且，越是提高该速度，空气被关在里面而使中央部很大地鼓起之类的问题越是明显化。因此，为了缩短曝光装置的生产节拍时间，就需要在将基板搭载于卡盘时，将被关在基板与卡盘之间的空气有效地进行排出。因此，人们提出如下卡盘构造：在卡盘表面的非真空区域设置从卡盘的中央连结到左右/上下两端的槽，同时在此槽上设置从卡盘表面侧(基板安装侧)穿到里面(背面)的空气孔，由此使被基板和卡盘所关起来的空气，经由上述槽和空气孔迅速地(有效地)在卡盘的侧面和背面排出空气。这里，空气孔被指定成直径小于等于4毫米以便不会引起“里面转印”。

如前述那样，借助于卡盘表面的堤坝部设置真空区域和非真空区域，并在非真空区域设置有槽和空气孔以迅速地排出使基板接近于卡盘时发生的两者间的空气。另外，人们还提出如下曝光装置：在真空区域设置销状的凸部和吸附孔，通过将吸气孔的真空度切换成高真空和低真空，在将基板安装于卡盘时以较强的吸附力保持基板，迅速地排出空气以缩短生产节拍时间而高速化，然后，在曝光时通过以较弱的吸附力进行保持，使与堤坝部、凸部的接触所导致的接触变形减小，由此减少里面转印、也就是说减少不良发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利公开特开2007-180125号公报

在文献1的公知例子中，在卡盘整面上设置通过堤坝部所划分的真空区域，为了防止“里面转印”，就需要在此真空区域设置许多销状的凸部以使基板进行点(微小面积)接触，另外，还需要在非真空区域设置许多槽和小径空气孔，这就有卡盘表面的加工变得非常复杂使生产性变差之类的课题。

另外，虽然可以将真空区域的吸附力切换成高真空和低真空，在曝光时减小吸附力使与基板的接触部的变形减小，以确保基板的平坦性，但只要用堤坝部支撑基板并使其吸附接触，就会发生接触部的变形，所以难以完全地确保基板的平坦性。因此，仍存在仿照基板保持面的形状的“里面转印”的可能性。

另外，伴随于基板的大型化，卡盘面亦大型化，因此，真空区域的数量不断增加，所以使构成真空区域的堤坝部的高度相同在制作上较难，就有可能会因堤坝部与基板的接触状态的差别而发生气密性的差别。具体而言，在因堤坝部高度不一、尘埃混入等使基板与堤坝部无法完全接触而在局部发生间隙的真空区域，空气从周围流入真空区域，即便用同一真空力(泵)吸出空气，也无法使全部真空区域的真空度相同。因此，在各个真空区域的吸引力上发生差异，据此就有基板的变形不同使平坦度受损而无法高精度地曝光掩模图案这种可能性。另外，还有可能发生仿照基板保持面的形状的“里面转印”。

另外，在较大的基板中，很难从基板中心朝向外侧依次使其接触到卡盘，假使在最初从基板的外侧接触到卡盘，其次内侧进行接触的情况下，即便用空气孔、真空区域将卡盘和基板上所剩余的空气排除，因基板外侧与卡盘的接触摩擦而不会使基板的皱折伸展并变得平行。这根据如下现象就能够容易地理解，例如在敷设较大的毛绒毯时，若一旦因某种理由在中央部出现鼓起，则因毛绒毯与地板的接触摩擦而不会使毛绒毯变得平坦。

也就是说，在卡盘整面上设置凸部、堤坝部所组成的真空区域，对基板进行接触支撑(保持)这一方法中，假使如图15(1)所示那样基板变大就易于在基板的中央残留空气。这一点向基板的下降速度变得越快就越变得显著。在因空气等而使中央部鼓起来的形状下将基板设置于卡盘时，纵使通过真空区域以真空力200将两者的空气进行排出，也会因基板的周边部与真空区域的接触摩擦而使基板不能变得平坦，所以如图15(2)所示那样就有可能在基板上残留皱折201。

本发明的目的就是实现以下事项之中至少一个以上。此外，以下事项有时候分别独立地实现，有时候多个同时实现。

(1)防止“里面转印”。

(2)缩短基板的卡盘搭载时间以缩短生产节拍时间。

(3)通过将基板向卡盘平坦地进行保持就可以正确地曝光掩模的曝光图案(形状)，也就是说能够实现没有应变(变形)的高精度曝光。

(4)可以提供卡盘制造简单的曝光装置。

发明内容

本发明为了上述目的而具备以下特征。此外，本发明有时候分别独立地具备以下特征，有时候则同时具备多个特征。

本发明的第1特征在于设置将基板在卡盘上用空气膜(支承)使其浮起的浮起部件。具体而言就是采用如下机构：在卡盘的表面设置吐出压缩空气的吐出口，借助于来自吐出孔的高压空气使基板浮起在卡盘表面，以非接触方式保持基板。

本发明的第2特征在于设置将基板进行吸附保持的吸附保持部件。在使基板进行浮起的情况下，由于基板与卡盘之间没有接触阻力，基板在平面方向自由地进行移动，所以就要防止它以使基板的位置(旋转角度/姿态)相对于卡盘保持固定。

作为此吸附保持部件之一就是(a)在上顶销的前端设置了吸附孔的带吸附孔上顶销。借助于此带吸附孔上顶销，使搬入时基板相对于卡盘的位置(旋转角度/姿态)从曝光起保持到被排出为止(因此，如果在通过机器人进行搬入以前测定好基板的位置(姿态)，就能够将该数据用作卡盘的位置(姿态)控制数据)。

另外，作为上述吸附保持部件的其他例子就是(b)在卡盘上设置由吸附孔和堤坝部所形成的真空区域。而且，将此堤坝部的高度设定成与曝光时的基板浮起量大致相同的高度。而且，这些吸附保持部件保持基板的卡盘对面侧(与掩模对面相反一侧)。据此，就可以将掩模接近于基板，可以进行所谓的临近(接近)曝光。

本发明的第3特征是设置用于将基板的温度保持固定(恒温化)的恒温化部件。作为恒温部件，例如有在卡盘上设置恒温装置，但可以将基板与卡盘之间的空气变成在基板的冷却性能上表现出色的气体。

另外，本发明具有以下特征作为其他特征。

本发明的第4特征在于具有搭载上述基板的第1搭载部，上述第1搭载部具有使上述基板相对于上述第1搭载部进行浮起的第1基板浮起部。

本发明的第5特征在于上述第1基板浮起部具有向上述基板供给媒介物的供给部。

本发明的第6特征在于上述供给部向上述基板供给第1媒介物和压力低于上述第1媒介物的第2媒介物，并控制上述第1媒介物的供给量和上述第2媒介物的供给量。

本发明的第7特征在于上述第1搭载部具有载置上述基板的第1上下移动部。

本发明的第8特征在于上述第1上下移动机构具有吸附上述基板的基板吸附部。

本发明的第9特征在于上述第1搭载部具有载置上述基板的第2上下移动部，上述第1上下移动部和上述第2上下移动部同步进行活动。

本发明的第10特征在于上述第1搭载部具有比上述第1搭载部上的气压还低的低气压区域。

本发明的第11特征在于上述低气压区域具有将上述第1搭载部上的一部分空间包围起来的堤坝部；和被配置于上述堤坝部内的排气部。

本发明的第12特征在于上述低气压区域处于上述第1搭载部的角部。

本发明的第13特征在于上述第1搭载部具有吸出上述基板与上述第1搭载部之间的空气的吸气部。

本发明的第14特征在于上述供给部具有吐出孔，上述吸气部具有吸气孔，上述吐出孔以及上述吸气孔交互地配置在上述第1搭载部上。

本发明的第15特征在于上述搭载部具有控制上述基板与上述第1搭载部之间的温度的温度控制部。

本发明的第16特征在于具有对上述基板的浮起量进行测定的浮起量测定部，上述浮起部基于上述浮起量测定部的测定结果来控制上述浮起量。

本发明的第17特征在于具有第2搭载部，上述第2搭载部具有向上述第1搭载部搬送上述基板的搬送部；和使上述基板相对于第2搭载部进行浮起的第2基板浮起部。

本发明起到以下效果。此外，以下效果有时候分别独立地奏效，有时候多个效果同时奏效。

(1)通过设置使基板在卡盘面进行浮起的部件，基板和卡盘不会接触，就可以减少以往因基板和卡盘接触所发生的“里面转印”的不良。

因能够确保基板的平坦度故能够实现无应变(变形)的高曝光精度。

(2)可以缩短生产节拍时间。

(3)由于通过设置浮起部件就能够将基板浮起在卡盘上，所以就能够防止因附着于基板的尘埃、或者因真空区域的较强吸附力而有可能仿照基板保持面的形状发生的“里面转印”。

(4)在以往的方法中，若因基板与真空区域的接触顺序等而在基板上发生皱折，则基板的皱折因两者的接触摩擦而不会被释放，但如本发明那样通过使其气动浮起，就能够没有接触部，所以能够容易地确保基板的平坦性而不产生皱折。

(5)由于基板浮起在卡盘上，所以就不会有在以往的接触方式成为问题的基板和卡盘之间残留空气而因此使平坦度变差这一情况。

(6)在以往的方式中，为了除去残留于基板和卡盘之间的空气而设置了真空区域、空气孔。但是，在本发明中通过使基板进行浮起，就必定在两者之间出现空气的通路(流路)，所以就不会有空气残留而因此使基板的平坦度变差这一情况。

(7)在本发明中，通过与基板的浮起部件一起设置吸附保持部件，即便使基板浮起在卡盘上，也能够与以往同样将基板在卡盘上固定地进行定位(保持)。因此，通过用精密载物台使卡盘移动到掩模下进行高精度定位，基板也能够相对于掩模进行高精度定位。因此，在比基板小的掩模或者比掩模大的基板的情况下，都能够改变基板的位置对基板的整面进行曝光。

(8)将掩模接近于基板进行曝光，之后将掩模从基板离开，并改变位置进行曝光这一方法一般被称之为步进曝光。

这里，吸附保持部件在以往的上顶销的前端部、或者在卡盘面上设置由真空孔和堤坝部所形成的真空区域为好。另外，吸附保持部件通过保持基板的卡盘对面，基板的掩模对面就维持平坦不变。因此，就可以进行使掩模接近于玻璃基板表面直至数百μm进行曝光的临近曝光，可以将掩模图案高精度地在基板上进行曝光。

(9)在本发明中，由于将曝光时的热膨胀所导致的基板的伸展抑制得较小，所以可以进行不良较少、精度较高的曝光。进一步具体地进行叙述就是，由于基板的温度被曝光时的光或被该光加热的掩模所加热，所以为了防止其热膨胀所导致的曝光误差就在23±0.2℃下进行管理。在以往的将基板接触支撑于卡盘这一方法中，即便基板被加热，借助于与卡盘的接触传导，基板通过卡盘被恒温化。但是，如本发明那样在浮起保持基板的情况下就成为经由空气层进行保持，基板有可能会难以通过卡盘被冷却(恒温化)。因此，通过设置基板的恒温化部件，就可以防止温度上升所导致的曝光精度的恶化，实现高速/高精度的曝光。

附图说明

图1是表示根据本发明一实施方式的曝光装置之概略构成的图。

图2是根据本发明一实施方式的曝光装置的卡盘之俯视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的B-B剖视图。

图5是图2的C-C剖视图。

图6是图2的D-D剖视图。

图7是根据本发明一实施方式的基板搬送/保持部件之说明图。

图8是根据本发明第2实施方式的卡盘恒温构造之说明图。

图9是本发明第2实施方式的效果说明图。

图10是根据本发明第3实施方式的基板保持部件之说明图。

图11是根据本发明第3实施方式的基板保持机构之说明图。

图12是根据本发明第4实施方式的基板保持部件之说明图。

图13是根据本发明第4实施方式的基板保持机构之说明图。

图14是根据本发明第5实施方式的基板搬运机构之说明图。

图15是现有技术课题之说明图。

附图标记说明

1基板；2掩模；3底座；4X导承；5X载物台；6Y导承；7Y载物台；8θ载物台；9Z-倾斜机构；10卡盘；11带吸气孔上顶销；12上顶销；13吐出孔；14吸气孔；15堤坝部；16真空区域；17副卡盘；18移动式吸盘；19导轨；20掩模支架；21凹口；22移动方向；23凸部；30，40，54管接头；31，41，55配管；32高压缩空气用电磁阀；33低压缩空气用电磁阀；50吸盘部；51吸附孔；52汽缸部；53空气流路；56上下驱动电机；57带吸气孔上顶销移动方向；58带吸气孔上顶销用孔；60电机；61上顶销移动方向；70臂；80高压缩空气；81压缩空气；82吸引空气；83浮起量计测部件；90间隙G(基板与真空区域的间隔)；91浮起量H(基板与卡盘表面的间隔)；100恒温部件；101热交换器；102配管；200真空力；201皱折。

具体实施方式

下面，使用图示的实施例就本发明实施方式详细地进行说明。

实施例1

使用图1到图7来说明本发明的第一实施例。

图1是表示根据本发明一实施方式的曝光装置之概略构成的图。本实施方式表示在掩模与基板之间设置微小的间隙(临近间隙)并向基板转印掩模图案的临近方式的曝光装置之例。曝光装置包括如下部件而构成：底座3、X导承4、X载物台5、Y导承6、Y载物台7、θ载物台8、Z-倾斜机构9、卡盘10以及掩模支架20。此外，曝光装置除了这些以外还具备：曝光用光源；向卡盘10供给基板1的供给单元；从卡盘10回收基板1的回收单元；进行装置内的温度管理的温度控制单元等。

在图1中，卡盘10处于进行基板1交接的交接位置。在交接位置，基板1通过未图示的供给单元被供给至卡盘10，又通过未图示的回收单元从卡盘10将基板1进行回收。经由设置于卡盘10上的多个上顶销来进行基板1向卡盘10的搭载。上顶销自卡盘10的表面上升，在从供给单元的装卸臂接受基板1后，再次下降使基板1放置于卡盘10的基板保持面。在进行基板1曝光的曝光位置的上空借助于掩模支架20保持着掩模2。另外，掩模支架20由Z-倾斜机构9所支撑。

卡盘10被搭载于θ载物台8上，在θ载物台8的下方设置有Y载物台7以及X载物台5。X载物台5沿着设置于底座3的X导承4向X方向(图面横方向)进行移动。通过X载物台5向X方向的移动，卡盘10在交接位置和曝光位置之间进行移动。此外，使用线性电机等作为驱动部件，但图示省略。Y载物台7沿着设置于X载物台5的Y导承6向Y方向(图面进深方向)进行移动。θ载物台8使卡盘10向θ方向(图面纵方向绕轴)进行旋转。另外，Z-倾斜机构9使掩模支架向Z方向(图面纵方向)进行移动以及倾斜。

在曝光位置，通过X载物台5向X方向的移动，Y载物台7向Y方向的移动以及θ载物台8向θ方向的旋转，来进行曝光时的基板1的定位。另外，通过Z-倾斜机构9向Z方向的移动以及倾斜，来进行掩模2与基板1的间隙控制。

此外，设置于卡盘10下方的θ载物台8等全部机构还可以安装在掩模支架20上。另外，反过来Z-倾斜机构9还可以设置于卡盘10的下方。

图2表示卡盘的基板安装面。在卡盘上设置有：接受并吸附保持从基板搬送机器人(未图示)送过来的基板，沿卡盘面的上下方向(图面突出/进深方向)进行移动的带吸气孔上顶销11；与带吸附孔销同样地接受并保持从基板搬送机器人(未图示)送过来的基板，沿卡盘面的上下方向(图面突出/进深方向)进行移动的上顶销12；吐出高压空气的吐出孔13，由吸气孔14和堤坝部15所形成的真空区域。

在卡盘的整面上设置有多个上顶销12，接受从机器人搬送过来的基板，全部上顶销通过与上述带吸附孔上顶销11同时使基板上下活动，使基板全体保持平行(平坦)，使基板相对于卡盘表面上下活动。

对基板表面的整面设置有多个吐出孔13，借助于从此处吐出的压缩空气，使基板相对于卡盘面，以非接触方式浮起均匀的高度。

在本实施例中，在带吸附孔上顶销两侧的卡盘角部设置有两个真空区域。真空区域16由吸气孔14和将其包围起来的堤坝部15所形成，真空区域16之中被保持为真空。这两个真空区域的堤坝部15之高度、形状及吸气孔14的直径相同。这些真空区域在使基板浮起时，与带吸附孔上顶销一起被用于将基板在卡盘10上进行保持/定位。另外，在基板较大、掩模(未图示)一边改变基板上的位置一边通过多次曝光对基板全体进行曝光的情况下，还具有如下功能：防止在掩模接近于基板时，因掩模与基板之间发生的正压力(压力上升所造成的推压力)而使基板接近(接触)卡盘表面；另外防止在掩模从基板离开时，因两者之间发生的负压力(压力下降所造成的吸附力)而使基板从卡盘表面分离。

图3表示图2的A-A剖面。带吸气孔上顶销11由如下部件所构成：在圆筒状的外周部和在其一端持有吸附孔51的底部所组成的吸盘部50；接合到吸盘部50的汽缸部52；接合到汽缸部52的管接头54；上下驱动电机56。在汽缸部52设置有接合于吸附孔51的空气流路53，并经由管接头54连接到真空配管55。在此真空配管的端部连结着真空泵等真空源，但没有图示。

此带吸气孔上顶销11被设置在贯通于卡盘10的表面与里面的带吸气孔上顶销用孔58之中，借助于上述上下驱动电机56，使带吸气孔上顶销11在相对于卡盘10的面为垂直方向的带吸气孔上顶销移动方向57进行移动。吸盘部50在下降时进入带吸气孔上顶销用孔58之中，并可以移动至低于卡盘表面的位置(靠近里面的位置)。

此带吸气孔上顶销11的动作是将从基板搬送机器人(未图示)所传递的基板与通常的(不带吸附孔)上顶销12一起搬运基板1，并且除该功能外，带吸附孔上顶销还具有使基板1的位置/姿态保持恒定这一功能。具体而言，就是借助于吸附孔51用吸盘部50真空吸附基板1，所以较之于如上顶销12那样仅仅通过利用基板1自重的接触摩擦力来保持基板1，就能够更强有力地保持基板1的位置/姿态。此外，关于各个上顶销的动作和功能，通过图7的第一实施例的基板搬送/保持部件的说明图详细地进行说明。

另外，在卡盘10上设置有多个吐出孔13，在吐出孔13的另一端设置有管接头30，并经由它接连到配管31，此配管31被连结到高压缩空气和低压缩空气的供给源，高压缩空气和低压缩空气的切换通过电磁阀32、33来进行。也就是说，在需要低压缩空气时，低压缩空气用电磁阀33打开而高压缩空气用电磁阀32关闭。反之，在需要高压缩空气的情况下，高压缩空气用电磁阀32打开而低压缩空气用电磁阀33关闭。

在欲使基板从卡盘10的表面较高地浮起的情况下使用高压缩空气，而在欲使其较低地浮起的情况下则使低压缩空气从吐出孔13进行喷射，以调整基板1的浮起量。

另外，在卡盘10上设置有真空区域16，它由堤坝部15和吸气孔14所构成。在吸气孔14的另一端设置有管接头40，经由它接合到真空源(例如真空泵)上所连结的配管41。此真空区域16与带吸气孔上顶销11一起保持由带吸气孔上顶销11所保持的基板的位置/浮起量。另外，在这里，通过预先将堤坝部15的高度设定(制作)成对基板进行曝光的时的浮起高度，就不会因掩模接近或者离开基板时发生的压力，使基板按下而接近或者拉起而离开卡盘表面，能够使距离卡盘10的浮起高度保持恒定。据此，就可以将掩模与基板的间隔保持恒定，而进行稳定的狭窄间隙曝光。另外，因基板不会接触于卡盘10表面，故堆积在卡盘表面的尘埃就不会附着(接触)于基板等，难以引起里面转印。

图4中表示图2的B-B剖面。此图表示图2的吐出孔13之剖面。在这里，吐出孔13为同一形状，所以就成为与图3的A-A剖面的吐出孔13相同的构成。因此，就有所重复，在吐出孔13的另一端设置有管接头30，并经由它连接到配管31，此配管连结到高压缩空气和低压缩空气的供给源，高压缩空气和低压缩空气的切换通过电磁阀32、33来进行。使用这些电磁阀，在欲使基板从卡盘10的表面较高地浮起的情况下使用高压缩空气，而在欲使其较低地浮起的情况下则使低压缩空气从吐出孔13进行喷射，以调整浮起量。

图5中表示图2的C-C剖面。在上顶销12的另一端安装有使上顶销12相对于卡盘10的表面沿上顶销移动方向61(垂直，上下方向)进行驱动的电机60。而且此上顶销12被收纳在设置于卡盘10的贯通孔59之中。虽然在本实施例中，在这些上顶销12上分别设置电机60，但也可以采用将上顶销12的电机60一侧的端部结连起来，用一个电机使上顶销一并(同时)上下活动的机构。若如本实施例那样采用在一个上顶销12上设置一个电机60的构造，则即便在一个电机因某种理由出故障而无法工作的情况下，也可以用剩余的电机使上顶销12上下活动，所以能够使装置的可靠性得以提高。另一方面，用一个电机使全部上顶销上下活动的方法，因能够减少电机60的使用个数故从价格方面看表现出色。

上顶销12的前端被设定成距离卡盘10面的高度相同，能够使基板保持平坦，并相对于卡盘10面平行地使其上下活动。另外，这些上顶销12可以与带吸气孔上顶销11同步地以相同高和速度上下活动。在图7中进行它们的动作说明。

图6中表示图2的D-D剖面。与图3不同的是没有带吸气孔上顶销11和真空区域16的位置不同这两点。真空区域16、吐出孔13的构成和功能如前所述。因此，在这里省略说明。

使用图7来说明基板1从搬送机器人的臂70经由带吸气孔上顶销11、上顶销12传递到卡盘10，并在卡盘10上安装基板1为止的基板1的动作、上顶销11，12，吐出孔13，真空区域16各自的动作(功能)。

图7(1)表示在基板搬送机器人的臂70上所搭载的基板1被插入到卡盘10的上部的状态。在臂70已被插入时，带吸气孔上顶销11，上顶销12在基板1的下方以非接触的状态进行待机。另外，设置于卡盘10的真空区域16和基板1为非接触，其间隔为间隙G90。

基板1一被插入就如图7(2)所示那样，带吸气孔上顶销11、上顶销12上升以接触支撑基板1。特别是带吸气孔上顶销11通过设置于其前端的吸附盘部50来吸附保持基板1，保持基板1使其不会活动。在基板1的整面上配置多个上顶销12以支承基板1。这些上顶销11、12一保持(支撑)基板1，臂70就向下(接近于卡盘10表面的方向)降落并退避到卡盘10之外。

接着，如图7(3)所示那样，已接受基板1的带吸气孔上顶销11和上顶销12一边保持基板1、也就是一边保持从臂70接受时的基板1的位置/姿态，一边通过从吐出孔13(未图示)喷出的高压缩空气80所导致的高浮起力使基板1进行接近直至基板被保持的高度H1。这里，H1就是基板1和卡盘10的表面之间的间隔(距离)。在此状态下，由于来自吐出孔13的高压缩空气80几乎全部支承基板1的重量，所以基板1和上顶销12的接触力变小，基板1处于易于活动的状况，但因基板1被带吸气孔上顶销11所吸附保持，故基板1不会相对于卡盘表面平行地活动。另外，虽然基板1与负压区域的间隙G90和图7(1)相比较变小，但在此时刻下，基板1与真空区域尚未接触。

接着，如图7(4)所示那样，上顶销12从基板1离开被收纳到卡盘10之中。即便上顶销12从基板1离开，但由于高压缩空气80以高度H1支撑着基板1，所以此时的浮起高度H1、间隙G的大小和图7(3)相同。

这里，由于基板1借助于空气而浮起，所以没有与卡盘的接触阻力，相对于卡盘10表面沿平行方向自由地进行伸缩，因没有基板1的皱折、变形故能够实现较高的平坦度。详细地进行说明就是在从臂70交接基板时，即便在因多个上顶销12所导致的与基板1的接触状态的不同而在基板1上发生了皱折、变形的情况下，通过使基板1进行气动浮起而使接触(接触力)变无，据此所发生的皱折、变形将变无(被释放)而能够实现基板1的高平坦度。另外，由于用带吸气孔上顶销11保持着基板1，所以基板1不会在卡盘10的表面沿平行方向自由地活动，用臂70所搬送过来的基板1的位置(旋转角)得以保持。

接着，如图7(5)所示那样，带吸气孔上顶销11降落至曝光时的规定高度，基板1借助于来自吐出孔13的压缩空气81而得以保持。另外，基板1的端部与真空区域16相接触，借助于来自真空区域16所设置的吸气孔14(未图示)的真空力，被真空区域16所保持。因此，在这里间隙G变成零(变无)。由于在图7(4)的阶段已确保基板1的平坦度以后，用真空区域16进行保持，所以就是在已确保平坦度的状态下保持着基板1的两端。

另外，基板1在卡盘10上以H2的浮起高度得以保持，此高度H2与真空区域16的堤坝部的高度15相同。如图7(5)所示那样，基板1借助于带吸气孔上顶销11和两个真空区域16，以H2的浮起量被平坦地保持在卡盘10上。

也就是说，由于基板1在卡盘10的表面上为非接触，所以就能够防止在以往的装置中成为课题的、因附着(接触)于卡盘表面的尘埃所发生的、另外若加大吸附力则仿照基板保持面的形状而发生的“里面转印”。另外，通过使基板1进行气动浮起，就可以消除在以往的接触支撑的方法中，因基板与卡盘的接触顺序/状态、另外还有可能因残留于基板与接触面之间的空气所发生的皱折/变形，进而，即使在因某种理由而发生了皱折的情况下，通过从卡盘10使其浮起而使皱折、变形得以消除(释放)，确保基板1的平坦度。据此，就能够进行高精度(接近于掩模的图案形状)的曝光。

进而，详细地进行说明，在设置许多由凸部、吸气孔和堤坝部所组成的真空区域这一方法中，因堤坝部高度的不均匀性而使每个真空区域上其真空度不同，其结果，堤坝部和基板的接触强度(状态)就发生变化有可能发生仿照基板保持面的形状的“里面转印”。另外，在将基板1高速地设置于卡盘10时，因空气未完全地排出而残留等的某种理由，在基板的中央鼓起(变高)的状态下从基板1的周边部起先接触到真空区域16的情况下，即便残留的空气通过真空区域、空气孔进行排气，也会因基板1的周边部和卡盘10的接触摩擦而使基板1在卡盘10表面进行滑动，就有可能不会使皱折(变形)得以释放而丧失基板的平坦性。

但是，在使基板浮起的本方式中，由于基板与卡盘之间是非接触，所以接触所导致的(仿照基板保持面的形状)“里面转印”不会发生。另外，即便在从机器人臂用上顶销进行支撑等时候，因某种理由在基板上发生了变形(皱折)等，由于基板1在卡盘10之上一次被浮起保持(图7(4))，所以此时变形(皱折)得以释放(变无)而实现高平坦度。

另外，由于使基板进行气动浮起，所以即便将基板高速地下降到卡盘上，因具有空气流出的流路故不会在基板的中央部残留鼓起。

另外，不需要设置在现有技术中所必须的支承基板的许多微小凸部、另外还有用于消除将基板放置于卡盘时所发生的空气的空气孔，就可以容易地进行制作。

进而，由于基板1的一个端面用带吸气孔上顶销11进行保持，另外两个端面用真空区域16进行保持，所以即便在因掩模接近到基板时在两者之间所发生的压缩(高压)空气而使基板推压到卡盘上时，另外即便在因掩模从基板离开时所发生的真空压力而使基板好像从卡盘剥离开的情况下，基板1的位置也不会从卡盘10偏移。

进而，由于带吸气孔上顶销11距离卡盘10面的高度和真空区域16的堤坝部高度被设定成与此时的浮起量H2相同的高度，所以能够实现均匀的浮起量。

作为基板1的保持部件，在通过机械、电气或者吸附力等来把持基板的两面这一方法中，在将掩模2靠近基板1进行曝光的临近曝光中因掩模2接触到保持部件故无法接近到基板。因此，在本实施例中，使带吸气孔上顶销11采用对基板1的卡盘10对面进行吸附支撑这一构造，据此，就可以为了对掩模2进行曝光而在基板1上接近到数百μm的距离。

如上述那样，根据本发明，由于将基板1相对于卡盘10进行浮起保持，所以就可以以非接触方式平坦地进行保持，不会有“里面转印”又能够将掩模图案准确地(高精度地)在基板上进行曝光(印相)。另外，由于基板1通过带吸气孔上顶销、真空区域被吸附保持，所以在曝光中基板相对于卡盘的位置不会有变化，只要一次进行定位，即便在改变基板的曝光位置进行曝光的情况下也无需再次进行定位，能够缩短定位所需要的时间。

另外，若事前(例如在放置于冷却板时)测定好被搭载于搬送机器人的臂70以前的基板位置(旋转角的状态等)，则基于此位置信息使卡盘10的位置(姿态)以粗调方式相吻合，之后，在用带吸附孔上顶销保持了基板以后，只要对基板的位置(姿态)准确地进行测定/定位，就能够高速/高精度地进行定位。

这里，虽然带吸气孔上顶销的吸附部和真空区域的堤坝部接触于基板，但若使该接触部的宽度变窄，就不会引起接触时所导致的“里面转印”。作为此宽度的参考值只要使其小于等于4mm即可。

另外，这些部分设置于基板的边缘侧，另外接触面积也较小，因此，相对于基板全体而言这些接触面积十分小，纵然发生里面转印它也是极其小的范围，是在实用上不会成为问题的水平。

另外，关于曝光已结束的基板1，通过执行图7的相反程序，就能够将基板1从卡盘10交接给基板搬送机器人并进行搬出。

使用图8来说明本发明的第2实施例。与第1实施例不同的是设置用于使基板1恒温化的冷却部件这一点。这是因为在曝光装置中来自光源的光直接地照射基板1、另外还在临近曝光中将通过连续曝光而用光所加热的掩模2接近到基板1进行曝光，故有可能使基板1因来自掩模2的热变热而发生热膨胀，所以就需要使其恒温化的缘故。具体而言就是因为若在基板1被加热发生热膨胀的状态下使掩模图案进行曝光，则在冷却时基板收缩、掩模图案发生应变无法获得正确的掩模图案而成为曝光不良的缘故。在本实施例中，作为恒温化的方法，在卡盘10上设置恒温部件，经由空气层(膜)对基板1进行冷却。但是，作为恒温化的方法并不局限于此方法，还可以是将规定温度的空气流(气体)直接吹到基板上的方法等任意方法。

以下，说明在卡盘10上设置恒温部件100的例子。具体而言，就是在卡盘10的主体上使通过热交换器101将调整到恒温的水在配管102进行循环，由此就能够使卡盘10的温度保持恒定。其反复进行就是为了将基板1保持于恒温，以防止基板的热膨胀(收缩)所导致的掩模图案的变形。在使基板1进行浮起曝光的方法中，与以往的使基板1接触于卡盘10这一方法相比，经由空气膜使其浮起就有可能会相应地降低使基板1恒温化(冷却)的能力。因此，通过在卡盘10上设置恒温部件，就可以改善使卡盘10的基板恒温化(冷却)的能力，与第1实施例同样可以一面确保浮起所导致的高平坦性一面防止基板的热膨胀以正确地曝光掩模图案。

图9概念性地表示在图8所示的第2实施例中，基板1的浮起量H和曝光时基板1的温度上升的计算结果。若根据热膨胀的容许范围的上限将基板1的温度上升的上限设为例如23.2℃，则在没有恒温部件100的情况下就需要使基板1的浮起量H小于等于Ha，但在有恒温部件100的情况下浮起量小于等于Hb即可。也就是说，如果有恒温部件100，则即便基板的浮起量较高(Ha＜Hb)，基板的热膨胀的影响也较小。这里，越是增高基板1曝光时的浮起量H，则即便在较大的尘埃附着于卡盘表面的情况下也难以受到尘埃的影响，能够防止“里面转印”。另外，由于无需将基板1靠近到卡盘10，能够以较高的浮起量进行曝光，所以还具有能够缩短基板1的操作(设定)时间之类的优点。

进而，还可以设置如下监视器系统，即设置对基板1的温度进行管理的传感器(未图示)，如果基板1的温度大于等于规定的温度就中断曝光，如果温度成为容许范围就再次开始曝光。另外，还可以添加在传热性上表现出色的气体等例如氦以促进浮起的基板1和卡盘10的热交换。

如上所述那样，在本实施例中，通过设置基板1的恒温部件就能够降低基板的温度变动所导致的曝光不良，并且由于能够增高基板1的浮起量所以还具有“里面转印”的影响减少、又能够缩短基板1向卡盘10的设定时间之类的优点。另外，在本实施例中，通过将基板1浮起而进行保持，与第1实施例同样能够实现使“里面转印”减少、不良较少、高品质的曝光。

使用图10、图11来说明本发明的第3实施例。图10表示卡盘10表面的形状，图11表示其动作说明图。本实施例与第1实施例的不同点是，在卡盘10的4角设置真空区域16并将带吸气孔上顶销11设置在真空区域16的附近。虽然在本实施例中是在真空区域16的前方设置一个带吸气孔上顶销11，但其场所并没有特别制约。本实施例中各部分的动作从第1实施例的图7(1)到图7(4)为止都是相同的动作。也就是说，图11(1)与图7(4)的状态相同，基板1借助于高压缩空气80以浮起量H1进行浮起。另外，基板1的一端用带吸气孔上顶销11进行保持，基板1被保持于规定的位置(姿态)。另外，在卡盘10的两端设置有真空区域16。在图11(1)中，由于基板1的浮起量仍然高为H1，所以真空区域16与基板1以间隔G处于分离。这样，通过使基板1进行气动浮起，就能够消除因基板和卡盘进行接触所发生的基板的皱折、接触部的变形，取得与第1实施例同样的效果。

本实施例与第1实施例不同的是，在本实施例中如图11(2)那样带吸气孔上顶销11低于真空区域16的高度H2。而且，一旦带吸气孔上顶销11降低至与真空区域16相同的高度，就中止基板的吸附保持，原样进行降低并收纳在卡盘10之中。在这里，当浮起量达到H2，因真空区域16的高度被设定成H2故基板1被真空区域16所保持。因此，即便没有带吸气孔上顶销11，基板也与第1实施例同样地相对于卡盘10以固定的位置(姿态)得以保持。另外，通过取代带吸气孔上顶销11而采用真空区域16，就能够以简单的构造正确地将基板1的浮起量保持在规定的浮起量H2。换言之，因带吸气孔上顶销11通过电机使其上下活动，故为了正确地控制/维持其高度，机构将变得复杂，但是根据本发明的实施例那样，只要将真空区域的堤坝部的高度加工成规定的高度即可，所以就可以一面是单纯的构造一面高精度地以固定的浮起量保持基板1。在本实施例中，用设置于卡盘10的4角的真空区域16进行保持。因此，与实施例1的三点相比，以更强的力使基板1保持在卡盘10上。此外，不言而喻此真空区域16的个数根据需要改变即可。

如上述那样，在本实施例中，能够缓和带吸气孔上顶销11的定位精度，提高装置的生产性，并且获得与第1实施例同样的效果。

使用图12、图13来说明本发明的第4实施例。本实施例与第1实施例的不同点的是，在本实施例中没有真空区域16，并重新在吐出孔13的附近交互地配置了多个吸气孔14。在本实施例中，通过将吐出孔13和吸气孔14组合起来进行设置，就能够借助于空气力的弹簧效果将基板强有力地保持于规定的浮起高度(基板距离卡盘表面的高度)。具体而言，如果在将基板1靠近卡盘10的方向上施加力，就通过来自吐出孔13的压缩空气81而发生使基板1远离卡盘10的方向的斥力，另外，反之如果在使基板1远离卡盘10的方向上施加力，就通过来自吸气孔14的吸引(减压)空气82在退回的方向上使斥力起作用(这作为采用了伯努利原理的卡盘机构而为人所知)。如上述那样，通过将吐出孔13和吸气孔14组合起来进行设置，即便不设置在第1实施例所设置的真空区域16也能够将基板1保持于规定的浮起量。因此，就可以与第1实施例同样地将基板1平坦地保持在卡盘10上，能够获得与第一实施例同样的效果。另外，还可以消除有可能因真空区域16与基板的接触而发生的“里面转印”。进而，在本实施例中，通过在基板的整面上设置吐出孔13和吸气孔14，就可以期待在基板1的全体设置了空气弹簧的效果，将基板1牢固地保持于规定的浮起量，由于难以受到源于掩模离开接近基板1的压力变动所导致的扰动(外力)之影响，能够使掩模与基板的距离稳定并保持固定，所以就可以在基板1上曝光精度高的掩模图案。

另外，由于从吐出孔13所吐出的压缩空气81从吸气孔14作为吸引空气82从基板1和卡盘10之间进行排出，所以就能够防止来自吐出孔13的压缩空气残留在基板1与卡盘10之间(难以排出)，使基板1的中央鼓起来而损害基板1平坦度。

当然，这种课题例如在第1实施例中，可以在吐出孔13周围设置槽，经由此槽将压缩空气81从基板1与卡盘10之间排放到外部。

进而，在本实施例中设置有用于监控基板1的浮起量H的浮起量计测部件83。它还可以是例如激光测长器那样的部件，将浮起量H为零时作为初始值，将从此处算起的差作为浮起量即可。通过基于来自此浮起量计测部件83的浮起量H的值，来调整吐出孔13、吸气孔14的强度，就能够正确地管理浮起量H。另外，还可以防止浮起量H降低而使基板1接触到卡盘10、另外还可以防止浮起量H增加而使基板1的温度变动到规定的温度以上。据此，就可以降低曝光不良的发生频度。

使用图14来说明本发明的第5实施例。本实施例与第3实施例的不同点是，在本实施例中如图14(1)所示那样，在卡盘10上没有在第3实施例中所设置的带吸气孔上顶销11和上顶销12而是在卡盘10上设置有凹口21；以及设置有持有被插入此凹口21的凸部23的副卡盘17。

在此副卡盘17上由吸附保持基板1并用于将其搬运到卡盘10的移动式吸盘18；以及用于对其移动进行引导的导轨19和吐出用于使基板1进行气动浮起的压缩空气的吐出孔13所构成。在副卡盘17的整面上设置有吐出孔13，在副卡盘17上将通过输送机(未图示)等从生产线的上游搬运过来的基板1，借助于来自这些吐出孔13的高压缩空气80如图14(2)那样进行浮起支撑。此时的浮起量就是用于搬送基板1的浮起高度，例如与第1实施例的图7(4)的从利用上顶销进行保持转移到气动浮起用的浮起量H1相同的高度，并高于曝光时的浮起量H2。另外，移动式吸盘18被存放在副卡盘17之中(从表面向下)，当基板1从输送机(未图示)等搬送到副卡盘17，就从副卡盘17之中上升，如图14(2)那样在吸附保持了基板1的端部以后，顺着导轨19如箭头22那样将基板1搬送到卡盘10。此外，在副卡盘17上为了使从输送机搬送过来的基板不会掉落还在周围设置有挡块(未图示)。因此，在移动式吸盘18保持基板1以前，不会从副载物台掉落。

在副卡盘17上设置有凸部23，此凸部23被插入到卡盘10的凹口21之中。另外，由于导轨19被设置到上述凸部的前端，所以通过使移动式吸盘18顺着此导轨19进行移动，就可以将基板1从副卡盘17运送到卡盘10。在基板1通过移动式吸盘18从副卡盘17进行运送时，如图14(2)所示那样，从副卡盘17和卡盘10的吐出孔13吐出高压缩空气80，使基板1以搬送用的浮起量H2进行浮起并搬运。图中虚线的基板1和移动式吸盘18是概念性地表示基板1从副卡盘17搬送到卡盘10途中的状态。当移动式吸盘18移动到导轨19的左端、也就是说将基板1从副卡盘17搬送到卡盘10，移动式吸盘18就沿卡盘10的表面方向下降，另外，同时来自吐出孔13的高压缩空气80的气压变小，基板1的浮起量从搬送时的浮起量H2下降到曝光用浮起量H1。在卡盘10上与第1、第3实施例同样地设置有真空区域16，因其高度被设定成与曝光用的浮起量H1相同的高度，故基板1通过此真空区域16以在面内方向上不会活动的方式进行保持。另外，如前述那样，借助于压缩空气被浮起保持在卡盘10之上。在此状态下基板1进行曝光。当基板1的浮起量降低、用真空区域16进行保持，移动式吸盘18就停止吸附动作，离开基板1并进一步向下方降下，并进行待机直到基板1被曝光为止。

曝光一结束移动式吸盘18就上升直至曝光用浮起量H2，当吸附保持基板1后，来自吐出孔13的压缩空气的气压就变强，并使基板1上升至搬运用的浮起量H1。伴随于基板1的上升移动式吸盘18亦上升至H1。这里，在基板1的曝光结束，从曝光浮起量H2变成搬运用的浮起量H1时，通过停止真空区域16的真空就可以使基板1迅速地进行上升。保持已曝光基板1并上升至H1的移动式吸盘18从上述凸部23顺着导轨19进行移动，之后，解除吸附被收纳于副卡盘17之中。已被曝光的基板1从副卡盘17被传递到生产线的下游的带式输送机等搬送部件(搬送部件未图示)。此外，这里，关于移动式吸盘18的吸附机构还有上下机构，例如与第1实施例的带吸气孔上顶销11同样地利用基于真空泵的吸附力(真空力)、基于电机的上下机构就能够实现，所以在这里未图示。另外，来自吐出孔13的压缩空气的强度切换也是如第1实施例那样通过电磁阀等来切换高压缩和低压缩空气就能够实现，所以未图示。

根据本实施例，通过将从输送机等所运送的基板1在副卡盘17使其气动浮起进行接受，就能够不用基板搬送用的机器人、另外还能够从卡盘10省去用于从上述机器人的臂接受基板的上顶销，所以能够简化装置的构成，可以使装置的生产性得以提高。

另外，在本实施例中，还可以使基板1变得平坦来进行曝光，所以就可以与第1、第3实施例同样地降低曝光不良进行高精度的曝光。

通过使用本发明的曝光装置或者曝光方法进行基板曝光，就能够缩短基板向卡盘搭载所需要的时间，且能够减少基板的应变以及里面转印所导致的不良。从而，就能够以较短的生产节拍时间且成品率良好地制造显示用面板基板。

此外，虽然在上述的实施例中以具有区划的销式卡盘为中心进行了说明，但本实施例中所公开的内容还能够应用于不具有区划的所谓平底卡盘。

Claims (14)

1.一种在基板上曝光图案的曝光装置，包括：

第1搭载部，搭载上述基板，

上述第1搭载部具有：

第1基板浮起部，使上述基板相对于上述第1搭载部进行浮起。

2.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1基板浮起部具有：

向上述基板供给媒介物的供给部。

3.按照权利要求2所记载的曝光装置，其特征在于：上述供给部向上述基板供给第1媒介物和压力低于上述第1媒介物的第2媒介物，并控制上述第1媒介物的供给量和上述第2媒介物的供给量。

4.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1搭载部具有：

载置上述基板的第1上下移动部。

5.按照权利要求4所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1上下移动机构具有：

吸附上述基板的基板吸附部。

6.按照权利要求4所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1搭载部具有：

载置上述基板的第2上下移动部，

上述第1上下移动部和上述第2上下移动部同步进行活动。

7.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1搭载部具有：

比上述第1搭载部上的气压还低的低气压区域。

8.按照权利要求7所记载的曝光装置，其特征在于：

上述低气压区域具有：

堤坝部，将上述第1搭载部上的一部分空间包围起来；和

被配置于上述堤坝部内的排气部。

9.按照权利要求7所记载的曝光装置，其特征在于：上述低气压区域处于上述第1搭载部的角部。

10.按照权利要求2所记载的曝光装置，其特征在于：

上述第1搭载部具有：

吸气部，吸出上述基板与上述第1搭载部之间的空气。

11.按照权利要求10所记载的曝光装置，其特征在于：

上述供给部具有：

吐出孔，

上述吸气部具有：

吸气孔，

上述吐出孔以及上述吸气孔交互地配置在上述第1搭载部上。

12.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于：

上述搭载部具有：

温度控制部，控制上述基板与上述第1搭载部之间的温度。

13.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于包括：

浮起量测定部，对上述基板的浮起量进行测定，

上述浮起部基于上述浮起量测定部的测定结果来控制上述浮起量。

14.按照权利要求1所记载的曝光装置，其特征在于包括：

第2搭载部，

上述第2搭载部具有：

搬送部，向上述第1搭载部搬送上述基板；和

第2基板浮起部，使上述基板相对于第2搭载部进行浮起。

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