JP2005079515A - Substrate exposure method and substrate exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロキシミティ露光装置に係り、特にガラス基板およびマスクを鉛直方向に設置した縦型露光装置に用いる基板露光方法および基板露光装置に関するものである。 The present invention relates to a proximity exposure apparatus, and more particularly to a substrate exposure method and a substrate exposure apparatus used in a vertical exposure apparatus in which a glass substrate and a mask are installed in a vertical direction.
従来、フラットパネルの製造工程の一部である露光工程において、各種タイプの露光装置が開発され用いられている。そして、近年、非接触方式であるため、例えば高効率生産に好適で、しかも、低発塵性を有するプロキシミティ露光装置が開発されている。
即ち、このプロキシミティ露光装置では、ガラス基板と露光マスク間にプロキシミティギャップ(所定の微小間隔)を設けておくとともに、露光マスクを介してガラス基板に向け平行光を照射・投光し、画素を制御するために必要な回路パターンなどをガラス基板上に焼き付けて転写するものである。
Conventionally, various types of exposure apparatuses have been developed and used in an exposure process which is a part of a flat panel manufacturing process. In recent years, a proximity exposure apparatus suitable for high-efficiency production and having low dust generation has been developed because of the non-contact method.
That is, in this proximity exposure apparatus, a proximity gap (predetermined minute interval) is provided between the glass substrate and the exposure mask, and parallel light is irradiated and projected onto the glass substrate through the exposure mask to thereby form a pixel. A circuit pattern or the like necessary for controlling the image is baked and transferred onto a glass substrate.
また、このプロキシミティ露光装置にあっては、プロキシミティギャップの制御を行うために、ギャップ制御装置を付設するものが提案されている。
例えば、このギャップ制御装置として、マスクおよびガラス基板を水平に保持するタイプの横型露光装置に適用するものが開発されており、このようなタイプのギャップ制御装置としては、図9に示すものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Further, in this proximity exposure apparatus, there has been proposed an apparatus provided with a gap control device in order to control the proximity gap.
For example, a device that is applied to a horizontal exposure device of a type that holds a mask and a glass substrate horizontally has been developed as this gap control device, and such a gap control device shown in FIG. 9 is known. (For example, refer to Patent Document 1).
ここで、このような横型露光装置に付設したギャップ制御装置の構成及び動作について、図9を参照しながら説明する。
マスク101上方から光を照射してガラス基板102にパターンを形成する基板露光装置において、マスク101に形成されたパターンを転写するガラス基板102には、このガラス基板102の一面を真上に向けた状態で水平に保持するために露光チャック103が設けられている。そして、通常、この露光チャック103は、所定の厚さの平板状に形成されており、その上面は高い平面度に仕上げられている。
また、この露光チャック103の周りには、マスクホルダ104が設けられている。このマスクホルダ104は、上記ガラス基板102一面の上方からそのガラス基板102の一面にパターンを焼き付けて転写するマスク101を水平状態で保持するものである。
Here, the configuration and operation of the gap controller attached to such a horizontal exposure apparatus will be described with reference to FIG.
In a substrate exposure apparatus that irradiates light from above the
A
一方、図示してないが、上記露光チャック103の下面の3箇所にはチルト機構を設けており、このチルト機構を駆動して露光チャック103を上昇又は傾けて、上記マスク101とガラス基板102との間に所定のプロキシミティギャップを保持するようになっている。これにより、前述したように、マスク101上方から平行光を照射してガラス基板102に必要な回路パターンなどを形成するようになっている。
On the other hand, although not shown, a tilt mechanism is provided at three positions on the lower surface of the
ここで、上記マスクホルダ104は、マスク101の対向する両側二辺だけを保持するように、二つのホルダ部材105A、105Bを対向させて平行に設けている。つまり、上記二つのホルダ部材105A、105Bは、マスク101の対向する両側二辺だけをその上端面で保持するようになっている。
従って、マスク101は、上記二つのホルダ部材105A、105Bに平行な方向においてのみ、自重によって下方に撓むこととなる。
Here, the
Therefore, the
一方、マスクホルダ104の二つのホルダ部材105A、105Bの外側面には、マスク押え部107A、107Bが設けられている。このマスク押え107A、107Bは、上記マスクホルダ104に保持されるマスク101の両側二辺の縁部を上方から押圧してマスク101の自重による撓みを補正するものである。
即ち、マスクホルダ104の各ホルダ部材105A、105Bの上面の外側縁部には、その長手方向に延びる段差106を形成しており、この段差106を利用して上記マスク押え部107A、107Bでマスクホルダ104に保持されるマスク101の両側二辺の縁部を上方から押圧するようになっている。
On the other hand,
That is, a
さらに、このギャップ制御装置には、上記マスク押え部107A、107Bによるマスク101の撓み補正の補正量を計測する補正量検出センサ108を設けており、マスク101の横幅方向の中心位置において、マスク101とガラス基板102との間のギャップLを検出する。
Further, the gap control device is provided with a correction
この補正量検出センサ108によれば、この補正量検出センサ108からレーザ光を出射してギャップ検出位置に投影し、マスク101下面とガラス基板102表面とで反射した光を検出してギャップLを求め、所定のプロキシミティギャップとの差がどの程度あるかにより補正量を計測する。
そして、この補正量がゼロになるようにマスク押え部107A、107Bの動作を制御することにより、マスク101の撓みを補正して全体として平らになるようにしている。
According to the correction
Then, by controlling the operation of the
しかしながら、上記した従来の横型露光装置におけるギャップ制御装置では、マスクが自重により下方に撓むことを前提としているため、一方方向の押圧でマスクを変形させるのみであり、例えば、マスクの撓みがガラス基板とは逆側に発生するような場合には、このような構成ではその撓みを吸収できない。 However, since the above-described gap control apparatus in the conventional horizontal exposure apparatus is based on the premise that the mask bends downward due to its own weight, the mask is only deformed by pressing in one direction. In the case where it occurs on the opposite side of the substrate, such a configuration cannot absorb the bending.
そこで、この種のギャップ制御装置を、マスクおよびガラス基板を鉛直に保持するタイプの縦型露光装置に適用したものが検討されている。
次に、図10を参照しながら、このような縦型露光装置及びギャップ制御装置について説明する。
この縦型露光装置では、マスク111を鉛直方向に立てた状態で保持するマスクホルダ112、113と、同様に、ガラス基板114を鉛直方向に立てた状態で保持する基板ステージ115と、ガラス基板114に紫外光を照射するUV光源119などとを備えている。また、この縦型露光装置には、ギャップ制御装置が付設されている。
In view of this, an apparatus in which this type of gap control apparatus is applied to a vertical exposure apparatus of a type that holds a mask and a glass substrate vertically has been studied.
Next, such a vertical exposure apparatus and a gap control apparatus will be described with reference to FIG.
In this vertical exposure apparatus,
そして、このギャップ制御装置には、マスク111とガラス基板114とのギャップを測定するギャップセンサ116と、マスク111とガラス基板114のギャップを操作するギャップ操作用アクチュエータ117と、ギャップセンサ116の信号に基づきギャップ操作用アクチュエータ117の操作量を制御するコントロール部118などとを備えるようになっている。
The gap control device includes a
次に、この図10に示すギャップ制御装置の動作について説明する。
マスクホルダ112、113には、マスク111を周方向で吸着保持する図示外の真空吸着機構などが設けられている。特に、この真空吸着吸着機構は、鉛直に設置したマスク111の上下、左右の両側2辺の縁部からマスク面を保持するように構成されている。一方、ガラス基板114は、基板ステージ115に全面吸着することにより、鉛直に起立した状態で保持されている。
Next, the operation of the gap control device shown in FIG. 10 will be described.
The
ここで、ガラス基板114とマスク111との間のギャップは、4隅に設置されたギャップセンサ116により測定しており、この測定データに応じて出力されるギャップセンサ116の信号に基づき、そのギャップが設定値(プロキシミティギャップ)になるようコントロール部118でギャップ操作用アクチュエータ117の操作量を制御している。
Here, the gap between the
このギャップ操作用アクチュエータ117には、基板ステージ115を前進、後退させる機構および傾斜させる機構が設置されており、コントロール部118により、基板ステージ115の前進、後退、傾斜の各動作を駆動・制御するようになっている。
The
しかしながら、上記した縦型露光装置におけるギャップ制御装置では、マスクサイズが大型化することにより、マスクの平面精度が悪くなる傾向があることや、マスクをマスクホルダに保持したときの自重による撓みや座屈が顕著になることにより、端部のギャップセンサ信号に基づくギャップ制御では、マスク端部側のギャップは設定値通りに設定されても、マスクの面内全体で均一にはならないことが多い。そのため、結果的にガラス基板上に正確にパターン形成ができなくなり、パターンの焼き付け精度が低下する、といった問題を発生している。 However, in the gap control device in the vertical exposure apparatus described above, the mask size is increased, so that the planar accuracy of the mask tends to deteriorate, and the deflection and seating caused by its own weight when the mask is held on the mask holder. Due to the prominent bending, in the gap control based on the gap sensor signal at the edge, even if the gap on the mask edge side is set according to the set value, it is often not uniform throughout the mask surface. Therefore, as a result, there is a problem that the pattern cannot be formed accurately on the glass substrate and the pattern printing accuracy is lowered.
そこで、マスク面のゆがみを是正する対策として、例えば、静圧によりガラス基板(ウエハ)又はマスクを局所的に撓ませるとともに、その撓ませてある局所領域に対して分割露光を行ってパターンを焼き付けていくようになっているものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Therefore, as a countermeasure for correcting the distortion of the mask surface, for example, the glass substrate (wafer) or the mask is locally bent by static pressure, and the pattern is printed by performing the divided exposure on the bent local region. There is a known one (see, for example, Patent Document 2).
一方、他の方法として、例えば面内の複数箇所を変形チャックによってガラス基板(ウエハ)を変形させる構成のものが知られている。この変形チャックは、モータにより動作させたり真空圧を付与して動作させるようになっており、ウエハを上下(鉛直)方向に微動させることで、換言すればウエハを変形させることで、歪みのあるマスク面との間の距離を調整させるようになっている(例えば、特許文献3参照。)。
しかしながら、上記従来の方法では、局所的にガラス基板を撓ませて分割露光を行うには適しているが、一括露光を行うために、マスクの面内全体でギャップを均一にすることが困難であり、結果的にガラス基板上に正確にパターン形成ができなくなり、パターンの焼き付け精度が低下するという問題を発生していた。 However, the above-described conventional method is suitable for performing the divided exposure by locally bending the glass substrate, but it is difficult to make the gap uniform in the entire mask surface because the batch exposure is performed. As a result, there is a problem that the pattern cannot be accurately formed on the glass substrate, and the pattern printing accuracy is lowered.
そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、露光基板およびマスクを鉛直方向に立てて設置した縦型露光装置において、マスクサイズが大型化することによるマスクの面精度の悪化や、マスク自重による撓みや座屈により、露光基板との間のギャップにマスクの面内ばらつきなどが発生した場合でも、マスクとガラス基板間のギャップを均一にし、パターンの焼き付け精度を均一にすることができる基板露光方法および基板露光装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in a vertical exposure apparatus in which an exposure substrate and a mask are installed in a vertical direction, the mask surface accuracy is deteriorated due to an increase in mask size. Even when in-plane variation in the gap between the exposure substrate and the exposure substrate due to bending or buckling due to the weight of the mask, the gap between the mask and the glass substrate is made uniform, and the pattern printing accuracy is made uniform. An object of the present invention is to provide a substrate exposure method and a substrate exposure apparatus that can perform the above-described process.
本発明の基板露光方法は、所定のパターンが形成されたマスクと露光装置を鉛直方向に所定のギャップを設けて対向させ、前記マスクを介して前記露光基板へ前記パターンを投影する基板露光方法であって、
前記マスクと前記露光基板との間の前記ギャップを検出し、
前記検出されたギャップに基づき、前記露光基板の前記マスクの面と垂直な方向への移動と前記露光基板の前記マスクの面に対する傾斜角度の変位と前記マスク全面の変位の少なくとも1つを行い、
前記マスクと前記露光基板との間の前記ギャップを補正することを特徴としている。
The substrate exposure method of the present invention is a substrate exposure method in which a mask on which a predetermined pattern is formed and an exposure apparatus are opposed to each other with a predetermined gap in the vertical direction, and the pattern is projected onto the exposure substrate through the mask. There,
Detecting the gap between the mask and the exposed substrate;
Based on the detected gap, at least one of movement of the exposure substrate in a direction perpendicular to the surface of the mask, displacement of an inclination angle of the exposure substrate with respect to the mask surface, and displacement of the entire mask surface,
The gap between the mask and the exposure substrate is corrected.
これにより、露光基板およびマスクを鉛直方向に設置した縦型の露光装置において、例えば、マスクサイズが大型化することにより、自重による撓みや座屈によるギャップの面内ずれやばらつきに対して、ギャップセンサでこれを測定し、そのギャップセンサの信号に基づき、アクチュエータによりマスクを変形・変位させることができる。
このように、アクチュエータによりマスクを変位・変形させることにより、マスクとガラス基板間のギャップのずれやばらつきを補正し、マスクとガラス基板間のギャップを均一にすることができる。
As a result, in a vertical exposure apparatus in which the exposure substrate and the mask are installed in the vertical direction, for example, when the mask size is increased, the gap against in-plane deviation or variation of the gap due to deflection due to its own weight or buckling is detected. This is measured by a sensor, and the mask can be deformed and displaced by an actuator based on the signal of the gap sensor.
In this way, by displacing and deforming the mask by the actuator, it is possible to correct gap deviation and variation between the mask and the glass substrate and make the gap between the mask and the glass substrate uniform.
また、本発明の基板露光方法は、マスクの平面度を検出し、前記検出された平面度に基づき前記マスクの平面度を補正することを特徴としている。 The substrate exposure method of the present invention is characterized in that the flatness of the mask is detected and the flatness of the mask is corrected based on the detected flatness.
これにより、マスクの面精度の悪化や、自重による撓みや座屈によるギャップの平面精度のずれやばらつきに対して、マスク平面度センサでこれを測定し、そのマスク平面度センサの信号に基づき、アクチュエータによりマスクを変形・変位させることができる。
このように、アクチュエータによりマスクを変位・変形させることにより、マスクとガラス基板間のギャップの平面精度のずれやばらつきを補正し、マスクとガラス基板間のギャップの面精度を均一にすることができる。
With this, the mask flatness sensor measures this against the deterioration of the mask surface accuracy, the deviation or variation in the plane accuracy of the gap due to deflection or buckling due to its own weight, and based on the signal of the mask flatness sensor, The mask can be deformed and displaced by the actuator.
In this way, by displacing and deforming the mask by the actuator, it is possible to correct deviations and variations in the plane accuracy of the gap between the mask and the glass substrate, and to make the surface accuracy of the gap between the mask and the glass substrate uniform. .
本発明は、所定のパターンが形成されたマスクと露光装置を鉛直方向に所定のギャップを設けて対向させ、マスクを介して露光基板へパターンを投影する基板露光方法であって、マスクと露光基板との間のギャップを検出し、検出されたギャップに基づき露光基板を移動させ、検出されたギャップに基づきマスクを変位させ、マスクと露光基板との間のギャップを補正するようになっている。 The present invention is a substrate exposure method in which a mask on which a predetermined pattern is formed and an exposure apparatus are opposed to each other with a predetermined gap in the vertical direction, and the pattern is projected onto the exposure substrate through the mask. The exposure substrate is moved based on the detected gap, the mask is displaced based on the detected gap, and the gap between the mask and the exposure substrate is corrected.
従って、本発明によれば、アクチュエータにより露光基板又はマスクを変位・変形させることにより、マスクとガラス基板間のギャップのずれやばらつきを補正し、マスクとガラス基板間のギャップを均一にすることができ、その結果、露光基板上へのパターンの焼き付け精度を均一にすることができる。 Therefore, according to the present invention, displacement and variation of the gap between the mask and the glass substrate are corrected by displacing and deforming the exposure substrate or the mask by the actuator, and the gap between the mask and the glass substrate can be made uniform. As a result, the pattern printing accuracy on the exposure substrate can be made uniform.
以下、この発明における実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する
[第1の実施の形態]
図1は、この発明の第1の実施の形態に係る縦型基板露光装置を示すものであり、この縦型基板露光装置は、基板ステージ1と、複数箇所(本実施の形態では2箇所)にマスクパターン(以下、「パターン」とよぶ)21を設けた露光マスク2と、吸着手段を設けたマスクホルダ4Aと、光源5などとの他に、ギャップセンサ6と、アクチュエータ7と、コントロール部8などとを有するギャップ制御装置を備えており、露光作業の際には、露光マスク2およびガラス基板3を鉛直方向に立てて保持するようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment]
FIG. 1 shows a vertical substrate exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. This vertical substrate exposure apparatus includes a substrate stage 1 and a plurality of locations (in this embodiment, two locations). In addition to an
基板ステージ1は、ガラス基板3全面を真空吸着により保持し、特に、ガラス基板3を鉛直方向に立てた状態で保持するようになっており、このようにガラス基板3を縦型配置することにより、基板ステージ1で吸着する両側支持部の中間部での重力による撓みや座屈などを回避できるように構成されている。
The substrate stage 1 holds the entire surface of the
露光マスク2は、画素を制御するために必要な回路パターンなどをガラス基板3上に転写させて形成するため、この転写させる元となる所定の精細なパターン21が左右に2箇所並列状態で設けている。
The
なお、ガラス基板3には、いずれも図示しないが、回路パターンとなる金属薄膜などを成膜してあるとともに、その上に、フォトレジスト、感光性ペースト、ドライフィルムレジストなどといった感光材料膜を塗布しており、レーザ、薬液等を用いた複数工程での適宜処理を経て、マスクに応じた所望の精細なパターン膜(例えば、フラットパネルを構成するLCDパネルやPDPパネルの画素を制御するために必要な高精度の回路パターン膜など)を形成するようになっている。
In addition, although not shown in figure, the
マスクホルダ4Aは、露光マスク2を鉛直に立てて設置したときの露光マスク2の左右両側2辺の縁部を保持するように左右一対設置されており、真空を利用した吸着手段の一部を構成する吸着溝41Aによりマスク1を真空吸着している。
さらに、本実施の形態では設けていないが、露光マスク2の中央部22(図3参照)にパターンが形成されていないことを利用し、その中央部22にマスクホルダを1箇所追加して設置することも可能である。ただし、この場合に設置するマスクホルダは露光の際に、投影像としてガラス基板3に転写されないように、小型化されたものであることが必要である。
The
Further, although not provided in the present embodiment, utilizing the fact that a pattern is not formed in the central portion 22 (see FIG. 3) of the
吸着手段は、露光マスク2を吸着・保持するためのものであり、本実施の形態では、真空による負圧を利用するようになっている。即ち、この吸着手段は、図2に示すように、フラットな吸着面41に露光マスク2の両側部分を吸着させるものであり、マスクホルダ4Aの上下方向に長く穿設した吸着溝41Aと、この吸着溝41Aから負圧を発生させるために吸着溝41Aに連なるマスクホルダ4A内の図示外の通気路と、この通気路と連通・連結された図示外の真空ポンプなどとを備えている。
The suction means is for sucking and holding the
光源5は、ガラス基板3との間にプロキシミティギャップを隔てて設けた露光マスク2を介して平行光を照射し、適宜パターンのレジストを形成して、最終的に画素を制御するために必要となる回路パターンをガラス基板3上に投光・転写するものである。本実施の形態の光源5では、例えば所定波長の紫外光をガラス基板3に向けて投光・照射するために、例えば、超高圧水銀灯、キセノンランプ、キセノン−水銀ランプなどを用いており、全面一括露光又はステップ露光を行うようになっている。
The light source 5 is necessary to irradiate parallel light through the
ギャップセンサ6は、プロキシミティギャップを調整・制御するために露光マスク2とガラス基板3との間のギャップを検出するものであり、第1ギャップセンサ61と、第2ギャップセンサ62とを備えている。
The gap sensor 6 detects a gap between the
このうち、第1ギャップセンサ61は、特に中央部にパターン21が形成されていないような構成の露光マスク2、例えば図3において、左右に2つのパターン21を形成する場合、そのパターン21の形成されていない露光マスク2の中央部22を利用して設置されている。
Among these, the
即ち、これは、通常、フラットパネルの生産は、例えば図6に示すように、製品1枚分をガラス基板3上に形成する場合と、例えば図3に示すように製品複数枚分をガラス基板3上に形成する場合とがある。
例えば、フラットパネルの製品1枚分をガラス基板3上に形成する場合は、露光マスク2面の全面にパターン21が形成されているため、露光マスク2面の中央部において面内のギャップを測定することは難しい。例えば、レーザ光を利用してギャップを測定するような場合、レーザ光の進路がマスク模様に邪魔されてしまい、正確なギャップの計測を行うことが難しいからである。
しかしながら、フラットパネル複数枚の製品をガラス基板3上に同時に形成する場合は、露光マスク2面内にパターン21が形成されていない中央部22が発生するので、このパターン21のない中央部22をギャップ測定エリアに利用すれば、ギャップLを測定することができる。
That is, in general, in the production of flat panels, as shown in FIG. 6, for example, one product is formed on a
For example, when one flat panel product is formed on the
However, when a plurality of flat panel products are formed on the
一方、第2ギャップセンサ62は、例えば本実施の形態では、図示外の半導体レーザを照射し、露光マスク2のパターン21面とガラス基板3の表面とでそれぞれ反射する光を、図示外のCCDセンサで検出し、三角測量法の原理を用いてギャップLを検出する光切断方式のセンサが用いられている。なお、この第2ギャップセンサ62は、前述したように、ガラス基板4と露光マスク2とのギャップについて上下左右の4隅で同時に計測するように4箇所設けられており、第1ギャップセンサ61と同様の構成となっている。
On the other hand, for example, in the present embodiment, the
アクチュエータ7は、露光マスク2とガラス基板3との間のギャップを均一に制御するものであり、ガラス基板3の移動・変位を行う第1アクチュエータ7A(以下、「基板操作用アクチュエータ」とよぶ)と、露光マスク2の移動・変位を行う第2アクチュエータ(以下、「マスク操作用アクチュエータ」とよぶ)7Bとを備えている。
The actuator 7 controls the gap between the
このうち、基板操作用アクチュエータ7Aは、この基板ステージ1の背面に配置してあり、基板ステージ1全体(又は一部でもよい)を吸着保持するようになっており、いずれも図示しないが、基板ステージ1を図示外のステッピングモータなどで前進・後退させる並進機構と、適宜手段で基板ステージ1を傾斜させるチルト機構などとで構成されている。
Among these, the
一方、マスク操作用アクチュエータ7Bは、回転軸42を中心にして微小回動させて、マスクホルダ4Aにより保持される露光マスク2の左右両側2辺の縁部を変位・変形させるものであり、露光マスク2の左右両側2辺にそれぞれ設置されている。
即ち、このマスク操作用アクチュエータ7Bは、図2において、回転軸42を中心にマスクホルダ4Aを回転させるためのモータ71と、不動状態にある基台70に対してマスクホルダ4Aを回転自在に固定・支持する一対のブラケット72とで構成しており、一方のブラケット72に固設したモータ71の駆動・回転力により、マスクホルダ4Aが回動可能になっている。
On the other hand, the
That is, in FIG. 2, the
そして、このマスク操作用アクチュエータ7Bでは、例えば露光マスク2の面内の1ポイントと後述する第2のギャップセンサ62からのギャップ信号データに基づいて動作するようになっており、特にこのマスク操作用アクチュエータ7Bでは、ギャップLについての制御を露光マスク2の左右で独立別個に設定できるようにするため、露光マスク2の左右の2箇所に配設されている。
The
コントロール部8は、第1、第2のギャップセンサ61、62からのギャップLについての計測データを入力すると、予め設定された基準値と比較してそれを上回るギャップLが発生している場合には、これを解消するように、それぞれ、基板操作用アクチュエータ7A、マスク操作用アクチュエータ7Bの各モータを駆動・制御するものである。
When the
このため、コントロール部8は、入力が第1、第2のギャップセンサ61、62の出力にそれぞれ接続されているとともに、出力が各モータ61に接続されており、第1、第2のギャップセンサ61、62によるギャップ信号を入力して、基板操作用アクチュエータ7A、マスク操作用アクチュエータ7Bを制御するように構成されている。
即ち、具体的には、このコントロール部8では、露光マスク2の中央部1箇所に設けた第1のギャップセンサ61からの信号出力値が設定値になるよう、マスク操作用アクチュエータ7Bの操作量を決定してこのマスク操作用アクチュエータ7Bの動作を制御するようになっており、これにより、ガラス基板4と露光マスク2とについて、これらの面内中央部でのギャップLを調整・制御している(このギャップ制御を「ギャップ制御方法1」とする)。
For this reason, the
Specifically, in this
また、このコントロール部8では、露光マスク2とについて上下左右4箇所の第2のギャップセンサ62からの信号出力値が設定値になるよう、基板操作用アクチュエータ7Aの操作量を決定して基板操作用アクチュエータ7Aの動作を制御するようになっており、これにより、ガラス基板3と露光マスク2とについて、これら4隅でのギャップLを調整・制御している(このギャップ制御を「ギャップ制御方法2」とする)。
In addition, the
なお、第2のギャップセンサ62では、露光マスク2の4隅領域におけるギャップLを測定するので、形成するパターン21が単数或いは複数のいずれのものであっても、別段問題なく測定できる。
Since the
次に、本実施の形態のギャップ制御装置によりプロキシミティギャップの設定・調整を行う方法などについて、具体的に説明する。 Next, a method for setting / adjusting the proximity gap by the gap control apparatus according to the present embodiment will be specifically described.
(1)初めに、第2のギャップセンサ62により露光マスク2の4隅部分でのギャップ信号を測定する。そして、この第2のギャップセンサ62から出力のギャップ信号値が設定値になるように、基板操作用アクチュエータ7Aを用いて、前述した「ギャップ制御方法2」による制御を行う。
(1) First, the gap signal at the four corners of the
(2)その後、露光マスク2の面内中央部に設置の第1のギャップセンサ61から出力のギャップ信号値が設定値になるように、マスク操作用アクチュエータ7Bを用いて、前述した「ギャップ制御方法1」による制御を行う。
例えば、第1のギャップセンサ61のギャップ信号が設定値よりも小さいという測定結果であれば、コントロール部8による制御により、マスク操作アクチュエータ7Bを制御し、第1のギャップセンサ61から出力のギャップ信号値が大きくなるように動かす。
(2) After that, the above-mentioned “gap control” is performed using the
For example, if the measurement result indicates that the gap signal of the
(3)その後、再度、露光マスク2の4隅での第2のギャップセンサ62から出力のギャップ信号が設定値になるように、マスク操作用アクチュエータ7Bを用いて、前述した「ギャップ制御方法2」による制御を行う。
(3) Thereafter, the above-described “
以下、このような手順(1)〜(3)を繰り返し、露光マスク2の面内中央部でのギャップ信号値および4隅のギャップ信号値が設定値内となるようにギャップLの制御を行う。
Thereafter, the procedures (1) to (3) are repeated, and the gap L is controlled so that the gap signal value at the central portion of the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図4は本発明の第2の実施の形態に係る縦型露光装置を示すものであり、この縦型露光装置では、第1の実施の形態とは異なり、上下左右の4箇所に設けたマスクホルダ4Bにより露光マスク2の左右両側2辺の縁部ばかりでなく上下両側2辺の縁部も保持するように構成している。
一方、本実施の形態のマスク操作用アクチュエータ7Cは、第1の実施の形態と同様に、露光マスク2の左右両側に設置されているが、このマスクホルダ4Bにより保持される露光マスク2の左右両側2辺の縁部を、ガラス基板3に向けて進退させる方向に変位させるようになっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
FIG. 4 shows a vertical exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this vertical exposure apparatus, unlike the first embodiment, masks provided at four locations, top, bottom, left and right. The
On the other hand, the
ここで、図5を参照しながら、マスク操作用アクチュエータ7Cの具体的な構成について説明する。
このマスク操作用アクチュエータ7Cは、不動状態にある基台70に固定するモータ71と、このモータ71の出力軸を回転自在に支持するために基台70に固定したブラケット72と、基台70に固設したガイドレール73と、このガイドレール73にスライド自在に取り付けたリニアガイド74と、このリニアガイド74と平行に配設しモータ71の駆動力で回転するボールねじ75と、このボールねじ75に螺合するとともにリニアガイド74と一体化された雌ねじ部材76とを備えている。
なお、このマスク操作用アクチュエータ7Cは、露光マスク2の左右両側に設置されているが、第1の実施の形態と同様に、これらは左右で別々に制御量を設定できるように構成されている。
Here, a specific configuration of the
The
The
一方、マスクホルダ4Bは、リニアガイド74に搭載・固設されており、モータ71の駆動・回転動作により、マスクホルダ4Bがリニアガイド74の配設方向に沿った直線運動を行うことができるように構成されているが、特に直線運動への変換手段としてボールねじ75を用いているので、この直線運動動作を精密に制御することが可能になっている。
On the other hand, the
次に、本実施の形態のギャップ制御装置によりプロキシミティギャップの設定・調整を行う方法などについて、具体的に説明する。 Next, a method for setting / adjusting the proximity gap by the gap control apparatus according to the present embodiment will be specifically described.
(1)初めに、露光マスク2の上下左右の4隅に設けた第2のギャップセンサ62により露光マスク2の4隅部分でのギャップ信号を測定する。そして、この第2のギャップセンサ62から出力のギャップ信号値が設定値になるように、基板操作用アクチュエータ7Aを用いた、「ギャップ制御方法2」による制御を行う。
これにより、ガラス基板3と露光マスク2とについて、これら4隅でのギャップLを調整・制御することができる。
(1) First, the gap signals at the four corners of the
Thereby, about the
(2)その後、第1の実施の形態と同様に、露光マスク2の面内中央部に設置の第1のギャップセンサ61から出力のギャップ信号値が設定値になるように、マスク操作用アクチュエータ7Cを用いて、「ギャップ制御方法1」による制御を行う。
即ち、コントロール部8の制御によってモータ71を駆動・制御し、このモータ71に連結されたボールねじ75を回転し、これに螺合する雌ねじ部材76及びこれと一体化されたリニアガイド74をガイドレール73に沿ってスライドさせる。これにより、雌ねじ部材76及びリニアガイド74と一体化されたマスクホルダ4Bが吸着された状態の露光マスク2をそのまま±Y方向に変位させるので、露光マスク2を変形させることができる。
(2) After that, similarly to the first embodiment, the mask operating actuator is set so that the gap signal value output from the
That is, the
(3)その後、再度、露光マスク4隅での第2のギャップセンサ62から出力のギャップ信号が設定値になるように、前述した「ギャップ制御方法2」による制御を行う。
(3) Thereafter, the above-described “
以下、このような手順(1)〜(3)を繰り返し、面内中央部のギャップ信号値および4隅のギャップ信号値が設定値内となるように、プロキシミティギャップの制御を行う。 Thereafter, the procedures (1) to (3) are repeated, and the proximity gap is controlled so that the gap signal value at the central portion in the plane and the gap signal values at the four corners are within the set values.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図6は本発明の第3の実施の形態に係る縦型露光装置を示すものであり、この縦型露光装置では、図7に示すように、露光マスク2の全面にパターン21が形成されており、露光マスク2の面内の中央部では、ギャップセンサによりギャップを測定するギャップ測定エリアが設けられないが、露光マスク2の平面度を測定するマスク平面度センサ63を露光マスク2の面内中央部側に設置している。このため、マスク平面度センサ63を使用することにより、露光マスク2とガラス基板3との間のギャップを露光マスク2の面内中央部側でも均一に制御することができる構成となっている。
なお、本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に、マスクホルダ(4A又は4Bのいずれでもよい)を露光マスク2の左右両側2辺の縁部に設置しており、これら一対のマスクホルダにより露光マスク2の左右両側2辺の縁部を保持するように構成されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
FIG. 6 shows a vertical exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this vertical exposure apparatus, a
In this embodiment as well, as in the first embodiment, a mask holder (which may be either 4A or 4B) is installed at the edges of the two sides on the left and right sides of the
本実施の形態のマスク平面度センサ63には、例えば、第1、第2のギャップセンサ61、62と同様の光切断方式のセンサを用いている。このマスク平面度センサ63は、UV光源5側より、例えば露光マスク2の平面を上下方向、左右方向にスキャンさせることによりマスクの平面度を検出するように構成されている。
As the
さらに、このマスク平面度センサ63には、例えば図5に示すようなリニアガイドと一体に結合してスキャン動作を行うようにするため、特に上下、左右の2方向にスライドさせるため、図5に示すものと同じような構成の高精度のスライド機構(図示せず)を互いに直交する2方向に設けている。なお、このリニアガイドとマスクホルダで構成する面は、メカニカル的に高精度に平行度を出す必要がある。
Further, the
コントロール部8は、マスク平面度センサ63からの平面度信号を入力すると、このコントロール部8にてマスク操作用アクチュエータ7Bの操作量を算出するようになっている。そして、このコントロール部8では、その算出した操作量に基づきマスク操作用アクチュエータ7Bを動作させ、露光マスク2を変形させて露光マスク2の平面度を補正するようになっている(以下、この制御を、「マスク平面度補正方法1」とする)。
なお、このマスク操作用アクチュエータは、第1の実施の形態のマスク操作用アクチュエータ7Bと同様の構成であるが、第2の実施の形態のマスク操作用アクチュエータ7Cと同様の構成のものを用いても構わない。
When the
The mask operation actuator has the same configuration as the
次に、本実施の形態に係るギャップ制御装置によりプロキシミティギャップの設定・調整を行う方法などについて、具体的に説明する。 Next, a method for setting and adjusting the proximity gap by the gap control apparatus according to the present embodiment will be specifically described.
(1)初めに、露光マスク2の面内中央部でのマスク平面度センサ63による平面度信号に基づき、露光マスク2の平面度が設定値通りになるように、前述した「マスク平面度補正方法1」による制御を行う。
(1) First, based on the flatness signal from the
(2)次に、第1の実施の形態、又は第2の実施の形態と同様に、露光マスク2の上下左右の4隅に設けた第2のギャップセンサ62により露光マスク2の4隅部分でのギャップ信号を測定する。そして、この第2のギャップセンサ62から出力のギャップ信号値が設定値になるように、前述した「ギャップ制御方法2」による制御を行う。
(2) Next, similarly to the first embodiment or the second embodiment, the four corner portions of the
(3)その後、再度、露光マスク2の面内中央部でのマスク平面度センサ63による平面度信号に基づき、露光マスク2の平面度が設定値通りになるように、前述した「マスク平面度補正方法1」による制御を行う。
(3) After that, based on the flatness signal from the
以下、このような手順(1)〜(3)を繰り返し、面内中央部の平面度信号値および4隅のギャップ信号値が設定値内となるようにプロキシミティギャップの制御を行う。 Thereafter, the procedures (1) to (3) are repeated, and the proximity gap is controlled so that the flatness signal value at the central portion in the plane and the gap signal values at the four corners are within the set values.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態において、第1〜第3の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図8は本発明の第4の実施の形態に係る縦型露光装置を示すものであり、この縦型露光装置では、第2の実施の形態と同様に、マスクホルダ4Bにより、露光マスク2の左右両側2辺の縁部及び上下両側2辺の縁部を保持するように構成されているとともに、マスク操作用アクチュエータ7Cにより、マスクホルダ4Bにより保持される露光マスク2の左右両側2辺の縁部をY方向に変位させることにより露光マスク2を変形させるようになっている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
FIG. 8 shows a vertical exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In this vertical exposure apparatus, the
また、本実施の形態では、第3の実施の形態と同様に、露光マスク2の平面度を測定するマスク平面度センサ63(本実施の形態でも、図示外の第3の実施の形態と同じスライド機構を付設している)を露光マスク2の面内中央部に設置しており、このため、露光マスク2の面内中央部でも、露光マスク2とガラス基板3との間のギャップLを所望の均一なプロキシミティギャップに設定・制御することができる構成となっている。
In the present embodiment, similarly to the third embodiment, a
一方、コントロール部8では、マスク平面度センサ63からの平面度信号を入力すると、マスク平面度センサ63の信号に基づきマスク操作用アクチュエータ7Cの操作量を制御し、露光マスク2の平面度を補正するようになっている。
そして、コントロール部8では、4隅のギャップセンサ62の信号に基づき、その補正された露光マスク2とガラス基板3とのギャップを検出し、これにより基板操作用アクチュエータ7Aの操作量を算出して制御することにより、露光マスク2とガラス基板3との間のギャップが設定値内に収まるように制御を行っている。
On the other hand, when the flatness signal from the
The
なお、本実施の形態でも、マスク操作用アクチュエータは、第2の実施の形態のマスク操作用アクチュエータ7Cと同様の構成であるが、第1の実施の形態のマスク操作用アクチュエータ7Bと同様の構成のものであっても構わない。
Also in this embodiment, the mask operation actuator has the same configuration as the
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
本発明の基板露光方法は、マスクサイズが大型化することによるマスクの面精度の悪化や、マスク自重による撓みや座屈により、露光基板との間のギャップにマスクの面内ばらつきなどが発生した場合でも、マスクとガラス基板間のギャップを均一にし、パターンの焼き付け精度を均一にすることができる効果を有し、露光基板およびマスクを鉛直方向に立てて設置した縦型露光装置等に有用である。 In the substrate exposure method of the present invention, in-plane variation of the mask occurs in the gap between the exposure substrate due to deterioration of the mask surface accuracy due to an increase in the mask size, and deflection and buckling due to the mask's own weight. Even in this case, the gap between the mask and the glass substrate can be made uniform, and the pattern printing accuracy can be made uniform, which is useful for a vertical exposure apparatus in which the exposure substrate and the mask are set up vertically. is there.
1 基板ステージ
2 露光マスク
21 マスクパターン
22 パターンが形成されていない部分(中央部)
3 ガラス基板(露光基板)
4A マスクホルダ
4B マスクホルダ
41A 吸着溝(真空吸着機構)
5 光源
6 ギャップセンサ
61 第1ギャップセンサ
62 第2ギャップセンサ
63 マスク平面度センサ
7 アクチュエータ
7A 第1アクチュエータ(基板操作用アクチュエータ)
7B 第2アクチュエータ(マスク操作用アクチュエータ)
7C マスク操作用アクチュエータ
70 基台
71 モータ
72 ブラケット
73 ガイドレール
74 リニアガイド
75 ボールねじ
76 雌ねじ部材
8 コントロール部
L (プロキシミティ)ギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
3 Glass substrate (exposure substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Light source 6
7B 2nd actuator (actuator for mask operation)
7C
Claims (5)
前記マスクと前記露光基板との間の前記ギャップを検出し、
前記検出されたギャップに基づき、前記露光基板の前記マスクの面と垂直な方向への移動と前記露光基板の前記マスクの面に対する傾斜角度の変位と前記マスク全面の変位の少なくとも1つを行い、
前記マスクと前記露光基板との間の前記ギャップを補正する
ことを特徴とする基板露光方法。 A substrate exposure method in which a mask on which a predetermined pattern is formed and an exposure apparatus are opposed to each other with a predetermined gap in a vertical direction, and the pattern is projected onto the exposure substrate through the mask,
Detecting the gap between the mask and the exposed substrate;
Based on the detected gap, at least one of movement of the exposure substrate in a direction perpendicular to the surface of the mask, displacement of an inclination angle of the exposure substrate with respect to the mask surface, and displacement of the entire mask surface,
The substrate exposure method, wherein the gap between the mask and the exposure substrate is corrected.
前記検出された平面度に基づき前記マスクの平面度を補正する
ことを特徴とする請求項1記載の基板露光方法。 Detect the flatness of the mask,
The substrate exposure method according to claim 1, wherein the flatness of the mask is corrected based on the detected flatness.
前記マスクと前記露光基板との前記ギャップを検出するギャップセンサと、
前記基板ステージを前記マスクの面と垂直な方向への移動と前記マスクの面に対する変位の少なくとも一方を行い前記ギャップを補正する第1のアクチュエータと、
前記マスクホルダが保持する前記マスクの縁部を変位させて前記ギャップを補正する第2のアクチュエータと、
前記ギャップセンサからの信号に基づき、前記第1のアクチュエータ及び前記第2のアクチュエータの操作量を制御するコントロール部と
を備えたギャップ制御装置を有することを特徴とする基板露光装置。 A state in which a mask holder that holds a mask on which a predetermined pattern is formed and a substrate stage that holds an exposure substrate so as to face the mask, and a predetermined gap is held between the mask and the exposure substrate In the substrate exposure apparatus, the mask and the exposure substrate are arranged in a vertical direction, and the pattern is projected onto the exposure substrate through the mask,
A gap sensor for detecting the gap between the mask and the exposure substrate;
A first actuator for correcting the gap by performing at least one of movement of the substrate stage in a direction perpendicular to the surface of the mask and displacement with respect to the surface of the mask;
A second actuator for correcting the gap by displacing an edge of the mask held by the mask holder;
A substrate exposure apparatus comprising: a gap control device comprising: a control unit that controls an operation amount of the first actuator and the second actuator based on a signal from the gap sensor.
ギャップセンサは、少なくとも、前記パターンの形成されていない領域に配設してあることを特徴とする請求項3記載の基板露光装置。 The mask is provided with patterns at multiple locations,
4. The substrate exposure apparatus according to claim 3, wherein the gap sensor is disposed at least in a region where the pattern is not formed.
コントロール部は、少なくとも、前記マスク平面度センサ信号又はギャップセンサ信号に基づき、第1のアクチュエータと第2のアクチュエータの少なくとも一方の操作量を制御することを特徴とする請求項3記載の基板露光装置。 A mask flatness sensor for detecting the flatness of the mask is provided.
4. The substrate exposure apparatus according to claim 3, wherein the control unit controls an operation amount of at least one of the first actuator and the second actuator based on at least the mask flatness sensor signal or the gap sensor signal. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003311464A JP2005079515A (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Substrate exposure method and substrate exposure device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005079515A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013003157A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Nsk Technology Co Ltd | Exposure unit and exposure method using the same |
JP2013003158A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Nsk Technology Co Ltd | Exposure device and exposure method |
-
2003
- 2003-09-03 JP JP2003311464A patent/JP2005079515A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2013003157A (en) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Nsk Technology Co Ltd | Exposure unit and exposure method using the same |
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