JP2005352069A - Aligner - Google Patents

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Katsuki Imai
克喜 今井
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the exchange time for substrates and to improve the throughput. <P>SOLUTION: The aligner is equipped with: a substrate stage 2 which is mounted on a moving table 3x movable in the axial direction and holds a substrate W as a material to be exposed; a mask stage 5 which holds a mask M having a pattern for exposure and allows the mask to oppose the substrate W when the moving table 3x stops at a predetermined position; and an irradiating means 6 which irradiates the mask M with exposure light so as to transfer the pattern of the mask M onto the substrate W by exposure. In the aligner, the moving stroke of the moving table 3x in the axial direction is controlled to be longer than the dimension of the substrate W in the axial direction and to be long enough to completely eject the substrate W from the mask M. The aligner is equipped with a substrate exchanging apparatus 10 which carries in and out the substrate W with respect to the substrate stage 2 at the position where the substrate W is located completely away out of the mask M. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイ等の製造工程で用いられ、基板上にマスクのパターンを露光転写するのに好適な露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus that is used in a manufacturing process of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display, and is suitable for exposing and transferring a mask pattern onto a substrate.

例えば、液晶ディスプレイ等の製造工程において、ガラス等の基板にカラーフィルタや電極の回路等のパターンを露光転写する工程がある。
露光方式の一例としての近接露光は、被露光材としての基板を近接露光装置の基板ステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のすき間を例えば数10μm〜数100μmにし、次いで、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより該基板上に該マスクに描かれたパターンを露光転写するようにしたものである。なお、他にも投影露光等の方式がある。
For example, in a manufacturing process of a liquid crystal display or the like, there is a process of exposing and transferring a pattern such as a color filter or electrode circuit onto a substrate such as glass.
Proximity exposure as an example of an exposure method is to hold a substrate as an exposure material on a substrate stage of a proximity exposure apparatus and bring the substrate close to a mask held on a mask holding frame of a mask stage so that a gap between the two is obtained. The pattern drawn on the mask is exposed and transferred onto the substrate by irradiating the exposure light toward the mask with an irradiation device from the side away from the substrate of the mask. It is what I did. There are other methods such as projection exposure.

ところで、近接露光には、マスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式があるが、このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合にマスクが大型化し、マスクの撓みによるパターン精度への影響やコスト面等で問題が生じる。
このような事情から、従来においては、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合には、基板より小さいマスクを用い、基板ステージを搭載した移動テーブルをマスクに対して例えばX軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクを基板テーブル上の基板に近接配置した状態でパターン露光光を照射し、これにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写する、所謂ステップ式の近接露光方式が用いられる場合がある。その他、スキャン方式を組み合わせる等して、大型の基板の露光を行う方式もある。
By the way, in proximity exposure, there is a method in which the mask is made the same size as the substrate and is exposed in a lump. However, in such a method, when the mask pattern is exposed and transferred onto a large substrate, the mask becomes large and the mask is exposed. This causes problems in terms of the influence on the pattern accuracy due to the bending of the pattern and the cost.
Under these circumstances, conventionally, when a mask pattern is exposed and transferred onto a large substrate, a mask smaller than the substrate is used, and a moving table on which a substrate stage is mounted is stepped, for example, in the X-axis direction with respect to the mask. The pattern exposure light is irradiated in a state where the mask is moved close to the substrate on the substrate table for each step, and thereby a plurality of patterns drawn on the mask are exposed and transferred onto the substrate. A proximity exposure method may be used. In addition, there is a method of exposing a large substrate by combining a scanning method.

なお、露光終了後は、基板交換装置によって基板ステージから露光後の基板を搬出すると共に、該基板ステージに新たな基板を搬入した後、次の露光を行う。基板の搬入、搬出に用いる基板交換装置としては、例えば直動式のアーム伸縮軸を有するものや、多関節アームによる伸縮軸を有するものが開示されている(例えば特許文献1参照)
特開2003−136442号公報
After the exposure is completed, the exposed substrate is unloaded from the substrate stage by the substrate exchange apparatus, and the next exposure is performed after a new substrate is loaded onto the substrate stage. As a substrate exchange device used for loading and unloading a substrate, for example, a device having a direct-acting arm telescopic shaft or a device having a telescopic shaft by an articulated arm is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 2003-136442 A

上記従来の露光装置においては、基板ステージの軸方向の移動ストロークは、基板の前記軸方向のサイズより小さく、且つフットプリントの関係でできるだけ短い長さとされているため、基板が大型化すると、基板交換装置の伸縮軸の伸縮量が長くなって基板の搬入、搬出に時間がかかり、装置全体のスループットが低下する問題がある。
特に、多関節アームによる伸縮軸を有する基板交換装置では、伸縮軸の方向に関して高速度を得ることができる区間が限られるため、アームの伸縮動作が遅く、基板の搬入、搬出に時間がかかってしまう。
他の方式の場合も、構造上、基板交換装置は、基板の搬送スピードを上げるのには限界がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、基板の交換時間を短縮してスループットの向上を図ることができる露光装置を提供することを目的とする。
In the conventional exposure apparatus described above, the axial movement stroke of the substrate stage is smaller than the axial size of the substrate and is as short as possible in relation to the footprint. There is a problem that the amount of expansion / contraction of the expansion / contraction shaft of the exchange device becomes long, and it takes time to carry in and out the substrate, thereby reducing the throughput of the entire device.
In particular, in a substrate exchanging apparatus having a telescopic shaft by an articulated arm, the section in which high speed can be obtained in the direction of the telescopic shaft is limited, so that the arm telescopic operation is slow and it takes time to carry in and out the substrate. End up.
In other systems, the substrate exchange apparatus has a limit in increasing the substrate transfer speed due to its structure.
The present invention has been made in order to eliminate such inconveniences, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of reducing the substrate replacement time and improving the throughput.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、軸方向に移動可能な移動テーブル上に搭載され、被露光材としての基板を保持する基板ステージと、前記移動テーブルを軸方向に駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、露光すべきパターンを有するマスクを前記基板に対向するように保持するマスクステージと、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写すべく露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段と備えた露光装置において、
前記移動テーブルの軸方向の移動ストロークを前記基板の前記軸方向の寸法より長く、且つ該基板が前記マスクから完全に外れる長さとし、前記基板が前記マスクから完全に外れた位置で前記基板ステージに対して前記基板の搬入、搬出を行う基板交換装置を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is mounted on a moving table that is movable in the axial direction, and holds a substrate as a material to be exposed, and drives the moving table in the axial direction. A driving means for controlling, a control means for controlling the driving means, a mask stage for holding a mask having a pattern to be exposed so as to face the substrate, and an exposure device for exposing and transferring the pattern of the mask to the substrate. In an exposure apparatus comprising irradiation means for irradiating the mask with light toward the mask,
The moving stroke of the moving table in the axial direction is longer than the dimension of the substrate in the axial direction, and the substrate is completely removed from the mask, and the substrate is placed on the substrate stage at a position where the substrate is completely removed from the mask. On the other hand, a substrate exchange device for carrying in and out the substrate is provided.

請求項2に係る発明は、請求項1において、前記移動テーブルの軸方向の位置を検出する第1のセンサと、該移動テーブルの軸方向の位置を前記第1のセンサより低い分解能で検出する第2のセンサとを備え、前記制御手段は、前記第1のセンサ及び前記第2のセンサからの信号を選択すると共に、該選択信号に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記第1のセンサ及び前記第2のセンサの内の少なくとも一方のセンサがリニアスケールであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first sensor that detects the position of the moving table in the axial direction and the position of the moving table in the axial direction are detected with lower resolution than the first sensor. And a second sensor, wherein the control means selects signals from the first sensor and the second sensor and controls the driving means based on the selection signal.
The invention according to claim 3 is characterized in that in claim 2, at least one of the first sensor and the second sensor is a linear scale.

本発明によれば、移動テーブルの軸方向の移動ストロークを基板の前記軸方向の寸法より長く、且つ該基板がマスクから完全に外れる長さとし、基板がマスクから完全に外れた位置で、基板交換装置によって基板ステージから露光後の基板を搬出すると共に、該基板ステージに新たな基板を搬入することにより、基板交換装置による搬入、搬出動作時の基板移動距離を短縮し、その分を移動速度の速い移動テーブルの移動動作に代えることができ、これにより、基板の搬入、搬出にかかる時間が短縮されて、装置全体のスループットの向上を図ることができる。   According to the present invention, the moving stroke in the axial direction of the moving table is longer than the axial dimension of the substrate, and the substrate is completely removed from the mask, and the substrate is replaced at a position where the substrate is completely removed from the mask. By unloading the substrate after exposure from the substrate stage by the apparatus and loading a new substrate onto the substrate stage, the substrate moving distance during the loading and unloading operations by the substrate exchange device is shortened, and the movement speed is reduced accordingly. It can be replaced by a fast moving table movement operation, whereby the time required for loading and unloading the substrate is shortened, and the throughput of the entire apparatus can be improved.

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例である近接露光装置を説明するための平面図、図2は図1の矢印A方向から見た図、図3はリニアモータ部の拡大断面図である。
本発明の実施の形態の一例である近接露光装置は、図1及び図2に示すように、ベース7上にX軸方向に移動可能に設けられたX軸移動テーブル3xと、X軸移動テーブル3x上にY軸方向に移動可能に設けられたY軸移動テーブル3yと、Y軸移動テーブル3yに搭載され、被露光材としての基板Wを保持するワークチャック1を上面に有する基板ステージ2と、基板Wより小さいマスクMを該基板Wに対向させた状態でマスク保持枠4を介して保持するマスクステージ5と、マスクMのパターンを基板Wに露光転写すべく露光用の光をマスクMに向けて照射する照射装置6と、ベース7のX軸方向の端部に配置され、基板ステージ2に対して基板Wの搬入、搬出を行う基板交換装置10とを備える。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view for explaining a proximity exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view seen from the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of a linear motor section. .
As shown in FIGS. 1 and 2, the proximity exposure apparatus as an example of the embodiment of the present invention includes an X-axis movement table 3x provided on the base 7 so as to be movable in the X-axis direction, and an X-axis movement table. A Y-axis moving table 3y provided on the 3x so as to be movable in the Y-axis direction, and a substrate stage 2 mounted on the Y-axis moving table 3y and having a work chuck 1 on its upper surface for holding a substrate W as an exposed material; A mask stage 5 that holds a mask M smaller than the substrate W through the mask holding frame 4 in a state of facing the substrate W, and exposure light for exposing and transferring the pattern of the mask M to the substrate W. And a substrate exchanging device 10 that carries the substrate W in and out of the substrate stage 2 and is disposed at the end of the base 7 in the X-axis direction.

マスクステージ5には、マスクMの位置及び姿勢を微調整可能な微動機構が設けられると共に、マスクMと基板Wとの位置ずれ量、或いはマスクMと基板ステージ2との位置ずれ量を求めるのに用いられる例えばCCDカメラ等の撮像装置が設けられている。そして、撮像装置による撮像結果に基づき、前記微動機構によるマスクMの位置合わせ(所謂アライメント)が行われる。
X軸移動テーブル3xは、裏面にリニアガイド装置のスライダ24が取り付けられ、該スライダ24はベース7上にX軸方向に沿って平行に設置された案内レール8に転動体(図示せず)を介して跨架されている。これにより、X軸移動テーブル3xが、案内レール8にX軸方向に沿って移動可能に支持されている。
The mask stage 5 is provided with a fine movement mechanism capable of finely adjusting the position and posture of the mask M, and the positional deviation amount between the mask M and the substrate W or the positional deviation amount between the mask M and the substrate stage 2 is obtained. For example, an imaging device such as a CCD camera is used. Then, based on the imaging result by the imaging device, the mask M is positioned by the fine movement mechanism (so-called alignment).
A slider 24 of a linear guide device is attached to the back surface of the X-axis moving table 3x, and the slider 24 has rolling elements (not shown) on guide rails 8 installed in parallel on the base 7 along the X-axis direction. It is straddled through. Thereby, the X-axis moving table 3x is supported by the guide rail 8 so as to be movable along the X-axis direction.

また、この実施の形態では、X軸移動テーブル3xをX軸方向に駆動(ステップ移動含む)する駆動手段として、リニアモータ14を採用している。
このリニアモータ14は、図3に示すように、ベース7の略中央部にX軸方向に沿って形成された溝15の両側壁のそれぞれに表面の極性がN極、S極…と交互に変わるようにX軸方向に沿って並べて取り付けられた複数の永久磁石16と、X軸移動テーブル3xの裏面にX軸方向に沿って設けられた凸条18の両側面に取り付けられた電機子17とを備えており、制御装置20によって電機子17へ流す電流を適宜制御することにより、X軸移動テーブル3xにX軸方向の推力を与え、X軸方向の位置決めを行うものである。
In this embodiment, the linear motor 14 is employed as a driving means for driving the X-axis movement table 3x in the X-axis direction (including step movement).
As shown in FIG. 3, the linear motor 14 has a surface polarity alternately N-pole, S-pole, etc. on both side walls of the groove 15 formed along the X-axis direction in the substantially central portion of the base 7. A plurality of permanent magnets 16 mounted side by side along the X-axis direction so as to change, and an armature 17 attached to both side surfaces of the ridges 18 provided along the X-axis direction on the back surface of the X-axis moving table 3x. The control device 20 appropriately controls the current flowing to the armature 17 to give the X-axis moving table 3x thrust in the X-axis direction and perform positioning in the X-axis direction.

なお、リニアモータ14としては、上記の構成に限られず、例えば、溝15に電機子を、凸条18に永久磁石を設けるようにしてもよいし、いずれか一方を溝15上面に、他方を凸条18の下面に設けてもよい。後者の場合、溝15又は凸条18を省いてもよい。
また、X軸移動テーブル3xの駆動手段としては、リニアモータ14の他に、例えば、ボールねじ装置と該ボールねじ装置のねじ軸を回転駆動するモータとの組合せ、タイミングベルトと駆動用モータとの組合せや、シリンダ装置等を用いることができる。
The linear motor 14 is not limited to the above-described configuration. For example, an armature may be provided in the groove 15, and a permanent magnet may be provided in the ridge 18. You may provide in the lower surface of the protruding item | line 18. FIG. In the latter case, the grooves 15 or the ridges 18 may be omitted.
In addition to the linear motor 14, as a driving means for the X-axis moving table 3x, for example, a combination of a ball screw device and a motor that rotationally drives the screw shaft of the ball screw device, a timing belt and a driving motor Combinations, cylinder devices, and the like can be used.

更に、ベース7上のY軸方向の両側には、X軸移動テーブル3xのX軸方向の位置を検出する2本のリニアスケール30,40を構成する被検出体がX軸方向に沿って設けられている。また、図示は省略するが、リニアスケール30,40を構成し、X軸移動テーブル3xの位置情報を読み取るセンサ本体は、対応する被検出体に対向してそれぞれX軸移動テーブル3xの下面に設けられている。   Further, on both sides of the base 7 in the Y-axis direction, detected bodies constituting two linear scales 30 and 40 for detecting the position of the X-axis moving table 3x in the X-axis direction are provided along the X-axis direction. It has been. Although not shown in the drawings, the sensor bodies that constitute the linear scales 30 and 40 and read the position information of the X-axis movement table 3x are provided on the lower surface of the X-axis movement table 3x, respectively, facing the corresponding detected object. It has been.

2本のリニアスケール30,40の内の一方のリニアスケール(第1のセンサ)30は、他方のリニアスケール(第2のセンサ)40より短くされて、主に露光領域で高精度なX軸移動テーブル3xの位置決めが要求される領域に配置されており、他方のリニアスケール40は、X軸移動テーブル3xのX軸方向の位置を前記リニアスケール30より低い分解能で検出するもので、ベース7のX軸方向の略全長に渡って配置されている。   One linear scale (first sensor) 30 of the two linear scales 30 and 40 is shorter than the other linear scale (second sensor) 40, and is a highly accurate X-axis mainly in the exposure region. The other linear scale 40 is disposed in an area where positioning of the moving table 3x is required, and detects the position of the X-axis moving table 3x in the X-axis direction with a lower resolution than the linear scale 30. Are arranged over substantially the entire length in the X-axis direction.

これらのリニアスケール30,40の信号は制御装置20に出力され、制御装置20は、X軸移動テーブル3xの高精度の位置決め領域ではリニアスケール30からの信号を選択して該X軸移動テーブル3xを高精度で位置決めするようにリニアモータ14を制御し、その他の領域ではリニアスケール30より分解能の低いリニアスケール40からの信号を選択してX軸移動テーブル3xの速度を速くするようにリニアモータ14を制御する。なお、図1において符号21はリニアモータの動力線、22はリニアスケール30の信号線、23はリニアスケール40の信号線である。   The signals of the linear scales 30 and 40 are output to the control device 20. The control device 20 selects a signal from the linear scale 30 in the high-precision positioning region of the X-axis movement table 3x and selects the X-axis movement table 3x. The linear motor 14 is controlled so that the position of the X-axis moving table 3x is increased by selecting the signal from the linear scale 40 having a lower resolution than the linear scale 30 in other areas. 14 is controlled. In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a power line of the linear motor, 22 denotes a signal line of the linear scale 30, and 23 denotes a signal line of the linear scale 40.

このように、X軸移動テーブル3xの軸方向の位置を検出するリニアスケール(第1のセンサ)30と、該X軸移動テーブル3xの軸方向の位置をリニアスケール30より低い分解能で検出するリニアスケール(第2のセンサ)40とを備え、制御装置(制御手段)20が、リニアスケール30及びリニアスケール40からの信号を選択すると共に、該選択信号に基づいてX軸移動テーブル3xの駆動手段を制御することで、X軸移動テーブル3xの高精度の位置決め領域ではリニアスケール30からの信号を選択して該X軸移動テーブル3xの速度を遅くし、その他の領域ではリニアスケール30より分解能の低いリニアスケール40からの信号を選択してX軸移動テーブル3xの速度を速くすることができるので、基板交換位置までのX軸移動テーブル3xの速度をより高速化することができる。   Thus, the linear scale (first sensor) 30 that detects the position of the X-axis movement table 3x in the axial direction and the linear scale that detects the position of the X-axis movement table 3x in the axial direction with a lower resolution than the linear scale 30. A scale (second sensor) 40, and the control device (control means) 20 selects a signal from the linear scale 30 and the linear scale 40, and drives the X-axis moving table 3x based on the selection signal. By controlling this, the signal from the linear scale 30 is selected in the high-precision positioning area of the X-axis movement table 3x to reduce the speed of the X-axis movement table 3x, and the resolution is higher than that of the linear scale 30 in the other areas. Since the signal from the low linear scale 40 can be selected to increase the speed of the X-axis moving table 3x, It can be faster the speed of the moving table 3x.

Y軸移動テーブル3yは、裏面にリニアガイド装置のスライダ24が取り付けられており、該スライダ24はX軸移動テーブル3x上にY軸方向に沿って平行に設置された案内レール8に転動体(図示せず)を介して跨架されている。これにより、Y軸移動テーブル3yが、X軸移動テーブル3x上の案内レール8にY軸方向に沿って移動可能に支持されている。   The slider 24 of the linear guide device is attached to the back surface of the Y-axis moving table 3y, and the slider 24 rolls on the guide rail 8 installed in parallel along the Y-axis direction on the X-axis moving table 3x. (Not shown). Thereby, the Y-axis movement table 3y is supported by the guide rail 8 on the X-axis movement table 3x so as to be movable along the Y-axis direction.

また、Y軸移動テーブル3yと基板ステージ2との間には、基板ステージ2の単純な上下動作を行うことにより該基板ステージ2を予め設定した位置までマスクMと基板Wとのすき間の計測を行うことなく昇降させる上下粗動装置(図示せず)と、基板ステージ2を上下に微動させてマスクMと基板Wとの対向面間のすき間を所定量に微調整する上下微動装置(図示せず)が設置されている。   Further, between the Y-axis moving table 3y and the substrate stage 2, the clearance between the mask M and the substrate W is measured up to a preset position by performing a simple vertical movement of the substrate stage 2. Vertical coarse movement device (not shown) that moves up and down without performing it, and vertical fine movement device (not shown) that finely adjusts the gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W to a predetermined amount by finely moving the substrate stage 2 up and down. Is installed.

Y軸移動テーブル3yは、ステップ送り専用のY軸駆動制御手段(例えば、ボールねじ装置、該ボールねじ装置のねじ軸を回転駆動するモータ及び該モータを制御する制御装置の組合せや、リニアモータと該リニアモータを制御する制御装置の組合せ等)によってY軸方向にステップ移動できるようになっており、これと前記X軸方向の駆動手段とにより、基板ステージ2上の基板WのX軸及びY軸の2軸のステップ露光を可能にしている。なお、Y軸移動テーブル3yのY軸方向の位置決め制御のために、リニアスケール30と同じ分解能のものを使用しており、X軸移動テーブル3x上のY軸方向に沿って被検出体が設けられ、Y軸移動テーブル3yの下面にはセンサ本体が設けられている(図示省略)。   The Y-axis moving table 3y includes Y-axis drive control means dedicated to step feed (for example, a combination of a ball screw device, a motor that rotationally drives the screw shaft of the ball screw device, and a control device that controls the motor, a linear motor, The linear motor can be moved stepwise in the Y-axis direction by a combination of control devices for controlling the linear motor, and the X-axis and Y-axis of the substrate W on the substrate stage 2 by this and the driving means in the X-axis direction. It enables two-axis step exposure of the axis. For the positioning control of the Y-axis moving table 3y in the Y-axis direction, the same resolution as that of the linear scale 30 is used, and the detection target is provided along the Y-axis direction on the X-axis moving table 3x. A sensor main body is provided on the lower surface of the Y-axis moving table 3y (not shown).

ここで、この実施の形態では、X軸移動テーブル3xのX軸方向の移動ストロークを基板Wの前記X軸方向の寸法より長く、且つ該基板WがマスクMから完全に外れる長さとし、基板WがマスクMから完全に外れた位置で基板交換装置10によって基板ステージ2に対して基板Wの搬入、搬出を行う。
基板交換装置10はベース7のX軸方向の端部に設置されており、Y軸方向に互いに離間配置された2つのハンド部50L,50Rを備えている。ハンド部50L,50Rは上面に基板Wを吸着保持する把持部を有している。一方、基板ステージ2は、基板Wの搬入、搬出時にはワークチャック1のチャック面からピン1aが突出した状態となるようにしている。そして、ハンド部50L,50Rはその先端部が基板ステージ2の複数のピン1a間(図2参照)に挿入可能になっている。
Here, in this embodiment, the movement stroke in the X-axis direction of the X-axis movement table 3x is longer than the dimension in the X-axis direction of the substrate W, and the substrate W is completely removed from the mask M. The substrate W is carried into and out of the substrate stage 2 by the substrate exchange device 10 at a position completely removed from the mask M.
The substrate exchange apparatus 10 is installed at the end of the base 7 in the X-axis direction, and includes two hand portions 50L and 50R that are spaced apart from each other in the Y-axis direction. The hand portions 50L and 50R have gripping portions that hold the substrate W by suction on the upper surface. On the other hand, the substrate stage 2 is configured such that the pins 1a protrude from the chuck surface of the work chuck 1 when the substrate W is loaded and unloaded. The tip portions of the hand portions 50L and 50R can be inserted between the plurality of pins 1a of the substrate stage 2 (see FIG. 2).

ハンド部50L,50Rの基板載置面、及びピン1aの先端にはそれぞれ真空吸着孔が設けられ、基板Wを吸着保持可能になっている。それぞれは図示しない吸引ポンプを含む空圧制御機構に接続され、基板Wの受け渡しに際し、吸着/解除の制御が可能である。
また、ハンド部50L,50Rは独立してZ軸方向に昇降駆動されると共に、Z軸回りに旋回駆動され、更に、Y軸方向にリニアガイド装置等(例えばモータとボールねじとの組合せ、或いはリニアモータ等の駆動装置を含む)を介して一体移動できるようになっている。
Vacuum suction holes are provided in the substrate placement surfaces of the hand portions 50L and 50R and the tips of the pins 1a, respectively, so that the substrate W can be sucked and held. Each is connected to an air pressure control mechanism including a suction pump (not shown), and suction / release control is possible when the substrate W is delivered.
Further, the hand portions 50L and 50R are independently driven up and down in the Z-axis direction, and are driven to rotate around the Z-axis. Further, a linear guide device or the like (for example, a combination of a motor and a ball screw, or the like) (Including a driving device such as a linear motor).

次に、図1を参照して、本実施形態の近接露光装置の作動を説明する。
なお、ここでは、ハンド部50Lを搬出用、ハンド部50Rを搬入用とする。また、基板を搬入、搬出する際には、X軸移動テーブル3xを図1の二点鎖線で示す基板交換位置に位置決めする。
図1は基板交換装置10の搬出用ハンド部50Lが待機している状態を示しており、各ハンド部50L,50Rは先端部がX軸方向を向いて左側のハンド部50Lがベース7のX軸方向の端部中央の上方に配置され、右側のハンド部50Rに図示しないプリアライメント装置によりプリアライメントされた新たな基板Wがプリアライメント装置から受け渡され、保持されている。このとき、Z軸方向に関しては、ハンド部50Lが下降位置、ハンド部50Rが上昇位置にある。
Next, the operation of the proximity exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
Here, the hand unit 50L is used for carrying out and the hand unit 50R is used for carrying in. Further, when the substrate is carried in and out, the X-axis movement table 3x is positioned at the substrate replacement position indicated by the two-dot chain line in FIG.
FIG. 1 shows a state in which the unloading hand unit 50L of the substrate exchange apparatus 10 is on standby. Each of the hand units 50L and 50R has the tip portion facing the X-axis direction, and the left hand unit 50L is the X of the base 7. A new substrate W that is disposed above the center of the end portion in the axial direction and is pre-aligned by a pre-alignment device (not shown) to the right hand unit 50R is delivered and held from the pre-alignment device. At this time, with respect to the Z-axis direction, the hand portion 50L is in the lowered position and the hand portion 50R is in the raised position.

そして、露光位置での基板Wのステップ露光が終了すると、ワークチャック1による基板Wの吸着を解除し、代わってピン1aの先端部で基板Wを吸着させた状態でピン1aを突出させる。この状態でX軸移動テーブル3xがベース7のX軸方向の基板交換装置10側の端部(図1の二点鎖線で示す基板交換位置)に移動してハンド部50Lが基板ステージ2のワークチャック1のピン1a間に挿入され、ハンド部50Lの上方に露光後の基板Wが配置される。   When the step exposure of the substrate W at the exposure position is completed, the suction of the substrate W by the work chuck 1 is released, and instead, the pin 1a is protruded in a state where the substrate W is attracted by the tip of the pin 1a. In this state, the X-axis movement table 3x moves to the end of the base 7 on the substrate exchange apparatus 10 side in the X-axis direction (substrate exchange position indicated by a two-dot chain line in FIG. The substrate W after exposure is placed between the pins 1a of the chuck 1 and above the hand portion 50L.

このとき、制御装置20は、リニアスケール30より分解能の低いリニアスケール40からの信号を選択してX軸移動テーブル3xの速度を速くするようにリニアモータ14を制御するため、X軸移動テーブル3xは高速で基板Wの搬入、搬出位置に移動する。
ここで、高速移動可能な基板ステージ2の移動距離を大きくし、ハンド部50L,50RのX軸方向の移動を不要にしている。
At this time, the control device 20 selects the signal from the linear scale 40 having a resolution lower than that of the linear scale 30 and controls the linear motor 14 so as to increase the speed of the X-axis movement table 3x. Moves to the loading / unloading position of the substrate W at high speed.
Here, the moving distance of the substrate stage 2 that can be moved at high speed is increased, and the movement of the hand portions 50L and 50R in the X-axis direction is unnecessary.

次に、ハンド部50LをZ軸方向に上昇させてピン1aに保持された露光後の基板Wのハンド部50Lへの受け渡しを行うと共に、ハンド部50L,50Rを一体にY軸方向の左方に移動させて新たな基板Wを保持したハンド部50Rを基板ステージ2のワークチャック1の上方に配置し、この状態でハンド部50RをZ軸方向に下降させ、ハンド部50Rから基板ステージ2のピン1aへの基板Wの受け渡しを行う。   Next, the hand unit 50L is lifted in the Z-axis direction to deliver the exposed substrate W held by the pin 1a to the hand unit 50L, and the hand units 50L and 50R are integrally moved to the left in the Y-axis direction. The hand unit 50R holding the new substrate W is moved above the work chuck 1 of the substrate stage 2, and in this state, the hand unit 50R is lowered in the Z-axis direction. The substrate W is transferred to the pins 1a.

複数のピン1aに新たな基板Wが保持されると、X軸移動テーブル3xはマスクM下方の露光位置までX軸方向に沿って移動して基板Wの最初の露光エリアをマスクMに対向配置させ、基板Wをワークチャック1により吸着保持させて新たなステップ露光が行われる。なお、この場合も、制御装置20は、リニアスケール30より分解能の低いリニアスケール40からの信号を選択してX軸移動テーブル3xの速度を速くするようにリニアモータ14を制御するため、X軸移動テーブル3xは高速で露光位置に移動する。
一方、基板交換装置10は、各ハンド部50L,50Rの旋回、Y軸方向移動、Z軸方向移動を適宜用いて、露光済の基板Wの搬出、新たな基板Wのハンド部50Rへの受け渡しを行う。
When a new substrate W is held on the plurality of pins 1a, the X-axis moving table 3x moves along the X-axis direction to the exposure position below the mask M, and the first exposure area of the substrate W is arranged opposite to the mask M. Then, the substrate W is attracted and held by the work chuck 1 and new step exposure is performed. In this case as well, the control device 20 controls the linear motor 14 so as to increase the speed of the X-axis moving table 3x by selecting a signal from the linear scale 40 having a resolution lower than that of the linear scale 30. The moving table 3x moves to the exposure position at high speed.
On the other hand, the substrate exchange apparatus 10 uses the rotation of the hand units 50L and 50R, the movement in the Y-axis direction, and the movement in the Z-axis direction as appropriate to carry out the exposed substrate W and deliver a new substrate W to the hand unit 50R. I do.

ステップ露光は次の手順で行われる。
まず、基板ステージ2を上昇させてマスクMに接近させ、マスクMの基板W又は基板ステージ2に対する位置ずれ量を撮像装置により求め、マスクMの微小位置決め(アライメント)を行い、該微小位置決め完了後、露光を行う。最初の露光エリアでの露光が完了したら、基板ステージ2を下降させ、次の露光領域へX軸移動テーブル3x又はY軸移動テーブル3yを駆動手段により駆動することにより、基板ステージ2のステップ送りを行う。以下、マスクMのアライメント、露光、次の露光領域への基板ステージ2のステップ送りを繰り返す。
Step exposure is performed in the following procedure.
First, the substrate stage 2 is raised to approach the mask M, the amount of positional deviation of the mask M with respect to the substrate W or the substrate stage 2 is obtained by the imaging device, fine positioning (alignment) of the mask M is performed, and the micro positioning is completed. And exposure. When the exposure in the first exposure area is completed, the substrate stage 2 is lowered, and the X-axis movement table 3x or the Y-axis movement table 3y is driven to the next exposure area by the driving means, whereby the substrate stage 2 is stepped. Do. Thereafter, alignment of the mask M, exposure, and step feed of the substrate stage 2 to the next exposure area are repeated.

ステップ送りでX軸移動テーブル3xをX軸方向に移動させる際には、制御装置20は、位置決め制御用のリニアスケールとして高分解能のリニアスケール30を選択して使用する。これにより、高精度な基板ステージ2の位置決めが可能で、マスクMの位置ずれ補正量を小さく抑えることができ、マスクMのアライメントに要する時間を短縮できる。
全ての領域の露光を終了したら、上記のように露光済の基板Wの搬出、新たな基板Wの搬入を行う。使用するリニアスケール40の分解能としては、X軸移動テーブル3xを高速で移動させ、最初の露光領域へ移動させた際に、基板W又は基板ステージ2上の基準マークがマスクステージ5上の撮像装置の視野範囲内に納めることができればよい。
When the X-axis moving table 3x is moved in the X-axis direction by step feed, the control device 20 selects and uses the high-resolution linear scale 30 as the linear scale for positioning control. As a result, the substrate stage 2 can be positioned with high accuracy, the amount of misalignment correction of the mask M can be kept small, and the time required for alignment of the mask M can be shortened.
When the exposure of all the regions is completed, the exposed substrate W is carried out and a new substrate W is carried in as described above. As the resolution of the linear scale 40 to be used, when the X-axis moving table 3x is moved at a high speed and moved to the first exposure area, the reference mark on the substrate W or the substrate stage 2 becomes an image pickup device on the mask stage 5. As long as it is within the visual field range.

例えば数μ〜数十ミクロン程度の分解能のものをリニアスケール40として用いることで、容易に1m/s程度の送り速度が得られ、且つ後のアライメント工程に支障をきたさずに済む。一方、リニアスケール30としては、例えば0.1ミクロンの分解能のものを用い、高精度のステップ送りを行う。これらの条件は制御装置等の性能に合わせて適宜定めればよい。   For example, by using a linear scale 40 having a resolution of several μ to several tens of microns, a feed rate of about 1 m / s can be easily obtained, and the subsequent alignment process can be prevented. On the other hand, the linear scale 30 is, for example, one having a resolution of 0.1 micron and performs step feed with high accuracy. These conditions may be appropriately determined according to the performance of the control device or the like.

このようにこの実施の形態では、X軸移動テーブル3xのX軸方向の移動ストロークを基板Wの前記X軸方向の寸法より長く、且つ該基板WがマスクMから完全に外れる長さとし、基板WがマスクMから完全に外れた位置で、基板交換装置10によって基板ステージ2から露光後の基板Wを搬出すると共に、該基板ステージ2に新たな基板Wを搬入するようにしているので、従来の基板交換装置の速度の遅い伸縮軸の伸縮動作を移動速度の速いX軸移動テーブル3xの移動動作に代えることができ、これにより、基板Wの搬入、搬出にかかる時間が短縮されて、装置全体のスループットの向上を図ることができる。   As described above, in this embodiment, the movement stroke in the X-axis direction of the X-axis movement table 3x is longer than the dimension in the X-axis direction of the substrate W, and the substrate W is completely removed from the mask M. Since the substrate exchange apparatus 10 unloads the exposed substrate W from the substrate stage 2 and unloads the new substrate W into the substrate stage 2 at a position completely removed from the mask M. The expansion / contraction operation of the slow expansion / contraction axis of the substrate exchange apparatus can be replaced with the movement operation of the X-axis movement table 3x having a high movement speed, thereby reducing the time required for loading and unloading the substrate W, and the entire apparatus Throughput can be improved.

また、X軸移動テーブル3xのX軸方向の位置を検出するリニアスケール30と、該X軸移動テーブル3xのX軸方向の位置をリニアスケール30より低い分解能で検出するリニアスケール40とを備え、制御装置20が、リニアスケール30及びリニアスケール40からの信号を選択すると共に、該選択信号に基づいてリニアモータ14を制御することで、X軸移動テーブル3xの高精度の位置決め領域ではリニアスケール30からの信号を選択して該X軸移動テーブル3xの高精度なステップ送りを可能とし、その他の領域ではリニアスケール30より分解能の低いリニアスケール40からの信号を選択してX軸移動テーブル3xの速度を速くしているので、基板交換位置までのX軸移動テーブル3xの速度をより高速化することができ、これにより、基板Wの搬入、搬出にかかる時間の更なる短縮化を図ることができる。   In addition, a linear scale 30 for detecting the position of the X-axis movement table 3x in the X-axis direction and a linear scale 40 for detecting the position of the X-axis movement table 3x in the X-axis direction with a lower resolution than the linear scale 30 are provided. The control device 20 selects signals from the linear scale 30 and the linear scale 40 and controls the linear motor 14 based on the selection signal, so that the linear scale 30 is used in the high-precision positioning region of the X-axis moving table 3x. To select the signal from the linear scale 40 having a resolution lower than that of the linear scale 30 in other areas and select the signal from the X-axis moving table 3x. Since the speed is increased, the speed of the X-axis moving table 3x to the board replacement position can be further increased. Thus, loading of the substrate W, it is possible to further shorten the time it takes to carry-out.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、X軸移動テーブル3xのX軸方向の位置を検出する第1のセンサ及び第2のセンサ共にリニアスケールを採用した場合を例に採ったが、これに限定されず、X軸移動テーブル3xの駆動手段としてボールねじ装置と回転モータとの組合せを採用した場合には、第1のセンサ及び第2のセンサの内のいずれかを回転モータの回転速度を検出するレゾルバやロータリーエンコーダ等として、該検出信号からX軸移動テーブル3xの位置を検出するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above embodiment, the case where the linear scale is adopted for both the first sensor and the second sensor for detecting the position in the X-axis direction of the X-axis moving table 3x is taken as an example, but the present invention is not limited to this. When a combination of a ball screw device and a rotary motor is used as the driving means for the X-axis moving table 3x, one of the first sensor and the second sensor is a resolver that detects the rotational speed of the rotary motor. Alternatively, the position of the X-axis movement table 3x may be detected from the detection signal as a rotary encoder or the like.

また、本発明では、基板交換装置による基板の搬送距離を最小限にすることが可能なので、基板交換装置を多関節アーム式としてもスループット低下の割合は小さくて済む。従って、基板交換装置として多関節アーム式を用いてもよい。
更に、上記実施の形態では、2軸(X軸、Y軸)のステップ露光を例に採ったが、1軸(X軸)ステップ露光等にも本発明を適用可能である。
更に、上記実施の形態では、近接露光方式の露光装置を例に採ったが、これに限定されず、投影露光等の他の方式の露光装置に本発明を適用してもよい。
In the present invention, since the substrate transfer distance by the substrate exchange apparatus can be minimized, even if the substrate exchange apparatus is an articulated arm type, the rate of decrease in throughput is small. Therefore, an articulated arm type may be used as the substrate exchange device.
Further, in the above-described embodiment, the two-axis (X-axis, Y-axis) step exposure is taken as an example, but the present invention can also be applied to a uniaxial (X-axis) step exposure.
Further, in the above embodiment, the proximity exposure type exposure apparatus is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to other types of exposure apparatuses such as projection exposure.

本発明の実施の形態の一例である近接露光装置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the proximity exposure apparatus which is an example of embodiment of this invention. 図1の矢印A方向から見た図である。It is the figure seen from the arrow A direction of FIG. リニアモータ部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a linear motor part.

符号の説明Explanation of symbols

W 基板
M マスク
2 基板ステージ
3x X軸移動テーブル
4 マスク保持枠
5 マスクステージ
6 照射装置(照射手段)
10 基板交換装置
14 リニアモータ(駆動手段)
20 制御装置(制御手段)
30 リニアスケール(第1のセンサ)
40 リニアスケール(第2のセンサ)
W Substrate M Mask 2 Substrate stage 3x X-axis moving table 4 Mask holding frame 5 Mask stage 6 Irradiation device (irradiation means)
10 Substrate changer 14 Linear motor (drive means)
20 Control device (control means)
30 Linear scale (first sensor)
40 Linear scale (second sensor)

Claims (3)

軸方向に移動可能な移動テーブル上に搭載され、被露光材としての基板を保持する基板ステージと、前記移動テーブルを軸方向に駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、露光すべきパターンを有するマスクを前記基板に対向するように保持するマスクステージと、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写すべく露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段と備えた露光装置において、
前記移動テーブルの軸方向の移動ストロークを前記基板の前記軸方向の寸法より長く、且つ該基板が前記マスクから完全に外れる長さとし、前記基板が前記マスクから完全に外れた位置で前記基板ステージに対して前記基板の搬入、搬出を行う基板交換装置を備えたことを特徴とする露光装置。
A substrate stage mounted on a moving table movable in the axial direction and holding a substrate as an exposure material, a driving means for driving the moving table in the axial direction, a control means for controlling the driving means, and exposure An exposure provided with a mask stage for holding a mask having a pattern to be opposed to the substrate, and an irradiating means for irradiating light for exposure toward the mask in order to expose and transfer the pattern of the mask onto the substrate In the device
The moving stroke of the moving table in the axial direction is longer than the dimension of the substrate in the axial direction, and the substrate is completely removed from the mask, and the substrate is placed on the substrate stage at a position where the substrate is completely removed from the mask. An exposure apparatus comprising a substrate exchange device for carrying in and carrying out the substrate.
前記移動テーブルの軸方向の位置を検出する第1のセンサと、該移動テーブルの軸方向の位置を前記第1のセンサより低い分解能で検出する第2のセンサとを備え、前記制御手段は、前記第1のセンサ及び前記第2のセンサからの信号を選択すると共に、該選択信号に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項1に記載した露光装置。   A first sensor for detecting the position of the moving table in the axial direction; and a second sensor for detecting the position of the moving table in the axial direction with a lower resolution than the first sensor; 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein signals from the first sensor and the second sensor are selected, and the driving unit is controlled based on the selection signal. 前記第1のセンサ及び前記第2のセンサの内の少なくとも一方のセンサがリニアスケールであることを特徴とする請求項2に記載した露光装置。   3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein at least one of the first sensor and the second sensor is a linear scale.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007319952A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Toshiba Corp Middle base, xy table, sealer coating device, and manufacturing method of liquid crystal panel
JP2010040946A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Sinfonia Technology Co Ltd Vacuum treatment device
JP2010040945A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Sinfonia Technology Co Ltd Vacuum processing device

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