JP2007286411A - Gap control device and gap control method for proximity 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おいて、フォトマスク(以下、「マスク」と称す)と基板とのギャップを制御するプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置及びギャップ制御方法に関する。 The present invention relates to a gap control apparatus and a gap control method for a proximity exposure apparatus that controls a gap between a photomask (hereinafter referred to as “mask”) and a substrate in the proximity exposure apparatus.
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のTFT(Thin Film Transistor)基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機EL(Electroluminescence)表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙(プロキシミティギャップ)を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。 Manufacturing of TFT (Thin Film Transistor) substrates, color filter substrates, plasma display panel substrates, organic EL (Electroluminescence) display panel substrates, and the like of liquid crystal display devices used as display panels is performed using photolithography using an exposure apparatus. This is performed by forming a pattern on the substrate by a technique. As an exposure apparatus, a projection method in which a mask pattern is projected onto a substrate using a lens or a mirror, and a minute gap (proximity gap) is provided between the mask and the substrate to transfer the mask pattern to the substrate. There is a proximity method. The proximity method is inferior in pattern resolution performance to the projection method, but the configuration of the irradiation optical system is simple, the processing capability is high, and it is suitable for mass production.
プロキシミティ露光装置は、マスクと基板とのギャップを制御するギャップ制御装置を備えている。ギャップ制御装置は、ギャップセンサーを用いてマスクと基板とのギャップを検出し、検出したギャップが目標範囲内となる様に、基板を保持するチャックを搭載したZ−チルト機構を駆動する。マスクには、通常、ギャップ検出用の窓が、4箇所設けられている。 The proximity exposure apparatus includes a gap control device that controls the gap between the mask and the substrate. The gap control device detects a gap between the mask and the substrate using a gap sensor, and drives a Z-tilt mechanism equipped with a chuck for holding the substrate so that the detected gap is within a target range. The mask is usually provided with four gap detection windows.
図3は、従来のプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置の動作を示すフローチャトである。まず、ギャップ制御装置へギャップの目標値を入力する(ステップ201)。ギャップ制御装置は、Z−チルト機構を駆動して、チャックの表面が所定の高さになる様に、チャックを移動する(ステップ202)。次に、ギャップ制御装置は、ギャップセンサーを用いて、マスクと基板とのギャップを検出する(ステップ203)。続いて、ギャップ制御装置は、ギャップの検出値が目標値に対する許容範囲(目標範囲)内であるか判定する(ステップ204)。ギャップの検出値が目標範囲内でない場合、ギャップ制御装置は、ギャップの目標値及び検出値に基づいて、基板の上昇量を決定する(ステップ205)。そして、ギャップ制御装置は、決定した上昇量に従い、Z−チルト機構を駆動して、基板を上昇させる(ステップ206)。ギャップ制御装置は、ギャップの検出値が目標範囲内となるまで、ステップ203からステップ206の動作を繰り返す。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the gap control device of the conventional proximity exposure apparatus. First, the target value of the gap is input to the gap control device (step 201). The gap control device drives the Z-tilt mechanism to move the chuck so that the surface of the chuck has a predetermined height (step 202). Next, the gap control device detects a gap between the mask and the substrate using a gap sensor (step 203). Subsequently, the gap control device determines whether or not the detected value of the gap is within an allowable range (target range) for the target value (step 204). If the detected value of the gap is not within the target range, the gap control device determines the amount of substrate lift based on the target value and detected value of the gap (step 205). Then, the gap control device drives the Z-tilt mechanism in accordance with the determined amount of increase to raise the substrate (step 206). The gap control device repeats the operations from
なお、プロキシミティ露光装置のギャップ制御に関するものとして、例えば特許文献1に記載のものがある。
プロキシミティ露光装置のギャップ制御装置により制御されるギャップは数百μm程度と極めて小さく、従来のプロキシミティ露光装置では、ギャップ制御装置の動作不良により、マスクと基板が接触してマスクが損傷する恐れがあった。 The gap controlled by the gap control device of the proximity exposure apparatus is as small as about several hundred μm. In the conventional proximity exposure apparatus, the mask and the substrate may come into contact with each other due to malfunction of the gap control device, and the mask may be damaged. was there.
ギャップ制御装置の動作不良には、次のものがある。
(1)図3のステップ203における、ギャップの誤検出。これは、ギャップセンサーの故障、ギャップの検出位置(ギャップセンサーの設置位置)の異常、マスクに設けたギャップ検出用の窓の傷による散乱光等が原因で発生する。
(2)図3のステップ206における、Z−チルト機構の誤動作。
The malfunction of the gap control device includes the following.
(1) Misdetection of gap in
(2) Malfunction of the Z-tilt mechanism in
本発明の課題は、ギャップ制御装置の動作不良によりマスクと基板が接触するのを防止することである。 An object of the present invention is to prevent a mask and a substrate from coming into contact with each other due to a malfunction of a gap control device.
本発明によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置は、マスクと基板とを相対的に移動する移動手段と、マスクと基板とのギャップを検出する検出手段と、検出手段の検出値が目標範囲内であるか判定する判定手段と、検出手段の検出値が目標範囲内になるまで、目標値及び検出手段の検出値に応じて、移動手段の移動量を決定する移動量決定手段と、移動量決定手段が決定した移動量に従って、移動手段を駆動する駆動手段とを備えたプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置であって、駆動手段が移動手段を駆動する前に、移動量決定手段が決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認する確認手段を備えたものである。 The gap control device of a proximity exposure apparatus according to the present invention includes a moving means for relatively moving a mask and a substrate, a detecting means for detecting a gap between the mask and the substrate, and a detection value of the detecting means within a target range. Determination means for determining whether there is a movement amount determination means for determining the movement amount of the movement means according to the target value and the detection value of the detection means until the detection value of the detection means falls within the target range; A gap control apparatus for a proximity exposure apparatus comprising a driving means for driving the moving means according to the moving amount determined by the means, wherein the movement determined by the moving amount determining means before the driving means drives the moving means A confirmation means for confirming whether or not the cumulative value of the quantity is equal to or less than the upper limit value is provided.
また、本発明によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、マスクと基板とのギャップを検出するステップと、ギャップの検出値が目標範囲内であるか判定するステップと、ギャップの検出値が目標範囲内でない場合、ギャップの目標値及び検出値に応じて、マスクと基板との相対的な移動量を決定するステップと、決定した移動量に従って、マスクと基板とを相対的に移動するステップとを繰り返すプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法であって、マスクと基板とを相対的に移動するステップの前に、決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認するステップを含むものである。 The gap control method for a proximity exposure apparatus according to the present invention includes a step of detecting a gap between a mask and a substrate, a step of determining whether a detected value of the gap is within a target range, and a detected value of the gap being a target range. If not, a step of determining a relative movement amount of the mask and the substrate according to the target value and detection value of the gap, and a step of relatively moving the mask and the substrate according to the determined movement amount. A method for repeatedly controlling a gap in a proximity exposure apparatus includes a step of confirming whether the cumulative value of the determined movement amount is equal to or less than an upper limit value before the step of relatively moving the mask and the substrate.
マスクと基板とを相対的に移動する前に、決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認するので、マスクと基板とのギャップを検出する際に誤検出が発生し、またはマスクと基板とを相対的に移動する際に誤動作が発生しても、マスクと基板との接触を生じるマスクと基板との相対的な移動が事前に回避され、マスクと基板との接触が防止される。 Before moving the mask and the substrate relative to each other, it is checked whether the cumulative value of the determined movement amount is less than or equal to the upper limit value, so that an erroneous detection occurs when detecting the gap between the mask and the substrate, or the mask Even if a malfunction occurs during relative movement between the substrate and the substrate, the relative movement between the mask and the substrate that causes contact between the mask and the substrate is avoided in advance, and contact between the mask and the substrate is prevented. The
さらに、本発明によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置は、基板の厚さ及びギャップの目標値を入力する入力手段と、入力手段により入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定する上限値決定手段とを備えたものである。 Further, the gap control device of the proximity exposure apparatus according to the present invention includes an input unit for inputting a substrate thickness and a target value of the gap, and a cumulative value based on the substrate thickness and the target value of the gap input by the input unit. And an upper limit determining means for determining the upper limit of the value.
また、本発明によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、基板の厚さ及びギャップの目標値を入力するステップと、入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定するステップとを含むものである。 The gap control method of a proximity exposure apparatus according to the present invention includes a step of inputting a substrate thickness and a target value of a gap, and an upper limit value of a cumulative value based on the input substrate thickness and the target value of a gap. Is included.
基板の厚さ及びギャップの目標値を入力し、入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定するので、上限値が基板の厚さ及びギャップの目標値に応じて適切に決定され、マスクと基板との接触がより確実に防止される。 The target value of the substrate thickness and gap is input, and the upper limit value of the cumulative value is determined based on the input target value of the substrate thickness and gap, so the upper limit value is the target value of the substrate thickness and gap. Accordingly, the contact between the mask and the substrate is more reliably prevented.
本発明によれば、マスクと基板とを相対的に移動する前に、決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認することにより、ギャップ制御装置の動作不良によりマスクと基板が接触するのを防止することができる。 According to the present invention, before the relative movement between the mask and the substrate, the mask and the substrate are brought into contact with each other due to a malfunction of the gap control device by checking whether the accumulated value of the determined movement amount is equal to or lower than the upper limit value. Can be prevented.
さらに、基板の厚さ及びギャップの目標値を入力し、入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定することにより、ギャップ制御装置の動作不良によりマスクと基板が接触するのをより確実に防止することができる。 Further, the target value of the substrate thickness and the gap is input, and the upper limit value of the cumulative value is determined based on the input target value of the substrate thickness and the gap. It can prevent more reliably that a board | substrate contacts.
図1は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置の概略構成を示す図である。プロキシミティ露光装置は、ベース3、Xガイド4、Xステージ5、Yガイド6、Yステージ7、θステージ8、Z−チルト機構9、チャック10、マスクホルダ20、ギャップセンサー30、入力装置40、処理装置50、及びZ−チルト機構駆動回路60を含んで構成されている。これらの内、ギャップ制御装置は、Z−チルト機構9、ギャップセンサー30、入力装置40、処理装置50、及びZ−チルト機構駆動回路60を含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、基板1を搬入する搬入ユニット、基板1を搬出する搬出ユニット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gap control device of a proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The proximity exposure apparatus includes a
図1において、チャック10は、基板1の露光を行う露光位置にある。露光位置の上空には、マスクホルダ20によってマスク2が保持されている。基板1は、露光位置から離れた受け渡し位置において、図示しない搬入ユニットによりチャック10へ搭載され、また図示しない搬出ユニットによりチャック10から回収される。
In FIG. 1, the
チャック10は、Z−チルト機構9を介してθステージ8に搭載されており、θステージ8の下にはYステージ7及びXステージ5が設けられている。Xステージ5は、ベース3に設けられたXガイド4に沿ってX方向(図面横方向)へ移動する。Xステージ5のX方向への移動によって、チャック10は、受け渡し位置と露光位置との間を移動する。Yステージ7は、Xステージ5に設けられたYガイド6に沿ってY方向(図面奥行き方向)へ移動する。θステージ8はθ方向へ回転し、Z−チルト機構9はZ方向(図面縦方向)へ移動及びチルトする。
The
露光位置において、Xステージ5のX方向への移動、Yステージ7のY方向への移動、及びθステージ8のθ方向への回転によって、基板1の位置決めが行われる。また、Z−チルト機構9のZ方向への移動及びチルトによって、マスク2と基板1とのギャップ制御が行われる。
At the exposure position, the substrate 1 is positioned by moving the
マスク2には、ギャップ検出用の窓が4箇所設けられている。マスクホルダ20の内側には、マスク2のギャップ検出用の窓の上方に、破線で示すギャップセンサー30が設置されている。ギャップセンサー30は、マスク2と基板1とのギャップを検出し、ギャップの検出値を処理装置50へ出力する。
The
入力装置40は、基板1の厚さ及びマスク2と基板1とのギャップの目標値を処理装置50へ入力する。処理装置50は、上限値決定部51、判定部52、移動量決定部53、及び累積値確認部54を含んで構成されており、後述する様にZ−チルト機構駆動回路60へ基板1の上昇を指令する。Z−チルト機構駆動回路60は、処理装置50の指令に従って、Z−チルト機構9を駆動する。
The
図2は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置の動作を示すフローチャトである。まず、入力装置40から、基板1の厚さ及びマスク2と基板1とのギャップの目標値を、処理装置50へ入力する(ステップ101)。上限値決定部51は、基板1の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、基板1の上昇量の累積値に対する上限値を決定する(ステップ102)。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the gap control device of the proximity exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. First, the target value of the thickness of the substrate 1 and the gap between the
基板1の厚さ及びギャップの目標値を入力し、入力した基板1の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定するので、上限値が基板1の厚さ及びギャップの目標値に応じて適切に決定される。 The target value of the substrate 1 and the gap are input, and the upper limit value of the cumulative value is determined based on the input target value of the substrate 1 and the gap. Therefore, the upper limit value is the thickness and the gap of the substrate 1. Is appropriately determined according to the target value.
移動量決定部53は、チャック10の表面が所定の高さになる様に、チャック10の移動量を決定し、Z−チルト機構駆動回路60は、移動量決定部53が決定した上昇量に従い、Z−チルト機構9を駆動して、チャック10を移動する
(ステップ103)。
The movement
ギャップセンサー30は、マスク2と基板1とのギャップを検出する(ステップ104)。判定部52は、ギャップセンサー30からのギャップの検出値が、入力装置40から入力した目標値に対する許容範囲(目標範囲)内であるか判定する(ステップ105)。ギャップの検出値が目標範囲内でない場合、移動量決定部53は、ギャップの目標値及び検出値に基づいて、基板1の上昇量を決定する(ステップ106)。
The
累積値確認部54は、移動量決定部53が決定した移動量の累積値が、上限値決定部51で決定した上限値以下であるか確認する(ステップ107)。移動量の累積値が上限値以下である場合、累積値確認部54は、移動量決定部53が決定した移動量をZ−チルト機構駆動回路60へ出力し、Z−チルト機構駆動回路60は、移動量決定部53が決定した上昇量に従い、Z−チルト機構9を駆動して、基板1を上昇させる(ステップ108)。
The cumulative
ギャップの検出値が目標範囲内となるまで、ステップ104からステップ108の動作を繰り返す。途中、ステップ107において移動量の累積値が上限値以下でない場合、ギャップ制御の動作を停止する。ステップ108で基板1を上昇させる前に、ステップ107で移動量の累積値が上限値以下であるか確認するので、ステップ104でマスク2と基板1とのギャップを検出する際に誤検出が発生し、またはステップ108で基板1を上昇させる際にZ−チルト機構9の誤動作が発生しても、マスク2と基板1との接触を生じる基板1の上昇が事前に回避され、マスク2と基板1との接触が防止される。
The operations from
以上説明した実施の形態によれば、基板1を上昇させる前に、決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認することにより、ギャップ制御装置の動作不良によりマスク2と基板1が接触するのを防止することができる。
According to the embodiment described above, before the substrate 1 is lifted, the
さらに、基板1の厚さ及びギャップの目標値を入力し、入力した基板1の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定することにより、上限値が基板1の厚さ及びギャップの目標値に応じて適切に決定されるので、ギャップ制御装置の動作不良によりマスク2と基板1が接触するのをより確実に防止することができる。
Further, the target value of the thickness of the substrate 1 and the target value of the gap are input, and the upper limit value of the cumulative value is determined based on the input target value of the thickness of the substrate 1 and the gap. Since the thickness is appropriately determined according to the target value of the gap and the gap, it is possible to more reliably prevent the
なお、以上説明した実施の形態では、基板1を搭載するチャック10を上下に移動してマスク2と基板1とのギャップ制御を行っているが、チャック10を上下に移動する代わりに、マスク2を保持するマスクホルダ20を上下に移動してもよい。
In the embodiment described above, the
1 基板
2 マスク
3 ベース
4 Xガイド
5 Xステージ
6 Yガイド
7 Yステージ
8 θステージ
9 Z−チルト機構
10 チャック
20 マスクホルダ
30 ギャップセンサー
40 入力装置
50 処理装置
60 Z−チルト機構駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
マスクと基板とのギャップを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値が目標範囲内であるか判定する判定手段と、
前記検出手段の検出値が目標範囲内になるまで、目標値及び前記検出手段の検出値に応じて、前記移動手段の移動量を決定する移動量決定手段と、
前記移動量決定手段が決定した移動量に従って、前記移動手段を駆動する駆動手段とを備えたプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置であって、
前記駆動手段が前記移動手段を駆動する前に、前記移動量決定手段が決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認する確認手段を備えたことを特徴とするプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置。 Moving means for relatively moving the mask and the substrate;
Detecting means for detecting a gap between the mask and the substrate;
Determination means for determining whether the detection value of the detection means is within a target range;
A moving amount determining means for determining a moving amount of the moving means according to the target value and the detected value of the detecting means until the detected value of the detecting means falls within a target range;
A gap control device for a proximity exposure apparatus, comprising: a driving unit that drives the moving unit according to the moving amount determined by the moving amount determining unit;
A proximity exposure apparatus comprising: a confirmation unit configured to confirm whether an accumulated value of the movement amount determined by the movement amount determination unit is equal to or less than an upper limit value before the driving unit drives the movement unit. Gap control device.
前記入力手段により入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定する上限値決定手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のプロキシミティ露光装置のギャップ制御装置。 Input means for inputting the target values of the thickness and gap of the substrate;
2. The proximity exposure apparatus according to claim 1, further comprising an upper limit value determining unit that determines an upper limit value of the cumulative value based on the substrate thickness and the target value of the gap input by the input unit. Gap control device.
ギャップの検出値が目標範囲内であるか判定するステップと、
ギャップの検出値が目標範囲内でない場合、ギャップの目標値及び検出値に応じて、マスクと基板との相対的な移動量を決定するステップと、
決定した移動量に従って、マスクと基板とを相対的に移動するステップとを繰り返すプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法であって、
マスクと基板とを相対的に移動するステップの前に、決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認するステップを含むことを特徴とするプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法。 Detecting a gap between the mask and the substrate;
Determining whether the detected value of the gap is within a target range;
If the detected value of the gap is not within the target range, determining a relative movement amount of the mask and the substrate according to the target value and the detected value of the gap;
A proximity exposure apparatus gap control method that repeats a step of relatively moving a mask and a substrate in accordance with a determined movement amount,
A gap control method for a proximity exposure apparatus, comprising a step of confirming whether a cumulative value of a determined movement amount is equal to or less than an upper limit value before a step of relatively moving a mask and a substrate.
入力した基板の厚さ及びギャップの目標値に基づいて、累積値の上限値を決定するステップとを含む請求項3に記載のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法。 Inputting target values for substrate thickness and gap;
The gap control method for a proximity exposure apparatus according to claim 3, further comprising: determining an upper limit value of the cumulative value based on the input substrate thickness and gap target value.
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