JP2007292933A - 露光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】1種類のマスクケースを用いて、複数の露光ユニットのマスクストッカに挿入方向を間違うことなくマスクを供給することができる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置PEでは、露光ユニット100A,100Bは、並列配置され、露光ユニット100A,100Bは、各露光ユニット100A,100Bの対称位置に配置され、複数枚のマスクMを収容し、且つマスクMのマスク供給口19A,19Bが互いに対向するように配置されるマスクストッカ18A,18Bと、マスクストッカ18A,18Bから所定のマスクMをマスクステージ10A,10Bに供給するマスクローダ17A,17Bと、を備え、マスクストッカ18A,18BにマスクMを供給し、露光ユニット100A,100B間を移動自在、且つ回転自在なマスクケース20を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、露光装置に関し、より詳細には、半導体や、液晶ディスプレイパネル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を製造する場合に用いられる露光装置に関する。
図5に示すように、従来の露光装置1では、通常、生産効率を向上するため、複数台(図5では2台)の露光ユニット1A,1Bが並列配置されている。この露光ユニット1A,1Bは、マスクパターンが異なる複数枚のマスクMを貯蔵可能なマスクストッカ2A,2Bを備える。このマスクストッカ2A,2Bに隣接配置されたマスクローダ3A,3Bは、マスクストッカ2A,2Bから所定のマスクMを取り出してマスクステージ4A,4Bに装着し、或いは、装着されているマスクMを交換する。
また、露光ユニット1A,1Bのマスクストッカ2A,2BへマスクMの供給は、多数のマスクMを収容したマスクケース5A,5Bにより行われる。即ち、多数のマスクMを収容したマスクケース5A,5Bは、露光ユニット1A,1Bの同一面に形成されたマスク供給口6A,6Bに、同一方向からマスクMを供給してマスクストッカ2A,2Bに貯蔵させる。
ここで、マスクステージ4A,4Bに装着されるマスクMの方向は、マスクMと基板Wの位置検出・調整装置などの都合上から、いずれの露光ユニット1A,1Bにおいても同一方向を向いていることが望ましい(位置検出・調整装置が、露光ユニットごとに異なる位置に配置されている場合はこの限りではないが、この場合、露光ユニットの仕様が複数となり、且つ露光ユニットの配置位置が固定されてしまうので実用的でない。)。なお、マスクMの方向を明確にするため、マスクMに太矢印を表示する。
そして、一方の露光ユニット1Aにおいては、マスクMは、マスクローダ3Aにより時計方向(図5の矢印E方向)に約90°回転してマスクステージ4Aに装着されるため、太矢印が左方向を向いた状態でマスクストッカ2Aに貯蔵される必要がある。また、他方の露光ユニット1Bにおいては、マスクMは、マスクローダ3Bにより反時計方向(図5の矢印F方向)に約90°回転してマスクステージ4Bに装着されるため、太矢印が右方向を向いた状態でマスクストッカ2Bに貯蔵される必要がある。
このため、従来の露光装置1においては、マスクステージ4A,4Bに装着されるマスクMの方向を合わせるために、マスクMの向きを180°変えて収容した2種類のマスクケース5A、5Bを準備する必要があり、この準備作業が煩雑であった。また、マスクケース5A,5Bは、露光ユニット1A,2Bにそれぞれ専用であるので、万が一、露光ユニット1A、1Bに適合しないマスクケース5A,5Bを選択してしまうと、マスクストッカ2A,2Bに誤ったマスクMが供給されてしまうという問題があった。
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、その目的は、1種類のマスクケースを用いて、複数の露光ユニットのマスクストッカに挿入方向を間違うことなくマスクを供給することができる露光装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 被露光材としての基板を保持する基板ステージと、基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、基板に対してパターン露光用の光をマスクを介して照射する照射装置と、基板がマスクと所定位置で対向するように基板ステージを移動させる基板ステージ送り機構と、を備える露光ユニットを複数有する露光装置であって、露光ユニットは、並列配置され、露光ユニットは、各露光ユニットの対称位置に配置され、複数枚のマスクを収容し、且つマスクのマスク供給口が互いに対向するように配置されるマスクストッカと、マスクストッカから所定のマスクをマスクステージに供給するマスクローダと、を備え、マスクストッカにマスクを供給し、露光ユニット間を移動自在、且つ回転自在なマスクケースを備えることを特徴とする露光装置。
本発明の露光装置によれば、露光ユニットは、並列配置され、露光ユニットは、各露光ユニットの対称位置に配置され、複数枚のマスクを収容し、且つマスクのマスク供給口が互いに対向するように配置されるマスクストッカと、マスクストッカから所定のマスクをマスクステージに供給するマスクローダと、を備え、マスクストッカにマスクを供給し、露光ユニット間を移動自在、且つ回転自在なマスクケースを備えるため、1種類のマスクケースを用いて、複数の露光ユニットのマスクストッカに挿入方向を間違うことなくマスクを供給することができる。これにより、各露光ユニットにマスクを容易且つ効率的に供給することができるので、作業効率を大幅に向上することができる。
以下、本発明に係る露光装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る露光装置の全体構成を説明するための概略平面図、図2は図1に示す露光ユニットの要部正面図、図3は図2に示す基板ステージの側面図、図4は図1に示す基板ローダの側面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の露光装置PEは、2台の露光ユニット100A,100Bを並列配置させている。露光ユニット100A、100Bは、マスクステージ10A,10B、第1基板ステージ11,11、第2基板ステージ12,12、照明装置13,13、プリアライメントユニット14,14、第1基板ローダ15,15、第2基板ローダ16,16、マスクローダ17A,17B、及びマスクストッカ18A,18Bをそれぞれ備え、基台21,21の上にそれぞれ載置されている。また、マスクストッカ18A,18BへのマスクMの供給は、露光ユニット100A,100B間を移動自在、且つ回転自在なマスクケース20により行われる。なお、マスクMの方向を明確にするため、マスクMに太矢印を表示する。
マスクステージ10A,10Bは、基台21上に配置された長方形のステージベース23に設けられる複数の支柱22に支持されて、ステージベース23の上方に配設されている。複数の支柱22は、第1及び第2基板ステージ11,12がY方向(図1の左右方向)に移動してマスクステージ10A,10Bの下方に進出可能なようにステージベース23の上方にスペースを形成している。また、マスクステージ10A,10Bは、中央に矩形状の開口部24を有して、マスクステージ10A,10Bに対してX,Y,θ方向に位置調整可能に支持されるマスク保持部25を備え、露光すべきマスクパターンを有するマスクMがこの開口部24に臨むようにしてマスク保持部25に保持されている。また、マスクステージ10A,10Bには、マスク保持部25に対するマスクMの位置を検出するマスク用アライメントカメラ(図示せず)と、マスクMと基板Wとの間のギャップを検出するギャップセンサ(図示せず)とが設けられている。
図2及び図3に示すように、第1及び第2基板ステージ11,12は、被露光材としての基板Wを保持する基板保持部31,31を上面にそれぞれ有する。また、第1及び第2基板ステージ11,12の下方には、Y軸テーブル33、Y軸送り機構34、X軸テーブル35、X軸送り機構36、及びZ−チルト調整機構37を備える基板ステージ送り機構32,32がそれぞれ設けられる。この基板ステージ送り機構32は、ステージベース23に対して第1及び第2基板ステージ11,12をX方向及びY方向に送り駆動すると共に、マスクMと基板Wとの間の隙間を微調整するように、第1及び第2基板ステージ11,12をZ軸方向に微動且つチルトする。
具体的に、Y軸送り機構34は、ステージベース23とY軸テーブル33との間に、リニアガイド38とY軸送り駆動機構39とを備える。ステージベース23上には2本の案内レール40がY軸方向に沿って平行に配置されており、Y軸テーブル33の裏面に取り付けられたスライダ41が転動体(図示せず)を介して跨架されている。これにより、2台のY軸ステージ33が、2本の案内レール40に沿ってY軸方向に沿って移動可能に支持される。
また、ステージベース23上には、モータ42によって回転駆動されるボールねじ軸43が、第1及び第2基板ステージ11,12に対応してそれぞれ設けられており、ボールねじ軸43には、Y軸テーブル33の裏面に取り付けられたボールねじナット44が螺合されている。
また、X軸送り機構36も、図3に示すように、Y軸テーブル33とX軸テーブル35間に、リニアガイド45とX軸送り駆動機構46とが設けられている。Y軸テーブル33上には2本の案内レール47がX軸方向に沿って平行に配置されており、X軸テーブル35の裏面に取り付けられたスライダ48が転動体(図示せず)を介して跨架される。さらに、Y軸テーブル33上には、モータ49によって回転駆動されるボールねじ軸50が設けられており、ボールねじ軸50には、Y軸テーブル35の裏面に取り付けられたボールねじナット51が螺合されている。
一方、Z−チルト調整機構37は、モータとボールねじとくさびとを組み合わせてなる可動くさび機構を備えており、X軸テーブル35の上面に設置したモータ52によってボールねじ軸53を回転駆動すると共に、ボールねじナット54をくさび状の移動体に組み付け、このくさびの斜面を第1及び第2基板ステージ11,12の下面に突設したくさび55の斜面と係合させている。
そして、このボールねじ軸53を回転駆動させると、ボールねじナット54がX軸方向に水平微動し、この水平微動運動が組みつけられたくさび状の移動体の斜面により高精度の上下微動運動に変換される。このZ−チルト調整機構37は、X軸方向の一端側に2台、他端側に1台の合計3台設置され、それぞれが独立に駆動制御される。
これにより、Y軸送り機構34は、各基板ステージ11,12の基板保持部31に保持された基板Wを個別にマスクステージ10A,10Bの下方の露光位置EPに配置すべく、第1基板ステージ11を第1待機位置WP1と露光位置EP間で案内レール40に沿ってY軸方向に移動させ、第2基板ステージ12を第2待機位置WP2と露光位置EP間で案内レール40に沿ってY軸方向に移動させる。また、Y軸送り機構34及びX軸送り機構36は、露光位置EPにある基板保持部31をマスクMに対してX、Y方向にステップ移動させるように第1及び第2基板ステージ11,12を移動させる。なお、Y軸送り駆動機構39、X軸送り駆動機構46、及びZ−チルト調整機構37は、モータとボールねじ装置とを組み合わせているが、ステータと可動子とを有するリニアモータによって構成されてもよい。
また、図1〜図3に示すように、第1及び第2基板ステージ11,12には、各基板保持部31のX軸方向側部とY軸方向側部にそれぞれバーミラー61,62が取り付けられている。また、ステージベース23のY軸方向の両側と、ステージベース23のX軸方向の一側には、3台のレーザー干渉計63,64,65が設けられている。これにより、レーザー干渉計63,64,65からレーザー光をバーミラー61,62に照射し、バーミラー62により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー61,62により反射されたレーザー光との干渉を測定し、第1及び第2ステージ11,12の位置を検出する。
図2に示すように、照明装置13は、マスク保持部25の開口部24の上方に配置され、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ、凹面鏡、オプチカルインテグレータ、平面ミラー、球面ミラー、及び露光制御用のシャッター等を備えて構成される。照明装置13は、露光位置EPに移動した第1及び第2基板ステージ11,12の基板保持部31に保持された基板Wに、パターン露光用の光をマスクMを介して照射する。これにより、基板Wには、マスクMのマスクパターンが露光転写される。
プリアライメントユニット14は、基台21の外側に設置された基板カセット70A,70Bから搬送された基板Wが、第1基板ステージ11又は第2基板ステージ12に供給されるのに先立って、マスクMに対する基板Wの位置が所定の位置となるようにプリアライメントを行うものであり、図1中、マスクステージ10A,10Bの手前側に配置されている。プリアライメントユニット14は、図示しないX軸送り機構、Y軸送り機構、および回転機構を備え、プリアライメントユニット14上に載置された基板Wの位置を所定の位置に調整する。
第1基板ローダ15は、図1中プリアライメントユニット14の右側方に配置され、第2基板ステージ12に搬送される基板Wを保持してプリアライメントユニット14へ搬送し、またプリアライメントされた基板Wをプリアライメントユニット14から第1基板ステージ11に搬送するようになっている。
第2基板ローダ16は、プリアライメントユニット14に対して第1基板ローダ15と対向配置、即ち、図1中プリアライメントユニット14の左側に配置され、第1基板ステージ11に搬送される基板Wを保持してプリアライメントユニット14へ搬送し、またプリアライメントされた基板Wをプリアライメントユニット14から第2基板ステージ12に搬送するようになっている。
図4に示すように、第1及び第2基板ローダ15,16は、基台21に固定されたコラム81に複数の搬送部82,83が揺動自在に配設される多関節型のローダロボットである。複数の搬送部82,83は、昇降機構(図示せず。) によってコラム81に沿って上下移動すると共に、それぞれサーボモータが配設されて互いに独立して駆動される。各搬送部82,83は、第1及び第2アーム84,85と、第1アーム84の先端に、複数の棒状部材86が平行して植設された載置台87とを有する。そして、それぞれのサーボモータを制御して作動させることにより、載置台87を昇降、回転、及び移動させて、載置台87上の基板Wを搬送する。
具体的に、第1基板ローダ15は、基板カセット70Aに収容された基板Wを載置台87上に載置してプリアライメントユニット14へ搬送し、プリアライメントされた基板Wを載置台87上に載置してプリアライメントユニット14から第1基板ステージ11に搬送し、さらに、第1待機位置WP1に位置する第1基板ステージ11上の露光転写後の基板Wを載置台87上に載置して基板カセット70Aへ搬送する。
第2基板ローダ16は、基板カセット70Bに収容された基板Wを載置台87上に載置してプリアライメントユニット14へ搬送し、プリアライメントされた基板Wを載置台87上に載置してプリアライメントユニット14から第2基板ステージ12に搬送し、さらに、第2待機位置WP2に位置する第2基板ステージ12上の露光転写後の基板Wを載置台87上に載置して基板カセット70Bへ搬送する。
そして、本実施形態では、図1に示すように、マスクローダ17A及びマスクストッカ18Aは、露光ユニット100Bの側面(図1の右側面)に対して対向配置、即ち、図1中、露光ユニット100Aの上部左側方に配置され、マスクローダ17B及びマスクストッカ18Bは、露光ユニット100Aの側面(図1の左側面)に対して対向配置、即ち、図1中、露光ユニット100Bの上部右側方に配置されており、マスクローダ17A及びマスクストッカ18Aとマスクローダ17B及びマスクストッカ18Bとは、互いに対称位置に対向配置されている。
マスクローダ17A,17Bは、図4に示す第1及び第2基板ローダ15,16と略同様の構成を有し、マスクストッカ18A,18Bに貯蔵されている複数枚のマスクMの中から所定のマスクMを選択、保持し、マスクステージ10A,10Bにそれぞれ供給する。なお、マスクローダ17A,17Bの場合、搬送部は1本である。また、マスクステージ10A,10BへのマスクMの供給は、本実施形態のように、マスクローダ17A,17Bによってマスクストッカ18A,18Bからマスクステージ10A,10Bに直接供給してもよいが、これに限定されず、マスクローダ17A,17Bによってマスクストッカ18A,18Bから第1及び第2基板ステージ11,12に一度搬送し、その後、第1及び第2基板ステージ11,12によってマスクステージ10A,10Bに供給するようにしてもよい。
具体的には、マスクローダ17Aは、マスクストッカ18Aに貯蔵されている複数枚のマスクMの中から所定のマスクMを選択し、選択したマスクMを載置台87上に載置して反時計方向(図1の矢印A方向)に搬送してマスクステージ10Aに装着する。さらに、マスクMを交換する際には、露光転写後のマスクMを載置台87上に載置してマスクストッカ18Aに貯蔵させる。
また、マスクローダ17Bは、マスクストッカ18Bに貯蔵されている複数枚のマスクMの中から所定のマスクMを選択し、選択したマスクMを載置台87上に載置して時計方向(図1の矢印B方向)に搬送してマスクステージ10Bに装着する。さらに、マスクMを交換する際には、露光転写後のマスクMを載置台87上に載置してマスクストッカ18Bに貯蔵させる。
なお、マスクローダ17A,17Bが、図4に示す第1及び第2基板ローダ15,16のように2本の搬送部82,83を備えていれば、露光転写前のマスクMを搬送部82(83)の載置台87に保持した状態で、露光転写後のマスクMを搬送部83(82)の載置台87で取り外し、取り外し直後に搬送部82(83)に保持した露光転写前のマスクMをマスクステージ10A,10Bに装着することが可能となる。
マスクストッカ18A,18Bは、マスクパターンが異なる複数枚のマスクMを収容するための貯蔵庫であって、マスクケース20からマスクMが供給され、貯蔵される。また、マスクストッカ18A,18Bのマスク供給口19A,19Bは、互いに対向して配置される。即ち、一方のマスク供給口19Aは、露光ユニット100Aの上部左側壁部に配設され、他方のマスク供給口19Bは、露光ユニット100Bの上部右側壁部に配設されている。
マスクケース20は、例えば、底面にキャスタ(図示せず)等を備え、並列配置された露光ユニット100A,100B間を移動自在、且つ回転自在に構成され、所定の方向を向いて整列させられた複数枚のマスクMを、その内部に設けられた棚に載置して収容する。また、マスクケース20には、一箇所だけ開口部20aが形成されており、マスクストッカ18A,18BにマスクMを供給する際は、マスクケース20を移動及び回転させて、開口部20aとマスク供給口19A又はマスク供給口19Bとを対向させるように配置する。これにより、マスクストッカ18Aには矢印C方向から、マスクストッカ18Bには矢印D方向からマスクMが供給される(図1参照)。
このように構成された露光装置PEでは、マスクMは、太矢印が左方向を向いた状態でマスクケース20に収容されており、露光ユニット100Aのマスクステージ10AにマスクMを装着する場合、マスクケース20は、その開口部20aとマスクストッカ18Aのマスク供給口19Aとを対向させるように配置され、マスクMは、マスクストッカ18Aに太矢印が左方向を向くように供給、貯蔵される。そして、マスクローダ17Aは、マスクストッカ18Aに貯蔵されている複数枚のマスクMの中から所定のマスクMを選択、保持し、選択したマスクMを矢印A方向に約90°回転させて搬送してマスクステージ10Aに装着させる。これにより、マスクMは、マスクステージ10Aに太矢印が下方向を向くように装着される。
また、露光ユニット100Bのマスクステージ10BにマスクMを装着する場合、マスクケース20は、その開口部20aとマスクストッカ18Bのマスク供給口19Bとを対向させるように配置され、マスクMは、マスクストッカ18Bに太矢印が右方向を向くように供給、貯蔵される。そして、マスクローダ17Bは、マスクストッカ18Bに貯蔵されている複数枚のマスクMの中から所定のマスクMを選択、保持し、選択したマスクMを矢印B方向に約90°回転させて搬送してマスクステージ10Bに装着させる。これにより、マスクMは、マスクステージ10Bに太矢印が下方向を向くように装着される。
即ち、並列配置された露光ユニット100A,100Bのマスクストッカ18A,18BへのマスクMの供給は、1種類のマスクケース20を180°回転させるだけで対応することができ、マスクストッカ18A,18BにマスクMを所定の方向に向けて供給することができる。
本実施形態の露光装置PEによれば、露光ユニット100A,100Bは、並列配置され、露光ユニット100A,100Bは、各露光ユニット100A,100Bの対称位置に配置され、複数枚のマスクMを収容し、且つマスクMのマスク供給口19A,19Bが互いに対向するように配置されるマスクストッカ18A,18Bと、マスクストッカ18A,18Bから所定のマスクMをマスクステージ10A,10Bに供給するマスクローダ17A,17Bと、を備え、マスクストッカ18A,18BにマスクMを供給し、露光ユニット100A,100B間を移動自在、且つ回転自在なマスクケース20を備えるため、1種類のマスクケース20を用いて、複数の露光ユニット100A,100Bのマスクストッカ18A,18Bに挿入方向を間違うことなくマスクMを供給することができる。これにより、各露光ユニット100A,100BにマスクMを容易且つ効率的に供給することができるので、作業効率を大幅に向上することができる。
なお、本発明は本実施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、本実施形態では、基板ステージを2台備えた露光ユニットを並列配置した露光装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、基板ステージを1台備えた露光ユニットを並列配置した露光装置に本発明を適用してもよい。
また、本実施形態では、露光ユニットを2台並列配置した露光装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、露光ユニットの並列台数は任意である。
本発明に係る露光装置の全体構成を説明するための概略平面図である。 図1に示す露光ユニットの要部正面図である。 図2に示す基板ステージの側面図である。 図1に示す基板ローダの側面図である。 従来の露光装置を説明するための平面図である。
符号の説明
PE 露光装置
W 基板(被露光材)
M マスク
10A,10B マスクステージ
11 第1基板ステージ(基板ステージ)
12 第2基板ステージ(基板ステージ)
13 照明装置
14 プリアライメントユニット
15 第1基板ローダ
16 第2基板ローダ
17A,17B マスクローダ
18A,18B マスクストッカ
19A,19B マスク供給口
20 マスクケース
20a 開口部
21 基台
22 支柱
23 ステージベース
24 開口部
25 マスク保持部
31 基板保持部
32 基板ステージ送り機構
33 Y軸テーブル
34 Y軸送り機構
35 X軸テーブル
36 X軸送り機構
37 Z−チルト調整機構
61,62 バーミラー
63,64,65 レーザー干渉計
70A,70B 基板カセット
100A,100B 露光ユニット

Claims (1)

  1. 被露光材としての基板を保持する基板ステージと、前記基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、前記基板に対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射装置と、前記基板が前記マスクと所定位置で対向するように前記基板ステージを移動させる基板ステージ送り機構と、を備える露光ユニットを複数有する露光装置であって、
    前記露光ユニットは、並列配置され、
    前記露光ユニットは、前記各露光ユニットの対称位置に配置され、複数枚の前記マスクを収容し、且つ前記マスクのマスク供給口が互いに対向するように配置されるマスクストッカと、前記マスクストッカから所定の前記マスクを前記マスクステージに供給するマスクローダと、を備え、
    前記マスクストッカに前記マスクを供給し、前記露光ユニット間を移動自在、且つ回転自在なマスクケースを備えることを特徴とする露光装置。
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