JP2007328009A

JP2007328009A - 露光装置

Info

Publication number: JP2007328009A
Application number: JP2006157103A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Koyanagi; 秀昭小柳; Yasutaka Kiryu; 恭孝桐生
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】マスクや基板の動作を妨げることを抑制しつつ、高精度な位置決めを行える露光装置を提供する。
【解決手段】アライメント検出装置２００が、基板ステージ１１４に搭載されているので、マスクＭや基板Ｗの移動を妨げることが抑制される。又、レーザ光源２０２からの光束をマスクマークＭＭに向かって反射させると共に、マスクマークＭＭから反射した光束を透過するハーフミラー２０３を設けているので、レーザ光源２０２からの光束が同じマークを２度通過することがなく、画像の検出上好ましい。
【選択図】図２

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の基板上にマスクのマスクパターンを分割逐次露光方式で近接（プロキシミティ）露光転写するのに好適な露光装置に関する。

大型の薄形テレビ等に用いられる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は、基板上にマスクのパターンを分割逐次露光方式で近接露光転写することで製造される。

ところで、近年開発されたＴＦＴ液晶パネルなどにおいては、複数の基板を重ね合わせることで形成されるため、マスクのパターンを基板に露光する際に、その位置決めを精度良く行うことが重要な課題となっている。ここで、マスクと基板との位置決めを高精度に行うために、マスクのアライメントマークと、基板のアライメントマークとの位置ズレを、カメラを用いて観察する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開平１０−１８６６８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術によれば、本体フレームに搭載したカメラを、基板ホルダの下方（露光用光源と反対側）に設けているので、基板ホルダをＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動する際に邪魔になるという問題がある。これを回避するために、カメラを、マスクの露光用光源側に固定して設けようとしても、マスクの移動を阻害しないように、また露光用光を遮蔽しないように、その設置スペースが制限されるという問題がある。

そこで本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、マスクや基板の動作を妨げることを抑制しつつ、高精度な位置決めを行える露光装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の露光装置は、マスクマークとパターンを形成したマスクを保持するマスク保持部と、基板を保持する基板保持部とを有し、光源からの光を前記マスクに照射することにより、前記パターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記基板保持部は、アライメント検出装置を搭載しており、
前記アライメント検出装置は、
アライメント用光源と、前記アライメント用光源から出射された光束を前記マスクのマスクマークに向かって出射する光学系と、前記マスクマークからの反射光が通過する基準マークと、前記基準マークを通過した光束を受光する画像センサとを有することを特徴とする。

本発明によれば、前記アライメント検出装置が、前記基板保持部に搭載されているので、露光用光を遮ったりマスクや基板の移動を妨げることが抑制される。又、前記アライメント検出装置が、アライメント用光源と、前記アライメント用光源から出射された光束を前記マスクのマスクマークに向かって出射する光学系と、前記マスクマークからの反射光が通過する基準マークと、前記基準マークを通過した光束を受光する画像センサとを有するので、マーク同士を重ねた画像を画像センサで検出でき、精度の良い位置決めを行うことができる。

前記光学系は、前記アライメント用光源からの光束を前記マスクマークに向かって反射させると共に、前記マスクマークから反射した光束を透過するハーフミラーを有すると、光源からの光束が同じマークを２度通過することがなく、画像の検出上好ましい。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。図１において、本実施形態に係る露光装置１００は、ベース１１２、基板ステージ１１４及びマスクステージ１２２を備えている。基板ステージ（基板保持部）１１４はベース１１２の上方に設けられており、ベース１１２と基板ステージ１１４との間には、基板ステージ１１４を上下方向に昇降駆動する基板ステージ昇降機構１１６、基板ステージ昇降機構１１６を介して基板ステージ１１４を揺動駆動する基板ステージチルト機構１１８、基板ステージチルト機構１１８及び基板ステージ昇降機構１１６を介して基板ステージ１１４を図中Ｘ軸方向とＹ軸方向（紙面に対して垂直な方向）に送り駆動する基板ステージ送り機構１２０が設けられている。基板保持部である基板ステージ１１４の交差する側面には、アライメント検出装置２００が２つ（１つのみ図示）取り付けられている。

マスクステージ１２２はベース１１２の上面に立設された複数本の支柱１２４により基板ステージ１１４の上方に支持されており、マスクステージ１２２の下面には、プレート状のマスクホルダ（マスク保持部）１２６が水平レベル調整用の支持部１２８、１３０を介して取り付けられている。また、マスクステージ１２２は矩形状の開口窓１２２ａを中央部に有しており、図示しない光源装置から出射され、マスクホルダ１２６に吸着保持されたマスクＭに対して、その上方から上記開口窓１２２ａを通して照射されるようになっている。

マスクホルダ１２６は、マスクステージ１２２の開口窓１２２ａを通過した光をマスクＭに当てるための開口窓１２６ａを有している。この開口窓１２６ａはマスクホルダ１２６の中央部に形成されており、マスクホルダ１２６の下面にはマスク吸着用の複数の吸引ノズル（図示せず）が開設されている。

図２は、図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大して示す図である。以下、１つのアライメント検出装置についてのみ説明するが、もう一つのアライメント検出装置も同様な構成を有する。

図２において、アライメント検出装置２００は、基板ステージ１１４に取り付けられたハウジング２０１内に配置された、レーザ光源（アライメント用光源）２０２と、ハーフミラー２０３と、レンズ２０４，２０５と、十字形の基準マークＳＭを形成した透過板２０６と、ＣＣＤ等の画像センサ２０７とを含む。ハーフミラー２０３と、レンズ２０４，２０５により光学系を構成する。なお、マスクＭの下面には、十字形のマスクマークＭＭが２つ形成されているものとする。マスクマークＭＭは、その画像が画像センサ２０７に結像されたとき、基準マークＳＭの画像と異なる大きさであると好ましい。

マスクＭの原点の位置決めを行う場合について説明する。図２において、レーザ光源２０２から出射された光束は、ハーフミラー２０３で反射されて、レンズ２０４により、マスクＭの下面に向かって集光される。その反射光は、レンズ２０４とハーフミラー２０３を通過した後、透過板２０６の基準マークＳＭを通過して、レンズ２０５により画像センサ２０７の受光面に結像される。

ここで、画像センサ２０７の出力信号に基づいてモニタ（不図示）に表示した画像を図３に示す。図３（ａ）に示すように、基準マークＳＭとマスクマークＭＭとがずれていた場合、基板ステージ１１４を移動させて、図３（ｂ）に示すように、基準マークＳＭとマスクマークＭＭとが一致する状態とする。これは作業者が行っても、画像処理により自動的に行っても良い。２つのアライメント検出装置の基準マークＳＭと、２つのマスクマークＭＭとが一致した位置を、基板ステージ１１４の原点と認識すれば、かかる原点に基づいて、一枚の基板に対して、マスクＭによる複数回のパターンを位置を変えながら精度良く露光することができる。

本実施の形態によれば、アライメント検出装置２００が、基板ステージ１１４に搭載されているので、マスクＭや基板Ｗの移動を妨げることが抑制される。又、レーザ光源２０２からの光束をマスクマークＭＭに向かって反射させると共に、マスクマークＭＭから反射した光束を透過するハーフミラー２０３を設けているので、レーザ光源２０２からの光束が同じマークを２度通過することがなく、画像の検出上好ましい。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ハーフミラー２０３の代わりに、レンズ２０５と画像センサ２０７との間にハーフミラーを向け、ここに向かってレーザ光源からの光束を称はするようにしても良い。

本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大して示す図である。基準マークとマスクマークの関係を示す図である。

符号の説明

１００露光装置
１１２ベース
１１４基板ステージ
１１６基板ステージ昇降機構
１１８基板ステージチルト機構
１２０基板ステージ送り機構
１２２マスクステージ
１２２ａ上記開口窓
１２２ａ開口窓
１２４支柱
１２６マスクホルダ
１２６ａ開口窓
１２８支持部
２００アライメント検出装置
２０１ハウジング
２０２レーザ光源
２０３ハーフミラー
２０４，２０５レンズ
２０６透過板
２０７画像センサ
Ｍマスク
ＭＭマスクマーク
ＳＭ基準マーク
Ｗ基板

Claims

マスクマークとパターンを形成したマスクを保持するマスク保持部と、基板を保持する基板保持部とを有し、光源からの光を前記マスクに照射することにより、前記パターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記基板保持部は、アライメント検出装置を搭載しており、
前記アライメント検出装置は、
アライメント用光源と、前記アライメント用光源から出射された光束を前記マスクのマスクマークに向かって出射する光学系と、前記マスクマークからの反射光が通過する基準マークと、前記基準マークを通過した光束を受光する画像センサとを有することを特徴とする露光装置。
前記光学系は、前記アライメント用光源からの光束を前記マスクマークに向かって反射させると共に、前記マスクマークから反射した光束を透過するハーフミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。