JP2008053365A - 基板露光装置及び基板露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バーミラーの振動によってチャックに対するバーミラーの位置がずれず、かつチャック上に配置された基板の位置を正確に把握することができる。
【解決手段】本発明の基板露光装置は、照射光を照射する光源２０と、光源２０の下方に配置された露光マスク１５と、露光マスク１５の下方に並列に設けられ、露光マスク１５に対して水平方向に移動可能な一対のステージ１０とを備えている。各ステージ１０は、ベース３と、当該ベース３上に設けられ、基板５０を配置するチャック２とを有している。チャック２は、ベース３に対して上下方向に略一体に構成されている。チャック２側面に、バーミラー１が設けられている。チャック２の側方に、バーミラー１によるレーザ光の反射を受け、チャック２の水平方向位置を検出するレーザ照射測定部１１を設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に露光マスクを介して照射光を照射する基板露光装置及び基板露光方法に係り、とりわけ、基板の位置を正確に把握することができる基板露光装置及び基板露光方法に関する。

従来の基板露光装置のステージ１０は、図８に示すように、ベース３と、当該ベース３上に設けられ、上下方向に移動自在な上下方向移動機構９と、当該上下方向移動機構９上に設けられ、基板５０を配置するチャック２とを有している。なお、ステージ１０は、水平方向に移動自在な水平方向移動機構（図示せず）上に配置されている。

また、ステージ１０は、上下方向移動機構が、チャック２を下方に移動させると、チャック２に設けられた孔（図示せず）を通過して、基板５０を支持する複数のピン（図示せず）を有している（図８参照）。そして、ステージ１０近傍に配置された基板移動機構が、複数のピンで支持された露光後の基板５０の下面を支持し、ステージか１０から基板５０を移動させる（図８参照）。

また、図８に示すように、ステージ１０のベース３の側面には、チャック２の高さ位置にくるよう、固定棒８を介してバーミラー１が設けられている。また、チャック２の側方には、バーミラー１によるレーザ光ＬＢの反射を受け、チャック２上の基板５０の水平方向位置を検出するレーザ照射測定部１１が設けられている。

しかしながら、ベース３の側面に、固定棒８を介してバーミラー１が設けられているため、水平方向移動機構によって、チャック２上に配置された基板５０を露光位置に移動させると、チャック２に対してバーミラー１が相対的に振動してしまい、チャック２の位置を正確に把握することができない。また、このようにバーミラー１が振動することによって、バーミラー１のベース３に対する固定が弛んでしまい、チャック２に対するバーミラー１の位置がずれてしまうこともある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、バーミラーの振動によってチャックに対するバーミラーの位置がずれず、かつチャック上に配置された基板の位置を正確に把握することができる基板露光装置、及び当該基板露光装置を用いた基板露光方法を提供することを目的とする。

本発明は、照射光を照射する光源と、光源の下方に配置された露光マスクと、露光マスクの下方に並列に設けられ、露光マスクに対して水平方向に移動可能な一対のステージとを備え、各ステージが、ベースと、当該ベース上に設けられ、基板を配置するチャックとを有し、チャックが、ベースに対して上下方向に略一体に構成され、チャック側面に、バーミラーが設けられ、チャック側方に、バーミラーによるレーザ光の反射を受け、チャックの水平方向位置を検出するレーザ照射測定部を設けたことを特徴とする基板露光装置である。

このような構成により、チャックに対するバーミラーの位置がずれず、かつチャック上に配置された基板の位置を正確に把握することができる。

本発明は、チャックが、ベースに対する間隙の大きさを調整するチルトを介して、ベースに連結され、ベースに対して微調整可能となることを特徴とする基板露光装置である。

このような構成により、チャックのベースに対する間隙を、微調整することができる。

本発明は、ステージが、チャックを貫通して上下方向に延び、チャック上に配置された基板を持ち上げる突出自在の複数のピンをさらに有することを特徴とする基板露光装置である。

このような構成により、複数のピンは、ステージのチャック上に配置された基板を上方に持ち上げることができ、当該基板を、容易にステージから取り除くことができる。

本発明は、複数のピンによって持ち上げられた基板を、ステージから移動させる基板移動機構をさらに備えたことを特徴とする基板露光装置である。

このような構成により、複数のピンによって持ち上げられた基板を、ステージから自動的に移動させることができる。

本発明は、ステージが、水平方向に移動自在の水平方向移動機構上に配置されることを特徴とする基板露光装置である。

このような構成により、ステージのチャック上に配置された基板は、水平方向に自在に移動することができる。

本発明は、水平方向移動機構が、水平方向のうち、一方向に移動するＸ方向移動機構と、水平方向のうち、当該一方向に直交する方向に移動するＹ方向移動機構とを有することを特徴とする基板露光装置である。

本発明は、一の基板を、一方のステージのチャック上に配置する基板配置工程と、一方のステージのチャック上に配置された一の基板を、露光マスク下方の露光位置に移動させる第一移動工程と、露光マスク下方に移動させた一の基板を、光源から照射され露光マスクを通過する照射光により露光する第一露光工程と、一対のステージを水平移動させて、露光された一の基板を露光マスク下方の露光位置から露光位置外方の第一待機位置まで移動させるとともに、露光位置外方の第二待機位置にある他方のステージのチャック上に予め配置された他の基板を、露光マスク下方の露光位置に移動させる第二移動工程と、露光マスク下方の露光位置に移動させた他の基板を、光源から照射され露光マスクを通過する照射光により露光する第二露光工程と、を備えたことを特徴とする基板露光方法である。

このような構成により、チャックに対するバーミラーの位置がずれず、かつチャック上に配置された基板の位置を正確に把握することができる。

本発明によれば、ベースに対して上下方向に略一体に構成されるとともに、側面にバーミラーが設けられたチャックを用いることによって、バーミラーの振動によってチャックに対するバーミラーの位置がずれず、かつチャック上に配置された基板の位置を正確に把握することができる。

実施の形態
以下、本発明に係る基板露光装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図７Ｃは本発明の実施の形態を示す図である。

図１、図２及び図４に示すように、基板露光装置は、紫外線（照射光）を照射する光源２０と、光源２０の下方に配置された露光マスク１５と、露光マスク１５の下方に並列に設けられ、露光マスク１５に対して水平方向に移動可能な一対のステージ１０ａ，１０ｂとを備えている。なお、露光マスク１５は、その周縁で、マスク保持部４０によって保持されている。

図１乃至図４に示すように、各ステージ１０ａ，１０ｂは、ベース３ａ，３ｂと、当該ベース３ａ，３ｂ上に設けられ、基板５０ａ，５０ｂを配置するチャック２ａ，２ｂとを有している。このうち、各々のチャック２ａ，２ｂは、ベース３ａ，３ｂに対する間隙の大きさを調整するチルト５ａ，５ｂを介して、対応するベース３ａ，３ｂに連結されている。なお、チャック２ａ，２ｂは、チルト５ａ，５ｂによって、ベース３ａ，３ｂに対する間隙を、微調整できるだけであり、上下方向に略一体に構成されている。

また、図１乃至図４に示すように、チャック２ａのＹ方向側の側面に、バーミラー１ｙａが設けられている。また、チャック２ｂのＹ方向側の側面に、バーミラー１ｙｂが設けられ、Ｘ方向側の側面に、バーミラー１ｘが設けられている。

また、図１乃至図３に示すように、チャック２ａ，２ｂのＹ方向側の側方にレーザ照射測定部１１ｙが設けられ、チャック２ｂのＸ方向側の側方にレーザ照射測定部１１ｘが設けられている。

また、図４に示すように、ステージ１０ｂは、チャック２ｂを貫通して上下方向に延び、チャック２ｂ上に配置された基板５０ｂを持ち上げる突出自在の複数のピン７ｂを有している。

また、図１に示すように、ステージ１０ｂ側方には、このように複数のピン７ｂによって持ち上げられた基板５０ｂを、ステージ１０ｂから移動させる基板移動機構６０が配置されている。この基板移動機構６０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、基板５０ｂを持ち上げている複数のピン７ｂの間に挿通され、基板５０ｂをステージ１０ｂから移動させる挿入棒６１を有している。

なお、図示しないが、ステージ１０ａも同様に、チャック２ａを貫通して上下方向に延び、チャック２ａ上に配置された基板５０ａを持ち上げる突出自在の複数のピンを有している。そして、ステージ１０ａのピンが基板５０ａを持ち上げた後、基板移動機構６０は、基板５０ａを持ち上げている複数のピンの間に挿入棒６１を挿通し、基板５０ａをステージ１０ａから移動させることができる。

また、図１、図２及び図４に示すように、各々のステージ１０ａ，１０ｂは一体となり、水平方向に移動自在の水平方向移動機構３０上に配置されている。この水平方向移動機構３０は、Ｘ方向（水平方向のうち、一方向）に移動するＸ方向移動機構３１と、Ｙ方向（水平方向のうち、当該一方向に直交する方向）に移動するＹ方向移動機構３６とを有している。

また、図１に示すように、レーザ照射測定部１１ｘ及びレーザ照射測定部１１ｙは各々、制御部１１Ａに接続されている。

なお、図１、図２及び図４に示すように、Ｙ方向移動機構３６は、基台１３上に配置され、Ｙ方向に延在するレール３９と、当該レール３９を摺動自在に把持する把持部３８と、当該把持部３８上に配置されたＹ土台３７とからなっている。また、図１、図２及び図４に示すように、Ｘ方向移動機構３１は、Ｙ土台３７上に配置され、Ｘ方向に延在するレール３４と、当該レール３４を摺動自在に把持する把持凹部３３を有するＸ土台３２とからなっている。

また、図２に示すように、光源２０は、超高圧水銀灯２０ａと、この水銀灯２０ａの背部に設けられ、水銀灯２０ａからの光を集光するパラボラミラー２１と、パラボラミラー２１からの光を反射するコールドミラー２２と、コールドミラー２２からの光を反射する球面鏡２３とを有している。また、コールドミラー２２と球面鏡２３との間に、シャッタ２４およびインテグレータレンズ２６とが設けられている。

ところで、図８に示すように、従来のチャック２は、上下方向に移動自在な上下方向移動機構９上に配置されている。このため、チャック２の側面にバーミラー１を設けたとしても、バーミラー１の上下方向の位置がずれてしまうので、チャック２上の基板５０の水平方向位置を正確に検出することができない。

これに対して、本発明によれば、上述のように、チャック２ａ，２ｂが、上下方向移動機構９を介すことなく、ベース３ａ，３ｂに対して上下方向に略一体に構成されている。このため、図１乃至図４に示すように、チャック２ａ，２ｂの側面に、バーミラー１を直接設けることができる。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、基板移動機構６０が、基板（一の基板）５０ａを下方から支持した後、一方のステージ１０ａのチャック２ａ上に配置する（第一基板配置工程８１）（図６及び図７Ａ（ａ）参照）。このとき、基板５０ａは、第一待機位置に位置している。

次に、Ｘ方向移動機構３１により、一対のステージ１０ａ，１０ｂがＸ方向（図７Ａ（ｂ）の矢印の方向）に移動する。このことによって、一方のステージ１０ａのチャック２ａ上に配置された基板５０ａが、露光マスク１５下方の露光位置に移動する（第一移動工程８２）（図６及び図７Ａ（ｂ）参照）。このとき、ステージ１０ａとステージ１０ｂは一体となっているので、ステージ１０ｂのチャック２ｂ上に配置され、既に露光された基板（他の基板）５０ｂ１は、露光位置外方の第二待機位置に移動する（図７Ａ（ｂ）参照）。

このように、Ｘ方向移動機構３１により、一対のステージ１０ａ，１０ｂがＸ方向に移動する際、チャック２のＸ方向側方に設けられたレーザ照射測定部１１ｘから照射されたレーザ光ＬＢｘが、チャック２のＸ方向の側面に設けられたバーミラー１ｘによって反射されて、レーザ照射測定部１１ｘに戻ってくる（図１及び図７Ａ（ｂ）参照）。

そして、制御部１１Ａが、レーザ照射測定部１１ｘによりレーザ光ＬＢｘが照射されてから、バーミラー１ｘで反射されてレーザ照射測定部１１ｘに戻ってくるまでの時間を測定する。このことによって、制御部１１Ａはレーザ照射測定部１１ｘからバーミラー１ｘまでの距離を計算することができ、制御部１１Ａは基板５０ａ及び基板５０ｂのＸ方向の位置を計測する。

次に、露光マスク１５下方に移動させた基板５０ａを、光源２０から照射され露光マスク１５を通過する紫外線により露光する（第一露光工程８３）（図２及び図６）。

このとき、基板５０ａが、Ｘ方向移動機構３１によりＸ方向に所望に応じて移動し、Ｙ方向移動機構３６によりＹ方向に所望に応じて移動する（図７Ａ（ｃ）参照）。

このように基板５０ａが、Ｘ方向及びＹ方向を移動する際、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｘによってレーザ光ＬＢｘが照射されてから、バーミラー１ｘで反射してレーザ照射測定部１１ｘに戻ってくるまでの時間を測定する。このことによって、制御部１１Ａはレーザ照射測定部１１ｘからバーミラー１ｘまでの距離を計算し、基板５０ａのＸ方向の位置を計測する。また、同様に、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｙによってレーザ光ＬＢｙが照射されてから、バーミラー１ｙａで反射されてレーザ照射測定部１１ｙに戻ってくるまでの時間を測定する。このことによって、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｙからバーミラー１ｙａまでの距離を計算し、基板５０ａのＹ方向の位置を計測する（図１及び図７Ａ（ｃ）参照）。

このように、制御部１１Ａにおいて、基板５０ａのＸ方向位置及びＹ方向位置を計測しているので、制御部１１ＡによりＸ方向移動機構３１及びＹ方向移動機構３６を駆動制御することができる。

次に、複数のピン７ｂが、ステージ１０ｂのチャック２ｂ上に配置された基板５０ｂ１を上方に持ち上げる。その後、基板移動機構６０が、当該複数のピン７ｂの間に、挿入棒６１を挿入し、基板５０ｂ１を下方から支持して、基板５０ｂ１をステージ１０ｂから取り除く（完了第二基板除去工程８４）（図５（ａ）（ｂ）、図６及び図７Ｂ（ａ）参照）。このように、複数のピン７ｂが、ステージ１０ｂのチャック２ｂ上に配置された基板５０ｂを上方に持ち上げるので、基板移動機構６０により、基板５０ｂを、容易にステージ１０から取り除くことができる。

次に、基板移動機構６０が、基板５０ｂ１が取り除かれた他方のステージ１０ｂに、新しい基板（他の基板）５０ｂ２を下方から支持した後、配置させる（新第二基板配置工程８５）（図６及び図７Ｂ（ｂ）参照）。

次に、Ｘ方向移動機構３１により、一対のステージ１０ａ，１０ｂがＸ方向（図７Ｃ（ａ）の矢印の方向）に移動し、露光された基板５０ａが露光マスク１５下方の露光位置から、露光位置外方の第一待機位置まで移動する。なお、ステージ１０ａとステージ１０ｂは一体となっているので、露光位置外方の第二待機位置にある他方のステージ１０ｂ上に配置された基板５０ｂ２は、露光マスク１５下方の露光位置に移動する（第二移動工程８７）（図６及び図７Ｃ（ａ）参照）。

このようにＸ方向移動機構３１によって、一対のステージ１０がＸ方向に移動する際、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｘによりレーザ光ＬＢｘが照射されてから、バーミラー１ｘで反射されてレーザ照射測定部１１ｘに戻ってくるまでの時間を測定する。このことによって、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｘからバーミラー１ｘまでの距離を計算し、基板５０ａ及び基板５０ｂのＸ方向の位置を計測する（図１及び図７Ｃ（ａ）参照）。

次に、露光マスク１５下方の露光位置に移動させた基板５０ｂ２を、光源２０から照射され露光マスク１５を通過する紫外線により露光する（第二露光工程８８）（図２及び図６参照）。

このとき、基板５０ｂ２が、Ｘ方向移動機構３１によりＸ方向に所望に応じて移動し、Ｙ方向移動機構３６によりＹ方向に所望に応じて移動する（図７Ｃ（ｂ）参照）。

このように基板５０ｂ２が、Ｘ方向及びＹ方向を移動する際、制御部１１Ａは、レーザ光ＬＢｘによりレーザ照射測定部１１ｘが照射されてから、バーミラー１ｘで反射されてレーザ照射測定部１１ｘに戻ってくるまでの時間を計測する。このことによって、制御部１１Ａはレーザ照射測定部１１ｘからバーミラー１ｘまでの距離を計算し、レーザ基板５０ｂ２のＸ方向の位置を計測する。また、同様に、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｙによりレーザ光ＬＢｙが照射されてから、バーミラー１ｙｂで反射されてレーザ照射測定部１１ｙに戻ってくるまでの時間を測定する。このことによって、制御部１１Ａは、レーザ照射測定部１１ｙからバーミラー１ｙｂまでの距離を計算し、基板５０ｂ２のＹ方向の位置を計測する（図１及び図７Ｃ（ｂ）参照）。

このように、制御部１１Ａで、基板５０ｂ２のＸ方向位置及びＹ方向位置を計測しているので、制御部１１ＡによりＸ方向移動機構３１及びＹ方向移動機構３６を駆動制御することができる。

次に、複数のピン（図示せず）が、ステージ１０ａのチャック２ａ上に配置された基板５０ａを上方に持ち上げる。その後、基板移動機構６０が、当該複数のピンの間に、挿入棒６１を挿入し、基板５０ａを下方から支持して、基板５０ａをステージ１０ａから取り除く（完了第一基板除去工程８９）（図５（ａ）（ｂ）、図６及び図７Ｃ（ｃ）参照）。

後は、上述の第一基板配置工程８１から、各工程を順次繰り返し行う（図６参照）。

本発明によれば、上述した一連の工程において、チャック２ａ，２ｂの側面にバーミラー１ｘ，１ｙａ，１ｙｂが設けられているので、チャック２ａ，２ｂに対するバーミラー１ｘ，１ｙａ，１ｙｂの位置がずれず、かつチャック２ａ，２ｂ上に配置された基板５０ａ，５０ｂの位置を正確に把握することができる。

また、本発明の基板露光装置は、水平方向に移動可能な一対のステージ１０ａ，１０ｂを有している。このため、ステージ１０ａとステージ１０ｂに順次基板５０ａ，５０ｂを配置し、次に露光する基板５０ａ，５０ｂを準備することができる。この結果、迅速かつ効率よく、基板５０ａ，５０ｂを露光することができる。

本発明による基板露光装置の実施の形態を示す平面図。 本発明の実施の形態による基板露光装置を図１の矢印ＩＩ方向から見た側方図。 本発明の実施の形態による基板露光装置のステージの側方図。 本発明の実施の形態による基板露光装置を図１の矢印ＩＶ方向から見た側方図。 本発明の実施の形態による基板露光装置の基板移動機構によって基板を移動させる態様を示す平面図。 本発明の実施の形態による基板露光方法を示すフロー図。 本発明の実施の形態による基板露光装置によって、基板を配置し、移動させ、露光する態様を示す平面図。 本発明の実施の形態による基板露光装置によって、基板を交換する態様を示す平面図。 本発明の実施の形態による基板露光装置によって、基板を移動させ、露光し、取り除く態様を示す平面図。 従来の基板露光装置を示す側方図。

符号の説明

１ｘ，１ｙａ，１ｙｂ バーミラー
２ａ，２ｂ チャック
３ａ，３ｂ ベース
５ａ，５ｂ チルト
７ｂ ピン
１０ａ，１０ｂ ステージ
１１ｘ，１１ｙ レーザ照射測定部
１５ 露光マスク
２０ 光源
３０ 水平方向移動機構
３１ Ｘ方向移動機構
３６ Ｙ方向移動機構
５０ａ，５０ｂ，５０ｂ１，５０ｂ２ 基板
６０ 基板移動機構
８１ 基板配置工程
８２ 第一移動工程
８３ 第一露光工程
８７ 第二移動工程
８８ 第二露光工程

Claims (7)

1. 照射光を照射する光源と、
   光源の下方に配置された露光マスクと、
   露光マスクの下方に並列に設けられ、露光マスクに対して水平方向に移動可能な一対のステージとを備え、
   各ステージは、ベースと、当該ベース上に設けられ、基板を配置するチャックとを有し、
   チャックは、ベースに対して上下方向に略一体に構成され、
   チャック側面に、バーミラーが設けられ、
   チャック側方に、バーミラーによるレーザ光の反射を受け、チャックの水平方向位置を検出するレーザ照射測定部を設けたことを特徴とする基板露光装置。
2. チャックは、ベースに対する間隙の大きさを調整するチルトを介して、ベースに連結され、ベースに対して微調整可能となることを特徴とする請求項１記載の基板露光装置。
3. ステージは、チャックを貫通して上下方向に延び、チャック上に配置された基板を持ち上げる突出自在の複数のピンをさらに有することを特徴とする請求項１記載の基板露光装置。
4. 複数のピンによって持ち上げられた基板を、ステージから移動させる基板移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の基板露光装置。
5. ステージは、水平方向に移動自在の水平方向移動機構上に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板露光装置。
6. 水平方向移動機構は、水平方向のうち、一方向に移動するＸ方向移動機構と、水平方向のうち、当該一方向に直交する方向に移動するＹ方向移動機構とを有することを特徴とする請求項５記載の基板露光装置。
7. 一の基板を、一方のステージのチャック上に配置する基板配置工程と、
   一方のステージのチャック上に配置された一の基板を、露光マスク下方の露光位置に移動させる第一移動工程と、
   露光マスク下方に移動させた一の基板を、光源から照射され露光マスクを通過する照射光により露光する第一露光工程と、
   一対のステージを水平移動させて、露光された一の基板を露光マスク下方の露光位置から露光位置外方の第一待機位置まで移動させるとともに、露光位置外方の第二待機位置にある他方のステージのチャック上に予め配置された他の基板を、露光マスク下方の露光位置に移動させる第二移動工程と、
   露光マスク下方の露光位置に移動させた他の基板を、光源から照射され露光マスクを通過する照射光により露光する第二露光工程と、
   を備えたことを特徴とする基板露光方法。

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