JP2009271340A - Xyステップ露光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】マザーガラス基板が更に大型化しても、露光ステージの平面度の精度を保持し、移動速度を確保し、位置精度を確保した、カラーフィルタ製造用のXYステップ露光装置を提供する。
【解決手段】マザーガラス基板を保持するステージは、露光ステージ60b−1、60b−2と、露光ステージを第1軸(X軸)方向へステップ移動させるX軸スライダー40XbのX軸と平行な両側部に設けられた基板保持ステージ70で構成され、マザーガラス基板をXYステップ移動させる機構として、上記X軸スライダーと吸着スライダー40Yb−1、40Yb−2を少なくとも具備すること。基板保持ステージは空気浮上ステージであること。露光ステージの第2軸(Y軸)方向の大きさがフォトマスクの大きさに対応した大きさであること。
【選択図】図8

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタの製造に用いるXYステップ露光装置に関するものであり、特に、マザーガラス基板が更に大型化しても、露光ステージを更に大型にすることなく、露光ステージの平面度の精度を保持し、移動速度を確保し、位置精度を確保したXYステップ露光装置に関する。
液晶表示装置用のカラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したサイズのカラーフィルタを大サイズのガラス基板(マザーガラス基板)に多面付けした状態で製造する。例えば、対角17インチのカラーフィルタを650mm×850mm程度の大サイズのガラス基板に4面付けして製造する。
この際の露光は、ガラス基板のサイズと略同程度のサイズのマスク基板に、例えば、対角17インチのカラーフィルタを形成するためのマスクパターンが4面付けされたフォトマスクを用いて露光する方法が広く採用されている。4面付けされたマスクパターンの4画面全体を1回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法である。
この一括露光法において、露光装置内では、ガラス基板にフォトマスクが密着することによって生じるキズを防止するため、また、フォトマスクに塵埃が付着した際に画素が欠陥となってしまうのを防止するためフォトレジストが塗布されたガラス基板と、略ガラス基板大のフォトマスクとは、例えば、80μm程度の間隙を保ってのプロキシミティ(近接)露光を行っている。
この際の多面付けは、例えば、パターンである着色画素の膜厚、仕上がりサイズなどが同一仕様の、つまり、同一品種のカラーフィルタを多面付けする。そして、その製造にあたっては、面間のバラツキが発生しないように、各工程で配慮を施し製造を行う。
すなわち、大サイズのガラス基板(マザーガラス基板)に、マスクパターンが多面付けされたフォトマスクを用いた1回の露光を行い、続いて一括した現像処理を行うといった、この一括露光法による製造方法は、フォトリソグラフィ法によりカラーフィルタを製造する際の製造方法としては、廉価に大量にカラーフィルタを製造することのできる優れた製造方法といえる。
しかしながら、マスクサイズの大型化によるコスト高と、マスクの自重による撓みの問題の解決のため、マザーガラス基板のサイズが、例えば、730mm×920mm程度の第4世代からは、露光方式は一括露光法から1軸ステップ露光方式が採用され始め、また、マザーガラス基板のサイズが、例えば、1000mm×1200mm程度の第5世代からは、XY(2軸)ステップ露光方式(所謂、ステップ・アンド・リピート方式)に移行している。
図1は、XYステップ露光方式によりカラーフィルタを製造する際のステップ露光の一例を説明する平面図である。
図1に示す例は、マザーガラス基板(50)に、第1露光〜第4露光の4回の露光が行われた例である。第1露光から数えて3回のステップ移動毎に、第2露光以降の各露光が行われたものである。符号(1Ex〜4Ex)は、各々第1露光〜第4露光の領域を表している。
図2(a)、(b)は、図1中、A−A線での断面図である。図1及び図2に示すように、露光ステージ(60)上に載置されたマザーガラス基板(50)の上方に、フォトマ
スク(PM)が配置されている。フォトマスク(PM)は露光装置内で固定されており、X、Y、Z軸方向には移動しないようになっている。
フォトマスク(PM)の下方の露光ステージ(60)は、マザーガラス基板(50)を載置した状態でXY(2軸)のステップ移動を行うようになっている。また、Z軸方向での昇降が自在になっている。
ステップ移動とは、図1及び図2中、符号(Px)で示すように、露光ステージ(60)の、X軸方向での第1露光と第2露光との間(或いは、第3露光と第4露光との間)の移動を指している。また、Y軸方向では、符号(Py)で示すように、露光ステージ(60)の、Y軸方向での第2露光と第3露光との間の移動を指している。
図2(a)は、マザーガラス基板(50)上に塗布されたフォトレジストの塗膜(54)に、フォトマスク(PM)を介した第1露光が行われた直後の状態を表したものである。フォトマスク(PM)の膜面(X0 軸面)と塗膜(54)との間には近接露光の間隔(G1)が設定されている。塗膜(54)中に斜線で示す部分が第1露光(1Ex)の領域を表している。
図2(b)は、露光ステージ(60)が図2(a)の位置から、図2中、X軸左方へステップ移動をし、第2露光が行われた状態を表している。符号(2Ex)は、第2露光の領域を表している。
このようなステップ露光方式への移行によって、マスクサイズの大型化によるコスト高は抑制され、また、自重による撓みの問題は解決された。
しかしながら、マザーガラス基板のサイズが、例えば、1500mm×1800mm程度の第6世代、或いは、例えば、2100mm×2400mm程度の第8世代へと更に大型化へと移行するのに伴い、マスクサイズの大型化も付随し、コスト高と、撓みの問題が再燃している。
そこで、マザーガラス基板のサイズが更に大型化へと移行した際の、付随するマスクのコスト高を回避するために、マスクサイズを更に大型にすることなく、むしろ、小型のマスクでカラーフィルタを製造すべく、様々な露光方式が試みられている。
一方、露光装置の露光ステージにおいては、マザーガラス基板が第8世代、例えば、2100mm×2400mm程度へと移行し、更に、第10世代、例えば、2800mm×3000mm程度へと移行するに際しては、
1)2800mm×3000mm程度のマザーガラス基板を載置する露光ステージの加工にて、その平面度を従来の大きさの露光ステージと同等の精度を得ることは困難になるといった問題、
2)或いは、露光ステージがマザーガラス基板のサイズに対応して略2800mm×3000mm程度の大きさとなると、その重量が増大し、従来の大きさの露光ステージと同等の移動速度を達成するためには、その駆動機構が大掛かりなものとなるといった問題、
3)或いは、露光ステージが更に大型化へと移行するのに伴い、従来の大きさの露光ステージと同等の位置精度を確保することが困難になるといった問題、などが潜在している。これらの諸問題を解決した露光装置となると、つまりは、大掛かで、大幅なコスト高のものとなる。
図3は、露光装置の露光ステージをXY(2軸)ステップ移動させる機構の一例の平面図である。図3に示すように、この一例に示すXY(2軸)ステップ移動させる機構は、X軸スライダー(40X)と、X軸スライダー(40X)上に設けられたY軸スライダー(40Y)で構成されたものである。図3にては、Y軸スライダー(40Y)上に露光ステージ(60)が設けられている。
X軸スライダー(40X)は、X軸方向を長手とするベッド(41X)、ベッド(41X)上の長手方向の両縁部に平行に設けられた2本のスライドガイド(42X)、2本のスライドガイド(42X)間に、スライドガイド(42X)と平行に設けられた送り具(43X)で構成されている。
送り具(43X)は、Y軸スライダー(40Y)をX軸方向に移動させる、例えば、ラック、送りネジ、或いは、リニアーモーターにおけるステータ(固定部)である。X軸スライダー(40X)は、X軸スライダー(40X)上のY軸スライダー(40Y)を、図3中、左右方向(X軸方向)に自在に移動させ、所定の位置に精度よく停止させるようになっている。
また、Y軸スライダー(40Y)は、Y軸方向を長手とするベッド(41Y)、ベッド(41Y)上の長手方向の両縁部に平行に設けられた2本のスライドガイド(42Y)、2本のスライドガイド(42Y)間に、スライドガイド(42Y)と平行に設けられた送り具(43Y)で構成されている。
送り具(43Y)は、露光ステージ(60)をY軸方向に移動させる、例えば、ラック、送りネジ、或いは、リニアーモーターにおけるステータ(固定部)である。Y軸スライダー(40Y)は、Y軸スライダー(40Y)上の露光ステージ(60)を、図3中、上下方向(Y軸方向)に自在に移動させ、所定の位置に精度よく停止させるようになっている。
図4は、図3に示す、露光ステージをXYステップ移動させる機構を設けた露光装置の一例の平面図である。図4に示すように、この一例に示す露光装置は、ベース台(20)上に、定盤(30)、X軸スライダー(40X)、Y軸スライダー(40Y)、及び露光ステージ(60)が積重されたものである。
Y軸スライダー(40Y)は、図4中、左方の第1Y軸スライダー(40Y−1)と、右方の第2Y軸スライダー(40Y−2)の2基がX軸スライダー(40X)上に設けられており、また、左方の第1Y軸スライダー(40Y−1)には第1露光ステージ(60−1)が、右方の第2Y軸スライダー(40Y−2)には第2露光ステージ(60−2)が各々設けられている。
また、ベース台(20)の片側部には、第1及び第2露光ステージ(60−1、60−2)に供給するマザーガラス基板(50)の調温をする多段のガラス調温部(10)が設けられている。また、ガラス調温部(10)と第1露光ステージ(60−1)との間には、マザーガラス基板(50)をガラス調温部(10)上から第1露光ステージ(60−1)に供給し、或いは第1露光ステージ(60−1)から排出する第1ロボット(R−1)が設けられている。ガラス調温部(10)と第2露光ステージ(60−2)との間には、第2ロボット(R−2)が設けられている。
この露光装置の光源及び光学系は図示してないが、図4中、X0 −Y0 の交点は、定盤(30)の上方(図4中、Z軸方向)から照射される露光光の光軸を表している。また、この光学系の1回の露光エリア(EA)を点線で表している。
この露光エリア(EA)内にフォトマスクを配置し、フォトマスクを介した露光を露光ステージ上のマザーガラス基板(50)に与える。
ガラス調温部(10)上のマザーガラス基板(50)は、第1ロボット(R−1)によって第1露光ステージ(60−1)に供給される。第1露光ステージ(60−1)の上面部には吸着口(図示せず)が設けられており、真空吸着によりマザーガラス基板(50)は第1露光ステージ(60−1)上に吸着固定される。
X軸スライダー(40X)の作動により、第1露光ステージ(60−1)はX軸スライダ
ー(40X)の中央部に移動し、X軸スライダー(40X)及び第1Y軸スライダー(40Y−1)の作動により、第1露光ステージ(60−1)上のマザーガラス基板(50)に、その所望する多面付けの位置へ第1露光〜第4露光が与えられるように、第1露光ステージ(60−1)はステップ移動をする。
ステップ露光の終了後は、第1露光ステージ(60−1)は、図4に示す待機位置に戻り、第1ロボット(R−1)によってマザーガラス基板(50)は第1露光ステージ(60−1)から排出される。
尚、第1ロボット(R−1)による第1露光ステージ(60−1)へのマザーガラス基板(50)の供給/排出の際は、第1露光ステージ(60−1)の上面に設けられたリフトピン(図示せず)を上昇させ、第1ロボットのフォークが挿入/退却するための間隔をもうけている。
この間、上記第4露光が終了するまでに、第2ロボット(R−2)は、ガラス調温部(10)上のマザーガラス基板(50)を第2露光ステージ(60−2)に供給しておく。第1ロボット(R−1)及び第2ロボット(R−2)による、交互のマザーガラス基板(50)の供給/排出によって、この露光装置は、マザーガラス基板(50)の供給/排出に要する時間に律せられることなく、露光能力が確保される。
図5は、図4に示す露光装置における、定盤(30)上に、X軸スライダー(40X)、2基のY軸スライダー(40Y−1、40Y−2)、2基の露光ステージ(60−1、60−2)が積重された部分を示した平面図であり、第1露光ステージ(60−1)の動作を説明するものである。
図5は、第1ロボット(R−1)によって、ガラス調温部(10)上の1枚目のマザーガラス基板(50−1)が第1露光ステージ(60−1)に供給された段階を表したものである。
1枚目のマザーガラス基板(50−1)上に点線で示す領域は、第1露光〜第4露光が行われる領域を表している。マザーガラス基板(50−1)を載置した第1露光ステージ(60−1)は、この待機位置からX軸スライダー(40X)の中央部に移動し、マザーガラス基板(50−1)へのステップ露光が行われる。
図6(a)〜(d)は、マザーガラス基板(50−1)上に第1露光〜第4露光の4回の露光が行われる例である。図6(a)は、点線で示す露光エリア(EA)の中心(X0 −Y0 )に、マザーガラス基板(50−1)の第1露光が行われる領域の中心を合わせ、マザーガラス基板(50−1)上に塗布されたフォトレジストの塗膜に、フォトマスクを介した第1露光(1Ex)が与えられた直後の段階を表したものである。この第1露光から数えて3回のステップ移動毎に、第2露光以降の各露光が行われる。
図6(b)は、第1露光ステージ(60−1)が、図6(a)の位置から、図6中、X軸右方へステップ移動(Px)をし、第2露光が与えられた段階を表している。符号(2Ex)は、第2露光の領域を表している。図6(c)は、第1露光ステージ(60−1)が、図6(b)の位置から、図6中、Y軸上方へステップ移動(Py)をし、第3露光(3Ex)が与えられた段階を表している。
また、図6(d)は、第1露光ステージ(60−1)が、図6(c)の位置から、図6中、X軸左方へステップ移動(Px)をし、第4露光(4Ex)が与えられた段階を表している。
第1露光ステージ(60−1)は、第1露光〜第4露光の4回の露光が終了すると、図6(d)の位置から、図5に示す待機位置へと移動する。第1露光ステージ(60−1)
上のマザーガラス基板(50−1)は、第1ロボット(R−1)によって排出される。
上記第4露光が終了するまでの間に、ガラス調温部(10)上の2枚目のマザーガラス基板(50−2)は、第2ロボット(R−2)によって、第2露光ステージ(60−2)に供給されている。
図6(d)の位置から、図5に示す待機位置への第1露光ステージ(60−1)の移動に伴い、第2露光ステージ(60−2)は露光エリア(EA)へと移動を行う。第2露光ステージ(60−2)上に載置された2枚目のマザーガラス基板(50−2)には、同様に第1露光〜第4露光の4回の露光が行われる。
以降、奇数枚目のマザーガラス基板(50)は第1露光ステージ(60−1)によって第1露光〜第4露光の露光が行われ、偶数数枚目のマザーガラス基板(50)は第2露光ステージ(60−2)によって第1露光〜第4露光の露光が行われる。
上記図4に示す露光装置は、マザーガラス基板のサイズが第6世代(1500mm×1800mm程度)、或いは第8世代(2100mm×2400mm程度)に用いられる露光装置を例示したものである。しかし、更に、第10世代(2800mm×3000mm程度)への移行に際しては、前記のように、1)マザーガラス基板を載置する露光ステージの加工にて、その平面度を従来の大きさの露光ステージと同等の精度を得ることは困難になるといった問題、2)或いは、露光ステージの重量が増大し、従来の大きさの露光ステージと同等の移動速度を達成するためには、その駆動機構が大掛かりなものとなるといった問題、3)或いは、従来の大きさの露光ステージと同等の位置精度を確保することが困難になるといった問題などが潜在している。
特開2002−91010号公報 特開2006−227343号公報
本発明は、上記問題を解決するためになされたものあり、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際のマザーガラス基板が更に大型化し、第10世代、例えば、2800mm×3000mm程度へと移行しても、露光ステージを更に大型にすることなく、むしろ従来より小型のものとし、露光ステージの加工にて、その平面度の精度を保持することを可能とし、また、その重量を減少させることによって、露光ステージの移動速度の確保のための駆動機構を大掛かりなものとすることなく、また、露光ステージの位置精度を容易に確保をすることのできるXYステップ露光装置を提供することを課題とするものである。
本発明は、ガラス基板をXYステップ移動させるXYステップ露光装置において、
1)前記ガラス基板を保持するステージは、露光ステージと、該露光ステージを第1軸(X軸)方向へステップ移動させるX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられた基板保持ステージで構成され、
2)ガラス基板をXYステップ移動させる機構として、上記X軸スライダーと、ガラス基板を第1軸(X軸)と直交する第2軸(Y軸)方向へステップ移動させる吸着スライダーを少なくとも具備することを特徴とするXYステップ露光装置である。
また、本発明は、上記発明によるXYステップ露光装置において、
1)前記基板保持ステージは空気浮上ステージであり、下方からの空気の噴き上げによってガラス基板を一定高さに保持する空気浮上ユニット(浮上PAD)が、定盤上のX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられており、
2)前記吸着スライダーは真空吸着部を備え、ガラス基板の下方より上昇してガラス基板端部の下面を吸着し、ガラス基板を第2軸(Y軸)方向へステップ移動させる機構であり、露光ステージのX軸と平行な両側部に設けられており、
3)前記露光ステージの上面部には、ガラス基板を空気浮上させる機能を備えたリフトピンが設けられ、露光ステージのX軸と平行な両周縁部には、上記真空吸着部が昇降するための切欠部が設けられていることを特徴とするXYステップ露光装置である。
また、本発明は、上記発明によるXYステップ露光装置において、前記露光ステージの第2軸(Y軸)方向の大きさが、用いるフォトマスクの大きさに対応した大きさであることを特徴とするXYステップ露光装置である。
また、本発明は、上記発明によるXYステップ露光装置において、前記露光ステージとして、第1露光ステージと第2露光ステージの2基が設けられたことを特徴とするXYステップ露光装置である。
本発明における、ガラス基板を保持するステージは、露光ステージと、露光ステージを第1軸(X軸)方向へステップ移動させるX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられた基板保持ステージで構成されたXYステップ露光装置であるので、マザーガラス基板が更に大型化し、第10世代、例えば、2800mm×3000mm程度へと移行しても、露光ステージを更に大型にすることなく、むしろ従来より小型のものとなる。露光ステージの加工にて、その平面度の精度を保持することができ、また、その重量を減少させることによって、露光ステージの移動速度の確保のための駆動機構を大掛かりなものとすることなく、また、露光ステージの位置精度を容易に確保できるXYステップ露光装置となる。
また、本発明は、基板保持ステージは空気浮上ステージであり、露光ステージの上面部には、ガラス基板を空気浮上させる機能を備えたリフトピンが設けられ、X軸方向へのステップ移動は空気浮上させて行うので、ステップ移動に伴う発塵は減少したXYステップ露光装置となる。また、露光ステージの第2軸(Y軸)方向の大きさが、用いるフォトマスクの大きさに対応した大きさであるので、露光ステージを大幅に小型、軽量にしたXYステップ露光装置となる。電源容量を低減することができる。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図7は、本発明によるXYステップ露光装置の一例における、ガラス基板を保持するステージと、ガラス基板をXYステップ移動させる機構を示す平面図である。図7に示す露光ステージ(60b)は、X軸方向はマザーガラス基板(50)を載置する大きさを有し、Y軸方向はマザーガラス基板(50)の略1/2の大きさを有した例である。また、基板保持ステージ(70)として、空気浮上ステージを例示したものである。
図7に示すように、定盤(30)上のY軸方向の中央部にX軸スライダー(40Xb)が設けられている。本発明におけるX軸スライダー(40Xb)は、X軸方向を長手とするベッド(41Xb)、ベッド(41Xb)上の長手方向の両縁部に平行に設けられた2本のスライドガイド(42Xb)、2本のスライドガイド(42Xb)間に、スライドガイド(42Xb)と平行に設けられた送り具(43Xb)で構成されている。
送り具(43Xb)は、露光ステージ(60b)をX軸方向に移動させる、例えば、ラック、送りネジ、或いは、リニアーモーターにおけるステータ(固定部)である。X軸スライダー(40Xb)は、X軸スライダー(40Xb)上の露光ステージ(60b)を、図7中、左右方向(X軸方向)に自在に移動させ、所定の位置に精度よく停止させるように
なっている。
露光ステージ(60b)のX軸と平行な両側部には、マザーガラス基板(50)をY軸方向へステップ移動させる機構として、吸着スライダー(40Yb)が設けられている。吸着スライダー(40Yb)は、真空吸着部(45)を備えたスライダー(44)であり、マザーガラス基板(50)の下方より上昇してマザーガラス基板(50)端部の下面を吸着し、図7中、上下方向(Y軸方向)に移動させ、所定の位置に精度よく停止させるようになっている。
また、定盤(30)上のX軸スライダー(40Xb)のX軸と平行な両側部には、下方からの空気の噴き上げによってマザーガラス基板(50)を一定高さに保持する空気浮上ユニット(浮上PAD)(71)が設けられている。空気浮上ユニット(浮上PAD)(71)は、図7に示す片側部(長さ(L)×幅(W1))及び他側部(長さ(L)×幅(W2))の全面に複数個が設けられている。
この空気浮上ユニット(浮上PAD)(71)が設けられた両側部が基板保持ステージ(70)であり、図7においては、空気の噴き上げによって、マザーガラス基板(50)の露光ステージ(60b)上以外の部分を一定高さに保持する空気浮上ステージである。
基板保持ステージ(70)のマザーガラス基板(50)を保持する機構は、マザーガラス基板(50)の水平度及び高さ精度を確保できるものであれば、空気浮上ユニット(浮上PAD)(71)に限定されるものではなく、例えば、ピン、コロ、などを用いた機構でもよい。
本発明におけるガラス基板を保持するステージは、露光ステージ(60b)と基板保持ステージ(70)で構成されている。露光ステージ(60b)は、マザーガラス基板(50)の露光ステージ(60b)上にある部分を保持し、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)は、マザーガラス基板(50)の露光ステージ(60b)上以外にある部分を保持する。
図7は、マザーガラス基板(50)の略1/2の面積が露光ステージ(60b)によって保持され、他の略1/2の面積が基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)によって保持され、マザーガラス基板(50)の全面は、露光ステージ(60b)上面を基準とした水平が保たれている。
マザーガラス基板(50)の保持、例えば、マザーガラス基板(50)への露光時のように、露光ステージ(60b)及びマザーガラス基板(50)が共に静止した状態での保持は、露光ステージ(60b)上にあるマザーガラス基板(50)の部分は、露光ステージ(60b)によって保持され、且つ露光ステージ(60b)の上面部に設けられている吸着口(図示せず)による真空吸着で吸着固定される。露光ステージ(60b)上以外にあるマザーガラス基板(50)の部分は、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)によって浮上した状態で保持される。
また、マザーガラス基板(50)が、X軸スライダー(40Xb)の作動によりX軸方向へ移動する際の保持は、上記静止した状態での保持と同様に、露光ステージ(60b)上にあるマザーガラス基板(50)の部分は、露光ステージ(60b)によって保持され、且つ露光ステージ(60b)の上面部に設けられている吸着口(図示せず)による真空吸着で吸着固定される。露光ステージ(60b)上以外にあるマザーガラス基板(50)の部分は、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)によって浮上した状態で保持される。
また、マザーガラス基板(50)が、吸着スライダー(40Yb)の作動によりY軸方
向へ移動する際の保持は、露光ステージ(60b)上にあるマザーガラス基板(50)の部分は、露光ステージ(60b)の上面部に設けられている、ガラス基板を空気浮上させる機能を備えたリフトピン(図示せず)による下方からの空気の噴き上げによって、露光ステージ(60b)上に浮上させた状態の保持がされる。露光ステージ(60b)上以外にあるマザーガラス基板(50)の部分は、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)によって浮上した状態で保持される。つまり、マザーガラス基板(50)は、その全面が浮上した状態に保持される。
この浮上した状態に保持されたマザーガラス基板(50)を、吸着スライダー(40Yb)の作動によってY軸方向へ移動する。尚、図7中、符号(61)は、真空吸着部(45)が昇降するための切欠部である。
上記のように、図7に示す基板保持ステージ(70)が空気を用いた空気浮上ステージであり、また、マザーガラス基板(50)のY軸方向の移動が空気による浮上した状態であることは、マザーガラス基板の移動時の裏面が固体とは非接触であるので、マザーガラス基板の移動による発塵が減少し好ましい方法といえる。
図8は、本発明によるXYステップ露光装置の一例の平面図である。図8は、図7に示す、ガラス基板を保持するステージ、及びガラス基板をXYステップ移動させる機構を設けた露光装置である。図8に示すように、この一例に示すXYステップ露光装置は、ベース台(20)上に、定盤(30)、X軸スライダー(40Xb)、及び露光ステージが積重されたものである。尚、図8においては、空気浮上ユニット(浮上PAD)(71)の表示は省略してある。
露光ステージは、図8中、左方の第1露光ステージ(60b−1)と、右方の第2露光ステージ(60b−2)の2基がX軸スライダー(40Xb)上に設けられている。また、第1露光ステージ(60b−1)のX軸と平行な両側部には、第1吸着スライダー(40Yb−1)が、第2露光ステージ(60b−2)のX軸と平行な両側部には、第2吸着スライダー(40Yb−2)が設けられている。
また、ベース台(20)の片側部には、第1及び第2露光ステージ(60b−1、60b−2)に供給するマザーガラス基板(50)の調温をする多段のガラス調温部(10)が設けられている。また、ガラス調温部(10)と第1露光ステージ(60b−1)との間には、マザーガラス基板(50)をガラス調温部(10)上から第1露光ステージ(60b−1)に供給し、或いは第1露光ステージ(60b−1)から排出する第1ロボット(R−1)が設けられている。ガラス調温部(10)と第2露光ステージ(60b−2)との間には、第2ロボット(R−2)が設けられている。
この露光装置の光源及び光学系は図示してないが、図8中、X0 −Y0 の交点は、定盤(30)の上方(図8中、Z軸方向)から照射される露光光の光軸を表している。また、この光学系の1回の露光エリア(EA)を点線で表している。
この露光エリア(EA)内にフォトマスクを配置し、フォトマスクを介した露光を露光ステージ上のマザーガラス基板(50)に与える。
ガラス調温部(10)上のマザーガラス基板(50)は、第1ロボット(R−1)によって第1露光ステージ(60b−1)に供給される。本発明におけるガラス基板を保持するステージは、露光ステージと基板保持ステージ(70)で構成され、マザーガラス基板(50)の略1/2の面積が第1露光ステージ(60b−1)によって保持され、他の略1/2の面積が基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)によって保持され、マザーガラス基板(50)の全面は第1露光ステージ(60b−1)の上面を基準とした水平が保たれる。
第1露光ステージ(60b−1)の上面部には吸着口(図示せず)が設けられており、マザーガラス基板(50)の略1/2の面積は真空吸着により第1露光ステージ(60b−1)上に吸着固定される。
X軸スライダー(40Xb)の作動により、第1露光ステージ(60b−1)はX軸スライダー(40Xb)の中央部に移動し、X軸スライダー(40Xb)及び第1吸着スライダー(40Yb−1)の作動により、マザーガラス基板(50)に、その所望する多面付けの位置へ第1露光〜第4露光が与えられるように、マザーガラス基板(50)はステップ移動をする。
ステップ露光の終了後は、第1露光ステージ(60b−1)は、図8に示す待機位置に戻り、第1ロボット(R−1)によってマザーガラス基板(50)は第1露光ステージ(60b−1)から排出される。
尚、第1ロボット(R−1)による第1露光ステージ(60b−1)へのマザーガラス基板(50)の供給/排出の際は、第1露光ステージ(60b−1)の上面に設けられたリフトピン(図示せず)を上昇させ、第1ロボットのフォークが挿入/退却するための間隔をもうけている。
このリフトピンは、第1露光ステージ(60b−1)上のマザーガラス基板(50)を空気浮上させる機能を備えており、マザーガラス基板(50)をY軸方向へ移動させる際には、この機能を作動させる。
この間、上記第4露光が終了するまでに、第2ロボット(R−2)は、ガラス調温部(10)上のマザーガラス基板(50)を第2露光ステージ(60b−2)に供給しておく。第1ロボット(R−1)及び第2ロボット(R−2)による、交互のマザーガラス基板(50)の供給/排出によって、この露光装置は、マザーガラス基板(50)の供給/排出に要する時間に律せられることなく、露光能力が確保される。
尚、本発明は、露光ステージが2基設けられたXYステップ露光装置に限定されるものではなく、露光ステージが1基設けられたXYステップ露光装置においても、前記課題は充分に達せられる。
図9は、図8に示すXYステップ露光装置における、定盤(30)、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)(70)、X軸スライダー(40Xb)、その両側部に吸着スライダーが設けられた2基の露光ステージ(60b−1、60b−2)を示した平面図であり、第1露光ステージ(60b−1)及び1枚目のマザーガラス基板(50−1)の動作を説明するものである。
図9は、第1ロボット(R−1)によって、ガラス調温部(10)上の1枚目のマザーガラス基板(50−1)が第1露光ステージ(60b−1)に供給された段階を表したものである。
1枚目のマザーガラス基板(50−1)上に点線で示す領域は、第1露光〜第4露光が行われる領域を表している。マザーガラス基板(50−1)を吸着固定した第1露光ステージ(60b−1)は、この待機位置からX軸スライダー(40X)の中央部に移動し、続いてマザーガラス基板(50−1)へのステップ露光が行われる。
図10(a)〜(d)は、マザーガラス基板(50−1)上に第1露光〜第4露光の4回の露光が行われる例である。図10(a)は、X軸スライダー(40Xb)と第1吸着スライダー(40Yb−1)の作動により、点線で示す露光エリア(EA)の中心(X0 −Y0 )に、マザーガラス基板(50−1)の第1露光が行われる領域の中心を合わせ、マザーガラス基板(50−1)上に塗布されたフォトレジストの塗膜に、フォトマスクを
介した第1露光(1Ex)が与えられた直後の段階を表したものである。この第1露光から数えて3回のステップ移動毎に、第2露光以降の各露光が行われる。
図10(b)は、X軸スライダー(40Xb)の作動により、第1露光ステージ(60b−1)が、図10(a)の位置から、図10中、X軸右方へステップ移動(Px)をし、第2露光が与えられた段階を表している。符号(2Ex)は、第2露光の領域を表している。図10(c)は、第1露光ステージ(60b−1)が、第1吸着スライダー(40Yb−1)の作動により、図10(b)の位置から、図10中、Y軸上方へステップ移動(Py)をし、第3露光(3Ex)が与えられた段階を表している。
Y軸ステップ移動の動作は、以下のような動作である。先ず、第1吸着スライダー(40Yb−1)が上昇し、マザーガラス基板(50−1)端部を吸着する。次に、第1露光ステージ(60b−1)上面に設けられた吸着口からの真空吸着を解除する。リフトピンがマザーガラス基板(50−1)を空気浮上させる。
次に、空気浮上させた状態のマザーガラス基板(50−1)を第1吸着スライダー(40Yb−1)がY軸方向の設定された位置まで移動する。
次に、リフトピンは空気浮上を解除し、真空吸着を開始する。第1吸着スライダー(40Yb−1)の真空吸着部(45)はマザーガラス基板(50−1)端部を吸着を解除し、降下する。
また、図10(d)は、X軸スライダー(40Xb)の作動により、第1露光ステージ(60b−1)が、図10(c)の位置から、図10中、X軸左方へステップ移動(Px)をし、第4露光(4Ex)が与えられた段階を表している。
第1露光ステージ(60b−1)は、第1露光〜第4露光の4回の露光が終了すると、図10(d)の位置から、図9に示す待機位置へと移動する。第1露光ステージ(60b−1)上のマザーガラス基板(50−1)は、第1ロボット(R−1)によって排出される。
上記第4露光が終了するまでの間に、ガラス調温部(10)上の2枚目のマザーガラス基板(50−2)は、第2ロボット(R−2)によって、第2露光ステージ(60b−2)に供給されている。
図10(d)の位置から、図9に示す待機位置への第1露光ステージ(60b−1)の移動に伴い、第2露光ステージ(60b−2)は露光エリア(EA)へと移動を行う。第2露光ステージ(60b−2)上に載置された2枚目のマザーガラス基板(50−2)には、同様に第1露光〜第4露光の4回の露光が行われる。
以降、奇数枚目のマザーガラス基板(50)は第1露光ステージ(60b−1)によって第1露光〜第4露光の露光が行われ、偶数数枚目のマザーガラス基板(50)は第2露光ステージ(60b−2)によって第1露光〜第4露光の露光が行われる。
上記のように、本発明によるXYステップ露光装置においては、マザーガラス基板(50)を保持するステージは、露光ステージと、露光ステージをX軸方向へステップ移動させるX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられた基板保持ステージ(70)で構成されているので、マザーガラス基板が更に大型化し、第10世代、例えば、2800mm×3000mm程度へと移行しても、露光ステージを更に大型にすることなく、むしろ従来より小型のものとなる。従って、露光ステージの加工にて、その平面度の精度を保持することができ、また、その重量が減少することによって、露光ステージの移動速度の確保のための駆動機構を大掛かりなものとはならない。更に、露光ステージの位置精度を容易に確保をすることができる。
また、請求項3に係わる発明は、露光ステージの第2軸(Y軸)方向の大きさが、用い
るフォトマスクの大きさに対応した大きさであることを特徴としている。図7に示す例では、露光ステージ(60b−1、60b−2)の大きさは、X軸方向はマザーガラス基板(50)を載置する大きさを有し、Y軸方向はマザーガラス基板(50)の略1/2の大きさを有したものとし、また、露光エリア(EA)の大きさは、X軸、Y軸方向で共にマザーガラス基板(50)の略1/2、つまり、面積で略1/4の大きさのものとした。
従って、使用するフォトマスクの大きさは、最大で略露光エリア(EA)の大きさ(例えば、1400×1500)のものとなる。この大きさのフォトマスクを用いてカラーフィルタを製造する際には、そのフォトマスク内に入る最大の大きさのカラーフィルタを1面付けで製造することができる。また、そのフォトマスク内に上記最大の大きさのカラーフィルタより小さなカラーフィルタ(例えば、対角37インチ)を多面付けで製造することもできる。
すなわち、製造するカラーフィルタの大きさ(1基の液晶表示装置に対応した大きさ)としては、数種の大きさに適用できる。
請求項3に係わる発明は、XYステップ露光装置を、小さなカラーフィルタ(例えば、対角37インチ)を製造する専用露光装置とした際に、マザーガラス基板を、例えば、2800mm×3000mm程度とし、露光エリア(EA)の大きさを、例えば、マザーガラス基板の1/16とし、製造するカラーフィルタ(例えば、対角37インチ)をマザーガラス基板に4×4=16面付けで製造する専用露光装置としたものである。
この専用露光装置の露光ステージの大きさは、X軸方向はマザーガラス基板(50)を載置する大きさを有するが、Y軸方向はマザーガラス基板(50)の略1/4の大きさを有したものとなる。すなわち、露光ステージは、大幅に小型、軽量のものとすることが可能である。
ステップ露光の一例を説明する平面図である。 (a)、(b)は、図1中、A−A線での断面図である。 露光ステージをXYステップ移動させる機構の一例の平面図である。 XYステップ移動させる機構を設けた露光装置の一例の平面図である。 定盤上に、X軸スライダー、2基のY軸スライダー、2基の露光ステージが積重された部分を示した平面図である。 マザーガラス基板上に4回の露光が行われる説明図である。 ガラス基板を保持するステージとXYステップ移動させる機構の平面図である。 本発明によるXYステップ露光装置の一例の平面図である。 定盤、基板保持ステージ(空気浮上ステージ)、X軸スライダー、2基の露光ステージを示した平面図である。 マザーガラス基板上に第1〜第4露光の露光が行われる例の説明図である。
符号の説明
1Ex〜4Ex・・・第1露光〜第4露光の領域
10・・・ガラス調温部
20・・・ベース台
30・・・定盤
40X・・・X軸スライダー
40Xb・・・本発明におけるX軸スライダー
40Y・・・Y軸スライダー
40Yb・・・吸着スライダー
40Yb−1・・・第1吸着スライダー
40Yb−2・・・第2吸着スライダー
40Y−1・・・第1Y軸スライダー
40Y−2・・・第2Y軸スライダー
41X、41Y・・・ベッド
42X、42Y・・・スライドガイド
43X、43Y・・・送り具
44・・・スライダー
45・・・真空吸着部
50・・・マザーガラス基板
50−1、50−2・・・1枚目、2枚目のマザーガラス基板
54・・・塗膜
60・・・露光ステージ
60−1・・・第1露光ステージ
60−2・・・第2露光ステージ
60b・・・本発明における露光ステージ
60b−1・・・本発明における第1露光ステージ
60b−2・・・本発明における第2露光ステージ
70・・・基板保持ステージ(空気浮上ステージ)
71・・・空気浮上ユニット(浮上PAD)
EA・・・露光エリア
G1・・・近接露光の間隔
PM・・・フォトマスク
Px・・・X軸方向のステップ移動
Py・・・Y軸方向のステップ移動
R−1、R−2・・・第1ロボット、第2ロボット

Claims (4)

  1. ガラス基板をXYステップ移動させるXYステップ露光装置において、
    1)前記ガラス基板を保持するステージは、露光ステージと、該露光ステージを第1軸(X軸)方向へステップ移動させるX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられた基板保持ステージで構成され、
    2)ガラス基板をXYステップ移動させる機構として、上記X軸スライダーと、ガラス基板を第1軸(X軸)と直交する第2軸(Y軸)方向へステップ移動させる吸着スライダーを少なくとも具備することを特徴とするXYステップ露光装置。
  2. 1)前記基板保持ステージは空気浮上ステージであり、下方からの空気の噴き上げによってガラス基板を一定高さに保持する空気浮上ユニット(浮上PAD)が、定盤上のX軸スライダーのX軸と平行な両側部に設けられており、
    2)前記吸着スライダーは真空吸着部を備え、ガラス基板の下方より上昇してガラス基板端部の下面を吸着し、ガラス基板を第2軸(Y軸)方向へステップ移動させる機構であり、露光ステージのX軸と平行な両側部に設けられており、
    3)前記露光ステージの上面部には、ガラス基板を空気浮上させる機能を備えたリフトピンが設けられ、露光ステージのX軸と平行な両周縁部には、上記真空吸着部が昇降するための切欠部が設けられていることを特徴とする請求項1記載のXYステップ露光装置。
  3. 前記露光ステージの第2軸(Y軸)方向の大きさが、用いるフォトマスクの大きさに対応した大きさであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のXYステップ露光装置。
  4. 前記露光ステージとして、第1露光ステージと第2露光ステージの2基が設けられたことを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3記載のXYステップ露光装置。
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