JP2010219236A - プロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置の基板位置決め方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のレーザー変位計を用い、チャックのθ方向の傾きを精度良く検出して、基板のθ方向の位置決めを精度良く行う。
【解決手段】チャック１０ａ，１０ｂを搭載して移動する移動ステージは、Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ１４と、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ１６と、第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージ１７とを有する。第２のステージ１６に複数のレーザー変位計４３を設けて、複数のレーザー変位計４３をチャック１０ａ，１０ｂと共にＸＹ方向へ移動し、複数のレーザー変位計４３によりチャック１０ａ，１０ｂの変位を複数箇所で測定する。測定結果からチャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、第３のステージ１７によりチャック１０ａ，１０ｂをθ方向へ回転して、基板１のθ方向の位置決めを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、基板の露光を行う露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に基板を支持するチャックを移動ステージによりＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して露光時の基板の位置決めを行う露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

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。

プロキシミティ露光装置において、パターンの焼付けを精度良く行うためには、露光時の基板の位置決めを精度良く行わなければならない。基板の位置決めを行う移動ステージは、Ｘ方向へ移動するＸステージと、Ｙ方向へ移動するＹステージと、θ方向へ回転するθステージとを備え、基板を支持するチャックを搭載して、ＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転する。特許文献１には、レーザー測長系を用いて移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、また複数のレーザー変位計を用いてチャックのθ方向の傾きを検出する技術が開示されている。

特開２００８−２９８９０６号公報

特許文献１に記載されている様に、複数のレーザー変位計を用いてチャックのθ方向の傾きを検出する場合、複数のレーザー変位計をより離して設置する程、チャックのθ方向の傾きを精度良く検出することができる。しかしながら、レーザー変位計の出力特性は直線性が乏しく、測定範囲を広げると、測定誤差が大きくなる。特許文献１に記載の技術では、Ｘステージに複数のレーザー変位計を設けてチャックのθ方向の傾きを検出するため、チャックをＹステージによりＹ方向へ移動すると、レーザー変位計で測定するチャックの変位が、チャックのＹ方向への移動により変動する。そのため、複数のレーザー変位計をより離して設置すると、レーザー変位計の測定範囲が広がり、測定誤差が大きくなるという問題が発生した。

本発明の課題は、複数のレーザー変位計を用い、チャックのθ方向の傾きを精度良く検出して、基板のθ方向の位置決めを精度良く行うことである。また、本発明の課題は、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

本発明のプロキシミティ露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、チャックを搭載して、チャックに支持された基板の位置決めを行う移動ステージと、第２のステージに設けられてチャックと共にＸＹ方向へ移動し、チャックの変位を複数箇所で測定する複数のレーザー変位計と、複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出する第１の検出手段と、移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、第１の検出手段の検出結果に基づき、ステージ駆動回路を制御し、第３のステージによりチャックをθ方向へ回転させて、基板のθ方向の位置決めを行う制御装置とを備えたものである。

また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法であって、Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有する移動ステージにチャックを搭載し、第２のステージに複数のレーザー変位計を設けて、複数のレーザー変位計をチャックと共にＸＹ方向へ移動し、複数のレーザー変位計によりチャックの変位を複数箇所で測定し、測定結果からチャックのθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、第３のステージによりチャックをθ方向へ回転して、基板のθ方向の位置決めを行うものである。

第２のステージに複数のレーザー変位計を設けて、複数のレーザー変位計をチャックと共にＸＹ方向へ移動し、複数のレーザー変位計によりチャックの変位を複数箇所で測定するので、各レーザー変位計で測定するチャックの変位は、チャックの移動により変動しない。チャックをＸＹ方向へ移動しても、レーザー変位計の測定範囲が広がらないので、複数のレーザー変位計をより離して設置することができる。従って、チャックのθ方向の傾きが精度良く検出され、基板のθ方向の位置決めが精度良く行われる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、レーザー光を発生する光源、第１のステージに取り付けられた第１の反射手段、第２のステージに取り付けられた第２の反射手段、光源からのレーザー光と第１の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する第１のレーザー干渉計、及び光源からのレーザー光と第２の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数の第２のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、レーザー測長系の第１のレーザー干渉計及び複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、移動ステージのＸＹ方向の位置を検出する第２の検出手段とを備え、制御装置が、第２の検出手段の検出結果に基づき、ステージ駆動回路を制御し、第１のステージ及び第２のステージによりチャックをＸＹ方向へ移動させて、基板のＸＹ方向の位置決めを行うものである。

また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、第１のステージに第１の反射手段を取り付け、第２のステージに第２の反射手段を取り付け、第１のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第１の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定し、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第２の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果から移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、検出結果に基づき、第１のステージ及び第２のステージによりチャックをＸＹ方向へ移動して、基板のＸＹ方向の位置決めを行うものである。レーザー測長系を用いて、移動ステージのＸＹ方向の位置が精度良く検出され、基板のＸＹ方向の位置決めが精度良く行われる。また、複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、移動ステージがＸＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、チャックに取り付けられた第３の反射手段を備え、レーザー測長系が、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第３の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、第２の検出手段が、レーザー測長系の複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、チャックの変位を検出し、第１の検出手段が、第２の検出手段が検出したチャックの変位と複数のレーザー変位計の測定結果とから、複数のレーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により複数のレーザー変位計の測定結果を補正し、補正した複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出するものである。

また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、チャックに第３の反射手段を取り付け、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第３の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果からチャックの変位を検出し、検出結果と複数のレーザー変位計の測定結果とから、複数のレーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により複数のレーザー変位計の測定結果を補正し、補正した複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出するものである。レーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成する際に、レーザー測長系を用いてチャックの変位が精度良く検出され、レーザー変位計の測定結果が精度良く補正される。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うものである。露光時の基板の位置決めが精度良く行われるので、パターンの焼付けが精度良く行われ、高品質な表示用パネル基板が製造される。

本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有する移動ステージにチャックを搭載し、第２のステージに複数のレーザー変位計を設けて、複数のレーザー変位計をチャックと共にＸＹ方向へ移動し、複数のレーザー変位計によりチャックの変位を複数箇所で測定し、測定結果からチャックのθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、第３のステージによりチャックをθ方向へ回転して、基板のθ方向の位置決めを行うことにより、複数のレーザー変位計をより離して設置することができるので、チャックのθ方向の傾きを精度良く検出して、基板のθ方向の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、第１のステージに第１の反射手段を取り付け、第２のステージに第２の反射手段を取り付け、第１のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第１の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定し、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第２の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果から移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、検出結果に基づき、第１のステージ及び第２のステージによりチャックをＸＹ方向へ移動して、基板のＸＹ方向の位置決めを行うことにより、移動ステージのＸＹ方向の位置を精度良く検出することができるので、基板のＸＹ方向の位置決めを精度良く行うことができる。また、複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、移動ステージがＸＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、チャックに第３の反射手段を取り付け、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第３の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果からチャックの変位を検出し、検出結果と複数のレーザー変位計の測定結果とから、複数のレーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により複数のレーザー変位計の測定結果を補正し、補正した複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出することにより、レーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成する際に、レーザー測長系を用いてチャックの変位を精度良く検出することができ、レーザー変位計の測定結果を精度良く補正することができる。従って、チャックのθ方向の傾きをさらに精度良く検出して、基板のθ方向の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

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概略構成を示す図である。 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正面図である。 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側面図である。 レーザー測長系の動作を説明する図である。 レーザー測長系の動作を説明する図である。 移動ステージの上面図である。 移動ステージの側面図である。 レーザー変位計の出力特性を示す図である。 レーザー変位計の測定結果の補正方法を説明する図である。 図１０（ａ）は補正前のレーザー変位計の測定結果を示す図、図１０（ｂ）は補正後のレーザー変位計の測定結果を示す図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

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概略構成を示す図である。また、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正面図、図３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側面図である。本実施の形態は、２つの移動ステージを用いたプロキシミティ露光装置の例を示している。プロキシミティ露光装置は、チャック１０ａ，１０ｂ、ベース１１、台１２、Ｘガイド１３、移動ステージ、マスクホルダ２０、レーザー測長系制御装置３０、レーザー測長系、レーザー変位計制御装置４０、レーザー変位計４２，４３，４４、バーミラー４５，４６，４７、主制御装置７０、入出力インタフェース回路７１，７２、及びステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系制御装置３０、レーザー測長系のレーザー光源３１、レーザー変位計制御装置４０、主制御装置７０、入出力インタフェース回路７１，７２、及びステージ駆動回路８０ａ，８０ｂが省略されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、露光光を照射する照射光学系、基板搬送ロボット、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。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１及び図２において、チャック１０ａは、基板１の露光を行う露光位置にあり、チャック１０ｂは、基板１のロード／アンロードを行うロード／アンロード位置にある。チャック１０ａに対するロード／アンロード位置は、露光位置の図面左側にある。チャック１０ａ，１０ｂは、後述する各移動ステージによって、各ロード／アンロード位置から露光位置へ交互に移動される。各ロード／アンロード位置において、図示しない各基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０ａ，１０ｂへ搬入され、また基板１がチャック１０ａ，１０ｂから搬出される。チャック１０ａ，１０ｂは、基板１を真空吸着して支持する。

露光位置の上空には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。マスクホルダ２０は、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。

図２において、チャック１０ａ，１０ｂは、移動ステージにそれぞれ搭載されている。各移動ステージは、Ｘステージ１４、Ｙガイド１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、及びチャック支持台１９を含んで構成されている。Ｘステージ１４は、ベース１１に設けられたＸガイド１３に搭載され、Ｘガイド１３に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ１６は、Ｘステージ１４に設けられたＹガイド１５に搭載され、Ｙガイド１５に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ１７は、Ｙステージ１６に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台１９は、チャック１０ａ，１０ｂを複数箇所で支持する。

各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動により、チャック１０ａ，１０ｂは、各ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。各ロード／アンロード位置において、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動、Ｙステージ１６のＹ方向への移動、及びθステージ１７のθ方向への回転により、チャック１０ａ，１０ｂに搭載された基板１のプリアライメントが行われる。露光位置において、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動及びＹステージ１６のＹ方向への移動により、チャック１０ａ，１０ｂに支持された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。そして、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動、Ｙステージ１６のＹ方向への移動、及びθステージ１７のθ方向への回転により、露光時の基板１の位置決めが行われる。また、図示しないＺ−チルト機構によりマスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。

図１において、ステージ駆動回路８０ａは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ａを搭載した移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。また、ステージ駆動回路８０ｂは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ｂを搭載した移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、各移動ステージのチャック支持台１９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０ａ，１０ｂをＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。

以下、本実施の形態によるプロキシミティ露光装置の基板の位置決め動作について説明する。図１において、レーザー測長系は、レーザー光源３１、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３、バーミラー３４ａ，３４ｂ，３５、及びミラーユニット５０を含んで構成されている。各移動ステージのＸステージ１４がＸガイド１３に搭載されているので、ベース１１とＸステージ１４との間に、Ｘガイド１３の高さに応じた空間が発生している。Ｙ方向へ伸びるバーミラー３４ａ，３４ｂは、この空間を利用して、Ｘステージ１４の下に取り付けられている。それぞれ２つのレーザー干渉計３２ａ，３２ｂは、ベース１１のＸガイド１３から外れた位置に設置されている。図２及び図３において、Ｘ方向へ伸びるバーミラー３５は、アーム３６により、ほぼチャック１０ａ，１０ｂの高さで各移動ステージのＹステージ１６に取り付けられている。２つのレーザー干渉計３３は、ベース１１に設けられた台１２に設置されている。

図４及び図５は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図４は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示し、図５は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す。図４及び図５において、２つのレーザー干渉計３２ａは、レーザー光源３１からのレーザー光をバーミラー３４ａへ照射し、バーミラー３４ａにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー３４ａにより反射されたレーザー光との干渉を二箇所で測定する。また、２つのレーザー干渉計３２ｂは、レーザー光源３１からのレーザー光をバーミラー３４ｂへ照射し、バーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光との干渉を二箇所で測定する。

図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ａの測定結果から、チャック１０ａを搭載した移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。また、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ｂの測定結果から、チャック１０ｂを搭載した移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。レーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向の位置が精度良く検出される。また、それぞれ２つのレーザー干渉計３２ａ，３２ｂの測定結果から、各移動ステージのＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。

図４及び図５において、２つのレーザー干渉計３３は、レーザー光源３１からのレーザー光をバーミラー３５へ照射し、バーミラー３５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー３５により反射されたレーザー光との干渉を二箇所で測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３３の測定結果から、露光位置にあるチャック１０ａ，１０ｂを搭載した移動ステージのＹ方向の位置を検出し、また露光位置にあるチャック１０ａ，１０ｂを搭載した移動ステージがＸＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。レーザー測長系を用いて、露光位置にあるチャック１０ａ，１０ｂを搭載した移動ステージのＹ方向の位置が精度良く検出される。また、２つのレーザー干渉計３３の測定結果から、露光位置にあるチャック１０ａ，１０ｂを搭載した移動ステージがＸＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。

図６は移動ステージの上面図、図７は移動ステージの側面図である。なお、図６及び図７は、チャック１０ａを搭載した移動ステージを示しており、チャック１０ｂを搭載した移動ステージは、レーザー変位計４２及びバーミラー４５の配置が異なる以外は、チャック１０ａを搭載した移動ステージと同じ構成である。図６及び図７において、Ｙ方向へ伸びるバーミラー４５は、Ｘステージ１４上に取り付けられている。レーザー変位計４２は、Ｙステージ１６の下に、バーミラー４５と向き合わせて取り付けられている。レーザー変位計４２は、レーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、Ｙステージ１６のＸ方向の変位を測定する。図１において、レーザー変位計制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー変位計４２の測定結果から、Ｙステージ１６がＹ方向へ移動する際の横揺れを検出する

図６及び図７において、Ｘ方向へ伸びるバーミラー４６は、チャック１０ａの裏面に取り付けられている。２つのレーザー変位計４３は、アーム３６によりＹステージ１６に取り付けられたバーミラー３５の下に、バーミラー４６と向き合わせて取り付けられている。各レーザー変位計４３がＹステージ１６に取り付けられているので、Ｘステージ１４及びＹステージ１６によりチャック１０ａをＸＹ方向へ移動するとき、各レーザー変位計４３は、チャック１０ａと共にＸＹ方向へ移動される。２つのレーザー変位計４３は、レーザー光をバーミラー４６へ照射し、バーミラー４６により反射されたレーザー光を受光して、バーミラー４６のＹ方向の変位を二箇所で測定する。図１において、レーザー変位計制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａのθ方向の傾きを検出する。

Ｙステージ１６に２つのレーザー変位計４３を設けて、２つのレーザー変位計４３をチャック１０ａと共にＸＹ方向へ移動し、２つのレーザー変位計４３によりチャック１０ａの変位を複数箇所で測定するので、各レーザー変位計４３で測定するチャック１０ａの変位は、チャック１０ａの移動により変動しない。チャック１０ａをＸＹ方向へ移動しても、レーザー変位計４３の測定範囲が広がらないので、２つのレーザー変位計４３をより離して設置することができる。

図６において、Ｙ方向へ伸びるバーミラー４７は、チャック１０ａの裏面に取り付けられている。レーザー変位計４４は、アーム４８により、Ｙステージ１６に、バーミラー４７と向き合わせて取り付けられている。レーザー変位計４４は、レーザー光をバーミラー４７へ照射し、バーミラー４７により反射されたレーザー光を受光して、バーミラー４７のＸ方向の変位を測定する。図１において、レーザー変位計制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー変位計４３の測定結果及びレーザー変位計４４の測定結果から、θ方向への回転によるチャック１０ａのＸＹ方向の位置の変化を検出する。

図１において、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果を、入出力インタフェース回路７１を介して入力する。また、主制御装置７０は、レーザー変位計制御装置４０の検出結果を、入出力インタフェース回路７２を介して入力する。そして、主制御装置７０は、レーザー変位計制御装置４０によるチャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きの検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御し、θステージ１７によりチャック１０ａ，１０ｂをθ方向へ回転させて、基板１のθ方向の位置決めを行う。また、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０による移動ステージのＸＹ方向の位置の検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御し、Ｘステージ１４及びＹステージ１６によりチャック１０ａ，１０ｂをＸＹ方向へ移動させて、露光時の基板１のＸＹ方向の位置決めを行う。

次に、レーザー変位計４３の測定結果の補正について説明する。図８は、レーザー変位計の出力特性を示す図である。図８の横軸はレーザー変位計で測定する実際の変位、縦軸はレーザー変位計の出力を示す。図８に示す様に、レーザー変位計の測定結果を直線で近似したとき、近似直線が一点鎖線で示す理想直線から外れている場合、レーザー変位計の測定結果を補正する必要がある。レーザー変位計は、出力特性に直線性が乏しく、測定範囲を広げると、測定結果が近似直線から大きく外れる。そのため、測定結果と近似直線との差が所定の許容値以内である範囲を、測定範囲として使用する。

図９は、レーザー変位計の測定結果の補正方法を説明する図である。レーザー測長系のミラーユニット５０は、モータ５１、昇降ガイド５２、及びミラー５３，５４を含んで構成されている。ミラー５３，５４は、図６に示す様に、Ｘ方向に２組設けられている。図９において、レーザー測長系の２つのレーザー干渉計３３が設置された台１２の側面には、モータ５１及び昇降ガイド５２が取り付けられている。モータ５１は、パルスモータと、パルスモータに接続されたボールねじと、ロッドとを含んで構成され、パルスモータでボールねじを駆動することにより、ロッドが上昇及び下降する。モータ５１のロッドの先端には、２組のミラー５３，５４が取り付けられており、各ミラー５３，５４は、モータ５１により、昇降ガイド５２に沿って昇降される。

図７に示す様に、各ミラー５３，５４は、普段、モータ５１により下降されている。図９に示す様に、モータ５１により各ミラー５３，５４を上昇させると、各レーザー干渉計３３から照射されたレーザー光は、各ミラー５３，５４により反射されて、バーミラー４６へそれぞれ照射される。そして、バーミラー４６により反射されたレーザー光は、各ミラー５４，５３により反射されて、各レーザー干渉計３３へそれぞれ照射される。２つのレーザー干渉計３３は、バーミラー４６により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー４６により反射されたレーザー光との干渉を二箇所で測定する。

図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのＹ方向の変位を検出する。レーザー変位計制御装置４０は、レーザー測長系制御装置３０が検出したチャック１０ａ，１０ｂの変位と２つのレーザー変位計４３の測定結果とから、２つのレーザー変位計４３の測定結果が、レーザー測長系制御装置３０が検出したチャック１０ａ，１０ｂの変位と一致する様に、２つのレーザー変位計４３の測定結果を補正する補正式を作成する。そして、レーザー変位計制御装置４０は、各レーザー変位計４３がバーミラー４６のＹ方向の変位を測定する度に、作成した補正式により各レーザー変位計４３の測定結果を補正する。

図１０（ａ）は補正前のレーザー変位計の測定結果を示す図、図１０（ｂ）は補正後のレーザー変位計の測定結果を示す図である。補正前のレーザー変位計４３の測定結果では、近似直線が理想直線から外れているため、測定範囲内で図１０（ａ）に示す測定誤差が発生する。補正後のレーザー変位計４３の測定結果では、図１０（ｂ）に示す様に、近似直線が理想直線と重なり、測定誤差が小さくなる。図１において、レーザー変位計制御装置４０は、補正した２つのレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出する。

チャック１０ａ，１０ｂにバーミラー４６を取り付け、２つのレーザー干渉計３３により、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー４６により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果からチャック１０ａ，１０ｂの変位を検出し、検出結果と２つのレーザー変位計４３の測定結果とから、２つのレーザー変位計４３の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により２つのレーザー変位計４３の測定結果を補正し、補正した２つのレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出するので、レーザー変位計４３の測定結果を補正する補正式を作成する際に、レーザー測長系を用いてチャック１０ａ，１０ｂの変位が精度良く検出され、レーザー変位計４３の測定結果が精度良く補正される。

以上説明した本実施の形態によれば、Ｘ方向へ移動するＸステージ１４、Ｘステージ１４に搭載されＹ方向へ移動するＹステージ１６、及びＹステージ１６に搭載されθ方向へ回転するθステージ１７を有する移動ステージにチャック１０ａ，１０ｂを搭載し、Ｙステージ１６に２つのレーザー変位計４３を設けて、２つのレーザー変位計４３をチャック１０ａ，１０ｂと共にＸＹ方向へ移動し、２つのレーザー変位計４３によりチャック１０ａ，１０ｂの変位を複数箇所で測定し、測定結果からチャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づき、θステージ１７によりチャック１０ａ，１０ｂをθ方向へ回転して、基板１のθ方向の位置決めを行うことにより、２つのレーザー変位計４３をより離して設置することができるので、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを精度良く検出して、基板１のθ方向の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、Ｘステージ１４にバーミラー３４ａ，３４ｂを取り付け、Ｙステージ１６にバーミラー３５を取り付け、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂにより、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー３４ａ，３４ｂにより反射されたレーザー光との干渉を測定し、２つのレーザー干渉計３３により、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー３５により反射されたレーザー光との干渉を二箇所で測定し、測定結果から移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、検出結果に基づき、Ｘステージ１４及びＹステージ１６によりチャック１０ａ，１０ｂをＸＹ方向へ移動して、基板１のＸＹ方向の位置決めを行うことにより、移動ステージのＸＹ方向の位置を精度良く検出することができるので、基板１のＸＹ方向の位置決めを精度良く行うことができる。また、２つのレーザー干渉計３３の測定結果から、露光位置にあるチャック１０ａ，１０ｂを搭載した移動ステージがＸＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。

さらに、チャック１０ａ，１０ｂにバーミラー４６を取り付け、２つのレーザー干渉計３３により、レーザー光源３１からのレーザー光とバーミラー４６により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、測定結果からチャック１０ａ，１０ｂの変位を検出し、検出結果と２つのレーザー変位計４３の測定結果とから、２つのレーザー変位計４３の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により２つのレーザー変位計４３の測定結果を補正し、補正した２つのレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出することにより、レーザー変位計４３の測定結果を補正する補正式を作成する際に、レーザー測長系を用いてチャック１０ａ，１０ｂの変位を精度良く検出することができ、レーザー変位計４３の測定結果を精度良く補正することができる。従って、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きをさらに精度良く検出して、基板１のθ方向の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うことにより、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図１１は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１２は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１２に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置又は本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を適用することができる。

１ 基板
２ マスク
１０ａ，１０ｂ チャック
１１ ベース
１２ 台
１３ Ｘガイド
１４ Ｘステージ
１５ Ｙガイド
１６ Ｙステージ
１７ θステージ
１９ チャック支持台
２０ マスクホルダ
３０ レーザー測長系制御装置
３１ レーザー光源
３２ａ，３２ｂ，３３ レーザー干渉計
３４ａ，３４ｂ，３５ バーミラー
３６ アーム
４０ レーザー変位計制御装置
４２，４３，４４ レーザー変位計
４５，４６，４７ バーミラー
４８ アーム
５０ ミラーユニット
５１ モータ
５２ 昇降ガイド
５３，５４ ミラー
７０ 主制御装置
７１，７２ 入出力インタフェース回路
８０ａ，８０ｂ ステージ駆動回路

Claims (8)

1. 基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
   Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、前記チャックを搭載して、前記チャックに支持された基板の位置決めを行う移動ステージと、
   前記第２のステージに設けられて前記チャックと共にＸＹ方向へ移動し、前記チャックの変位を複数箇所で測定する複数のレーザー変位計と、
   前記複数のレーザー変位計の測定結果から、前記チャックのθ方向の傾きを検出する第１の検出手段と、
   前記移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、
   前記第１の検出手段の検出結果に基づき、前記ステージ駆動回路を制御し、前記第３のステージにより前記チャックをθ方向へ回転させて、基板のθ方向の位置決めを行う制御装置とを備えたことを特徴とするプロキシミティ露光装置。
2. レーザー光を発生する光源、前記第１のステージに取り付けられた第１の反射手段、前記第２のステージに取り付けられた第２の反射手段、光源からのレーザー光と第１の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する第１のレーザー干渉計、及び光源からのレーザー光と第２の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数の第２のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、
   前記レーザー測長系の第１のレーザー干渉計及び複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、前記移動ステージのＸＹ方向の位置を検出する第２の検出手段とを備え、
   前記制御装置は、前記第２の検出手段の検出結果に基づき、前記ステージ駆動回路を制御し、前記第１のステージ及び前記第２のステージにより前記チャックをＸＹ方向へ移動させて、基板のＸＹ方向の位置決めを行う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。
3. 前記チャックに取り付けられた第３の反射手段を備え、
   前記レーザー測長系は、複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第３の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、
   前記第２の検出手段は、前記レーザー測長系の複数の第２のレーザー干渉計の測定結果から、前記チャックの変位を検出し、
   前記第１の検出手段は、前記第２の検出手段が検出した前記チャックの変位と前記複数のレーザー変位計の測定結果とから、前記複数のレーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成し、作成した補正式により前記複数のレーザー変位計の測定結果を補正し、補正した前記複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出することを特徴とする請求項２に記載のプロキシミティ露光装置。
4. 基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法であって、
   Ｘ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有する移動ステージにチャックを搭載し、
   第２のステージに複数のレーザー変位計を設けて、複数のレーザー変位計をチャックと共にＸＹ方向へ移動し、
   複数のレーザー変位計によりチャックの変位を複数箇所で測定し、
   測定結果からチャックのθ方向の傾きを検出し、
   検出結果に基づき、第３のステージによりチャックをθ方向へ回転して、基板のθ方向の位置決めを行うことを特徴とするプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
5. 第１のステージに第１の反射手段を取り付け、
   第２のステージに第２の反射手段を取り付け、
   第１のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第１の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定し、
   複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第２の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、
   測定結果から移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、
   検出結果に基づき、第１のステージ及び第２のステージによりチャックをＸＹ方向へ移動して、基板のＸＹ方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項４に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
6. チャックに第３の反射手段を取り付け、
   複数の第２のレーザー干渉計により、光源からのレーザー光と第３の反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、
   測定結果からチャックの変位を検出し、
   検出結果と複数のレーザー変位計の測定結果とから、複数のレーザー変位計の測定結果を補正する補正式を作成し、
   作成した補正式により複数のレーザー変位計の測定結果を補正し、
   補正した複数のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出することを特徴とする請求項５に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
8. 請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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