JP2012047965A - 露光システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサにより計測されたアライメントのズレ量を、各装置を制御するためのレシピを用いて補正することにより、アライメント処理時間を短縮し、露光ラインを止めずにアライメント補正することを可能として、スループットを向上させることができる露光システム及びその制御方法を提供する。
【解決手段】制御装置２１は、前回のプリアライメント時に検出された基板ステージ１６と基板Ｗとのズレ量Ｅ１、Ｅ２に基づいて算出した補正値をプリアライメント制御レシピＲ１に書き込むと共に、露光装置１３における前回の基板ＷとマスクＭとのアライメント調整時に検出された基板ＷとマスクＭとのズレ量ｅ１、ｅ２に基づいて算出した補正値を露光制御レシピＲ２に書き込む。そして、次回のプリアライメント及び露光の際、プリアライメント制御レシピＲ１及び露光制御レシピＲ２に基づいてプリアライメント装置１２及び露光装置１３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光システム及びその制御方法に関し、より詳細には、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を露光転写する露光システム及びその制御方法に関する。

従来、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等は、ガラス基板の表面にフォトレジスト液を塗布し、マスクのパターンを露光転写して現像処理する所謂、フォトリソグラフィー技術によって製造されている。具体的には、レジスト処理する際に熱膨張したガラス基板は、温度調節装置へ運搬されて所定の温度で寸法管理される。次いで、ワークローダにより運搬されるプリアライメント装置において、基板ステージとガラス基板との相対位置が所定の位置精度に位置決めされた後（プリアライメント）、ワークローダにより露光装置へ運搬されて、マスクとガラス基板とのアライメント調整を行ってマスクのパターンが露光転写される。各ガラス基板において、アライメント時間が異なることがあり、必要に応じて稼働中の露光ラインを止めて、アライメントをやり直す必要が生じる場合がある。その結果、各ガラス基板を運搬する間隔及び処理時間が長くなり、スループットが遅くなる問題がある。

従来の基板処理装置としては、レシピデータ中から所望のフローレシピを選択し、選択したフローレシピ内の処理条件番号に基づいて複数のライブラリ内から処理条件を読み出して各処理ユニットに出力し、フローレシピデータに定められた手順に従って基板の処理を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、基板依存型の制御要素をプロセス基板属性テーブルに登録し、処理依存型の制御要素を他のプロセステーブルに登録して分離して管理することにより、基板のプロセスデータ全体を１つのデータベースで管理する場合と比較して、管理すべきデータ数を減少させ、これにより、処理対象となる基板種が増加した場合であっても、レシピテーブル及びプロセステーブルのサイズの増大を低減するようにした基板処理装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

更に、搬送スケジュールをいわば先読みして、次の運搬サイクルにおいて自己の受け持つ運搬に関わる先頭のモジュールの前に位置して待機するようにして、スループットの向上を図ったもの（例えば、特許文献３参照。）や、第１の基板露光処理が終了し、レチクル交換が完了するタイミングでレジスト塗布処理済みの第２の基板を運搬して、基板へのレジスト塗布処理が完了してから露光処理が行われるまでの時間を一定にし、処理効率の低下を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献４参照。）。

特開平１０−２７０５２５号公報 特開２００５−３１７６２２号公報 特開２００５−３１７９１３号公報 特開２００６−１６５１８７号公報

しかしながら、特許文献１には、アライメント処理についての記載がなく、また、プリアライメント装置におけるガラス基板と基板ステージとのプリアライメント、及び露光装置におけるガラス基板とマスクとのアライメントは、ガラス基板によってアライメント時間が異なるため、特許文献１に記載のように一度順序を決めてしまうと、ガラス基板を運搬する間隔が長くなり、スループットが遅くなる可能性がある。

特許文献２では、１工程が終了しなければ、レシピデータ及びプロセスデータを変更することができず、１工程中にレシピデータ及びプロセスデータを変更しなければ、ガラス基板の運搬間隔や処理間隔が長くなる可能性があり、スループットが低下する問題がある。また、特許文献３、４によれば、いずれも、運搬処理または露光処理に係る発明であり、各運搬サイクルを速やかに実行することができるが、アライメントについての記載はなく、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサにより計測されたアライメントのズレ量を、各装置を制御するためのレシピを用いて補正することによりアライメント処理時間を短縮し、露光ラインを止めずにアライメント補正を可能として、スループットを向上させることができる露光システム及びその制御方法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） 基板ステージと基板との相対位置を所定の位置精度に位置決めするプリアライメント装置と、前記基板にマスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御する制御装置と、を備える露光システムであって、
前記制御装置は、前記プリアライメント装置において、前回プリアライメントしたとき検出された前記基板ステージと前記基板とのズレ量に基づいて補正値を算出して前記プリアライメント装置を制御するプリアライメント制御レシピに書き込むと共に、前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのアライメント調整したとき検出された前記基板と前記マスクとのズレ量に基づいて補正値を算出して前記露光装置を制御する露光制御レシピに書き込み、
次回のプリアライメント及び露光に際して、前記プリアライメント制御レシピ及び前記露光制御レシピに基づいて前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御することを特徴とする露光システム。
（２） 前記露光装置は、前記基板と前記マスクとのギャップを検出可能なギャップセンサを更に備え、
前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのギャップ調整を行ったときのギャップ量から補正値を算出してギャップ制御レシピに書き込み、
次回の露光に際して、前記ギャップ制御レシピに基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする（１）の露光システム。
（３） 基板ステージと基板との相対位置を所定の位置精度に位置決めするプリアライメント装置と、前記基板にマスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御する制御装置と、を備える露光システムの制御方法であって、
前記プリアライメント装置において、前回プリアライメントしたとき検出された前記基板ステージと前記基板とのズレ量に基づいて補正値を算出して前記プリアライメント装置を制御するプリアライメント制御レシピに書き込むと共に、前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのアライメント調整したとき検出された前記基板と前記マスクとのズレ量に基づいて補正値を算出して前記露光装置を制御する露光制御レシピに書き込み、
次回のプリアライメント及び露光に際して、前記プリアライメント制御レシピ及び前記露光制御レシピに基づいて前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御することを特徴とする露光システムの制御方法。
（４） 前記露光装置は、前記基板と前記マスクとのギャップを検出可能なギャップセンサを更に備え、
前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのギャップ調整を行ったときのギャップ量から補正値を算出してギャップ制御レシピに書き込み、
次回の露光に際して、前記ギャップ制御レシピに基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする（３）の露光システムの制御方法。

本発明の露光システム及びその制御方法によれば、前回のプリアライメント時に検出された基板ステージと基板とのズレ量に基づいて算出した補正値をプリアライメント制御レシピに書き込むと共に、露光装置における前回の基板とマスクとのアライメント調整時に検出された基板とマスクとのズレ量に基づいて算出した補正値を露光制御レシピに書き込み、次回のプリアライメント及び露光の際、プリアライメント制御レシピ及び露光制御レシピに基づいてプリアライメント装置及び露光装置を制御するようにしたので、アライメント処理時間を短縮し、露光ラインを停止することなくアライメントを補正することができ、これによって、スループットを向上させることができる。

本発明に係る露光システムの概略構成図である。 基板ステージとガラス基板、及びガラス基板とマスクとのズレ量を補正する状態を示す概念図である。

以下、本発明に係る露光システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る露光システムの概略構成図、図２は基板ステージとガラス基板、及びガラス基板とマスクとのズレ量を補正する状態を示す概念図である。図１に示すように、本実施形態の露光システム１０は、温度調整機構１１、プリアライメント装置１２、露光装置１３、第１ワークローダ１４、第２ワークローダ１５、及び、各装置１１〜１３及び第１、第２ワークローダ１４、１５の各部を制御する制御装置２１と、を備えている。

温度調整機構１１は、内部が所定の温度、例えば２３℃に維持される恒温室（図示せず）を有し、ガラス基板Ｗ（以下、単に基板Ｗと称する）を恒温室に搬入・収容することで、基板Ｗの温度を、恒温室内の温度と同じ温度、即ち２３℃に管理する。また、温度調整機構１１は、内部に基板Ｗの寸法を計測可能なセンサ１７を備え、初期状態（例えば２３℃における寸法）からの基板Ｗの伸縮量を測定して、基板Ｗが露光処理可能な状態となっているか確認する。

プリアライメント装置１２は、基板Ｗを露光装置１３に搬送する前に、基板ステージ１６と基板Ｗとの位置を粗く位置合わせして基板ステージ１６に固定する。

露光装置１３は、プリアライメント装置１２でプリアライメントされた基板Ｗを基板ステージ１６に載置した状態で、マスクＭを介して露光光を照射して、マスクＭに形成されたパターンを基板Ｗに露光転写する。

第１ワークローダ１４は、例えば、基板Ｗを搬送する搬送車や、多関節ロボットなどで構成され、温度調整機構１１で所定の温度、即ち、所定の寸法に管理された基板Ｗを順次、温度調整機構１１からプリアライメント装置１２に供給する。

また、第２ワークローダ１５は、プリアライメント装置１２で基板Ｗが所定の位置精度にプリアライメントされた基板ステージ１６を、プリアライメント装置１２から受け取り、露光装置１３に搬送して受け渡す。

なお、第２ワークローダ１５は、温度調整機構１１にもアクセス可能である。また、第１、第２ワークローダ１４、１５は、温度調整機構１１、プリアライメント装置１２、及び露光装置１３のいずれにもアクセス可能な位置に配置することにより、１台のワークローダで共用するようにしてもよい。

制御装置２１は、所謂、パーソナルコンピュータで構成されており、いずれも不図示のＣＰＵを制御主体として、メモリ、入力部、出力部などを備える。制御装置２１は、温度調整機構１１、プリアライメント装置１２、露光装置１３、及び第１、第２ワークローダ１４、１５の各作動部を制御する。

以下、制御装置２１によるプリアライメント装置１２の基板ステージ１６と基板Ｗとのプリアライメント制御、及び露光装置１３の基板ＷとマスクＭとのアライメント制御について詳述する。

表面にフォトレジスト液を塗布するレジスト処理工程で熱膨張した基板Ｗは、図1に示すように、温度調整機構１１へ運搬されて所定の温度、例えば、２３℃に管理された後、第１ワークローダ１４によってプリアライメント装置１２に搬送される。図２（ａ）に示すように、搬送された基板Ｗと基板ステージ１６とは、図中実線で示す所定の目標位置に対して、図中破線で示すように、Ｘ方向にＥ１、Ｙ方向にＥ２にずれた位置に位置している。

このズレ量Ｅ１、Ｅ２は、基板Ｗ及び基板ステージ１６に設けられたアライメントマークを、ＣＣＤカメラなどのセンサで検出することで測定され、プリアライメント装置１２は、このズレ量Ｅ１、Ｅ２が零になるように基板Ｗと基板ステージ１６とを相対移動させて位置を修正する（プリアライメント）。即ち、基板Ｗは、破線で示す位置から実線で示す所定の位置に移動する。また同時に、制御装置２１は、このズレ量Ｅ１、Ｅ２に基づいて、次回プリアライメントする際のプリアライメント補正値を算出してプリアライメント制御レシピＲ１に書き込む。

プリアライメント装置１２でプリアライメントされ、基板ステージ１６に固定された基板Ｗは、第２ワークローダ１５によって基板ステージ１６と共に露光装置１３へ運搬される。そして、図２（ｂ）に示すように、露光装置１３において、ＣＣＤカメラなどのセンサによって、図中破線で示す搬送位置と図中実線で示す所定の目標位置との差、即ち、基板ＷとマスクＭとのズレ量ｅ１、ｅ２が測定される。

露光装置１３は、マスク保持枠（図示せず）に保持されているマスクＭを、ズレ量ｅ１、ｅ２が零になるように移動させて、基板ＷとマスクＭとのアライメント調整を行う。また同時に制御装置２１は、このズレ量ｅ１、ｅ２に基づいて、次回露光処理する際の露光補正値を算出して露光制御レシピＲ２に書き込む。

更に、露光装置１３は、例えば、マスク保持枠に配設された不図示のギャップセンサや赤外線センサなどにより、基板ＷとマスクＭ間のギャップを測定して所定の目標ギャップ距離とのギャップズレ量を求め、例えば、基板Ｗが載置されるワークチャック（図示せず）の高さを調整して所定のギャップ距離にすると共に、測定されたギャップズレ量に基づいて、次回露光処理する際のギャップ補正値を算出して、前述した露光補正値と共に露光制御レシピＲ２に書き込む。そして、露光装置１３は、アライメント調整及びギャップ調整された基板Ｗに、マスクＭのパターンを露光転写する。

そして、次の基板Ｗが、第１ワークローダ１４によってプリアライメント装置１２に搬送されると、制御装置２１は、前回のプリアライメント処理で、プリアライメント制御レシピＲ１に書き込まれたプリアライメント補正値を使用して基板Ｗの位置を修正してプリアライメントする。また、同様に、第２ワークローダ１５によってプリアライメント装置１２から露光装置１３に搬送された基板Ｗに対して、前回の露光処理で露光制御レシピＲ２に書き込まれた露光補正値及びギャップ補正値を使用して、基板ＷとマスクＭの相対位置を修正してアライメント調整及びギャップ調整を行った後、マスクＭのパターンを露光転写する。

このように、前回実施したプリアライメント、アライメント調整、及びギャップ調整から各補正値を求めてレシピに書き込んでおき、このレシピに基づいて次回の各調整を行うことで、調整時間を短縮することができ、スループットが向上する。

また、上記の露光工程において、基板Ｗは周辺機械の熱によって膨張するため、精度よく露光処理するためには、基板Ｗの温度を許容温度以下に保持可能な時間、即ち、露光工程での最長許容時間が決まってくる。従って、前の基板Ｗの露光終了にタイミングを合わせて、次の基板Ｗが搬送されてくることが望ましい。これを達成するため、露光装置１３でのショット数（パネル数）とショットごとの所要時間、及び第２ワークローダ１５によるプリアライメント装置１２から露光装置１３までの搬送所要時間から、露光終了と露光装置１３への基板Ｗの到着とのタイミングを合わせるためには、第２ワークローダ１５の作動開始を、露光装置１３での露光開始時点から何ショット目で開始すればよいかを求め、このショット数をレシピに書き込む。そして、第２ワークローダ１５を、このレシピに従って制御するようにすれば、前の基板Ｗの露光が終了した時点で、次の基板Ｗを第２ワークローダ１５によって搬入することができ、待ち時間がなく、且つ最長許容時間以内で搬送することができ、スループットを低下させることなく、精度のよい露光処理を行うことができる。

本実施形態の露光システム及びその制御方法によれば、前回のプリアライメント時に検出された基板ステージ１６と基板Ｗとのズレ量Ｅ１、Ｅ２に基づいて算出した補正値をプリアライメント制御レシピＲ１に書き込むと共に、露光装置１３における前回の基板ＷとマスクＭとのアライメント調整時に検出された基板ＷとマスクＭとのズレ量ｅ１、ｅ２に基づいて算出した補正値を露光制御レシピＲ２に書き込み、次回のプリアライメント及び露光の際、プリアライメント制御レシピＲ１及び露光制御レシピＲ２に基づいてプリアライメント装置１２及び露光装置１３を制御するようにしたので、アライメント処理時間を短縮し、露光ラインを停止するとなくアライメントを補正することができ、これによって、スループットを向上させることができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記の実施形態では、全ての制御を１台の制御装置２１で実施するように説明したが、これに限定されず、メインの制御装置の他にプリアライメント装置１２及び露光装置１３に、それぞれサブ制御部を配置し、このサブ制御部にメインの制御装置からプリアライメント制御レシピＲ１及び露光制御レシピＲ２を送信して書き込んでおき、次回のプリアライメント及び露光時には、プリアライメント装置１２及び露光装置１３自身が自動的にプリアライメント、アライメント調整及びギャップ調整するようにしてもよい。

１０ 露光システム
１２ プリアライメント装置
１３ 露光装置
１６ 基板ステージ
２１ 制御装置
Ｅ１、Ｅ２ 基板ステージと基板とのズレ量
ｅ１、ｅ２ 基板とマスクとのズレ量
Ｍ マスク
Ｒ１ プリアライメント制御レシピ
Ｒ２ 露光制御レシピ
Ｗ ガラス基板（基板）

Claims (4)

1. 基板ステージと基板との相対位置を所定の位置精度に位置決めするプリアライメント装置と、前記基板にマスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御する制御装置と、を備える露光システムであって、
   前記制御装置は、前記プリアライメント装置において、前回プリアライメントしたとき検出された前記基板ステージと前記基板とのズレ量に基づいて補正値を算出して前記プリアライメント装置を制御するプリアライメント制御レシピに書き込むと共に、前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのアライメント調整したとき検出された前記基板と前記マスクとのズレ量に基づいて補正値を算出して前記露光装置を制御する露光制御レシピに書き込み、
   次回のプリアライメント及び露光に際して、前記プリアライメント制御レシピ及び前記露光制御レシピに基づいて前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御することを特徴とする露光システム。
2. 前記露光装置は、前記基板と前記マスクとのギャップを検出可能なギャップセンサを更に備え、
   前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのギャップ調整を行ったときのギャップ量から補正値を算出してギャップ制御レシピに書き込み、
   次回の露光に際して、前記ギャップ制御レシピに基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光システム。
3. 基板ステージと基板との相対位置を所定の位置精度に位置決めするプリアライメント装置と、前記基板にマスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御する制御装置と、を備える露光システムの制御方法であって、
   前記プリアライメント装置において、前回プリアライメントしたとき検出された前記基板ステージと前記基板とのズレ量に基づいて補正値を算出して前記プリアライメント装置を制御するプリアライメント制御レシピに書き込むと共に、前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのアライメント調整したとき検出された前記基板と前記マスクとのズレ量に基づいて補正値を算出して前記露光装置を制御する露光制御レシピに書き込み、
   次回のプリアライメント及び露光に際して、前記プリアライメント制御レシピ及び前記露光制御レシピに基づいて前記プリアライメント装置及び前記露光装置を制御することを特徴とする露光システムの制御方法。
4. 前記露光装置は、前記基板と前記マスクとのギャップを検出可能なギャップセンサを更に備え、
   前記露光装置において、前回前記基板と前記マスクとのギャップ調整を行ったときのギャップ量から補正値を算出してギャップ制御レシピに書き込み、
   次回の露光に際して、前記ギャップ制御レシピに基づいて前記露光装置を制御することを特徴とする請求項３に記載の露光システムの制御方法。

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