JP2012048061A - 露光システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークローダを介してガラス基板をプリアライメント装置から露光装置に搬送して露光処理するとき、プリアライメント装置、ワークローダ、及び露光装置間で基板の渋滞を生じさせることなく、スムーズに運搬す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２０は、プリアライメント装置１２が処理完了後の基板Ｗを保持する保持時間、及び、ワークローダ１５が基板Ｗを停止して保持する保持時間、及び、露光装置１３が処理完了後の基板Ｗを保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定する。
【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処理する際、基板を滞留させることなく受け渡すことができ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。このような一連の各種処理は、それぞれの処理を行う複数の処理ユニットと、処理ユニット間でガラス基板の受け渡しを行う受渡し装置とにより行われている。

しかし、各処理ユニットでの処理時間は、処理ユニットの部品摩耗、締結部の緩み、ゴミの混入などによって、バラツキが生じる。露光処理、特に、ガラス基板を運搬する間隔にバラツキを生じると、最悪の場合、ガラス基板同士が接触してガラス基板が損傷する虞がある。このようなガラス基板の接触を防止するため、処理ユニットでの処理が終わった後、受渡し先の処理ユニットの処理終了を待って受け渡すように、ガラス基板を所定の保持時間の間、保持してから受け渡すようにした、所謂、サイクルストップ制御が行われることがある。また、各処理ユニット間での基板の受渡しに渋滞が発生すると、待機時間中にガラス基板の温度が変化して、熱膨張、熱収縮によってガラス基板の寸法が変動し、精度のよい露光が阻害される要因となる。

ガラス基板の受渡し装置としては、作業者が各処理ユニットの作業用のカバーを開けた場合に、安全、且つスループットを低下させることなく基板の搬送を停止するようにした基板搬送装置及び基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、露光装置とレジストの塗布、現像を行う領域との間に介在するインターフェイス部での露光後のウエハの滞留を防止するようにした基板処理システム及び塗布、現像装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１１−２７４２６３号公報 特開２００４−１９３５９７号公報

特許文献１に記載の基板搬送装置及び基板処理装置は、作業者が処理ユニットの作業用カバーを開けると、この処理ユニットにアクセスしている搬送装置を停止させる。また、作業用カバーに設けられたセンサが基板の受入を確認すると、時間測定が開始されて各処理ユニットの処理時間を計測し、タイミングを計りながら、基板を搬送している。このため、基板の運搬間隔が均等でなく、センサが基板を感知するタイミングが少しでもずれると、運搬経路に渋滞が起る虞があり、積極的に渋滞を解消する手段を有していない。

また、特許文献２に記載の基板処理システム及び塗布、現像装置は、インターフェイス部を介して露光後の基板を加熱ユニットに受け渡すにあたり、露光から加熱されるまでの時間を各基板の間で揃え、工程の１サイクル終了後に逐次基板を運搬して加熱ユニットで基板の加熱を開始している。このように、１サイクル終了後に、基板を通過させるため、製造時間が長くなる問題があった。また、基板の渋滞を防止する具体的な手段については記載されていない。

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、ワークローダを介してガラス基板をプリアライメント装置から露光装置に搬送するとき、プリアライメント装置、ワークローダ、及び露光装置間で渋滞を生じさせることなく、スムーズに運搬す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でプリアライメントされた前記基板を順次、前記露光装置に搬送するワークローダと、前記プリアライメント装置、前記露光装置、前記ワークローダ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が処理完了後に前記基板を保持する保持時間、及び、前記ワークローダが前記基板を停止して保持する保持時間、及び、前記露光装置が処理完了後に前記基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定することを特徴とする露光システム。
（２） 前記制御装置は、
前記ワークローダ及び前記露光装置における前記基板の平均待ち時間Ｔｗを、式（１）、（２）から予測し、前記平均待ち時間Ｔｗに基づいて、前記プリアライメント装置及び前記ワークローダの前記各保持時間を設定することを特徴とする（１）に記載の露光システム。
Ｌ＝ρ／（１−ρ） ・・・（１）
Ｔｗ＝Ｌ×Ｔｓ ・・・（２）
但し、Ｌは待ち行列、ρは平均渋滞率、Ｔｓは平均処理時間
（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でプリアライメントされた前記基板を順次、前記露光装置に搬送するワークローダと、前記プリアライメント装置、前記露光装置、前記ワークローダ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が処理完了後に前記基板を保持する保持時間、及び、前記ワークローダが前記基板を停止して保持する保持時間、及び、前記露光装置が処理完了後に前記基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定することを特徴とする露光システムの制御方法。
（４） 前記ワークローダ及び前記露光装置における前記基板の平均待ち時間Ｔｗを、式（１）、（２）から予測し、前記平均待ち時間Ｔｗに基づいて、前記プリアライメント装置及び前記ワークローダの前記各保持時間を設定することを特徴とする（３）に記載の露光システムの制御方法。
Ｌ＝ρ／（１−ρ） ・・・（１）
Ｔｗ＝Ｌ×Ｔｓ ・・・（２）
但し、Ｌは待ち行列、ρは平均渋滞率、Ｔｓは平均処理時間

本発明の露光システム及びその制御方法によれば、プリアライメント装置が処理完了後に基板を保持する保持時間、及び、ワークローダが基板を停止して保持する保持時間、及び、露光装置が処理完了後に基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定するので、基板搬送の渋滞発生を防止することができ、プリアライメント装置、ワークローダ、及び露光装置間で、基板をスムーズに搬送することができる。

本発明に係る露光システムの構成を示す概略構成図である。

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は本発明の露光システムの構成を示す概略構成図である。図１に示すように、露光システム１０は、プリアライメント装置１２と、露光装置１３と、ワークローダ１５と、各装置１２、１３、１５を制御する制御装置２０と、を備える。

プリアライメント装置１２は、露光装置１３にガラス基板Ｗ（以後、単に基板Ｗと言う）を搬送する前に、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。

ワークローダ１５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、プリアライメント装置１２と露光装置１３との間に配置されて、基板Ｗが位置決め固定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。

制御装置２０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２０は、プリアライメント装置１２の各作動部を制御して基板Ｗをプリアライメントすると共に、露光装置１３の各作動部を制御して露光を行う。また、制御装置２０は、後に詳述する待ち行列理論に従って、基板Ｗの渋滞を防止するように制御する。

（実施例１）
本実施例の露光システム１０は、基板Ｗの温度を一定に維持する不図示の温度調整装置からプリアライメント装置１２へ、更に、プリアライメント装置１２から露光装置１３へと、ワークローダ１５で基板Ｗを順次運搬して露光処理を行う。即ち、プリアライメント装置１２は、所定の処理時間（プリアライメント時間）内でプリアライメントし、処理完了後に基板Ｗを所定の保持時間内で保持する。その後、ワークローダ１５は、この基板Ｗをプリアライメント装置１２からワークローダ１５の停止位置へ所定の運搬時間で運搬し、基板Ｗを所定の保持時間内で停止して保持する。さらに、ワークローダ１５は、該停止位置から露光装置１３まで所定の運搬時間で運搬し、露光装置１３にて所定の処理時間（露光時間）内で露光処理を行う。その後、処理完了後の基板Ｗを所定の保持時間内で保持し、後工程の装置に受け渡す。

各装置１２、１３、１５における保持時間（サイクルストップ）は、周辺の機械による温度の影響を受けず、基板Ｗの温度を所定の許容温度範囲内に維持することができる時間以下に設定される必要があり、それぞれ２０秒以内に設定されている。また、プリアライメント処理及び露光処理における各処理時間も、それぞれ２０秒以内に設定されている。尚、プリアライメント装置１２、ワークローダ１５、及び露光装置１３での各処理時間や運搬時間は、それぞれ基板Ｗの大きさによって異なる。また、上記した一連の露光工程は、基板Ｗの温度をほぼ一定に保つことができる合計２分以内に設定されている。

上記のように、本実施例の露光システム１０は、前記プリアライメント装置が処理完了後の前記基板を保持する保持時間、及び、前記ワークローダが前記基板を停止して保持する保持時間、及び、前記露光装置が処理完了後の前記基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以内に設定するので、後工程の装置での処理が終了してから基板Ｗを受け渡すことができ、基板搬送の渋滞発生を防止することができ、プリアライメント装置１２、ワークローダ１５、及び露光装置１３間で、基板Ｗをスムーズに搬送して、作業効率が向上する。

（実施例２）
本実施例の露光システム１０は、過去の稼働実績における各装置１２、１３、１５の処理時間と保持時間のデータから、所謂、待ち行列理論に従って待ち時間を予測し、この待ち時間に基づいてプリアライメント装置１２、ワークローダ１５、及び露光装置１３の保持時間を制御することにより、基板Ｗの渋滞発生を防止する。

露光システム１０が、各１台のプリアライメント装置１２、ワークローダ１５、及び露光装置１３から構成される本実施例では、供給される基板Ｗの供給間隔がポアソン分布（ランダム供給）に従い、且つ各装置１２、１３、１５による処理時間が指数分布に従うとした場合、待ち行列理論が適用される。

具体的には、待ち行列Ｌは、式（１）によって表わされるので、待ち時間Ｔｗが式（２）から求められる。

Ｌ＝ρ／(１−ρ) ・・・（１）
ここで、Ｌは待ち行列、ρは平均渋滞率であり、平均到着率をλ、平均処理率をμとすると、ρ＝λ／μである。

Ｔｗ＝Ｌ×Ｔｓ ・・・（２）
ここで、Ｔｗは平均待ち時間、Ｔｓは平均処理時間である。

式（２）で求められる予想待ち時間Ｔｗにより、各装置１２、１５、１３おける基板Ｗの保持時間を制御することにより、基板Ｗの渋滞が発生することを防止する。即ち、予想待ち時間Ｔｗが求められた装置の上流側の装置の保持時間を、予想待ち時間Ｔｗより長く設定することにより、渋滞を防止することができる。これにより、例えば、渋滞中の周囲の熱による基板Ｗの温度上昇を許容温度範囲内に抑制して、露光精度に及ぼす影響を防止することができる。

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。

１０ 露光システム
１２ プリアライメント装置
１３ 露光装置
１５ ワークローダ
１６ 基板ステージ
２０ 制御装置
Ｍ マスク
Ｔｗ 平均待ち時間
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でプリアライメントされた前記基板を順次、前記露光装置に搬送するワークローダと、前記プリアライメント装置、前記露光装置、前記ワークローダ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が処理完了後に前記基板を保持する保持時間、及び、前記ワークローダが前記基板を停止して保持する保持時間、及び、前記露光装置が処理完了後に前記基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定することを特徴とする露光システム。
2. 前記制御装置は、
   前記ワークローダ及び前記露光装置における前記基板の平均待ち時間Ｔｗを、式（１）、（２）から予測し、前記平均待ち時間Ｔｗに基づいて、前記プリアライメント装置及び前記ワークローダの前記各保持時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の露光システム。
   Ｌ＝ρ／（１−ρ） ・・・（１）
   Ｔｗ＝Ｌ×Ｔｓ ・・・（２）
   但し、Ｌは待ち行列、ρは平均渋滞率、Ｔｓは平均処理時間
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でプリアライメントされた前記基板を順次、前記露光装置に搬送するワークローダと、前記プリアライメント装置、前記露光装置、前記ワークローダ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、
   前記制御装置は、前記プリアライメント装置が処理完了後に前記基板を保持する保持時間、及び、前記ワークローダが前記基板を停止して保持する保持時間、及び、前記露光装置が処理完了後に前記基板を保持する保持時間を、それぞれ２０秒以下に設定することを特徴とする露光システムの制御方法。
4. 前記ワークローダ及び前記露光装置における前記基板の平均待ち時間Ｔｗを、式（１）、（２）から予測し、前記平均待ち時間Ｔｗに基づいて、前記プリアライメント装置及び前記ワークローダの前記各保持時間を設定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。
   Ｌ＝ρ／（１−ρ） ・・・（１）
   Ｔｗ＝Ｌ×Ｔｓ ・・・（２）
   但し、Ｌは待ち行列、ρは平均渋滞率、Ｔｓは平均処理時間

Images