JP2012208412A - Exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば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の基板上にマスクのマスクパターンを分割逐次露光方式で近接(プロキシミティ)露光転写するのに好適な露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus suitable for proximity exposure transfer of a mask pattern of a mask onto a substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display by a divided sequential exposure method.
大型の薄形テレビ等に用いられる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は、基板上にマスクのパターンを分割逐次露光方式で近接露光転写することで製造される。従来のこの種の分割逐次露光装置としては、例えば、被露光材としての基板より小さいマスクを用い、該マスクをマスクステージで保持すると共に基板をワークステージで保持して両者を近接して対向配置し、この状態でワークステージをマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎にマスク側から基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれた複数のマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板に複数のディスプレイ等を作成するようにしたものが知られている。 Large flat panel displays such as liquid crystal displays and plasma displays used in large thin televisions and the like are manufactured by proximity exposure transfer of a mask pattern onto a substrate by a divided sequential exposure method. As a conventional sequential sequential exposure apparatus of this type, for example, a mask smaller than the substrate as the material to be exposed is used, the mask is held on the mask stage and the substrate is held on the work stage, and both are placed close to each other. In this state, the work stage is moved stepwise with respect to the mask, and the substrate is exposed to light for pattern exposure from the mask side at each step, thereby exposing a plurality of mask patterns drawn on the mask onto the substrate. There is known one in which a plurality of displays and the like are created on a single substrate by transfer.
ところで、近接露光転写を行う場合の1つの問題は、マスクのパターンをいかに精度良く転写させるかにある。即ち、光源からの光束を完全に平行な状態でマスクに照射することは困難であるから、露光時においてマスクと基板との間に距離があると、解像度が低下し、斜入射した光によりパターンの精度良い転写ができない。そこで、マスクと基板とは接触しない範囲で極力近接させたいという要求がある。ところが、マスクは原寸であるため、例えば1m以上の長さを有する一方で、その厚さは通常15mm以下であり、マスクの周辺を保持したときに、自重によってもたわみやすいという特徴がある。従って、マスクと基板とを一定の距離で近接させるためには、マスクのたわみを補正する必要があるといえる。 By the way, one problem in the case of proximity exposure transfer is how to accurately transfer the mask pattern. In other words, it is difficult to irradiate the mask with the light flux from the light source in a completely parallel state. Therefore, if there is a distance between the mask and the substrate at the time of exposure, the resolution decreases, and the pattern is formed by obliquely incident light. Cannot be transferred with high accuracy. Therefore, there is a demand to make the mask and the substrate as close as possible without contacting each other. However, since the mask is full-scale, it has a length of, for example, 1 m or more, and its thickness is usually 15 mm or less, and is characterized by being easily deflected by its own weight when holding the periphery of the mask. Accordingly, it can be said that the deflection of the mask needs to be corrected in order to bring the mask and the substrate close to each other at a certain distance.
これに対し、特許文献1、2に示す露光装置においては、マスクの上方に密閉空間を画成し、その内部を減圧することでマスクのたわみを補正している。 On the other hand, in the exposure apparatuses shown in Patent Documents 1 and 2, a sealed space is defined above the mask, and the deflection of the mask is corrected by decompressing the inside thereof.
しかしながら、特許文献1,2には、基板自体に歪みがある場合の補正について何らの記載もない。具体的には、基板を保持する基板保持部に歪みが生じると、それに応じて基板自体も変形するが、それにも関わらず、マスクのたわみを補正するのみでは、マスクと基板とを一定の距離で近接させることはできない。特に、近年においては基板保持部のサイズが増大し、完全に平面状の保持部を形成することは困難である。 However, Patent Documents 1 and 2 have no description about correction when the substrate itself is distorted. Specifically, when distortion occurs in the substrate holding portion that holds the substrate, the substrate itself is deformed accordingly, but nevertheless, only correcting the deflection of the mask causes a certain distance between the mask and the substrate. It cannot be close. In particular, in recent years, the size of the substrate holding portion has increased, and it is difficult to form a completely planar holding portion.
しかるに、この先願の機構によれば、角度設定部でマスクホルダを押圧することにより、マスクホルダの前端部は、角度付けされると同時に変位するため、マスクと基板との距離が比較的大きく変化してしまう恐れがあり、それによりマスクのアライメントマークを観察するカメラや、パターンを隠すアパーチャなどを再調整する必要が生じるという課題がある。 However, according to the mechanism of this prior application, the mask holder is pressed by the angle setting unit, and the front end of the mask holder is displaced at the same time as being angled, so that the distance between the mask and the substrate changes relatively large. As a result, there is a problem that it becomes necessary to readjust the camera for observing the alignment mark of the mask, the aperture for hiding the pattern, and the like.
そこで本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、マスクと基板との距離の変動を抑制しつつ、基板のたわみを補正できる露光装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of correcting the deflection of the substrate while suppressing the variation in the distance between the mask and the substrate.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) パターンを形成したマスクを保持するマスク保持部と、基板を保持する基板保持部とを有し、光源からの光を前記マスクに照射することにより、前記パターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記マスク保持部は、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段と、駆動手段のスプリングバックを防止する手段と、を有することを特徴とする露光装置。
前記ヒンジ部は板ばねであることを特徴とする(1)に記載の露光装置。
前記駆動手段はねじを含むことを特徴とする(1)又は(2)に記載の露光装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) An exposure that has a mask holding unit that holds a mask on which a pattern is formed and a substrate holding unit that holds a substrate, and exposes the pattern to the substrate by irradiating the mask with light from a light source. In the device
The mask holding part includes a movable part attached to the mask, a fixed part fixed to a frame, a hinge part that connects the movable part and the fixed part to be tiltable, and the movable part with respect to the fixed part. An exposure apparatus comprising: driving means for driving the lens in a direction parallel to the surface of the mask; and means for preventing spring back of the driving means.
The exposure apparatus according to (1), wherein the hinge portion is a leaf spring.
The exposure apparatus according to (1) or (2), wherein the driving means includes a screw.
本発明によれば、前記マスク保持部が、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段とを有するので、前記駆動手段により、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動したときに、駆動方向に対して交差する方向における前記固定部に対する前記可動部の変位を抑制し、それにより前記マスクと前記基板との距離の変動を抑制しつつ、前記マスクのたわみを補正することができる。 According to the present invention, the mask holding part includes a movable part attached to the mask, a fixed part fixed to the frame, a hinge part that connects the movable part and the fixed part so as to be tiltable, and the fixed part. Drive means for driving the movable part in a direction parallel to the surface of the mask, so that the drive means drives the movable part in a direction parallel to the surface of the mask by the drive means. In this case, the displacement of the movable portion relative to the fixed portion in the direction intersecting the driving direction is suppressed, thereby correcting the deflection of the mask while suppressing the variation in the distance between the mask and the substrate. be able to.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。図1において、本実施形態に係る露光装置100は、ベース112、基板ステージ114及びマスクステージ122を備えている。基板ステージ(基板保持部)114はベース112の上方に設けられており、ベース112と基板ステージ114との間には、基板ステージ114を上下方向に昇降駆動する基板ステージ昇降機構116、基板ステージ昇降機構116を介して基板ステージ114を揺動駆動する基板ステージチルト機構118、基板ステージチルト機構118及び基板ステージ昇降機構116を介して基板ステージ114を図中X軸方向とY軸方向(紙面に対して垂直な方向)に送り駆動する基板ステージ送り機構120が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of the exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the
マスクステージ122はベース112の上面に立設された複数本の支柱124により基板ステージ114の上方に支持されており、マスクステージ122の下面には、プレート状のマスクホルダ(マスク保持部)126が水平レベル調整用の支持部128、130を介して取り付けられている。また、マスクステージ122は矩形状の開口窓122aを中央部に有しており、図示しない光源装置から出射された露光用の光はマスクホルダ126に吸着保持されたマスクMに、上記開口窓122aを通して照射されるようになっている。
The
マスクホルダ126は、マスクステージ122の開口窓122aを通過した光をマスクMに当てるための開口窓126aを有している。この開口窓126aはマスクホルダ126の中央部に形成されており、マスクホルダ126の下面にはマスク吸着用の複数の吸引ノズル(図示せず)が開設されている。
The
図2は、図1の構成のA部を拡大してマスクホルダ部位を示す図である。図2において、薄板状のマスクホルダ126は、外周側の固定部126Aと、内周側の可動部126Bとからなる。固定部126A及び円筒状の支持部128,130を貫通させたボルト129,129の先端を、マスクステージ122にねじ込むことで、固定部126Aは、円筒状の支持部128,130を介してマスクステージ(フレームともいう)122に取り付けられている。
FIG. 2 is an enlarged view of part A of the configuration of FIG. 1 and shows a mask holder part. In FIG. 2, a thin plate-
可動部126Bは、その下面にマスクMの周縁を吸着保持している。ヒンジ部を構成するばね板127は、その一端を固定部126Aの上面にねじ止めされ、更に可動部126Bの上面に他端をねじ止めされており、それにより固定部126Aと可動部126Bとを連結している。
The
固定部126Aの下面には、第1の突起131が形成されている。第1の突起131内には、水平方向(理想的な保持状態にあるマスクMの面と平行な方向)に軸線を有する第1のねじ孔131aが形成されている。一方、第1の突起131に隣接して可動部126Bの下面には、第2の突起132が形成されている。第2の突起132内には、第1のねじ孔131aと同方向に第2のねじ孔132aが形成されている。
また、前記ミラー6bの露光用光ELが照射されない面側には照度計50が設けられており、ミラー6bの略中央部に設けられピンホールより漏れる光で照度の計測が行われる。
A
Also, an illuminance meter 50 is provided on the surface side of the mirror 6b where the exposure light EL is not irradiated, and the illuminance is measured by light leaking from a pinhole provided at a substantially central portion of the mirror 6b.
第1のねじ孔131aには、中空円筒状の第1のねじ133が螺合しており、その先端は第2の突起132の端面に対向している。一方、第2のねじ孔132aには、第1のねじ133内を貫通した第2のねじ134の先端が係合している。第1のねじ133に対して第2のねじ134は、回転のみ可能であって軸線方向に移動不能に連結されている。第1のねじ133と第2のねじ134とで駆動手段を構成する。
A hollow cylindrical
図3は図2の構成のB部を拡大して示す図である。図3において、第1ねじ133にばね座金140を設けて、ばね座金140が駆動手段のスプリングバックを防止する。
FIG. 3 is an enlarged view showing a portion B of the configuration of FIG. In FIG. 3, a
次に、比較例について説明する。図4は、比較例における図2と同様のマスクホルダ部位の拡大図である。ここでは一枚板であるマスクホルダ126’の周辺側には、マスクステージ122に対してマスクホルダ126’の上面に、下向きの外力を加える外力付与機構130’が設けられている。この外力付与機構130’は、図に示すように、マスクホルダ126’の外方から内方に向かって傾斜する傾斜面132a’を有する固定側テーパブロック132’と、固定側テーパブロック132’の傾斜面132a’に摺動自在に接触する傾斜面134a’を有する可動側テーパブロック134’と、支持部130’に対して可動側テーパブロック134’を接離する方向に移動させる可動側テーパブロック送り手段としての送りねじ136’とを備えて構成され、固定側テーパブロック132’は、マスクホルダ126’に設けられた貫通孔を挿通する固定側テーパブロック固定用ボルト(不図示)によりマスクホルダ126’の上面に固定されている。なお、送りねじ136’は、固定側テーパブロック132’に設けられたブラケット138’に保持されている。また、外力付与機構130’は、マスクホルダ126’の四隅等に設けられる。
Next, a comparative example will be described. FIG. 4 is an enlarged view of a mask holder part similar to FIG. 2 in the comparative example. Here, on the peripheral side of the
更に、外力付与機構130’よりもマスクM側において、支持部128’が設けられている。支持部128’は、マスクステージ122の下面に取り付けられたVブロック128a’と、それに対向してマスクホルダ126’の上面に取り付けられたVブロック128b’と、それらの間に配置された円筒部材128c’とを含む。
Further, a
かかる比較例の構成において、外力付与機構130’の送りねじ136’を操作して可動側テーパブロック134’を図中右側に移動させると、外力付与機構130’からマスクホルダ126’に下向きの外力Fが付与される。そして、外力付与機構130’からマスクホルダ126’に外力Fが付与されると、マスクホルダ126’が支持部128’を支点として傾くようになる。それにより、二点鎖線で示すように、マスクホルダ126’に吸着保持されたマスクMの端部が上昇すると共に傾くので、マスクMの自重によるたわみを補正できる。しかるに、比較例の場合、マスクホルダ126’が支持部128’を支点として傾くため、マスクMの端部の上昇量は、支持部128’とマスクMの端部までの距離に比例して増大するため、マスクMと基板W(図1)との距離が大きく変化する恐れがある。
In the configuration of the comparative example, when the
本実施の形態の動作について説明する。図2において、第1のねじ133は、可動部126Bの傾きを決めるためのものであり、第1のねじ133が右ねじである場合、右回転させると、第2の突起132がマスク側へ進むため、第1の突起131と第2の突起132との距離Lが増大する。そのため、ばね板127がたわむので、二点鎖線で示すように可動部126Bは固定部126Aに対して上方に傾くようになる。それにより、可動部126Bに吸着保持されたマスクMの端部も傾くので、マスクMの自重によるたわみを補正できる。
The operation of this embodiment will be described. In FIG. 2, the
これに対し、第1のねじ133を左回転させてゆるめれば、可動部126Bは下がるようになっている。ここで、第2のねじ134は、第1のねじ133の回転防止の為のロックねじであり、第2のねじ134が回転しなければ、可動部126Bの角度が変化しないようになっている。
On the other hand, if the
なお、第1のねじ133及び第2のねじ134は,作業者の手動ではなくアクチュエータにより自動的に回転させることもできる。より具体的に説明する。例えば図5において、基板Wは、基板ステージ114上に保持されており、マスクMは、マスクホルダ126を介してマスクステージ122に保持されている。しかるに、基板Wを完全な平面状態で支持するのは困難であり、従って基板Wには局部的に微小なうねり等が発生し、基準厚さΔに対してばらつきが生じる恐れがある。かかるばらつきは、高精度な露光の妨げとなる。
It should be noted that the
これに対し、本実施の形態によれば、基板Wの歪みに応じて、マスクMを変形させる駆動手段としての第1のねじ133及び第2のねじ134を、アクチュエータACT(図6)で駆動できる。図6(a)、(b)に示すとおり、例えばセンサSが基板Wの歪み(上面の高さばらつき等)を検出すると、その信号を制御装置CPUが受信し、それに応じた駆動信号をアクチュエータACTに送信する。それにより基板Wの歪みに応じて、アクチュエータACTが第1のねじ133又は第2のねじ134を回転させて上述の態様でマスクMを変形させることできる。これにより、場所に関わらずマスクMと基板Wとを一定の距離で近接させることができるため、光源からの光をマスクMに照射することで、マスクMに形成されたパターンを基板Wに高精度に露光することができる。なお、例えばマスクMのポジションごとに基板Wの歪みを測定しておき、そのポジションに移動したときに、記憶された形状にマスクMを変形させることもできる。
On the other hand, according to the present embodiment, the
本実施の形態によれば、第1のねじ133及び第2のねじ134により、固定部126Aに対して可動部126BをマスクMの面と平行な方向(水平方向)に駆動するので、上下方向における固定部126Aに対する可動部126Bの変位を抑制し、それによりマスクMと基板Wとの距離の変動を抑制しつつ、マスクMのたわみを補正することができるため、マスクのアライメントマークを観察するカメラや、パターンを隠すアパーチャなどの再調整が容易になったり、或いは不要になる。
According to the present embodiment, the
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
100 露光装置
112 ベース
114 基板ステージ
116 基板ステージ昇降機構
118 基板ステージチルト機構
120 基板ステージ送り機構
122 マスクステージ
122a 開口窓
124 支柱
126 マスクホルダ
126A 固定部
126B 可動部
126a 開口窓
127 ばね板
128,130 支持部
129,129 ボルト
131 第1の突起
131a 第1のねじ孔
132 第2の突起
132a 第2のねじ孔
140 ばね座金
ACT アクチュエータ
CPU 制御装置
M マスク
W 基板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記マスク保持部は、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段と、駆動手段のスプリングバックを防止する手段と、を有することを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that has a mask holding unit that holds a mask on which a pattern is formed, and a substrate holding unit that holds a substrate, and irradiates the mask with light from a light source, thereby exposing the pattern to the substrate.
The mask holding part includes a movable part attached to the mask, a fixed part fixed to a frame, a hinge part that connects the movable part and the fixed part to be tiltable, and the movable part with respect to the fixed part. An exposure apparatus comprising: driving means for driving the lens in a direction parallel to the surface of the mask; and means for preventing spring back of the driving means.
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Cited By (1)
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CN103345131A (en) * | 2013-06-24 | 2013-10-09 | 句容骏成电子有限公司 | Film fixing device for exposure machine |
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2011
- 2011-03-30 JP JP2011075583A patent/JP2012208412A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103345131A (en) * | 2013-06-24 | 2013-10-09 | 句容骏成电子有限公司 | Film fixing device for exposure machine |
CN103345131B (en) * | 2013-06-24 | 2015-04-08 | 句容骏成电子有限公司 | Film fixing device for exposure machine |
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