JP2012234021A - Proximity exposure apparatus, method for aligning proximity exposure apparatus, and method for manufacturing display panel substrate - Google Patents
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Abstract
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、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、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、CCDカメラ等の画像取得装置によりマスク及び基板のアライメントマークの画像を取得して、マスクと基板との位置合わせを行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、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。 The present invention relates to a proximity exposure apparatus that exposes a substrate using a proximity method in manufacturing a display panel substrate such as a liquid crystal display device, an alignment method for the proximity exposure apparatus, and a display panel substrate using the same. In particular, a proximity exposure apparatus that acquires an image of an alignment mark of a mask and a substrate by an image acquisition apparatus such as a CCD camera and aligns the mask and the substrate, and an alignment method for the proximity exposure apparatus And a method of manufacturing a display panel substrate using them.
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。 Manufacturing of TFT (Thin Film Transistor) substrates, color filter substrates, plasma display panel substrates, organic EL (Electroluminescence) display panel substrates, and the like of liquid crystal display devices used as display panels is performed using photolithography using an exposure apparatus. This is performed by forming a pattern on the substrate by a technique. As an exposure apparatus, a projection method in which a mask pattern is projected onto a substrate using a lens or a mirror, and a minute gap (proximity gap) is provided between the mask and the substrate to transfer the mask pattern to the substrate. There is a proximity method. The proximity method is inferior in pattern resolution performance to the projection method, but the configuration of the irradiation optical system is simple, the processing capability is high, and it is suitable for mass production.
例えば、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造において、基板上に形成されたブラックマトリクスの上に着色パターンを露光する際の様に、基板に形成された下地パターンの上に新たなパターンを露光する場合、新たに露光するパターンが下地パターンからずれない様に、マスクと基板との位置合わせを精度良く行う必要がある。従来、主に大型の基板の露光に用いられるプロキシミティ方式では、マスク及び基板の下地パターンに複数のアライメントマークをそれぞれ設け、CCDカメラ等の画像取得装置によりマスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの画像を取得し、画像認識により両者の位置を検出して、マスクと基板との位置合わせを行っていた。なお、この様なプロキシミティ露光装置として、特許文献1に記載のものがある。
For example, in manufacturing a color filter substrate of a liquid crystal display device, a new pattern is exposed on a base pattern formed on a substrate, such as when a colored pattern is exposed on a black matrix formed on the substrate. In this case, it is necessary to accurately align the mask and the substrate so that the newly exposed pattern does not deviate from the base pattern. Conventionally, in the proximity method mainly used for exposure of a large substrate, a plurality of alignment marks are provided on the mask and the base pattern of the substrate, respectively, and the mask alignment mark and the alignment mark of the substrate are detected by an image acquisition device such as a CCD camera. Images were acquired, the positions of both were detected by image recognition, and the mask and substrate were aligned. As such a proximity exposure apparatus, there is one described in
近年、表示用パネルの各種基板の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基板を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、1枚の基板から1枚又は複数枚の表示用パネル基板を製造している。この場合、プロキシミティ方式では、基板の一面を一括して露光しようとすると、基板と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基板より比較的小さなマスクを用い、基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。 In recent years, in the manufacture of various substrates for display panels, a relatively large substrate is prepared in order to cope with an increase in size and a variety of sizes, and one or a plurality of substrates can be selected from one substrate depending on the size of the display panel. Manufactures display panel substrates. In this case, in the proximity method, if one surface of the substrate is to be exposed at once, a mask having the same size as the substrate is required, and the cost of the expensive mask is further increased. In view of this, the mainstream method is to use a mask that is relatively smaller than the substrate, move the substrate stepwise in the XY directions, and divide and expose one surface of the substrate into a plurality of shots.
基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する場合、ショット毎に、マスクと基板との位置合わせが行われる。各ショットに対するマスクと基板との位置合わせにおいて、マスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置を高精度に検出するためには、アライメントマークの画像を取得するCCDカメラ等の画像取得装置を、ボールねじ及びモータ等の移動機構により、画像認識に適した画像を取得できる位置へ移動する必要がある。 When the substrate is moved stepwise in the X and Y directions and one surface of the substrate is divided into a plurality of shots for exposure, alignment between the mask and the substrate is performed for each shot. In the alignment of the mask and the substrate for each shot, in order to detect the position of the alignment mark on the mask and the position of the alignment mark on the substrate with high accuracy, an image acquisition device such as a CCD camera that acquires an image of the alignment mark is used. It is necessary to move to a position where an image suitable for image recognition can be acquired by a moving mechanism such as a ball screw and a motor.
基板のアライメントマークの位置は、下地パターンを形成したときのショット毎にばらつきがあるため、画像取得装置が画像認識に適した画像を取得できる位置は、ショット毎に異なる。また、アライメントマークの位置の検出精度を高めるために高倍率のレンズを使用すると、画像取得装置の視野が狭くなり、画像取得装置をショット毎に同じ位置へ配置しても、基板のアライメントマークが画像取得装置の視野に入らない場合がある。そのため、ショット毎に、マスク及び基板のアライメントマークを画像取得装置の視野に入れ、また、画像取得装置を画像認識に適した画像を取得できる位置へ移動するのに時間が掛かって、タクトタイムが長くなるという問題があった。 Since the position of the alignment mark on the substrate varies from shot to shot when the base pattern is formed, the position at which the image acquisition apparatus can acquire an image suitable for image recognition varies from shot to shot. In addition, if a high-magnification lens is used to increase the detection accuracy of the alignment mark position, the field of view of the image acquisition device is narrowed, and even if the image acquisition device is placed at the same position for each shot, the alignment mark on the substrate There are cases where it does not fall within the field of view of the image acquisition device. Therefore, it takes time to put the alignment mark of the mask and the substrate in the field of view of the image acquisition device for each shot, and to move the image acquisition device to a position where an image suitable for image recognition can be acquired. There was a problem of becoming longer.
本発明の課題は、基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、ショット毎に、基板のアライメントマークと画像取得装置とを相対的に画像認識に適した位置へ速やかに移動して、マスクと基板との位置合わせを迅速に行い、タクトタイムを短縮することである。また、本発明の課題は、表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。 The problem of the present invention is that when the substrate is stepwise moved in the XY directions and one surface of the substrate is divided into a plurality of shots for exposure, the substrate alignment mark and the image acquisition device are relatively recognized for each shot. It is to move quickly to a suitable position, quickly align the mask and the substrate, and shorten the tact time. Another object of the present invention is to manufacture a display panel substrate with high throughput.
本発明のプロキシミティ露光装置は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージとを備え、ステージによりチャックを移動して基板のXY方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置において、マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置を移動する複数の移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置を移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行う制御手段とを備え、制御手段が、1枚目の基板において、ショット毎に、基板のアライメント後のチャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れるものである。 The proximity exposure apparatus of the present invention includes a mask holder that holds a mask, a chuck that supports a substrate, and a stage that moves the chuck, and the chuck is moved by the stage to perform step movement of the substrate in the XY directions. In the proximity exposure apparatus that divides and exposes one surface of the substrate into a plurality of shots, a plurality of image acquisition devices that acquire images of a plurality of alignment marks provided on the mask and the substrate and output image signals, and A plurality of moving mechanisms for moving the image acquisition device, an image processing device for processing the image signal output by each image acquisition device to detect the position of the alignment mark, and a stage and each moving mechanism for each shot Move each image acquisition device to put the mask and substrate alignment marks in the field of view of each image acquisition device. And a control means for aligning the substrate by moving the chuck based on the position of the alignment mark on the mask and the position of the alignment mark on the substrate detected by the apparatus. For each shot, the position of the chuck after alignment of the substrate and the position of each image acquisition device are stored as registration positions for that shot, and the second and subsequent substrates are chucked by the stage and each moving mechanism for each shot. And each image acquisition apparatus is moved to the registration position about the shot, and the mask and the alignment mark of a board | substrate are put into the visual field of each image acquisition apparatus.
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージとを備え、ステージによりチャックを移動して基板のXY方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置のアライメント方法であって、マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置を移動する複数の移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と設け、1枚目の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置を移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行い、基板のアライメント後のチャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行うものである。 Further, the proximity exposure apparatus alignment method of the present invention includes a mask holder for holding a mask, a chuck for supporting the substrate, and a stage for moving the chuck, and the chuck is moved by the stage in the XY direction of the substrate. Is a proximity exposure apparatus alignment method that performs exposure by dividing one surface of a substrate into a plurality of shots, acquiring images of a plurality of alignment marks provided on a mask and a substrate, and outputting an image signal. Provided are a plurality of image acquisition devices to output, a plurality of moving mechanisms for moving each image acquisition device, and an image processing device for processing the image signal output by each image acquisition device to detect the position of the alignment mark. On the first substrate, for each shot, the chuck and each image acquisition device are moved by the stage and each moving mechanism, and the mask is moved. The alignment mark of the substrate and the substrate is placed in the field of view of each image acquisition device, and the chuck is moved by the stage based on the position of the alignment mark of the mask detected by the image processing device and the position of the alignment mark of the substrate, thereby aligning the substrate. The position of the chuck after alignment of the substrate and the position of each image acquisition device are stored as registration positions for the shot, and in the second and subsequent substrates, for each shot, the chuck and each moving mechanism are stored by the stage and each moving mechanism. Move the image acquisition device to the registration position for that shot, put the mask and substrate alignment marks into the field of view of each image acquisition device, and the position of the mask alignment mark and the position of the substrate alignment mark detected by the image processing device The chuck is moved by the stage based on the substrate And it performs the alignment.
1枚目の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置を移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行う。各ショットに対して基板のアライメントが終了したとき、基板のアライメントマークと各画像取得装置とは、相対的に画像認識に適した位置にある。1枚目の基板において、ショット毎に、基板のアライメント後のチャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れるので、2枚目以降の基板において、ショット毎に、基板のアライメントマークと画像取得装置とが相対的に画像認識に適した位置へ速やかに移動される。従って、マスクと基板との位置合わせが迅速に行われ、タクトタイムが短縮される。 On the first substrate, for each shot, the chuck and each image acquisition device are moved by the stage and each moving mechanism, the mask and the alignment mark of the substrate are placed in the field of view of each image acquisition device, and the image processing device detects Based on the position of the alignment mark on the mask and the position of the alignment mark on the substrate, the chuck is moved by the stage to align the substrate. When the alignment of the substrate is completed for each shot, the alignment mark on the substrate and each image acquisition device are relatively in a position suitable for image recognition. In the first substrate, for each shot, the position of the chuck after alignment of the substrate and the position of each image acquisition device are stored as registered positions for that shot, and in the second and subsequent substrates, for each shot, The chuck and each image acquisition device are moved to the registration position for the shot by the stage and each moving mechanism, and the alignment mark of the mask and the substrate is put in the field of view of each image acquisition device. Each time, the alignment mark of the substrate and the image acquisition device are quickly moved to a position relatively suitable for image recognition. Therefore, the alignment between the mask and the substrate is performed quickly, and the tact time is shortened.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、チャックへ搬送する前の基板を搭載して基板の温度を調節する温度調節装置と、基板を、温度調節装置へ搬送し、温度調節装置からチャックへ搬送する基板搬送装置とを備え、制御手段は、1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、基板搬送装置は、制御手段が全ショットについての登録位置を記憶した後、1枚目の基板を温度調節装置へ戻し、その後、制御手段が、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うものである。 Furthermore, the proximity exposure apparatus of the present invention is equipped with a temperature adjustment device for adjusting the temperature of the substrate by mounting the substrate before being transferred to the chuck, and the substrate is transferred to the temperature adjustment device, and is transferred from the temperature adjustment device to the chuck. And a control means for storing the registration position for each shot on the first substrate, and then not exposing the shot. After storing the registration positions for all shots, the first substrate is returned to the temperature control device, and then the control means performs the same procedure for each shot for the first substrate as for the second and subsequent substrates. Alignment and exposure are performed.
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、チャックへ搬送する前の基板を搭載して基板の温度を調節する温度調節装置と、基板を、温度調節装置へ搬送し、温度調節装置からチャックへ搬送する基板搬送装置とを設け、1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻し、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うものである。 In addition, the alignment method of the proximity exposure apparatus of the present invention includes a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the substrate by mounting the substrate before being transferred to the chuck, and transfers the substrate to the temperature adjustment device. A substrate transport device for transporting to the chuck is provided, and the registration position for each shot is stored for each shot in the first substrate, and then the registration positions for all shots are stored without performing exposure of that shot. Thereafter, the first substrate is returned to the temperature control device by the substrate transport device, and the first substrate is aligned and exposed in the same procedure as the second and subsequent substrates.
1枚目の基板においては、各ショットに対する基板のアライメントに時間が掛かるので、基板のアライメント後にそのショットの露光を行うと、2枚目以降の基板とは露光時の基板の温度が異なって、パターンの露光精度が低下し、製品として使用できない無駄な基板が発生する。1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻し、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うので、1枚目の基板についても2枚目以降の基板と同じ温度条件で露光が行われ、製品として使用できない無駄な基板が発生しない。 In the first substrate, since it takes time to align the substrate with respect to each shot, when the exposure of the shot is performed after the alignment of the substrate, the temperature of the substrate at the time of exposure differs from the second and subsequent substrates, The exposure accuracy of the pattern is lowered, and a useless substrate that cannot be used as a product is generated. In the first substrate, for each shot, the registered position for the shot is stored, then the shot is not exposed, the registered positions for all shots are stored, and then the first substrate is transferred by the substrate transfer device. Is returned to the temperature control device, and the first substrate is aligned and exposed in the same procedure as the second and subsequent substrates, so the first substrate is the same as the second and subsequent substrates. Exposure is performed under temperature conditions, and a useless substrate that cannot be used as a product is not generated.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻した後、2枚目以降の基板の基板搬送装置への供給を再開するものである。基板の供給を再開した後、温度調節装置からチャックへの基板の搬送が1枚目の基板から順番に行われ、先入れ先出し(FIFO)方式で基板の露光が行われる。 Furthermore, the proximity exposure apparatus alignment method of the present invention restarts the supply of the second and subsequent substrates to the substrate transport apparatus after returning the first substrate to the temperature control apparatus by the substrate transport apparatus. is there. After the substrate supply is resumed, the substrate is transferred from the temperature adjustment device to the chuck in order from the first substrate, and the substrate is exposed by a first-in first-out (FIFO) method.
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アライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うものである。マスクと基板との位置合わせが迅速に行われ、タクトタイムが短縮されるので、表示用パネル基板が高いスループットで製造される。 The method for producing a display panel substrate according to the present invention exposes a substrate using any one of the above-described proximity exposure apparatuses, or alternatively uses the alignment method of any one of the above-described proximity exposure apparatuses to mask and the substrate. And the substrate is exposed. Since the alignment between the mask and the substrate is performed quickly and the tact time is shortened, the display panel substrate is manufactured with high throughput.
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アライメント方法によれば、1枚目の基板において、ショット毎に、基板のアライメント後のチャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れることにより、2枚目以降の基板において、ショット毎に、基板のアライメントマークと画像取得装置とを相対的に画像認識に適した位置へ速やかに移動することができる。従って、マスクと基板との位置合わせを迅速に行って、タクトタイムを短縮することができる。 According to the proximity exposure apparatus and the alignment method of the proximity exposure apparatus of the present invention, the position of the chuck after the alignment of the substrate and the position of each image acquisition apparatus are shot for each shot on the first substrate. In the second and subsequent substrates, for each shot, the stage and each moving mechanism move the chuck and each image acquisition device to the registration position for that shot, and the mask and substrate alignment marks By entering the field of view of each image acquisition device, the substrate alignment mark and the image acquisition device can be quickly moved to a position suitable for image recognition for each shot in the second and subsequent substrates. . Therefore, the alignment between the mask and the substrate can be performed quickly, and the tact time can be shortened.
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アライメント方法によれば、1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻し、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うことにより、1枚目の基板についても2枚目以降の基板と同じ温度条件で露光を行い、製品として使用できない無駄な基板が発生するのを防止することができる。 Furthermore, according to the proximity exposure apparatus and the alignment method of the proximity exposure apparatus of the present invention, after the registration position for each shot is stored for each shot on the first substrate, the shot is not exposed. After storing the registration positions for all shots, the substrate transfer device returns the first substrate to the temperature control device, and the first substrate is aligned with each shot in the same procedure as the second and subsequent substrates. By performing the exposure, the first substrate is also exposed under the same temperature condition as the second and subsequent substrates, and it is possible to prevent the generation of useless substrates that cannot be used as products.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻した後、2枚目以降の基板の基板搬送装置への供給を再開することにより、温度調節装置からチャックへの基板の搬送を1枚目の基板から順番に行い、先入れ先出し(FIFO)方式で基板の露光を行うことができる。 Furthermore, according to the alignment method of the proximity exposure apparatus of the present invention, after the first substrate is returned to the temperature control device by the substrate transport device, the supply of the second and subsequent substrates to the substrate transport device is resumed. Thus, the substrate can be transferred from the temperature control device to the chuck in order from the first substrate, and the substrate can be exposed by a first-in first-out (FIFO) method.
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、マスクと基板との位置合わせを迅速に行って、タクトタイムを短縮することができるので、表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。 According to the method for manufacturing a display panel substrate of the present invention, the alignment between the mask and the substrate can be performed quickly and the tact time can be shortened, so that the display panel substrate can be manufactured with high throughput. .
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側面図である。プロキシミティ露光装置は、ベース3、Xガイド4、Xステージ5、Yガイド6、Yステージ7、θステージ8、チャック支持台9、チャック10、マスクホルダ20、基板搬送ロボット30、温度調節装置40、台41、画像処理装置50、カメラユニット51、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路60、主制御装置70、表示装置71、及び入力装置72を含んで構成されている。なお、図1では、カメラユニット移動機構、及び焦点調節機構が省略されている。また、図2では、画像処理装置50、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路60、主制御装置70、表示装置71、及び入力装置72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、ギャップセンサー、Z−チルト機構、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。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the proximity exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. The proximity exposure apparatus includes a
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。 Note that the XY directions in the embodiments described below are examples, and the X direction and the Y direction may be interchanged.
図1及び図2において、チャック10は、基板1のロード及びアンロードを行うロード/アンロード位置にある。ロード/アンロード位置において、基板搬送ロボット30により、基板1がチャック10へ搬入され、また基板1がチャック10から搬出される。基板1の表面には下地パターンが形成され、下地パターンの上にはフォトレジストが塗布されている。
1 and 2, the
ベース3の手前には、チャック10へ搬送する前の基板1の温度を調節する温度調節装置40が設けられている。図2において、温度調節装置40は、台41に支持されている。図1において、温度調節装置40の横には、基板搬送ロボット30が配置されている。基板搬送ロボット30は、基板1を図示しない搬送ラインから温度調節装置40へ搬送する。そして、基板搬送ロボット30は、チャック10がロード/アンロード位置にある時、露光後の基板1をチャック10から図示しない搬送ラインへ搬送し、また基板1を温度調節装置40からチャック10へ搬送する。
A
温度調節装置40の内部には、図示しない複数の突き上げピンが収納されている。温度調節装置40は、突き上げピンを上昇させて基板搬送ロボット30のハンドリングアーム31から基板1を受け取り、突き上げピンを下降させて基板1を温度調節面に接触させる。また、温度調節装置40は、突き上げピンを上昇させて基板1を温度調節面から持ち上げ、基板搬送ロボット30のハンドリングアーム31が突き上げピンの先端から基板1を受け取る。
Inside the
同様に、チャック10の内部には、図示しない複数の突き上げピンが収納されている。チャック10は、突き上げピンを上昇させて基板搬送ロボット30のハンドリングアーム31から基板1を受け取り、突き上げピンを下降させて基板1を表面に接触させる。また、チャック10は、突き上げピンを上昇させて基板1を表面から持ち上げ、基板搬送ロボット30のハンドリングアーム31が突き上げピンの先端から基板1を受け取る。
Similarly, a plurality of push-up pins (not shown) are accommodated in the
図3は、基板をチャックにロードした状態を示す上面図である。また、図4は、基板をチャックにロードした状態を示す側面図である。なお、図3では、画像処理装置50、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路60、主制御装置70、表示装置71、及び入力装置72が省略されている。また、図4では、基板搬送ロボット30、温度調節装置40、台41、画像処理装置50、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路60、主制御装置70、表示装置71、及び入力装置72が省略されている。
FIG. 3 is a top view showing a state in which the substrate is loaded on the chuck. FIG. 4 is a side view showing a state in which the substrate is loaded on the chuck. In FIG. 3, the
図5は、チャックを露光位置へ移動した状態を示す側面図である。なお、図5では、基板搬送ロボット30、温度調節装置40、台41、画像処理装置50、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路60、主制御装置70、表示装置71、及び入力装置72が省略されている。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。図3において、マスクホルダ20には、露光光が通過する開口20aが設けられており、マスクホルダ20は、開口20aの周囲に設けられた図示しない吸着溝により、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。
FIG. 5 is a side view showing a state where the chuck is moved to the exposure position. In FIG. 5, the
図4及び図5において、チャック10は、チャック支持台9を介してθステージ8に搭載されており、θステージ8の下にはYステージ7及びXステージ5が設けられている。Xステージ5は、ベース3に設けられたXガイド4に搭載され、Xガイド4に沿ってX方向(図4及び図5の図面横方向)へ移動する。Yステージ7は、Xステージ5に設けられたYガイド6に搭載され、Yガイド6に沿ってY方向(図4及び図5の図面奥行き方向)へ移動する。θステージ8は、Yステージ7に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台9は、θステージ8に搭載され、チャック10の裏面を複数個所で支持する。Xステージ5、Yステージ7、及びθステージ8には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図1のステージ駆動回路60により駆動される。
4 and 5, the
Xステージ5のX方向への移動及びYステージ7のY方向への移動により、チャック10は、ロード/アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード/アンロード位置において、Xステージ5のX方向への移動、Yステージ7のY方向への移動、及びθステージ8のθ方向への回転により、チャック10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、Xステージ5のX方向への移動及びYステージ7のY方向への移動により、チャック10に搭載された基板1のXY方向へのステップ移動が行われる。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(図5の図面上下方向)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。そして、Xステージ5のX方向への移動、Yステージ7のY方向への移動、及びθステージ8のθ方向への回転により、基板1のアライメントが行われる。図1において、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5のX方向への移動、Yステージ7のY方向への移動、及びθステージ8のθ方向へ回転を行う。
The
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、チャック支持台9にZ−チルト機構を設けて、チャック10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。
In the present embodiment, the gap between the
図6は、マスクのアライメントマークを示す図である。マスク2の基板1と向かい合う面(下面)には、アライメントマーク2aが4箇所に設けられている。図7は、基板のアライメントマークを示す図である。図7は、基板1の一面を破線で区分けした4つの露光領域に分けて露光する例を示している。基板1の表面の各露光領域には、下地パターンが形成されている。下地パターンには、マスク2のアライメントマーク2aの位置に対応する位置に、アライメントマーク1aがそれぞれ設けられている。アライメントマーク1a,2aの位置は、基板1の露光領域の大きさによって異なる。
FIG. 6 is a diagram showing alignment marks on the mask. On the surface (lower surface) of the
図5において、マスク2の上空には、4つのカメラユニット51が設置されている。各カメラユニット51は、アライメントマーク1a,2aの位置に応じて、図示しないカメラユニット移動機構により、アライメントマーク1a,2aの真上の所定の位置へそれぞれ移動される。
In FIG. 5, four
図8(a)はカメラユニット移動機構及び焦点調節機構の上面図、図8(b)は同側面図である。カメラユニット移動機構は、Yガイド54、Yステージ55、Xガイド56、Xステージ57、リブ58,59、モータ81,86、軸継手82,87、軸受83,88、ボールねじ84a,89a、ナット84b,89b、及びZベース90を含んで構成されている。また、焦点調節機構は、Zガイド91、Zステージ92、リブ93、取り付けベース94、モータ台95、モータ96、軸継手97、軸受98、ボールねじ99a、及びナット99bを含んで構成されている。
FIG. 8A is a top view of the camera unit moving mechanism and the focus adjusting mechanism, and FIG. 8B is a side view thereof. The camera unit moving mechanism includes a
露光位置の上空には、カメラユニット移動機構が設置されるトップフレーム53が設けられており、トップフレーム53には、開口53aが形成されている。トップフレーム53の上面には、Yガイド54が設けられており、Yガイド54には、Yステージ55が搭載されている。また、トップフレーム53の上面には、モータ81が設置されており、モータ81は、図1の主制御装置70により駆動される。モータ81の回転軸は、軸継手82によりボールねじ84aに接続されており、ボールねじ84aは、軸受83により回転可能に支持されている。Yステージ55の下面には、ボールねじ84aにより移動されるナット84bが取り付けられており、Yステージ55は、モータ81の回転により、Yガイド54に沿ってY方向へ移動される。
A
Yステージ55の上面には、Xガイド56が設けられており、Xガイド56には、Xステージ57が搭載されている。また、Yステージ55の上面には、モータ86が設置されており、モータ86は、図1の主制御装置70により駆動される。モータ86の回転軸は、軸継手87によりボールねじ89aに接続されており、ボールねじ89aは、軸受88により回転可能に支持されている。Xステージ57の下面には、ボールねじ89aにより移動されるナット89bが取り付けられており、Xステージ57は、モータ86の回転により、Xガイド56に沿ってX方向へ移動される。Xステージ57の側面には、リブ58,59により、Zベース90が取り付けられており、Zベース90は、トップフレーム53の開口53a内に挿入されている。
An
Zベース90には、Zガイド91が設けられており、Zガイド91には、Zステージ92が搭載されている。また、Zベース90に取り付けたモータ台95には、モータ96が設置されており、モータ96は、図1の主制御装置70により駆動される。モータ96の回転軸は、軸継手97によりボールねじ99aに接続されており、ボールねじ99aは軸受98により回転可能に支持されている。Zステージ92には、ボールねじ99aにより移動されるナット99bが取り付けられており、Zステージ92は、モータ96の回転により、Zガイド91に沿ってZ方向へ移動される。また、Zステージ92には、リブ93により、取り付けベース94が取り付けられており、取り付けベース94には、カメラユニット51が取り付けられている。カメラユニット51は、CCDカメラ51aと、レンズ51bとを含んで構成されている。
Xステージ57のX方向への移動及びYステージ55のY方向への移動により、カメラユニット51はXY方向へ移動される。図1の主制御装置70は、モータ81,86を制御して、各カメラユニット51を所定の位置へそれぞれ移動する。また、Zステージ92のZ方向への移動により、カメラユニット51はZ方向へ移動される。主制御装置70は、モータ96を制御して、各カメラユニット51の焦点がマスク2の下面及び基板1の表面に合う様に、各カメラユニット51をZ方向へそれぞれ移動する。
The
各カメラユニット51のCCDカメラ51aは、マスク2の下面の画像及び基板1の表面の画像をそれぞれ取得し、画像信号を、図1の画像処理装置50及び表示装置71へ出力する。図1において、表示装置71は、各カメラユニット51のCCDカメラ51aが取得した画像を表示する。
The
図9は、画像処理装置及び主制御装置のブロック図である。画像処理装置50は、制御部50a、演算処理部50b、画像メモリ50c、及び演算メモリ50dを含んで構成されている。演算メモリ50dには、画像認識の際の基準となるアライメントマーク1a,2aの画像が予め登録されている。画像メモリ50cは、各カメラユニット51のCCDカメラ51aが出力した画像信号を記憶する。演算処理部50bは、画像メモリ50cに記憶された画像信号を処理し、各カメラユニット51のCCDカメラ51aにより取得されたアライメントマーク1a,2aの画像と、演算メモリ50dに登録されたアライメントマーク1a,2aの画像とを比較して画像認識を行い、認識したアライメントマーク1a,2aの位置を検出する。制御部50aは、演算処理部50bが画像認識を行う際の判定条件を設定する。この判定条件には、画像認識の対象となる画像と予め登録された画像とが一致する度合いを判定する許容しきい値と、画像認識の対象となる画像のコントラストを判定するコントラストしきい値とがあり、両者を用いて画像認識の成否が判定される。
FIG. 9 is a block diagram of the image processing apparatus and the main control apparatus. The
図9において、主制御装置70は、画像処理装置50を制御する画像処理制御部70aと、カメラユニット移動機構及び焦点調節機構を制御するカメラユニット制御部70bと、ステージ駆動回路60を制御するステージ制御部70cと、メモリ70dとを含んで構成されている。なお、図9では、1つのカメラユニット移動機構のモータ81,86と、1つの焦点調節機構のモータ96とが示されており、他の3つのカメラユニット移動機構のモータ81,86と、他の3つの焦点調節機構のモータ96がそれぞれ省略されている。
In FIG. 9, the
以下、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アライメント方法について説明する。図10及び図11は、本発明の一実施の形態によるアライメント方法を示すフローチャートである。図10において、まず、搬送ラインから基板搬送ロボット30へ1枚目の基板を供給し(ステップ301)、その後、搬送ラインから基板搬送ロボット30への2枚目以降の基板の供給を停止する(ステップ302)。基板搬送ロボット30は、1枚目の基板を搬送ラインから温度調節装置40へ搬送し、温度調節装置40は、1枚目の基板を搭載して基板の温度を調節する(ステップ303)。温度調節装置40による基板の温度の調節後、基板搬送ロボット30は、1枚目の基板を温度調節装置40からチャック10へ搬送する(ステップ304)。
Hereinafter, an alignment method for a proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. 10 and 11 are flowcharts showing an alignment method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 10, first, the first substrate is supplied from the transfer line to the substrate transfer robot 30 (step 301), and then the supply of the second and subsequent substrates from the transfer line to the
続いて、主制御装置70のステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60によりXステージ5、Yステージ7及びθステージ8を駆動し、ロード/アンロード位置においてチャック10をXY方向へ移動及びθ方向へ回転して、基板1のプリアライメントを行う(ステップ305)。次に、ステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、チャック10を露光位置へ移動し、基板1を露光位置の1回目のショットを行う位置へ移動する(ステップ306)。主制御装置70のカメラユニット制御部70bは、各カメラユニット移動機構のモータ81,86を駆動して、各カメラユニット51をマスク2のアライメントマーク2aの上空へ移動する。(ステップ307)。
Subsequently, the
続いて、主制御装置70は、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して、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行う(ステップ308)。次に、主制御装置70は、1回目のショットに対する基板1のアライメントを行う(ステップ309)。図12は、ステップ309のアライメント動作のフローチャートである。図12は、マスク2及び基板1のアライメントマーク2a,1aを各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に入れる際、チャック10及び各カメラユニット51の移動を操作者が人手で指示する例を示している。
Subsequently, the
図12において、まず、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点をマスク2の下面に合わせる(ステップ501)。操作者は、表示装置71に表示された画像を見て、マスク2のアライメントマーク2aが各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に有るか否かを判断する(ステップ502)。マスク2のアライメントマーク2aがCCDカメラ51aの視野内に無い場合、操作者は、入力装置72により、カメラユニット51の移動を指示する(ステップ503)。カメラユニット制御部70bは、操作者からの指示に従って、カメラユニット移動機構のモータ81,86を駆動して、カメラユニット51を移動する(ステップ504)。マスク2のアライメントマーク2aが各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に入るまで、ステップ502〜504を繰り返す。
In FIG. 12, first, the
続いて、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点を基板1の表面に合わせる(ステップ505)。操作者は、表示装置71に表示された画像を見て、基板1のアライメントマーク1aが各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に有るか否かを判断する(ステップ506)。基板1のアライメントマーク1aがCCDカメラ51aの視野内に無い場合、操作者は、入力装置72により、チャック10の移動を指示する(ステップ507)。ステージ制御部70cは、操作者からの指示に従って、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、チャック10を移動する(ステップ508)。基板1のアライメントマーク1aが各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に入るまで、ステップ506〜508を繰り返す。
Subsequently, the camera
ステップ506において、基板1のアライメントマーク1aが各カメラユニット51のCCDカメラ51aの視野内に有る場合、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点をマスク2の下面に合わせる(ステップ511)。各カメラユニット51は、マスク2のアライメントマーク2aの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置50の演算処理部50bは、マスク2のアライメントマーク2aの画像認識、及びマスク2のアライメントマーク2aの位置検出を行う(ステップ512)。次に、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点を基板1の表面に合わせる(ステップ513)。各カメラユニット51は、基板1のアライメントマーク1aの画像をそれぞれ取得し、演算処理部50bは、基板1のアライメントマーク1aの画像認識、及び基板1のアライメントマーク1aの位置検出を行う(ステップ514)。
In
主制御装置70の画像処理制御部70aは、演算処理部50bが検出したマスク2の複数のアライメントマーク2aの位置及び基板1の複数のアライメントマーク1aの位置から、マスク2と基板1との位置ずれ量を検出し(ステップ515)、両者の位置ずれ量が所定値以下であるか否かを判断する(ステップ516)。マスク2と基板1との位置ずれ量が所定値以下でない場合、ステージ制御部70cは、画像処理制御部70aが検出したマスク2と基板1との位置ずれ量に基づき、Xステージ5及びYステージ7の移動量、並びにθステージ8の回転量を算出する(ステップ517)。そして、ステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5及びYステージ7を算出した移動量だけ移動させ、またθステージ8を算出した回転量だけ回転させて(ステップ518)、ステップ514へ戻る。
The image
ステップ516において、マスク2と基板1との位置ずれ量が所定値以下である場合、主制御装置70は、基板1のアライメントを終了する。基板1のアライメントが終了したとき、基板1のアライメントマーク1aと各カメラユニット51とは、相対的に画像認識に適した位置にある。
In
図10において、基板1のアライメント(ステップ309)後、ステージ制御部70c及びカメラユニット制御部70bは、基板1のアライメント後のチャック10の位置及び各カメラユニット51の位置を、メモリ70dにそのショットについての登録位置として記憶する(ステップ310)。続いて、主制御装置70は、全ショットについて登録位置の記憶が終了したか否かを判断する(ステップ311)。全ショットについて登録位置の記憶が終了していない場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、基板1のXY方向へのステップ移動を行い(ステップ312)、基板1を次のショットを行う位置へ移動する。そして、ステップ308へ戻り、全ショットについて登録位置の記憶が終了するまで、ステップ308〜312を繰り返す。
In FIG. 10, after alignment of the substrate 1 (step 309), the
ステップ311において、全ショットについて登録位置の記憶が終了した場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、チャック10をロード/アンロード位置へ移動する(ステップ313)。そして、基板搬送ロボット30は、1枚目の基板をチャック10から温度調節装置40へ戻し、温度調節装置40は、1枚目の基板を搭載して基板の温度を調節する(ステップ314)。1枚目の基板をチャック10から温度調節装置40へ戻した後、搬送ラインから基板搬送ロボット30への2枚目以降の基板の供給を再開する(ステップ315)。
In
基板の供給を再開した後、図11において、基板搬送ロボット30は、基板を搬送ラインから温度調節装置40へ搬送し、温度調節装置40は、基板を搭載して基板の温度を調節する(ステップ401)。但し、1枚目の基板については、図10のステップ314において、基板が既にチャック10から温度調節装置40へ戻されて基板の温度が調節されているので、この工程は不要である。温度調節装置40による基板の温度の調節後、基板搬送ロボット30は、基板を温度調節装置40からチャック10へ搬送する(ステップ402)。
After restarting the supply of the substrate, in FIG. 11, the
続いて、主制御装置70のステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60によりXステージ5、Yステージ7及びθステージ8を駆動し、ロード/アンロード位置においてチャック10をXY方向へ移動及びθ方向へ回転して、基板1のプリアライメントを行う(ステップ403)。次に、ステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、チャック10を、メモリ70dに記憶された1回目のショットについての登録位置へ移動する(ステップ404)。また、主制御装置70のカメラユニット制御部70bは、各カメラユニット移動機構のモータ81,86を駆動して、各カメラユニット51を、メモリ70dに記憶された1回目のショットについての登録位置へ移動する(ステップ405)。
Subsequently, the
続いて、主制御装置70は、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して、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行う(ステップ406)。次に、主制御装置70は、1回目のショットに対する基板1のアライメントを行う(ステップ407)。図13は、ステップ407のアライメント動作のフローチャートである。図11のステップ404及びステップ405において、チャック10及び各カメラユニット51をそのショットについての登録位置へ移動したとき、基板1のアライメントマーク1aとカメラユニット51とは相対的に画像認識に適した位置にあり、マスク2及び基板1のアライメントマーク2a,1aは、各カメラユニット51の視野内に有る。
Subsequently,
図13において、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点をマスク2の下面に合わせる(ステップ611)。各カメラユニット51は、マスク2のアライメントマーク2aの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置50の演算処理部50bは、マスク2のアライメントマーク2aの画像認識、及びマスク2のアライメントマーク2aの位置検出を行う(ステップ612)。次に、カメラユニット制御部70bは、焦点調節機構のモータ96を駆動して、各カメラユニット51の焦点を基板1の表面に合わせる(ステップ613)。各カメラユニット51は、基板1のアライメントマーク1aの画像をそれぞれ取得し、演算処理部50bは、基板1のアライメントマーク1aの画像認識、及び基板1のアライメントマーク1aの位置検出を行う(ステップ614)。
In FIG. 13, the
主制御装置70の画像処理制御部70aは、演算処理部50bが検出したマスク2の複数のアライメントマーク2aの位置及び基板1の複数のアライメントマーク1aの位置から、マスク2と基板1との位置ずれ量を検出し(ステップ615)、両者の位置ずれ量が所定値以下であるか否かを判断する(ステップ616)。マスク2と基板1との位置ずれ量が所定値以下でない場合、ステージ制御部70cは、画像処理制御部70aが検出したマスク2と基板1との位置ずれ量に基づき、Xステージ5及びYステージ7の移動量、並びにθステージ8の回転量を算出する(ステップ617)。そして、ステージ制御部70cは、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5及びYステージ7を算出した移動量だけ移動させ、またθステージ8を算出した回転量だけ回転させて(ステップ618)、ステップ614へ戻る。ステップ616において、マスク2と基板1との位置ずれ量が所定値以下である場合、主制御装置70は、基板1のアライメントを終了する。
The image
図11のステップ404及びステップ405において、Xステージ5及びYステージ7並びに各カメラユニット移動機構によりチャック10及び各カメラユニット51をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク2及び基板1のアライメントマーク2a,1aを各カメラユニット51の視野に入れるので、基板1のアライメント(ステップ407)においては、ショット毎に、基板1のアライメントマーク1aとカメラユニット51とが相対的に画像認識に適した位置へ速やかに移動される。従って、マスク2と基板1との位置合わせが迅速に行われ、タクトタイムが短縮される。
In
なお、ステップ404とステップ405を並行して行うと、タクトタイムがさらに短縮されるが、本発明はこれに限らず、ステップ404とステップ405を順番に行ってもよい。
Note that, if the
図11において、基板1のアライメント(ステップ407)後、カメラユニット制御部70bは、各カメラユニット移動機構のモータ81,86を駆動して、各カメラユニット51をマスクホルダ20の開口20aの外側の退避位置へ移動する(ステップ408)。そして、主制御装置70は、そのショットの露光を行い(ステップ409)、全ショットの露光が終了したか否かを判断する(ステップ410)。全ショットの露光が終了していない場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、基板1のXY方向へのステップ移動を行い(ステップ411)、基板1を次のショットを行う位置へ移動する。そして、ステップ404へ戻り、全ショットの露光が終了するまで、ステップ404〜411を繰り返す。
In FIG. 11, after alignment of the substrate 1 (step 407), the
ステップ410において、全ショットの露光が終了した場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路60によりXステージ5及びYステージ7を駆動して、チャック10をロード/アンロード位置へ移動する(ステップ412)。そして、基板搬送ロボット30は、露光が終了した基板を、チャック10から搬送ラインへ搬出する(ステップ413)。
In
図10に示す1枚目の基板においては、各ショットに対する基板のアライメント(ステップ309)に時間が掛かるので、基板のアライメント後にそのショットの露光を行うと、2枚目以降の基板とは露光時の基板の温度が異なって、パターンの露光精度が低下し、製品として使用できない無駄な基板が発生する。1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送ロボット30により1枚目の基板を温度調節装置40へ戻し(ステップ314)、図11に示す様に、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うので、1枚目の基板についても2枚目以降の基板と同じ温度条件で露光が行われ、製品として使用できない無駄な基板が発生しない。 In the first substrate shown in FIG. 10, since alignment of the substrate with respect to each shot (step 309) takes time, if the shot is exposed after the alignment of the substrate, the second and subsequent substrates are not exposed. As a result, the exposure accuracy of the pattern is lowered, and a useless substrate that cannot be used as a product is generated. In the first substrate, for each shot, the registered position for the shot is stored, then the shot is not exposed, and the registered positions for all shots are stored. The substrate is returned to the temperature control device 40 (step 314), and as shown in FIG. 11, each shot is aligned and exposed in the same procedure as the second and subsequent substrates as shown in FIG. For the second substrate, exposure is performed under the same temperature conditions as those for the second and subsequent substrates, and a useless substrate that cannot be used as a product does not occur.
また、1枚目の基板を基板搬送ロボット30へ供給した後、2枚目以降の基板の基板搬送ロボット30への供給を停止し(ステップ302)、基板搬送ロボット30により1枚目の基板を温度調節装置40へ戻した後、2枚目以降の基板の基板搬送ロボット30への供給を再開するので(ステップ315)、基板の供給を再開した後、温度調節装置40からチャック10への基板の搬送が1枚目の基板から順番に行われ、先入れ先出し(FIFO)方式で基板の露光が行われる。
Also, after the first substrate is supplied to the
なお、以上説明した実施の形態では、基板1のアライメント(ステップ309、407)において、マスク2のアライメントマーク2aの画像を取得した後、基板1のアライメントマーク1aの画像を取得しているが、基板1のアライメントマーク1aの画像を取得した後、マスク2のアライメントマーク2aの画像を取得してもよい。
In the embodiment described above, in the alignment of the substrate 1 (
以上説明した実施の形態によれば、1枚目の基板において、ショット毎に、基板のアライメント後のチャック10の位置及び各カメラユニット51の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、Xステージ5及びYステージ7並びに各カメラユニット移動機構によりチャック10及び各カメラユニット51をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク2及び基板1のアライメントマーク2a,1aを各カメラユニット51の視野に入れることにより、2枚目以降の基板において、ショット毎に、基板1のアライメントマーク1aとカメラユニット51とを相対的に画像認識に適した位置へ速やかに移動することができる。従って、マスク2と基板1との位置合わせを迅速に行って、タクトタイムを短縮することができる。
According to the embodiment described above, the position of the
さらに、1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送ロボット30により1枚目の基板を温度調節装置40へ戻し、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うことにより、1枚目の基板についても2枚目以降の基板と同じ温度条件で露光を行い、製品として使用できない無駄な基板が発生するのを防止することができる。
Further, in the first substrate, for each shot, the registered position for the shot is stored, then the shot is not exposed, and the registered positions for all the shots are stored. The first substrate is returned to the
さらに、1枚目の基板を基板搬送ロボット30へ供給した後、2枚目以降の基板の基板搬送ロボット30への供給を停止し、基板搬送ロボット30により1枚目の基板を温度調節装置40へ戻した後、2枚目以降の基板の基板搬送ロボット30への供給を再開することにより、温度調節装置40からチャック10への基板の搬送を1枚目の基板から順番に行い、先入れ先出し(FIFO)方式で基板の露光を行うことができる。
Further, after the first substrate is supplied to the
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アライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うことにより、マスクと基板との位置合わせを迅速に行って、タクトタイムを短縮することができるので、表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。 By exposing the substrate using the proximity exposure apparatus of the present invention, or by aligning the mask and the substrate using the alignment method of the proximity exposure apparatus of the present invention, Since the alignment between the mask and the substrate can be performed quickly and the tact time can be shortened, the display panel substrate can be manufactured with high throughput.
例えば、図14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。 For example, FIG. 14 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the TFT substrate of the liquid crystal display device. In the thin film formation step (step 101), a thin film such as a conductor film or an insulator film, which becomes a transparent electrode for driving liquid crystal, is formed on the substrate by sputtering, plasma chemical vapor deposition (CVD), or the like. In the resist coating process (step 102), a photosensitive resin material (photoresist) is applied by a roll coating method or the like to form a photoresist film on the thin film formed in the thin film forming process (step 101). In the exposure step (step 103), the mask pattern is transferred to the photoresist film using a proximity exposure apparatus, a projection exposure apparatus, or the like. In the development step (step 104), a developer is supplied onto the photoresist film by a shower development method or the like to remove unnecessary portions of the photoresist film. In the etching process (step 105), a portion of the thin film formed in the thin film formation process (step 101) that is not masked by the photoresist film is removed by wet etching. In the stripping step (step 106), the photoresist film that has finished the role of the mask in the etching step (step 105) is stripped with a stripping solution. Before or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary. These steps are repeated several times to form a TFT array on the substrate.
また、図15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。 FIG. 15 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the color filter substrate of the liquid crystal display device. In the black matrix forming step (step 201), a black matrix is formed on the substrate by processing such as resist coating, exposure, development, etching, and peeling. In the colored pattern forming step (step 202), a colored pattern is formed on the substrate by a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, or the like. This process is repeated for the R, G, and B coloring patterns. In the protective film forming step (step 203), a protective film is formed on the colored pattern, and in the transparent electrode film forming step (step 204), a transparent electrode film is formed on the protective film. Before, during or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary.
図14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15に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、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アライメント方法を適用することができる。 In the TFT substrate manufacturing process shown in FIG. 14, in the exposure process (step 103), in the color filter substrate manufacturing process shown in FIG. 15, in the exposure process of the colored pattern forming process (step 202), the proxy of the present invention. The alignment method of the proximity exposure apparatus or proximity exposure apparatus of the present invention can be applied.
1 基板
1a,2a アライメントマーク
2 マスク
3 ベース
4 Xガイド
5 Xステージ
6 Yガイド
7 Yステージ
8 θステージ
9 チャック支持台
10 チャック
20 マスクホルダ
30 基板搬送ロボット
31 ハンドリングアーム
40 温度調節装置
41 台
50 画像処理装置
50a 制御部
50b 演算処理部
50c 画像メモリ
50d 演算メモリ
51 カメラユニット
51a CCDカメラ
51b レンズ
53 トップフレーム
54 Yガイド
55 Yステージ
56 Xガイド
57 Xステージ
58,59 リブ
60 ステージ駆動回路
70 主制御装置
70a 画像処理制御部
70b カメラユニット制御部
70c ステージ制御部
70d メモリ
71 表示装置
72 入力装置
81,86,96 モータ
82,87,97 軸継手
83,88,98 軸受
84a,89a,99a ボールねじ
84b,89b,99b ナット
90 Zベース
91 Zガイド
92 Zステージ
93 リブ
94 取り付けベース
95 モータ台
DESCRIPTION OF
Claims (7)
マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、
各画像取得装置を移動する複数の移動機構と、
各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、
ショット毎に、前記ステージ及び各移動機構により前記チャック及び各画像取得装置を移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、前記画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、基板のアライメントを行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、1枚目の基板において、ショット毎に、基板のアライメント後の前記チャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、2枚目以降の基板において、ショット毎に、前記ステージ及び各移動機構により前記チャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れることを特徴とするプロキシミティ露光装置。 A mask holder that holds a mask, a chuck that supports the substrate, and a stage that moves the chuck, and the chuck is moved by the stage to perform step movement of the substrate in the XY directions. In proximity exposure equipment that divides and exposes shots,
A plurality of image acquisition devices for acquiring images of a plurality of alignment marks provided on the mask and the substrate and outputting image signals;
A plurality of moving mechanisms for moving each image acquisition device;
An image processing device that processes the image signal output by each image acquisition device and detects the position of the alignment mark;
For each shot, the chuck and each image acquisition device are moved by the stage and each moving mechanism, the mask and substrate alignment marks are placed in the field of view of each image acquisition device, and the mask alignment mark detected by the image processing device And a control means for aligning the substrate by moving the chuck by the stage based on the position of the substrate and the position of the alignment mark on the substrate,
The control means stores, for each shot, the position of the chuck after alignment of the substrate and the position of each image acquisition device as a registered position for the shot on the first substrate, and the second and subsequent substrates. In each shot, the stage and each moving mechanism move the chuck and each image acquisition device to a registration position for the shot, and put the mask and substrate alignment marks in the field of view of each image acquisition device. Proximity exposure equipment.
基板を、前記温度調節装置へ搬送し、前記温度調節装置から前記チャックへ搬送する基板搬送装置とを備え、
前記制御手段は、1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、
前記基板搬送装置は、前記制御手段が全ショットについての登録位置を記憶した後、1枚目の基板を前記温度調節装置へ戻し、
その後、前記制御手段は、1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光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。 A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the substrate by mounting the substrate before being transferred to the chuck;
A substrate transport device that transports the substrate to the temperature control device and transports the substrate from the temperature control device to the chuck;
In the first substrate, for each shot, the control means stores the registration position for the shot, and then does not expose the shot.
The substrate transfer device returns the first substrate to the temperature adjustment device after the control means stores the registration positions for all shots,
2. The proximity exposure apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs alignment and exposure of each shot on the first substrate in the same procedure as the second and subsequent substrates.
マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置を移動する複数の移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と設け、
1枚目の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置を移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行い、基板のアライメント後のチャックの位置及び各画像取得装置の位置を、そのショットについての登録位置として記憶し、
2枚目以降の基板において、ショット毎に、ステージ及び各移動機構によりチャック及び各画像取得装置をそのショットについての登録位置へ移動して、マスク及び基板のアライメントマークを各画像取得装置の視野に入れ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、基板のアライメントを行うことを特徴とするプロキシミティ露光装置のアライメント方法。 A mask holder for holding the mask, a chuck for supporting the substrate, and a stage for moving the chuck are provided. The chuck is moved by the stage to perform step movement of the substrate in the XY directions so that one surface of the substrate is made into a plurality of shots. An alignment method for a proximity exposure apparatus that performs exposure separately.
A plurality of image acquisition devices that acquire images of a plurality of alignment marks provided on the mask and the substrate and output image signals, a plurality of movement mechanisms that move each image acquisition device, and each image acquisition device output Provided with an image processing device that processes the image signal and detects the position of the alignment mark,
On the first substrate, for each shot, the chuck and each image acquisition device are moved by the stage and each moving mechanism, the mask and the alignment mark of the substrate are placed in the field of view of each image acquisition device, and the image processing device detects Based on the position of the alignment mark on the mask and the position of the alignment mark on the substrate, the chuck is moved by the stage, the substrate is aligned, and the position of the chuck after alignment of the substrate and the position of each image acquisition device are shot. As the registered location of
In the second and subsequent substrates, for each shot, the stage and each moving mechanism move the chuck and each image acquisition device to the registration position for that shot, and the mask and substrate alignment marks are in the field of view of each image acquisition device. An alignment method for a proximity exposure apparatus, wherein the alignment of the substrate is performed by moving the chuck by a stage based on the position of the alignment mark on the mask and the position of the alignment mark on the substrate detected by the image processing apparatus.
1枚目の基板において、ショット毎に、そのショットについての登録位置を記憶した後、そのショットの露光を行わず、
全ショットについての登録位置を記憶した後、基板搬送装置により1枚目の基板を温度調節装置へ戻し、
1枚目の基板についても、2枚目以降の基板と同じ手順で各ショットのアライメント及び露光を行うことを特徴とする請求項3に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。 A temperature adjustment device for adjusting the temperature of the substrate by mounting the substrate before being transferred to the chuck, and a substrate transfer device for transferring the substrate to the temperature adjustment device and transferring it from the temperature adjustment device to the chuck,
In the first substrate, for each shot, after storing the registered position for that shot, the shot is not exposed,
After storing the registration positions for all shots, the substrate transfer device returns the first substrate to the temperature control device,
4. The proximity exposure apparatus alignment method according to claim 3, wherein the alignment and exposure of each shot are performed on the first substrate in the same procedure as the second and subsequent substrates.
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CN109725501A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 株式会社阿迪泰克工程 | Double-side exposal device |
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