JP5077655B2 - Proximity scan exposure apparatus and air pad - Google Patents

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JP5077655B2 JP2007154204A JP2007154204A JP5077655B2 JP 5077655 B2 JP5077655 B2 JP 5077655B2 JP 2007154204 A JP2007154204 A JP 2007154204A JP 2007154204 A JP2007154204 A JP 2007154204A JP 5077655 B2 JP5077655 B2 JP 5077655B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proximity scanning exposure apparatus and an air pad that can reduce the cost of manufacturing a mask and achieve high-quality efficient exposure. <P>SOLUTION: The proximity scanning exposure apparatus 1 irradiates a substrate W transferred in an X direction while approaching a plurality of masks M, with exposure light EL through the plurality of masks M to impart patterns P of the plurality of masks M onto the substrate W by exposure. The proximity scanning exposure apparatus 1 is equipped with a plurality of air pads 23, 24, 25a, 25b that float and support the substrate W, and the air pad 25a opposing to the mask M in the plurality of air pads 23, 24, 25a, 25b is larger than the exposure region of the mask M. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、近接スキャン露光装置及びエアパッドに関し、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パターンを露光転写するのに好適な近接スキャン露光装置及びエアパッドに関する。   The present invention relates to a proximity scan exposure apparatus and an air pad, for example, a proximity scan exposure apparatus and an air pad suitable for exposing and transferring a mask pattern onto a substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display.
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。特に、特許文献1の技術では、基板に対して、それより小型のマスクと光源とを同期して移動させることで、大型の基板にマスクのパターンを露光できるようになっている。
特開平11−237744号公報
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. 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. In particular, in the technique of Patent Document 1, a mask pattern can be exposed on a large substrate by moving a smaller mask and a light source in synchronization with the substrate.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-237744
ところで、このような露光装置においては、1枚のマスクを用いて露光が行われているため、ステップ数を少なくしてタクトタイムを短縮するためにはできるだけ大きなマスクを用いることが望ましいが、大きなマスクの製造は大幅なコストアップとなる。また、該露光装置においては、基板を所定方向に搬送するために、エアパッドが設けられている。エアパッドは、支持面から基板に向かって吐出されたエアの圧力で、基板を浮上させて支持するものであり、支持面との摩擦がほとんどないので、スムーズに基板を搬送できる。しかるに、基板の下方には、複数のエアパッドが配置されることになるが、マスク直下のエアパッドの配置によっては、エアパッドによる露光むらが発生する可能性がある。   By the way, in such an exposure apparatus, since exposure is performed using one mask, it is desirable to use a mask as large as possible in order to reduce the number of steps and shorten the tact time. Manufacturing the mask is a significant cost increase. In the exposure apparatus, an air pad is provided to transport the substrate in a predetermined direction. The air pad floats and supports the substrate with the pressure of air discharged from the support surface toward the substrate, and there is almost no friction with the support surface, so that the substrate can be transported smoothly. However, a plurality of air pads are arranged below the substrate. However, depending on the arrangement of the air pads directly under the mask, uneven exposure due to the air pads may occur.
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、マスクの製造コストを低減することができ、高品質で、効率的な露光を実現する近接スキャン露光装置及びエアパッドを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a proximity scan exposure apparatus and an air pad that can reduce the manufacturing cost of a mask and realize high-quality and efficient exposure. There is to do.
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
(1) 複数のマスクに近接しながら所定方向に搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する近接スキャン露光装置であって、
前記基板を浮上させて支持する複数のエアパッドを備え、
前記複数のエアパッドのうち、前記マスクと対向配置される前記エアパッドは、前記マスクの露光領域より大きく、
前記複数のエアパッドは、長手方向が前記所定方向と交差する方向に沿うように敷設される前記マスクと対向配置される前記エアパッドと、長手方向が前記所定方向に沿うように敷設される他のエアパッドと、を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
(2) 前記マスクと対向配置される前記エアパッドは、複数の排気孔及び複数の吸気孔を有する吸排気エアパッドであることを特徴とする(1)に記載の近接スキャン露光装置。
) 前記基板が前記マスクと対向配置される領域より上流側に配置される前記エアパッドは、手方向が前記所定方向に沿うように敷設され、複数の排気孔を有する排気エアパッドであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の近接スキャン露光装置。
) 隣接する前記エアパッド間には、少なくとも一つの検出手段が、前記エアパッドの上面より突出しないように配置されており、
前記検出手段は、前記マスクと前記基板とのギャップを検出し、若しくは前記マスクと前記基板との相対位置ズレを検出することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1つに記載の近接スキャン露光装置。
(5) 前記検出手段は、前記マスクと前記基板とのギャップを検出する少なくとも一つの第1の検出手段と、前記マスクと前記基板との相対位置ズレを検出する少なくとも一つの第2の検出手段と、を有することを特徴とする(4)に記載の近接スキャン露光装置。
(6) 前記第1の検出手段は、前記基板の厚さを検出するギャップセンサであることを特徴とする(5)に記載の近接スキャン露光装置。
(7) 前記第2の検出手段は、カメラであることを特徴とする(5)又は(6)に記載の近接スキャン露光装置。
) (1)〜(7)のいずれか1つに記載の近接スキャン露光装置に使用されることを特徴とするエアパッド。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A proximity scan exposure apparatus that irradiates a substrate conveyed in a predetermined direction while approaching a plurality of masks through the plurality of masks to expose the patterns of the plurality of masks on the substrate. Because
A plurality of air pads that float and support the substrate;
Wherein the plurality of air pads, the air pads the masked and opposed is much larger than the exposure region of the mask,
The plurality of air pads include an air pad that is arranged to face the mask that is laid so that a longitudinal direction thereof intersects with the predetermined direction, and another air pad that is laid so that a longitudinal direction thereof follows the predetermined direction. And a proximity scanning exposure apparatus.
(2) The proximity scan exposure apparatus according to (1), wherein the air pad arranged to face the mask is an intake / exhaust air pad having a plurality of exhaust holes and a plurality of intake holes.
(3) the air pads which the substrate is disposed on the upstream side of the mask arranged opposite the area, that the length side direction is laid along the predetermined direction, an exhaust air pad having a plurality of exhaust holes (3) The proximity scanning exposure apparatus according to (1) or (2) .
( 4 ) Between the adjacent air pads, at least one detection means is arranged so as not to protrude from the upper surface of the air pad ,
Said detecting means detects a gap between the substrate and the mask, or according to any one of and detecting the relative positional deviation between the mask and the substrate (1) to (3) Proximity scan exposure equipment.
(5) The detection means includes at least one first detection means for detecting a gap between the mask and the substrate, and at least one second detection means for detecting a relative positional deviation between the mask and the substrate. The proximity scan exposure apparatus according to (4), characterized by comprising:
(6) The proximity scan exposure apparatus according to (5), wherein the first detection unit is a gap sensor that detects a thickness of the substrate.
(7) The proximity scanning exposure apparatus according to (5) or (6), wherein the second detection means is a camera.
(8) (1) air pad, characterized in that for use in proximity scanning exposure apparatus according to any one of (1) to (7).
本発明の近接スキャン露光装置によれば、複数のマスクに近接しながら所定方向に搬送される基板に対して複数のマスクを介して露光用光を照射し、基板に複数のマスクのパターンを露光する。従って、小型化したマスクを複数使用し、基板を搬送しながら露光することで、マスクの製造コストを低減することができるとともに、効率的な露光を実現する。また、近接スキャン露光装置は、基板を浮上させて支持する複数のエアパッドを備え、複数のエアパッドのうち、マスクと対向配置されるエアパッドは、マスクの露光領域より大きいので、エアパッドによる露光むらの発生が抑制され、高品質な露光を実現することができる。さらに、本発明のエアパッドは、上記近接スキャン露光装置に使用されるものとする。   According to the proximity scan exposure apparatus of the present invention, exposure light is irradiated through a plurality of masks to a substrate which is conveyed in a predetermined direction while approaching a plurality of masks, and a plurality of mask patterns are exposed on the substrate. To do. Therefore, by using a plurality of miniaturized masks and performing exposure while transporting the substrate, the manufacturing cost of the mask can be reduced, and efficient exposure is realized. In addition, the proximity scan exposure apparatus includes a plurality of air pads that float and support the substrate, and among the plurality of air pads, the air pads arranged opposite to the mask are larger than the exposure area of the mask. Is suppressed, and high-quality exposure can be realized. Furthermore, the air pad of the present invention is used in the proximity scan exposure apparatus.
以下、本発明の一実施形態に係る近接スキャン露光装置及びエアパッドについて図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a proximity scan exposure apparatus and an air pad according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態の近接スキャン露光装置1は、図6に示すように、マスクMに近接しながら所定方向に搬送される略矩形状の基板Wに対して、パターンPを形成した複数のマスクMを介して露光用光ELを照射し、基板WにパターンPを露光転写する。即ち、該露光装置1は、基板Wを複数のマスクMに対して相対移動しながら露光転写が行われるスキャン露光装置である。なお、本実施形態で使用されるマスクのサイズは、350mm×250mmに設定されており、パターンPのX方向長さは、有効露光領域のX方向長さに対応する。   As shown in FIG. 6, the proximity scan exposure apparatus 1 of the present embodiment applies a plurality of masks M on which a pattern P is formed to a substantially rectangular substrate W that is transported in a predetermined direction while approaching the mask M. Then, the exposure light EL is radiated to expose and transfer the pattern P onto the substrate W. That is, the exposure apparatus 1 is a scan exposure apparatus that performs exposure transfer while moving the substrate W relative to a plurality of masks M. Note that the size of the mask used in the present embodiment is set to 350 mm × 250 mm, and the X-direction length of the pattern P corresponds to the X-direction length of the effective exposure region.
近接スキャン露光装置1は、図1及び図5に示すように、基板Wを浮上させて支持すると共に、基板Wを所定方向(図において、X方向)に搬送する基板搬送機構20と、複数のマスクMをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向(図において、Y方向)に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部71を有するマスク保持機構70と、複数のマスク保持部71の上部にそれぞれ配置され、露光用光ELを照射する複数の照射部80と、複数の照射部80と複数のマスク保持部71との間にそれぞれ配置され、照射部80から出射された露光用光ELを遮光する複数の遮光装置90と、複数のマスク保持部71に保持される各マスクMを交換するためのマスクチェンジャー120と、マスクチェンジャー120がマスクMを交換する前にマスクMをプリアライメントするマスクプリアライメント機構140と、これらを制御する制御部190を備える。   As shown in FIGS. 1 and 5, the proximity scan exposure apparatus 1 floats and supports the substrate W, and transports the substrate W in a predetermined direction (X direction in the drawing), and a plurality of the substrate scanning mechanism 20. A mask holding mechanism 70 having a plurality of mask holding portions 71 each holding a mask M and arranged in two rows in a staggered manner along a direction (Y direction in the figure) intersecting with a predetermined direction, and a plurality of mask holding portions The plurality of irradiation units 80 that are respectively arranged on the upper part of the 71 and irradiate the exposure light EL, and are arranged between the plurality of irradiation units 80 and the plurality of mask holding units 71, and the exposure emitted from the irradiation unit 80. A plurality of light shielding devices 90 that shield the light EL, a mask changer 120 for exchanging each mask M held by the plurality of mask holding units 71, and the mask changer 120 exchanges the mask M. A mask pre-alignment mechanism 140 for pre-alignment of the mask M before, a control unit 190 for controlling these.
これら基板搬送機構20、マスク保持機構70、複数の照射部80、遮光装置90、マスクチェンジャー120、及び、マスクプリアライメント機構140は、レベルブロック3(図4参照。)を介して地面に設置される装置ベース2上に配置されている。ここで、基板搬送機構20が基板Wを搬送する領域のうち、上方にマスク保持機構70が配置される領域をマスク配置領域EA、マスク配置領域EAに対して上流側の領域を基板搬入側領域IA、露光領域EAに対して下流側の領域を基板搬出側領域OAと称す。   The substrate transport mechanism 20, the mask holding mechanism 70, the plurality of irradiation units 80, the light shielding device 90, the mask changer 120, and the mask pre-alignment mechanism 140 are installed on the ground via the level block 3 (see FIG. 4). It is arranged on the device base 2. Here, of the regions where the substrate transport mechanism 20 transports the substrate W, the region where the mask holding mechanism 70 is disposed above is the mask placement region EA, and the region upstream of the mask placement region EA is the substrate carry-in region. A region downstream of IA and exposure region EA is referred to as a substrate carry-out region OA.
基板搬送機構20は、装置ベース2上に他のレベルブロック4を介して設置された複数の角パイプ等によってそれぞれ構成される搬入フレーム5、精密フレーム6、搬出フレーム7上に配置され(図4参照。)、エアで基板Wを浮上させて支持する浮上ユニット21と、浮上ユニット21のY方向側方で、装置ベース2上にさらに他のレベルブロック8を介して設置されたフレーム9上に配置され、基板Wを把持すると共に、基板WをX方向に搬送する基板駆動ユニット40と、基板搬入側領域IAに設けられ、この基板搬入側領域IAで待機される基板Wのプリアライメントを行う基板プリアライメント機構50と、基板Wのアライメントを行う基板アライメント機構60と、を有する。なお、各レベルブロック3,4,8は、除振台と置き換えられても良い。   The substrate transport mechanism 20 is disposed on the carry-in frame 5, the precision frame 6, and the carry-out frame 7 respectively configured by a plurality of square pipes or the like installed on the apparatus base 2 via other level blocks 4 (FIG. 4). See), a floating unit 21 that floats and supports the substrate W by air, and a frame 9 installed on the apparatus base 2 via another level block 8 on the side of the floating unit 21 in the Y direction. The substrate driving unit 40 that is arranged and holds the substrate W and transports the substrate W in the X direction and the substrate loading side area IA are provided, and the substrate W waiting in the substrate loading side area IA is pre-aligned. A substrate pre-alignment mechanism 50 and a substrate alignment mechanism 60 that performs alignment of the substrate W are included. Each level block 3, 4, 8 may be replaced with a vibration isolation table.
浮上ユニット21は、図3〜図5に示すように、搬入出及び精密フレーム5,6,7の上面から上方に延びる複数の連結棒22が下面にそれぞれ取り付けられる長尺状の複数の排気エアパッド23,24及び長尺状の複数の吸排気エアパッド25a,25bと、各エアパッド23,24,25a,25bに形成された複数の排気孔26からエアを排出するエア排出系30及びエア排出用ポンプ31と、吸排気エアパッド25a,25bに形成された吸気孔27からエアを吸引するためのエア吸引系32及びエア吸引用ポンプ33と、を備える。   As shown in FIGS. 3 to 5, the levitation unit 21 includes a plurality of long exhaust air pads to which a plurality of connecting rods 22 extending from the upper surface of the carry-in / out and precision frames 5, 6, 7 are respectively attached to the lower surface. 23, 24 and a plurality of elongate intake / exhaust air pads 25a, 25b, an air exhaust system 30 for exhausting air from a plurality of exhaust holes 26 formed in each air pad 23, 24, 25a, 25b, and an air exhaust pump 31, and an air suction system 32 and an air suction pump 33 for sucking air from the intake holes 27 formed in the intake / exhaust air pads 25 a and 25 b.
基板搬入側領域IA及び基板搬出側領域OAに配置される排気エアパッド23は、長手方向が主にX方向に沿うように敷設されており、隣接するパッド同士の間隔を比較的大きくしてコストダウンを図っている。また、図3に示すように、マスク配置領域EAに配置されるエアパッド24,25a,25bのうち、排気エアパッド24は、長手方向がX方向に沿うように敷設される一方、吸排気エアパッド25a,25bは、長手方向がY方向に沿うように敷設されている。   The exhaust air pads 23 arranged in the substrate carry-in side area IA and the substrate carry-out side area OA are laid so that the longitudinal direction is mainly along the X direction, and the distance between adjacent pads is relatively increased to reduce the cost. I am trying. As shown in FIG. 3, among the air pads 24, 25a, 25b arranged in the mask arrangement area EA, the exhaust air pad 24 is laid so that the longitudinal direction is along the X direction, while the intake / exhaust air pads 25a, 25b is laid so that the longitudinal direction is along the Y direction.
また、吸排気エアパッド25a,25bは、図5に示すように、複数の排気孔26及び複数の吸気孔27を有しており、エアパッド25a,25bの支持面34と基板Wとの間のエア圧をバランス調整し、所定の浮上量に高精度で設定することができ、安定した高さで水平支持することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the intake / exhaust air pads 25a, 25b have a plurality of exhaust holes 26 and a plurality of intake holes 27, and air between the support surfaces 34 of the air pads 25a, 25b and the substrate W is provided. The pressure can be balanced and set to a predetermined flying height with high accuracy, and can be horizontally supported at a stable height.
図6に示すように、吸排気エアパッド25a,25bは、マスク保持部71に保持された露光時におけるマスクMの下方に位置するように対向配置され、マスクMのパターンPが形成された露光領域より大きく設計されている。このように吸排気エアパッド25a,25bが、マスクMの露光領域より大きく設計されることで、エアパッドによる露光むらが発生するのを抑制することができる。   As shown in FIG. 6, the intake / exhaust air pads 25 a and 25 b are arranged to face each other so as to be positioned below the mask M at the time of exposure held by the mask holding unit 71, and the exposure region where the pattern P of the mask M is formed. Designed larger. In this way, the intake / exhaust air pads 25a and 25b are designed to be larger than the exposure area of the mask M, so that it is possible to suppress the occurrence of uneven exposure due to the air pads.
なお、精密フレーム6は、マスク配置領域EAに配置された吸排気エアパッド24,25a,25bからY方向一側に延設されており、後述するマスクプリアライメント機構140を構成する排気エアパッド141が、長手方向をY方向に沿うように連続配置されている。   The precision frame 6 extends from the intake / exhaust air pads 24, 25a, 25b arranged in the mask arrangement area EA to one side in the Y direction, and an exhaust air pad 141 constituting a mask pre-alignment mechanism 140 described later is provided. The longitudinal direction is continuously arranged along the Y direction.
基板駆動ユニット40は、図2に示すように、真空吸着により基板Wを把持する把持部材41と、把持部材41をX方向に沿って案内するリニアガイド42と、把持部材41をX方向に沿って駆動する駆動モータ43及びボールねじ機構44と、フレーム9の上面から突出するように、基板搬入領域IAにおけるフレーム9の側方にZ方向に移動可能且つ回転自在に取り付けられ、マスク保持機構70への搬送待ちの基板Wの下面を支持する複数のワーク衝突防止ローラ45と、を備える。なお、基板駆動ユニット40は、基板Wの撓み等を考慮して、Y方向一側のみに設けられているが、Y方向両側に設けられる構成であってもよい。また、把持部材41は、基板Wのθ方向(X,Y方向からなる水平面の法線回り)の駆動を許容する構成であってもよい。   As shown in FIG. 2, the substrate drive unit 40 includes a gripping member 41 that grips the substrate W by vacuum suction, a linear guide 42 that guides the gripping member 41 along the X direction, and a gripping member 41 along the X direction. The mask holding mechanism 70 is attached to the drive motor 43 and the ball screw mechanism 44, which are driven in the above manner, and to be movable in the Z direction so as to protrude from the upper surface of the frame 9 and to the side of the frame 9 in the substrate carry-in area IA. And a plurality of work collision prevention rollers 45 that support the lower surface of the substrate W waiting to be conveyed to. The substrate driving unit 40 is provided only on one side in the Y direction in consideration of the bending of the substrate W, but may be provided on both sides in the Y direction. In addition, the gripping member 41 may be configured to allow driving of the substrate W in the θ direction (around the horizontal plane normal to the X and Y directions).
基板プリアライメント機構50は、図7に示すように、基板搬入側領域IAのX方向上流側、及びY方向一側、即ち、基板搬入側領域IAで待機される基板Wの対向辺の一側近傍に配置される複数の基準ピン51,52と、X方向下流側、及びY方向他側、即ち、待機した基板Wの対向辺の他側近傍に配置される複数の押し当てピン53,54と、基板Wを吸着すると共に、吸着した基板Wと共にX方向に駆動可能なハンドシェイクピン55と、を有する。   As shown in FIG. 7, the substrate pre-alignment mechanism 50 includes an upstream side in the X direction of the substrate carry-in side area IA and one side in the Y direction, that is, one side of the opposite side of the substrate W waiting in the substrate carry-in side area IA. A plurality of reference pins 51, 52 arranged in the vicinity, and a plurality of pressing pins 53, 54 arranged in the X direction downstream side and the other side in the Y direction, that is, in the vicinity of the other side of the opposite side of the waiting substrate W. And a handshake pin 55 that adsorbs the substrate W and can be driven in the X direction together with the adsorbed substrate W.
X方向に対向して配置された基準ピン51及び押し当てピン53は、上面視で複数のエアパッド23と重ならない位置に配置される。これら基準ピン51及び押し当てピン53はそれぞれ、図示しない駆動部により、搬入フレーム5の上面から上方に進退可能であると共に、X方向に移動可能である。Y方向に対向して配置された基準ピン52及び押し当てピン54は、Y方向両側の一対のフレーム10(図1参照。)に跨ってY方向に延びる一対の連結フレーム11に掛け渡されるX方向フレーム18に取り付けられる。基準ピン52は、図示しない駆動部により、下方に進退可能に設けられ、また、押し当てピン54は、図示しない駆動部により、下方に進退可能であると共に、Y方向に移動可能である。また、これら基準ピン51,52及び押し当てピン53,54は、基板Wの縁端面と当接する軸受ローラ58,59をそれぞれ有する。さらに、ハンドシェイクピン55は、エアパッド23が配置されていない基板Wと対向可能な位置で搬入フレーム5に設けられ、図示しない駆動部により基板搬入領域IAの略2/3程度に亘ってX方向に移動可能である。   The reference pin 51 and the pressing pin 53 that are disposed to face each other in the X direction are disposed at positions that do not overlap with the plurality of air pads 23 in a top view. Each of the reference pin 51 and the pressing pin 53 can move forward and backward from the upper surface of the carry-in frame 5 and can move in the X direction by a driving unit (not shown). The reference pin 52 and the pressing pin 54 arranged to face each other in the Y direction are stretched over a pair of connecting frames 11 extending in the Y direction across a pair of frames 10 (see FIG. 1) on both sides in the Y direction. Attached to the direction frame 18. The reference pin 52 is provided so as to be able to advance and retract downward by a drive unit (not shown), and the pressing pin 54 can be advanced and retracted downward by a drive unit (not shown) and can be moved in the Y direction. The reference pins 51 and 52 and the pressing pins 53 and 54 have bearing rollers 58 and 59 that abut against the edge surface of the substrate W, respectively. Furthermore, the handshake pin 55 is provided in the carry-in frame 5 at a position that can face the substrate W on which the air pad 23 is not disposed, and is driven in the X direction over approximately 2/3 of the substrate carry-in area IA by a drive unit (not shown). Can be moved to.
なお、基準ピン51のX方向位置は、基板Wのサイズ変更や、基板毎のアライメントマーク位置の変更、後述する遮光装置90との同期を図るための基板Wの搬送開始位置変更等によって調整される。また、各基準ピン及び押し当てピンの本数は、少なくとも図7に示された数、即ち、2本の基準ピン51と、それぞれ1本の基準ピン52、押し当てピン53,54だけ最低限あればよく、必要に応じて増加してもよい。   The position of the reference pin 51 in the X direction is adjusted by changing the size of the substrate W, changing the alignment mark position for each substrate, changing the transfer start position of the substrate W in order to synchronize with the light shielding device 90 described later, and the like. The Further, the number of each reference pin and pressing pin is at least the number shown in FIG. 7, that is, two reference pins 51, one reference pin 52, and pressing pins 53 and 54, respectively. What is necessary is just to increase as needed.
基板アライメント機構60も、図7に示すように、基板Wに設けられた基準マークを検出する2つのアライメント用カメラ61と、基板Wを吸着すると共に、吸着した基板Wと共にY方向にそれぞれ駆動可能な一対のθ補正用吸着ピン62と、を有する。   As shown in FIG. 7, the substrate alignment mechanism 60 can also be driven in the Y direction together with the two alignment cameras 61 for detecting the reference marks provided on the substrate W and the substrate W, and with the sucked substrate W. A pair of θ correction suction pins 62.
アライメント用カメラ61は、連結フレーム11にそれぞれ取り付けられ、図示しない駆動部によりY方向に沿って移動可能である。これにより、カメラ61が基準マークを検出することで、アライメント時の基板WのX,Y,θ方向の補正移動量が算出される。一対の吸着ピン62は、エアパッド23が配置されていない基板Wと対向可能な位置で搬入フレーム5に設けられ、図示しない駆動部によりY方向及びZ方向に移動可能である。従って、X方向に所定距離離れた一対の吸着ピン62がY方向に相対的に移動することで、吸着された基板Wのθ方向の位置合わせが行われる。なお、基板WのX,Y方向のアライメント調整は、把持部材41のX方向補正、後述するマスク保持部71のY方向補正によって行われる。   The alignment cameras 61 are respectively attached to the connection frames 11 and can be moved along the Y direction by a driving unit (not shown). Thereby, when the camera 61 detects the reference mark, the correction movement amount in the X, Y, and θ directions of the substrate W during alignment is calculated. The pair of suction pins 62 is provided on the carry-in frame 5 at a position that can face the substrate W on which the air pad 23 is not disposed, and can be moved in the Y direction and the Z direction by a drive unit (not shown). Accordingly, the pair of suction pins 62 that are separated by a predetermined distance in the X direction move relative to each other in the Y direction, so that the suctioned substrate W is aligned in the θ direction. The alignment adjustment of the substrate W in the X and Y directions is performed by correcting the X direction of the holding member 41 and correcting the Y direction of the mask holding unit 71 described later.
マスク保持機構70は、図2及び図5に示すように、上述した複数のマスク保持部71と、マスク保持部71毎に設けられ、マスク保持部71をX,Y,Z,θ方向、即ち、所定方向、交差方向、所定方向及び交差方向との水平面に対する鉛直方向、及び、該水平面の法線回りに駆動する複数のマスク駆動部72と、を有する。   As shown in FIGS. 2 and 5, the mask holding mechanism 70 is provided for each of the above-described plurality of mask holding portions 71 and the mask holding portions 71, and the mask holding portions 71 are arranged in the X, Y, Z, and θ directions, that is, , A predetermined direction, a crossing direction, a vertical direction with respect to the horizontal plane of the predetermined direction and the crossing direction, and a plurality of mask driving units 72 driven around the normal line of the horizontal plane.
Y方向に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部71は、上流側に配置される複数の上流側マスク保持部71a(本実施形態では、6個)と、下流側に配置される複数の下流側マスク保持部71b(本実施形態では、6個)と、で構成され、装置ベース2のY方向両側に立設した柱部12(図1参照。)間で上流側と下流側に2本ずつ架設されたメインフレーム13にマスク駆動部72を介してそれぞれ支持されている。各マスク保持部71は、Z方向に貫通する開口77を有すると共に、その周縁部下面にマスクMが真空吸着されている。   A plurality of mask holding portions 71 arranged in two rows in a staggered manner along the Y direction are arranged on the downstream side with a plurality of upstream mask holding portions 71a (six in this embodiment) arranged on the upstream side. A plurality of downstream mask holding portions 71b (six in this embodiment), and the upstream side between the column portions 12 (see FIG. 1) erected on both sides of the apparatus base 2 in the Y direction. Two main frames 13 are installed on the downstream side, and supported by mask driving units 72. Each mask holding portion 71 has an opening 77 penetrating in the Z direction, and the mask M is vacuum-sucked on the lower surface of the peripheral portion.
マスク駆動部72は、メインフレーム13に取り付けられ、X方向に沿って移動するX方向駆動部73と、X方向駆動部73の先端に取り付けられ、Z方向に駆動するZ方向駆動部74と、Z方向駆動部74に取り付けられ、Y方向に駆動するY方向駆動部75と、Y方向駆動部75に取り付けられ、θ方向に駆動するθ方向駆動部76と、を有し、θ方向駆動部76の先端にマスク保持部71が取り付けられている。従って、各駆動部73,74,75,76はX方向に並んで配置されており、マスク駆動部72は、マスク保持部71a,71bのX方向側方で、上流側マスク保持部71aと下流側マスク保持部71bとが対向する側と反対側に延びて、メインフレーム13に取り付けられている。   The mask drive unit 72 is attached to the main frame 13 and moves along the X direction. The Z direction drive unit 73 is attached to the tip of the X direction drive unit 73 and is driven in the Z direction. A Y-direction drive unit 75 attached to the Z-direction drive unit 74 and driven in the Y-direction, and a θ-direction drive unit 76 attached to the Y-direction drive unit 75 and driven in the θ-direction. A mask holding portion 71 is attached to the tip of 76. Accordingly, the drive units 73, 74, 75, and 76 are arranged side by side in the X direction, and the mask drive unit 72 is downstream of the upstream mask holding unit 71a and the downstream side of the mask holding units 71a and 71b in the X direction. The side mask holding portion 71b extends to the opposite side to the opposite side and is attached to the main frame 13.
複数の照射部80は、図5及び図8に示すように、筐体81内に図示しない光源、ミラー、オプチカルインテグレータ、シャッター等を備え、マスク保持部71に保持されたマスクMに露光用光ELを照射する。また、筐体81の下面には、ガイドレール82が取り付けられており、照射部80は、メインフレーム13や後述するサブフレーム11に固設されたスライダ83に案内され、マスク保持部71の上方に配置される露光位置EP(図5の実線)と、露光位置EPから外れた後退位置RP(図5の二点鎖線)との間をX方向に移動可能である。このため、照射部80が後退位置RPに位置される場合には、後述する中間連結フレーム16の上方にスペースが形成されるので、作業者が中間連結フレーム16上に乗って、マスク保持機構40、後述する遮光装置90、各種検出手段等の交換やメンテナンスを容易に行うことができる。   As shown in FIGS. 5 and 8, the plurality of irradiation units 80 include a light source, a mirror, an optical integrator, a shutter, and the like (not shown) in the housing 81, and exposure light is applied to the mask M held by the mask holding unit 71. Irradiate EL. A guide rail 82 is attached to the lower surface of the casing 81, and the irradiation unit 80 is guided by a slider 83 fixed to the main frame 13 and a subframe 11 described later, and above the mask holding unit 71. Can be moved in the X direction between an exposure position EP (solid line in FIG. 5) disposed at a position and a retracted position RP (two-dot chain line in FIG. 5) deviating from the exposure position EP. For this reason, when the irradiation unit 80 is positioned at the retracted position RP, a space is formed above the intermediate connection frame 16 described later, so that the operator gets on the intermediate connection frame 16 and moves to the mask holding mechanism 40. Therefore, it is possible to easily replace and maintain a light shielding device 90 and various detection means described later.
なお、露光位置EPと後退位置RPでの照射部80の位置決めは、筐体81の下面に設けられた一対のストッパ部材84a,84bをメインフレーム13に設けられた固定部材85に当接させることで行われる。また、照射部80には、露光位置EPに移動したことを検出する位置検知センサが構成されている。具体的には、露光位置EPを規定するストッパ部材84aには、センサドグ86が取り付けられており、固定部材85近傍に設けられたフォトスイッチ87によって、照射部80が露光位置EPに位置決めされたことを検知する。なお、図8に一点鎖線で示された固定部材85及びフォトスイッチ87は、照射部80が露光位置EPに位置する際の筐体81との相対位置を示している。また、本実施形態では、各照射部80のX方向移動量は、670mmに設定されている。   The irradiation unit 80 is positioned at the exposure position EP and the retracted position RP by bringing a pair of stopper members 84 a and 84 b provided on the lower surface of the housing 81 into contact with a fixing member 85 provided on the main frame 13. Done in In addition, the irradiation unit 80 is configured with a position detection sensor that detects movement to the exposure position EP. Specifically, a sensor dog 86 is attached to the stopper member 84a that defines the exposure position EP, and the irradiation unit 80 is positioned at the exposure position EP by the photo switch 87 provided in the vicinity of the fixed member 85. Is detected. Note that the fixing member 85 and the photo switch 87 indicated by the one-dot chain line in FIG. 8 indicate the relative positions with respect to the housing 81 when the irradiation unit 80 is positioned at the exposure position EP. In the present embodiment, the amount of movement in the X direction of each irradiation unit 80 is set to 670 mm.
複数の遮光装置90は、図5、図9及び図10に示すように、マスク保持部71に保持されたマスクMの近傍で、照射部80から出射された露光用光ELを遮光するとともに、露光用光ELを遮光する所定方向における遮光幅、即ち、Z方向から見た投影面積が可変となるように、傾斜角度を変更する一対の板状のブラインド部材(遮光部材)108,109と、一対のブラインド部材108,109の傾斜角度を変更するブラインド駆動ユニット92と、を有する。   As shown in FIGS. 5, 9, and 10, the plurality of light shielding devices 90 shield the exposure light EL emitted from the irradiation unit 80 in the vicinity of the mask M held by the mask holding unit 71, and A pair of plate-like blind members (light-shielding members) 108 and 109 that change the inclination angle so that the light-shielding width in a predetermined direction for shielding the exposure light EL, that is, the projection area viewed from the Z-direction, is variable; And a blind drive unit 92 that changes the inclination angle of the pair of blind members 108 and 109.
ブラインド駆動ユニット92は、上流側及び下流側のメインフレーム13,13との間で、装置ベース2のY方向両側に立設した柱部14,14(図1参照。)間で上流側と下流側に架設されたサブフレーム15,15にZ軸駆動機構91を介してZ方向に昇降可能に固定される。   The blind drive unit 92 is located between the upstream and downstream main frames 13 and 13 and between the column portions 14 and 14 (see FIG. 1) erected on both sides in the Y direction of the apparatus base 2. It is fixed to the subframes 15, 15 installed on the side through a Z-axis drive mechanism 91 so as to be movable up and down in the Z direction.
図9に示すように、ブラインド駆動ユニット92は、開口93aを画成する筐体93のY方向両側で、且つ、上下に取り付けられた4つのモータ95a,95a,95b,95bと、モータ95a,95bの回転によってねじ軸96a,96bを回転させ、ナット97a,97bをX方向に移動させる4つのボールねじ機構98a,98a,98b,98bと、ナット97a,97bをスライダ99a,99bと固定し、スライダ99a,99bがレール100a,100bに案内される4つのリニアガイド101a,101a,101b,101bと、下側のナット97aにねじ固定された連結部102aを介して、ナット97aと共にX方向に移動し、一方のブラインド部材108が取り付けられる一対のアーム部103と、上側のナット97bにねじ固定された連結部102bを介して、ナット97bと共にX方向に移動し、他方のブラインド部材109が取り付けられる一対のアーム部104と、を備える。   As shown in FIG. 9, the blind drive unit 92 includes four motors 95a, 95a, 95b, and 95b that are mounted on both sides in the Y direction of the casing 93 that defines the opening 93a, and a motor 95a, The screw shafts 96a and 96b are rotated by the rotation of 95b, and the four ball screw mechanisms 98a, 98a, 98b and 98b for moving the nuts 97a and 97b in the X direction and the nuts 97a and 97b are fixed to the sliders 99a and 99b. The sliders 99a and 99b move in the X direction together with the nut 97a via the four linear guides 101a, 101a, 101b and 101b guided by the rails 100a and 100b and the connecting portion 102a fixed to the lower nut 97a by screws. A pair of arm portions 103 to which one blind member 108 is attached and an upper nut. Via a screw fixed coupling part 102b to 97b, provided to move in the X direction together with the nut 97b, a pair of arms 104 the other blind member 109 is attached, a.
また、各アーム部103,104はそれぞれ、図10(a)に示すように、筐体93からナット97a,97bと共にX方向に移動する第1アーム部105a,105bと、各一端が第1アーム部105a,105bの下端とそれぞれ連結し、各他端同士が互いに連結される第2アーム部106a,106bと、を備える。Y方向両側に設けられた第2アーム部106aの下方には、その長手方向がY方向に沿うように一方のブラインド部材108が固定される。また、Y方向両側に設けられた第2アーム部106bの下方には、その長手方向がY方向に沿うように他方のブラインド部材109が固定される。   Further, as shown in FIG. 10A, each of the arm portions 103 and 104 includes first arm portions 105a and 105b that move in the X direction together with the nuts 97a and 97b from the casing 93, and each end is a first arm. Second arm portions 106a and 106b that are respectively connected to the lower ends of the portions 105a and 105b and whose other ends are connected to each other. One blind member 108 is fixed below the second arm portion 106a provided on both sides in the Y direction so that the longitudinal direction thereof is along the Y direction. Further, the other blind member 109 is fixed below the second arm portion 106b provided on both sides in the Y direction so that the longitudinal direction thereof is along the Y direction.
従って、遮光装置90が照射部80から出射された露光用光ELを遮光する場合には、一対のブラインド部材108,109が、開口93a内の露光領域から外れた位置に収納された状態から、上側の一対のモータ95a,95aを駆動して、第1アーム部105bを第1アーム部105aから離間するようにX方向に移動させることで、一対のブラインド部材108,109が同一の傾斜角度を持って徐々に開かれる。これにより、ブラインド部材108,109が露光領域に進出した部分の露光用光ELが遮光される。   Therefore, when the light shielding device 90 shields the exposure light EL emitted from the irradiating unit 80, the pair of blind members 108 and 109 is stored in a position outside the exposure area in the opening 93a. By driving the upper pair of motors 95a and 95a to move the first arm portion 105b in the X direction so as to be separated from the first arm portion 105a, the pair of blind members 108 and 109 have the same inclination angle. Hold it gradually. Thereby, the exposure light EL in the part where the blind members 108 and 109 have advanced into the exposure region is shielded.
さらに、下側の一対のモータ95b、95bを駆動して、第1アーム部105aを第1アーム部105bから離間するようにX方向に移動させることで、一対のブラインド部材108,109がさらに開かれ、露光領域全域をブラインド部材108,109によって遮光できる。   Further, the pair of blind members 108 and 109 are further opened by driving the pair of lower motors 95b and 95b to move the first arm portion 105a in the X direction so as to be separated from the first arm portion 105b. In addition, the entire exposure area can be shielded by the blind members 108 and 109.
また、図10(b)に示すように、一方のブラインド部材108の一端部108aは、略平板状に形成され、他方のブラインド部材109の一端部109aは、一方のブラインド部材108の一端部108aを覆う湾曲形状を有する。両ブラインド部材108,109は、駆動ユニット92によって傾斜角度を可変とするが、これら一端部108a,109aは、互いに近接対向し、傾斜角度に関わらず、上下方向から見て互いにオーバーラップしている。これにより、一対のブラインド部材108,109が傾斜角度を変えてX方向に移動した際に、互いの一端部側において露光用光ELが漏れることが防止される。   As shown in FIG. 10B, one end 108a of one blind member 108 is formed in a substantially flat plate shape, and one end 109a of the other blind member 109 is one end 108a of one blind member 108. Has a curved shape covering. Both the blind members 108 and 109 are variable in inclination angle by the drive unit 92, but the one end portions 108a and 109a are close to each other and overlap each other when viewed from the vertical direction regardless of the inclination angle. . Thereby, when the pair of blind members 108 and 109 move in the X direction while changing the inclination angle, the exposure light EL is prevented from leaking at one end side of each other.
また、一対のブラインド部材108,109は互いに平行となる位置まで傾斜角度を変更可能であるので、ブラインド部材108,109が露光領域を横切る際の露光量の低下を極力抑制することができる。   Further, since the inclination angle of the pair of blind members 108 and 109 can be changed to a position where they are parallel to each other, it is possible to suppress the decrease in the exposure amount when the blind members 108 and 109 cross the exposure region as much as possible.
マスクチェンジャー120は、図11及び図12に示すように、上流側マスク保持部71aと下流側マスク保持部71bとの間に配置されており、マスクMを保持すると共に、マスクMをマスク保持部71の下面に吸着させるべく、上流側及び下流側マスク保持部71a,71bの下面と対向可能な一対のマスクトレー部121と、上流側マスク保持部71aと下流側マスク保持部71bとの間で、これら一対のマスクトレー部121を連結する連結部122と、これら一対のマスクトレー部を連結部122と共にY方向に駆動するマスク交換用駆動部123と、を有する。   As shown in FIGS. 11 and 12, the mask changer 120 is disposed between the upstream mask holding portion 71a and the downstream mask holding portion 71b, holds the mask M, and holds the mask M in the mask holding portion. 71 between a pair of mask trays 121 that can be opposed to the lower surfaces of the upstream and downstream mask holding portions 71a and 71b, and between the upstream mask holding portion 71a and the downstream mask holding portion 71b. And a connecting portion 122 for connecting the pair of mask tray portions 121 and a mask replacement driving portion 123 for driving the pair of mask tray portions together with the connecting portion 122 in the Y direction.
一対のマスクトレー部121は、平板状のベース部191と、このベース部191の上方でベース部191に対して水平方向に相対移動可能に配置され、開口192aを有する平板状のチェイサー板192と、このチェイサー板192の開口周辺の上面にマスクMが載置されると共に、マスクMを吸着可能な複数の吸着ブロック125と、を備える。なお、トレー部121上の吸着ブロック125の一部は、単にマスクMを支持する支持ブロックとしてもよい。   The pair of mask tray portions 121 includes a flat base portion 191, a flat chaser plate 192 having an opening 192 a, which is disposed above the base portion 191 so as to be movable relative to the base portion 191 in the horizontal direction. A mask M is placed on the upper surface around the opening of the chaser plate 192, and a plurality of suction blocks 125 capable of sucking the mask M are provided. A part of the suction block 125 on the tray unit 121 may simply be a support block that supports the mask M.
また、一対のマスクトレー部121は、チェイサー板192をベース部191に対して浮上させるチェイサー浮上機構193と、チェイサー板192をベース部191に対して所定の範囲で水平方向に弾性移動可能となるように、ベース部191とチェイサー板192を連結する複数のばね部材194と、後述するマスクプリアライメントの際にベース部191に対してチェイサー板192を水平方向に位置決めするための複数のチェイサー用位置決めピン195と、同じくマスクプリアライメントの際にベース部191に対してマスクMを水平方向に位置決めするための複数のマスク用位置決めピン196と、マスク交換の際に、マスク保持部71に対してマスクMを位置合わせするための複数のホルダ用位置決めピン197と、を備える。   In addition, the pair of mask tray portions 121 can be moved in a horizontal direction within a predetermined range with respect to the chaser lift mechanism 193 that lifts the chaser plate 192 relative to the base portion 191 and the base portion 191 in a horizontal direction. As described above, a plurality of spring members 194 connecting the base portion 191 and the chaser plate 192, and a plurality of chaser positioning positions for positioning the chaser plate 192 in the horizontal direction with respect to the base portion 191 during mask pre-alignment described later. The pins 195, a plurality of mask positioning pins 196 for positioning the mask M in the horizontal direction with respect to the base portion 191 during mask pre-alignment, and the mask holding portion 71 during mask replacement A plurality of holder positioning pins 197 for aligning M;
なお、チェイサー板192、チェイサー浮上機構193、ばね部材194は追従機構を構成し、ベース部191に対してマスクMを相対移動させる際に、チェイサー板192をマスクMと共に移動させる。即ち、マスク交換の際には、ホルダ用位置決めピン197が収容孔78に押し当てられるまでチェイサー板192をマスクMと共にマスク保持部71の移動に追従させ、チェイサー板192をベース部191に対して相対移動させる。また、マスクプリアライメントの際にも、チェイサー板192がチャイサー用位置決めピン195と当接するまでチェイサー板192を後述するマスクプリアライメント機構140の押し付けピン144の移動に追従させ、チェイサー板192をベース部191に対して相対移動させる。
The chaser plate 192, the chaser levitation mechanism 193, and the spring member 194 constitute a follow-up mechanism, and the chaser plate 192 is moved together with the mask M when the mask M is moved relative to the base portion 191. That is, when the mask is replaced, the chaser plate 192 is caused to follow the movement of the mask holding portion 71 together with the mask M until the holder positioning pin 197 is pressed against the receiving hole 78, and the chaser plate 192 is moved relative to the base portion 191. Move relative. Also, during mask pre-alignment, the chaser plate 192 is made to follow the movement of the pressing pin 144 of the mask pre-alignment mechanism 140 described later until the chaser plate 192 contacts the chaser positioning pin 195, and the chaser plate 192 is moved to the base portion. Move relative to 191.
チェイサー浮上機構193は、チェイサー板192に設けられたポンプやエアパッド等を備え、ベース部191に対して正圧エアを吐出することで、チェイサー板192をベース部191上で浮上させる。チェイサー用位置決めピン195は、ベース部191上のX方向一側及びY方向一側に立設され、マスクプリアライメントの際にチェイサー板192の側面と当接し、ベース部191に対してチェイサー板192を位置決めする。   The chaser levitation mechanism 193 includes a pump, an air pad, and the like provided on the chaser plate 192, and causes the chaser plate 192 to float on the base portion 191 by discharging positive pressure air to the base portion 191. The chaser positioning pins 195 are erected on one side in the X direction and one side in the Y direction on the base portion 191, abut against the side surface of the chaser plate 192 during mask pre-alignment, and the chaser plate 192 with respect to the base portion 191. Positioning.
マスク用位置決めピン196は、チェイサー用位置決めピン195と同じX方向一側及びY方向一側でベース部191上に配置されており、チェイサー板192に形成されたピン孔192bから突出する。具体的に、マスク用位置決めピン196は、チェイサー用位置決めピン195より内側、即ち、複数の吸着ブロック125によって支持されるマスクMの端面がプリアライメントされる際に当接可能な位置に設けられている。   The mask positioning pins 196 are arranged on the base portion 191 on one side in the X direction and one side in the Y direction as the chaser positioning pins 195, and protrude from pin holes 192 b formed in the chaser plate 192. Specifically, the mask positioning pin 196 is provided inside the chaser positioning pin 195, that is, at a position where it can come into contact when the end surfaces of the mask M supported by the plurality of suction blocks 125 are pre-aligned. Yes.
ホルダ用位置決めピン197は、チェイサー板192上で、X方向一側に並んで立設されている。これにより、マスク交換の際に、ホルダ用位置決めピン197がマスク保持部71に形成された収容孔78に押し当てられることで、マスクプリアライメント時にチェイサー板192に位置合わせされたマスクMをマスク保持部71に対して位置合わせする。   The holder positioning pins 197 are erected side by side on the one side in the X direction on the chaser plate 192. As a result, when the mask is replaced, the holder positioning pins 197 are pressed against the receiving holes 78 formed in the mask holding portion 71, thereby holding the mask M aligned with the chaser plate 192 during mask pre-alignment. Align with the unit 71.
連結部122は、上部にスライダ127が取り付けられる連結部本体128と、千鳥状に配置されるマスク保持部71の配置に併せて、一対のマスクトレー部121をX方向に対して斜めに連結する一対の腕部129と、を有している。   The connecting part 122 connects the pair of mask tray parts 121 obliquely with respect to the X direction in accordance with the arrangement of the connecting part main body 128 to which the slider 127 is attached and the mask holding part 71 arranged in a staggered manner. A pair of arm portions 129.
マスク交換用駆動部123は、Y方向に延びる中間連結フレーム16の下部に同じくY方向に延設された支持部131内に収容され、駆動モータ132によって回転駆動されるベルト133と、連結部122に固定されると共に、ベルト133の一部と連結され、ベルト133の回転によりY方向に駆動される可動部134と、を有する。可動部134は、支持部131の開口部131aから側方に延び、下方に位置する連結部122に固定される。また、支持部134の下部にはガイドレール135が設けられ、ガイドレール135を跨ぐスライダ127によって一対のマスクトレー部121をY方向に案内する。なお、中間連結フレーム16は、上流側及び下流側のサブフレーム15,15をY方向両側で連結するX方向に延びるフレーム17,17の中間部に取り付けられている(図1参照。)。   The mask replacement drive unit 123 is housed in a support unit 131 that extends in the Y direction below the intermediate connection frame 16 that extends in the Y direction, and a belt 133 that is rotationally driven by the drive motor 132 and the connection unit 122. And a movable portion 134 that is coupled to a part of the belt 133 and is driven in the Y direction by the rotation of the belt 133. The movable part 134 extends laterally from the opening 131a of the support part 131 and is fixed to the connecting part 122 positioned below. A guide rail 135 is provided below the support portion 134, and a pair of mask tray portions 121 are guided in the Y direction by a slider 127 straddling the guide rail 135. The intermediate connection frame 16 is attached to an intermediate portion of frames 17 and 17 extending in the X direction that connect the upstream and downstream subframes 15 and 15 on both sides in the Y direction (see FIG. 1).
従って、連結部122を介して可動部134と連結された一対のマスクトレー部121は、マスクMを交換すべく、ベルト133を駆動して、マスクMを搬入又は搬出するための受け渡し位置WPと、各マスク保持部71の下面と対向する交換位置CPとの間でY方向に移動する。この受け渡し位置WPは、マスクトレー部121やマスク交換駆動部123等が基板駆動ユニット40の各部品と干渉しないように、基板駆動ユニット40が設置されるY方向の一端側と反対側に設けられている。   Accordingly, the pair of mask tray parts 121 connected to the movable part 134 via the connecting part 122 drives the belt 133 to exchange the mask M, and a delivery position WP for carrying in or out the mask M. Then, it moves in the Y direction between the lower surface of each mask holding portion 71 and the exchange position CP facing it. The delivery position WP is provided on the side opposite to the one end side in the Y direction where the substrate driving unit 40 is installed so that the mask tray unit 121, the mask exchange driving unit 123, and the like do not interfere with each component of the substrate driving unit 40. ing.
マスクプリアライメント機構140は、図13及び図14に示すように、上述したマスクトレー部121と、上述したマスク配置領域EAからY方向に延出したマスクMの受け渡し位置WPに配置され、受け渡し位置WPに位置するマスクトレー部121にエアを吐出する排気エアパッド141と、マスクの受け渡し位置WPの上方に設けられ、マスクトレー部121に載置されたマスクMのプリアライメントを行うマスクプリアライメント駆動部142と、を備えて構成される。   As shown in FIGS. 13 and 14, the mask pre-alignment mechanism 140 is disposed at the delivery position WP of the mask tray 121 described above and the mask M extending in the Y direction from the mask placement area EA described above. An exhaust air pad 141 that discharges air to the mask tray 121 located in the WP, and a mask pre-alignment driving unit that is provided above the mask delivery position WP and performs pre-alignment of the mask M placed on the mask tray 121 142.
マスクプリアライメント駆動部142は、上下方向に駆動される押し付け板143と、中間連結フレーム16上に固設されたベース部材145に押し付け板143を連結すると共に、押し付け板143を上下方向に駆動する複数の上下動シリンダ146と、押し付け板143の下面で、且つ、トレー部121に設けられたマスク用位置決めピン196とマスクMに対してX方向他側及びY方向他側に設けられ、マスクMに向けて移動してマスクMの端面と当接可能な複数の押し付けピン144と、押し付け板143に対して押し当てピン144を所定方向に駆動するピン駆動シリンダ147と、を有する。   The mask pre-alignment driving unit 142 connects the pressing plate 143 to the pressing plate 143 driven in the vertical direction and the base member 145 fixed on the intermediate connection frame 16 and drives the pressing plate 143 in the vertical direction. The mask M is provided on the other side in the X direction and the other side in the Y direction with respect to the mask positioning pins 196 provided on the tray portion 121 and the mask M on the lower surface of the plurality of vertical movement cylinders 146 and the pressing plate 143. And a plurality of pressing pins 144 that can move toward the end face of the mask M and a pin driving cylinder 147 that drives the pressing pins 144 in a predetermined direction against the pressing plate 143.
マスクプリアライメント機構140は、マスクトレー部121に対して浮上しているマスクMを押し付け板143で押さえつけながら、押し付けピン144を駆動してマスクMを水平方向に移動させ、マスクMをマスク用位置決めピン196にX及びY方向で当接することでマスクMのプリアライメントを行っている。   The mask pre-alignment mechanism 140 drives the pressing pin 144 and moves the mask M in the horizontal direction while pressing the mask M floating on the mask tray 121 with the pressing plate 143, and the mask M is positioned for masking. The mask M is pre-aligned by contacting the pins 196 in the X and Y directions.
また、図4及び図11に示すように、近接スキャン露光装置1には、レーザー変位計160,161、マスクアライメント用カメラ171、追従用カメラ172、追従用照明173等の各種検出手段が配置されている。   As shown in FIGS. 4 and 11, the proximity scan exposure apparatus 1 is provided with various detection means such as laser displacement meters 160 and 161, a mask alignment camera 171, a tracking camera 172, and a tracking illumination 173. ing.
レーザー変位計160(160a,160b,160c)は、基板Wと各マスクMとが対向する領域で少なくとも3箇所の位置にそれぞれ設けられている。マスクMの上方に位置する一つのレーザー変位計160aは、マスク保持部71に取り付けられており、基板WとマスクMとのギャップを検出するギャップセンサを構成する。基板の下方に位置する2つのレーザー変位計160b,160cは、マスクMの下方に位置する露光領域より大きいエアパッド25aの側方で、基板WとマスクMとが対向する位置に配置され、基板Wの厚さを検出する(図3参照。)。なお、基板Wが素ガラスの場合には、レーザー変位計160b,160cは、上記ギャップも検出可能であり、レーザー変位計160a,160b,160cが、ギャップセンサを構成する。   Laser displacement meters 160 (160a, 160b, 160c) are provided at at least three positions in the region where the substrate W and each mask M face each other. One laser displacement meter 160 a located above the mask M is attached to the mask holding unit 71 and constitutes a gap sensor that detects a gap between the substrate W and the mask M. The two laser displacement meters 160b and 160c located below the substrate are arranged at positions where the substrate W and the mask M face each other on the side of the air pad 25a larger than the exposure region located below the mask M. Is detected (see FIG. 3). When the substrate W is a raw glass, the laser displacement meters 160b and 160c can also detect the gap, and the laser displacement meters 160a, 160b and 160c constitute a gap sensor.
マスクアライメント用カメラ171は、マスクMに形成された基準マークを撮像して、後述する制御部190に送信する。追従用カメラ172は、マスクMと基板Wとの相対位置ズレを検出するため、基板W上の基準マーク、又は基板Wに形成された下地パターンを撮像して、後述する制御部190に送信する。   The mask alignment camera 171 images the reference mark formed on the mask M and transmits it to the control unit 190 described later. The tracking camera 172 captures an image of a reference mark on the substrate W or a ground pattern formed on the substrate W in order to detect a relative displacement between the mask M and the substrate W, and transmits the image to the control unit 190 described later. .
これら2つのレーザー変位計160b,160c、マスクアライメント用カメラ171、追従用カメラ172は、マスク配置領域EAの隣接するエアパッド24,25a,25b間に、エアパッド24,25a,25bの上面より突出しないように精密フレーム6に取り付けられている。   These two laser displacement meters 160b and 160c, the mask alignment camera 171 and the tracking camera 172 do not protrude from the upper surfaces of the air pads 24, 25a and 25b between the adjacent air pads 24, 25a and 25b in the mask arrangement area EA. It is attached to the precision frame 6.
また、レーザー変位計161は、搬入フレーム5に取り付けられ、基板Wの厚さを検出する。追従用照明173は、ブラインド駆動ユニット92の筐体93に取り付けられる。   The laser displacement meter 161 is attached to the carry-in frame 5 and detects the thickness of the substrate W. The follower illumination 173 is attached to the housing 93 of the blind drive unit 92.
ここで、図4に示すように、搬入、精密、搬出フレーム5,6,7は、装置ベース2上に水平方向に延びる複数の角パイプ180、及び鉛直方向に延びる複数の角パイプ181を連結して構成され、X方向及びY方向に貫通するスペース182を画成している。これにより、作業者は、このスペース182内に入り込んで、例えば、エアパッド22,23,24,25a,25bや、上述した各種検出手段、ワーク衝突防止ローラ45、また、基準ピン51、押し付けピン53、ハンドシェイクピン55、吸着ピン62、及びこれらピン51,53,55,62の駆動軸等、これら補機類の交換、メンテナンス作業等を容易に行うことができる。   Here, as shown in FIG. 4, the carry-in, precision, and carry-out frames 5, 6, and 7 connect a plurality of square pipes 180 extending in the horizontal direction and a plurality of square pipes 181 extending in the vertical direction on the apparatus base 2. Configured to define a space 182 penetrating in the X direction and the Y direction. As a result, the worker enters the space 182 and, for example, the air pads 22, 23, 24, 25a, 25b, the above-described various detection means, the work collision prevention roller 45, the reference pin 51, and the pressing pin 53 The auxiliary machines such as the handshake pin 55, the suction pin 62, and the drive shafts of the pins 51, 53, 55, and 62 can be easily exchanged and maintenance work can be easily performed.
制御部190は、上記検出手段や上記各駆動部を含む基板搬送機構20、マスク保持機構70、照射部80、遮光装置90、マスクチェンジャー120、マスクプリアライメント機構140等の各機構と接続されており、プログラムや各検出手段からの検出信号に基づいて各機構を駆動制御する。特に、制御部190は、露光時において、マスクMと基板Wとの相対位置ズレを検出し、検出された相対位置ズレに基づいてマスク駆動部72を駆動させ、マスクMの位置を基板Wにリアルタイムで追従させる。同時に、マスクMと基板Wとのギャップを検出し、検出されたギャップに基づいてマスク駆動部72を駆動させ、マスクMと基板Wのギャップをリアルタイムで補正する。   The control unit 190 is connected to each mechanism such as the substrate transport mechanism 20, the mask holding mechanism 70, the irradiation unit 80, the light shielding device 90, the mask changer 120, and the mask pre-alignment mechanism 140 including the detection unit and the driving units. Each mechanism is driven and controlled based on a program and a detection signal from each detection means. In particular, the control unit 190 detects a relative positional deviation between the mask M and the substrate W during exposure, drives the mask driving unit 72 based on the detected relative positional deviation, and sets the position of the mask M to the substrate W. Make it follow in real time. At the same time, the gap between the mask M and the substrate W is detected, the mask driving unit 72 is driven based on the detected gap, and the gap between the mask M and the substrate W is corrected in real time.
次に、以上のように構成される近接スキャン露光装置1を用いて、基板Wの露光転写について説明する。なお、本実施形態では、下地パターン(例えば、ブラックマトリクス)が描画されたカラーフィルタ基板Wに対して、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかのパターンを描画する場合について説明する。   Next, exposure transfer of the substrate W will be described using the proximity scan exposure apparatus 1 configured as described above. In the present embodiment, when a pattern of R (red), G (green), or B (blue) is drawn on the color filter substrate W on which a base pattern (for example, a black matrix) is drawn. Will be described.
近接スキャン露光装置1は、図示しないローダ等によって、基板搬入領域IAに搬送された基板Wを排気エアパッド23からのエアによって浮上させて支持し、基板Wのプリアライメント作業、アライメント作業を行った後、基板駆動ユニット40の把持部材41にてチャックされた基板Wをマスク配置領域EAに搬送する。   After the proximity scan exposure apparatus 1 supports the substrate W transported to the substrate carry-in area IA by air from the exhaust air pad 23 by a loader or the like (not shown) and performs pre-alignment work and alignment work for the substrate W. Then, the substrate W chucked by the holding member 41 of the substrate driving unit 40 is transferred to the mask arrangement area EA.
図15に示すように、基板Wのプリアライメント作業は、初期化後(ステップS11)、基板Wが基板搬入領域IAに1/3程度搬入されると(ステップS12)、基板Wを排気エアパッド23によってエア浮上した状態で、上流側に位置したハンドシェイクピン55が基板Wを吸着し、所定位置まで搬送する(ステップS13)。所定位置に基板Wが搬送されると、基準ピン51,52及び押し付けピン53,54を上下方向に駆動させ、基板Wの端面と当接する高さ位置に軸受ローラ58,59を進出させる(ステップS14)。さらに、押し付けピン53,54をX方向、Y方向にそれぞれ移動させ、軸受ローラ59を基板Wの端面と当接させながら基板Wを移動することで、基板Wを基準ピン51,52の軸受ローラ58と当接させ、基板Wのプリアライメントを完了する(ステップS15)。   As shown in FIG. 15, in the pre-alignment work of the substrate W, after initialization (step S11), when the substrate W is loaded about 1/3 into the substrate carry-in area IA (step S12), the substrate W is removed from the exhaust air pad 23. The handshake pin 55 located on the upstream side attracts the substrate W and transports it to a predetermined position (step S13). When the substrate W is transported to a predetermined position, the reference pins 51 and 52 and the pressing pins 53 and 54 are driven in the vertical direction, and the bearing rollers 58 and 59 are advanced to a height position where they contact the end face of the substrate W (step) S14). Further, the pressing pins 53 and 54 are moved in the X direction and the Y direction, respectively, and the substrate W is moved while the bearing roller 59 is in contact with the end surface of the substrate W, whereby the substrate W is moved to the bearing rollers of the reference pins 51 and 52. 58, the pre-alignment of the substrate W is completed (step S15).
次に、基板Wのアライメント作業は、基板Wの下面に位置する一対のθ補正用吸着ピン62を上昇させ、基板Wに吸着させる(ステップS20)。基準ピン51,52及び押し付けピン53,54は、軸受ローラ58,59が基板Wの端面と当接する高さ位置から後退させるように移動される(ステップS21)。そして、アライメント用カメラ61で、基板Wに描画された基準マークを監視し(ステップS22)、X,Y,θ方向の補正移動量を算出する(ステップS23)。さらに、算出後、一対の吸着ピン62をY方向にそれぞれ駆動して基板Wをθ方向に回転させ、ブラックマトリクスのX方向格子パターンがX方向に沿うように基板Wの下地パターンを基準としたθ方向補正を行う(ステップS24)。なお、Y方向の補正移動量が大きい場合には、一対の吸着ピン62を同期駆動して概アライメントを行う。   Next, in the alignment operation of the substrate W, the pair of θ correction suction pins 62 located on the lower surface of the substrate W are raised and sucked onto the substrate W (step S20). The reference pins 51 and 52 and the pressing pins 53 and 54 are moved so as to be retracted from the height position where the bearing rollers 58 and 59 are in contact with the end surface of the substrate W (step S21). Then, the reference mark drawn on the substrate W is monitored by the alignment camera 61 (step S22), and the correction movement amounts in the X, Y, and θ directions are calculated (step S23). Further, after the calculation, the pair of suction pins 62 are respectively driven in the Y direction to rotate the substrate W in the θ direction, and the base pattern of the substrate W is used as a reference so that the X-direction lattice pattern of the black matrix is along the X direction. θ direction correction is performed (step S24). When the correction movement amount in the Y direction is large, the alignment is performed by synchronously driving the pair of suction pins 62.
その後、基板Wが把持部材41によってチャックされ(ステップS25)、一対の吸着ピン62は基板Wの吸着を解除して、下降する(ステップS26)。また、基板Wと遮光装置90との同期を図るため、基板Wをチャックした把持部材41が搬送を開始するX方向位置が補正され(ステップS27)、さらに、露光時のマスク保持部71の補正量を低減するため、予めマスク保持部71のY方向位置が補正される(ステップS28)。   Thereafter, the substrate W is chucked by the gripping member 41 (step S25), and the pair of suction pins 62 release the suction of the substrate W and descend (step S26). Further, in order to synchronize the substrate W and the light shielding device 90, the position in the X direction where the gripping member 41 that chucks the substrate W starts to be transported is corrected (step S27), and further, the mask holding unit 71 is corrected during exposure. In order to reduce the amount, the position in the Y direction of the mask holding unit 71 is corrected in advance (step S28).
その後、基板Wは、基板駆動ユニット40の駆動モータ43を駆動させることで、レール42に沿ってX方向に移動する。そして、基板Wがマスク配置領域EAに設けられた排気エアパッド24及び吸排気エアパッド25a,25b上に移動させ、振動を極力排除した状態で浮上させて支持される。そして、照射部80内の光源から露光用光ELを出射すると、かかる露光用光ELは、マスク保持部71に保持されたマスクMを通過し、パターンを基板Wに露光転写する。   Thereafter, the substrate W is moved in the X direction along the rail 42 by driving the drive motor 43 of the substrate drive unit 40. Then, the substrate W is moved onto the exhaust air pad 24 and the intake / exhaust air pads 25a and 25b provided in the mask arrangement area EA, and is lifted and supported with vibrations eliminated as much as possible. When the exposure light EL is emitted from the light source in the irradiation unit 80, the exposure light EL passes through the mask M held by the mask holding unit 71, and the pattern is exposed and transferred to the substrate W.
このとき、基板Wの移動誤差によるパターンのズレが、追従用カメラ172によって検出された下地パターンの画像を処理することで与えられる。そして、マスク駆動部72が、この処理された画像データに応じてマスクMの位置を微調整することで、パターンのズレをリアルタイムに補正することができる。   At this time, the shift of the pattern due to the movement error of the substrate W is given by processing the image of the base pattern detected by the tracking camera 172. Then, the mask drive unit 72 can finely adjust the position of the mask M in accordance with the processed image data, thereby correcting the pattern deviation in real time.
また、露光動作中、各マスク毎に設置されたレーザー変位計160a,160b,160cは、基板WとマスクMとの間のギャップを検出している。そして、検出されたギャップに基づいて、マスク駆動部72のZ方向駆動部74が、マスク保持部71を上下方向にリアルタイムに駆動制御する。このため、基板Wが基板搬送機構20によって搬送される際、基板Wの厚さばらつきにより、30μm〜40μm程度の高さのばらつきが発生する場合があるが、上記制御によりリアルタイムでのギャップ調整を可能としている。   During the exposure operation, the laser displacement meters 160a, 160b, and 160c installed for each mask detect the gap between the substrate W and the mask M. Then, based on the detected gap, the Z direction drive unit 74 of the mask drive unit 72 controls the mask holding unit 71 in real time in the vertical direction. For this reason, when the substrate W is transported by the substrate transport mechanism 20, a height variation of about 30 μm to 40 μm may occur due to the thickness variation of the substrate W. It is possible.
以上、同様にして、連続露光することで、基板W全体にパターンの露光を行うことができる。マスク保持部71に保持されたマスクMは、千鳥状に配置されているので、上流側或いは下流側のマスク保持部71a,71bに保持されるマスクMが離間して並べられていても、基板Wに隙間なくパターンを形成することができる。   As described above, pattern exposure can be performed on the entire substrate W by performing continuous exposure in the same manner. Since the masks M held by the mask holding unit 71 are arranged in a staggered pattern, even if the masks M held by the upstream or downstream side mask holding units 71a and 71b are arranged apart from each other, the substrate A pattern can be formed in W without a gap.
また、基板Wから複数のパネルを切り出すような場合には、隣接するパネル同士の間に対応する領域に露光用光ELを照射しない非露光領域を形成する。このため、露光動作中、一対のブラインド部材108,109を開閉して、非露光領域にブラインド部材108,109が位置するように、基板Wの送り速度に合わせて基板Wの送り方向と同じ方向にブラインド部材108,109を移動させる。   Further, when a plurality of panels are cut out from the substrate W, a non-exposure area where the exposure light EL is not irradiated is formed in a corresponding area between adjacent panels. For this reason, during the exposure operation, the pair of blind members 108 and 109 are opened and closed so that the blind members 108 and 109 are positioned in the non-exposure region in the same direction as the substrate W feed direction in accordance with the feed speed of the substrate W. The blind members 108 and 109 are moved to the first position.
さらに、一対のブラインド部材108,109を照射部80からの光を横切って基板Wの送り方向と逆方向に移動させる際には、一対のブラインド部材108,109が互いに平行となる位置まで畳まれているので、ブラインド部材108,109が露光領域を横切る際の露光量の低下を極力抑制することができる。   Further, when the pair of blind members 108 and 109 are moved in the direction opposite to the feeding direction of the substrate W across the light from the irradiation unit 80, the pair of blind members 108 and 109 are folded to a position parallel to each other. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the exposure amount when the blind members 108 and 109 cross the exposure region as much as possible.
また、基板Wが露光され、基板搬出領域OAに送られて搬出されるまでの間に、新しい基板Wが基板搬入領域IAに送られてくる。このため、新しい基板Wは、基板駆動ユニット40の把持部材41が戻ってくるまでの間、複数のワーク衝突防止ローラ45を上方に移動させることによって基板Wの一端下面を支持し、この間に基板Wのプリアライメント作業が行われる。なお、これら複数のワーク衝突防止ローラ45の上方移動は、前述した基準ピン51,52及び押し付けピン53,54を上下方向に駆動させた後に行われる(図15のステップS16参照。)。   In addition, a new substrate W is sent to the substrate carry-in area IA until the substrate W is exposed and sent to the substrate carry-out area OA and carried out. For this reason, the new substrate W supports the lower surface of one end of the substrate W by moving the plurality of work collision prevention rollers 45 upward until the gripping member 41 of the substrate driving unit 40 returns. W pre-alignment work is performed. The upward movement of the plurality of workpiece collision prevention rollers 45 is performed after the reference pins 51 and 52 and the pressing pins 53 and 54 described above are driven in the vertical direction (see step S16 in FIG. 15).
また、マスクMを所定のタイミングで洗浄するために、マスクチェンジャー120を用いて随時マスクMの交換が行われる。該マスク交換は、図16に示すように、まず、Y方向一端に配置された1番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a1,71b1において左右同時に行われ、順次、隣の上流側及び下流側のマスク保持部71a2,71b2,...,71a5,71b5にて行われ、最後に、Y方向他端に配置された6番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a6,71b6にて行われる。   Further, in order to clean the mask M at a predetermined timing, the mask M is exchanged at any time using the mask changer 120. As shown in FIG. 16, the mask exchange is performed at the same time in the first upstream and downstream mask holding portions 71a1 and 71b1 arranged at one end in the Y direction, and the adjacent upstream side and downstream side sequentially. Side mask holders 71a2, 71b2,. . . , 71a5, 71b5, and finally the sixth upstream and downstream mask holding portions 71a6, 71b6 arranged at the other end in the Y direction.
具体的に、図17に示すように、まず、マスク駆動部72は、全てのマスク保持部71をマスク交換を行うための退避位置に上昇させる(ステップS31)。この時、遮光装置90も筐体93を上昇して退避させる。そして、カウンタnを1として(ステップS32)、マスクMが搭載されていない空の一対のマスクトレー部121を1番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a1,71b1の下方(交換位置CP)へ移動させる(ステップS33)。そして、1番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a1,71b1のマスク駆動部72を駆動して、マスク保持部71a1,71b1を着脱位置まで下降させる(ステップS34)。   Specifically, as shown in FIG. 17, first, the mask driving unit 72 raises all the mask holding units 71 to the retracted position for performing mask replacement (step S <b> 31). At this time, the light shielding device 90 also raises and retracts the housing 93. Then, the counter n is set to 1 (step S32), and a pair of empty mask tray portions 121 on which the mask M is not mounted are moved below the first upstream and downstream mask holding portions 71a1 and 71b1 (exchange position CP). (Step S33). Then, the mask driver 72 of the first upstream and downstream mask holders 71a1 and 71b1 is driven to lower the mask holders 71a1 and 71b1 to the attachment / detachment positions (step S34).
次に、マスク保持部71a1,71b1に保持された使用済みのマスクMをマスクトレー部121が受け取る(ステップS35)。具体的に、マスク保持部71a1,71b1が使用済みのマスクMの吸着を解除すると共に、マスクトレー部121でマスクMを吸着する。その後、マスク保持部71a1,71b1を退避位置まで上昇させ(ステップS36)、マスクトレー部121を受け渡し位置WPに移動させる(ステップS37)。   Next, the mask tray unit 121 receives the used mask M held by the mask holding units 71a1 and 71b1 (step S35). Specifically, the mask holding portions 71a1 and 71b1 release the suction of the used mask M, and the mask tray portion 121 sucks the mask M. Thereafter, the mask holding portions 71a1 and 71b1 are raised to the retracted position (step S36), and the mask tray portion 121 is moved to the delivery position WP (step S37).
受け渡し位置WPでは、まず、マスクMの吸着が解除され(ステップS38)、図示しないマスクローダにより使用済みのマスクMをマスクトレー部121から図示しないカセットに戻す(ステップS39)。その後、未使用(洗浄済み)のマスクMをマスクローダによりカセットからマスクトレー部121に載置し(ステップS40)、後述するマスクプリアライメント機構140によってマスクMをプリアライメントする(ステップS41)。   At the delivery position WP, first, the suction of the mask M is released (step S38), and the used mask M is returned from the mask tray 121 to a cassette (not shown) by a mask loader (not shown) (step S39). Thereafter, the unused (cleaned) mask M is placed on the mask tray 121 from the cassette by the mask loader (step S40), and the mask M is pre-aligned by the mask pre-alignment mechanism 140 described later (step S41).
そして、プリアライメント後のマスクMを吸着ブロック125によって吸着し、マスクMが載置されたトレー部121を再び、1番目の上流側及び下流側マスク保持部71a1,71b1の下方へ移動させた後(ステップS42)、1番目のマスク保持部71a1,71b1を再び着脱位置まで下降させる(ステップS43)。   Then, after the pre-aligned mask M is sucked by the suction block 125, the tray part 121 on which the mask M is placed is moved again below the first upstream and downstream mask holding parts 71a1 and 71b1. (Step S42) The first mask holding portions 71a1 and 71b1 are lowered again to the attachment / detachment positions (Step S43).
また、1番目のマスク保持部71a1,71b1をマスク駆動部72により移動させ、未使用のマスクMの位置を微調整する(ステップS44)。即ち、図18に示すように、マスク保持部71a1,71b1が着脱位置まで下降した状態において、トレー部121のチェイサー板192に設けられたホルダ用位置決めピン197はマスク保持部71a1,71b1の収容孔78に収容されている。この状態で、マスク駆動部72によりマスク保持部71a1,71b1をX方向及びY方向に斜めに移動させることで(矢印A参照。)、位置決めピン196が収容孔78に押し当てられ、マスクMの自動調芯が行われる。   Further, the first mask holding portions 71a1 and 71b1 are moved by the mask driving portion 72, and the position of the unused mask M is finely adjusted (step S44). That is, as shown in FIG. 18, in the state where the mask holding portions 71a1 and 71b1 are lowered to the attachment / detachment position, the holder positioning pins 197 provided on the chaser plate 192 of the tray portion 121 are the receiving holes of the mask holding portions 71a1 and 71b1. 78. In this state, by moving the mask holding portions 71a1 and 71b1 obliquely in the X direction and the Y direction by the mask driving portion 72 (see arrow A), the positioning pin 196 is pressed against the accommodation hole 78, and the mask M Automatic alignment is performed.
その後、トレー部121で未使用のマスクMの吸着が解除され、マスク保持部71a1,71b1でマスクMが吸着される(ステップS45)。また、マスク保持部71a1,71b1が退避位置まで上昇する(ステップS46)。これにより、1番目のマスクMの交換を完了する。   Thereafter, the suction of the unused mask M is released by the tray part 121, and the mask M is sucked by the mask holding parts 71a1 and 71b1 (step S45). Further, the mask holding portions 71a1 and 71b1 are raised to the retracted position (step S46). Thereby, the replacement of the first mask M is completed.
次に、空きとなったマスクトレー部121をY方向一端から隣の2番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a2,71b2の下方へ移動させる(ステップS47)。以降、カウンタnをインクリメントして(ステップS50)、ステップS34に移行する。また、1番目のマスク保持部71a1,71b1は、マスクトレー部121が2番目の上流側及び下流側のマスク保持部71a2,71b2の下方へ移動した後に、露光位置まで下げて待機する(ステップS48)。   Next, the vacant mask tray portion 121 is moved from one end in the Y direction to the lower side of the next second upstream and downstream mask holding portions 71a2 and 71b2 (step S47). Thereafter, the counter n is incremented (step S50), and the process proceeds to step S34. The first mask holders 71a1 and 71b1 are lowered to the exposure position and wait after the mask tray 121 moves below the second upstream and downstream mask holders 71a2 and 71b2 (step S48). ).
以降、上記動作を繰り返し行い、ステップS49にてカウンタnが6である、即ち、Y方向他端側の6番目のマスク保持部71a6,71b6のマスクMが交換されるまで行われ、マスクMの交換作業が完了する。なお、ステップS47において、カウンタnが6である場合には、マスクチェンジャー120のマスクトレー部121は受け渡し位置WPに移動する。従って、上記マスク交換によれば、一対のマスクトレー部121の1往復の動作で1対のマスクMの回収及び装着を実現でき、タクトタイムの短縮を図ることができる。   Thereafter, the above operation is repeatedly performed until the counter n is 6 in step S49, that is, until the mask M of the sixth mask holding portions 71a6 and 71b6 on the other end side in the Y direction is replaced. Replacement work is completed. In step S47, when the counter n is 6, the mask tray portion 121 of the mask changer 120 moves to the delivery position WP. Therefore, according to the above-described mask exchange, the pair of masks M can be collected and mounted by one reciprocating operation of the pair of mask tray portions 121, and the tact time can be shortened.
また、ステップS41で示すように、上記マスク交換を行う際には、マスク保持部71に向けて搬送されるマスクMに対してプリアライメントが行われる。具体的に、マスクローダによって搬送されたマスクMは、マスクトレー部121の吸着ブロック125上に載置される。この時、マスクトレー部121のベース部191は、その下方に位置する排気エアパッド141によってエア浮上されており、また、チェイサー板192は、チェイサー浮上機構193によってベース部191に対して正圧エアを吐出することで、ベース部191に対して浮上されている。   Further, as shown in step S41, when performing the mask exchange, pre-alignment is performed on the mask M transported toward the mask holding unit 71. Specifically, the mask M conveyed by the mask loader is placed on the suction block 125 of the mask tray unit 121. At this time, the base part 191 of the mask tray part 121 is floated by an exhaust air pad 141 located below the mask tray part 121, and the chaser plate 192 is supplied with positive pressure air to the base part 191 by the chaser lift mechanism 193. By discharging, it floats with respect to the base portion 191.
この状態で、マスクプリアライメント駆動部142を駆動して、押し付け板143を降下させ、押し付け板143をマスクMに押し当てる。さらに、マスクMの端面を押し付けピン144と当接させながらマスクMをX,Y方向に移動させる。マスクMを移動させると、まず、マスクMが載置されたチェイサー板192もベース部191に対して移動し、チェイサー板192の側面がチェイサー用位置決めピン195と当接して、チェイサー板192とベース部191との位置合わせが行われる。さらに、マスクMを移動させると、マスクMの端面が複数のマスク用位置決めピン196と当接して、マスクMがベース部191に位置合わせされる。従って、チェイサー板192とマスクMがベース部191に対して位置合わせされることから、マスクMはチェイサー板192に対しても位置合わせされることになり、マスクMはチェイサー板192に載置された吸着ブロック125の所望の位置でX,Y方向に位置決めされる。その後、マスクトレー部121は、吸着ブロック125でマスクMを吸着する。そして、押し付け板143を上昇させることで、マスクMのプリアライメントを完了する。   In this state, the mask pre-alignment driving unit 142 is driven to lower the pressing plate 143 and press the pressing plate 143 against the mask M. Further, the mask M is moved in the X and Y directions while the end face of the mask M is brought into contact with the pressing pin 144. When the mask M is moved, first, the chaser plate 192 on which the mask M is placed also moves with respect to the base portion 191, and the side surface of the chaser plate 192 contacts the chaser positioning pin 195 so that the chaser plate 192 and the base Positioning with the unit 191 is performed. Further, when the mask M is moved, the end face of the mask M comes into contact with the plurality of mask positioning pins 196 and the mask M is aligned with the base portion 191. Accordingly, since the chaser plate 192 and the mask M are aligned with the base portion 191, the mask M is also aligned with the chaser plate 192, and the mask M is placed on the chaser plate 192. The suction block 125 is positioned in the X and Y directions at a desired position. Thereafter, the mask tray unit 121 sucks the mask M by the suction block 125. Then, the pre-alignment of the mask M is completed by raising the pressing plate 143.
以上説明したように、本実施形態の近接スキャン露光装置1によれば、複数のマスクMに近接しながらX方向に搬送される基板Wに対して複数のマスクMを介して露光用光ELを照射し、基板Wに複数のマスクMのパターンPを露光する。従って、小型化したマスクMを複数使用し、基板Wを搬送しながら露光することで、マスクMの製造コストを低減することができるとともに、効率的な露光を実現する。また、近接スキャン露光装置1は、基板Wを浮上させて支持する複数のエアパッド23,24,25a,25bを備え、複数のエアパッド23,24,25a,25bのうち、マスクMと対向配置されるエアパッド25aは、マスクMの露光領域より大きいので、エアパッド25aによる露光むらの発生が抑制され、高品質な露光を実現することができる。   As described above, according to the proximity scan exposure apparatus 1 of the present embodiment, the exposure light EL is passed through the plurality of masks M to the substrate W transported in the X direction while approaching the plurality of masks M. Irradiation is performed, and a pattern P of a plurality of masks M is exposed on the substrate W. Therefore, by using a plurality of miniaturized masks M and performing exposure while transporting the substrate W, the manufacturing cost of the mask M can be reduced and efficient exposure can be realized. Further, the proximity scan exposure apparatus 1 includes a plurality of air pads 23, 24, 25a, and 25b that float and support the substrate W, and is disposed to face the mask M among the plurality of air pads 23, 24, 25a, and 25b. Since the air pad 25a is larger than the exposure area of the mask M, occurrence of uneven exposure by the air pad 25a is suppressed, and high-quality exposure can be realized.
また、マスクMと対向配置されるエアパッド25aは、複数の排気孔26及び複数の吸気孔27を有する吸排気エアパッドであるので、エアパッド25aの支持面34と基板Wとの間のエア圧をバランス調整し、所定の浮上量に高精度で設定することができ、安定した高さで水平支持することができる。   Further, since the air pad 25a disposed to face the mask M is an intake / exhaust air pad having a plurality of exhaust holes 26 and a plurality of intake holes 27, the air pressure between the support surface 34 of the air pad 25a and the substrate W is balanced. It can be adjusted and set to a predetermined flying height with high accuracy, and can be horizontally supported at a stable height.
さらに、複数のエアパッド23,24,25a,25bは、長手方向がY方向に沿うように敷設されるマスクMと対向配置されるエアパッド25a,25bと、長手方向がX方向に沿うように敷設される他のエアパッド23,24と、を有するので、マスクMの露光領域での露光むらの抑制と、露光領域外でのエアパッドの本数削減の両方を実現することができる。   Further, the plurality of air pads 23, 24, 25a, and 25b are laid so that the longitudinal direction is along the X direction, and the air pads 25a and 25b are arranged to face the mask M that is laid so that the longitudinal direction is along the Y direction. Therefore, it is possible to realize both suppression of uneven exposure in the exposure area of the mask M and reduction in the number of air pads outside the exposure area.
加えて、基板WがマスクMと対向配置される領域より上流側に配置されるエアパッド23は、長手方向がX方向に沿うように敷設され、複数の排気孔26を有する排気エアパッドであるので、浮上量が高精度に要求されない領域においては、排気エアパッドのみで基板Wが浮上され、配管の配置が簡潔になる。   In addition, since the air pad 23 disposed upstream of the region where the substrate W is opposed to the mask M is an exhaust air pad laid so that the longitudinal direction is along the X direction and having a plurality of exhaust holes 26, In a region where the flying height is not required with high accuracy, the substrate W is lifted only by the exhaust air pad, and the arrangement of the piping is simplified.
また、隣接するエアパッド23,24,25a,25b間には、少なくとも一つの検出手段が、エアパッド23,24,25a,25bの上面より突出しないように配置されているので、検出手段がエアパッド23,24,25a,25bに浮上して支持された基板Wと接触するのを防止できる。   Further, between the adjacent air pads 23, 24, 25a and 25b, at least one detection means is arranged so as not to protrude from the upper surface of the air pads 23, 24, 25a and 25b. It is possible to prevent contact with the substrate W that is floated and supported by the layers 24, 25a, and 25b.
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されることなく、その発明の範囲内で変更・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 is not limited to the above-described embodiments, and can of course be changed or improved within the scope of the invention.
本発明では、少なくとも一つの検出手段を含む補機が、隣接するエアパッド23,24,25a,25b間に、エアパッド23,24,25a,25bの上面より突出しないように搬入、精密、搬出フレーム5,6,7のいずれかに取り付けられればよい。   In the present invention, the auxiliary machine including at least one detection means is carried in, precisely, and carried out so that it does not protrude from the upper surface of the air pads 23, 24, 25a, 25b between the adjacent air pads 23, 24, 25a, 25b. , 6 and 7 may be attached.
本発明の基板を浮上させて支持する機構は、本実施形態のように、低コストで入手でき取り扱いが容易なエアを利用した浮上ユニットであると好ましいが、それに限られない。また、本発明の基板を浮上させて支持する機構は、少なくとも露光領域に設けられていればよく、他の領域においては、支持面から突出する複数のローラで基板Wを支持し、支持面から浮上させる構成であってもよい。   The mechanism for levitating and supporting the substrate of the present invention is preferably a levitating unit using air that is available at low cost and is easy to handle as in the present embodiment, but is not limited thereto. In addition, the mechanism for levitating and supporting the substrate of the present invention may be provided at least in the exposure region. In other regions, the substrate W is supported by a plurality of rollers protruding from the support surface, The structure which floats may be sufficient.
また、本発明のマスクチェンジャー120は、一対のマスクトレー部121がそれぞれ1枚ずつマスクMを搬送しているが、それぞれ複数枚ずつマスクMを搬送するように構成してもよい。   Further, the mask changer 120 of the present invention is configured such that each of the pair of mask tray portions 121 conveys the mask M one by one, but a plurality of masks M may be conveyed respectively.
図1は、本発明の一実施形態にかかる近接スキャン露光装置の全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of a proximity scan exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、近接スキャン露光装置を、照射部等の上部構成を取り除いた状態で示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the proximity scanning exposure apparatus in a state where the upper structure such as the irradiation unit is removed. 図3は、エアパッドの配列状態を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining an arrangement state of the air pads. 図4は、基板搬送機構を説明するための概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view for explaining the substrate transport mechanism. 図5は、近接スキャン露光装置のマスク配置領域における露光状態を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing an exposure state in the mask arrangement region of the proximity scan exposure apparatus. 図6(a)は、マスクとエアパッドとの位置関係を説明するための要部上面図であり、図6(b)は、その断面図である。FIG. 6A is a top view of the main part for explaining the positional relationship between the mask and the air pad, and FIG. 6B is a cross-sectional view thereof. 図7は、基板プリアライメント機構及び基板アライメント機構を説明するための基板搬入領域の上面図である。FIG. 7 is a top view of the substrate carry-in region for explaining the substrate pre-alignment mechanism and the substrate alignment mechanism. 図8は、照射部の下面図である。FIG. 8 is a bottom view of the irradiation unit. 図9(a)は、遮光装置の概略スケルトン上面図であり、図9(b)は、遮光装置の概略スケルトン側面図である。FIG. 9A is a schematic skeleton top view of the light shielding device, and FIG. 9B is a schematic skeleton side view of the light shielding device. 図10(a)は、一対のブラインド部材とマスクとの関係を示すための要部拡大側面図であり、図10(b)は、一対のブラインド部材の一端部を示す要部拡大図である。FIG. 10A is an enlarged side view of the main part for showing the relationship between the pair of blind members and the mask, and FIG. 10B is an enlarged view of the main part showing one end part of the pair of blind members. . 図11は、近接スキャン露光装置のマスク配置領域におけるマスク交換状態を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing a mask exchange state in the mask arrangement region of the proximity scan exposure apparatus. 図12は、受け渡し位置に位置するマスクチェンジャーをマスクプリアライメント機構を除いて示す上面図である。FIG. 12 is a top view showing the mask changer positioned at the delivery position, excluding the mask pre-alignment mechanism. 図13は、マスクプリアライメント機構を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing the mask pre-alignment mechanism. 図14は、マスクプリアライメント機構を示す上面図である。FIG. 14 is a top view showing the mask pre-alignment mechanism. 図15は、基板のプリアライメント及びアライメントの手順を説明するためのフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart for explaining the substrate pre-alignment and alignment procedure. 図16は、マスクの交換手順を説明するための上面図である。FIG. 16 is a top view for explaining a mask replacement procedure. 図17は、マスクの交換手順を説明するためのフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart for explaining a mask replacement procedure. 図18は、交換位置におけるマスク保持部とマスクトレー部を示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing the mask holding part and the mask tray part in the replacement position.
符号の説明Explanation of symbols
1 近接スキャン露光装置
2 装置ベース
3,4,8 レベルブロック
13 メインフレーム
15 サブフレーム
20 基板搬送機構
21 浮上ユニット
23,24 排気エアパッド(エアパッド、他のエアパッド)
25a,25b 吸排気エアパッド(エアパッド)
26 排気孔
27 吸気孔
40 基板駆動ユニット
50 基板プリアライメント機構
51,52 基準ピン
53,54 押し当てピン
60 基板アライメント機構
61 アライメント用カメラ
62 θ補正用吸着ピン
70 マスク保持機構
71 マスク保持部
72 マスク駆動部
80 照射部
82 ガイドレール
83 スライダ
84a,84b ストッパ部材
90 遮光装置
92 ブラインド駆動ユニット
108,109 ブラインド部材
108a,109a 一端部
120 マスクチェンジャー
121 マスクトレー部
125 エアパッド
126 位置決めピン
140 マスクプリアライメント機構
141 排気エアパッド(エアパッド)
143 押し付け板
144 押し付けピン
160,160a,160b,161 レーザー変位計(検出手段、ギャップセンサ)
171 マスクアライメント用カメラ(検出手段)
172 追従用カメラ(検出手段)
173 追従用照明(検出手段)
190 制御部
CP 交換位置
WP 受け渡し位置
EP 露光位置
RP 後退位置
IA 基板搬入側領域
EA マスク配置領域
OA 基板搬出領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Proximity scanning exposure apparatus 2 Apparatus base 3, 4, 8 Level block 13 Main frame 15 Sub frame 20 Substrate conveyance mechanism 21 Levitation unit 23, 24 Exhaust air pad (air pad, other air pads)
25a, 25b Air intake / exhaust air pads (air pads)
26 Exhaust hole 27 Intake hole 40 Substrate drive unit 50 Substrate pre-alignment mechanism 51, 52 Reference pin 53, 54 Press pin 60 Substrate alignment mechanism 61 Alignment camera 62 θ correction suction pin 70 Mask holding mechanism 71 Mask holding unit 72 Mask Drive unit 80 Irradiation unit 82 Guide rail 83 Slider 84a, 84b Stopper member 90 Light blocking device 92 Blind drive unit 108, 109 Blind member 108a, 109a One end 120 Mask changer 121 Mask tray unit 125 Air pad 126 Positioning pin 140 Mask pre-alignment mechanism 141 Exhaust air pad (air pad)
143 Pressing plate 144 Pressing pins 160, 160a, 160b, 161 Laser displacement meter (detection means, gap sensor)
171 Mask alignment camera (detection means)
172 Follow-up camera (detection means)
173 Tracking illumination (detection means)
190 Control section CP Replacement position WP Delivery position EP Exposure position RP Retraction position IA Substrate carry-in side area EA Mask placement area OA Substrate carry-out area

Claims (8)

  1. 複数のマスクに近接しながら所定方向に搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する近接スキャン露光装置であって、
    前記基板を浮上させて支持する複数のエアパッドを備え、
    前記複数のエアパッドのうち、前記マスクと対向配置される前記エアパッドは、前記マスクの露光領域より大きく、
    前記複数のエアパッドは、長手方向が前記所定方向と交差する方向に沿うように敷設される前記マスクと対向配置される前記エアパッドと、長手方向が前記所定方向に沿うように敷設される他のエアパッドと、を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
    A proximity scan exposure apparatus that irradiates a substrate transported in a predetermined direction while approaching a plurality of masks through the plurality of masks, and exposes the patterns of the plurality of masks on the substrate. ,
    A plurality of air pads that float and support the substrate;
    Wherein the plurality of air pads, the air pads the masked and opposed is much larger than the exposure region of the mask,
    The plurality of air pads include an air pad that is arranged to face the mask that is laid so that a longitudinal direction thereof intersects with the predetermined direction, and another air pad that is laid so that a longitudinal direction thereof follows the predetermined direction. And a proximity scanning exposure apparatus.
  2. 前記マスクと対向配置される前記エアパッドは、複数の排気孔及び複数の吸気孔を有する吸排気エアパッドであることを特徴とする請求項1に記載の近接スキャン露光装置。   The proximity scan exposure apparatus according to claim 1, wherein the air pad arranged to face the mask is an intake / exhaust air pad having a plurality of exhaust holes and a plurality of intake holes.
  3. 前記基板が前記マスクと対向配置される領域より上流側に配置される前記エアパッドは、手方向が前記所定方向に沿うように敷設され、複数の排気孔を有する排気エアパッドであることを特徴とする請求項1又は2に記載の近接スキャン露光装置。 Said air pad which the substrate is disposed on the upstream side of the mask arranged opposite the area is laid so that the long side direction along the predetermined direction, and characterized in that the exhaust air pad having a plurality of exhaust holes The proximity scan exposure apparatus according to claim 1 or 2 .
  4. 隣接する前記エアパッド間には、少なくとも一つの検出手段が、前記エアパッドの上面より突出しないように配置されており、
    前記検出手段は、前記マスクと前記基板とのギャップを検出し、若しくは前記マスクと前記基板との相対位置ズレを検出することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の近接スキャン露光装置。
    Between the adjacent air pads, at least one detection means is arranged so as not to protrude from the upper surface of the air pad ,
    It said detecting means detects a gap between the substrate and the mask, or close according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to detect the relative positional deviation between the mask and the substrate Scanning exposure device.
  5. 前記検出手段は、前記マスクと前記基板とのギャップを検出する少なくとも一つの第1の検出手段と、前記マスクと前記基板との相対位置ズレを検出する少なくとも一つの第2の検出手段と、を有することを特徴とする請求項4に記載の近接スキャン露光装置。  The detection means includes at least one first detection means for detecting a gap between the mask and the substrate, and at least one second detection means for detecting a relative positional deviation between the mask and the substrate. 5. The proximity scan exposure apparatus according to claim 4, further comprising:
  6. 前記第1の検出手段は、前記基板の厚さを検出するギャップセンサであることを特徴とする請求項5に記載の近接スキャン露光装置。  6. The proximity scan exposure apparatus according to claim 5, wherein the first detection means is a gap sensor that detects the thickness of the substrate.
  7. 前記第2の検出手段は、カメラであることを特徴とする請求項5又は6に記載の近接スキャン露光装置。  7. The proximity scan exposure apparatus according to claim 5, wherein the second detection unit is a camera.
  8. 請求項1〜のいずれか1項に記載の近接スキャン露光装置に使用されることを特徴とするエアパッド。 Air pad, characterized in that for use in proximity scanning exposure apparatus according to any one of claims 1-7.
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