JP5316135B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
このような露光装置は、主に、光照射部10、ワークに転写するパターンを形成したマスクM、このマスクを保持するマスクステージ20、露光処理を行うプリント基板や液晶パネルなどのワークWを保持するワークステージ30、マスクMに形成されたパターンをワークステージ30上のワークWに投影する投影レンズ40を備える。なお、投影レンズ40を備えず、マスクMとワークWを近接または密着させて露光を行う露光装置もある。
また、同図のワークステージ30は、サーフェイスモータを利用した平面ステージであり、ワークステージ30は、プラテン31とスライダ(移動体)32を備える。
プラテン31は、碁盤目状に磁性体の凸極が設けられている平面を有する部材である。このプラテン31上に、スライダ32がエアの作用により浮上している。この状態でスライダ32に磁力を加え、スライダ32とプラテン31の凸極との間の磁界を変化させることにより、スライダ32がプラテン31上を移動する。このようなステージの例として、特許文献1に記載された平面ステージ装置がある。
また、スライダ32には、スライダ32の位置を測定するためのレーザ干渉計34が取り付けられ、また、プラテン31にはこのレーザ干渉計34からのレーザ光36を反射するミラー35が取り付けられている。レーザ干渉計34から出射したレーザ光36は、このミラー35により反射されてレーザ干渉計34に戻り、スライダ32の位置(移動距離)を測定する。
吸着テーブル33に吸着されたワークWは、スライダ32が上記のレーザ干渉計34により位置を検出されながら移動することにより、露光領域を複数に分割して逐次露光される。
プリアライメントの方法は、ワークを位置決めピンに突き当てる方法や、センサによりワークのエッジを複数箇所で検出し位置を合わせる方法などがある。
露光を行うワークの、プリアライメントステージ50からワークステージ30への搬入や、露光が終わったワークのワークステージ30からの搬出は、ワーク搬送機構60のハンドラ61により行う。ハンドラ61は、アームに取り付けた複数の吸着パッド62でワークWを吸着して吊り下げて搬送するものである。
このようなワークを吸着パッドで吸着して吊り下げて搬送するハンドラの例として、特許文献2に記載された搬送機構がある。
図10(a)。ワークステージ30の吸着テーブル33上にはワークW1が吸着保持されていて、露光処理が行われている。次に露光処理が行われるワークW2が、プリアライメントステージ50に置かれ、プリアライメントがなされる。
ワーク搬送機構60は、一本のアーム63の両側に、ワーク搬出用のハンドラ61aと、ワーク搬入用のハンドラ61bとを備える。それぞれのハンドラ61a,61bには、複数の吸着パッド62が取り付けられており、この吸着パッド62によりワークWを吸着保持し吊り下げて搬送する。アーム63には移動機構(不図示)が取り付けられており、ワーク搬送機構60は、全体として図面左右と上下方向に移動する。
図10(c)。ワークW2を保持したワーク搬入用ハンドラ61aが吸着テーブル33の上に来ると、ワーク搬送機構60が下降し、ワークW2を吸着テーブル33上に置く。吸着テーブル33はワークW2を吸着保持する。また、ワーク搬出用ハンドラ61bも、保持していたワークW1を、後工程の現像処理を行う装置のステージ(不図示)に置く。
ワーク搬送機構が図面左に移動し図10(a)の位置に戻る。ワークW2の露光処理が開始され、プリアライメントステージ50には、次に露光処理されるワークが、別の搬送機構(不図示)により搬送されてくる。
ハンドラ61に取り付けられている吸着パッド62の、ワークWに接触する部分は、柔らかい樹脂(ゴム)製であり、ワークWの多少の反りに対しては変形して対応する。しかし、反りが大きい場合には、吸着パッド62とワークWとの間に隙間が生じ、ワークWを吸着保持するための真空がリークし、徐々に保持力を失うことがある。
ここで、例えば、ワーク搬入用ハンドラ61aが、プリアライメントステージ50からワークWを持ち上げる時にはワークWを吸着保持できたが、それをワークステージ30に搬送する途中で、吸着保持力を失った場合、ワークWは、図11に示すように落下し、ワークステージ30のレーザ干渉計用のミラー35とスライダ32との間に挟まってしまうこともある。
これを防ぐためには、ワークWをプリアライメントステージ50からワークステージ30に載せかえる際、スライダ32をプリアライメントステージ50の方に寄せておくということが考えられる。そのようにしておけば、ワークWが落下したとしても、ワークWはワークステージ30の吸着テーブル33上に載り、ワークWやワークステージ30の精密な部品が傷ついたりすることがない。
そのようにすると、上記図10において示したワークWの搬送手順に比べて、スライダ32のプリアライメントステージ50方向への移動と露光位置への戻りという手順が増え、その分、露光処理の時間(タクト)が長くなる。
ハンドラにより搬送したワークをワークステージの吸着テーブルに載置し、当該ワークステージの吸着テーブルに載置したワークに対しマスクを介して光を照射し、上記ワーク上に上記マスクに形成したパターンを露光する露光装置において、ハンドラがワークを搬送する領域であって、水平方向の範囲としてはプリアライメントステージとワークステージの吸着テーブルの間で、ハンドラがワークを搬送する搬送高さ(搬送レベル)からワークステージの吸着テーブルの表面高さまでの間の空間に、ワークステージを横切るワイヤーを張る。
このワイヤーは、ワークがハンドラから外れて落下した際、ワークをワークステージ上で受け止める役割を果たす。
以上
また、ワイヤーの代わりにネットを張っても良い。
ハンドラからワークが落下したとしても、ワークステージを横切るワイヤーまたはネットにより受け止められ、ワークがワークステージ上に落下することがない。
これにより、基板やワークステージの部品が傷ついたりすることがない。また、ワークの搬送手順に変更はなく、タクトにも影響を与えない。
また、ワークの落下を防ぐ手段がワイヤーの場合は、直線状のワイヤー(第1のワイヤー)に対して直交する方向に、第2のワイヤーを張ることにより、第1のワイヤーとワイヤーの間からワークが下に落ちるのを防ぐことができる。
本発明の露光装置は、光照射部10、ワークに転写するパターンを形成したマスクM、このマスクを保持するマスクステージ20、露光処理を行うプリント基板や液晶パネルなどのワークWを保持するワークステージ30、マスクMに形成されたパターンをワークステージ30上のワークWに投影する投影レンズ40を備える。
プラテン31は、碁盤目状に磁性体の凸極が設けられている平面を有する部材であり、プラテン31上にスライダ32がエアの作用により浮上している。スライダ32に磁力を加え、スライダ32とプラテン31の凸極との間の磁界を変化させることにより、スライダ32がプラテン31上を移動する。本実施例におけるプラテン31の一辺の長さは900mm〜1200mmであり、スライダ32の一辺の長さは約300mmである。
また、スライダ32には、スライダ32の位置を測定するためのレーザ干渉計34が取り付けられ、また、プラテン31にはこのレーザ干渉計34からのレーザ光36を反射するミラー35が取り付けられている。
レーザ干渉計34からのレーザ光36がミラー35により反射されてレーザ干渉計34に戻り、スライダ32の位置(移動距離)が測定される。
吸着テーブル33に吸着されたワークWは、スライダ32がレーザ干渉計34により位置を検出されながら移動することにより、露光領域を複数に分割して逐次露光される。
ワーク搬送機構60のハンドラ61a,61bが、露光前のワークをプリアライメントステージ50から吸着テーブル33へ搬入し、また、露光が終わったワークを吸着テーブル33から搬出する。ハンドラ61は、アームに取り付けた複数の吸着パッド62でワークWを吸着して吊り下げて搬送する。
図1に示すように、ワイヤー70を設ける高さ方向の範囲は、ハンドラ61がワークWを搬送する搬送高さ(搬送レベル)L1から、ワークステージ30の吸着テーブル33の表面の高さL2までの間である。その範囲の空間に、ワークステージ30を横切る長さのワイヤーを張る。
また、ワークの搬送高さ(搬送レベル)L1から吸着テーブルの表面高さL2までの間隔は約20mmであるが、同図では、分かりやすいようにワイヤーWの径も、ワーク搬送レベルL1から吸着テーブルの表面高さL2までの間隔も、大きく広げて示している。
本実施例においては、ワイヤー70をプリアライメントステージ50と吸着テーブル33の間に設ける例を示している。しかし、ワイヤー70は、ワークWを吸着テーブル33から搬出する側に設けても良いし、吸着テーブル33の両側に設けても良い。また、ワイヤー70は、ワークWを確実に受け止めるためには、複数列設けることが望ましい。
プラテン31の両側(図1において手前側と奥側)に、ワイヤー70を取り付けるワイヤー取り付け部材A71とワイヤー取り付け部材B72を設け、この2つのワイヤー取り付け部材71,72の間にワイヤー70を渡す。本実施例においてはワイヤー取り付け部材71,72の間隔は約1800mm、ワイヤー70の径は約1mmである。
ワークWが逐次移動して露光されている時、ワークWを載せた吸着テーブル33の一部がプラテン31からはみ出すことがある。そのため、吸着テーブル33がワイヤー取り付け部材71,72に接触しないように、ワイヤー取り付け部材71,72の間隔はプラテン31の幅よりも長くして、プラテン31の両辺から距離を取る。
ワイヤー70の下は、露光処理のため、ワークWを載せた吸着テーブル33を取り付けたスライダ32が移動する。そのため、ワイヤー取り付け部材71,72の間には、ワイヤー70を支持するような支柱を設けることはできない。
図3に示すように、ワイヤー70の一端には、ばね80が取り付けられており、このばね80の、ワイヤー70を取り付けていない方の側は、ワイヤー取り付け部材A71に固定されている。
ばね80を介して一端をワイヤー取り付け部材A71に固定されたワイヤー70は、ワイヤー取り付け部材A71から、ワークステージ30のプラテン31上を横切るようにワイヤー取り付け部材B72に伸びる。
ワイヤー取り付け部材A71に達したワイヤー70は、ワイヤー70の位置ずれを防ぐ押さえ板82を介して、巻き取りねじ83により巻き取られる。巻き取りねじ83を巻くと、ばね80が伸び、ワイヤー取り付け部材A71とワイヤー取り付け部材B72間を往復するワイヤー70にテンション(張力)がかかる。
経時によりワイヤー70が緩みたるみが発生した場合は、この巻き取りねじ83巻くことにより、再度ワイヤー70に張力をかけることができる。
上記したように、ワイヤー70を設けるための、ワーク搬送高さ(搬送レベル)L1からワークステージ30の吸着テーブル33の表面高さL2までの間隔は約20mmであり、第1と第2のワイヤー取り付け部材71,72の間隔、即ちワイヤー70の片道の長さは1800mmである。
ワイヤー70に大きなたわみがあると、ワイヤー70がその下を移動するスライダ32上の吸着テーブル33に引っかかってしまい、装置のトラブルの原因となる。
図5に示すように、ワイヤーの張力Fが10Nになるように重りの重量を設定した場合は、ワイヤーのたわみ量ωは約1mmであった。張力Fが20Nになるように重りの重量を設定すると、ワイヤーのたわみ量ωは約0.5mmとなった。さらに、張力Fが40Nになるように重りの重量を設定すると、ワイヤーのたわみ量ωは0.5mm以下であった。
この結果により、ワイヤー70に対して、図3に示したばね81と巻き取りねじ83により、20N以上(望ましくは40N以上)の張力が加わるようにしておけば、ワイヤー70がその下を移動する吸着テーブル33に接触することはないことが分かった。
しかし、それには以下に示すような問題があり、コストや作りやすさ、装置の小型化、またその部材にたわみが生じた場合の修正作業の容易さなどから考えて、ワイヤーが適している。
また、約20mmしかないワーク搬送レベルL1から吸着テーブルの表面高さL2までの間に、重くて太い丸棒や厚い板状部材を取り付けることは難しい。
これに対して、ワイヤーは、細くて軽量であり価格も比較的安価である。また、経時によるたるみが生じたとしても、巻き取りねじを巻くだけで、再び張力をかけることができる。
図5に示した第1の実施例においては、ワイヤー70は複数列設けられているが、それらは同じ方向に伸びている。そのため、ワークWがハンドラ61から落下した時に、いったんワイヤー70で受け止めても、ワイヤーとワイヤーの間から下に落ちることも考えられる。
その対策として、図6に示すように、上記の第1の実施例で示したワイヤー(第1のワイヤー)70に対して直交する方向に、第2のワイヤー73を設ける。
図7は、第2のワイヤー取り付け部材74を、図6の矢印C方向から見た図である。
第2のワイヤー73は、一方をかぎ(フック)状か円にしておいて第1のワイヤー70に通し、他方を第2のワイヤー取り付け部材74の巻き取りねじ83に巻きつける。これにより、第2のワイヤー73を第1のワイヤー70に対して直交方向に設けることができる。
第2のワイヤー73を設けることにより、ワイヤーが十字に張られることになるので、ワークがワイヤーとワイヤーの間から下に落ちる心配がなくなる。なお、第2のワイヤー73も、確実にワークWを受け止めるために、複数列設けることが望ましい。
上記した第1の実施例においては、ワイヤーは、ワークステージの四角いプラテンの対向する2辺の間で、ワークステージを横断するように設けている。
しかし、図8に示すように、ワイヤー70をプラテン31の隣の辺との間で、プラテン31の辺に対して斜めに設けても良い。このようにワイヤーを設けても、ワークのワークステージへの落下を防ぐことができる。
ネットを使ってもワークのワークステージへの落下を防ぐことができる。しかし、ネットを使用する場合は、たるみが生じないようにするために、ネットに対して縦横方向にテンションがかかるように工夫する必要がある。
そのために、ネット90は、図9に示すように、四角の網目が形成され、その網目の四角の各頂点を対角線方向に引っ張ることができるように、ネット90の紐(糸)91が4方向に伸びている。
各巻き取りねじ83により各紐91を引っ張ると、ネット90はワイヤー70にも引っ張られるので、四角の網目の対角線方向に伸び、ネット90全体に縦横方向に張力がかかる。これにより、たるみなくネット90を設けることができる。経時によりネット90にたるみが生じたとしても、巻き取りねじ83を巻くことにより、容易に張力をかけなおすことができる。
また、ネットの材質は、ワイヤーと同様に、金属性でも良いし樹脂製でも良い。
20 マスクステージ
30 ワークステージ
31 プラテン
32 スライダ(移動体)
33 吸着テーブル
34 レーザ干渉計
35 ミラー
36 レーザ光
40 投影レンズ
50 プリアライメントステージ
60 ワーク搬送機構
61 ハンドラ
62 吸着パッド
63 アーム
70 ワイヤー
71 ワイヤー取り付け部材A
72 ワイヤー取り付け部材B
73 第2のワイヤー
74 第2のワイヤー取り付け部材
80 ばね
81 ワイヤー折り返し部材
82 押さえ板
83 巻き取りねじ
90 ネット
91 ネットの紐(糸)
M マスク
W ワーク
L1 ワークの搬送高さ(搬送レベル)
L2 吸着テーブルの表面高さ
Claims (3)
- ハンドラにより搬送したワークをワークステージの吸着テーブルに載置し、当該ワークステージの吸着テーブルに載置したワークに対しマスクを介して光を照射し、上記ワーク上に上記マスクに形成したパターンを露光する露光装置において、
ハンドラがワークを搬送する領域であって、水平方向の範囲としてはプリアライメントステージとワークステージの吸着テーブルの間で、ハンドラがワークを搬送する搬送高さからワークステージの吸着テーブルの表面高さまでの間の空間に、上記ワークステージを横切ってワイヤーが張られていることを特徴とする露光装置。 - 上記ワイヤーから該ワイヤーに対して直交する方向に、第2のワイヤーが張られていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- ハンドラにより搬送したワークをワークステージの吸着テーブルに載置し、当該ワークステージの吸着テーブルに載置したワークに対しマスクを介して光を照射し、上記ワーク上に上記マスクに形成したパターンを露光する露光装置において、
ハンドラがワークを搬送する領域であって、水平方向の範囲としてはプリアライメントステージとワークステージの吸着テーブルの間で、ハンドラがワークを搬送する搬送高さからワークステージの吸着テーブルの表面高さまでの間の空間に、上記ワークステージを横切ってネットが張られていることを特徴とする露光装置。
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