JP5334536B2 - プロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のマスク搬送方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

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マスク搬送方法、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、大型のマスクを位置決めしてマスクホルダに装着するのに好適なプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のマスク搬送方法、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。

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。

プロキシミティ露光装置は、基板を搭載するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクホルダに保持されたマスクとチャックに搭載された基板とを極めて接近させて露光を行う。通常、チャックは、基板の移動及び位置決めを行うステージ上に搭載されており、基板を真空吸着して固定する。マスクホルダは、基板を搭載したチャックの上方に設けられ、マスクの周辺部を真空吸着して固定する。チャックへの基板の搬入、及びチャックからの基板の搬出は、通常、基板搬送ロボットのハンドリングアームにより行われるが、マスクと基板との接触を避けるために、マスクの下の露光位置から離れたロード／アンロード位置で行われる。ロード／アンロード位置で基板をチャックに搭載した後、ステージがマスクの下の露光位置へ移動し、露光位置で基板の位置決めを行う。

マスクホルダへのマスクの搬入、及びマスクホルダからのマスクの搬出も、従来、マスク搬送ロボットのハンドリングアームにより行われていた。しかしながら、マスク搬送ロボットのハンドリングアームは片持式であるため、マスクが大型になってその重量が増大すると、ハンドリングアームがたわんで、マスクを水平に支持することができなくなり、またハンドリングアームの揺れが大きくなって、マスクホルダの下方へ移動するためのストロークを確保することが困難になってきた。これに対し、特許文献１には、チャックの外周縁部にマスクの一時支持部材を設け、マスクを一時支持部材に載置し、ステージによりマスクの搬送ずれを補正して、チャックの下面側に連結されたＺ軸方向駆動機構によりマスクをマスクホルダの下端面に押圧する技術が開示されている。
特開２００３−１８６１９９号公報

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、ステージにより基板をＸＹ方向にステップ移動しながら、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。この方式では、マスクがチャックに搭載する基板より小さいため、特許文献１に記載の技術を適用することができなかった。

また、マスクと基板とを接近させる際、あるいはマスクと基板とを離す際には、マスクと基板との間の空気に押され又は引っ張られて、マスクホルダに保持されたマスクがたわむ。そして、たわんだマスクが元に戻るときに、マスクの位置ずれが発生する恐れがある。従来、マスク搬送ロボットのハンドリングアームを用いてマスクを搬送する場合は、マスクホルダに複数の位置決め用のピンを設け、マスクをマスクホルダに装着した後、位置決め用のピンによりマスクの側面を押して、マスクの位置を調節していた。この位置決め用のピンが、マスクと基板とを接近させる際、あるいはマスクと基板とを離す際に、マスクの位置ずれを防止する役割も果していた。しかしながら、マスクの装着前にマスクの位置決めを行う場合、従来の位置決め用のピンでマスクの位置ずれを防止しようとすると、位置決め用のピンをマスクの側面に当てる際に、位置決めしたマスクの位置がずれてしまうという問題があった。

本発明の課題は、基板より小さいマスクを、精度良く位置決めして、マスクホルダに装着することである。また、本発明の課題は、位置決めしたマスクの位置をずらすことなく、マスクと基板とを接近させる際、あるいはマスクと基板とを離す際のマスクの位置ずれを防止することである。さらに、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

本発明によるプロキシミティ露光装置は、基板を搭載するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、チャックを移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、ステージの移動を制御する第１の制御手段と、マスクをチャックへ搬入するマスク搬送装置と、チャックの内部から上昇する突き上げピン及び突き上げピンを上下に移動するモータを有し、チャックに取り付けられた複数の突き上げピンユニットと、マスクに設けられた位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第１の画像取得装置と、第１の画像取得装置を移動する移動手段と、第１の画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクの位置を検出する画像処理装置とを備え、複数の突き上げピンユニットが、突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、第１の制御手段が、画像処理装置が第１の画像取得装置の画像信号を処理して検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクの位置決めを行い、複数の突き上げピンユニットが、突き上げピンによりマスクをマスクホルダに装着するものである。

また、本発明によるプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法は、基板を搭載するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、チャックを移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法であって、チャックの内部から上昇する突き上げピン及び突き上げピンを上下に移動するモータを有する複数の突き上げピンユニットをチャックに設け、マスクに設けられた位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第１の画像取得装置と、第１の画像取得装置を移動する移動手段とを設け、マスクをマスク搬送装置によりチャックへ搬入し、突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、移動手段により第１の画像取得装置を移動して、第１の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第１の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクの位置決めを行い、突き上げピンによりマスクをマスクホルダに装着するものである。

チャックの内部から上昇する突き上げピン及び突き上げピンを上下に移動するモータを有する複数の突き上げピンユニットをチャックに設け、突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取るので、マスクがチャックに搭載する基板より小さくても、マスクをチャックへ搬入することができる。そして、ステージによりチャックを移動してマスクの位置決めを行い、突き上げピンによりマスクをマスクホルダに装着するので、チャックへ搬入したマスクが、ステージにより精度良く位置決めされて、マスクホルダに装着される。

マスクの位置決めを精度良く行うためには、マスクの位置を精度良く検出する必要がある。マスクの位置の検出は、マスクの位置検出用マークの画像を取得して行うが、分解能が高い画像取得装置を用いる程、検出精度が高くなる。しかしながら、高分解能の画像取得装置は視野が狭く、マスクの位置がずれている場合に、マスクの位置検出用マークが視野に入らない恐れがある。そこで、マスクに設けられた位置検出用マークの画像を取得する第１の画像取得装置と、第１の画像取得装置を移動する移動手段とを設け、移動手段により第１の画像取得装置を移動して、第１の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得する。そして、第１の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクの位置決めを行う。マスクの位置がずれていても、高分解能の画像取得装置を用いて、マスクの位置が精度良く検出され、マスクの位置決めが精度良く行われる。

さらに、本発明によるプロキシミティ露光装置は、マスクホルダの上方に固定され、マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第２の画像取得装置を備え、画像処理装置が、第２の画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、第１の制御手段が、画像処理装置が第２の画像取得装置の画像信号を処理して検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、位置決めしたマスクの位置を補正するものである。

また、本発明によるプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法は、マスクホルダの上方に固定され、マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第２の画像取得装置を設け、第２の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第２の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、位置決めしたマスクの位置を補正するものである。

第１の画像取得装置を移動すると、マスクの位置の検出結果には、第１の画像取得装置の移動誤差が含まれることとなる。そこで、マスクホルダの上方に固定され、マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第２の画像取得装置を設け、第２の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得する。そして、第２の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、位置決めしたマスクの位置を補正する。マスクホルダの上方に固定された第２の画像取得装置を用いて、マスクの位置がより精度良く検出され、位置決めしたマスクの位置が精度良く補正される。

さらに、本発明によるプロキシミティ露光装置は、突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取るマスク受け取り位置の上空に、第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有し、マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第３の画像取得装置を備え、画像処理装置が、第３の画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、第１の制御手段が、画像処理装置が第３の画像取得装置の画像信号を処理して検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクをマスク受け取り位置からマスクホルダの下のマスク装着位置へ移動するものである。

また、本発明によるプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法は、マスクホルダの下のマスク装着位置とは別に設けたマスク受け取り位置で突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有し、マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第３の画像取得装置をマスク受け取り位置の上方に設け、第３の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第３の画像取得装置の画像信号を処理してマスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクをマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動するものである。

マスクホルダの下のマスク装着位置とは別に設けたマスク受け取り位置で突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、マスクをマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動する場合、マスク受け取り位置でマスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクをマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動するので、マスク受け取り位置で突き上げピンによりマスク搬送装置から受け取ったマスクの位置がずれていても、マスクがマスク装着位置へ精度良く移動される。

マスク受け取り位置でのマスクの位置の検出は、マスクの位置検出用マークの画像を取得して行うが、突き上げピンによりマスク搬送装置から受け取ったマスクの位置が大きくずれている場合、第１の画像取得装置と同様に分解能が高い画像取得装置を用いると、マスクの位置検出用マークを視野に入れるのに長時間を要する恐れがある。そこで、第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有する第３の画像取得装置をマスク受け取り位置の上方に設け、第３の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得する。突き上げピンがマスク搬送装置から受け取ったマスクの位置が大きくずれていても、マスクの位置検出用マークの画像が短時間に取得され、マスク受け取り位置でマスクの位置が短時間に検出される。

さらに、本発明によるプロキシミティ露光装置は、チャックの表面に設置され、マスクを載せた突き上げピンが下降したときマスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを備えたものである。また、本発明によるプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法は、マスクを載せた突き上げピンが下降したときマスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを、チャックの表面に設置するものである。突き上げピンがマスク搬送装置から基板を受け取った後、何らかの原因で突き上げピンが下降すると、マスクのパターン面がチャックの表面に接触して、パターンが損傷する恐れがある。そこで、マスクを載せた突き上げピンが下降したときマスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを、チャックの表面に設置して、マスクのパターン面がチャックの表面に接触するのを防止する。

さらに、本発明によるプロキシミティ露光装置は、マスクホルダに保持されたマスクの側面に接触してマスクの位置ずれを防止する位置ずれ防止ピン、位置ずれ防止ピンを移動してマスクの側面に接触させるモータ、及び位置ずれ防止ピンがマスクの側面に接触したことを検出するセンサーを有し、マスクホルダに取り付けられた複数の位置ずれ防止ピンユニットと、各位置ずれ防止ピンユニットのモータを制御する第２の制御手段とを備え、第２の制御手段が、各位置ずれ防止ピンユニットのモータを制御して、位置ずれ防止ピンをマスクの側面に向かって移動させ、センサーの検出結果に基づき、位置ずれ防止ピンの移動を停止するものである。

また、本発明によるプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法は、マスクホルダに保持されたマスクの側面に接触してマスクの位置ずれを防止する位置ずれ防止ピン、位置ずれ防止ピンを移動してマスクの側面に接触させるモータ、及び位置ずれ防止ピンがマスクの側面に接触したことを検出するセンサーを有する複数の位置ずれ防止ピンユニットをマスクホルダに設け、各位置ずれ防止ピンユニットのモータを制御して、位置ずれ防止ピンをマスクの側面に向かって移動させ、センサーの検出結果に基づき、位置ずれ防止ピンの移動を停止するものである。

各位置ずれ防止ピンユニットのモータを制御して、位置ずれ防止ピンをマスクの側面に向かって移動させ、位置ずれ防止ピンがマスクの側面に接触したことを検出するセンサーの検出結果に基づき、位置ずれ防止ピンの移動を停止するので、位置決めしたマスクの位置をずらすことなく、位置ずれ防止ピンがマスクの側面に接触し、マスクと基板とを接近させる際、あるいはマスクと基板とを離す際のマスクの位置ずれが防止される。

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マスク搬送方法を用いてマスクをマスクホルダに装着し、基板の露光を行うものである。マスクの位置決めが精度良く行われるので、パターンの転写が精度良く行われ、高品質な表示用パネル基板が製造される。

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マスク搬送方法によれば、マスクをマスク搬送装置によりチャックへ搬入し、突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、移動手段により第１の画像取得装置を移動して、第１の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第１の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクの位置決めを行い、突き上げピンによりマスクをマスクホルダに装着することにより、基板より小さいマスクを、精度良く位置決めして、マスクホルダに装着することができる。

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マスク搬送方法によれば、マスクホルダの上方に固定された第２の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第２の画像取得装置の画像信号を処理して、マスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、位置決めしたマスクの位置を補正することにより、マスクホルダの上方に固定された第２の画像取得装置を用いて、マスクの位置をより精度良く検出し、位置決めしたマスクの位置を精度良く補正することができる。

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マスク搬送方法によれば、マスクホルダの下のマスク装着位置とは別に設けたマスク受け取り位置で突き上げピンによりマスク搬送装置からマスクを受け取り、第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有する第３の画像取得装置によりマスクの位置検出用マークの画像を取得し、第３の画像取得装置の画像信号を処理してマスクの位置を検出し、検出したマスクの位置に基づき、ステージによりチャックを移動して、マスクをマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動することにより、突き上げピンがマスク搬送装置から受け取ったマスクの位置が大きくずれていても、マスク受け取り位置でマスクの位置を短時間に検出して、マスクをマスク装着位置へ精度良く移動することができる。

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マスク搬送方法によれば、突き上げピンが下降したときマスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを、チャックの表面に設置することにより、何らかの原因で突き上げピンが下降しても、マスクのパターン面がチャックの表面に接触してパターンが損傷するのを防止することができる。

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マスク搬送方法によれば、マスクホルダに保持されたマスクの側面に接触してマスクの位置ずれを防止する位置ずれ防止ピン、位置ずれ防止ピンを移動してマスクの側面に接触させるモータ、及び位置ずれ防止ピンがマスクの側面に接触したことを検出するセンサーを有する複数の位置ずれ防止ピンユニットをマスクホルダに設け、各位置ずれ防止ピンユニットのモータを制御して、位置ずれ防止ピンをマスクの側面に向かって移動させ、センサーの検出結果に基づき、位置ずれ防止ピンの移動を停止することにより、位置決めしたマスクの位置をずらすことなく、マスクと基板とを接近させる際、あるいはマスクと基板とを離す際のマスクの位置ずれを防止することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、マスクの位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの転写を精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

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平面図である。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、突き上げピンユニット、突き上げピンユニットの制御系、マスクホルダ２０、マスク保護スペーサ３０、スペーサ設置装置３１、マスク搬送ロボット４０、マスクストッカー４２、広視野カメラ５１、高分解能可動カメラ５２、カメラ移動機構５３、高分解能固定カメラ５４、画像処理装置５５、Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、θステージ駆動回路７３、及び主制御装置８０を含んで構成されている。

なお、図１では、突き上げピンユニットの制御系、マスク保護スペーサ３０、スペーサ設置装置３１、マスク搬送ロボット４０、マスクストッカー４２、及びカメラ移動機構５３が省略されている。また、図２では、突き上げピンユニットの制御系、画像処理装置５５、Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、θステージ駆動回路７３、及び主制御装置８０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、アライメント用センサー、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。

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。

図２において、チャック１０は、マスク２の受け取りを行うマスク受け取り位置にある。マスク搬送ロボット４０は、マスク２を、マスクストッカー４２から取り出して、マスク受け取り位置にあるチャック１０へ搬入し、またマスク２を、マスク受け取り位置にあるチャック１０から搬出して、マスクストッカー４２に収納する。マスク搬送ロボット４０のハンドリングアーム４１には、マスク２のパターン面（下面）のパターンが形成されていない周辺部に接触するマスク支持部４１ａが設けられており、ハンドリングアーム４１は、マスク支持部４１ａによりマスク２のパターン面（下面）の周辺部を支持する。後述する突き上げピンユニットの突き上げピンは、マスク２をチャック１０へ搬入する際、マスク搬送ロボット４０のハンドリングアーム４１からマスク２を受け取り、マスク２をチャック１０から搬出する際、マスク搬送ロボット４０のハンドリングアーム４１へマスク２を受け渡す。チャック１０へ搬入されたマスク２は、後述する様に、マスクホルダ２０の下のマスク装着位置へ移動され、マスク装着位置においてマスクホルダ２０へ装着される。

基板の露光を行う際、チャック１０は、まず、基板のロード／アンロードを行うロード／アンロード位置へ移動される。ロード／アンロード位置において、基板がチャック１０にロードされ、また基板がチャック１０からアンロードされる。基板がロードされたチャック１０は、ロード／アンロード位置から基板の露光を行う露光位置へ移動される。

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。マスクホルダ２０は、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。

図１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１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１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の裏面を複数の点で支持する。Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、θステージ駆動回路７３は、主制御装置８０の制御により、Ｘステージ５、Ｙステージ７、θステージ８をそれぞれ駆動する。

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に搭載された基板のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。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、基板のアライメントが行われる。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１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と基板とのギャップ合わせが行われる。

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と基板とのギャップ合わせを行ってもよい。

図３は、チャックの上面図である。チャック１０の表面には、図示しない凸部と土手と吸着孔とが設けられている。凸部は、直径数ｍｍのピン形状であり、チャック１０の表面に所定の間隔で複数設けられている。チャック１０に基板が搭載されたとき、凸部は、基板を複数の点で支持する。このとき、チャック１０の表面の凸部以外の部分と基板との間には、空間が形成される。土手は、所定の幅の連続した壁であり、チャック１０の表面の凸部以外の部分と基板との間に形成された空間を、複数の真空区画に分ける。土手は、チャック１０の表面形状が基板の表面に焼き付けられる裏面転写が発生したときに人間の目で認識され難い様に、直線ではなく不規則な線で構成されている。吸着孔は、チャック１０の表面の凸部及び土手以外の部分に所定の間隔で複数設けられ、土手により分けられた各真空区画の真空引きを行う。

また、チャック１０には、図示しない複数の基板受け取り／受け渡し用の突き上げピンが設けられている。基板受け取り／受け渡し用の突き上げピンは、チャック１０の表面より上昇して、基板をチャック１０にロードする際、図示しない基板搬送ロボットから基板を受け取り、また基板をチャックからアンロードする際、図示しない基板搬送ロボットへ基板を受け渡す。

図３において、チャック１０の中央部付近には、後述する突き上げピンユニットが挿入される複数の開口が設けられており、開口には蓋１３がはめられている。蓋１３には貫通孔が設けられており、貫通孔には蓋１３の下方から突き上げピン１２が挿入されている。なお、本実施の形態では、チャック１０の中央部付近に１６個の開口が設けられているが、開口の位置及び数はこれに限定されるものではない。

図４（ａ）はチャックに設けられた開口の上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。また、図５（ａ）はチャックに設けられた開口の上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。突き上げピンユニットは、モータ１１、突き上げピン１２、蓋１３、フランジ１４、ボルト１５，１７、及び止めねじ１６を含んで構成されている。

モータ１１は、パルスモータと、パルスモータに接続されたボールねじと、ロッドとを含んで構成され、パルスモータでボールねじを駆動することにより、ロッド収納部１１ａ内に収納されたロッドが、上昇及び下降する。モータ１１のロッドの先端には、突き上げピン１２が取り付けられている。

図４（ｂ）において、モータ１１のロッド収納部１１ａの上面には、フランジ１４が取り付けられ、フランジ１４は、ボルト１５により蓋１３の裏面に固定されている。一方、チャック１０の裏面の開口周辺には、蓋１３を支持するリング状の支持プレート１８が取り付けられている。支持プレート１８は、ボルト１９によりチャック１０の裏面に固定されている。

図４（ａ）及び図５（ａ）において、蓋１３の周辺部には、止めねじ１６をねじ込むねじ穴と、ボルト１７を通す段差付き穴とが、複数箇所に設けられている。図４（ｂ）において、蓋１３は、蓋１３の周辺部の段差付き穴に通したボルト１７により、支持プレート１８に固定されている。図５（ｂ）において、止めねじ１６は、蓋１３の周辺部のねじ穴にねじ込まれ、蓋１３の底面から突き出て、支持プレート１８の上面に接触している。

本実施の形態では、突き上げピンユニットをチャック１０に取り付ける際、まず、チャック１０の上方から、突き上げピンユニットを開口に挿入し、止めねじ１６のねじ込み量を調整して、突き上げピンユニットの取り付け高さを調整する。そして、ボルト１７により蓋１３を支持プレート１８に固定して、突き上げピンユニットをチャック１０に取り付ける。突き上げピンユニットを、チャック１０の上方から、開口に挿入し、止めねじ１６により取り付け高さを調整して、チャック１０に取り付けるので、チャック１０の外側から手又は治具が届きにくいチャックの中央部付近であっても、突き上げピンユニットの取り付け高さの調整がチャック１０の上方から容易に行われる。従って、基板の大型化に伴いチャック１０が大型化しても、突き上げピン１２の高さが容易に調整される。

図６は、突き上げピンユニットの制御系を示す図である。突き上げピン駆動制御回路５０は、主制御装置８０の制御により、各突き上げピンユニットのモータ１１に対して、突き上げピン１２の移動先を指定して、突き上げピン１２の移動先への移動を指示する。モータ１１は、内部にエンコーダを有し、エンコーダは、突き上げピン１２が指示された移動先から所定の範囲内に達すると、移動が終了した旨の終了信号を、突き上げピン駆動制御回路５０へ出力する。

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マスク搬送方法について説明する。図２において、マスク受け取り位置にあるチャック１０の上空には、スペーサ設置装置３１及び広視野カメラ５１が配置されている。図７は、スペーサ設置装置及び広視野カメラの配置を示す図である。図７において、マスク搬送ロボット４０により搬入されるマスク２は、破線で示されている。スペーサ設置装置３１は、マスク２の周辺部の上方に配置され、後述する様に、マスク保護スペーサ３０を、チャック１０の上方から、チャック１０の表面に設置する。広視野カメラ５１は、マスク２に設けられた位置検出用マークの上方に配置され、マスク２の位置検出用マークの画像を取得する。

図８（ａ）はマスク保護スペーサの上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢印Ｃの方向から見たマスク保護スペーサの側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）の矢印Ｄの方向から見たマスク保護スペーサの側面図である。マスク保護スペーサ３０は、平坦面３０ａと、平坦面３０ａよりも高い段差面３０ｂと、平坦面３０ａと段差面３０ｂとの間に設けられた傾斜面３０ｃとを有する。マスク保護スペーサ３０の側面には、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す様に、水平方向に伸びる溝３０ｄが設けられている。マスク２を載せた突き上げピン１２が下降したとき、マスク２のパターン面（下面）の縁が傾斜面３０ｃにより案内され、平坦面３０ａがマスクのパターン面（下面）のパターンが形成されていない周辺部に接触してマスク２を支持する。

図９（ａ）はスペーサ設置装置の側面図、図９（ｂ）はスペーサ設置装置の正面図である。スペーサ設置装置３１は、エアシリンダテーブル３２、チャックベース３３、エアチャック３４、ブラケット３５、クランプ３６、及び爪３７を含んで構成されている。エアシリンダテーブル３２は、図示しない空気圧回路から供給されるエアの圧力によりエアシリンダを駆動して、テーブル３２ａを図面下方向へ移動する。エアシリンダテーブル３２のテーブル３２ａには、断面がＬ字形のチャックベース３３が取り付けられており、チャックベース３３の下端には、エアチャック３４が取り付けられている。図９（ｂ）に示す様に、エアチャック３４に接続された２つのブラケット３５には、クランプ３６がそれぞれ取り付けられており、２つのクランプ３６は、エアチャック３４の駆動により、図９（ｂ）の図面横方向へ移動して開閉する。各クランプ３６には、マスク保護スペーサ３０の側面に設けられた溝３０ｄに引っ掛かる爪３７が設けられており、２つのクランプ３６は、図９（ｂ）に示す閉じた状態で、爪３７をマスク保護スペーサ３０の溝３０ｄに引っ掛けて、マスク保護スペーサ３０を保持する。

図１０は、スペーサ設置装置の動作を説明する図である。スペーサ設置装置３１は、マスク２がチャック１０へ搬入される前に、マスク保護スペーサ３０をチャック１０の表面に設置する。マスク保護スペーサ３０を設置する前は、図１０（ａ）に示す様に、エアシリンダテーブル３２のテーブル３２ａが上昇した状態にあり、クランプ３６がマスク保護スペーサ３０をチャック１０の上空で保持している。マスク保護スペーサ３０を設置するとき、スペーサ設置装置３１は、図１０（ｂ）に示す様に、エアシリンダテーブル３２のテーブル３２ａを下降させ、クランプ３６に保持されたマスク保護スペーサ３０をチャック１０の表面へ移動する。そして、クランプ３６を開いて、マスク保護スペーサ３０をチャック１０の表面に置く。その後、スペーサ設置装置３１は、図１０（ｃ）に示す様に、エアシリンダテーブル３２のテーブル３２ａを再び上昇させて、待機する。マスク保護スペーサ３０をチャック１０から回収するときは、上記と逆の動作を行う。

なお、本実施の形態では、スペーサ設置装置３１をチャック１０の上空に配置し、マスク保護スペーサ３０をチャック１０の上方からチャック１０の表面に設置しているが、マスク保護スペーサをチャック１０に内蔵し、マスク保護スペーサをチャック１０の表面から上昇させる様にしてもよい。

図１１は、マスク保護スペーサが設置されたチャックの上面図である。チャック１０の表面に設置されたマスク保護スペーサ３０は、破線で示すマスク２を載せた突き上げピン１２が下降したとき、マスク２のパターン面（下面）のパターンが形成されていない周辺部に接触してマスク２を支持する。これにより、マスク２のパターン面（下面）がチャック１０の表面に接触してパターンが損傷するのが防止される。

図１２は、突き上げピンユニット及びマスク搬送ロボットの動作を説明する図である。マスク２をチャック１０へ搬入する際、まず、各突き上げピンユニットのモータ１１は、突き上げピン１２を上昇させる（図１２（ａ））。マスク搬送ロボット４０は、マスク２を載せたハンドリングアーム４１を、チャック１０の上空へ移動する（図１２（ａ））。次に、マスク搬送ロボット４０は、ハンドリングアーム４１を下降させて、マスク２を突き上げピン１２に載せ（図１２（ｂ））、ハンドリングアーム４１をさらに下降させて、ハンドリングアーム４１のマスク支持部４１ａをマスク２から離す（図１２（ｃ））。これにより、各突き上げピン１２は、マスク搬送ロボット４０からマスク２を受け取る。次に、マスク搬送ロボット４０は、ハンドリングアーム４１をチャック１０の上空から退避させる（図１２（ｄ））。

チャック１０の内部から上昇する突き上げピン１２及び突き上げピンを上下に移動するパルスモータ１１を有する複数の突き上げピンユニットをチャック１０に設け、突き上げピン１２によりマスク搬送ロボット４０からマスク１を受け取るので、マスク２がチャック１０に搭載する基板より小さくても、マスク２をチャック１０へ搬入することができる。

チャック１０をマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動する際、各突き上げピンユニットのモータ１１は、突き上げピン１２を下降させて、マスク２をマスク保護スペーサ３０に載せる。マスク２をチャック１０から搬出する際は、上記と逆の動作を行う。

図１３は、マスク受け取り位置でマスクがチャックへ搬入された状態を示す図である。マスク受け取り位置にあるチャック１０の上空に配置された広視野カメラ５１は、後述する高分解能可動カメラ５２及び高分解能固定カメラ５４よりも分解能が低くて広い視野を有し、突き上げピン１２に載せられたマスク２の位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を図１の画像処理装置５５へ出力する。画像処理装置５５は、広視野カメラ５１が出力した画像信号を処理して、マスク２の位置を検出する。突き上げピン１２がマスク搬送ロボット４０から受け取ったマスク２の位置が大きくずれていても、広視野カメラ５１を用いてマスク２の位置検出用マークの画像が短時間に取得され、マスク受け取り位置でマスク２の位置が短時間に検出される。

図１において、主制御装置８０は、画像処理装置５５が広視野カメラ５１の画像信号を処理して検出したマスク２の位置の検出結果を入力し、予め記憶したマスク受け取り位置でのマスク２の基準位置と比較して、マスク２の位置のずれ量を検出する。続いて、主制御装置８０は、Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、及びθステージ駆動回路７３を制御して、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動し、マスク２をマスク受け取り位置からマスクホルダ２０の下のマスク装着位置へ移動する。その際、主制御装置８０は、予め記憶したマスク２の基準位置の座標とマスク装着位置の座標とから、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８の移動量を決定し、検出したマスク２の位置のずれ量に基づいて、決定した移動量を補正する。

マスク受け取り位置でマスク２の位置を検出し、検出したマスク２の位置に基づき、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動して、マスク２をマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動するので、マスク受け取り位置で突き上げピン１２によりマスク搬送ロボット４０から受け取ったマスク２の位置がずれていても、マスク２がマスク装着位置へ精度良く移動される。

図１４は、マスクホルダの上面図である。マスクホルダ２０には、露光光が通る開口２０ａよりも一回り大きな開口が設けられており、この開口の内側に、ホルダ部２１ａ，２１ｂによって露光光が通る開口２０ａが形成されている。ホルダ部２１ａ，２１ｂは、マスクホルダ２０の下面に取り付けられており、ホルダ部２１ａ，２１ｂのマスクホルダ２０より下の部分は破線で示されている。ホルダ部２１ａ，２１ｂは、破線で示すマスク２の周辺部を真空吸着して保持している。ホルダ部２１ａには、マスク２の位置検出用マークの位置に、後述するマスク位置検出窓が設けられており、マスク位置検出窓の上空には、高分解能可動カメラ５２及び高分解能固定カメラ５４が配置されている。高分解能可動カメラ５２は、カメラ移動機構５３に取り付けられており、カメラ移動機構５３により、マスクホルダ２０の上方でＸ方向及びＹ方向へ移動され、θ方向へ回転される。高分解能固定カメラ５４は、マスクホルダ２０の上方に固定されている。

図１５は、マスクホルダにマスクを装着する動作を説明する図である。マスク装着位置において、マスクホルダにマスクを装着する際、まず、各突き上げピンユニットのモータ１１は、マスク２の位置検出用マークが高分解能可動カメラ５２の焦点に合う高さまで、突き上げピン１２を上昇させる（図１５（ａ））。高分解能可動カメラ５２は、ホルダ部２１ａに設けられたマスク位置検出窓２２を通して、マスク２の位置検出用マークの画像を取得する。このとき、マスク装着位置へ移動したマスク２の位置がわずかにずれて、マスク２の位置検出用マークが高分解能可動カメラ５２の視野から外れている場合、カメラ移動機構５３により高分解能可動カメラ５２を移動して、マスク２の位置検出用マークを高分解能可動カメラ５２の視野に入れる。高分解能可動カメラ５２は、取得した画像の画像信号を、図１の画像処理装置５５へ出力する。画像処理装置５５は、高分解能可動カメラ５２が出力した画像信号を処理して、マスク２の位置を検出する。

図１において、主制御装置８０は、画像処理装置５５が高分解能可動カメラ５２の画像信号を処理して検出したマスク２の位置の検出結果を入力し、予め記憶したマスク装着位置でのマスク２の基準位置と比較して、マスク２の位置のずれ量を検出する。そして、主制御装置８０は、検出したマスク２の位置のずれ量に基づいて、Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、及びθステージ駆動回路７３を制御して、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動し、マスク２の位置決めを行う。マスク装着位置においてマスク２の位置がずれていても、高分解能可動カメラ５２を用いて、マスク２の位置が精度良く検出され、マスク２の位置決めが精度良く行われる。

図１５において、マスク２の位置決め終了後、各突き上げピンユニットのモータ１１は、突き上げピン１２をさらに上昇させて、マスク２をホルダ部２１ａ，２１ｂへ押し付ける（図１５（ｂ））。ホルダ部２１ａ，２１ｂへ押し付けられたマスク２の上空には、負圧ガラス２３が設けられており、負圧ガラス２３とマスク２との間に負圧室が形成される。ホルダ部２１ａ，２１ｂには図示しない吸着溝が設けられており、負圧室内の圧力が制御された後、ホルダ部２１ａ，２１ｂは、図示しない吸着溝によりマスク２の周辺部を真空吸着する。

Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動してマスク２の位置決めを行い、突き上げピン１２によりマスク２をマスクホルダ２０に装着するので、チャック１０へ搬入したマスク２が、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８により精度良く位置決めされて、マスクホルダ２０に装着される。

ホルダ部２１ａ，２１ｂがマスク２を真空吸着した後、高分解能固定カメラ５４は、ホルダ部２１ａに設けられたマスク位置検出窓２２を通して、マスク２の位置検出用マークの画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置５５へ出力する。画像処理装置５５は、高分解能固定カメラ５４が出力した画像信号を処理して、マスク２の位置を検出する。

図１において、主制御装置８０は、画像処理装置５５が高分解能固定カメラ５４の画像信号を処理して検出したマスク２の位置の検出結果を入力し、予め記憶したマスク装着位置でのマスク２の基準位置と比較して、マスク２の位置のずれ量を検出し、マスク２の位置の補正が必要か否かを判断する。本実施の形態では、高分解能可動カメラ５２を移動してマスク２の位置を検出した場合、マスク２の位置の検出結果には、高分解能可動カメラ５２の移動誤差が含まれることとなる。そのため、画像処理装置５５が高分解能可動カメラ５２の画像信号を処理して検出したマスク２の位置に基づいて位置決めされたマスク２の位置が、マスク２の基準位置からずれる恐れがある。

マスク２の位置の補正が必要な場合、マスク２の真空吸着を解除し、負圧室内の圧力を大気圧に戻した後、突き上げピン１２を下降させて、マスク２をホルダ部２１ａ，２１ｂから離す。そして、主制御装置８０は、検出したマスク２の位置のずれ量に基づいて、Ｘステージ駆動回路７１、Ｙステージ駆動回路７２、及びθステージ駆動回路７３を制御して、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動し、マスク２の位置を補正する。マスクホルダ２０の上方に固定された高分解能固定カメラ５４を用いて、マスク２の位置がより精度良く検出され、位置決めしたマスク２の位置が精度良く補正される。

マスク２の位置の補正を行った後、各突き上げピンユニットのモータ１１は、突き上げピン１２を再び上昇させて、マスク２をホルダ部２１ａ，２１ｂへ押し付ける。負圧室内の圧力を制御した後、ホルダ部２１ａ，２１ｂは、図示しない吸着溝によりマスク２を真空吸着する。マスク２の装着が終了した後、各突き上げピンユニットのモータ１１は、突き上げピン１２を下降させる（図１５（ｃ））。そして、チャック１０をマスク受け取り位置へ戻し、スペーサ設置装置３１により、マスク保護スペーサ３０をチャック１０から回収する。

基板の露光において、マスク２と基板とのギャップ合わせの際、あるいはマスク２と基板とを離す際には、マスク２と基板との間の空気に押され又は引っ張られて、マスクホルダ２０に保持されたマスク２がたわむ。そして、たわんだマスク２が元に戻るときに、マスク２の位置ずれが発生する恐れがある。本実施の形態では、マスクホルダの下面に位置ずれ防止ピンユニットを設け、マスク２と基板とを接近させる際、あるいはマスク２と基板とを離す際のマスク２の位置ずれを防止する。

図１６は、マスクホルダの下面に設けられた位置ずれ防止ピンユニットを示す図である。本実施の形態では、位置ずれ防止ピンとして、基準ピン及び押圧ピンの二種類のピンを使用する。基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットは、基準ピン６１、パルスモータ６２、ボールねじ６３、及び接触センサー６４を含んで構成され、マスク２の向かい合う二辺の一方の側に設けられている。押圧ピンの位置ずれ防止ピンユニットは、押圧ピン６６及びエアシリンダ６７を含んで構成され、マスク２の向かい合う二辺の他方の側に設けられている。

なお、本実施の形態では、基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットと押圧ピンの位置ずれ防止ピンユニットとを設けているが、押圧ピンの位置ずれ防止ピンユニットの代わりに基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットを設け、全てを基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットとしてもよい。また、本実施の形態では、位置ずれ防止ピンユニットを、マスク２の長辺側に２つ、短辺側に１つ設けているが、位置ずれ防止ピンユニットの数及び位置は、マスク２の寸法に応じて適宜決定される。

図１７は、基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットの動作を説明する図である。パルスモータ６２にはボールねじ６３が接続されており、ボールねじ６３のナットには基準ピン６１及び接触センサー６４が取り付けられている。パルスモータ６２がボールねじ６３を駆動することにより、基準ピン６１及び接触センサー６４が、マスク２の側面に向かって移動される。図１７（ａ）に示す様に、接触センサー６４の先端部は、基準ピン６１の先端よりも、距離Ｄだけ突き出ている。

図１６の基準ピン駆動制御回路６５は、パルスモータ６２を制御して、基準ピン６１及び接触センサー６４を、マスク２の側面に向かって移動させる。接触センサー６４の先端部は、マスク２の側面に突き当たると変位し、接触センサー６４は、その変位量を検出して、検出信号を基準ピン駆動制御回路６５へ出力する。図１７（ａ）に示す様に、接触センサー６４の先端部がマスク２の側面に接触しない状態では、接触センサー６４の先端部の変位量は零となる。図１７（ｂ）に示す様に、接触センサー６４の先端部がマスク２の側面に接触すると、それ以降、接触センサー６４の先端部の変位量は、基準ピン６１及び接触センサー６４の移動量と同じになる。

基準ピン駆動制御回路６５は、接触センサー６４の先端部の変位量が、基準ピン６１及び接触センサー６４の移動量と同じになると、基準ピン６１及び接触センサー６４の移動速度を遅くする。基準ピン６１及び接触センサー６４を低速でさらに移動して、図１７（ｃ）に示す様に、基準ピン６１の先端がマスク２の側面に接触すると、それ以降、基準ピン６１及び接触センサー６４を移動しても、接触センサー６４の先端部の変位量は変化しない。基準ピン駆動制御回路６５は、基準ピン６１の先端がマスク２の側面に接触して接触センサー６４の先端部の変位量が変化しなくなると、基準ピン６１及び接触センサー６４の移動を停止する。基準ピン６１がマスク２の側面に接触すると、基準ピン６１の移動を停止するので、マスク２が基準ピン６１に押されて位置決めしたマスク２の位置がずれることがない。

図１６において、基準ピン６１の先端をマスク２の側面に接触させた後、押圧ピン駆動制御回路６８は、エアシリンダ６７へエアを供給し、エアシリンダ６７は、押圧ピン６６をマスク２の側面へ押し付ける。マスク２と基板とを接近させる際、あるいはマスク２と基板とを離す際に、マスクホルダ２０に保持されたマスク２がたわむと、マスク２の側面は、マスクの中心方向へ移動する。基準ピン６１は、マスク２の側面の移動に追従せず、マスク２の側面は、基準ピン６１の先端から離れる。押圧ピン６６は、マスク２の側面の移動に追従して移動する。たわんだマスク２が元に戻るとき、マスク２の基準ピン６１側の側面は、基準ピン６１に接触して位置決めされ、マスク２の押圧ピン６６側の側面は、押圧ピン６６の押す力に打ち勝って元の位置へ戻る。従って、マスク２と基板とを接近させる際、あるいはマスク２と基板とを離す際のマスクの位置ずれが防止される。

以上説明した実施の形態によれば、マスク２をマスク搬送ロボット４０によりチャック１０へ搬入し、突き上げピン１２によりマスク搬送ロボット４０からマスク２を受け取り、カメラ移動機構５３により高分解能可動カメラ５２を移動して、高分解能可動カメラ５２によりマスク２の位置検出用マークの画像を取得し、高分解能可動カメラ５２の画像信号を処理して、マスク２の位置を検出し、検出したマスク２の位置に基づき、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動して、マスク２の位置決めを行い、突き上げピン１２によりマスク２をマスクホルダ２０に装着することにより、基板より小さいマスク２を、精度良く位置決めして、マスクホルダ２０に装着することができる。

さらに、マスクホルダ２０の上方に固定された高分解能固定カメラ５４によりマスク２の位置検出用マークの画像を取得し、高分解能固定カメラ５４の画像信号を処理して、マスク２の位置を検出し、検出したマスク２の位置に基づき、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャック１０を移動して、位置決めしたマスク２の位置を補正することにより、マスクホルダ２０の上方に固定された高分解能固定カメラ５４を用いて、マスク２の位置をより精度良く検出し、位置決めしたマスク２の位置を精度良く補正することができる。

さらに、マスクホルダ２０の下のマスク装着位置とは別に設けたマスク受け取り位置で突き上げピン１２によりマスク搬送ロボット４０からマスク２を受け取り、高分解能可動カメラ５２よりも分解能が低くて広い視野を有する広視野カメラ５１によりマスク２の位置検出用マークの画像を取得し、広視野カメラ２の画像信号を処理してマスク２の位置を検出し、検出したマスク２の位置に基づき、Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８によりチャックを移動して、マスク２をマスク受け取り位置からマスク装着位置へ移動することにより、突き上げピン１２がマスク搬送ロボット４０から受け取ったマスク２の位置が大きくずれていても、マスク受け取り位置でマスク２の位置を短時間に検出して、マスク２をマスク装着位置へ精度良く移動することができる。

さらに、突き上げピン１２が下降したときマスク２のパターン面の周辺部に接触する複数のマスク保護スペーサ３０を、チャック１０の表面に設置することにより、何らかの原因で突き上げピン１２が下降しても、マスク２のパターン面がチャック１０の表面に接触してパターンが損傷するのを防止することができる。

さらに、マスクホルダ２０に保持されたマスク２の側面に接触してマスク２の位置ずれを防止する基準ピン６１、基準ピン６１を移動してマスク２の側面に接触させるパルスモータ６２、及び基準ピン６１がマスク２の側面に接触したことを検出する接触センサー６４を有する複数の位置ずれ防止ピンユニットをマスクホルダ２０に設け、各位置ずれ防止ピンユニットのパルスモータ６２を制御して、基準ピン６１をマスク２の側面に向かって移動させ、接触センサー４０の検出結果に基づき、基準ピン６１の移動を停止することにより、位置決めしたマスク２の位置をずらすことなく、マスク２と基板とを接近させる際、あるいはマスク２と基板とを離す際のマスク２の位置ずれを防止することができる。

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マスク搬送方法を用いてマスクをマスクホルダに装着し、基板の露光を行うことにより、マスクの位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの転写を精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図１８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。

また、図１９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。

図１８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１９に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び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マスク搬送方法を適用することができる。

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。 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平面図である。 チャックの上面図である。 図４（ａ）はチャックに設けられた開口の上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。 図５（ａ）はチャックに設けられた開口の上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。 突き上げピンユニットの制御系を示す図である。 スペーサ設置装置及び広視野カメラの配置を示す図である。 図８（ａ）はマスク保護スペーサの上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢印Ｃの方向から見たマスク保護スペーサの側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）の矢印Ｄの方向から見たマスク保護スペーサの側面図である。 図９（ａ）はスペーサ設置装置の側面図、図９（ｂ）はスペーサ設置装置の正面図である。 スペーサ設置装置の動作を説明する図である。 マスク保護スペーサが設置されたチャックの上面図である。 突き上げピンユニット及びマスク搬送ロボットの動作を説明する図である。 マスク受け取り位置でマスクがチャックへ搬入された状態を示す図である。 マスクホルダの上面図である。 マスクホルダにマスクを装着する動作を説明する図である。 マスクホルダの下面に設けられた位置ずれ防止ピンユニットを示す図である。 基準ピンの位置ずれ防止ピンユニットの動作を説明する図である。 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。 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。

符号の説明

１ 基板
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
１１ モータ
１２ 突き上げピン
１３ 蓋
１４ フランジ
１５，１７，１９ ボルト
１６ 止めねじ
１８ 支持プレート
２０ マスクホルダ
２１ａ、２１ｂ ホルダ部
２２ マスク位置検出窓
２３ 負圧ガラス
３０ マスク保護スペーサ
３１ スペーサ設置装置
３２ エアシリンダテーブル
３３ チャックベース
３４ エアチャック
３５ ブラケット
３６ クランプ
３７ 爪
４０ マスク搬送ロボット
４１ ハンドリングアーム
４１ａ マスク支持部
４２ マスクストッカー
５０ 突き上げピン駆動制御回路
５１ 広視野カメラ
５２ 高分解能可動カメラ
５３ カメラ移動機構
５４ 高分解能固定カメラ
５５ 画像処理装置
６１ 基準ピン（位置ずれ防止ピン）
６２ パルスモータ
６３ ボールねじ
６４ 接触センサー
６５ 基準ピン駆動制御回路
６６ 押圧ピン（位置ずれ防止ピン）
６７ エアシリンダ
６８ 押圧ピン駆動制御回路
７１ Ｘステージ駆動回路
７２ Ｙステージ駆動回路
７３ θステージ駆動回路
８０ 主制御装置

Claims (12)

1. 基板を搭載するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、前記チャックを移動するステージとを備え、前記マスクと前記基板との間に微小なギャップを設けて、前記マスクのパターンを前記基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
   前記マスクを前記チャックへ搬入するマスク搬送装置と、
   前記チャックの表面に設けられた複数の開口を介して複数の突き上げピンを上昇及び下降させることによって前記マスクを前記マスク搬送装置から受け取ると共に前記マスクホルダに装着する複数の突き上げピンユニットと、
   前記マスクに設けられた位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第１の画像取得装置と、
   前記第１の画像取得装置を移動する移動手段と、
   前記第１の画像取得装置が出力した前記画像信号を処理して、前記マスクの位置を検出する画像処理装置と、
   前記画像処理装置が検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージの移動を制御することにより前記チャックを移動して前記マスクの位置決めを行なう第１の制御手段と、
   前記マスクホルダに保持され、前記マスクの側面に接触する位置ずれ防止ピンを移動して前記マスクの側面に接触させることによって前記マスクの位置ずれを防止する複数の位置ずれ防止ピンユニットと、
   前記複数の位置ずれ防止ピンユニットの一部に設けられ、前記位置ずれ防止ピンが前記マスクの側面に接触したことを検出するセンサーと、
   前記複数の位置ずれ防止ピンユニットを駆動して、前記位置ずれ防止ピン及び前記センサーをマスクの側面に向かって移動させ、前記位置ずれ防止ピンが前記マスク側面に接触したことを前記センサーが検出した時点で前記位置ずれ防止ピンの移動を停止する第２の制御手段と
   を備えたことを特徴とするプロキシミティ露光装置。
2. 前記マスクホルダの上方に固定され、前記マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第２の画像取得装置を備え、
   前記画像処理装置は、前記第２の画像取得装置が出力した画像信号を処理して、前記マスクの位置を検出し、
   前記第１の制御手段は、前記画像処理装置が前記第２の画像取得装置の画像信号を処理して検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、位置決めした前記マスクの位置を補正する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。
3. 前記突き上げピンにより前記マスク搬送装置から前記マスクを受け取るマスク受け取り位置の上空に、前記第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有し、前記マスクの位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第３の画像取得装置を備え、
   前記画像処理装置は、前記第３の画像取得装置が出力した画像信号を処理して、前記マスクの位置を検出し、
   前記第１の制御手段は、前記画像処理装置が前記第３の画像取得装置の画像信号を処理して検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、前記マスクを前記マスク受け取り位置から前記マスクホルダの下のマスク装着位置へ移動することを特徴とする請求項２に記載のプロキシミティ露光装置。
4. 前記チャックの表面に設置され、前記マスクを載せた前記突き上げピンが下降したとき前記マスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置。
5. 前記複数の位置ずれ防止ピンユニットは、前記センサとして前記マスクの側面に接触することによって変位し、その変位量に基づいて前記位置ずれ防止ピンが前記マスクの側面に接触したことを検出する接触センサーを備え、前記マスクの側面の移動に追従することなくモータによって駆動される基準ピンを有する位置ずれ防止基準ピンユニットと、前記センサーを備えることなく、前記マスクの側面の移動に追従して移動するように前記マスクの側面にエアシリンダによって押し付けられる押圧ピンを有する位置ずれ防止押圧ピンユニットとから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置。
6. 基板を搭載するチャックと、前記マスクを保持するマスクホルダと、前記チャックを移動するステージと、前記チャックの表面に設けられた複数の開口を介して複数の突き上げピンを上昇及び下降させることによって前記マスクを前記マスク搬送装置から受け取ると共に前記マスクホルダに装着する複数の突き上げピンユニットと、前記マスクに設けられた位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第１の画像取得装置と、前記第１の画像取得装置を移動する移動手段と、前記マスクホルダに保持され、前記マスクの側面に接触する位置ずれ防止ピンを移動して前記マスクの側面に接触させることによって前記マスクの位置ずれを防止する複数の位置ずれ防止ピンユニットと、前記複数の位置ずれ防止ピンユニットの一部に設けられ、前記位置ずれ防止ピンが前記マスクの側面に接触したことを検出するセンサーとを備え、前記マスクと前記基板との間に微小なギャップを設けて、前記マスクのパターンを前記基板へ転写するプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法であって、
   前記マスクをマスク搬送装置により前記チャックへ搬入し、
   前記突き上げピンにより前記マスク搬送装置から前記マスクを受け取り、
   前記移動手段により前記第１の画像取得装置を移動して、前記第１の画像取得装置により前記マスクの位置検出用マークの画像を取得し、
   前記第１の画像取得装置の画像信号を処理して、前記マスクの位置を検出し、
   検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、前記マスクの位置決めを行い、
   前記突き上げピンにより前記マスクを前記マスクホルダに装着し、
   前記複数の位置ずれ防止ピンユニットを駆動して、前記位置ずれ防止ピン及び前記センサーをマスクの側面に向かって移動し、
   前記位置ずれ防止ピンが前記マスク側面に接触したことを前記センサーが検出した時点で前記位置ずれ防止ピンの移動を停止することを特徴とするプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法。
7. 前記マスクホルダの上方に固定され、前記マスクの前記位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第２の画像取得装置を備えたプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法であって、
   前記第２の画像取得装置により前記マスクの前記位置検出用マークの画像を取得し、
   前記第２の画像取得装置の画像信号を処理して、前記マスクの位置を検出し、
   検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、位置決めした前記マスクの位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法。
8. 前記第１の画像取得装置よりも分解能が低くて広い視野を有し、前記マスクの前記位置検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する第３の画像取得装置をマスク受け取り位置の上方に備えたプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法であって、
   前記マスクホルダの下のマスク装着位置とは別に設けたマスク受け取り位置で前記突き上げピンにより前記マスク搬送装置から前記マスクを受け取り、
   前記第３の画像取得装置により前記マスクの前記位置検出用マークの画像を取得し、
   前記第３の画像取得装置の画像信号を処理して前記マスクの位置を検出し、
   検出した前記マスクの位置に基づき、前記ステージにより前記チャックを移動して、前記マスクを前記マスク受け取り位置から前記マスク装着位置へ移動することを特徴とする請求項７に記載のプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法。
9. 前記マスクを載せた前記突き上げピンが下降したとき前記マスクのパターン面の周辺部に接触する複数のスペーサを、前記チャックの表面に設置することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法。
10. 前記複数の位置ずれ防止ピンユニットは、前記センサとして前記マスクの側面に接触することによって変位し、その変位量に基づいて前記位置ずれ防止ピンが前記マスクの側面に接触したことを検出する接触センサーを備え、前記マスクの側面の移動に追従することなくモータによって駆動される基準ピンを有する位置ずれ防止基準ピンユニットと、前記センサーを備えることなく、前記マスクの側面の移動に追従して移動するように前記マスクの側面にエアシリンダによって押し付けられる押圧ピンを有する位置ずれ防止押圧ピンユニットとから構成されることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法。
11. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置を用いて前記基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
12. 請求項６乃至請求項１０のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置のマスク搬送方法を用いて前記マスクを前記マスクホルダに装着し、前記基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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