JP5799305B2

JP5799305B2 - 露光装置及び露光方法

Info

Publication number: JP5799305B2
Application number: JP2011130464A
Authority: JP
Inventors: 宏池淵; 秀樹岡谷
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: JP2013003158A

Description

本発明は、露光装置及び露光方法に関する。

液晶パネルや半導体等の基板上にマスクの露光パターンを露光転写する露光装置として、スループットの向上を図ったものが種々考案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

特許文献１に記載の露光装置は、プロキシミティ露光方式を採用し、露光位置とロード／アンロード位置とをそれぞれ移動する２台のワークステージと、各ロード／アンロード位置へのワークの搬入及び搬出が可能な２台のロボットとを備え、一方のワークステージ上のワークを露光中、他方のワークステージでワークの搬入・搬出を行っている。また、この露光装置では、一枚のマスクを用いて、基板の一面を一括して露光するか、一面を複数のショットに分けて露光することが行われている。

また、特許文献２に記載の露光装置は、ウェハなどの２枚の被露光基板に対して並行して露光とアライメント情報検出を行うように、２つのアライメント光学系と投影光学系とを配置している。

特開２００８−１５８５４５号公報特開２０００−４０６６２号公報

ところで、基板に一層目のパターンを一括して露光する場合、基板とマスクとの間でアライメントを行わずに露光することが行われているが、通常、１枚又は複数枚のマスクに対して、１枚の基板を露光しており、スループットの向上が望まれていた。

また、１枚の基板を露光後に切断して複数のパネルを製造することが行われているが、ガラスを熱処理する際にはガラスの内部まで熱処理が施されないため、熱処理後に切断したガラスの部分は強度が不足する虞がある。特に、タッチパネルで利用される液晶ディスプレイは、人が触れるたび繰り返し応力が作用し、破損する可能性がある。このため、露光処理後に基板を切断するよりも、予め液晶ディスプレイで使用するサイズに合わせた基板を熱処理後に露光することが望まれている。

特許文献１及び２に記載の露光装置では、基板の搬入／搬出動作やアライメント動作を露光動作と同じタイミングで行うことで、スループットの向上を図っているが、上記課題を解決するものではない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スループットの向上を図りつつ、基板に一層目のパターンを一括して露光することが可能な露光装置及び露光方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）複数のパターンを有するマスクを保持するマスクステージと、被露光材としての複数の基板を保持するワークチャックを備える基板ステージと、前記マスクの複数のパターンを介して前記複数の基板に露光光を照射する照明光学系と、前記基板をそれぞれ保持し、且つ、前記基板ステージの前記ワークチャックに対して前記基板をそれぞれ搬入及び搬出する複数の搬送装置と、を備え、
前記複数の搬送装置によってそれぞれ前記ワークチャック上に載置されて、前記ワークチャックに保持された前記複数の基板と、前記マスクステージに保持された前記マスクの各パターンとをアライメントを行わずに対向配置した状態で、前記照明光学系から前記露光光を照射することで、前記複数の基板に一層目となる前記マスクの各パターンを一括露光することを特徴とする露光装置。
（２）複数のパターンを有するマスクを保持するマスクステージと、被露光材としての複数の基板を保持するワークチャックを備える基板ステージと、前記マスクの複数のパターンを介して前記複数の基板に露光光を照射する照明光学系と、前記基板をそれぞれ保持し、且つ、前記基板ステージの前記ワークチャックに対して前記基板をそれぞれ搬入及び搬出する複数の搬送装置と、を備える露光装置の露光方法であって、
前記複数の搬送装置によってそれぞれ前記ワークチャック上に載置されて、前記ワークチャックに保持された前記複数の基板と、前記マスクステージに保持された前記マスクの各パターンとをアライメントを行わずに対向配置した状態で、前記照明光学系から前記露光光を照射することで、前記複数の基板に一層目となる前記マスクの各パターンを一括露光することを特徴とする露光方法。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、複数のパターンを有するマスクを保持するマスクステージと、被露光材としての複数の基板を保持するワークチャックを備える基板ステージと、マスクの複数のパターンを介して複数の基板に露光光を照射する照明光学系と、基板をそれぞれ保持し、且つ、基板ステージのワークチャックに対して基板をそれぞれ搬入及び搬出する複数の搬送装置と、を備え、複数の搬送装置によってそれぞれワークチャック上に載置されて、ワークチャックに保持された複数の基板と、マスクステージに保持されたマスクの各パターンとをアライメントを行わずに対向配置した状態で、照明光学系から露光光を照射することで、複数の基板に一層目となるマスクの各パターンを一括露光する。これにより、マスクと基板とのアライメントが必要ない一層目のパターンを複数の基板に同時に一括露光することができ、スループットを向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る露光ユニットを説明するための概略構成図である。（ａ）は、第１実施形態の変形例に係る露光ユニットを説明するための概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）の搬送コンベアの側面図である。本発明の第２実施形態に係る露光ユニットを説明するための概略構成図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の変形例に係る一括露光を説明するための基板とマスクの概略図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る露光ユニットを図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示す一実施形態の露光ユニット１０は、近接露光装置１１と、第１及び第２の搬送装置１２，１３と、第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５と、第１及び第２の搬入コンベア１６，１７と、第１及び第２の搬出コンベア１８，１９と、これら装置を制御する制御部２０と、を備える。

近接露光装置１１は、第１及び第２のパターンＰ１，Ｐ２を有するマスクＭを保持するマスクステージ２１と、被露光材としての複数の基板Ｗ１、Ｗ２を吸着保持するワークチャック２２を備える基板ステージ２３と、マスクＭを介して複数の基板Ｗ１，Ｗ２に露光光を照射する照明光学系（図示せず）と、を備える。本実施形態の近接露光装置１１は、一括露光方式であり、マスクＭの第１及び第２のパターンＰ１，Ｐ２と基板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ１：１で焼き付けていく方式であり、各基板Ｗ１，Ｗ２の露光時間は非常に短い。なお、マスクステージ２１、基板ステージ２３、照明光学系等の各構成自体は公知のものが適用可能である。

第１の搬送装置１２は、基板Ｗ１を保持し、且つ、基板ステージ２３のワークチャック２２に対して基板Ｗ１を搬入及び搬出すると共に、第１のプリアライメント装置１４、第１の搬入コンベア１６、及び第１の搬出コンベア１８へアクセス可能に配置されている。また、第２の搬送装置１３も、基板Ｗ２を保持し、且つ、基板ステージ２３のワークチャック２２に対して基板Ｗ２を搬入及び搬出すると共に、第２のプリアライメント装置１５、第２の搬入コンベア１７、及び第２の搬出コンベア１９へアクセス可能に配置されている。

本実施形態においては、第１及び第２の搬送装置１２，１３は、それぞれ異なる方向から近接露光装置１１のワークチャック２２にアクセス可能なように配置されている。なお、本実施形態では、第１及び第２の搬送装置１２，１３として、基板Ｗ１，Ｗ２を保持するロボットアーム１２ａ，１３ａを有し、水平方向及び上下方向に駆動するスカラー型のロボットが適用されているが、直動式のロボットやベルトコンベアであってもよい。また、各搬送装置１２，１３は、それぞれ複数のロボットアーム１２ａ，１３ａを有するように構成されてもよい。

第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５は、近接露光装置１１のワークチャック２２へ基板Ｗ１，Ｗ２を搬入する前に、基板Ｗ１，Ｗ２をプリアライメントするためのものである。また、第１及び第２の搬入コンベア１６，１７は、前工程からの基板Ｗ１，Ｗ２を搬送し、第１及び第２の搬出コンベア１８，１９は、後工程へ基板Ｗ１，Ｗ２を搬送する。なお、各プリアライメント装置１４，１５、各搬入コンベア１６，１７、各搬出コンベア１８，１９は、それぞれ公知のものが適用される。また、これらプリアライメント装置１４，１５は、省略してもよいし、あるいは、第１及び第２の搬送装置１２，１３を用いてプリアライメントを行ってもよい。

制御部２０は、近接露光装置１１、搬送装置１２，１３、プリアライメント装置１４，１５、搬入コンベア１６，１７、及び、搬出コンベア１８，１９を制御するものである。また、制御部２０は、第１及び第２の搬送装置１２，１３による近接露光装置１１に対する基板Ｗ１，Ｗ２の搬入及び搬出動作が同期して行われるように第１及び第２の搬送装置１２，１３を制御する。

以下、上記の露光ユニット１０を用いた露光方法について説明する。
まず、第１及び第２の搬入コンベア１６，１７により、基板Ｗ１，Ｗ２が第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５の近傍まで搬送されると、第１及び第２の搬送装置１２，１３のロボットアーム１２ａ，１３ａは、基板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ把持し、これらロボットアーム１２ａ，１３ａを同期駆動して、第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５まで運搬する。その後、第１及び第２の搬送装置１２，１３は、基板Ｗ１，Ｗ２を第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５に載置する。

第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５が基板Ｗ１，Ｗ２をプリアライメントしてから、第１及び第２の搬送装置１２，１３のロボットアーム１２ａ，１３ａは、基板Ｗ１，Ｗ２を把持し、これらロボットアーム１２ａ，１３ａを同期駆動して、基板Ｗ１，Ｗ２をワークチャック２２上に載置する。

このようにして、ワークチャック２２に保持された基板Ｗ１、Ｗ２とマスクステージ２１に保持されたマスクＭの各パターンＰ１、Ｐ２とを対向配置した状態で、照明光学系から露光光を照射することで、複数の基板Ｗ１、Ｗ２に一層目となるマスクＭの各パターンＰ１、Ｐ２が同時に一括露光される。

そして、露光された基板Ｗ１，Ｗ２は、第１及び第２の搬送装置１２，１３のロボットアーム１２ａ，１３ａによって把持され、これらロボットアーム１２ａ，１３ａを同期駆動して、第１及び第２の搬出コンベア１８，１９へ運搬される。

このように、本実施形態の近接露光装置１１及び露光方法によれば、複数のパターンＰ１，Ｐ２を有するマスクＭを保持するマスクステージ２１と、被露光材としての複数の基板Ｗ１，Ｗ２を保持するワークチャック２２を備える基板ステージ２３と、マスクＭの複数のパターンＰ１，Ｐ２を介して複数の基板Ｗ１、Ｗ２に露光光を照射する照明光学系と、を備え、ワークチャック２２に保持された複数の基板Ｗ１、Ｗ２とマスクステージ２１に保持されたマスクＭの各パターンＰ１，Ｐ２とを対向配置した状態で、照明光学系から露光光を照射することで、複数の基板Ｗ１，Ｗ２に一層目となるマスクＭの各パターンＰ１，Ｐ２を一括露光する。これにより、マスクＭと基板Ｗとのアライメントが必要ない一層目のパターンＰ１，Ｐ２を複数の基板Ｗ１、Ｗ２に同時に一括露光することができ、スループットを向上することができる。

また、第１及び第２の搬送装置１２，１３によって第１及び第２のワークチャック２２，２３へ基板の搬入動作、及び第１及び第２のワークチャック２２，２３から基板Ｗ１，Ｗ２の搬出動作を同期して行うことができ、タクトタイムの短縮が可能となる。

図２は、第１実施形態の露光ユニット１０の変形例を示す。この変形例では、第１及び第２搬入、搬出コンベア３０，３１が、上下２段に配置されており、露光ユニット１０をコンパクトに設計することができる。このため、第１及び第２の搬送装置１２，１３は、ロボットアーム１２ａ，１３ａを上下に移動させることで、上下の各搬入、搬出コンベア３０，３１へアクセス可能となる。

次に、本発明の第２実施形態に係る露光ユニットを図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一または同等部分については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の露光ユニット１０ａでは、第１及び第２の搬送装置１２，１３が近接露光装置１１の基板ステージ２３と平行に、互いに近接して並列配置されている。このため、第１及び第２のプリアライメント装置１４，１５もその外側にほぼ対称に配置され、また、搬入、搬出コンベア３０、３１も並列に配置されている。
その他の構成については、第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を奏する。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記実施形態では、２つのパターンＰ１，Ｐ２を有するマスクＭを用いて、２枚の基板Ｗ１、Ｗ２を同時に一括露光する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図４（ａ）に示すように、６枚の基板を６つのパターンＰ１〜Ｐ６を有するマスクＭを用いて、６枚の基板Ｗを同時に一括露光してもよく、或いは、図４（ｂ）に示すように、６枚の基板Ｗ１〜Ｗ６を２つのパターンＰ１，Ｐ２を有するマスクＭによって一括露光を複数回に分けて行うようにしてもよい。なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の基板Ｗ１〜Ｗ６は、一定の間隔を開けて配置して、ワークチャック２２に吸着固定されることが好ましい。
また、６枚の基板はそれぞれ面積が異なっていてもよく、その場合にも、基板の面積に合わせたパターンをマスクに設け、６枚の基板を一括露光するようにしてもよいし、或いは、複数のパターンを有するパターンを用いて分割露光してもよい。

また、本発明では、２枚の基板に対して２台の搬送装置を用いて基板の搬入と搬出を行っているが、本発明の搬送装置の数は、基板の数に限定されるものではない。

１０露光ユニット
１１近接露光装置（露光装置）
１２第１の搬送装置
１３第２の搬送装置
１４第１のプリアライメント装置
１５第２のプリアライメント装置
１６第１の搬入コンベア
１７第２の搬入コンベア
１８第１の搬出コンベア
１９第２の搬出コンベア
２０制御部
２１マスクステージ
２２ワークチャック
２３基板ステージ
Ｍマスク
Ｐ１、Ｐ２パターン
Ｗ１、Ｗ２基板

Claims

複数のパターンを有するマスクを保持するマスクステージと、被露光材としての複数の基板を保持するワークチャックを備える基板ステージと、前記マスクの複数のパターンを介して前記複数の基板に露光光を照射する照明光学系と、前記基板をそれぞれ保持し、且つ、前記基板ステージの前記ワークチャックに対して前記基板をそれぞれ搬入及び搬出する複数の搬送装置と、を備え、
前記複数の搬送装置によってそれぞれ前記ワークチャック上に載置されて、前記ワークチャックに保持された前記複数の基板と、前記マスクステージに保持された前記マスクの各パターンとをアライメントを行わずに対向配置した状態で、前記照明光学系から前記露光光を照射することで、前記複数の基板に一層目となる前記マスクの各パターンを一括露光することを特徴とする露光装置。
複数のパターンを有するマスクを保持するマスクステージと、被露光材としての複数の基板を保持するワークチャックを備える基板ステージと、前記マスクの複数のパターンを介して前記複数の基板に露光光を照射する照明光学系と、前記基板をそれぞれ保持し、且つ、前記基板ステージの前記ワークチャックに対して前記基板をそれぞれ搬入及び搬出する複数の搬送装置と、を備える露光装置の露光方法であって、
前記複数の搬送装置によってそれぞれ前記ワークチャック上に載置されて、前記ワークチャックに保持された前記複数の基板と、前記マスクステージに保持された前記マスクの各パターンとをアライメントを行わずに対向配置した状態で、前記照明光学系から前記露光光を照射することで、前記複数の基板に一層目となる前記マスクの各パターンを一括露光することを特徴とする露光方法。