JP6646556B2 - Contact exposure equipment - Google Patents
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Description
この出願の発明は、マスクを基板に密着させた状態でマスクを通して光を照射することで基板を露光するコンタクト露光装置に関するものである。 The invention of this application relates to a contact exposure apparatus that exposes a substrate by irradiating light through the mask while the mask is in close contact with the substrate.
基板の表面に微細構造を形成するフォトリソグラフィには、微細なパターンの光を照射して基板を露光する露光工程が存在し、露光装置が使用される。露光装置には幾つかの方式の異なるものが知られており、マスクの像をレンズで基板の表面に投影して露光する投影露光装置、マスクを基板に密着させた状態でマスクを通して光を照射することで基板を露光するコンタクト露光装置等が広く使用されている。 In photolithography for forming a fine structure on the surface of a substrate, there is an exposure step of exposing the substrate by irradiating light of a fine pattern, and an exposure apparatus is used. There are several different types of exposure equipment known, such as a projection exposure equipment that projects a mask image onto the surface of a substrate with a lens and exposes the light, and irradiates light through the mask with the mask in close contact with the substrate. A contact exposure apparatus that exposes a substrate by exposing the substrate is widely used.
マスクの像を縮小投影して露光する投影露光装置は、ステッパーに代表されるように、LSIのような特に微細な回路を形成する際に使用される。一方、コンタクト露光装置は、プリント基板のようなそれほど微細ではない回路を形成する際に多く使用されてきた。
それでも、最近では、ラインアンドスペース(L/S)で100μm以下の微細な回路を形成するための露光をコンタクト露光装置で行いたいという要望が多くなってきている。この理由の一つはコストにある。投影露光装置は、結像レンズを含む投影光学系が必要になるため、非常に高価なシステムになり易い。一方、コンタクト露光装置では、平行光を照射するための光学系は必要になるものの、投影露光装置の光学系ほど高価ではなく、安価な装置コストとなる。このようなことから、より微細な回路形成においてもコンタクト露光装置を使用したいという要望が強くなってきており。例えばL/Sで10〜50μm程度の微細回路をコンタクト露光で実現したいという要望がある。
A projection exposure apparatus that exposes a mask image by reducing the size of the image is used when a particularly fine circuit such as an LSI is formed, as typified by a stepper. On the other hand, contact exposure apparatuses have been often used for forming circuits that are not very fine, such as printed circuit boards.
Nevertheless, recently, there has been an increasing demand for performing exposure for forming a fine circuit of 100 μm or less by line and space (L / S) using a contact exposure apparatus. One reason for this is cost. Since the projection exposure apparatus requires a projection optical system including an imaging lens, it tends to be a very expensive system. On the other hand, the contact exposure apparatus requires an optical system for irradiating the parallel light, but is not as expensive as the optical system of the projection exposure apparatus, resulting in low apparatus cost. For these reasons, there has been an increasing demand for using a contact exposure apparatus even in forming finer circuits. For example, there is a demand to realize a fine circuit of about 10 to 50 μm in L / S by contact exposure.
このような以前は投影露光装置で実現してきた微細回路の形成をコンタクト露光で実現しようとする最近の傾向において、基板の表面の凹凸の存在が新たな課題として浮かび上がってきている。製品の高機能化、複雑化に伴って、積層基板や複合基板といった複雑な構造の回路基板を製作する必要がある場合が多くなっている。例えば、基板の上に局所的に別の基板を積層した構造や、リジッドな(固い)基板の上に局所的にフレキシブルな基板を貼り付けた構造等が採用されることが多くなっている。
このように表面に凹凸が存在している基板に対してコンタクト露光をする場合、凹になっている部分ではマスクは基板に密着できない。この場合、ミクロンオーダーの露光であるため、マスクが基板から100μmも浮いている箇所では、光の回折や拡散によって像が結ばず、パターンの転写ができないという問題が生じる。
In such a recent tendency to realize the formation of a fine circuit by a contact exposure method, which has been realized by a projection exposure apparatus, the presence of unevenness on the surface of a substrate has emerged as a new problem. As the functionality and complexity of products have increased, it has become increasingly necessary to manufacture circuit boards having complicated structures such as laminated boards and composite boards. For example, a structure in which another substrate is locally laminated on a substrate, a structure in which a flexible substrate is locally adhered on a rigid (hard) substrate, and the like are often used.
When contact exposure is performed on a substrate having unevenness on the surface as described above, the mask cannot adhere to the substrate in the concave portion. In this case, since the exposure is performed on the order of microns, there is a problem that an image is not formed due to light diffraction or diffusion at a position where the mask is as much as 100 μm above the substrate, and the pattern cannot be transferred.
この問題を解決するため、特許文献1では、マスクとしてフレキシブルなシート状のもの(以下、フレキシブルマスクということがある。)を採用し、マスクに対して基板とは反対側から流体による加圧をして密着させる構成が提案されている。この構成では、フレキシブルなマスクに対して基板とは反対側にさらにフレキシブルなシート(以下、加圧シートという。)が設けられる。加圧シートは、風船のように閉じた空間を形成するものである。この加圧シートはマスクに密着した状態とされ、この状態で加圧シート内の空間に気体を充填して加圧シートを膨張させる。膨張した加圧シートによってマスクも膨らんだ状態とし、この状態でマスクを基板に密着させる。以下、この方式をマスク流体加圧方式という。
In order to solve this problem,
上記マスク流体加圧方式によれば、凹になっている部分でもマスクは基板に密着するので、パターンの転写が可能となる。しかしながら、マスク流体加圧方式では、マスクを基板に密着させる際にどうしてもマスクの伸縮が生じ、このために基板に転写されるパターンのスケール精度、位置合わせ精度が確保できないという問題が生じてきた。
即ち、加圧シートは気体の封入によって膨張するものであるため、ある程度丸みを帯びた形状で膨張する。したがって、マスクも加圧シートにならって丸みを帯びて膨らむ。一方、表面に微細な凹凸はあるものの基板は全体としては平板状である。丸みを帯びて膨らんだマスク及び加圧シートを平板状の基板に押し当てて密着させようとすると、マスク及び加圧シートには縮む部分とそれほど縮まない部分が形成される。この結果、マスクを通して露光がされる際、マスクのパターンのスケールが場所によって異なる状態で露光がされることになり、転写されるパターンの位置合わせ精度(重ね合わせ精度)が低下してしまう。
According to the mask fluid pressurizing method, the mask can be in close contact with the substrate even in the concave portion, so that the pattern can be transferred. However, in the mask fluid pressurization method, the mask is inevitably expanded and contracted when the mask is brought into close contact with the substrate, so that the scale accuracy and the alignment accuracy of the pattern transferred to the substrate cannot be ensured.
That is, since the pressure sheet expands due to the filling of gas, it expands in a somewhat rounded shape. Therefore, the mask is also rounded and swells following the pressure sheet. On the other hand, although the surface has fine irregularities, the substrate is generally flat. When a rounded and swelled mask and pressure sheet are pressed against a flat substrate to bring them into close contact with each other, a contracted portion and a portion that is not so contracted are formed in the mask and pressure sheet. As a result, when the exposure is performed through the mask, the exposure is performed in a state where the scale of the pattern of the mask is different depending on the location, and the alignment accuracy (overlay accuracy) of the transferred pattern is reduced.
この問題は、高い位置合わせ精度が要求されない場合にはそれほど問題にはならなかったが、例えば30μm/500mm又はそれ以下の位置合わせ精度が要求される露光においては、深刻な問題となる。
基板に押し当てた際にマスクの伸縮がないようにするには、マスクをリジッドな支持体に貼り付けしたり、リジッドなガラス製のマスクを使用したりことが考えられる。このようなリジッドなマスクは、マスク流体加圧方式が採用できないので、密着させるための方式としては、マスクと基板との間の空間を真空排気する真空密着が採用される。しかしながら、リジッドなマスクを真空密着により基板に密着させても、凹の部分ではマスクは基板に密着せず、光の回折により像が結ばないという問題は解消されない。
This problem was not so serious when a high alignment accuracy was not required, but became a serious problem in, for example, an exposure requiring an alignment accuracy of 30 μm / 500 mm or less.
In order to prevent expansion and contraction of the mask when pressed against the substrate, it is conceivable to attach the mask to a rigid support or use a rigid glass mask. Such a rigid mask cannot employ a mask fluid pressurizing method, and as a method for bringing the mask into close contact with each other, vacuum contact is used to evacuate a space between the mask and the substrate. However, even when a rigid mask is brought into close contact with the substrate by vacuum contact, the problem that the mask does not adhere to the substrate in the concave portion and an image is not formed due to light diffraction remains.
また、特許文献2には、基板が載置されるステージにエア噴射用の溝を設け、そこからエアを噴射して基板をテーブルから浮上させてマスクに密着させる技術が開示されている。しかしながら、特許文献2の技術では、寸法及び又は形状の異なる基板に対して適用することが難しい。即ち、基板の寸法及び又は形状が異なる場合、エアを噴射する範囲を変更することが必要で、非常に面倒な作業となる。また、特許文献2では、基板とマスクとの間は真空排気されているが、ステージから噴射するエアが基板とマスクとの間に入り込み易く、このため、真空排気が不安定になり易い。真空排気を安定化させるには、基板の寸法や形状に合わせてエアを噴射する範囲や流量を管理することが必要で、この点でも運用が難しいという問題があり、多種多様な基板への対応を考慮すると、実用的な技術とはいえない。
この出願の発明は、コンタクト方式を採用しつつもより微細なパターン転写を行おうとした場合に顕在化する上記課題を解決するために為されたものであり、表面に凹凸を有する基板であってもマスクのパターンでの露光が可能であり且つパターンの位置合わせ精度低下の問題のない優れた性能の実用的なコンタクト露光装置を提供することを目的としている。 The invention of this application has been made in order to solve the above-mentioned problem that appears when a finer pattern transfer is to be performed while adopting a contact method, and is a substrate having an uneven surface. It is another object of the present invention to provide a practical contact exposure apparatus which can perform exposure with a mask pattern and has excellent performance without a problem of pattern alignment accuracy deterioration.
上記課題を解決するため、本願の請求項1記載の発明は、マスクと基板とを密着させた状態とし、光源からの光をマスクを介して基板に照射することでマスクのパターンの光を基板に露光するコンタクト露光装置であって、
基板が載置されるテーブルと、
基板に対してテーブルとは反対側においてマスクを保持するマスクホルダーと、
テーブルに載置された基板とマスクホルダーに保持されたマスクとの間を真空排気して両者を密着させるマスク側真空排気系と、
テーブルの側から基板を加圧してマスクに密着させるテーブル側加圧機構と
を備えており、
テーブル側加圧機構は、テーブルの表面を覆う加圧シートと、テーブルの表面に形成された孔を通して気体を供給する加圧用給気系とを備えており、
加圧シートは、周縁がテーブルに対して封止された状態で設けられており、基板が載置された状態で加圧用給気系により気体が供給された際に基板に向けて膨らんで基板を押圧することが可能な柔軟性を有するものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記基板を押圧する際の前記加圧シートを伸張した状態とする伸張手段が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項2の構成において、前記伸張手段は、前記加圧シートを前記テーブルに真空吸着させるシート側真空排気系を備えた手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項3の構成において、前記加圧シートには、前記シート側真空排気系によって吸引されて前記基板が吸着される孔が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項1乃至4いずれかの構成において、前記加圧シートは枠体に張られた状態で設けられており、枠体は前記テーブルに対して着脱自在であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、前記請求項1乃至5いずれかの構成において、前記加圧シートの張力を高めるための段差が前記テーブルの加圧シートに覆われた部分に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、前記請求項1乃至6いずれかの構成において、前記マスク側真空排気系及び前記加圧用給気系の動作を制御するコントローラが設けられており、コントローラは、前記マスク側真空排気系を動作させた後に前記加圧用給気系を動作させるものであるという構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
A table on which the substrate is placed,
A mask holder for holding a mask on the side opposite to the table with respect to the substrate,
A mask-side vacuum exhaust system that evacuates between the substrate mounted on the table and the mask held by the mask holder to bring them into close contact,
A table-side pressurizing mechanism that presses the substrate from the table side and makes it adhere to the mask,
The table side pressurizing mechanism includes a pressurizing sheet that covers the surface of the table, and a pressurizing air supply system that supplies gas through holes formed in the surface of the table,
The pressurizing sheet is provided in a state in which the periphery is sealed to the table, and when the gas is supplied by the pressurizing air supply system in a state where the substrate is placed, the pressurizing sheet expands toward the substrate and Has the flexibility of being able to press.
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the configuration of the first aspect, there is provided an extension means for extending the pressure sheet when the substrate is pressed. Having a configuration.
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the configuration of the second aspect, the stretching means includes a sheet-side vacuum exhaust system that vacuum-adsorbs the pressure sheet to the table. .
In order to solve the above problem, the invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, in the configuration of any one of the first to fourth aspects, the pressure sheet is provided in a state of being stretched on a frame, and the frame is It is configured to be detachable from the table.
According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, in the configuration of any one of the first to fifth aspects, a step for increasing the tension of the pressure sheet is covered with the pressure sheet of the table. In a portion that is provided.
In order to solve the above problem, the invention according to
以下に説明する通り、本願の請求項1記載の発明によれば、基板はマスクと基板との間の真空排気によりマスクに密着するのに加え、背後の加圧シートからの押圧によりマスクに密着する。このため、基板とマスクとの間の密着性がより高くなり、凹凸のある基板に対してもパターンの転写が行える。また、ガラスマスクのようなリジッドなマスクを使用することができるので、転写されるパターンの位置合わせ精度低下を招かないようにすることができる。さらに、テーブルの側からのマスクへの基板の押圧は、加圧シートで形成された空間内への給気により行われるので、寸法及び又は形状の異なる基板に対しても特に構成の変更は不要であり、極めて簡便で実用的である。
また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に加え、基板を押圧する際の加圧シートを伸張した状態とする伸張手段が設けられているので、加圧シートの弛みによる凹凸が基板に影響してパターンが歪んでしまう問題が防止される。
また、請求項3記載の発明によれば、上記効果に加え、伸張手段が加圧シートをテーブルに真空吸着させるシート側真空排気系を備えた手段であるので、機械的な構成に比べて簡略化する。
また、請求項4記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートにシート側真空排気系によって吸引されて基板が吸着される孔が設けられているので、シート側真空排気系を利用して基板が真空吸着される。このため、基板の位置ずれが生じさせないようにすることができる。
また、請求項5記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートを交換するのが容易となる。
また、請求項6記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートの張力が高められるので、弛みで生じる加圧シートの皺が基板に転写される問題をより効果的に防止できる。
また、請求項7記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク側真空排気系が動作した後に加圧用給気系が動作するので、空気溜まりができてしまってマスク側真空排気系による真空排気が不十分になってしまう問題が生じない。
As described below, according to the first aspect of the present invention, in addition to the substrate being brought into close contact with the mask by evacuation between the mask and the substrate, the substrate is brought into close contact with the mask by being pressed from the back pressure sheet. I do. For this reason, the adhesion between the substrate and the mask is further improved, and the pattern can be transferred to a substrate having irregularities. In addition, since a rigid mask such as a glass mask can be used, it is possible to prevent a decrease in alignment accuracy of a transferred pattern. Further, since the substrate is pressed from the side of the table to the mask by supplying air into the space formed by the pressurizing sheet, there is no need to particularly change the configuration even for substrates having different sizes and / or shapes. This is extremely simple and practical.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, since the stretching means for stretching the pressing sheet when pressing the substrate is provided, the unevenness due to the slack of the pressing sheet is reduced. The problem that the pattern is distorted due to the influence of the above is prevented.
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, since the stretching means is a means having a sheet-side vacuum exhaust system for vacuum-sucking the pressure sheet to the table, it is simpler than a mechanical structure. Become
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the pressure sheet is provided with holes for sucking the substrate by being sucked by the sheet-side vacuum exhaust system, so that the sheet-side vacuum exhaust system is used. Then, the substrate is vacuum-sucked. For this reason, it is possible to prevent the substrate from shifting.
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above effects, it is easy to replace the pressure sheet.
According to the sixth aspect of the invention, in addition to the above-described effects, the tension of the pressure sheet is increased, so that the problem that the wrinkles of the pressure sheet caused by loosening are transferred to the substrate can be more effectively prevented.
According to the seventh aspect of the invention, in addition to the above effects, the pressurizing air supply system operates after the mask-side vacuum exhaust system operates, so that air is formed and the vacuum by the mask-side vacuum exhaust system is reduced. The problem of insufficient exhaust does not occur.
次に、この出願の発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。図1は、実施形態のコンタクト露光装置の正面概略図である。
図1に示すコンタクト露光装置は、テーブル1と、露光対象である基板Sを搬送してテーブル1に載置する搬送系2と、転写すべきパターンが描かれたマスクMを保持するマスクホルダー3と、マスクMを介して基板Sに光を照射する露光系4とを備えている。
露光系4の詳細は図示を省略するが、光源41と、光源41からの光を平行光にしてマスクMに照射する光学系42とを含んでいる。光学系42は、コリメータレンズを含む。
Next, an embodiment (embodiment) for carrying out the invention of this application will be described. FIG. 1 is a schematic front view of the contact exposure apparatus of the embodiment.
The contact exposure apparatus shown in FIG. 1 includes a table 1, a
Although not shown in detail, the
テーブル1は、露光系4により光が照射される所定位置に基板Sを保持するための部材である。所定位置とは、例えば光学系42の焦点面に基板Sが位置する位置である。テーブル1には、テーブル駆動機構11が付設されている。テーブル駆動機構11は、互いに直交する二つの方向と回転方向(XYθ方向)にテーブル1を移動させて位置調節する機構である。XY方向は、水平面内で互いに直交する方向であり、θ方向は水平に対して垂直な回転軸の回りに回転する方向である。この他、Z方向(水平に対する垂直方向)に移動して位置調節する機能が追加されることもある。
The table 1 is a member for holding the substrate S at a predetermined position where light is irradiated by the
マスクホルダー3は、枠状の部材である。この実施形態では、マスクMはリジッドなものであり、青板ガラスのようなガラス製となっている。但し、フレキシブルなシート状のマスクMが使用される場合もあり、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)製の薄いシートにパターンを形成したものがホルダーに張られた状態とされて使用される場合もある。尚、マスクMには、マスク駆動機構31が付設されている。マスク駆動機構31は、マスクMをXY方向に移動させて位置調節するとともに、マスクMをZ方向に移動させて位置調節する機構である。また、マスクMがフレキシブルなものである場合、後述するように透明な支持体でマスクMが支持される。
The
そして、マスクMの上方には不図示のカメラが設けられている。マスクM及び基板Sにはアライメントマークが設けられており、カメラにより各アライメントマークを撮影し、テーブル駆動機構11でテーブル1を移動させるか、マスク駆動機構31でマスクMを移動させるか、又はその両方により基板SとマスクMとの位置合わせがされる。
A camera (not shown) is provided above the mask M. Alignment marks are provided on the mask M and the substrate S. Each alignment mark is photographed by a camera, and the table 1 is moved by the
搬送系2は、種々の構成が採用し得るが、この実施形態では、コンベア21と移送ハンド22とを備えた構成とされている。テーブル1に対して搬入側と搬出側にコンベア21が設けられ、各コンベア21とテーブル1との間で基板Sを移動するものとして移送ハンド22が設けられている。移送ハンド22は、下端の吸着パッド221で基板Sを真空吸着しながら移動させるものである。
The
このようなコンタクト露光装置は、マスクMと基板Sとを密着させ、且つ表面に凹凸のある基板SであってもマスクMが十分に密着するように、マスク側真空排気系5と、テーブル側加圧機構6とを備えている。テーブル側加圧機構6は、加圧シート61と、加圧シート61の背後(マスクMとは反対側)に給気して圧力を上昇させる加圧用給気系62等を備えている。以下、これらについて図1及び図2を参照して詳説する。図2は、図1に示すテーブル1の平面概略図である。
Such a contact exposure apparatus includes a mask-side
まず、図1に示すように、テーブル1には、真空シール7が取り付けられている。真空シール7は、この実施形態では、チューブ状の(即ち中空の)部材となっている。より具体的には、真空シール7は、シリコーンゴム製のチューブであり、テーブル1の表面に接着により固定されている。図2に示すように、真空シール7は、無終端状であり、この例では方形となっている。基板載置領域は、真空シール7の内側に設定されている。
図1に示すように、真空シール7には、内部空間を給排するシール給排系71が設けられている。シール給排系71は、真空シール7内に給気して真空シール7を膨らませたり、内部を排気して真空シール7を収縮させたりするためのガス給排系である。
First, a
As shown in FIG. 1, the
そして、テーブル1には、マスクMと基板Sとの間の空間を真空に排気するための真空排気孔12が形成されている。真空排気孔12は、真空シール7の少し内側の位置である。そして、この真空排気孔12に対してマスク側真空排気系5が接続されている。シール給排系71により真空シール7が膨らんだ状態でマスクMがテーブル1に対して接近した所定位置に位置すると、マスクMが真空シール7を少し押しつぶす。これにより真空シール7の内側の空間が封止された状態となり、この状態でマスク側真空排気系5が動作すると、真空シール7の内側の空間が真空に排気される。この空間においてマスクMと基板Sとは対向するので、マスクMと基板Sとの間が真空に排気されることになる。
The table 1 has a
一方、テーブル1には、真空排気孔12とは別に、加圧用給気孔13が形成されている。図2に示すように、加圧用給気孔13は、テーブル1の中央に形成されている。図2に示すように、テーブル1の表面には、給気溝14が形成されている。給気溝14は、この例では直角格子状になっている。給気溝14は、加圧用給気孔13に連通している。
そして、加圧用給気孔13及び給気溝14を覆うようにして加圧シート61がテーブル1に取り付けられている。加圧シート61はフレキシブルなシートであり、例えばPETのような樹脂製のシートとなっている。加圧シート61は、後述するように、基板Sに向けて膨らんで基板Sを押圧することが可能な柔軟性を有するものである。PET等の樹脂製のシートを加圧シート61として使用する場合、厚さは100〜200μm程度で良い。
On the other hand, the table 1 is provided with a pressurized
A
図2に示すように、加圧シート61は、全体としては方形である。加圧シート61は、シート枠体611に張られた状態で設けられており、シート枠体611がテーブル1に対して固定されている。シート枠体611は、ネジ止めのような着脱自在な構造でテーブル1に対して固定されている。したがって、加圧シート61はテーブル1に対して着脱自在である。
尚、図1及び図2に示すように、シート枠体611は、真空シール7よりも小さい寸法である。シート枠体611の固定箇所は、真空排気孔12よりも内側の箇所となっている。
As shown in FIG. 2, the
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図1に示すように、テーブル1は、段差15を有しており、中央部において厚く、周辺部において薄い断面形状となっている。基板載置領域は、厚い中央部の表面に設定されている。シート枠体611は、薄い周辺部において固定されており、したがって加圧シート61は段差15の部分も含んでテーブル1の表面を覆った状態となっている。
図1に示すように、加圧用給気孔13には、加圧用給気系62が接続されている。加圧用給気系62は、この実施形態ではドライエアのような圧縮空気を供給する系である。加圧用給気系62は、給気圧力を調整する不図示の圧力調整バルブを含む。
Further, as shown in FIG. 1, the table 1 has a
As shown in FIG. 1, a pressurized
上記加圧シート61は、露光の際に基板SをマスクMに向けて押圧して基板SとマスクMとの密着性を向上させるものであるが、実施形態の装置は、この基板Sの押圧する際に加圧シート61を伸張した状態とする伸張手段を備えている。以下、この点について説明する。
The
実施形態の加圧シート61は、上述したようにフレキシブルなものであり、伸張していない状態、即ち弛んだ状態では、凹凸ができ易い。凹凸ができた状態で基板Sを押すと、基板Sがフレキシブルなものである場合、基板Sにも凹凸が生じ、その結果、パターンの転写が歪んだものになり易い。また、弛んで凹凸ができた状態の加圧シート61の上に基板Sが載置されると、弾みで基板Sがずれ易い。ずれはアライメントの際に補正されるが、ずれ量が多くなるとアライメントで補正可能な範囲を超えてしまうこともあり得る。これらの点を考慮し、実施形態の装置は、伸張手段を設けている。
The
伸張手段としては、この実施形態では、加圧シート61をテーブル1に真空吸着する手段が採用されている。具体的には、伸張手段は、加圧用給気孔13を真空排気孔12に兼用する系8となっており加圧用給気孔13を通して真空排気し、これによって加圧シート61を伸張するものとなっている。以下、この真空排気系8をシート側真空排気系という。
In this embodiment, a means for vacuum-sucking the
図1に示すように、加圧用給気孔13に通じる配管131には、切替バルブ132が設けられている。加圧用給気系62とシート側真空排気系8とは、切替バルブ132に対してパラレルに設けられており、切替バルブ132は、加圧用給気孔13を加圧用給気系62の配管に連通させるとともにシート側真空排気系8の配管に対して遮断する位置(以下、給気位置)と、加圧用給気孔13を加圧用給気系62の配管に対して遮断するとともにシート側真空排気系8の配管に連通させる状態(以下、排気位置)とを取り得るものである。切替バルブ132を排気位置とした上でシート側真空排気系8が動作すると、加圧シート61はテーブル1に真空吸着され、伸張した状態となる。尚、加圧シート61が給気溝14内に少しはみ出た状態になる場合があるが、給気溝14以外のテーブル1の表面では、加圧シート61は伸張した状態となる。
As shown in FIG. 1, a switching
また、この実施形態では、基板Sがテーブル1に載置された際、基板Sを真空吸着して位置ずれがないようにする手段も備えている。但し、上記のようにテーブル1の表面は加圧シート61で覆われており、加圧シート61の上に基板Sを載置するので、通常の真空吸着の構成では対応できず、特別の工夫を要する。
この実施形態では、加圧シート61を基板Sとテーブル1との間に設けつつも、基板Sの真空吸着を可能にするため、図1中拡大して示すように加圧シート61に孔610を開けた構成を採用している。加圧シート61は、給気された際に風船のように膨張して基板Sを押圧するものであるので、本来的には孔の無いものであり、孔610を開けることは、本来の目的と矛盾する。しかしながら、発明者の着眼では、孔610を開けたとしても基板Sを押圧する際には基板Sが孔610を塞ぐので、加圧シート61の機能が損なわれることはない。発明者は、このような着眼のもと、加圧シート61に孔(以下、シート孔という。)610を開けて基板Sの真空吸着を可能にする構造を想到するに至った。
Further, in this embodiment, there is provided a means for vacuum-sucking the substrate S when the substrate S is placed on the table 1 so that there is no displacement. However, as described above, the surface of the table 1 is covered with the
In this embodiment, while the
シート孔610は、2箇所から4箇所程度設けられている。シート孔610の位置は、基板載置領域の中心に対して対称な位置であることが望ましい。図2では、シート孔610が2箇所設けられた例が示されている。尚、シート孔610が設けられた箇所は、加圧用給気孔13又は給気溝14からあまり離れていない位置とすることが望ましい。加圧用給気孔13及び給気溝14から遠く離れた位置にシート孔610が設けられていると、その間の位置で加圧シート61がテーブル1に密着した場合、シート孔610がシート側真空排気系8に連通しない状態となり、基板Sが真空吸着されなくなってしまうからである。したがって、シート孔610は、加圧用給気孔13又は給気溝14を臨む位置又はその付近の位置に設けられることが望ましい。シート孔610の中心が加圧用吸気孔13又は給気溝14にあると、より望ましい。
About two to four
尚、装置は、各部を制御する不図示のコントローラを備えている。コントローラには、シーケンスプログラムが実装されており、各部が所定のシーケンスで動作するようプログラミングされている。 The apparatus includes a controller (not shown) that controls each unit. A sequence program is mounted on the controller, and each part is programmed to operate in a predetermined sequence.
次に、このようなコンタクト露光装置の動作について、図1〜図3を参照して説明する。図3は、コンタクト露光装置の動作について示した部分断面概略図である。
まず、テーブル1は所定の待機位置に位置している。基板Sは、搬送系2によって搬送され、図3(1)に示すようにテーブル1に載置される。この際、切替バルブ132は排気位置となっており、シート側真空排気系8により加圧シート61はテーブル1に予め真空吸着されている。したがって、載置された基板Sは、シート孔610を通した真空排気により真空吸着される。この際、基板Sがシート孔610を通した真空排気により真空吸着されると、その結果として、シート孔610は基板Sにより塞がれる。尚、基板Sを載置する際には、載置動作を安定化させるため、シート側真空排気系8による真空吸引を一時的に弱めたり停止したりする場合がある。
Next, the operation of such a contact exposure apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic partial sectional view showing the operation of the contact exposure apparatus.
First, the table 1 is located at a predetermined standby position. The substrate S is transported by the
次に、不図示のカメラにより基板Sのマークが撮影され、その結果に基づいて基板Sのアライメントが行われる。即ち、テーブル駆動機構11が動作してテーブル1がXYθ方向に移動し、基板Sを所定の位置に位置させる。
次に、テーブル駆動機構11が動作してテーブル1を所定距離上昇させる。この結果、図3(2)に示すように、テーブル1上の真空シール7がマスクMに接触する。尚、真空シール7は、予めシール給排系71により給気されて膨らんだ状態となっている。
この状態で、マスク側真空排気系5が動作し、マスクMと基板Sとの間が真空排気される。この結果、マスクMと基板Sとが真空密着する。真空シール7は、真空排気により若干つぶれた状態となる。
Next, a mark of the substrate S is photographed by a camera (not shown), and alignment of the substrate S is performed based on the result. That is, the
Next, the
In this state, the mask-
次に、切替バルブ132が動作し、排気位置から給気位置に切り替えられる。そして、加圧用給気系62が動作し、加圧用給気孔13を通して気体が流入する。この結果、加圧シート61の下側の空間(加圧シート61とテーブル1の表面の間の空間)の圧力が上昇し、図3(3)に示すように加圧シート61が膨張する。これにより、加圧シート61が基板Sを押圧し、基板SとマスクMとの密着性がさらに高められる。この際、加圧シート61のシート孔610は密着する基板Sによって塞がれているので、加圧シート61内の高圧気体が漏れ出ることはなく、加圧シート61とテーブル1との間の空間は十分な正圧となり、基板Sを押圧する。
尚、加圧用給気系62による基板Sの押圧は、基板S及びマスクMを全体に押し上げるように作用するから、マスクMが若干上方にシフトし、真空シール7はつぶれた状態から少し膨らむ場合があり得る。
Next, the switching
Since the pressing of the substrate S by the pressurizing
このようにして、基板Sは、マスクM側では真空排気の負圧により、テーブル1側では膨張する加圧シート61による押圧によりマスクMに密着することになり、より高い密着性でマスクMと密着する。この状態で、必要に応じて不図示のカメラが基板Sのマーク及びマスクMのマークを撮影して再度アライメントが行われる。
そして、基板S及びマスクMが所定位置に位置した状態で露光系4が動作し、光源41からの光がマスクMを介して基板Sに照射されて露光が行われる。所定時間の露光の後、露光系4の動作が停止する。
In this manner, the substrate S comes into close contact with the mask M by the negative pressure of the vacuum exhaust on the mask M side and by the pressing by the expanding
Then, the
その後、基板Sの搬出動作に移る。まず、マスク側真空排気系5及び加圧用給気系62の動作を停止させる。そして、シール給排系71が動作し、真空シール7内を排気して真空にする。これにより、真空シール7は圧縮し、封止が解除される。この結果、マスクMと基板Sとの間が大気開放され、この空間の圧力が大気圧に戻る。
次に、切替バルブ132を給気位置から排気位置に変更し、シート側真空排気系8を動作させ、加圧シート61及び基板Sをテーブル1に真空吸着する。この状態で、テーブル駆動機構11が動作し、テーブル1を所定距離下降させる。この結果、テーブル1は待機位置に戻る。そして、シート側真空排気系8の動作が停止し、不図示のベントバルブが開かれて加圧用給気孔13に連通する配管は大気圧に戻る。
Thereafter, the operation proceeds to the unloading operation of the substrate S. First, the operations of the mask-
Next, the switching
この状態で搬送系2が動作し、搬出側の移送ハンド22が基板Sをピックアップしてコンベア21に移送し、コンベア21は基板Sを装置外に搬出する。そして、切替バルブ132を排気位置にした状態でシール側真空排気系を動作させ、加圧シート61をテーブル1に真空吸着する。この状態で次の基板Sが搬送系2により搬入され、同様の処理が繰り返される。尚、以上のシーケンスは、コントローラに実装されたシーケンスプログラムにより実現される。
上記動作を繰り返すうちに、加圧シート61は膨張と収縮を繰り返すので、摩耗することがある。この場合は、シート枠体611ごと加圧シート61を取り外して交換する。
In this state, the
While the above operation is repeated, the
上記構成及び動作に係る実施形態のコンタクト露光装置によれば、基板SはマスクMと基板Sとの間の真空排気によりマスクMに密着するのに加え、背後の加圧シート61からの押圧によりマスクMに密着する。このため、基板SとマスクMとの間の密着性がより高くなり、凹凸のある基板Sに対してもパターンの転写が行える。
また、ガラスマスクMのようなリジッドなマスクMを使用することができるので、マスクMの像の伸縮の問題はなく、転写されるパターンのスケール精度が低下したり、転写位置の精度が低下したりする問題はない。
さらに、テーブル1の側からのマスクMへの基板Sの押圧は、加圧シート61で形成された空間内への給気により行われるので、寸法及び又は形状の異なる基板Sに対しても特に構成の変更は不要であり、極めて簡便である。即ち、最も大きな寸法の基板Sをカバーする大きさの加圧シート61を設けておくだけで足りる。
According to the contact exposure apparatus of the embodiment according to the above configuration and operation, in addition to the substrate S being in close contact with the mask M by vacuum evacuation between the mask M and the substrate S, the substrate S is pressed by the
Further, since a rigid mask M such as a glass mask M can be used, there is no problem of expansion and contraction of the image of the mask M, and the scale accuracy of the transferred pattern is reduced and the accuracy of the transfer position is reduced. No problem.
Further, since the pressing of the substrate S against the mask M from the side of the table 1 is performed by supplying air into the space formed by the
上記実施形態のコンタクト露光装置の動作において、基板Sの搬入時、最初にマスク側真空排気系5を動作させてマスクMと基板Sとを真空吸着してから加圧用給気系62を動作させる点には、特別な意味がある。加圧用給気系62をマスク側真空排気系5と同時に動作させたり、加圧用給気系62を動作させて後にマスク側真空排気系5を動作させたりすると、基板SとマスクMとの間の真空密着が不十分になる場合がある。即ち、加圧用給気系62の動作によって加圧シート61が膨張し、基板Sが加圧シート61に押圧されてマスクMに接触する際、接触が周状であるとその内側に空気が溜まってしまうことがあり得る。この場合、内側の空気溜まりはマスク側真空排気系5で排気しても十分に排気されず、残留してしまうことがあり得る。これが生じると、マスク側真空排気系5の機能が十分に発揮されなくなり、基板SとマスクMとの密着が不十分になり易い。したがって、マスク側真空排気系5を動作させて基板SとマスクMとが密着した後に加圧用給気系62を動作させることが望ましい。
In the operation of the contact exposure apparatus of the above embodiment, when the substrate S is loaded, the mask-side
尚、加圧用給気系62を動作させる前は、基板Sは加圧シート61側ではシート孔610を通してシート側真空排気系8で吸引され、マスクM側ではマスク側真空排気系5により吸引されている。この両者の真空吸引は同程度の力とすることが好ましい。
上記実施形態において、基板SはPET製のようなフレキシブルなシートであっても良く、エポキシ樹脂(例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂)製のようなリジッドなものであっても良い。
Before the pressurizing
In the above embodiment, the substrate S may be a flexible sheet made of PET or a rigid sheet made of epoxy resin (for example, glass fiber reinforced epoxy resin).
また、マスクMはガラスマスクのようなリジッドなものであったが、フレキシブルなマスクであっても実施可能である。マスクMがフレキシブルなものである場合、露光波長の光に対して透明な支持体が使用される。支持体は、マスクを基板とは反対側において支持し、マスクが基板Sに押し付けられた際、マスクが変形しないようにする。 Although the mask M is a rigid one such as a glass mask, the mask M can be implemented even with a flexible mask. When the mask M is flexible, a support transparent to light having an exposure wavelength is used. The support supports the mask on the side opposite to the substrate, and prevents the mask from being deformed when the mask is pressed against the substrate S.
尚、加圧シート61の伸張手段としてシート側真空排気系8が使用されたが、他の構成もあり得る。例えば、加圧シート61を機械的に引っ張って伸張させる構成が採用されることがあり得る。具体的には、トルクモータに連結された軸棒に加圧シート61の端部を固定し、加圧シート61を巻き取る方向に力を加えて引っ張って弛みを解消させる機構が採用され得る。但し、これに比べると、シート側真空排気系62による構成の方が構成として簡略化するので、好適である。
また、加圧シート61を真空吸着により伸張させる構成が採用される場合、加圧用給気系62とは別系統の排気系が採用されても良い。この場合、加圧用給気孔13とは別に真空排気系が設けられ、切り替えて動作するようシーケンスプログラムがプログラミングされる。
Although the sheet-
Further, when a configuration in which the pressurizing
尚、加圧シート61を伸張させる際、テーブル1の表面に設けられた段差15は重要な意義を有している。テーブル1の表面が段差15がないフラットな表面であったり、なだらかな曲面があるのみの表面であったりしても、本願発明は実施可能である。但し、実施形態のように段差15が形成されていると、角の部分で加圧シート61が引っ掛かるため、張力が高められる。即ち、テーブル1の表面に設けられた段差15は、加圧シート61を伸張し易くし、弛みで生じる加圧シート61の皺が基板Sに転写される問題をより効果的に防止するという意義を有する。段差15でなくとも、同様の角部がある形状であれば足り、突起その他の形状によっても同様の効果が得られる。
When the
基板Sがシート孔610を通して真空吸引されて吸着する構成は、マスクMと重ね合わされる際の基板Sの位置ずれを防止するという意義があるが、必須ではない。例えば、加圧シート61と基板Sとの間の摩擦力が十分にあり、位置合わせのためにテーブル1がテーブル駆動機構11により移動した際にも基板Sが加圧シート61上でずれないのであれば、真空吸着は不要である。基板Sを真空吸着しない場合、シート孔610は設けられない。
The configuration in which the substrate S is sucked by vacuum suction through the sheet holes 610 has a meaning of preventing the displacement of the substrate S when superimposed on the mask M, but is not essential. For example, since the frictional force between the
1 テーブル
11 テーブル駆動機構
12 真空排気孔
13 加圧用給気孔
132 切替バルブ
14 給気溝
2 搬送系
21 コンベア
21 移送ハンド
221 吸着パッド
3 マスクホルダー
31 マスク駆動機構
4 露光系
41 光源
42 光学系
5 マスク側真空排気系
6 テーブル側加圧機構
61 加圧シート
610 シート孔
611 シート枠体
62 加圧用給気系
7 真空シール
71 シール給排系
8 シート側真空排気系
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
基板が載置されるテーブルと、
基板に対してテーブルとは反対側においてマスクを保持するマスクホルダーと、
テーブルに載置された基板とマスクホルダーに保持されたマスクとの間を真空排気して両者を密着させるマスク側真空排気系と、
テーブルの側から基板を加圧してマスクに密着させるテーブル側加圧機構と
を備えており、
テーブル側加圧機構は、テーブルの表面を覆う加圧シートと、テーブルの表面に形成された孔を通して気体を供給する加圧用給気系とを備えており、
加圧シートは、周縁がテーブルに対して封止された状態で設けられており、基板が載置された状態で加圧用給気系により気体が供給された際に基板に向けて膨らんで基板を押圧することが可能な柔軟性を有するものであることを特徴とするコンタクト露光装置。 A contact exposure apparatus that exposes the pattern of the mask to the substrate by irradiating the substrate with the light from a light source through the mask in a state where the mask and the substrate are in close contact with each other,
A table on which the substrate is placed,
A mask holder for holding a mask on the side opposite to the table with respect to the substrate,
A mask-side evacuation system that evacuates the substrate placed on the table and the mask held by the mask holder to bring them into close contact,
A table-side pressing mechanism that presses the substrate from the table side and makes it adhere to the mask,
The table-side pressurizing mechanism includes a pressurizing sheet that covers the surface of the table, and a pressurizing air supply system that supplies gas through holes formed in the surface of the table,
The pressurizing sheet is provided in a state where the periphery is sealed to the table, and when the gas is supplied by the pressurizing air supply system in a state where the substrate is placed, the pressurizing sheet expands toward the substrate. A contact exposure apparatus having flexibility capable of pressing a contact.
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