JP6773435B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置に関し、更に詳しくはプリント基板製造用の自動露光装置の基板搬送機構に関する。

従来、プリント基板を製造する自動露光装置では、ローラコンベアを用いて上流装置からの基板の投入と、下流装置への基板の排出を行っていた。（例えば引用文献１）

また、ローラコンベアによらない露光装置の基板搬送方法としては、液晶パネルの製造に用いられる気体浮上搬送システムが考えられる。（例えば引用文献２）

あるいは、ローラコンベアによらない露光装置の基板搬送方法の別の例としては、液晶パネルや半導体の製造に用いられるスカラロボットが考えられる。（例えば引用文献３）

特開平１０−２１８３５３号公報 特開２０１５−００８３３４号公報 特開２００１−１７６７８５号公報

近年、特にパッケージ基板の製造において、基板回路の高密度露光のため、基板表面の保護フィルムがなくフォトレジスト膜が薄い基板が露光装置に投入される機会が増えてきている。また同時に、パッケージ基板の薄型化や素子のモールド工程などの影響で、露光装置に投入される基板の反りが大きく（例えば５ｍｍ以上に）なる傾向にある。

このような基板を搬送する場合、引用文献１のようなローラコンベアを用いると、基板裏面のフォトレジスト膜に摩擦による傷が付くことになり、回路の断線等の原因となる。

また、引用文献２のような気体浮上搬送システムでは、反りの大きい基板は均等に浮上させることが困難であり、これにより基板裏面のフォトレジスト膜の傷付きや搬送エラーが生じる場合がある。

同様に、引用文献３のようなスカラロボットでは、反りの大きい基板は吸着固定することが困難であり、これにより搬送エラーが生じる場合がある。

よって、基板裏面を傷付けることなく、反りの大きい基板を搬送することが可能な基板搬送機構を備えた露光装置が望まれている。

本発明の露光装置は、露光ステージ上の基板にパターンを露光する露光装置であって、露光装置の内へ搬入する、または、露光装置の外へ搬出する基板を載置するテーブルと、テーブルに配設され基板の位置合わせを行う位置合わせユニットと、テーブルを水平方向に移動させるテーブル移動ユニットと、テーブルと露光ステージとの間で基板を搬送する搬送ユニットと、を備えている。更に、テーブルが、露光装置の内へ基板を搬入する、または、露光装置の外へ基板を搬出する位置と、搬送ユニットとの間で基板を受渡す位置との間をテーブルユニットにより移動する。

このような露光装置とすることで、基板裏面を傷付けることなく反りの大きい基板を露光装置に搬入または搬出することができる。

好ましくは、露光ステージ上の基板にパターンを露光する露光装置であって、露光装置の内へ搬入する基板を載置する第１テーブルと、第１テーブルに配設され基板の位置合わせを行う位置合わせユニットと、第１テーブルを水平方向に移動させる第１テーブル移動ユニットと、露光装置の外へ搬出する基板を載置する第２テーブルと、第２テーブルを水平方向に移動させる第２テーブル移動ユニットと、第１テーブルから露光ステージへ、または、露光ステージから第２テーブルへ基板を搬送する搬送ユニットと、を備える。更に、第１テーブルは、露光装置の内へ基板を搬入する位置と、搬送ユニットへ基板を渡す位置との間を第１テーブル移動ユニットによって移動し、第２テーブルは、露光装置の外へ基板を搬出する位置と、搬送ユニットから基板を受ける位置との間を第２テーブル移動ユニットによって移動する。

このような露光装置とすることで、露光装置の上流側から基板を搬入し、下流側に露光済み基板を搬出する構成であっても、基板裏面を傷付けることなく反りの大きい基板を露光装置に搬入または搬出することができ、スループットが向上する。

更に好ましくは、露光装置の外から第１テーブルへ基板を搬入するステップと、第１テーブルが、露光装置の内へ基板を搬入する位置から、搬送ユニットへ基板を渡す位置へ、第１テーブル移動ユニットにより移動するステップと、位置合わせユニットが第１テーブルに載置された基板を位置合わせするステップと、搬送ユニットが第１テーブルから露光ステージ上へ基板を搬送するステップと、露光ステージ上に載置された基板を露光するステップと、搬送ユニットが露光ステージ上から第２テーブルへ基板を搬送するステップと、 第２テーブルが、搬送ユニットから基板を受ける位置から、露光装置の外へ基板を搬出する位置へ、第２テーブル移動ユニットにより移動するステップと、第２テーブルから基板を露光装置の外へ搬出するステップとを、前記露光装置に実行させる制御部を備える。

露光装置が制御部を備え、このようなステップを実行することにより、露光装置の上流側から基板を搬入し、下流側に露光済み基板を搬出する構成において、基板裏面を傷付けることなく反りの大きい基板の搬送と露光とを行うことができる。

本発明によれば、基板裏面を傷付けることなく、反りの大きい基板を搬送することが可能な基板搬送機構を備えた露光装置を実現する事ができる。

本発明の露光装置の全体構成図である。 本発明の露光装置の第１動作を示す図である。 本発明の露光装置の第２動作を示す図である。 本発明の露光装置の第３動作を示す図である。 本発明の露光装置の第４動作を示す図である。 本発明の露光装置の第５動作を示す図である。 本発明の露光装置の第６動作を示す図である。 本発明の露光装置の第７動作を示す図である。

＜露光装置１の構成＞
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態である露光装置の全体構成である。

露光装置１は、フォトマスクを用いるコンタクト露光、ギャップ露光、あるいは投影露光、またはフォトマスクを用いないダイレクト露光のいずれかの露光方式で、パッケージ基板等（以下、基板Ｗ）にパターンを露光する露光装置である。露光装置１は、露光部１０を備えており、露光部１０は前述の露光方式に応じた光源や照明光学系など（不図示）を備えている。

露光装置１は、搬入装置２０、搬送装置３０（搬送ユニット）、搬出装置４０を備えている。また、露光装置１の各部を制御する制御部５０を備えている。なお、図１は左側から露光装置１に基板Ｗを搬入し、右側から基板Ｗを搬出する構成になっているが、逆の構成であってもよい。すなわち、右側から露光装置１に基板Ｗを搬入し、左側から基板Ｗを搬出する構成であってもよい。この場合、搬入装置２０と搬出装置４０の位置が入れ替わることは言うまでもない。

搬入装置２０は、基板Ｗを載置するための第１テーブル２１を備えている。この第１テーブル２１には、不図示の真空源により基板Ｗを吸着固定できる構造となっている。

また、搬入装置２０は、第１テーブル２１を支持する部分に、第１テーブル２１をＹ方向移動およびθ回転させるアクチェータを有する位置合せユニット２２を備えている。

さらに、搬入装置２０は、位置合せユニット２２を支持し、第１テーブル２１を位置合せユニット２２と一体に例えばガイドレールに沿って搬送方向Ｘに移動させる第１テーブル移動ユニット２３を備えている。この第１テーブル移動ユニット２３により、第１テーブル２１は基板搬入位置（第１位置：ａ点）とプリアライメント位置（ｂ点）との間を往復移動することが可能となっている。

第１テーブル２１は、プリアライメント位置（第２位置：ｂ点）にて基板Ｗのプリアライメントを行う。そのため、プリアライメント位置（ｂ点）での第１テーブル２１上方の、第１テーブル２１に載置された基板Ｗのエッジを撮像できる位置にカメラ２４が設置されている。また、第１テーブル２１にはカメラ照明２５が取り付けられている。

搬送装置３０は、基板Ｗを吸着固定する吸着ハンド３１と、吸着ハンド３１を上下方向に移動させる昇降部３２と吸着ハンド３１を昇降部３２と一体に搬送方向Ｘに移動させる吸着ハンド移動ユニット３３とを備える。吸着ハンド３１は、基板を吸着固定する際の吸着位置を自由に移動させることができる構造であり不図示の真空源に接続されることで、上述の吸着位置により基板Ｗを真空吸着する。

また、吸着ハンド移動ユニット３３は、吸着ハンド３１をプリアライメント位置（ｂ点）、露光ステージ位置（ｃ点）、および受取り位置（第３位置：ｄ点）の間で移動させる。なお、図１の露光装置１では吸着ハンド移動ユニット３３に吸着ハンド３１と昇降部３２を２セット設けることで、複数枚の基板Ｗを連続処理する際の効率化を図っている。

露光部１０は、基板Ｗを吸着固定する露光ステージ１１を備えている。露光ステージ１１には不図示の真空源が接続されており、載置した基板Ｗを真空吸着して固定することができる。なお、露光部１０の露光方式に応じて、露光ステージ１１は不図示の移動機構等を備えていてもよい。

搬出装置４０は、基板Ｗを載置するための基板の搬出側にある第２テーブル４１と、第２テーブル４１を例えばガイドに沿って搬送方向Ｘに移動させる第２テーブル移動ユニット４３とを備えている。この第２テーブル移動ユニット４３により、第２テーブル４１は基板受取り位置（ｄ点）と基板受け渡し位置（第４位置：ｅ点）との間を往復移動することが可能となっている。

なお、搬入装置２０と同様に、第２テーブル４１が位置合せユニットとカメラを備えるようにし、整列した基板Ｗを搬出する構成にしてもよい。また、第２テーブル４１が真空源に接続され、基板Ｗを吸着し固定するようにしてもよい。

制御部５０は露光装置１の各部を制御する。例えばカメラ２４の撮像した画像信号から基板Ｗの正規位置に対するズレ量を算出し、位置合せユニット２２を駆動する信号を送信する。その他、基板Ｗの搬入から露光、搬出に至るまで、全ての動作について制御を行う。

＜露光装置１の動作＞
次に、図２ａ〜ｇに従って露光装置１の動作を説明する。

初めに、露光装置１に属さない上流側装置ＵＭにより、基板搬入位置（ａ点）にて待機している第１テーブル２１に基板Ｗが搬入される。（図２ａ）

次に、第１テーブル２１は基板Ｗを真空吸着によって固定する。この真空吸着は、基板Ｗの少なくとも一部を固定すればよく、また第１テーブル２１の移動の際に載置した基板Ｗにズレが生じない程度の強度で固定できればよい。よって、基板に反りがあっても固定することが可能である。

次に、第１テーブル移動ユニット２３が、第１テーブル２１をプリアライメント位置（ｂ点）に移動させる。（図２ｂ）

次に、カメラ２４が基板Ｗのエッジを撮像し、制御部５０が正規位置（例えばティーチングによりきめられた位置）に対するズレ量を算出する。算出した結果から制御部５０は位置合せユニット２２を駆動し、第１テーブル２１を移動と回転させることで基板Ｗの位置を正規位置に合わせる。

次に、プリアライメント位置（ｂ点）に待機している吸着ハンド３１を昇降部３２が下降させ、吸着ハンド３１が基板Ｗと接触する（図２ｃ）。この際に、吸着ハンド３１が基板Ｗを押圧し、基板Ｗの反りを矯正するようにしても構わない。なお、吸着ハンド３１の吸着部は、吸着位置を移動させることが可能な構造であり、基板Ｗの接触許可範囲（例えば基板のエッジ付近）のみに接触する。

次に、吸着ハンド３１が基板Ｗを真空吸着によって固定する。同時に、第１テーブル２１は真空吸着を解除する。吸着ハンド３１の真空吸着が不図示の圧力計等によって確認されたら、昇降部３２が吸着ハンド３１を上昇させる。（図２ｄ）

次に、吸着ハンド移動ユニット３３が基板Ｗを固定した吸着ハンド３１を、露光ステージ位置（ｃ点）に移動させる。

次に、昇降部３２が吸着ハンド３１を下降させ、基板Ｗを露光ステージ１１に載置し、露光ステージ１１は基板Ｗを真空吸着し固定する。次に、吸着ハンド３１は真空吸着を解除し、昇降部３２が吸着ハンド３１を上昇させる。（図２ｅ）

次に、露光部１０にてフォトマスクとのアライメントや露光光の照射等の所定の露光工程を行ない、基板Ｗにパターンの露光を行う。なお、露光は表面のみならず裏面に行ってもよい。この露光工程については既知の露光装置の方式に準ずるものである。

次に、昇降部３２が吸着ハンド３１を下降させ、パターンの露光が終了した基板Ｗに接触させる。次に、吸着ハンド３１が基板Ｗを真空吸着にて固定する。

次に、昇降部３２が吸着ハンド３１を上昇させる。次に、吸着ハンド移動ユニット３３が基板Ｗを固定した吸着ハンド３１を、基板受取り位置（ｄ点）に移動させる。

次に、昇降部３２が吸着ハンド３１を下降させ、基板受取り位置（ｄ点）にて待機している第２テーブル４１に基板Ｗを載置する。次に、吸着ハンド３１が真空吸着を解除し、昇降部３２が吸着ハンド３１を上昇させる。（図２ｆ）

次に、第２テーブル移動ユニット４３が第２テーブル４１を基板受け渡し位置（ｅ点）に移動させる。（図２ｇ）

最後に、露光装置１に属さない下流側装置ＬＭが第２テーブル４１から基板Ｗを受取り、下流側装置ＬＭ内に搬送する。

以上、１枚の基板Ｗを搬入し搬出するまでの動作を説明した。なお、１枚目の基板Ｗの露光と平行して２枚目の基板Ｗを搬入し、２枚目の基板Ｗの露光および１枚目の基板Ｗの搬出と平行して３枚目の基板Ｗの搬入を行う様にして、複数の基板Ｗに対する処理を連続して行うようにしてもよい。

また、カメラ２４を第１テーブル２１の移動経路上に設置し、第１テーブル２１の移動中に基板Ｗのプリアライメントを完了させるようにしてもよい。

また、搬入装置２０と搬出装置４０を兼用としてもよい。すなわち、露光部１０にてパターンを露光された基板が、搬入装置２０に戻るように搬送されて、上流側装置ＵＭが第１テーブルに載置された基板を回収するようにしてもよい。このような構成にすると、搬出装置４０分の装置設置スペースを短縮することができる。

以上のように、本発明の露光装置によれば、基板裏面を傷付けることなく、反りの大きい基板を搬送することが可能である。

また、本発明の露光装置によれば、位置合せユニットを第１テーブルと一体に移動させる構造としたことにより、露光装置の搬送方向の長さを短縮し省スペースとすることが可能である。更に、基板の搬入からプリアライメントまで、基板の受け渡し無しに実施できるため、タクトタイムを短縮することが可能である。

１ 露光装置
１０ 露光部
１１ 露光ステージ
２０ 搬入装置
２１ 第１テーブル
２２ 位置合せユニット
２３ 第１テーブル移動ユニット
２４ カメラ
２５ カメラ照明
３０ 搬送ユニット
３１ 吸着ハンド
３２ 昇降部
３３ 吸着ハンド移動ユニット
４０ 搬出装置
４１ 第２テーブル
４３ 第２テーブル移動ユニット
５０ 制御部

Claims (3)

1. 露光ステージ上の基板にパターンを露光する露光装置において、
   前記露光装置の内へ搬入する基板を載置する第１テーブルと、
   前記第１テーブルに配設され基板の位置合わせを行う位置合わせユニットと、
   前記第１テーブルを水平方向に移動させる第１テーブル移動ユニットと、
   前記露光装置の外へ搬出する基板を載置する第２テーブルと、
   前記第２テーブルを水平方向に移動させる第２テーブル移動ユニットと、
   前記第１テーブルから前記露光ステージへ、または、前記露光ステージから前記第２テーブルへ基板を搬送する搬送ユニットと、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記第１テーブルは、前記露光装置の内へ基板を搬入する位置と、前記搬送ユニットへ基板を渡す位置との間を前記第１テーブル移動ユニットによって移動し、
   前記第２テーブルは、前記露光装置の外へ基板を搬出する位置と、前記搬送ユニットから基板を受ける位置との間を前記第２テーブル移動ユニットによって移動することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記露光装置の外から前記第１テーブルへ基板を搬入するステップと、
   前記第１テーブルが、前記露光装置の内へ前記基板を搬入する位置から、前記搬送ユニットへ前記基板を渡す位置へ、前記第１テーブル移動ユニットにより移動するステップと、
   前記位置合わせユニットが前記第１テーブルに載置された前記基板を位置合わせするステップと、
   前記搬送ユニットが前記第１テーブルから前記露光ステージ上へ前記基板を搬送するステップと、
   前記露光ステージ上に載置された前記基板を露光するステップと、
   前記搬送ユニットが前記露光ステージ上から前記第２テーブルへ前記基板を搬送するステップと、
   前記第２テーブルが、前記搬送ユニットから前記基板を受ける位置から、前記露光装置の外へ前記基板を搬出する位置へ、前記第２テーブル移動ユニットにより移動するステップと、
   前記第２テーブルから前記基板を前記露光装置の外へ搬出するステップとを、
   前記露光装置に実行させる制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。

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