KR20080005067A - Exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치를 일부 분해한 사시도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which partially exploded the split sequential proximity exposure apparatus of 1st Embodiment of this invention.
도 2 는 마스크 스테이지 부분의 확대 사시도. 2 is an enlarged perspective view of a mask stage portion;
도 3 (a) 는 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도, 도 3 (b) 는 도 3 (a) 의 마스크 위치 조정 수단의 상면도. Fig. 3 (a) is a sectional view taken along the line III-III of Fig. 2, and Fig. 3 (b) is a top view of the mask position adjusting means of Fig. 3 (a).
도 4 는 워크측 얼라이먼트 마크의 조사 광학계를 설명하기 위한 설명도. 4 is an explanatory diagram for explaining an irradiation optical system of a work side alignment mark.
도 5 는 얼라이먼트 화상의 포커스 조정 기구를 나타내는 구성도. 5 is a configuration diagram illustrating a focus adjustment mechanism of an alignment image.
도 6 은 얼라이먼트 카메라와 그 얼라이먼트 카메라의 핀트 조정 기구의 기본 구조를 나타내는 측면도. Fig. 6 is a side view showing the basic structure of the alignment camera and the focus adjustment mechanism of the alignment camera.
도 7 은 도 1 에 나타내는 분할 축차 근접 노광 장치의 정면도. FIG. 7 is a front view of the divided sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 1. FIG.
도 8 은 도 1 에 나타내는 분할 축차 근접 노광 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도. FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of a split sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 1. FIG.
도 9 는 도 1 에 나타내는 마스크 스테이지의 하면도. 9 is a bottom view of the mask stage shown in FIG. 1.
도 10 은 제 2 실시형태의 노광 장치의 마스크와 기판의 갭을 검출하는 상태를 설명하는 설명도. 10 is an explanatory diagram for explaining a state of detecting a gap between a mask and a substrate of the exposure apparatus of the second embodiment.
도 11 은 도 10 에 있어서의 마스크 스테이지의 하면도. 11 is a bottom view of the mask stage in FIG. 10.
도 12 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 분할 축차 근접 노광 장치를 일부 분해한 사시도. 12 is a partially exploded perspective view of a divided sequential proximity exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 13 (a) 는 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 절단된 마스크 스테이지를 기판과 함께 나타내는 단면도, 도 13 (b) 는 도 13 (a) 의 마스크 위치 조정 수단의 상면도. (A) is sectional drawing which shows the mask stage cut | disconnected along the III-III line | wire of FIG. 2 with a board | substrate, FIG. 13 (b) is a top view of the mask position adjusting means of FIG.
도 14 는 마스크 스테이지의 척부의 하면도. 14 is a bottom view of the chuck of the mask stage;
도 15 는 도 12 에 나타내는 분할 축차 근접 노광 장치의 정면도. FIG. 15 is a front view of the divided sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 12. FIG.
도 16 은 도 12 에 나타내는 분할 축차 근접 노광 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도. FIG. 16 is a block diagram showing an electrical configuration of a split sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 12; FIG.
도 17 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 분할 축차 근접 노광 장치의 마스크 스테이지를 기판과 함께 나타내는 단면도.FIG. 17 is a cross-sectional view showing a mask stage of a divided-sequential proximity exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention together with a substrate. FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings
1 : 마스크 스테이지 2 : 워크 스테이지1: mask stage 2: work stage
3 : 노광용 조명 광학계 4 : 장치 베이스3: Illumination optical system for exposure 4: Device base
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2000-35676호 [Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-35676
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2004-272139호 [Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-272139
본 발명은, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 대형의 플랫 패널 디스플레이의 기판 상에 마스크의 마스크 패턴을 분할 축차 노광 방식으로 근접 (프록시미티) 노광 전사하는 데 적합한 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래, 액정 디스플레이 장치나 플라즈마 디스플레이 장치 등의 플랫 패널 디스플레이 장치의 컬러 필터를 제조하는 노광 장치가 다양하게 고안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 및 2 참조). 특허 문헌 1 에 기재된 노광 장치는, 피노광재로서의 기판보다 작은 마스크를 이용하고, 그 마스크를 마스크 스테이지에서 유지함과 함께 기판을 워크 스테이지에서 유지하며 양자를 근접시켜 대향 배치한다. 그리고, 이 상태에서 워크 스테이지를 마스크에 대하여 스텝 이동시키고 단계마다 마스크측에서 기판에 패턴 노광용 광을 조사함으로써, 마스크에 그려진 복수의 마스크 패턴을 기판 상에 노광 전사하여 1 장의 기판에 복수의 디스플레이 등을 제작한다. 또, 기판과 마스크를 대향 배치하는 경우에는, 기판의 위치 결정 동작 완료 후, 갭 센서를 이용하여 기판과 마스크의 갭을 검출하면서, 목표 갭에 대한 조정 동작을 실시하고 있다. Conventionally, the exposure apparatus which manufactures the color filter of flat panel display apparatuses, such as a liquid crystal display device and a plasma display apparatus, is designed variously (for example, refer
또한, 특허 문헌 2 에 기재된 노광 장치는, 기판의 이동 경로 도중에 비접촉형 측정 장치와 게이트를 설치하고, 기판이 측정 장치에 의해 검출되지 않는 위치에서 마스크와 접촉하고자 하는 경우에는, 기판이 금속제 게이트와 접촉하여 마스크가 보호된다. In addition, the exposure apparatus described in
그런데, 최근의 플랫 패널 디스플레이 장치의 대형화에 수반하여, 컬러 필터를 제조하기 위한 마스크도 커지고 있고 (예를 들어, 1400㎜×1200㎜), 마스크 1 장당 가격도 증가하고 있다. 이 때문에, 기판이 마스크와 접촉하여 마스크가 파손되는 것을 확실하게 방지하는 것이 요구되고 있다. By the way, with the recent enlargement of the flat panel display apparatus, the mask for manufacturing a color filter is also large (for example, 1400 mm x 1200 mm), and the price per mask is also increasing. For this reason, it is desired to reliably prevent the substrate from coming in contact with the mask and damaging the mask.
특허 문헌 1 에 기재된 노광 장치는, 기판과 마스크의 갭을 검출하면서 갭 조정을 실시하고 있고, 비접촉형의 갭 센서를 위해 판독 오차가 발생하거나, 오퍼레이션 미스 등에 의해 기판이 마스크와 접촉할 가능성이 있었다. In the exposure apparatus described in
또, 특허 문헌 2 에 기재된 노광 장치는, 비접촉형의 갭 센서를 사용하고 있기 때문에, 상기 과제가 존재함과 함께, 기판이 게이트에서 접촉했을 경우에는 워크 스테이지의 이동을 오퍼레이터가 확인하여 제어할 필요가 있었다. Moreover, since the exposure apparatus of
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 마스크의 파손을 확실하게 방지할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것에 있다. This invention is made | formed in view of the said situation, and the objective is to provide the exposure apparatus which can reliably prevent damage of a mask.
과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem
본 발명의 상기 목적은, 이하의 구성에 의해 달성된다. The said object of this invention is achieved by the following structures.
(1) 피노광재로서의 기판을 유지하는 워크 스테이지와, 기판에 대향 배치되어 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 기판에 대하여 패턴 노광용 광을 마스크를 통하여 조사하는 조사 수단과, 마스크의 마스크 패턴이 기판 상의 복수의 소정 위치에 대향하도록 워크 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 스텝 이동시키는 이송 기구를 구비한 노광 장치로서, (1) A work stage for holding a substrate as a to-be-exposed material, a mask stage disposed opposite to the substrate for holding a mask, irradiation means for irradiating light for pattern exposure to the substrate through a mask, and a mask pattern of the mask on the substrate An exposure apparatus having a transfer mechanism for relatively moving a work stage and a mask stage so as to face a plurality of predetermined positions,
마스크 스테이지에 유지된 마스크와 워크 스테이지에 유지된 기판 사이의 소정의 위치를 거의 수평 방향으로 통과하는 레이저 빔을 발광하는 발광부와, 레이저 빔을 수광하는 수광부를 갖는 레이저 감시 장치와,A laser monitoring apparatus having a light emitting portion for emitting a laser beam passing in a substantially horizontal direction through a predetermined position between the mask held on the mask stage and the substrate held on the work stage, and a light receiving portion for receiving the laser beam;
수광부에 있어서의 레이저 빔의 수광량이 소정치 이하가 되었을 때, 마스크 스테이지와 워크 스테이지의 적어도 일방의 상하 방향의 이동을 정지시키는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.And a control device for stopping movement of at least one of the mask stage and the work stage in the vertical direction when the received amount of the laser beam in the light receiving portion is equal to or less than a predetermined value.
(2) 피노광재로서의 기판을 유지하는 워크 스테이지와, 기판에 대향 배치되어 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 기판에 대하여 패턴 노광용 광을 마스크를 통하여 조사하는 조사 수단과, 마스크의 마스크 패턴이 기판 상의 복수의 소정 위치에 대향하도록 워크 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 스텝 이동시키는 이송 기구를 구비한 노광 장치로서, (2) A work stage for holding a substrate as an object to be exposed, a mask stage arranged opposite to the substrate for holding a mask, irradiation means for irradiating light for pattern exposure to the substrate through a mask, and a mask pattern of the mask on the substrate An exposure apparatus having a transfer mechanism for relatively moving a work stage and a mask stage so as to face a plurality of predetermined positions,
마스크 스테이지 상의 마스크의 가장자리부 근방에 배치되고, 레이저 빔을 기판을 향하여 발광하는 발광부와 기판에서 반사된 레이저 빔을 수광하는 수광부를 갖고, 마스크 스테이지에 유지된 마스크와 워크 스테이지에 유지된 기판 사이의 간극을 측정함으로써 간극을 감시하는 레이저 감시 장치와,Disposed between the edge of the mask on the mask stage and having a light emitting portion for emitting a laser beam toward the substrate and a light receiving portion for receiving the laser beam reflected from the substrate, between the mask held on the mask stage and the substrate held on the work stage. A laser monitoring device for monitoring the gap by measuring a gap of the
간극이 소정치 이하가 되었을 때, 마스크 스테이지와 워크 스테이지의 적어도 일방의 상하 방향의 이동을 정지시키는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으 하는 노광 장치.And a control device for stopping movement of at least one of the mask stage and the work stage in the up and down direction when the gap becomes less than or equal to the predetermined value.
발명을 실시하기Implement the invention 위한 최선의 형태 Best form for
이하, 본 발명의 노광 장치의 각 실시형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, each embodiment of the exposure apparatus of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing.
(제 1 실시형태) ( First embodiment)
먼저, 본 발명의 분할 축차 노광 장치 (PE) 에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 분할 축차 노광 장치 (PE) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (1) 와, 유리 기판 (피노광재 ; W) 을 유지하는 워크 스테이지 (2) 와, 패턴 노광용 광을 조사하는 조사 수단으로서의 노광용 조명 광학계 (3) 와, 마스크 스테이지 (1) 및 워크 스테이지 (2) 를 지지하는 장치 베이스 (4) 를 구비하고 있다. First, the divided sequential exposure apparatus PE of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 1, the divided sequential exposure apparatus PE of the present embodiment includes a
또한, 유리 기판 (W ; 이하, 간단하게 「기판 (W) 」라고 한다) 은, 마스크 (M) 에 대향 배치되어 그 마스크 (M) 에 그려진 마스크 패턴 (P) 을 노광 전사하기 위해 표면 (마스크 (M) 의 대향면) 에 감광제가 도포되어 투광성으로 되어 있다. In addition, the glass substrate W (hereinafter, simply referred to as “substrate W”) is disposed on the surface of the mask M so as to face the mask M to expose and transfer the mask pattern P drawn on the mask M. The opposing surface of (M) is coated with a photosensitive agent to become light transmissive.
설명의 편의상, 조명 광학계 (3) 부터 설명하면, 조명 광학계 (3) 는, 자외선 조사용 광원인 예를 들어 고압 수은 램프 (31) 와, 이 고압 수은 램프 (31) 로부터 조사된 광을 집광하는 오목면 거울 (32) 과, 이 오목면 거울 (32) 의 초점 근방에 자유롭게 전환할 수 있게 배치된 2 종류의 옵티컬 인테그레이터 (33) 와, 평면 미러 (35, 36) 및 구면 미러 (37) 와, 이 평면 미러 (36) 와 옵티컬 인테그레이터 (33) 사이에 배치되어 조사 광로를 개폐 제어하는 노광 제어용 셔터 (34) 를 구비하고 있다. For convenience of explanation, from the illumination
노광시에 노광 제어용 셔터 (34) 가 열림 제어되면, 고압 수은 램프 (31) 에서 조사된 광이 도 1 에 나타내는 광로 (L) 를 거쳐, 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M), 나아가서는 워크 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (W) 의 표면에 대하여 수직으로 패턴 노광용 평행광으로서 조사된다. 이로써, 마스크 (M) 의 마스 크 패턴 (P) 이 기판 (W) 상에 노광 전사된다. When the
다음으로, 마스크 스테이지 (1) 및 워크 스테이지 (2) 의 순서대로 설명한다. 먼저, 마스크 스테이지 (1) 는 마스크 스테이지 베이스 (10) 를 구비하고 있고, 그 마스크 스테이지 베이스 (10) 는 장치 베이스 (4) 로부터 돌출 설치된 마스크 스테이지 지주 (11) 에 지지되어 워크 스테이지 (2) 의 상방에 배치되어 있다.Next, the
마스크 스테이지 베이스 (10) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 거의 직사각형 형상으로 되며 중앙부에 개구 (10a) 를 가지고 있고, 이 개구 (10a) 에는 마스크 유지 프레임 (12) 이 X, Y 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. As shown in Fig. 2, the
마스크 유지 프레임 (12) 은, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 그 상단 외주부에 형성된 플랜지 (12a) 를 마스크 스테이지 베이스 (10) 의 개구 (10a) 근방의 상면에 탑재하고, 마스크 스테이지 베이스 (10) 의 개구 (10a) 의 내주와의 사이에 소정의 간극을 두고 삽입되어 있다. 이로써, 마스크 유지 프레임 (12) 은, 이 간극만큼 X, Y 방향으로 이동 가능하게 된다.As shown in Fig. 3 (a), the
이 마스크 유지 프레임 (12) 의 하면에는, 마스크 (M) 를 유지하기 위한 척부 (16) 가 간좌(間坐) (20) 를 개재하여 고정되어 있고, 마스크 유지 프레임 (12) 과 함께 마스크 스테이지 베이스 (10) 에 대하여 X, Y 방향으로 이동 가능하다. 척부 (16) 의 하면에는, 마스크 패턴 (P) 이 그려져 있는 마스크 (M) 의 단부인 주연부를 흡착하기 위한 복수의 흡인 노즐 (16a) 이 형성되어 있다. 이로써, 마스크 (M) 는 흡인 노즐 (16a) 을 통하여 진공식 흡착 장치 (도시 생략) 에 의해 자유롭게 착탈할 수 있게 유지된다. The lower surface of the
또한, 마스크 스테이지 베이스 (10) 의 상면에는, 도 2 에서 후술하는 얼라이먼트 카메라 (15) 에 의한 검출 결과, 또는 후술하는 레이저 측장 장치 (60) 에 의한 측정 결과에 기초하여, 마스크 유지 프레임 (12) 을 XY 평면 내에서 이동시키고, 이 마스크 유지 프레임 (12) 에 유지된 마스크 (M) 의 위치 및 자세를 조정하는 마스크 위치 조정 수단 (13) 이 설치되어 있다. In addition, on the upper surface of the
마스크 위치 조정 수단 (13) 은, 마스크 유지 프레임 (12) 의 Y 축 방향을 따른 한변에 장착된 X 축 방향 구동 장치 (13x) 와, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향을 따른 한 변에 장착된 2 대의 Y 축 방향 구동 장치 (13y) 를 구비하고 있다. The mask position adjusting means 13 has an X axis
도 3(a) 및 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향 구동 장치 (13x) 는, X 축 방향으로 신축하는 로드 (131r) 를 갖는 구동용 액츄에이터 (예를 들어 전동 액츄에이터 ; 131) 와, 마스크 유지 프레임 (12) 의 Y 축 방향을 따른 주변부에 장착된 리니어 가이드 (직동 베어링 안내 ; 133) 를 구비하고 있다. 리니어 가이드 (133) 의 안내 레일 (133r) 은, Y 축 방향으로 연장되어 마스크 유지 프레임 (12) 에 고정된다. 또, 안내 레일 (133r) 에 이동 가능하게 장착된 슬라이더 (133s) 는, 마스크 스테이지 베이스 (10) 에 고정 설치된 로드 (131r) 의 선단에 핀 지지 기구 (132) 를 개재여 연결되어 있다. As shown to FIG.3 (a) and FIG.3 (b), the X-axis
한편, Y 축 방향 구동 장치 (13y) 도, X 축 방향 구동 장치 (13x) 와 동일한 구성으로서, Y 축 방향으로 신축되는 로드 (131r) 를 갖는 구동용 액츄에이터 (예 를 들어 전동 액츄에이터 ; 131) 와, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향을 따른 변부에 장착된 리니어 가이드 (직동 베어링 안내 ; 133) 를 구비하고 있다. 리니어 가이드 (133) 의 안내 레일 (133r) 은 X 축 방향으로 연장되어 마스크 유지 프레임 (12) 에 고정되어 있다. 또한, 안내 레일 (133r) 에 이동 가능하게 장착된 슬라이더 (133s) 는, 로드 (131r) 의 선단에 핀 지지 기구 (132) 를 통하여 연결되어 있다. 그리고, X 축 방향 구동 장치 (13x) 에 의해 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향의 조정을, 2 대의 Y 축 방향 구동 장치 (13y) 에 의해 마스크 유지 프레임 (12) 의 Y 축 방향 및 θ 축 방향 (Z 축 방향의 요동) 의 조정을 실시한다. On the other hand, the Y-axis
또한, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향으로 서로 대향하는 2 변의 내측에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 갭을 측정하는 수단으로서의 갭 센서 (14) 와, 마스크 (M) 와 위치 맞춤 기준의 평면 편차량을 검출하는 수단으로서의 얼라이먼트 카메라 (15) 가 배치되어 있다. 이 갭 센서 (14) 및 얼라이먼트 카메라 (15) 는, 모두 이동 기구 (19) 를 통하여 X 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. Moreover, the gap sensor as a means which measures the gap between the mask M and the opposing surface of the board | substrate W inside the two sides which mutually oppose each other in the X-axis direction of the
이동 기구 (19) 는, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향으로 서로 대향하는 2 변의 상면측에는 각각 갭 센서 (14) 및 얼라이먼트 카메라 (15) 를 유지하는 유지 가대 (191) 가 Y 축 방향으로 연장되어 배치되어 있고, 그 유지 가대 (191) 의 Y 축 방향 구동 장치 (13y) 로부터 이간되는 측의 단부는 리니어 가이드 (192) 에 의해 지지되어 있다. 리니어 가이드 (192) 는, 마스크 스테이지 베이스 (10) 상에 설치되며 X 축 방향을 따라 연장되는 안내 레일 (192r) 과, 안내 레일 (192r) 상을 이동하는 슬라이더 (도시 생략) 를 구비하고 있고, 그 슬라이더에 유지 가대 (191) 의 상기 단부가 고정되어 있다. As for the
그리고, 슬라이더를 모터 및 볼나사로 이루어지는 구동용 액츄에이터 (193) 에 의해 구동시킴으로써, 유지 가대 (191) 을 통하여 갭 센서 (14) 및 얼라이먼트 카메라 (15) 가 X 축 방향으로 이동하게 되어 있다. The
얼라이먼트 카메라 (15) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 (1) 의 하면에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 표면 (마스크 패턴면 (Mm)) 의 마스크측 얼라이먼트 마크 (101) 를 마스크 이면측으로부터 광학적으로 검출하는 것으로, 핀트 조정 기구 (151) 에 의해 마스크 (M) 에 대하여 접근 이간 이동하여 핀트 조정이 이루어지게 되어 있다. As shown in FIG. 4, the
핀트 조정 기구 (151) 는 리니어 가이드 (152), 볼나사 (153), 모터 (154) 를 구비하고 있다. 리니어 가이드 (152) 에는 안내 레일 (152r) 과 슬라이더 (152s) 를 구비하고 있고, 이 중 안내 레일 (152r) 은 마스크 스테이지 (1) 의 이동 기구 (19) 의 유지 가대 (191) 에 상하 방향으로 연장되어 장착되어 있는 한편, 그 리니어 가이드 (152) 의 슬라이더 (152s) 에는 얼라이먼트 카메라 (15) 가 테이블 (152t) 을 개재하여 고정되어 있다. 그리고, 볼나사 (153) 의 나사축으로 나사 결합된 너트를 테이블 (152t) 에 연결함과 함께, 그 나사축을 모터 (154) 로 회전 구동시키도록 하고 있다. The focus adjustment mechanism 151 includes a
또, 이 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 워크 스테이지 (2) 에 설치되어 있는 워크척 (8) 의 하방에는 광원 (781) 및 콘덴서 렌즈 (782) 를 갖고 워크측 얼라이먼트 마크 (100) 를 아래에서부터 투영하는 투영 광학계 (78) 가 얼라이먼트 카메라 (15) 의 광축에 맞추어 Z 축 미동 스테이지 (24) 와 일체로 배치되어 있다. 또한, 워크 스테이지 (2), Y 축 이송대 (52) 에는 투영 광학계 (78) 의 광로에 대응하는 관통공이 형성되어 있다. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the work
또한, 이 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 의 마스크측 얼라이먼트 마크 (101) 를 갖는 면 (마스크 패턴면 (Mm)) 위치를 검출하여 얼라이먼트 카메라 (15) 의 핀트 어긋남을 방지하는 얼라이먼트 화상의 베스트 포커스 조정 기구 (150) 를 설치하고 있다. 이 베스트 포커스 조정 기구 (150) 는, 얼라이먼트 카메라 (15) 및 핀트 조정 기구 (151) 에 추가하여, 핀트 어긋남 검출 수단으로서 갭 센서 (14) 를 이용하고 있다. 즉, 이 갭 센서 (14) 에 의해 계측된 마스크 하면 위치의 계측치를, 제어 장치 (80) 에서 미리 설정한 핀트 위치와 비교하여 차이를 구하고, 그 차이로부터 설정 핀트 위치로부터의 상대 핀트 위치 변화량을 계산하고, 그 계산 변화량에 따라 핀트 조정 기구 (151) 의 모터 (154) 를 제어하여 얼라이먼트 카메라 (15) 를 이동시키고, 이로써 얼라이먼트 카메라 (15) 의 핀트를 조정하도록 하고 있다. In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the position (mask pattern surface Mm) which has the mask
이 베스트 포커스 조정 기구 (150) 를 이용함으로써, 마스크 (M) 의 판 두께 변화나 판 두께의 편차와는 관계없이, 얼라이먼트 화상의 고정밀도의 포커스 조정이 가능해진다. 즉, 복수 종류의 마스크 (M) 를 교환하여 사용하는 경우에, 개개의 마스크의 두께가 상이한 경우에도 항상 적정한 핀트를 얻을 수 있다. 또 한, 핀트 조정 기구 (151), 투영 광학계 (78), 베스트 포커스 조정 기구 (150) 등은, 1 층째 분할 패턴의 얼라이먼트의 고정밀화에 대응하는 것일 뿐만 아니라 2 층째 이후의 얼라이먼트의 고정밀화에도 기여하는 것이고, 또, 마스크 (M) 의 두께를 알고 있으면, 베스트 포커스 조정 기구 (150) 를 생략하여 두께에 따라 핀트 조정 기구 (151) 를 움직이도록 해도 된다. By using this best
또한, 마스크 스테이지 베이스 (10) 의 개구 (10a) 의 Y 축 방향의 양 단부에는 마스크 (M) 의 양 단부를 필요에 따라 차폐하는 마스킹 어퍼쳐 (차폐판 ; 17) 가 마스크 (M) 보다 상방에 위치하여 배치되어 있고, 이 마스킹 어퍼쳐 (17) 는 모터, 볼나사 및 리니어 가이드로 이루어지는 마스킹 어퍼쳐 구동 장치 (18) 에 의해 Y 축 방향으로 이동 가능하게 되어 마스크 (M) 의 양 단부의 차폐 면적을 조정할 수 있도록 되어 있다. In addition, masking apertures (shielding plates) 17 that shield both ends of the mask M as necessary at both ends in the Y axis direction of the
다음으로, 워크 스테이지 (2) 는, 장치 베이스 (4) 상에 설치되어 있고, 진공식 흡인 장치 (도시 생략) 등에 의해 기판 (W) 을 자유롭게 착탈할 수 있게 유지하는 척면 (8a) 을 상면에 갖는 워크척 (8) 과, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 간극을 소정량으로 조정하는 Z 축 이송대 (갭 조정 수단 ; 2A) 와, 이 Z 축 이송대 (2A) 상에 배치되어 워크 스테이지 (2) 를 XY 축 방향으로 이동시키는 워크 스테이지 이송 기구 (2B) 를 구비하고 있다. Next, the
Z 축 이송대 (2A) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 장치 베이스 (4) 상에 세워 설치된 상하 조동 장치 (21) 에 의해 Z 축 방향으로 조동 가능하게 지지된 Z 축 조동 스테이지 (22) 와, 이 Z 축 조동 스테이지 (22) 상에 상하 미동 장치 (23) 를 통하여 지지된 Z 축 미동 스테이지 (24) 를 구비하고 있다. 상하 조동 장치 (21) 에는, 예를 들어 모터 및 볼나사 등으로 이루어지는 전동 액츄에이터, 혹은 공기 압력 실링이 이용되고 있고, 단순한 상하 동작을 실시함으로써, Z 축 조동 스테이지 (22) 를 미리 설정한 위치까지, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 간극의 계측을 실시하지 않고 승강시킨다. As shown in FIG. 7, the Z-
한편, 도 1 에 나타내는 상하 미동 장치 (23) 는 모터와 볼나사와 쐐기를 조합하여 이루어지는 가동 쐐기 기구를 구비하고 있고, 이 실시형태에서는, 예를 들어 Z 축 조동 스테이지 (22) 의 상면에 설치한 모터 (231) 에 의해 볼나사의 나사축 (232) 을 회전 구동시키도록 함과 함께, 볼나사 너트 (233) 를 쐐기 형상으로 형성하여 그 쐐기 형상 너트 (233) 의 사면을 Z 축 미동 스테이지 (24) 의 하면으로 돌출 설치한 쐐기 (241) 의 경사면과 걸어맞추고, 이로써, 가동 쐐기 기구를 구성 하고 있다. On the other hand, the up-and-down
그리고, 볼나사의 나사축 (232) 을 회전 구동시키면, 쐐기 형상 너트 (233) 가 Y 축 방향으로 수평 미동되고, 이 수평 미동 운동이 양 쐐기 (233, 241) 의 사면 작용에 의해 고정밀도의 상하 미동 운동으로 변환된다. Then, when the
이 가동 쐐기 기구로 이루어지는 상하 미동 장치 (23) 는, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 Y 축 방향의 일단측 (도 1 의 앞측) 에 2 대, 타단측에 1 대 (도시 생략), 합계 3 대 설치되어 있고, 각각이 독립적으로 구동 제어되도록 되어 있다. 이로써, 상하 미동 장치 (23) 는 틸트 기능도 겸비하고 있는 것이 되고, 3 대의 갭 센서 (14) 에 의한 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 간극의 측정 결과에 기초하여, 마스크 (M) 와 기판 (W) 이 평행하고 소정의 간극을 개재하여 대향하도록, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 높이를 미조정하도록 되어 있다. 또한, 상하 조동 장치 (21) 및 상하 미동 장치 (23) 는 Y 축 이송대 (52) 의 부분에 설치하도록 해도 된다. The up-and-down
워크 스테이지 이송 기구 (2B) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 상면에, Y 축 방향으로 서로 이간 배치되어 각각 X 축 방향을 따라 연이어 설치된 2 세트의 구름 안내의 일종인 리니어 가이드 (41) 와, 이 리니어 가이드 (41) 의 슬라이더 (41a) 에 장착된 X 축 이송대 (42) 와, X 축 이송대 (42) 를 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이송 구동 장치 (43) 를 구비하고 있고, X 축 이송 구동 장치 (43) 의 모터 (431) 에 의해 회전 구동되는 볼나사축 (432) 에 나사 결합된 볼나사 너트 (433) 에 X 축 이송대 (42) 가 연결되어 있다. As shown in FIG. 7, the work
또, 이 X 축 이송대 (42) 의 상면에는, X 축 방향으로 서로 이간 배치되어 각각 Y 축 방향을 따라 연이어 설치된 2 세트의 구름 안내의 1 종인 리니어 가이드 (51) 와, 그 리니어 가이드 (51) 의 슬라이더 (51a) 에 장착된 Y 축 이송대 (52) 와, Y 축 이송대 (52) 를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 이송 구동 장치 (53) 를 구비하고 있고, Y 축 이송 구동 장치 (53) 의 모터 (531) 에 의해 회전 구동하는 볼나사축 (532) 에 나사 결합된 볼나사 너트 (도시 생략) 에 Y 축 이송대 (52) 가 연결되어 있다. 이 Y 축 이송대 (52) 의 상면에는, 워크 스테이지 (2) 가 장착되어 있다. Moreover, on the upper surface of this
그리고, 워크 스테이지 (2) 의 X 축, Y 축 위치를 검출하는 이동거리 측정부 로서의 레이저 측장 장치 (60) 가 장치 베이스 (4) 에 설치되어 있다. 상기와 같이 구성된 워크 스테이지 (2) 에서는, 볼나사나 리니어 가이드 자체의 형상 등의 오차나, 이들의 장착 오차 등에서 기인하여, 워크 스테이지 (2) 의 이동시에 위치 결정 오차, 요잉, 진직도 등의 발생은 불가피하다. 그래서, 이들의 오차 측정을 목적으로 하는 것이 이 레이저 측장 장치 (60) 이다. And the
이 레이저 측장 장치 (60) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 방향 단부에 대향하여 설치되며 레이저를 구비한 한 쌍의 Y 축 간섭계 (62, 63) 와, 워크 스테이지 (2) 의 X 축 방향 단부에 설치되며 레이저를 구비한 1 개의 X 축 간섭계 (64) 와, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 간섭계 (62, 63) 와 대향하는 위치에 배치된 Y 축용 미러 (66) 와, 워크 스테이지 (2) 의 X 축 간섭계 (64) 와 대향하는 위치에 배치된 X 축용 미러 (68) 로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, the
이와 같이, Y 축 방향에 대하여 Y 축 간섭계 (62, 63) 를 2 대 설치함으로써, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 방향 위치의 정보뿐만 아니라, Y 축 간섭계 (62 와 63) 의 위치 데이터의 차이분에 의해 요잉 오차를 알 수도 있다. Y 축 방향 위치에 대해서는, 양자의 평균치에 워크 스테이지 (2) 의 X 축 방향 위치, 요잉 오차를 가미하여 적절하게, 보정을 추가함으로써 산출할 수 있다. Thus, by providing two Y-
그리고, 워크 스테이지 (2) 의 XY 방향 위치나 Y 축 이송대 (52), 나아가서는 이전의 분할 패턴의 노광에 이어 다음의 분할 패턴을 연결 노광할 때에, 기판 (W) 을 다음의 에어리어에 보내는 단계에서, 각 간섭계 (62 ∼ 64) 로부터 출력되는 검출 신호를 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (80) 에 입력하도록 하고 있다. 이 제어 장치 (80) 는, 이 검출 신호에 기초하여 분할 노광을 위한 XY 방향의 이동량을 조정하기 위해 X 축 이송 구동 장치 (43) 및 Y 축 이송 구동 장치 (53) 를 제어함과 함께, X 축 간섭계 (64) 에 의한 검출 결과 및 Y 축 간섭계 (62, 63) 에 의한 검출 결과에 기초하여, 연결 노광을 위한 위치 결정 보정량을 산출하고, 그 산출 결과를 마스크 위치 조정 수단 (13 ; 및 필요에 따라 상하 미동 장치 ; 23) 에 출력한다. 이로써, 이 보정량에 따라 마스크 위치 조정 수단 (13) 등이 구동되고, X 축 이송 구동 장치 (43) 또는 Y 축 이송 구동 장치 (53) 에 의한 위치 결정 오차, 진직도 오차, 및 요잉 등의 영향이 해소된다. And when connecting the next division pattern after exposure of the XY direction position of the
또, 도 1 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 장치 베이스 (4) 에는, 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 워크 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (W) 사이의 간극을 감시하는 레이저 감시 장치 (70) 가 설치되어 있다. 레이저 감시 장치 (70) 는, 이 마스크 (M) 와 기판 (W) 사이의 소정의 위치를 거의 수평 방향으로 통과하는 레이저 빔 (LB) 을 발광하는 발광부 (71, 72) 와, 레이저 빔 (LB) 을 수광하는 수광부 (73, 74) 를 갖는다. 발광부 (71, 72) 및 수광부 (73, 74) 는, 워크 스테이지 (2) 가 스텝 이동하는 2 차원 영역의 외측에 배치되어 있고, 마스크 (M) 의 대향하는 2 변을 각각 통과하도록 설정되어 있다 (도 9 참조).1 and 7, the
또한, 예를 들어, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭 (g) 을 150㎛ 로 하여 노광이 실시되는 경우, 본 실시형태의 발광부 (71, 72) 는, 레이저 빔 (LB) 을 마스크 (M) 의 하면으로부터 80㎛ 정도 떨어진 위치에 통과시키도록 배치한다. 이 때문에, 마스크 (M) 와 기판 (W) 사이의 간극이 80㎛ 이하가 되면, 발광부 (71, 72) 로부터의 레이저 빔 (LB) 이 차단되고, 수광부 (73) 에서의 수광량이 변화된다. 제어 장치 (80) 에는, 수광부 (73) 에서 수광된 수광량이 입력되고, 수광량이 소정치 이하가 되면, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 충돌 위험 상태라고 판단하여, Z 축 이송대 (2A ; 상하 조동 장치 ; 21 혹은 상하 미동 장치 ; 23) 의 모터 구동을 정지 제어한다.For example, when exposure is performed using the gap g of the mask M and the board | substrate W as 150 micrometers, the
또한, 본 실시형태의 제어 장치 (80) 는, 노광 제어용 셔터 (34) 의 개방제어, 워크 스테이지 (2) 의 이송 제어, 레이저 간섭계 (62 ∼ 64) 의 검출값에 기초하는 보정량의 연산, 마스크 위치 조정 수단 (13) 의 구동 제어 외에, 얼라이먼트 조정시의 보정량의 연산, 워크 자동 공급 장치 (도시 생략) 의 구동 제어 등, 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 삽입된 대부분의 액츄에이터의 구동 및 소정의 연산 처리를, 마이크로 컴퓨터나 시퀀서 등을 이용한 시퀀스 제어를 기본으로 하여 실행한다. Moreover, the
다음으로, 본 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 있어서, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 충돌을 회피하는 처리에 대하여, 도 3(a) 를 참조하여 설명한다. Next, in the division sequential proximity exposure apparatus PE of this embodiment, the process which avoids the collision of the board | substrate W and the mask M is demonstrated with reference to FIG. 3 (a).
마스크 (M) 가 마스크 스테이지 (1) 에 유지되고, 얼라이먼트 조정이 이루어진 상태에서 워크 스테이지 (2) 상에 기판 (W) 이 반송 기구에 의해 탑재되고, 기판 (W) 은 워크척에서 진공 흡착된다. 그리고, 갭 조정 수단의 Z 축 이송대 (2A) 를 구동하여, 마스크 (M) 의 하면과 기판 (W) 상면의 갭이 노광할 때에 필요한 소정의 값 (예를 들어, 150㎛) 이 되도록 갭 센서 (14) 로 감시하면서 조정된 다. 동시에, 발광부 (71, 72) 로부터 조사되는 레이저 빔 (LB) 은, 마스크 (M) 의 2 변 근방의 하면을 각각 통과하고, 수광부 (73, 74) 에서 수광량이 검출되고 있다. The mask M is held on the
도면 중 일점 쇄선에서 나타내는 바와 같이, Z 축 이송대 (2A) 가 상승하고, 기판 (W) 이 발광부 (71, 72) 로부터의 레이저 빔 (LB) 을 차단하면, 수광부 (73, 74) 에 의해 수광되는 수광량이 변화된다. 제어 장치 (80) 는, 이 수광량이 소정치 이하인 것을 검지하면, 기판 (W) 과 마스크 (M) 가 충돌 위험 상태에 있다고 판단하여, Z 축 이송대 (2A ; 상하 조동 장치 (21) 혹은 상하 미동 장치 (23)) 의 모터 구동을 정지시킨다. 이로써, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 접촉이 회피된다. As shown by the dashed-dotted line in the figure, when the Z-
또한, 레이저 빔 (LB) 은, 마스크 (M) 의 2 변 근방의 하면을 각각 통과하고 있으므로, 기판 (W) 이 경사진 상태에서 마스크 (M) 에 접근해도, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 간극이 가장 좁아지는 기판 (W) 의 어느 한 정점을 검출할 수 있고, 이로써, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 접촉을 확실하게 회피할 수 있다. 또, 상기 설명에서는, 레이저 감시 장치 (70) 를 2 세트의 발광부 (71, 72) 및 수광부 (73, 74) 에 의해 구성하였지만, 더욱 다수의 발광부와 수광부를 이용하여 2 변 사이의 영역도 감시하도록 하면, 기판 (W) 의 부분적인 돌출부나 기판 (W) 상의 이물질 등도 검출할 수 있어, 돌출부나 이물질 등에 의한 마스크 (M) 의 파손을 보다 확실하게 방지할 수 있다. In addition, since the laser beam LB passes through the lower surface of the two sides vicinity of the mask M, respectively, even if the board | substrate W approaches the mask M in the inclined state, the board | substrate W and the mask M Can detect a vertex of the substrate W having the narrowest gap, thereby making it possible to reliably avoid contact between the substrate W and the mask M. As shown in FIG. Incidentally, in the above description, the
따라서, 본 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 의하면, 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 워크 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (W) 사이의 소정의 위치를 거의 수평 방향으로 통과하는 레이저 빔 (LB) 을 발광하는 발광부 (71, 72) 와, 레이저 빔 (LB) 을 수광하는 수광부 (73, 74) 를 갖는 레이저 감시 장치 (70) 와, 수광부 (73, 74) 에 있어서의 레이저 빔 (LB) 의 수광량이 소정치 이하가 되었을 때, 워크 스테이지의 상승 이동을 정지시키는 제어 장치 (80) 를 구비하기 때문에, 노광시에 근접하는 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 접촉을 회피하여, 마스크 (M) 의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. Therefore, according to the divided sequential proximity exposure apparatus PE of this embodiment, the predetermined position between the mask M held by the
(제 2 실시형태)(2nd embodiment)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 분할 축차 근접 노광 장치에 대하여, 도 10 및 도 11 을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 레이저 감시 장치의 구성에 있어서 제 1 실시형태의 것과 상이할 뿐이기 때문에, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간략화한다. Next, the division sequential proximity exposure apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. 10 and FIG. In addition, since the exposure apparatus of this embodiment differs only from the thing of 1st Embodiment in the structure of a laser monitoring apparatus, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, and description is abbreviate | omitted or simplified.
도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치는 마스크 스테이지 (1) 상의 마스크 (M) 의 4 개의 정점 근방에 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 워크 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (W) 사이의 간극을 측정하여 그 간극을 감시하는 레이저 감시 장치 (90) 가 설치되어 있다. 레이저 감시 장치 (90) 는, 레이저 빔 (LB) 을 기판 (W) 을 향하여 경사진 하방으로 발광하는 발광부 (91) 와 기판 (W) 의 상면에서 반사된 레이저 빔 (LB) 을 수광하는 수광부 (92) 를 갖는다. 수광부 (91) 는, 수광된 레이저 빔 (LB) 의 위치에 의해, 마 스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 워크 스테이지 (2) 에 유지된 기판 (W) 사이의 간극을 측정함으로써, 이 간극을 감시하고 있다. 또한, 흡인 유지된 마스크 (M) 의 하면의 위치는 미리 파악되고 있고, 마스크 (M) 와 기판 (W) 사이의 간극은, 수광부 (92) 에 의해 검출된 레이저 빔 (LB) 의 위치와, 마스크 (M) 의 하면의 위치를 고려함으로써 부여된다. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the exposure apparatus of the present embodiment includes the mask M and the
제어 장치 (80) 는, 이 수광부 (92) 에서의 수광 위치에 의해 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 간극을 측정하고, 간극이 소정치 이하가 되면, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 충돌 위험 상태라고 판단하여, Z 축 이송대 (2A ; 상하 조동 장치 (21) 혹은 상하 미동 장치 (23)) 의 모터 구동을 정지 제어한다. 이로써, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 접촉을 회피하여, 마스크 (M) 의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. The
그 외의 구성 및 작용에 대해서는, 제 1 실시형태의 것과 동일하다. 또한, 본 실시형태의 레이저 감시 장치 (90) 는, 마스크 (M) 의 4 개의 정점 근방에 설치되어 있지만, 여기에 한정되지 않고, 마스크 (M) 의 가장자리부 근방의 어느 한 위치에 배치되어 있으면 되고, 마스크 (M) 의 외곽 형상에 따라 적절하게 배치되면 된다. Other configurations and actions are the same as those of the first embodiment. In addition, although the
(제 3 실시형태)(Third embodiment)
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 관련된 분할 축차 노광 장치 (PE) 에 대하여 설명한다. 또, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간략화한다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 분할 축차 노광 장치 (PE) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (1) 와, 유리 기판 (피노광재 ; W) 을 유지하는 워크 스테이지 (2) 와, 패턴 노광용 조사 수단으로서의 조명 광학계 (3) 와, 마스크 스테이지 (1) 및 워크 스테이지 (2) 를 지지하는 장치 베이스 (4) 를 구비하고 있다. 도 13 및 도 14 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 의 4 지점의 정점 근방의 척부 (16) 에는, 접촉 센서용 창부 (16b) 가 형성되어 있고, 이 창부 (16b) 에는 가압 센서와 같은 접촉 센서 (30) 가 장착되어 있다. 접촉 센서 (30) 는, 워크 스테이지 (2) 상의 기판 (W) 이 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 접촉하는 것보다 먼저 기판 (W) 과 접촉하도록, 마스크 (M) 의 하면보다 하방이 되는 위치에 반응부 (30a) 를 가지고 있다. Next, the divided sequential exposure apparatus PE according to the third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified. As shown in FIG. 12, the divided sequential exposure apparatus PE of this embodiment is the
예를 들어, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭 (g) 을 150㎛ 로 하여 노광이 실시되고 있는 경우, 마스크 (M) 의 하면으로부터 반응부 (30a) 까지의 거리 (l) 가 80㎛ 가 되도록 접촉 센서 (30) 가 장착된다. 이로써, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭이 80㎛ 이하가 된 시점에서, 접촉 센서 (30) 는 반응부 (30a) 가 기판 (W) 과 접촉하여, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 충돌 위험 상태라고 검지하여, 이 위험 신호를 제어 장치 (80) 에 송신한다. For example, when exposure is performed by making the gap g of the mask M and the board | substrate W into 150 micrometers, the distance l from the lower surface of the mask M to the
또한, 마스크 스테이지 베이스 (10) 의 개구 (10a) 의 Y 축 방향의 양 단부에는 마스크 (M) 의 양 단부를 필요에 따라 차폐하는 마스킹 어퍼쳐 (차폐판 ; 17) 가 마스크 (M) 보다 상방에 위치하여 배치되어 있고, 이 마스킹 어퍼쳐 (17) 는 모터, 볼나사 및 리니어 가이드로 이루어지는 마스킹 어퍼쳐 구동 장치 (18) 에 의해 Y 축 방향으로 이동 가능하게 되어 마스크 (M) 의 양 단부의 차폐 면적을 조정할 수 있도록 되어 있다. In addition, masking apertures (shielding plates) 17 that shield both ends of the mask M as necessary at both ends in the Y axis direction of the
다음으로, 워크 스테이지 (2) 는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 장치 베이스 (4) 상에 설치되어 있고, 진공식 흡인 장치 (도시 생략) 등에 의해 기판 (W) 을 자유롭게 착탈할 수 있게 유지하는 척면 (8a) 을 상면에 갖는 워크척 (8) 과, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 간극을 소정량으로 조정하는 Z 축 이송대 (갭 조정 수단 ; 2A) 과, 이 Z 축 이송대 (2A) 상에 배치되어 워크 스테이지 (2) 를 XY 축 방향으로 이동시키는 워크 스테이지 이송 기구 (2B) 를 구비하고 있다. Next, as shown in FIG. 15, the
Z 축 이송대 (2A) 는, 장치 베이스 (4) 상에 세워 형성된 상하 조동 장치 (21) 에 의해 Z 축 방향으로 조동 가능하게 지지된 Z 축 조동 스테이지 (22) 와, 이 Z 축 조동 스테이지 (22) 상에 상하 미동 장치 (23) 를 개재하여 지지된 Z 축 미동 스테이지 (24) 를 구비하고 있다. 상하 조동 장치 (21) 에는, 예를 들어 모터 및 볼나사 등으로 이루어지는 전동 액츄에이터, 혹은 공기 압력 실링이 이용되고 있어 단순한 상하 동작을 실시함으로써, Z 축 조동 스테이지 (22) 를 미리 설정한 위치까지, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 간극을 계측하지 않고 승강시킨다. 2 A of Z-axis feed stages are the Z-
한편, 도 12 에 나타내는 상하 미동 장치 (23) 는, 모터와 볼나사와 쐐기를 조합하여 이루어지는 가동 쐐기 기구를 구비하고 있고. 이 실시형태에서는, 예를 들어 Z 축 조동 스테이지 (22) 의 면에 설치한 모터 (231) 에 의해 볼나사의 나사축 (232) 을 회전 구동시키도록 함과 함께, 볼나사 너트 (233) 를 쐐기 형상으로 형성하여 그 쐐기 형상 너트 (233) 의 경사면을 Z 축 미동 스테이지 (24) 의 하면으로 돌출 설치한 쐐기 (241) 의 경사면과 걸어맞추고, 이로써, 가동 쐐기 기구를 구성하고 있다. On the other hand, the up-and-down
그리고, 볼나사의 나사축 (232) 을 회전 구동시키면, 쐐기 형상 너트 (233) 가 Y 축 방향으로 수평 미동하고, 이 수평 미동 운동이 양 쐐기 (233, 241) 의 경사면 작용에 의해 고정밀도의 상하 미동 운동으로 변환된다. Then, when the
이 가동 쐐기 기구로 이루어지는 상하 미동 장치 (23) 는, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 Y 축 방향의 일단측 (도 12 의 앞측) 에 2 대, 타단측에 1 대 (도시 생략), 합계 3 대 설치되어 있고, 각각이 독립적으로 구동 제어되도록 되어 있다. 이로써, 상하 미동 장치 (23) 는, 틸트 기능도 겸비하고 있는 것이 되고, 3 대의 갭 센서 (14) 에 의한 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 간극의 측정 결과에 기초하여, 마스크 (M) 와 기판 (W) 이 평행하고 소정의 간극을 개재하여 대향하도록, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 높이를 미조정하도록 되어 있다. 또한, 상하 조동 장치 (21) 및 상하 미동 장치 (23) 는 Y 축 이송대 (52) 의 부분에 설치하도록 해도 된다. The up-and-down
워크 스테이지 이송 기구 (2B) 는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, Z 축 미동 스테이지 (24) 의 상면에, Y 축 방향으로 서로 이간 배치되어 각각 X 축 방향을 따라 연이어 설치된 2 세트의 구름 안내의 일종인 리니어 가이드 (41) 와, 이 리니어 가이드 (41) 의 슬라이더 (41a) 에 장착된 X 축 이송대 (42) 와, X 축 이송대 (42) 를 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 이송 구동 장치 (43) 를 구비하고 있고, X 축 이송 구동 장치 (43) 의 모터 (431) 에 의해 회전 구동되는 볼나사축 (432) 에 나사 결합된 볼나사 너트 (433) 에 X 축 이송대 (42) 가 연결되어 있다. As shown in FIG. 15, the work
또, 이 X 축 이송대 (42) 의 상면에는, X 축 방향으로 서로 이간 배치되어 각각 Y 축 방향을 따라 연이어 설치된 2 세트의 구름 안내의 일종인 리니어 가이드 (51) 와, 이 리니어 가이드 (51) 의 슬라이더 (51a) 에 장착된 Y 축 이송대 (52) 와, Y 축 이송대 (52) 를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 이송 구동 장치 (53) 를 구비하고 있고, Y 축 이송 구동 장치 (53) 의 모터 (531) 에 의해 회전 구동하는 볼나사축 (532) 에 나사 결합된 볼나사 너트 (도시 생략) 에, Y 축 이송대 (52) 가 연결되어 있다. 이 Y 축 이송대 (52) 의 상면에는, 워크 스테이지 (2) 가 장착되어 있다. Moreover, on the upper surface of this
그리고, 워크 스테이지 (2) 의 X 축, Y 축 위치를 검출하는 이동거리 측정부로서의 레이저 측장 장치 (60) 가 장치 베이스 (4) 에 설치되어 있다. 상기와 같이 구성된 워크 스테이지 (2) 에서는, 볼나사나 리니어 가이드 자체의 형상 등의 오차나 이들의 장착 오차 등에서 기인하여, 워크 스테이지 (2) 의 이동시에 위치 결정 오차, 요잉, 진직도 등의 발생은 불가피하다. 그래서, 이들의 오차의 측정을 목적으로 하는 것이 이 레이저 측장 장치 (60) 이다. 이 레이저 측장 장치 (60) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 방향 단부에 대향하여 설치되고 레이저를 구비한 한 쌍의 Y 축 간섭계 (62, 63) 와, 워크 스테이지 (2) 의 X 축 방향 단부에 설치되고 레이저를 구비한 하나의 X 축 간섭계 (64) 와, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 간섭계 (62, 63) 와 대향하는 위치에 배치된 Y 축용 미러 (66) 와, 워크 스테이지 (2) 의 X 축 간섭계 (64) 와 대향하는 위치에 배치된 X 축용 미러 (68) 로 구성되어 있다. And the
이와 같이, Y 축 방향에 대하여 Y 축 간섭계 (62, 63) 를 2 대 설치하고 있음으로써, 워크 스테이지 (2) 의 Y 축 방향 위치의 정보뿐만 아니라, Y 축 간섭계 (62 와 63) 의 위치 데이터의 차이분에 의해 요잉 오차를 알 수도 있다. Y 축 방향 위치에 대해서는, 양자의 평균치에, 워크 스테이지 (2) 의 X 축 방향 위치, 요잉 오차를 가미하여 적절하게, 보정을 추가함으로써 산출할 수 있다. Thus, by providing two Y-
그리고, 워크 스테이지 (2) 의 XY 방향 위치나 Y 축 이송대 (52), 나아가서는 이전의 분할 패턴의 노광에 이어서 다음의 분할 패턴을 연결 노광할 때에, 기판 (W) 을 다음의 에어리어에 보내는 단계에서, 각 간섭계 (62 ∼ 64) 로부터 출력되는 검출 신호를, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (80) 에 입력하도록 하고 있다. 이 제어 장치 (80) 는, 이 검출 신호에 기초하여 분할 노광을 위한 XY 방향의 이동량을 조정하기 위해서 X 축 이송 구동 장치 (43) 및 Y 축 이송 구동 장치 (53) 를 제어함과 함께, X 축 간섭계 (64) 에 의한 검출 결과 및 Y 축 간섭계 (62, 63) 에 의한 검출 결과에 기초하여, 연결 노광을 위한 위치 결정 보정량을 산출하여, 그 산출 결과를 마스크 위치 조정 수단 (13 ; 및 필요에 따라 상하 미동 장치 (23)) 에 출력한다. 이로써, 이 보정량에 따라 마스크 위치 조정 수단 (13) 등이 구동되고, X 축 이송 구동 장치 (43) 또는 Y 축 이송 구동 장치 (53) 에 의한 위치 결정 오차, 진직도 오차, 및 요잉 등의 영향이 해소된다. And when connecting the next division pattern after exposure of the XY direction position of the
또, 제어 장치 (80) 는, 얼라이먼트 카메라 (15) 에 의해 검출된 마스크측 얼라이먼트 마크 (101) 와 워크측 얼라이먼트 마크 (100) 의 위치 편차량에 의해 마스크 위치 조정 수단 (13) 을 구동 제어하고 있고, 갭 센서 (14) 에 의해 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭을 검출하면서 상하 미동 장치 (23) 를 구동 제어하고 있다. 또한, 제어 장치 (80) 는, 접촉 센서 (30) 에 의해 기판 (W) 의 마스크 (M) 와의 충돌 위험 상태가 검지되면, 상하 조동 장치 (21) 혹은 상하 미동 장치 (23) 의 모터 구동을 정지 제어한다. Moreover, the
또한, 본 실시형태의 제어 장치 (80) 는, 노광 제어 셔터 (34) 의 개방 제어, 워크 스테이지 (2) 의 이송 제어, 레이저 간섭계 (62 ∼ 64) 의 검출치에 기초하는 보정량의 연산, 마스크 위치 조정 수단 (13) 의 구동 제어 외에, 얼라이먼트 조정시의 보정량의 연산, 워크 자동 공급 장치 (도시 생략) 의 구동 제어 등, 분할 축차 근접 노광 장치에 삽입된 대부분의 액츄에이터의 구동 및 소정의 연산 처리를, 마이크로 컴퓨터나 시퀀서 등을 이용한 시퀀스 제어를 기본으로 하여 실행한다. In addition, the
다음으로, 본 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 있어서, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 충돌을 회피하는 처리에 대하여 도 13 을 참조하여 설명한다. Next, in the divided sequential proximity exposure apparatus PE of this embodiment, the process which avoids the collision of the board | substrate W and the mask M is demonstrated with reference to FIG.
마스크 (M) 가 마스크 스테이지 (1) 에 유지되고, 얼라이먼트 조정이 이루어진 상태에서 워크 스테이지 (2) 상에 기판 (W) 이 반송 기구에 의해 탑재되고, 기판 (W) 은 워크척에 의해 진공 흡착된다. 그리고, 갭 조정 수단의 Z 축 이송대 (2A) 를 구동하고, 마스크 (M) 하면과 워크 (W) 상면의 갭이 노광될 때에 필요한 소정의 값 (예를 들어, 150㎛) 이 되도록 갭 센서 (14) 로 감시하면서 조정된다. The mask M is held by the
이 Z 축 이송대 (2A) 의 상승 동작 중, 접촉 센서 (30) 의 반응부 (30a) 가 기판 (W) 과의 접촉을 검지하면, 접촉 센서 (30) 는 충돌 위험 상태를 검지하여, 위험 신호를 제어 장치 (80) 에 송신한다. 이로써, 제어 장치 (80) 는, Z 축 이송대 (2A) 의 모터 구동을 정지 제어하여, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 접촉이 회피된다. 또한, 반응부 (30a) 는, 마스크 (M) 의 하면보다 소정의 거리 (l) 만큼 떨어져 위치되어 있기 때문에, 접촉 센서 (30) 가 충돌 위험 상태를 검지했을 때에, 기판 (W) 도 마스크 (M) 로부터 거리 (l) 만큼 떨어져 있어, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 접촉이 확실하게 회피된다. 또한, 접촉 센서 (30) 는, 마스크 (M) 의 4 지점의 정점 근방에 장착되어 있으므로, 기판 (W) 이 경사진 상태에서 마스크 (M) 에 근접하는 경우이어도, 어느 한 접촉 센서 (30) 가 기판 (W) 의 제일 높은 부분과 접촉하여 충돌 위험 상태를 검지하여, 기판 (W) 과 마스크 (M) 의 접촉을 보다 확실하게 회피할 수 있다. If the
따라서, 본 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 의하면, 마스크 (M) 의 4 지점의 정점 근방에, 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 의 하면보다 하방에 반응부 (30a) 를 갖는 접촉 센서 (30) 가 설치되기 때문에, 접촉 센서 (30) 로부터 검출되는 위험 신호를 제어하여 Z 축 이송대 (2A) 의 구동을 제어할 수 있고, 마스크 (M) 와 기판 (W) 이 접촉하는 것을 회피하여, 마스크 (M) 의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. Therefore, according to the divided sequential proximity exposure apparatus PE of this embodiment, the
(제 4 실시형태)(4th Embodiment)
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에 대하여, 도 17 을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치 (PE) 는, 접촉 센서의 구성에 있어서 제 3 실시형태의 것과 상이할 뿐이기 때문에, 제 3 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략 혹은 간략화한다. Next, the division sequential proximity exposure apparatus PE which concerns on 4th Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, since the exposure apparatus PE of this embodiment differs only from the thing of 3rd Embodiment in the structure of a contact sensor, about the same structure as 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, and description is abbreviate | omitted or simplified. .
도 17 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 접촉 센서 (50) 는 마스크 (M) 의 하면의 4 지점의 정점 근방에 직접 장착되어 있다. 또한, 접촉 센서 (50) 는 제 3 실시형태와 동일하게, 워크 스테이지 (2) 상의 기판 (W) 이 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 와 접촉하는 것보다 먼저 기판 (W) 과 접촉하도록, 마스크 (M) 의 하면보다 하방이 되는 위치에 반응부 (50a) 를 가지고 있고, 반응부 (50a) 가 기판 (W) 과 접촉하면, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 충돌 위험 상태라고 검지하여, 이 위험 신호를 제어 장치 (80) 에 송신한다. As shown in FIG. 17, the
이로써, 접촉 센서 (50) 로부터 검출되는 위험 신호를 제어하여 Z 축 이송대 (2A) 의 구동을 제어할 수 있고, 마스크 (M) 와 기판 (W) 이 접촉하는 것을 회피하여, 마스크 (M) 의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 접촉 센서 (50) 가 마스크 (M) 에 직접 장착되어 있기 때문에, 마스크 (M) 의 판 두께에 편차가 있는 경우이어도, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 접촉을 확실하게 회피할 수 있다. Thereby, the drive of the Z-axis feed table 2A can be controlled by controlling the danger signal detected from the
그 외의 구성 및 작용에 대해서는 제 3 실시형태의 것과 동일하다. Other configurations and actions are the same as those in the third embodiment.
또한, 본 발명은, 상기 기술한 실시형태에 전혀 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이다. In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above at all, It can implement in various forms in the range which does not deviate from the summary.
본 실시형태의 접촉 센서 (30) 는, 마스크 (M) 의 4 지점의 정점 근방의 척부 (16) 에 설치되어 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 마스크 유지 프레임 (12) 등, 마스크 스테이지의 형태에 따라 마스크 스테이지측의 어느 부재에 장착되어도 된다. 또, 본 실시형태의 접촉 센서 (30, 50) 는, 마스크 (M) 의 4 지점의 정점 근방에 배치되어 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 마스크 (M) 의 가장자리 근방의 어느 한 위치에 적어도 4 지점 이상 배치되어 있으면 되고, 마스크 (M) 의 외곽 형상에 따라 적절하게 배치되면 된다. Although the
또한, 마스크 스테이지 (1) 에 유지된 마스크 (M) 의 하면보다 하방이 되도록 배치되는 반응부는, 예를 들어, 마스크 (M) 가 중앙 부분에서 휘어 있는 경우에, 마스크 (M) 의 중앙 부분의 최하면의 위치보다 하방이 되도록, 이 최하면의 위치나 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭의 크기 등을 고려하여 적절하게 설정되면 된다. Moreover, the reaction part arrange | positioned so that it may become lower than the lower surface of the mask M hold | maintained in the
이상, 상기 기술한 제 3 실시형태 및 제 4 실시형태에 기재된 발명의 구성을 정리하면, 피노광재로서의 기판을 유지하는 워크 스테이지와, 상기 기판에 대향 배치되어 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 상기 기판에 대하여 패턴 노광용 광을 상기 마스크를 통하여 조사하는 조사 수단과, 상기 마스크의 마스크 패턴이 상기 기판 상의 복수의 소정 위치에 대향하도록 상기 워크 스테이지와 상기 마스크 스테이지를 상대적으로 스텝 이동시키는 이송 기구를 구비한 노광 장치로서, 상기 마스크의 가장자리부 근방의 적어도 4 지점에는, 상기 마스크 스테이지에 유지된 상기 마스크의 하면보다 하방에 반응부를 갖는 접촉 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치의 구성이 된다. As mentioned above, when the structure of invention of 3rd Embodiment and 4th Embodiment mentioned above is put together, the workpiece | work stage which hold | maintains the board | substrate as an to-be-exposed material, the mask stage which is arrange | positioned facing the said board | substrate, and will hold the mask, Irradiation means for irradiating light for pattern exposure with respect to the mask through the mask, and a transfer mechanism for relatively moving the work stage and the mask stage so that the mask pattern of the mask faces a plurality of predetermined positions on the substrate. As an exposure apparatus, the contact sensor which has a reaction part below the lower surface of the said mask stage hold | maintained at the said mask edge part is provided in the structure of the exposure apparatus characterized by the above-mentioned.
본 구성에 의하면, 마스크의 가장자리부 근방의 적어도 4 지점에는, 마스크 스테이지에 유지된 마스크의 최하면보다 하방에 반응부를 갖는 접촉 센서가 설치되기 때문에, 접촉 센서로부터 검출되는 위험 신호를 제어하여 이송 기구의 구동을 제어할 수 있고, 마스크와 기판이 접촉하는 것을 회피하여, 마스크의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. According to this structure, since the contact sensor which has a reaction part below the lowermost surface of the mask hold | maintained by the mask stage is provided in at least 4 points of the edge part of a mask, the conveyance mechanism is controlled by controlling the danger signal detected from a contact sensor. The driving of can be controlled, and the mask and the substrate can be avoided from contacting each other, whereby the breakage of the mask can be reliably prevented.
또한, 본 발명은, 상기 기술한 실시형태에 전혀 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이다. In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above at all, It can implement in various forms in the range which does not deviate from the summary.
본 발명에 의하면, 레이저 감시 장치에 의해 마스크와 기판 사이의 간극이 소정치 이하인 것이 검출되었을 때, 제어 장치가 마스크 스테이지와 워크 스테이지의 적어도 일방의 상하 방향의 이동을 정지시키므로, 노광시에 근접하는 마스크와 기판의 접촉을 회피하여 마스크의 파손을 확실하게 방지할 수 있다. According to the present invention, when it is detected by the laser monitoring device that the gap between the mask and the substrate is less than or equal to the predetermined value, the control device stops movement of at least one of the up and down directions of the mask stage and the work stage. The breakage of the mask can be reliably prevented by avoiding contact between the mask and the substrate.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |