KR20130030722A - 프록시미티 노광장치, 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법, 및 표시용 패널기판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
염가인 구성으로, 척의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출하여, 기판의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 행한다.
제1의 스테이지(14)에 탑재된 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지(16)에 제2의 반사수단(35)을 부착하고, 제2의 반사수단(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출한다. 척(10a, 10b)에 복수의 광학식 변위계(41)를 마련하여, 복수의 광학식 변위계(41)에 의하여, 제2의 스테이지(16)에 부착한 제2의 반사수단(35)까지의 거리를 복수 개소에서 측정한다. 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제 3의 스테이지(17)에 의하여 척(10a, 10b)을 θ방향으로 회전하여, 기판(1)의 θ방향의 위치결정을 행한다.
제1의 스테이지(14)에 탑재된 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지(16)에 제2의 반사수단(35)을 부착하고, 제2의 반사수단(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출한다. 척(10a, 10b)에 복수의 광학식 변위계(41)를 마련하여, 복수의 광학식 변위계(41)에 의하여, 제2의 스테이지(16)에 부착한 제2의 반사수단(35)까지의 거리를 복수 개소에서 측정한다. 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제 3의 스테이지(17)에 의하여 척(10a, 10b)을 θ방향으로 회전하여, 기판(1)의 θ방향의 위치결정을 행한다.
Description
본 발명은, 액정디스플레이장치 등의 표시용 패널기판의 제조에 있어서, 프록시미티방식을 사용하여 기판의 노광을 행하는 프록시미티 노광장치, 프록시미티 노광장치 기판위치 결정방법, 및 이것들을 사용한 표시용 패널기판의 제조방법에 관한 것이며, 특히 기판을 지지하는 척을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동 및 θ방향으로 회전하고 노광시의 기판의 위치 결정을 행하는 프록시미티 노광장치, 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법, 및 그것들을 사용한 표시용 패널기판의 제조방법에 관한 것이다.
표시용 패널로 사용되는 액정디스플레이장치의 TFT(Thin Film Transistor)기판이나 컬러필터기판, 플라스마디스플레이 패널용 기판, 유기EL(Electroluminescence)표시패널용 기판 등의 제조는, 노광장치를 사용하여, 포토리소그래피기술에 의하여 기판 상에 패턴을 형성하여 행하여진다. 노광장치로서는, 렌즈 또는 거울을 사용하여 마스크의 패턴을 기판 상에 투영하는 프로젝션방식과, 마스크와 기판과의 사이에 미소한 간극(프록시미티갭)을 마련하여 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티방식이 있다. 프록시미티방식은, 프로젝션방식에 비하여 패턴해상성능은 떨어지지만, 조사광학계의 구성이 간단하며, 또한 처리능력이 높아서 양산용으로 적합하다.
최근, 표시용 패널의 각종 기판의 제조에서는, 대형화 및 사이즈의 다양화에 대응하기 위하여, 비교적 큰 기판을 준비하고, 표시용 패널의 사이즈에 따라, 1장의 기판부터 1장 또는 여러 장의 표시용 패널기판을 제조하고 있다. 그 경우, 프록시미티방식에서는, 기판의 한 면을 일괄하여 노광하려면, 기판과 동일한 크기의 마스크가 필요하게 되고, 고가인 마스크의 비용이 더욱 증대된다. 그래서, 기판보다 비교적 작은 마스크를 사용하고, 이동스테이지에 의하여 기판을 XY 방향으로 스텝이동하고, 기판의 한 면을 복수의 쇼트로 나누어 노광하는 방식이 주류가 되어 있다.
프록시미티 노광장치에 있어서, 패턴의 프린트를 정밀도 좋게 행하기 위해서는, 노광시의 기판의 위치결정을 정밀도 좋게 행하여야 한다. 기판의 위치결정을 행하는 이동스테이지는, X 방향으로 이동하는 X 스테이지와, Y 방향으로 이동하는 Y 스테이지와, θ방향으로 회전하는 θ스테이지를 구비하고, 기판을 지지하는 척을 탑재하여, XY 방향으로 이동 및 θ방향으로 회전한다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 기판을 위치결정 할 때에, 레이저 측장유닛을 사용하여 이동스테이지의 XY 방향의 위치를 검출하고, 또한 복수의 레이저 변위계를 사용하여 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 척에 바 미러를 부착하고, X 스테이지에 마련한 복수의 레이저 변위계에 의하여, 바 미러의 변위를 복수 개소에서 측정하여, 척의 θ방향의 기울임 검출하고 있다. 그 때문에, 전용 바 미러가 필요하게 되는데, 이 바 미러는, 표면을 고정밀도로 평탄하게 가공할 필요가 있기 때문에, 매우 고가이고, 많은 비용이 든다.
또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, X 스테이지에 레이저 변위계를 마련하고 있으므로, 척을 Y 스테이지에 의하여 Y 방향으로 이동하면, 바 미러의 위치가 레이저 변위계에 대하여 변화한다. 그 때문에, 측정결과에는, 바 미러의 평탄도에 따른 오차가 포함될 우려가 있었다.
이에 대하여, Y 스테이지에 복수의 레이저 변위계를 마련하고, 복수의 레이저 변위계를 척과 함께 XY 방향으로 이동하면, 각 레이저 변위계로 측정하는 척의 변위는, 척의 이동에 의하여 변동하지 않는다. 그러나 그 경우도, Y 스테이지를 이동할 때, Y 스테이지를 탑재한 가이드에서 접동저항에 의하여 다량의 열이 발생하고, 그 열이 Y 스테이지에 전달되어 Y 스테이지의 열변형에 의하여 왜곡이 생겨, Y 스테이지에 마련된 각 레이저 변위계의 설치상태가 변화하여, 척의 변위의 측정결과에 오차가 생길 우려가 있었다. 한편, Y 스테이지에 복수의 레이저 변위계를 마련하는 대신에, 척에 복수의 레이저 변위계를 마련하여 Y 스테이지에 바 미러를 부착하면, Y 스테이지에 열변형에 의한 왜곡이 생겼을 때 바 미러의 설치상태가 변화하고, 바 미러에 θ방향의 위치 어긋남이 생겨서 그대로 두게 되면 척의 θ방향의 기울임을 정확하게 검출할 수 없는 우려가 있었다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 복수의 레이저 변위계를 사용하여 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 경우, 복수의 레이저 변위계를 보다 간격을 두고 설치할수록, 척의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 그러나 레이저 변위계의 출력특성은 직선성이 빈약하여, 측정범위를 넓히면, 측정오차가 커지게 된다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 척이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척을 Y 스테이지에 의하여 Y 방향으로 이동하면, 각 레이저 변위계로부터 바 미러까지의 거리가 변동하기 때문에, 복수의 레이저 변위계를 보다 간격을 두고 마련하면, 레이저 변위계의 측정범위가 넓어지고, 측정오차가 커질 우려가 있었다.
게다가, 레이저 변위계의 출력특성은, 설치상태에 의하여 변동하고, 피측정물의 미소한 각도변화에 대하여 선 형성이 달라진다. 그 때문에, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 복수의 레이저 변위계를 사용하여 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 경우, 각 레이저 변위계의 측정치에 척의 각도에 의존한 변동치가 포함되어, 척의 θ방향의 기울임을 고정밀도로 검출할 수 없는 우려가 있었다.
본 발명의 과제는, 저렴한 구성으로, 척의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출하여, 기판의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 행하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는, 패턴의 프린트를 정밀도 좋게 행하고, 고품질인 표시용 패널기판을 제조하는 것이다.
본 발명의 프록시미티 노광장치는, 기판을 지지하는 척과, 마스크를 유지하는 마스크 홀더를 구비하고, 마스크와 기판 사이에 미소한 갭을 마련하여, 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티 노광장치에 있어서, X 방향(또는 Y 방향)으로 이동하는 제1의 스테이지, 제1의 스테이지에 탑재되어 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지, 및 제2의 스테이지에 탑재되어 θ방향으로 회전하는 제 3의 스테이지를 가지고, 척을 탑재하여 척에 지지된 기판의 위치결정을 행하는 이동스테이지와, 레이저광을 발생하는 광원, 제1의 스테이지에 부착된 제1의 반사수단, 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단, 광원으로부터의 레이저광과 제1의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하는 제1의 레이저 간섭계, 및 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하는 제2의 레이저 간섭계를 가지는 레이저측장유닛과, 제1의 레이저 간섭계 및 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 이동스테이지의 XY 방향의 위치를 검출하는 제1의 검출수단과, 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 위치 어긋남 검출수단과, 척에 마련되어, 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하는 복수의 광학식 변위계와, 위치 어긋남 검출수단에 의하여 검출한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남에 근거하여, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 제2의 검출수단과, 이동스테이지를 구동하는 스테이지 구동회로와, 제2의 검출수단의 검출결과에 근거하여, 스테이지 구동회로를 제어하고, 제 3의 스테이지에 의하여 척을 θ방향으로 회전시켜, 기판의 θ방향의 위치결정을 행하고, 제1의 검출수단의 검출결과에 근거하여, 스테이지 구동회로를 제어하고, 제1의 스테이지 및 제2의 스테이지에 의하여 척을 XY 방향으로 이동시켜서, 기판의 XY 방향의 위치결정을 행하는 제어수단을 구비한 것이다.
또한, 본 발명의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법은, 기판을 지지하는 척과, 마스크를 유지하는 마스크 홀더를 구비하고, 마스크와 기판과의 사이에 미소한 갭을 마련하고, 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법으로서, X 방향(또는 Y 방향)으로 이동하는 제1의 스테이지, 제1의 스테이지에 탑재되어 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지, 및 제2의 스테이지에 탑재되어 θ방향으로 회전하는 제 3의 스테이지를 가지는 이동스테이지에 척을 탑재하고, 제1의 스테이지에 제1의 반사수단을 부착하고, 제1의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제1의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고, 제2의 스테이지에 제2의 반사수단을 부착하고, 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고, 척에 복수의 광학식 변위계를 마련하고, 복수의 광학식 변위계에 의하여, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 척의 θ방향의 기울임을 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제 3의 스테이지에 의하여 척을 θ방향으로 회전하여, 기판의 θ방향의 위치결정을 행하고, 제1의 레이저 간섭계 및 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 이동스테이지의 XY 방향의 위치를 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제1의 스테이지 및 제2의 스테이지에 의하여 척을 XY 방향으로 이동하여, 기판의 XY 방향의 위치결정을 행하는 것이다.
척에 복수의 광학식 변위계를 마련하고, 복수의 광학식 변위계에 의하여, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 척의 θ방향의 기울임을 검출하므로, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단이, 제2의 레이저 간섭계를 사용한 이동스테이지의 위치의 검출과, 복수의 광학식 변위계를 사용한 척의 θ방향의 기울임의 검출에 겸용되어, 척의 θ방향의 기울임을 검출하기 위한 전용의 반사 수단(바 미러)이 필요 없게 된다. 그리고 척을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 광학식 변위계가 항상 제2의 반사수단의 동일한 개소에 대하여 측정을 행하기 때문에, 제2의 반사수단의 평탄도에 따른 측정오차가 없어진다. 게다가, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 척의 θ방향의 기울임을 검출하므로, 제2의 스테이지에 열변형에 의한 왜곡이 생겼을 경우, 제2의 반사수단의 설치상태가 변화하여, 제2의 반사수단에 θ방향의 위치 어긋남이 생겨도, 척의 θ방향의 기울임이 정확하게 검출된다. 또한, 척이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 광학식 변위계로부터 제2의 반사수단까지의 거리가 변동하지 않고, 측정범위가 넓어지지 않으므로, 복수의 광학식 변위계를 간격을 보다 크게 두고 설치할 수 있다. 따라서, 저렴한 구성으로, 척의 θ방향의 기울임이 정밀도 좋게 검출되고, 기판의 θ방향의 위치결정이 정밀도 좋게 행하여진다.
게다가, 본 발명의 프록시미티 노광장치는, 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단이, 표면에 복수의 위치 어긋남 검출용 마크를 가지고, 위치 어긋남의 검출수단이, 제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하는 복수의 화상취득장치와, 각 화상취득장치에 의하여 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하는 화상처리장치를 가지고, 화상처리장치에 의하여 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것이다.
또한, 본 발명의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법은, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 표면에, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크를 마련하고, 제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하고, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것이다.
제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 표면에, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크를 마련하고, 제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하고, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하므로, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상처리에 의하여, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남이 정밀도 좋게 검출된다.
또는, 본 발명의 프록시미티 노광장치는, 레이저측장유닛이, 제2의 복수의 레이저 간섭계를 가지고, 위치 어긋남의 검출수단이, 복수의 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것이다. 또한, 본 발명의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법은, 복수의 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하고, 복수의 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것이다. 이동스테이지의 Y 방향(또는 X 방향)의 위치를 검출하기 위한 제2의 레이저 간섭계를 이용하여, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
게다가, 본 발명의 프록시미티 노광장치는, 복수의 광학식 변위계가, 넓은 파장 대역의 빛을 참조 반사면 및 피측정물에 조사하고, 참조반사면으로부터의 반사광과 피측정물로부터의 반사광과의 간섭광의 파장 및 강도로부터, 피측정물까지의 거리를 측정하는 분광간섭 레이저 변위계인 것이다. 또한, 본 발명의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법은, 광학식 변위계로서, 넓은 파장 대역의 빛을 참조 반사면 및 피측정물로 조사하고, 참조반사면으로부터의 반사광과 피측정물로부터의 반사광과의 간섭광의 파장 및 강도로부터, 피측정물까지의 거리를 측정하는 분광간섭 레이저 변위계를 사용하는 것이다.
분광간섭 레이저 변위계는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서 사용되고 있는 레이저 변위계에 비하여, 피측정물의 미소한 각도변화에 의한 출력특성의 변화가 작고 고정밀도이지만, 측정범위가 좁다. 본 발명에서는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재한 기술과 달리, 척이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 광학식 변위계로부터 제2의 반사수단까지의 거리가 변동하지 않으므로, 광학식 변위계로서, 측정범위가 좁고 고정밀도의 분광간섭 레이저 변위계를 사용하는 것이 가능하고, 척의 θ방향의 기울임을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.
본 발명의 표시용 패널기판의 제조방법은, 상기 중 어느 하나의 프록시미티 노광장치를 사용하여 기판의 노광을 행하고, 혹은, 상기 중 어느 하나의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 사용하여 기판을 위치 결정하여, 기판의 노광을 행하는 것이다. 노광시의 기판의 θ방향의 위치결정이 정밀도 좋게 행하여지므로, 패턴의 프린트가 정밀도 좋게 행하여져, 고품질인 표시용 패널기판이 제조된다.
본 발명의 프록시미티 노광장치 및 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법에 의하면, 제2의 스테이지에 제2의 반사수단을 부착하고, 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고, 측정결과로부터, 이동스테이지의 Y 방향(또는 X 방향)의 위치를 검출하고, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고, 척에 복수의 광학식 변위계를 마련하고, 복수의 광학식 변위계에 의하여, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 척의 θ방향의 기울임을 검출함으로써, 저렴한 구성으로, 척의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출하여, 기판의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 할 수 있다.
게다가, 본 발명의 프록시미티 노광장치 및 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법에 의하면, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 표면에, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크를 마련하고, 제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출함으로써, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상처리에 의하여, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또는, 본 발명의 프록시미티 노광장치 및 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법에 의하면, 복수의 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하고, 복수의 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출함으로써, 이동스테이지의 Y 방향(또는 X 방향)의 위치를 검출하기 위한 제2의 레이저 간섭계를 이용하여, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
게다가, 본 발명의 프록시미티 노광장치 및 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법에 의하면, 광학식 변위계로서, 분광간섭 레이저 변위계를 사용함으로써, 척의 θ방향의 기울임을 더욱 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
본 발명의 표시용 패널기판의 제조방법에 의하면, 노광시의 기판의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 행할 수 있으므로, 패턴의 프린트를 정밀도 좋게 행하고, 고품질인 표시용 패널기판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프록시미티 노광장치의 개략구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다.
도 3은 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 4는 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다.
도 5는 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 6은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 상면도이다.
도 7은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 X 방향의 일부 단면 측면도이다.
도 8은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 Y 방향의 측면도이다.
도 9는 레이저측장유닛의 동작을 설명하는 도면이다.
도 10은 레이저측장유닛의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11의 도 11(a)는 분광간섭 레이저 변위계의 상면도, 도 11(b)는 분광간섭 레이저 변위계의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 의한 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 나타내는 플로차트이다.
도 13은 이동스테이지를 바 미러의 위치 어긋남을 검출하는 위치로 이동한 상태를 나타내는 상면도이다.
도 14의 도 14(a)는 바 미러의 위치 어긋남의 관리를 하지 않는 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면, 도 14(b)는 본 발명에 의하여 바 미러의 위치 어긋남의 관리를 한 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면이다.
도 15는 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 16은 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 17은 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 18은 분광간섭 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 19는 분광간섭 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 20은 액정디스플레이장치의 TFT기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다.
도 21은 액정디스플레이장치의 컬러필터기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다.
도 2는 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다.
도 3은 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 4는 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다.
도 5는 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 6은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 상면도이다.
도 7은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 X 방향의 일부 단면 측면도이다.
도 8은 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 Y 방향의 측면도이다.
도 9는 레이저측장유닛의 동작을 설명하는 도면이다.
도 10은 레이저측장유닛의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11의 도 11(a)는 분광간섭 레이저 변위계의 상면도, 도 11(b)는 분광간섭 레이저 변위계의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 의한 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 나타내는 플로차트이다.
도 13은 이동스테이지를 바 미러의 위치 어긋남을 검출하는 위치로 이동한 상태를 나타내는 상면도이다.
도 14의 도 14(a)는 바 미러의 위치 어긋남의 관리를 하지 않는 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면, 도 14(b)는 본 발명에 의하여 바 미러의 위치 어긋남의 관리를 한 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면이다.
도 15는 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 16은 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 17은 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 18은 분광간섭 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 19는 분광간섭 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다.
도 20은 액정디스플레이장치의 TFT기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다.
도 21은 액정디스플레이장치의 컬러필터기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 프록시미티 노광장치의 개략구성을 나타내는 도면이다. 본 실시의 형태는, 복수의 척을 가지는 프록시미티 노광장치의 예를 나타내고 있다. 프록시미티 노광장치는, 복수의 척(10a, 10b), 주 스테이지 베이스(11), 복수의 부 스테이지 베이스(11a, 11b), 베이스(12), X 가이드(13), 복수의 이동스테이지, 마스크 홀더(20), 레이저측장유닛 제어장치(30), 레이저측장유닛, 레이저 변위계 제어장치(40), 분광간섭 레이저 변위계(41), 화상처리장치(60), 복수의 카메라(61), 주제어장치(70), 입출력 인터페이스회로(71, 72), 및 스테이지 구동회로(80a, 80b)를 포함하여 구성되어 있다. 프록시미티 노광장치는, 이들 외에, 기판(1)을 척(10)으로 반입하고, 또한 기판(1)을 척(10)으로부터 반출하는 기판반송 로봇, 노광광을 조사하는 조사 광학계, 장치 내의 온도관리를 행하는 온도제어 유닛 등을 구비하고 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 척, 부 스테이지 베이스, 이동스테이지, 및 스테이지 구동회로가 각각 2개 마련되어 있는데, 이들을 각각 1개 또는 3개 이상 마련하여도 좋다. 또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태에 있어서의 XY 방향은 예시로, X 방향과 Y 방향을 바꾸어도 좋다.
도 1에 있어서, 기판(1)의 노광을 행하는 노광 위치의 상공에, 마스크(2)를 유지하는 마스크 홀더(20)가 설치되어 있다. 마스크 홀더(20)에는 노광광이 통과하는 개구(20a)가 마련되어 있고, 개구(20a)의 아랫부분에는 마스크(2)가 장착되어 있다. 마스크 홀더(20)의 아랫면의 개구(20a)의 주위에는 흡착 홈이 마련되어 있고, 마스크 홀더(20)는, 흡착 홈에 의하여 마스크(2)의 주변부를 진공흡착하여 유지하고 있다. 마스크 홀더(20)에 유지된 마스크(2)의 상공에는, 도시하지 않은 조사광학계가 배치되어 있다. 기판(1)의 표면에는, 감광수지재료(포토레지스트)가 도포되어 있고, 노광시, 조사광학계로부터의 노광광이 마스크(2)를 투과하여 기판(1)으로 조사됨으로써, 마스크(2)의 패턴이 기판(1)의 표면에 전사되고, 기판(1) 상에 패턴이 형성된다.
마스크 홀더(20)의 아랫부분에는, 주 스테이지 베이스(11)가 배치되어 있다. 주 스테이지 베이스(11)의 좌우에는, 주 스테이지 베이스(11)의 X 방향에 인접하여 부 스테이지 베이스(11a, 11b)가 배치되어 있다. 주 스테이지 베이스(11)의 Y 방향에는 베이스(12)가 부착되어 있다. 척(10a)은, 후술하는 이동스테이지에 의하여 부 스테이지 베이스(11a) 상의 로드／언로드 위치와 주 스테이지 베이스(11) 상의 노광 위치 사이를 이동된다. 또한, 척(10b)은, 후술하는 이동스테이지에 의하여 부 스테이지 베이스(11b) 상의 로드／언로드의 위치와 주 스테이지 베이스(11) 상의 노광 위치와의 사이를 이동된다.
기판(1)은, 부 스테이지 베이스(11a, 11b) 상의 로드／언로드의 위치에 있어서, 도시하지 않은 기판반송 로봇에 의하여, 척(10a, 10b)으로 반입되고, 또한 척(10a, 10b)으로부터 반출된다. 척(10a, 10b)으로의 기판(1)의 로드 및 척(10a, 10b)으로부터의 기판(1)의 언로드는, 척(10a, 10b)에 마련한 복수의 아래에서 밀어올린 핀을 사용하여 행하여진다. 아래에서 밀어올린 핀은, 척(10a, 10b)의 내부에 수납되어 있고, 척(10a, 10b)의 내부로부터 상승하여, 기판(1)을 척(10a, 10b)에 로드할 때, 기판반송 로봇으로부터 기판(1)을 건네받고, 기판(1)을 척(10a, 10b)으로부터 언로드할 때, 기판반송 로봇에게 기판(1)을 넘겨준다. 척(10a, 10b)은, 기판(1)을 진공흡착하여 지지한다.
도 2는, 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다. 또한, 도 3은, 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면측면도이다. 도 2에 있어서, 주 스테이지 베이스(11) 상 및 부 스테이지 베이스(11a, 11b) 상에는, 주 스테이지 베이스(11) 상으로부터 부 스테이지 베이스(11a, 11b) 상으로 X 방향으로 신장되는 X 가이드(13)가 마련되어 있다.
도 3에 있어서, 척(10a, 10b)은, 각각 이동스테이지에 탑재되어 있다. 각 이동 스테이지는, X 스테이지(14), Y 가이드(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), 및 척 지지대(19)를 포함하여 구성되어 있다. X 스테이지(14)는, X 가이드(13)에 탑재되어, X 가이드(13)를 따라서 X 방향으로 이동한다. Y 스테이지(16)는, X 스테이지(14) 상에 마련된 Y 가이드(15)에 탑재되고, Y 가이드(15)를 따라서 Y 방향(도 3의 도면의 안쪽 방향)으로 이동한다. θ스테이지(17)는 Y 스테이지(16)에 탑재되고, θ방향으로 회전한다. 척 지지대(19)는, θ스테이지(17)에 탑재되고, 척(10a, 10b)을 복수 개소에서 지지한다.
각 이동스테이지의 X 스테이지(14)의 X 방향으로의 이동에 의하여, 척(10a)은, 부 스테이지 베이스(11a) 상의 로드／언로드의 위치와 주 스테이지 베이스(11) 상의 노광 위치와의 사이를 이동되고, 척(10b)은, 부 스테이지 베이스(11b) 상의 로드／언로드 위치와 주 스테이지 베이스(11) 상의 노광 위치와의 사이를 이동된다. 도 4는, 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 상면도이다. 또한, 도 5는, 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내는 일부 단면측면도이다. 부 스테이지 베이스(11a, 11b) 상의 로드／언로드 위치에 있어서, 각 이동스테이지의 X 스테이지(14)의 X 방향으로의 이동, Y 스테이지(16)의 Y 방향으로의 이동, 및 θ스테이지 (17)의 θ방향으로의 회전에 의하여, 척(10a, 10b)에 탑재된 기판(1)의 프리얼라이먼트가 행하여진다.
주 스테이지 베이스(11) 상의 노광 위치에 있어서, 각 이동스테이지의 X 스테이지(14)의 X 방향으로의 이동 및 Y 스테이지(16)의 Y 방향으로의 이동에 의하여, 척(10a, 10b)에 유지된 기판(1)의 XY 방향으로의 스텝이동이 행하여진다. 또한, 도시하지 않은 Ｚ－틸트기구에 의하여 마스크 홀더(20)를 Ｚ방향(도 3 및 도 5의 도면의 상하방향)으로 이동 및 틸트함으로써, 마스크(2)와 기판(1)과의 캡조정이 행하여진다. 따라서, 각 이동스테이지의 X 스테이지(14)의 X 방향으로의 이동, Y 스테이지(16)의 Y 방향으로의 이동, 및 θ스테이지(17)의 θ방향으로의 회전에 의하여, 노광시의 기판(1)의 위치결정이 행하여진다.
각 이동스테이지의 X 스테이지(14), Y 스테이지(16), 및 θ스테이지(17)에는 볼 나사 및 모터나, 리니어모터 등 도시하지 않은 구동기구가 마련되어 있다. 도 1에 있어서, 스테이지 구동회로(80a)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지의 X 스테이지(14), Y 스테이지(16), 및 θ스테이지(17)를 구동한다. 또한, 스테이지 구동회로(80b)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지의 X 스테이지(14), Y 스테이지(16), 및 θ스테이지(17)를 구동한다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 마스크 홀더(20)를 Ｚ방향으로 이동 및 틸트함으로써, 마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정을 하고 있는데, 각 이동스테이지에 Ｚ－틸트기구를 마련하여, 척(10a, 10b)을 Ｚ방향으로 이동 및 틸트함으로써, 마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정을 하여도 좋다.
이하, 본 실시의 형태의 프록시미티 노광장치의 기판의 위치결정동작에 대하여 설명한다. 도 1에 있어서, 레이저측장유닛은, 레이저광원(31), 레이저 간섭계(32a, 32b, 33), 후술하는바 미러(34a, 34b), 및 바 미러(35)를 포함하여 구성되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 레이저 간섭계(32a)를 사용하여, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지의 X 방향의 위치를 검출하고, 레이저 간섭계(32b)를 사용하여, 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지의 X 방향의 위치를 검출한다. 또한, 2개의 레이저 간섭계(33)를 사용하여, 주 스테이지 베이스(11) 상에서의 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출한다.
도 6은, 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 상면도이다. 도 7은, 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 X 방향의 일부 단면측면도이다. 도 8은, 주 스테이지 베이스 상에 있는 이동스테이지의 Y 방향의 측면도이다. 도 6 내지 도 8은, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지를 나타내고 있고, 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지는, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지와 X 방향에 있어서 좌우대칭인 구성으로 되어 있다. 또한, 도 7에서는 X 가이드(13)가 생략되고, 도 8에서는 레이저 간섭계(32a, 32b)가 생략되어 있다.
도 8에 있어서, 이동스테이지의 X 스테이지(14)가 X 가이드(13)에 탑재되어 있으므로, 주 스테이지 베이스(11) 및 부 스테이지 베이스(11a, 11b)와 X 스테이지(14)와의 사이에, X 가이드(13)의 높이에 따른 공간이 발생하고 있다. 레이저측장유닛의 바 미러(34a)는, 이 공간을 이용하여, X 스테이지(14)의 아래에 부착되어 있다. 바 미러(34b)도 마찬가지이다. 레이저 간섭계(32a)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 주 스테이지 베이스(11)의 X 가이드(13)로부터 벗어난 위치에 설치되어 있다. 레이저 간섭계(32b)도 마찬가지이다.
도 6 내지 도 8에 있어서, 바 미러(35)는, 암(36)에 의하여 대략 척(10a)의 높이로 Y 스테이지(16)에 부착되어 있다. 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지에 대해서도, 마찬가지로 바 미러(35)는, 대략 척(10b)의 높이로 Y 스테이지(16)에 부착되어 있다. 2개의 레이저 간섭계(33)는, 도 6 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 주 스테이지 베이스(11)의 Y 방향에 부착된 베이스(12)에 설치되어 있다.
도 9 및 도 10은, 레이저측장유닛의 동작을 설명하는 도면이다. 그리고 도 9는, 척(10a)이 노광 위치에 있고, 척(10b)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내고, 도 10은, 척(10b)이 노광 위치에 있고, 척(10a)이 로드／언로드 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
도 9 및 도 10에 있어서, 레이저 간섭계(32a)는, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광을 바 미러(34a)로 조사하고, 바 미러(34a)에 의하여 반사된 레이저광을 수광하고, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(34a)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정한다. 도 1에 있어서, 레이저측장유닛 제어장치(30)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여, 레이저 간섭계(32a)의 측정결과로부터, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지의 X 방향의 위치를 검출한다. 주제어장치(70)는, 레이저측장유닛 제어장치(30)의 검출결과를 입출력 인터페이스회로(71)를 개재하여 입력한다.
도 9 및 도 10에 있어서, 레이저 간섭계(32b)는, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광을 바 미러(34b)로 조사하고, 바 미러(34b)에 의하여 반사된 레이저광을 수광하고, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(34b)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정한다. 도 1에 있어서, 레이저측장유닛 제어장치(30)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여, 레이저 간섭계(32b)의 측정결과로부터 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지의 X 방향의 위치를 검출한다. 주제어장치(70)는, 레이저측장유닛 제어장치(30)의 검출결과를, 입출력 인터페이스회로(71)를 개재하여 입력한다.
레이저측장유닛의 바 미러(34a, 34b)를 각 이동스테이지의 X 스테이지(14)의 아래에 부착하고, 레이저 간섭계(32a, 32b)를 주 스테이지 베이스(11)의 X 가이드(13)로부터 벗어난 위치에 설치하므로, 각 이동스테이지는 부 스테이지 베이스(11a, 11b)와 주 스테이지 베이스(11)를 이동할 때에 레이저 간섭계(32a, 32b)와 충돌하는 일이 없다. 그리고 레이저 간섭계(32a, 32b)를 주 스테이지 베이스(11)에 설치하므로, 레이저 간섭계(32a, 32b)가 부 스테이지 베이스(11a, 11b)의 진동의 영향을 받지 않는다. 또한, 레이저 간섭계(32a, 32b)로부터 주 스테이지 베이스(11) 상의 각 이동스테이지까지의 측정거리가 짧아지게 된다. 따라서, 각 이동스테이지의 X 방향의 위치가 정밀도 좋게 검출된다.
도 9 및 도 10에 있어서, 2개의 레이저 간섭계(33)는, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광을 바 미러(35)로 조사하고, 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광을 수광하고, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 두 개소에서 측정한다. 도 1에 있어서, 레이저측장유닛 제어장치(30)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여, 2개의 레이저 간섭계(33)의 측정결과로부터 주 스테이지 베이스(11)의 상에서의 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출하고, 또한 주 스테이지 베이스(11) 상에서 각 이동스테이지의 X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)가 XY 방향으로 이동할 때의 요잉(yawing)을 검출한다.
각 레이저 간섭계(33)를 주 스테이지 베이스(11)의 Y 방향에 부착된 베이스(12)에 설치하므로, 각 레이저 간섭계(33)가 부 스테이지 베이스(11a, 11b)의 진동의 영향을 받지 않는다. 또한, 각 레이저 간섭계(33)로부터 주 스테이지 베이스(11) 상의 각 이동스테이지까지의 측정거리가 짧아진다. 따라서, 각 레이저 간섭계(33)를 사용하여, 주 스테이지 베이스(11) 상에서의 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치가 정밀도 좋게 검출된다. 또한, 레이저측장유닛의 각 바 미러(35)를, 대략 각 이동스테이지가 탑재하는 척(10a, 10b)의 높이로 부착하므로, 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치가 기판(1)의 근방에서 검출된다. 그리고 Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)를 이용하여, 이동스테이지가 이동할 때의 요잉을 검출할 수 있다.
도 1에 있어서, 척(10a, 10b)에는, 2개의 분광간섭 레이저 변위계(41)가 각각 마련되어 있다. 도 11(a)는 분광간섭 레이저 변위계의 상면도, 도 11(b)는 분광간섭 레이저 변위계의 측면도이다. 도 11(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 각 분광간섭 레이저 변위계(41)는 부착구(50)에 의하여, 바 미러(35)의 뒷면에 마주보게 하고, 척(10a, 10b)의 하면에 부착되어 있다. 본 실시의 형태에서 사용하는 분광간섭 레이저 변위계(41)는, 간섭광을 이용한 광학식 변위계로서, 선단의 헤드부에 참조반사면을 가지고, 넓은 파장 대역의 빛을 참조 반사면 및 피측정물로 조사하고, 참조반사면으로부터의 반사광과 피측정물로부터의 반사광과의 간섭광의 파장 및 강도로부터, 피측정물까지의 거리를 측정하는 것이다.
도 11(a), (b)에 있어서, 2개의 분광간섭 레이저 변위계(41)는, 바 미러(35)의 뒷면까지의 거리를 두 개소에서 측정한다. 도 1에 있어서, 레이저 변위계 제어장치(40)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여 후술하는바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 2개의 분광간섭 레이저 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출한다. 주제어장치(70)는, 레이저 변위계 제어장치(40)의 검출결과를 입출력 인터페이스회로(72)를 개재하여 입력한다.
도 6에 있어서, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 부착된바 미러(35)의 윗면에는, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)가 마련되어 있다. 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 부착된바 미러(35)도 마찬가지이다. 본 실시의 형태에서는, X 방향으로 신장되는 바 미러(35)의 양쪽 부근에, 위치 어긋남의 검출용 마크(37)가 각각 마련되어 있다. 위치 어긋남의 검출용 마크(37)는, 후술하는 화상처리장치(60)에 의한 화상처리에 적합한 형상의 것이면 된다.
도 7 및 도 8에 있어서, 주 스테이지 베이스(11)의 상공에는, 바 미러(35)의 윗면의 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)에 대응하여, 복수의 카메라(61)가 설치되어 있다. 본 실시의 형태에서는, X 방향으로 신장되는 바 미러(35)의 양쪽 옆 부근에 마련된 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)에 대응하여, 2개의 카메라(61)가 마련되어 있다. 그러나 위치 어긋남의 검출용 마크(37) 및 카메라(61)의 수 및 위치는, 도 6 내지 도 8에 나타낸 예에 한정하는 것은 아니다.
각 카메라(61)는, 예를 들어 CCD카메라로 되어 있고, 바 미러(35)의 윗면의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 취득하기 위한 것이다. 각 카메라(61)는, 마스크 홀더(20)의 윗부분에 마련된 도시하지 않은 프레임에 고정되어, 바 미러(35)의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 간격과 동일한 간격으로 마련되어 있다.
도 12는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 나타내는 플로차트이다. 그리고 척(10a)에 탑재된 기판(1)과 척(10b)에 탑재된 기판(1)에서는, 노광 위치에 있어서의 처리가 번갈아 행하여지고, 한쪽의 노광 위치에서 처리하는 사이에, 다른 방향의 로드／언로드 위치에 있어서의 처리가 행하여진다.
우선, 로드／언로드 위치에 있어서, 척(10a, 10b)으로의 기판(1)의 로드가 행하여진다(스텝 301). 주제어장치(70)는, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여, 각 이동스테이지의 X 스테이지(14), Y 스테이지(16), 및 θ스테이지(17)를 구동하고, 각 로드／언로드 위치에 있어서 척(10a, 10b)을 XY 방향으로 이동 및 θ방향으로 회전시켜서, 기판(1)의 프리얼라이먼트를 행한다(스텝 302).
다음으로, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여 각 이동 스테이지의 X 스테이지(14)를 구동하고, 척(10a, 10b)을 노광 위치로 이동시키고, 각 이동스테이지를 바 미러(35)의 위치 어긋남을 검출하는 위치로 이동시킨다(스텝 303). 도 13은, 이동스테이지를 바 미러의 위치 어긋남을 검출하는 위치로 이동한 상태를 나타내는 상면도이다. 각 이동스테이지를 바 미러(35)의 위치 어긋남을 검출하는 위치로 이동하였을 때, 바 미러(35)의 윗면의 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)는, 각 카메라(61)의 시야 내에 위치한다.
각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)를 Y 방향으로 이동할 때, Y 스테이지(16)를 탑재한 Y 가이드(15)에서는, 접동저항에 의하여 다량의 열이 발생한다. 그 열이 Y 스테이지(16)에 전달되어, Y 스테이지(16)에 열변형에 의한 왜곡이 생겼을 때, Y 스테이지(16)에 부착된바 미러(35)의 설치상태가 변화하여, 바 미러(35)가 X 방향에서 약간 회전하고, 바 미러(35)에 θ방향의 위치 어긋남이 발생한다. 각 카메라(61)는, 바 미러(35)의 윗면의 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 취득하여, 화상 신호를 도 1의 화상처리장치(60)로 출력한다.
도 1에 있어서, 화상처리장치(60)는, 각 카메라(61)로부터 출력된 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상 신호를 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치를 검출한다. 이 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치의 검출은, 예를 들어, 각 카메라(61)가 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상과, 미리 준비한바 미러(35)에 θ방향의 위치 어긋남이 없을 때의 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 비교하여 행하여진다. 레이저 변위계 제어장치(40)는, 화상처리장치(60)가 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치로부터, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출한다(도 12의 스텝 304).
본 실시의 형태에서는, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)의 표면에, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)를 마련하고, 복수의 카메라(61)에 의하여 바 미러(35)의 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치로부터, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하므로, 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상처리에 의하여, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남이 정밀도 좋게 검출된다.
그러나 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 복수의 레이저 간섭계(33)에 의하여, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하여, 복수의 레이저 간섭계(33)의 측정결과로부터, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하여도 좋다. 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출하기 위한 레이저 간섭계(33)를 이용하여, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출할 수 있다. 혹은 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하기 위한 레이저 간섭계를, 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출하기 위한 레이저 간섭계(33)와 별개로 마련하여도 좋다.
도 12에 있어서, 다음으로, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여 각 이동스테이지의 X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)를 구동하여, 기판(1)을 노광 위치의 첫 번째 쇼트를 행하는 위치로 이동시킨다(스텝 305). 이어서, 주제어장치(70)는, 도시하지 않은 갭 센서의 측정결과에 근거하여, Ｚ－틸트기구를 구동하여, 마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정을 행한다(스텝 306). 다음으로, 주제어장치(70)는, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여 각 이동스테이지의 X 스테이지(14), Y 스테이지(16), 및 θ스테이지(17)를 구동하여, 노광 위치에서 척(10a, 10b)을 XY 방향으로 이동 및 θ방향으로 회전시켜서, 기판(1)의 얼라이먼트를 행한다(스텝 307).
기판(1)의 얼라이먼트(스텝 307)를 행할 때, 레이저 변위계 제어장치(40)는, 주제어장치(70)의 제어에 의하여, 스텝(304)에서 검출한바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남에 근거하여, 2개의 분광간섭 레이저 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출한다. 주제어장치(70)는, 레이저 변위계 제어장치(40)에 의한 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임의 검출결과에 근거하여, 스테이지 구동회로(80a, 80b)를 제어하고, 각 이동스테이지의 θ스테이지(17)에 의하여 척(10a, 10b)을 θ방향으로 회전시켜서, 기판(1)의 θ방향의 위치결정을 행한다. 또한, 주제어장치(70)는, 레이저측장유닛 제어장치(30)에 의한 각 이동스테이지의 XY 방향의 위치의 검출결과에 근거하여, 스테이지 구동회로(80a, 80b)를 제어하고, 각 이동스테이지의 X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)에 의하여 척(10a, 10b)을 XY 방향으로 이동시켜서, 기판(1)의 XY 방향의 위치결정을 행한다.
도 14(a)는 바 미러의 위치 어긋남 관리를 행하지 않은 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면, 도 14(b)는 본 발명에 의하여 바 미러의 위치 어긋남 관리를 행한 경우의 각 쇼트의 노광 영역의 일예를 나타내는 도면이다. 도 14(a), (b)는, 기판(1)의 6개의 노광 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f)을 노광 영역마다 6회의 쇼트로 나누어 노광하는 예를 나타내고 있다.
바 미러(35)에 θ방향의 위치 어긋남이 발생한 경우, 바 미러(35)의 위치 어긋남 관리를 하지 않고, 2개의 분광간섭 레이저 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)이 바 미러(35)와 평행하게 되도록 기판(1)의 θ방향의 위치결정을 행하면, 척(10a, 10b)에 탑재된 기판(1)은, 바 미러(35)가 θ방향으로 위치가 어긋난 만큼, θ방향으로 기울어진 상태로 위치결정이 된다. 그 때문에, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트의 노광 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f)은 기판(1) 상에서 각각 θ방향으로 기울어져 버린다.
예를 들어, 액정디스플레이장치의 제조에 있어서, TFT기판과 컬러필터기판을 합쳐 붙여서 액정패널을 구성하는 작업은, 통상, 기판(1) 상에 복수의 노광 영역이 노광된 상태에서 행하여진다. 그 때문에 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트의 노광 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f)이 기판(1) 상에서 각각 θ방향으로 기울어져 버리면, 각 노광 영역에 형성된 패턴의 위치가, 합쳐 붙이려고 하는 TFT기판 상 또는 컬러필터기판상의 각 노광 영역에 형성된 패턴의 위치가 어긋나버리는 문제가 발생한다.
본 실시의 형태에서는, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하므로, 각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에서 열변형에 의한 왜곡이 생겼을 때, 바 미러(35)의 설치상태가 변화하고, 바 미러(35)에 θ방향으로 위치 어긋남이 생기더라도, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임이 정확하게 검출된다. 따라서, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트의 노광 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f)이 기판(1) 상에서 각각 θ방향으로 기울어지는 일 없이, 각 노광 영역에 형성된 패턴의 위치가 합쳐 붙이려고 하는 TFT기판 상 또는 컬러필터기판상의 각 노광 영역에 형성된 패턴의 위치와 어긋난다는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 도 12에 있어서, 기판(1)의 얼라이먼트(스텝 307)는, 마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정(스텝 306)중에, 얼라이먼트용의 센서가 기판(1) 및 마스크(2)에 마련된 얼라이먼트용 마크를 검출할 수 있는 거리에 마스크(2)와 기판(1)이 접근한 시점부터 개시하여도 좋다. 그 경우, 마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정(스텝 306)과 기판(1)의 얼라이먼트(스텝 307)를 일부 병행하여 행할 수 있으므로, 택트타임이 단축된다.
마스크(2)와 기판(1)과의 갭조정이 종료되고, 쇼트(스텝 308)를 행한 후, 주제어장치(70)는, 모든 쇼트가 종료되었는지의 여부를 판단한다(스텝 309). 모든 쇼트가 종료되지 않은 경우, 주제어장치(70)는, Ｚ－틸트기구를 미리 결정한 마스크(2)와 기판(1)이 접촉할 우려가 없는 퇴피위치로 이동시킨 후, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여 각 이동스테이지의 X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)를 구동하여, 기판(1)의 XY 방향으로의 스텝이동을 행하고(스텝 310), 기판(1)을 다음의 쇼트를 행하는 위치로 이동시킨다. 그리고 스텝(306)으로 되돌아가서, 모든 쇼트에 대하여 쇼트가 종료할 때까지, 스텝(306) 내지 (310)을 반복한다.
모든 쇼트가 종료된 경우, 주제어장치(70)는, Ｚ－틸트기구를 구동하여 마스크(2)와 기판(1)과의 갭을 넓힌 후, 스테이지 구동회로(80a, 80b)에 의하여 각 이동 스테이지의 X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)를 구동하여, 척(10a, 10b)을 로드／언로드 위치로 이동시킨다(스텝 311). 그리고 로드／언로드 위치에 있어서, 척(10a, 10b)으로부터의 기판(1)의 언로드가 행하여진다(스텝 312).
도 15 내지 도 17은, 종래의 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다. 도 15는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 있어서, 척(10a)을 탑재하는 이동스테이지에 부착된 레이저 변위계(42)를 나타내고 있다. 척(10a)의 θ방향의 기울임을 검출하기 위한 전용의 바 미러(44)가, 척(10a)의 Y 방향으로 신장되는 한 측면에 부착되어 있다. 2개의 레이저 변위계(42)는, 각각, 암(46)에 의하여, 바 미러(44)의 높이로 X 스테이지(14)에 부착되어 있다. 척(10b)을 탑재하는 이동스테이지에 부착된바 미러(44) 및 레이저 변위계(42)는, 도 15와 X 방향에 있어서 좌우대칭인 구성으로 되어 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서 사용되고 있는 레이저 변위계(42)는, 삼각측량을 응용한 광학식 변위계로서, 레이저광원으로부터의 레이저광을 피측정물로 조사하고, 피측정물로부터의 반사광을 CCD센서 등의 수광소자로 수광하여, 피측정물의 변위를 측정하는 것이다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 척(10a, 10b)에 바 미러(44)를 부착하고, X 스테이지(14)에 마련한 복수의 레이저 변위계(42)에 의하여, 바 미러(44)의 변위를 복수 개소에서 측정하여, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하고 있다. 그 때문에, 전용의 바 미러(44)가 필요하게 되는데, 이 바 미러(44)는, 표면을 고정밀도로 평탄하게 가공할 필요가 있기 때문에, 매우 고가이고 막대한 비용이 든다.
본 실시의 형태에서는, 척(10a, 10b)에 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)를 마련하고, 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)에 의하여, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고, 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하므로, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)가, 레이저 간섭계(33)를 사용한 이동스테이지의 위치의 검출과, 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)를 사용한 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출함에 겸용되어, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하기 위한 전용의 바 미러가 필요 없게 된다.
도 16은, 도 15에 나타낸 상태에서, 척(10a)을 Y 스테이지(16)에 의하여 Y 방향으로 이동한 상태를 나타내고 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, X 스테이지(14)에 레이저 변위계(42)를 마련하고 있기 때문에, 노광 위치에 있어서의 기판의 스텝이동시에, 척(10a, 10b)을 Y 스테이지(16)에 의하여 Y 방향으로 이동하면, 도 15 및 도 16에서 나타내는 바와 같이, 바 미러(44)의 위치가 레이저 변위계(42)에 대하여 변화한다. 그 때문에, 측정결과에는 바 미러(44)의 평탄도에 의한 오차가 포함될 우려가 있었다.
도 17(a)는, 도 15에 나타낸 상태에서, 척(10a)이 θ방향으로 기울어졌을 때의 레이저 변위계(42)와 바 미러(44)와의 위치관계를 나타내고, 도 17(b)는, 도 16에 나타낸 상태에서, 척(10a)이 θ방향으로 기울어진 때의 레이저 변위계(42)와 바 미러(44)와의 위치관계를 나타내고 있다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이, 복수의 레이저 변위계(42)를 사용하여 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출하는 경우, 복수의 레이저 변위계(42)를 보다 간격을 두고 설치할수록, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 그러나 레이저 변위계(42)의 출력특성은 직선성이 부족하여, 측정범위를 넓히면 측정오차가 커진다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재된 기술에서는, 척(10a, 10b)이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척(10a, 10b)을 Y 스테이지(16)에 의하여 Y 방향으로 이동하면, 도 17(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 각 레이저 변위계(42)로부터 바 미러(44)까지의 거리가 변동하기 때문에, 복수의 레이저 변위계(42)를 보다 간격을 두고 설치하면, 레이저 변위계(42)의 측정범위가 넓어지고, 측정오차가 커질 우려가 있었다.
도 18 및 도 19는, 분광간섭 레이저 변위계의 동작을 설명하는 도면이다. 도 18 및 도 19는, 기판(1)을 각 쇼트를 행하는 위치로 이동한 상태를 나타내고 있고, 도 19에서는, 척(10a, 10b)이, 각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 의하여, 도 18에 나타낸 상태에서 Y 방향으로 이동되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 노광 위치에 있어서의 기판(1)의 스텝이동시에, 척(10a, 10b)을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 분광간섭 레이저 변위계(41)가 항상 바 미러(35)의 동일한 개소에 대하여 측정을 행하기 때문에, 바 미러(35)의 평탄도에 의한 측정오차가 없어진다. 또한, 척(10a, 10b)이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척(10a, 10b)을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 분광간섭 레이저 변위계(41)로부터 바 미러(35)까지의 거리가 변동하지 않고, 측정범위가 넓어지지 않으므로, 복수의 분광간섭 레이저 변위계(41)를 보다 간격을 두고 설치할 수 있다.
또한, 레이저 변위계(42)의 출력특성은, 설치상태에 의하여 변동하고, 피측정물의 미소한 각도변화에 대하여 선 형성이 달라진다. 그 때문에, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 복수의 레이저 변위계(42)를 사용하여 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 경우, 각 레이저 변위계의 측정치에 척(10a, 10b)의 각도에 의존한 변동치가 포함되어, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 고정밀도로 검출할 수 없는 우려가 있었다.
본 실시의 형태에서 사용하는 분광간섭 레이저 변위계(41)는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에서 사용되고 있는 레이저 변위계(42)에 비하여, 피측정물의 미소한 각도변화에 의한 출력특성의 변화가 작고 고정밀도이나, 측정범위가 좁다. 본 발명에서는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술과 달리, 척(10a, 10b)이 θ방향으로 기울어진 상태에서, 척(10a, 10b)을 이동스테이지에 의하여 XY 방향으로 이동하여도, 분광간섭 레이저 변위계(41)로부터 바 미러(35)까지의 거리가 변동하지 않으므로, 측정범위가 좁고 고정밀도인 분광간섭 레이저 변위계(41)를 사용할 수가 있어, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 보다 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
이상 설명한 본 실시의 형태에 의하면, 각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 바 미러(35)를 부착하고, 레이저 간섭계(33)에 의하여, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고, 측정결과로부터, 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출하고, 각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고, 척(10a, 10b)에 복수의 광학식 변위계(41)를 마련하고, 복수의 광학식 변위계(41)에 의하여, 각 이동스테이지의 Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계(41)의 측정결과로부터, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 검출함으로써, 염가인 구성으로, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 정밀도 좋게 검출하여, 기판(1)의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 행할 수가 있다.
게다가, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)의 표면은, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)를 마련하고, 바 미러(35)에 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상을 처리하여 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 위치로부터 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출함으로써, 각 위치 어긋남의 검출용 마크(37)의 화상처리에 의하여, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.
혹은, 복수의 레이저 간섭계(33)에 의하여, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하고, 복수의 레이저 간섭계(33)의 측정결과로부터, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출함으로써, 각 이동스테이지의 Y 방향의 위치를 검출하기 위한 레이저 간섭계(33)를 이용하여, 바 미러(35)의 θ방향의 위치 어긋남을 검출할 수가 있다.
게다가, 광학식 변위계로서, 분광간섭 레이저 변위계(41)를 사용함으로써, 척(10a, 10b)의 θ방향의 기울임을 정밀도를 좋게 검출할 수가 있다.
또한, 복수의 레이저 간섭계(33)에 의하여, 레이저광원(31)으로부터의 레이저광과 바 미러(35)에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하고, 복수의 레이저 간섭계(33)의 측정결과로부터, X 스테이지(14) 및 Y 스테이지(16)가 이동할 때의 요잉을 검출함으로써, Y 스테이지(16)에 부착한바 미러(35)를 이용하여, 이동스테이지가 이동할 때의 요잉을 검출할 수가 있다.
본 발명의 프록시미티 노광장치를 사용하여 기판의 노광을 행하거나, 혹은 본 발명의 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 사용하여 기판의 위치결정을 하여 기판의 노광을 행함으로써, 노광시의 기판의 θ방향의 위치결정을 정밀도 좋게 할 수가 있으므로, 패턴의 프린트를 정밀도 좋게 행하고, 고품질의 기판을 제조하는 것이 가능하다.
예를 들어, 도 20은, 액정디스플레이장치의 TFT기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다. 박막형성공정(스텝 101)에서는, 스패터법이나 플라스마화학기상성장(ＣＶＤ)법 등에 의하여, 기판상에 액정구동용의 투명전극이 되는 도전체막이나 절연체막 등의 박막을 형성한다. 레지스트 도포공정(스텝 102)에서는 롤도포법 등에 의하여 감광수지재료(포토레지스트)를 도포하고, 박막형성공정(스텝 101)에서 형성한 박막 상에 포토레지스트막을 형성한다. 노광 공정(스텝 103)에서는, 프록시미티 노광장치나 투영 노광장치 등을 사용하여, 마스크의 패턴을 포토레지스트막에 전사한다. 현상공정(스텝 104)에서는, 샤워현상법 등에 의하여 현상액을 포토레지스트막 상에 공급하고, 포토레지스트막의 불필요한 부분을 제거한다. 에칭 공정(스텝 105)에서는, 웨트에칭에 의하여, 박막형성공정(스텝 101)에서 형성한 박막 내에 포토레지스트막으로 마스크되어 있지 않은 부분을 제거한다. 박리공정(스텝 106)에서는, 에칭 공정(스텝 105)에서의 마스크의 역할을 마친 포토레지스트막을, 박리액에 의하여 박리한다. 이들의 각 공정 전 또는 후에는, 필요에 따라서, 기판의 세척／건조공정이 실시된다. 이들의 공정을 수회 반복하여, 기판상에 TFT 어레이가 형성된다.
또한, 도 21은, 액정디스플레이장치의 컬러필터기판의 제조공정의 일예를 나타내는 플로차트이다. 블랙매트릭스 형성공정(스텝 201)에서는, 레지스트도포, 노광, 현상, 에칭, 박리 등의 처리에 의하여, 기판상에 블랙매트릭스를 형성한다. 착색패턴 형성공정(스텝 202)에서는, 염색법, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 등에 의하여, 기판상에 착색패턴을 형성한다. 이 공정을 Ｒ, Ｇ, Ｂ의 착색패턴에 대하여 반복한다. 보호막 형성공정(스텝 203)에서는 착색패턴 상에 보호막을 형성하고, 투명전극막 형성공정(스텝 204)에서는 보호막 상에 투명전극막을 형성한다. 이들의 각 공정 전, 도중 또는 후에는, 필요에 따라 기판의 세척／건조공정이 실시된다.
도 20에 나타낸 TFT기판의 제조공정에서는, 노광 공정(스텝 103)에 있어서, 도 21에 나타낸 컬러필터기판의 제조공정에서는, 블랙매트릭스 형성공정(스텝 201)의 노광 처리에 있어서, 본 발명의 프록시미티 노광장치 및 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 적용할 수가 있다.
1…기판 2…마스크
10a, 10b…척 11…주 스테이지 베이스
11a, 11b…부 스테이지 베이스
12…베이스 13…X 가이드
14…X 스테이지 15…Y 가이드
16…Y 스테이지 17…θ스테이지
19…척 지지대 20…마스크 홀더
30…레이저측장유닛 제어장치 31…레이저광원
32a, 32b, 33…레이저 간섭계 34a, 34b, 35…바 미러
36…암 37…위치 어긋남의 검출용 마크
40…레이저 변위계 제어장치 41…분광간섭 레이저 변위계
50…부착구 60…화상처리장치
61…카메라 70…주제어장치
71, 72…입출력 인터페이스회로 80a, 80b…스테이지 구동회로
10a, 10b…척 11…주 스테이지 베이스
11a, 11b…부 스테이지 베이스
12…베이스 13…X 가이드
14…X 스테이지 15…Y 가이드
16…Y 스테이지 17…θ스테이지
19…척 지지대 20…마스크 홀더
30…레이저측장유닛 제어장치 31…레이저광원
32a, 32b, 33…레이저 간섭계 34a, 34b, 35…바 미러
36…암 37…위치 어긋남의 검출용 마크
40…레이저 변위계 제어장치 41…분광간섭 레이저 변위계
50…부착구 60…화상처리장치
61…카메라 70…주제어장치
71, 72…입출력 인터페이스회로 80a, 80b…스테이지 구동회로
Claims (10)
- 기판을 지지하는 척과, 마스크를 유지하는 마스크 홀더를 구비하고, 마스크와 기판과의 사이에 미소한 갭을 마련하고, 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티 노광장치에 있어서,
X 방향(또는 Y 방향)으로 이동하는 제1의 스테이지, 제1의 스테이지에 탑재되어 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지, 및 제2의 스테이지에 탑재되어 θ방향으로 회전하는 제 3의 스테이지를 가지고, 상기 척을 탑재하여, 상기 척에 지지된 기판의 위치결정을 행하는 이동스테이지와,
레이저광을 발생하는 광원, 상기 제1의 스테이지에 부착된 제1의 반사수단, 상기 제2의 스테이지에 부착된 제2의 반사수단, 광원으로부터의 레이저광과 제1의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하는 제1의 레이저 간섭계, 및 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하는 제2의 레이저 간섭계를 가지는 레이저측장유닛과,
상기 제1의 레이저 간섭계 및 상기 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 상기 이동스테이지의 XY 방향의 위치를 검출하는 제1의 검출수단과,
상기 제2의 스테이지에 부착된 상기 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 위치 어긋남 검출수단과,
상기 척에 마련되고, 상기 제2의 스테이지에 부착된 상기 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하는 복수의 광학식 변위계와,
상기 위치 어긋남 검출수단에 의하여 검출한 상기 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남에 근거하여, 상기 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터, 상기 척의 θ방향의 기울임을 검출하는 제2의 검출수단과,
상기 이동스테이지를 구동하는 스테이지 구동회로와,
상기 제2의 검출수단의 검출결과에 근거하여, 상기 스테이지 구동회로를 제어하고, 상기 제 3의 스테이지에 의하여 상기 척을 θ방향으로 회전시켜서, 기판의 θ방향의 위치결정을 행하고, 상기 제1의 검출수단의 검출결과에 근거하여, 상기 스테이지 구동회로를 제어하고, 상기 제1의 스테이지 및 상기 제2의 스테이지에 의하여 상기 척을 XY 방향으로 이동시켜서, 기판의 XY 방향의 위치결정을 행하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제2의 스테이지에 부착된 상기 제2의 반사수단은, 표면에 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크를 가지고,
상기 위치 어긋남 검출수단은, 상기 제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하는 복수의 화상취득장치와, 각 화상취득장치에 의하여 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하는 화상처리장치를 가지고, 그 화상처리장치에 의하여 검출된 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터, 상기 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 레이저측장유닛은, 상기 제2의 레이저 간섭계를 복수 가지고,
상기 위치 어긋남 검출수단은, 상기 복수의 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 상기 제2의 스테이지에 부착된 상기 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 광학식 변위계는, 넓은 파장 대역의 빛을 참조 반사면 및 피측정물로 조사하고, 참조반사면으로부터의 반사광과 피측정물로부터의 반사광과의 간섭광의 파장 및 강도로부터, 피측정물까지의 거리를 측정하는 분광간섭 레이저 변위계인 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치.
- 기판을 지지하는 척과, 마스크를 유지하는 마스크 홀더를 구비하고, 마스크와 기판과의 사이에 미소한 갭을 마련하여, 마스크의 패턴을 기판으로 전사하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법으로서,
X 방향(또는 Y 방향)으로 이동하는 제1의 스테이지, 제1의 스테이지에 탑재되어 Y 방향(또는 X 방향)으로 이동하는 제2의 스테이지, 및 제2의 스테이지에 탑재되어 θ방향으로 회전하는 제 3의 스테이지를 가지는 이동스테이지에 척을 탑재하고,
제1의 스테이지에 제1의 반사수단을 부착하고, 제1의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제1의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고,
제2의 스테이지에 제2의 반사수단을 부착하고, 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 측정하고,
제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하고,
척에 복수의 광학식 변위계를 마련하고, 복수의 광학식 변위계에 의하여, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단까지의 거리를 복수 개소에서 측정하고,
제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남의 검출결과에 근거하여, 복수의 광학식 변위계의 측정결과로부터 척의 θ방향의 기울임을 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제 3의 스테이지에 의하여 척을 θ방향으로 회전시켜서 기판의 θ방향의 위치결정을 행하고,
제1의 레이저 간섭계 및 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터 이동스테이지의 XY 방향의 위치를 검출하고, 검출결과에 근거하여, 제1의 스테이지 및 제2의 스테이지에 의하여 척을 XY 방향으로 이동하여 기판의 XY 방향의 위치결정을 행하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법.
- 제 5항에 있어서,
제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 표면에, 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크를 마련하고,
제2의 반사수단의 복수의 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 취득하고, 취득한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 화상을 처리하여, 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치를 검출하고, 검출한 각 위치 어긋남의 검출용 마크의 위치로부터, 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법.
- 제 5항에 있어서,
복수의 제2의 레이저 간섭계에 의하여, 광원으로부터의 레이저광과 제2의 반사수단에 의하여 반사된 레이저광과의 간섭을 복수 개소에서 측정하고,
복수의 제2의 레이저 간섭계의 측정결과로부터, 제2의 스테이지에 부착한 제2의 반사수단의 θ방향의 위치 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법. - 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
광학식 변위계로서, 넓은 파장 대역의 빛을 참조 반사면 및 피측정물로 조사하고, 참조반사면으로부터의 반사광과 피측정물로부터의 반사광과의 간섭광의 파장 및 강도로부터, 피측정물까지의 거리를 측정하는 분광간섭 레이저 변위계를 사용하는 것을 특징으로 하는 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 프록시미티 노광장치를 사용하여 기판의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 표시용 패널기판의 제조방법.
- 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 프록시미티 노광장치의 기판위치 결정방법을 사용하여 기판을 위치결정하고, 기판의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 표시용 패널기판의 제조방법.
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