JP2013205678A - Proximity exposure device, substrate positioning method of proximity exposure device, and manufacturing method of display panel substrate - Google Patents
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Description
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置の基板位置決め方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、移動ステージにより基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置の基板位置決め方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
The present invention relates to a proximity exposure apparatus that exposes a substrate using a proximity method in manufacturing a display panel substrate such as a liquid crystal display device, a substrate positioning method of the proximity exposure apparatus, and a display panel using the same. BACKGROUND OF THE
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のTFT(Thin Film Transistor)基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機EL(Electroluminescence)表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙(プロキシミティギャップ)を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。 Manufacturing of TFT (Thin Film Transistor) substrates, color filter substrates, plasma display panel substrates, organic EL (Electroluminescence) display panel substrates, and the like of liquid crystal display devices used as display panels is performed using photolithography using an exposure apparatus. This is performed by forming a pattern on the substrate by a technique. As an exposure apparatus, a projection method in which a mask pattern is projected onto a substrate using a lens or a mirror, and a minute gap (proximity gap) is provided between the mask and the substrate to transfer the mask pattern to the substrate. There is a proximity method. The proximity method is inferior in pattern resolution performance to the projection method, but the configuration of the irradiation optical system is simple, the processing capability is high, and it is suitable for mass production.
近年、表示用パネルの各種基板の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基板を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、1枚の基板から1枚又は複数枚の表示用パネル基板を製造している。その場合、プロキシミティ方式では、基板の一面を一括して露光しようとすると、基板と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基板より比較的小さなマスクを用い、移動ステージにより基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。 In recent years, in the manufacture of various substrates for display panels, a relatively large substrate is prepared in order to cope with an increase in size and a variety of sizes, and one or a plurality of substrates can be selected from one substrate depending on the size of the display panel. Manufactures display panel substrates. In this case, in the proximity method, if one surface of the substrate is to be exposed all at once, a mask having the same size as the substrate is required, which further increases the cost of the expensive mask. Therefore, a method in which a mask that is relatively smaller than the substrate is used, the substrate is moved stepwise in the XY directions by a moving stage, and one surface of the substrate is divided into a plurality of shots for exposure.
プロキシミティ露光装置において、パターンの焼付けを精度良く行うためには、露光時の基板の位置決めを精度良く行わなければならない。基板の位置決めを行う移動ステージは、X方向へ移動するXステージと、Y方向へ移動するYステージと、θ方向へ回転するθステージとを備え、基板を支持するチャックを搭載して、XY方向へ移動及びθ方向へ回転する。特許文献1には、基板を位置決めする際に、レーザー測長系を用いて移動ステージのXY方向の位置を検出する技術が開示されている。レーザー測長系は、レーザー光を発生するレーザー光源と、チャックに取り付けられた反射手段(バーミラー)と、レーザー光源からのレーザー光と反射手段(バーミラー)により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを備えている。
In the proximity exposure apparatus, in order to perform pattern printing with high accuracy, the substrate must be positioned accurately during exposure. The moving stage for positioning the substrate includes an X stage that moves in the X direction, a Y stage that moves in the Y direction, and a θ stage that rotates in the θ direction. And rotate in the θ direction.
表示用パネル基板等の製造において、露光精度の管理には、基板上の基準点を原点とした位置座標でパターンの位置の精度を管理する絶対位置精度管理と、パターンの間隔を一定にするトータルピッチ精度管理とがある。一般に、絶対位置精度管理では、パターンの位置ずれ量の許容値が数百μm程度であるのに対し、トータルピッチ精度管理では、パターンの間隔の相違の許容値が数μm程度であり、厳格な精度管理が必要となる。 In the manufacture of display panel substrates, etc., the exposure accuracy is managed by absolute position accuracy management that manages the accuracy of the pattern position using the position coordinates with the reference point on the substrate as the origin, and a total that keeps the pattern spacing constant. There is pitch accuracy management. In general, in the absolute position accuracy management, the allowable value of the amount of positional deviation of the pattern is about several hundred μm, whereas in the total pitch accuracy management, the allowable value of the difference in the pattern interval is about several μm, which is strict. Accuracy control is required.
従来、プロキシミティ露光装置では、基板上の基準点を原点とした位置座標を用いて、基板の位置決めを行っていた。しかしながら、移動ステージにより基板をXY方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する場合、各ショットにおける基板の位置決め誤差により、基板全体としてパターンの間隔が変動し、ショット数が多くなる程、各ショットにおける基板の位置決め誤差が蓄積されて、トータルピッチ精度が低下するという問題があった。 Conventionally, in a proximity exposure apparatus, a substrate is positioned using position coordinates with a reference point on the substrate as an origin. However, when the substrate is moved stepwise in the X and Y directions by the moving stage, and one surface of the substrate is divided into a plurality of shots, the pattern spacing of the entire substrate varies due to the substrate positioning error in each shot, and the number of shots As the number increases, the substrate positioning error in each shot accumulates, resulting in a problem that the total pitch accuracy decreases.
本発明の課題は、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、各ショットにおける基板の位置決め誤差によるトータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行うことである。また、本発明の課題は、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、トータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行い、高品質な表示用パネル基板を製造することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to perform pattern printing with high accuracy by suppressing a decrease in total pitch accuracy due to a positioning error of a substrate in each shot when exposing one side of a substrate in a plurality of shots. Another object of the present invention is to manufacture a high-quality display panel substrate by suppressing the decrease in total pitch accuracy and performing pattern printing with high accuracy when exposing one side of a substrate in a plurality of shots. That is.
本発明のプロキシミティ露光装置は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、チャックを搭載して移動する移動ステージとを備え、移動ステージによりチャックを移動して基板のXY方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置において、レーザー光を発生するレーザー光源、移動ステージに取り付けられた複数の反射手段、及びレーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、レーザー測長系の各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出する第1の検出手段と、移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、各ショットにおいて、移動ステージの目標位置を決定し、第1の検出手段による移動ステージの位置の検出結果に基づき、ステージ駆動回路を制御し、移動ステージを目標位置へ移動させて、基板の位置決めを行う制御手段とを備え、制御手段が、2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板の位置決め後に第1の検出手段により検出された移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正するものである。 The proximity exposure apparatus of the present invention includes a mask holder that holds a mask, a chuck that supports a substrate, and a moving stage that moves by mounting the chuck, and the chuck is moved by the moving stage in the XY direction of the substrate. In a proximity exposure apparatus that divides and exposes one side of a substrate into a plurality of shots, a laser light source that generates laser light, a plurality of reflecting means attached to a moving stage, and laser light from the laser light source Measuring position of the moving stage from the laser length measurement system with multiple laser interferometers that measure the interference between the laser beam reflected by each reflecting means and the laser light at multiple locations, and the measurement results of each laser interferometer in the laser length measurement system In each shot, the first detection means for detecting the stage, the stage drive circuit for driving the moving stage, Control means for determining the target position of the moving stage, controlling the stage driving circuit based on the detection result of the position of the moving stage by the first detecting means, and moving the moving stage to the target position to position the substrate; In the second and subsequent shots, the control means moves from the position of the moving stage detected by the first detection means after positioning the substrate in the shot that has already been taken, in the shot that has already been performed. A deviation amount of the stage position from the target position is detected, and the target position of the moving stage in a shot to be performed is corrected based on the detected deviation amount.
また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、チャックを搭載して移動する移動ステージとを備え、移動ステージによりチャックを移動して基板のXY方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法であって、移動ステージにレーザー測長系の複数の反射手段を取り付け、レーザー測長系の複数のレーザー干渉計により、レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出し、各ショットにおいて、移動ステージの目標位置を決定し、移動ステージの位置の検出結果に基づき、移動ステージを目標位置へ移動して、基板の位置決めを行い、2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板の位置決め後に検出した移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正するものである。 Further, the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention comprises a mask holder for holding a mask, a chuck for supporting the substrate, and a moving stage for moving the chuck and moving the chuck by the moving stage. This is a substrate positioning method for proximity exposure equipment that performs step movement of the substrate in the X and Y directions and divides and exposes one side of the substrate into a plurality of shots, and a plurality of laser length measuring system reflection means are attached to the moving stage. The laser stage interferometers measure the interference between the laser light from the laser light source and the laser light reflected by each reflecting means at multiple locations. From the measurement results of each laser interferometer, the moving stage The position of the moving stage is determined for each shot, and the target position of the moving stage is determined for each shot. Subsequently, the moving stage is moved to the target position, the substrate is positioned, and in the second and subsequent shots, from the position of the moving stage detected after the positioning of the substrate in the shot that has already been performed, in the shot that has already been performed, The amount of deviation of the position of the moving stage from the target position at the time of exposure is detected, and the target position of the moving stage in a shot to be performed is corrected based on the detected amount of deviation.
既に行われたショットにおいて、露光時の移動ステージの位置が許容値の範囲内で目標位置からずれても、これから行うショットでは、そのずれ量に基づいて移動ステージの位置の目標位置が補正されるので、既に行われたショットにおけるずれ量が打ち消されて、各ショットにおける基板の位置決め誤差が蓄積されない。従って、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、各ショットにおける基板の位置決め誤差によるトータルピッチ精度の低下が抑制され、パターンの焼付けが精度良く行われる。また、1回目のショットでは、基板の位置決めを高精度に行う必要がなくなるので、1回目のショットにおける基板の位置決め時間が短くなり、タクトタイムが短縮される。 Even if the position of the moving stage at the time of exposure deviates from the target position within the allowable range in the shot that has already been performed, the target position of the position of the moving stage is corrected based on the amount of deviation in the shot that will be performed in the future. Therefore, the deviation amount in the shot that has already been performed is canceled, and the positioning error of the substrate in each shot is not accumulated. Therefore, when one surface of the substrate is exposed by being divided into a plurality of shots, a decrease in total pitch accuracy due to substrate positioning errors in each shot is suppressed, and pattern printing is performed with high accuracy. Further, since it is not necessary to position the substrate with high accuracy in the first shot, the time required for positioning the substrate in the first shot is shortened, and the tact time is shortened.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、基板上の精度管理点の位置を入力する入力装置を備え、制御手段が、既に行われた精度管理点を含むショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正するものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、既に行われた基板上の精度管理点を含むショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正するものである。トータルピッチ精度管理を行う際の基板上の精度管理点の数及び位置は、基板の種類によって異なり、基板の種類に応じて適切なトータルピッチ精度管理が行われる。 Further, the proximity exposure apparatus of the present invention includes an input device for inputting the position of the quality control point on the substrate, and the control means is the position of the moving stage at the time of exposure in the shot including the quality control point already performed. The amount of deviation from the target position is accumulated, and the target position of the moving stage in a shot to be performed is corrected. In addition, the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus according to the present invention accumulates the deviation amount from the target position of the position of the moving stage at the time of exposure in the shot including the accuracy control point on the substrate already performed. The target position of the moving stage in the shot to be performed is corrected. The number and position of accuracy control points on the substrate when performing total pitch accuracy management vary depending on the type of substrate, and appropriate total pitch accuracy management is performed according to the type of substrate.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、チャックに支持された基板の位置を検出する第2の検出手段と、マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出する第3の検出手段とを備え、制御手段が、第1の検出手段により検出された移動ステージの位置と、第2の検出手段により検出された基板の位置とから、チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、チャックに対する基板の位置ずれ量、及び第3の検出手段により検出されたマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定するものである。 Furthermore, the proximity exposure apparatus of the present invention includes second detection means for detecting the position of the substrate supported by the chuck, and third detection means for detecting the amount of displacement of the mask held by the mask holder. And the control means detects the amount of displacement of the substrate relative to the chuck from the position of the moving stage detected by the first detection means and the position of the substrate detected by the second detection means, and the substrate relative to the chuck The target position of the moving stage in each shot is determined based on the amount of positional deviation and the amount of positional deviation of the mask detected by the third detecting means.
また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、チャックに支持された基板の位置を検出し、移動ステージの位置と基板の位置とから、チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出し、チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定するものである。 Further, the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention detects the position of the substrate supported by the chuck, detects the amount of displacement of the substrate with respect to the chuck from the position of the moving stage and the position of the substrate, and The amount of displacement of the mask held by the holder is detected, and the target position of the moving stage in each shot is determined based on the amount of displacement of the substrate relative to the chuck and the amount of displacement of the mask.
通常、基板は、基板搬送ロボットを用いてチャックへ搬入されるが、その際、基板搬送ロボットの移動誤差により、チャックに搭載された基板の位置ずれが発生する。また、各ショットにおいて、マスクと基板とのギャップ合わせを行うとき、マスクと基板と間の空気によりマスクが上方向へ押されて変形し、変形したマスクが元に戻る際に、マスクの位置ずれが発生する。チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出し、チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定するので、チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に応じて、各ショットにおける補正前の移動ステージの目標位置が適切に決定される。 Usually, the substrate is carried into the chuck by using the substrate transport robot. At this time, a position error of the substrate mounted on the chuck occurs due to a movement error of the substrate transport robot. In each shot, when aligning the gap between the mask and the substrate, the mask is displaced upward by the air between the mask and the substrate, and the mask is displaced when the deformed mask returns. Will occur. The amount of displacement of the substrate relative to the chuck is detected, the amount of displacement of the mask held by the mask holder is detected, and the target of the moving stage in each shot is determined based on the amount of displacement of the substrate relative to the chuck and the amount of displacement of the mask. Since the position is determined, the target position of the movable stage before correction in each shot is appropriately determined according to the amount of positional deviation of the substrate with respect to the chuck and the amount of positional deviation of the mask.
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うものである。基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、トータルピッチ精度の低下が抑制されて、パターンの焼付けが精度良く行われるので、高品質な表示用パネル基板が製造される。 The method for producing a display panel substrate according to the present invention exposes a substrate using any one of the above-described proximity exposure apparatuses or uses the substrate positioning method of any one of the above-described proximity exposure apparatuses to form a substrate. Positioning is performed to expose the substrate. When exposing one side of the substrate in a plurality of shots, the total pitch accuracy is prevented from being lowered and pattern printing is performed with high accuracy, so that a high-quality display panel substrate is manufactured.
本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板の位置決め後に検出した移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することにより、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、各ショットにおける基板の位置決め誤差によるトータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行うことができる。また、1回目のショットでは、基板の位置決めを高精度に行う必要がなくなるので、1回目のショットにおける基板の位置決め時間を短くして、タクトタイムを短縮することができる。 According to the proximity exposure apparatus and the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention, in the second and subsequent shots, shots that have already been performed from the position of the moving stage detected after positioning the substrate in the shots that have already been performed. In the exposure, the amount of shift of the position of the moving stage from the target position is detected, and based on the detected amount of shift, the target position of the moving stage in the shot to be performed is corrected to make one surface of the substrate into a plurality of shots. When the exposure is performed separately, it is possible to suppress the decrease in the total pitch accuracy due to the positioning error of the substrate in each shot and perform the pattern printing with high accuracy. Further, since it is not necessary to position the substrate with high precision in the first shot, the time required for positioning the substrate in the first shot can be shortened, and the tact time can be shortened.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、既に行われた基板上の精度管理点を含むショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することにより、基板の種類に応じて適切なトータルピッチ精度管理を行うことができる。 Furthermore, according to the proximity exposure apparatus and the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention, the deviation of the position of the moving stage from the target position at the time of exposure in the shot including the accuracy control point on the substrate that has already been performed. By accumulating the amount and correcting the target position of the moving stage in a shot to be performed from now on, appropriate total pitch accuracy management can be performed according to the type of the substrate.
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出し、チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定することにより、チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に応じて、各ショットにおける補正前の移動ステージの目標位置を適切に決定することができる。 Further, according to the proximity exposure apparatus and the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention, the amount of displacement of the substrate with respect to the chuck is detected, the amount of displacement of the mask held by the mask holder is detected, and the amount of displacement of the substrate with respect to the chuck is detected. By determining the target position of the moving stage in each shot based on the amount of substrate displacement and the amount of mask displacement, the amount of substrate displacement relative to the chuck and the amount of mask displacement in each shot are determined. The target position of the moving stage before correction can be appropriately determined.
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、トータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行い、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。 According to the method for manufacturing a display panel substrate of the present invention, when exposing one side of a substrate in a plurality of shots, a reduction in total pitch accuracy is suppressed, pattern printing is performed with high accuracy, and high-quality display is performed. Panel substrates can be manufactured.
図1は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、複数のチャックを有するプロキシミティ露光装置の例を示している。プロキシミティ露光装置は、複数のチャック10a,10b、主ステージベース11、複数の副ステージベース11a,11b、台12、Xガイド13、複数の移動ステージ、マスクホルダ20、レーザー測長系制御装置30、複数の第1のレーザー測長系、第2のレーザー測長系、レーザー変位計制御装置40、レーザー変位計42,43、バーミラー44、基板位置検出装置、マスク位置検出装置、主制御装置70、入出力インタフェース回路71,72、ステージ駆動回路80a,80b、及び入力装置90を含んで構成されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板1をチャック10へ搬入し、また基板1をチャック10から搬出する基板搬送ロボット、露光光を照射する照射光学系、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment shows an example of a proximity exposure apparatus having a plurality of chucks. The proximity exposure apparatus includes a plurality of
なお、本実施の形態では、チャック、副ステージベース、移動ステージ、第1のレーザー測長系及びステージ駆動回路がそれぞれ2つ設けられているが、これらをそれぞれ1つ又は3つ以上設けてもよい。また、以下に説明する実施の形態におけるXY方向は例示であって、X方向とY方向とを入れ替えてもよい。 In this embodiment, two chucks, sub-stage bases, moving stages, first laser length measurement systems, and stage drive circuits are provided, but one or more of these may be provided. Good. Further, the XY directions in the embodiments described below are examples, and the X direction and the Y direction may be interchanged.
図1において、基板1の露光を行う露光位置の上空に、マスク2を保持するマスクホルダ20が設置されている。マスクホルダ20には、露光光が通過する開口20aが設けられており、開口20aの下方には、マスク2が装着されている。マスクホルダ20の下面の開口20aの周囲には、吸着溝が設けられており、マスクホルダ20は、吸着溝により、マスク2の周辺部を真空吸着して保持している。マスクホルダ20に保持されたマスク2の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク2を透過して基板1へ照射されることにより、マスク2のパターンが基板1の表面に転写され、基板1上にパターンが形成される。
In FIG. 1, a
マスクホルダ20の下方には、主ステージベース11が配置されている。主ステージベース11の左右には、主ステージベース11のX方向に隣接して副ステージベース11a,11bが配置されている。主ステージベース11のY方向には、台12が取り付けられている。チャック10aは、後述する移動ステージによって、副ステージベース11a上のロード/アンロード位置と主ステージベース11上の露光位置との間を移動される。また、チャック10bは、後述する移動ステージによって、副ステージベース11b上のロード/アンロード位置と主ステージベース11上の露光位置との間を移動される。
A
基板1は、副ステージベース11a,11b上のロード/アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、チャック10a,10bへ搬入され、またチャック10a,10bから搬出される。チャック10a,10bへの基板1のロード及びチャック10a,10bからの基板1のアンロードは、チャック10a,10bに設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック10a,10bの内部に収納されており、チャック10a,10bの内部から上昇して、基板1をチャック10a,10bにロードする際、基板搬送ロボットから基板1を受け取り、基板1をチャック10a,10bからアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板1を受け渡す。チャック10a,10bは、基板1を真空吸着して支持する。基板1の表面には、フォトレジストが塗布されている。
The
図2は、チャック10aが露光位置にあり、チャック10bがロード/アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図3は、チャック10aが露光位置にあり、チャック10bがロード/アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。図2において、主ステージベース11上及び副ステージベース11a,11b上には、主ステージベース11上から副ステージベース11a,11b上へX方向に伸びるXガイド13が設けられている。
FIG. 2 is a top view showing a state in which the
図3において、チャック10a,10bは、それぞれ移動ステージに搭載されている。各移動ステージは、Xステージ14、Yガイド15、Yステージ16、θステージ17、及びチャック支持台19を含んで構成されている。Xステージ14は、Xガイド13に搭載され、Xガイド13に沿ってX方向へ移動する。Yステージ16は、Xステージ14上に設けられたYガイド15に搭載され、Yガイド15に沿ってY方向(図3の図面奥行き方向)へ移動する。θステージ17は、Yステージ16に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台19は、θステージ17に搭載され、チャック10a,10bを複数箇所で支持する。
In FIG. 3, chucks 10a and 10b are each mounted on a moving stage. Each moving stage includes an
各移動ステージのXステージ14のX方向への移動及びYステージ16のY方向への移動により、チャック10aは、副ステージベース11a上のロード/アンロード位置と主ステージベース11上の露光位置との間を移動され、チャック10bは、副ステージベース11b上のロード/アンロード位置と主ステージベース11上の露光位置との間を移動される。図4は、チャック10bが露光位置にあり、チャック10aがロード/アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図5は、チャック10bが露光位置にあり、チャック10aがロード/アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。副ステージベース11a,11b上のロード/アンロード位置において、各移動ステージのXステージ14のX方向への移動、Yステージ16のY方向への移動、及びθステージ17のθ方向への回転により、チャック10a,10bに搭載された基板1のプリアライメントが行われる。
By moving the movable stage in the X direction of the
主ステージベース11上の露光位置において、各移動ステージのXステージ14のX方向への移動及びYステージ16のY方向への移動により、チャック10a,10bに保持された基板1のXY方向へのステップ移動が行われる。また、図示しないZ−チルト機構によりマスクホルダ20をZ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク2と基板1とのギャップ合わせが行われる。そして、各移動ステージのXステージ14のX方向への移動、Yステージ16のY方向への移動、及びθステージ17のθ方向への回転により、露光時の基板1の位置決めが行われる。
At the exposure position on the
各移動ステージのXステージ14、Yステージ16、及びθステージ17には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられている。図1において、ステージ駆動回路80aは、主制御装置70の制御により、チャック10aを搭載した移動ステージのXステージ14、Yステージ16、及びθステージ17を駆動する。また、ステージ駆動回路80bは、主制御装置70の制御により、チャック10bを搭載した移動ステージのXステージ14、Yステージ16、及びθステージ17を駆動する。
The
なお、本実施の形態では、マスクホルダ20をZ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行っているが、各移動ステージにZ−チルト機構を設けて、チャック10a,10bをZ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行ってもよい。
In the present embodiment, the gap between the
以下、本実施の形態によるプロキシミティ露光装置の基板の位置決め動作について説明する。本実施の形態では、2つの第1のレーザー測長系の一方により、チャック10aを搭載した移動ステージのX方向の位置を検出し、他方により、チャック10bを搭載した移動ステージのX方向の位置を検出する。また、第2のレーザー測長系により、主ステージベース11上での各移動ステージのY方向の位置を検出する。さらに、レーザー変位計42,43を用いて、チャック10a,10bのθ方向の傾きを検出する。
The substrate positioning operation of the proximity exposure apparatus according to this embodiment will be described below. In the present embodiment, the position in the X direction of the moving stage on which the
図1において、第1のレーザー測長系の一方は、レーザー光源31a、2つのレーザー干渉計32a、及び後述するバーミラー34aを含んで構成されている。第1のレーザー測長系の他方は、レーザー光源31b、2つのレーザー干渉計32b、及び後述するバーミラー34bを含んで構成されている。また、第2のレーザー測長系は、レーザー光源31b、2つのレーザー干渉計33、及びバーミラー35を含んで構成されている。レーザー光源31a,31bは、半導体レーザーを含んで構成されている。
In FIG. 1, one of the first laser length measurement systems includes a
図6は、主ステージベース上にある移動ステージの上面図である。図7は、主ステージベース上にある移動ステージのX方向の一部断面側面図である。図8は、主ステージベース上にある移動ステージのY方向の側面図である。図6〜図8は、チャック10aを搭載した移動ステージを示しており、チャック10bを搭載した移動ステージは、チャック10aを搭載した移動ステージとX方向において左右対称な構成となっている。なお、図7ではXガイド13が省略され、図8ではレーザー干渉計32a,32bが省略されている。
FIG. 6 is a top view of the moving stage on the main stage base. FIG. 7 is a partial sectional side view in the X direction of the moving stage on the main stage base. FIG. 8 is a side view of the moving stage on the main stage base in the Y direction. 6 to 8 show a moving stage on which the
図8において、移動ステージのXステージ14がXガイド13に搭載されているので、主ステージベース11及び副ステージベース11a,11bとXステージ14との間に、Xガイド13の高さに応じた空間が発生している。第1のレーザー測長系のバーミラー34aは、この空間を利用して、Xステージ14の下に取り付けられている。バーミラー34bも同様である。第1のレーザー測長系の2つのレーザー干渉計32aは、図1に示す様に、主ステージベース11のXガイド13から外れた位置に設置されている。レーザー干渉計32bも同様である。
In FIG. 8, since the
図6〜図8において、第2のレーザー測長系のバーミラー35は、アーム36により、ほぼチャック10aの高さでYステージ16に取り付けられている。チャック10bを搭載した移動ステージについても、同様に、バーミラー35は、ほぼチャック10bの高さでYステージ16に取り付けられている。第2のレーザー測長系の2つのレーザー干渉計33は、図6及び図8に示す様に、主ステージベース11のY方向に取り付けられた台12に設置されている。
6 to 8, the
図9及び図10は、レーザー干渉計の動作を説明する図である。なお、図9は、チャック10aが露光位置にあり、チャック10bがロード/アンロード位置にある状態を示し、図10は、チャック10bが露光位置にあり、チャック10aがロード/アンロード位置にある状態を示している。
9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the laser interferometer. 9 shows a state where the
図9及び図10において、各レーザー干渉計32aは、レーザー光源31aからのレーザー光をバーミラー34aへ照射し、バーミラー34aにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源31aからのレーザー光とバーミラー34aにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図1において、レーザー測長系制御装置30は、主制御装置70の制御により、2つのレーザー干渉計32aの測定結果から、チャック10aを搭載した移動ステージのX方向の位置を検出し、またXステージ14がX方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30の検出結果を、入出力インタフェース回路71を介して入力する。
9 and 10, each
図9及び図10において、各レーザー干渉計32bは、レーザー光源31bからのレーザー光をバーミラー34bへ照射し、バーミラー34bにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源31bからのレーザー光とバーミラー34bにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図1において、レーザー測長系制御装置30は、主制御装置70の制御により、2つのレーザー干渉計32bの測定結果から、チャック10bを搭載した移動ステージのX方向の位置を検出し、またXステージ14がX方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30の検出結果を、入出力インタフェース回路71を介して入力する。
9 and 10, each
第1のレーザー測長系のバーミラー34a,34bを各移動ステージのXステージ14の下に取り付け、レーザー干渉計32a,32bを主ステージベース11のXガイド13から外れた位置に設置するので、各移動ステージは副ステージベース11a,11bと主ステージベース11とを移動する際にレーザー干渉計32a,32bと衝突することがない。そして、レーザー干渉計32a,32bを主ステージベース11に設置するので、レーザー干渉計32a,32bが副ステージベース11a,11bの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計32a,32bから主ステージベース11上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、各第1のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのX方向の位置が精度良く検出される。そして、各第1のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計32a,32bを主ステージベース11に設置するので、複数のレーザー干渉計32a,32bの測定結果から、各移動ステージのXステージ14がX方向へ移動する際のヨーイングが検出される。
Since the first laser measuring system bar mirrors 34a and 34b are attached under the
図9及び図10において、各レーザー干渉計33は、レーザー光源31bからのレーザー光をバーミラー35へ照射し、バーミラー35により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源31bからのレーザー光とバーミラー35により反射されたレーザー光との干渉を測定する。図1において、レーザー測長系制御装置30は、主制御装置70の制御により、2つのレーザー干渉計33の測定結果から、主ステージベース11上での各移動ステージのY方向の位置を検出し、またYステージ16がY方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30の検出結果を、入出力インタフェース回路71を介して入力する。
9 and 10, each
第2のレーザー測長系のレーザー干渉計33を主ステージベース11のY方向に取り付けられた台12に設置するので、レーザー干渉計33が副ステージベース11a,11bの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計33から主ステージベース11上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、第2のレーザー測長系を用いて、主ステージベース11上での各移動ステージのY方向の位置が精度良く検出される。そして、複数のレーザー干渉計33を台12に設置するので、複数のレーザー干渉計33の測定結果から、各移動ステージのYステージ16がY方向へ移動する際のヨーイングが検出される。また、第2のレーザー測長系の各バーミラー35を、ほぼ各移動ステージが搭載しているチャック10a,10bの高さに取り付けるので、各移動ステージのY方向の位置が基板1の近傍で検出される。
Since the
図11は、X方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図11は、チャック10aを搭載した移動ステージに取り付けられたレーザー変位計を示しており、チャック10bを搭載した移動ステージに取り付けられたレーザー変位計は、図11とX方向において左右対称な構成となっている。バーミラー44は、チャック10a,10bのY方向へ伸びる一側面に取り付けられている。2つのレーザー変位計42は、それぞれ、アーム46により、バーミラー44の高さでブロック48に取り付けられている。ブロック48は、Xステージ14に取り付けられている。
FIG. 11 is a perspective view of a laser displacement meter that measures displacement in the X direction. FIG. 11 shows a laser displacement meter attached to the moving stage on which the
図12は、Y方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図12において、バーミラー45は、取り付け具49により、チャック10a,10bの裏面に取り付けられている。レーザー変位計43は、図7及び図12に示す様に、アーム47により、バーミラー45の高さでYステージ16に取り付けられている。なお、図12は、バーミラー45及び取り付け具49が見える様にするため、チャック10a,10bの一部を切り欠いた状態を示している。
FIG. 12 is a perspective view of a laser displacement meter that measures displacement in the Y direction. In FIG. 12, the
図11において、各レーザー変位計42は、レーザー光をバーミラー44へ照射し、バーミラー44により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー44が取り付けられたチャック10aのX方向の変位を測定する。また、図12において、レーザー変位計43は、レーザー光をバーミラー45へ照射し、バーミラー45により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー45が取り付けられたチャック10a,10bのY方向の変位を測定する。
In FIG. 11, each
図1において、レーザー変位計制御装置40は、主制御装置70の制御により、各レーザー変位計42,43の測定結果から、チャック10a,10bのθ方向の傾きを検出する。主制御装置70は、レーザー変位計制御装置40の検出結果を、入出力インタフェース回路72を介して入力する。
In FIG. 1, the laser displacement
露光時の基板1の位置決めを行う際、主制御装置70は、レーザー変位計制御装置40によるチャック10a,10bのθ方向の傾きの検出結果に基づき、ステージ駆動回路80a,80bを制御し、各移動ステージのθステージ17によりチャック10a,10bをθ方向へ回転させて、基板1のθ方向の位置決めを行う。また、主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30による移動ステージのXY方向の位置の検出結果に基づき、ステージ駆動回路80a,80bを制御し、各移動ステージのXステージ14及びYステージ16によりチャック10a,10bをXY方向へ移動させて、基板1のXY方向の位置決めを行う。
When positioning the
図1において、基板位置検出装置は、画像処理回路50、及びプリアライメント用カメラ52を含んで構成されている。また、マスク位置検出装置は、画像処理回路50、及びマスク位置検出用カメラ53を含んで構成されている。図3及び図5において、副ステージベース11a,11b上のロード/アンロード位置の上空には、3つのプリアライメント用カメラ52がそれぞれ設置されている。また、主ステージベース11上の露光位置の上空には、2つのマスク位置検出用カメラ53が設置されている。
In FIG. 1, the substrate position detection apparatus includes an
基板搬送ロボットにより、基板1がチャック10a,10bへ搬入される際、基板搬送ロボットの移動誤差により、チャック10a,10bに搭載された基板1の位置ずれが発生する。また、各ショットにおいて、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行うとき、マスク2と基板1と間の空気によりマスク2が上方向へ押されて変形し、変形したマスク2が元に戻る際に、マスク2の位置ずれが発生する。
When the
図4において、副ステージベース11a上のロード/アンロード位置の上空に設置された3つのプリアライメント用カメラ52は、チャック10aがロード/アンロード位置にあるとき、チャック10aに搭載された基板1の直交する2つの縁の画像をそれぞれ取得し、画像信号を図1の画像処理回路50へ出力する。図1において、画像処理回路50は、3つのプリアライメント用カメラ52から入力した画像信号を処理して、チャック10aに搭載された基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30が検出したチャック10aを搭載した移動ステージのXY方向の位置と、レーザー変位計制御装置40が検出したチャック10aのθ方向の傾きと、画像処理回路50が検出した基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きとから、チャック10aに対する基板1の位置ずれ量を検出する。
In FIG. 4, the three
図2において、副ステージベース11b上のロード/アンロード位置の上空に設置された2つのプリアライメント用カメラ52は、チャック10bがロード/アンロード位置にあるとき、チャック10bに搭載された基板1の直交する2つの縁の画像をそれぞれ取得し、画像信号を図1の画像処理回路50へ出力する。図1において、画像処理回路50は、3つのプリアライメント用カメラ52から入力した画像信号を処理して、チャック10bに搭載された基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30が検出したチャック10bを搭載した移動ステージのXY方向の位置と、レーザー変位計制御装置40が検出したチャック10bのθ方向の傾きと、画像処理回路50が検出した基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きとから、チャック10bに対する基板1の位置ずれ量を検出する。
In FIG. 2, the two
マスク2には、マスクホルダ20に保持されたマスク2の位置を検出するための位置検出用マークが設けられている。図13は、マスクの位置検出用マークの一例を示す図である。図13に示した例では、位置検出用マーク2bが、マスク2の左右両端に1箇所ずつ設けられている。図14は、マスク位置検出用カメラの動作を説明する図である。マスク位置検出用カメラ53は、CCDカメラ53a、レンズ53b、及び照明53cを含んで構成されている。照明53c内の光源54cから発生した照明光は、その一部がレンズ53b内のハーフミラー54dで反射され、レンズ53b内の集光レンズ54bから、マスク2へ照射される。マスク2から反射した光は、集光レンズ54bで集光され、ハーフミラー54dを透過して、CCDカメラ53a内のCCD54aの受光面で受光される。CCD54aは、受光面で受光した光の強度分布に応じた画像信号を出力する。
The
図2及び図4において、主ステージベース11上の露光位置の上空に設置された2つのマスク位置検出用カメラ53は、マスク2の位置検出用マーク2bの画像をそれぞれ取得し、画像信号を図1の画像処理回路50へ出力する。図1において、画像処理回路50は、2つのマスク位置検出用カメラ53から入力した画像信号を処理して、マスクホルダに保持されたマスク2の位置を検出し、マスク2の位置ずれ量を検出する。
2 and 4, the two mask
図15は、基板の露光精度管理点の一例を示す図である。図15は、基板1の表面を破線で示した6つの露光領域に分け、基板1の一面を6回のショットに分けて露光する例を示している。トータルピッチ精度管理を行う際の基板上の精度管理点の数及び位置は、基板の種類やショット数によって異なる。図15に示した例では、精度管理点1bが、基板1の四隅の4箇所に設けられている。図1において、入力装置90は、基板1上の精度管理点1bの位置を含むデータを、主制御装置70へ入力する。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the exposure accuracy control point of the substrate. FIG. 15 shows an example in which the surface of the
図16は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の露光処理のフローチャートである。まず、基板搬送ロボットにより、基板1をチャック10a又はチャック10bへ搬入する(ステップ301)。基板位置検出装置の3つのプリアライメント用カメラ52は、チャック10a,10bに搭載された基板1の直交する2つの縁の画像をそれぞれ取得する。画像処理回路50は、3つのプリアライメント用カメラ52から入力した画像信号を処理して、チャック10a,10bに搭載された基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きを検出する。主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30が検出した移動ステージのXY方向の位置と、レーザー変位計制御装置40が検出したチャック10a,10bのθ方向の傾きと、画像処理回路50が検出した基板1のXY方向の位置及びθ方向の傾きとから、チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量を検出する(ステップ302)。
FIG. 16 is a flowchart of the exposure processing of the proximity exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. First, the
主制御装置70は、検出したチャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量に応じ、ステージ駆動回路80a,80bによりXステージ14、Yステージ16及びθステージ17を駆動し、ロード/アンロード位置においてチャック10a,10bをXY方向へ移動及びθ方向へ回転して、基板1のプリアライメントを行う(ステップ303)。次に、主制御装置70は、ステージ駆動回路80a,80bによりXステージ14及びYステージ16を駆動して、チャック10a又はチャック10bを露光位置へ移動し、基板1を露光位置の1回目のショットを行う位置へ移動する(ステップ304)。続いて、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスクホルダ20をZ方向へ移動及びチルトして、マスク2と基板1とのギャップ合わせを行う(ステップ305)。
The
マスク2と基板1とのギャップ合わせが終了して変形したマスク2が元に戻った後、マスク位置検出装置の2つのマスク位置検出用カメラ53は、マスク2の位置検出用マーク2bの画像をそれぞれ取得する。画像処理回路50は、2つのマスク位置検出用カメラ53から入力した画像信号を処理して、マスクホルダに保持されたマスク2の位置を検出し、マスク2の位置ずれ量を検出する(ステップ306)。
After the alignment of the gap between the
主制御装置70は、ステップ302で検出したチャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量、及びステップ306で画像処理回路50が検出したマスク2の位置ずれ量に基づき、そのショットにおける移動ステージの目標位置を決定する(ステップ307)。チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量を検出し、マスクホルダ20に保持されたマスク2の位置ずれ量を検出し、チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量、及びマスク2の位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定するので、チャック10a,10bに対する基板の位置ずれ量、及びマスク2の位置ずれ量に応じて、各ショットにおける移動ステージの目標位置が適切に決定される。
Based on the amount of displacement of the
続いて、主制御装置70は、1回目のショットか否かを判断する(ステップ308)。1回目のショットである場合、主制御装置70は、ステージ駆動回路80a,80bによりXステージ14及びYステージ16を駆動して、チャック10a,10bをステップ307で決定した目標位置へ移動して、基板1の位置決めを行う(ステップ310)。基板1の位置決めは、レーザー測長系制御装置30により検出した移動ステージのXY方向の位置と目標位置とのずれ量が、予め定めた許容値以内となるまで行われる。
Subsequently,
基板1の位置決めが終了した後、主制御装置70は、レーザー測長系制御装置30により検出された移動ステージのXY方向の位置から、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出して記憶する(ステップ311)。そして、主制御装置70は、そのショットの露光を行い(ステップ312)、全ショットの露光が終了したか否かを判断する(ステップ313)。全ショットの露光が終了していない場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路80a,80bによりXステージ14及びYステージ16を駆動して、基板1のXY方向へのステップ移動を行い(ステップ314)、基板1を次のショットを行う位置へ移動する。そして、ステップ305へ戻り、全ショットが終了するまで、ステップ305〜314を繰り返す。
After the positioning of the
ステップ308において、そのショットが2回目以降のショットである場合、主制御装置70は、既に行われたショットにおいてステップ311で検出した露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量に基づき、ステップ307で決定したそのショットにおける移動ステージの目標位置を補正する(ステップ309)。
In
このとき、主制御装置70は、入力装置90から入力されたデータに示された精度管理点1bを含むショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、そのショットにおける目標位置を補正する。トータルピッチ精度管理を行う際の基板上の精度管理点の数及び位置は、基板の種類によって異なり、基板の種類に応じて適切なトータルピッチ精度管理が行われる。
At this time,
既に行われたショットにおいて、露光時の移動ステージの位置が許容値の範囲内で目標位置からずれても、これから行うショットでは、そのずれ量に基づいて移動ステージの位置の目標位置が補正されるので、既に行われたショットにおけるずれ量が打ち消されて、各ショットにおける基板1の位置決め誤差が蓄積されない。従って、基板1の一面を複数のショットに分けて露光する際、各ショットにおける基板1の位置決め誤差によるトータルピッチ精度の低下が抑制され、パターンの焼付けが精度良く行われる。また、1回目のショットでは、基板の位置決めを高精度に行う必要がなくなるので、1回目のショットにおける基板の位置決め時間が短くなり、タクトタイムが短縮される。
Even if the position of the moving stage at the time of exposure deviates from the target position within the allowable range in the shot that has already been performed, the target position of the position of the moving stage is corrected based on the amount of deviation in the shot that will be performed in the future. Therefore, the deviation amount in the shot that has already been performed is canceled, and the positioning error of the
ステップ313において、全ショットの露光が終了した場合、主制御装置70は、Z−チルト機構によりマスク2と基板1とのギャップを広げた後、ステージ駆動回路80a,80bによりXステージ14及びYステージ16を駆動して、チャック10a,10bをロード/アンロード位置へ移動する(ステップ315)。そして、基板搬送ロボットにより、基板1をチャック10a,10bから搬出する(ステップ316)。
In
以上説明した本実施の形態によれば、2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板1の位置決め後に検出した移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することにより、基板1の一面を複数のショットに分けて露光する際、各ショットにおける基板1の位置決め誤差によるトータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行うことができる。また、1回目のショットでは、基板の位置決めを高精度に行う必要がなくなるので、1回目のショットにおける基板の位置決め時間を短くして、タクトタイムを短縮することができる。
According to the present embodiment described above, in the second and subsequent shots, from the position of the moving stage detected after the positioning of the
さらに、既に行われた基板1上の精度管理点1bを含むショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することにより、基板の種類に応じて適切なトータルピッチ精度管理を行うことができる。
Further, the amount of deviation from the target position of the position of the moving stage at the time of exposure in the shot including the
さらに、チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量を検出し、マスクホルダ2に保持されたマスク2の位置ずれ量を検出し、チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量、及びマスク2の位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定することにより、チャック10a,10bに対する基板1の位置ずれ量、及びマスク2の位置ずれ量に応じて、各ショットにおける補正前の移動ステージの目標位置を適切に決定することができる。
Further, the amount of displacement of the
本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うことにより、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、トータルピッチ精度の低下を抑制して、パターンの焼付けを精度良く行い、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。 The substrate is exposed by using the proximity exposure apparatus of the present invention, or the substrate is positioned by using the substrate positioning method of the proximity exposure apparatus of the present invention, and the substrate is exposed to thereby expose one surface of the substrate. When exposure is performed in a plurality of shots, it is possible to manufacture a high-quality display panel substrate by suppressing a decrease in total pitch accuracy and performing pattern printing with high accuracy.
例えば、図17は、液晶ディスプレイ装置のTFT基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程(ステップ101)では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長(CVD)法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程(ステップ102)では、ロール塗布法等により感光樹脂材料(フォトレジスト)を塗布して、薄膜形成工程(ステップ101)で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程(ステップ103)では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程(ステップ104)では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程(ステップ105)では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程(ステップ101)で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程(ステップ106)では、エッチング工程(ステップ105)でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にTFTアレイが形成される。 For example, FIG. 17 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the TFT substrate of the liquid crystal display device. In the thin film formation step (step 101), a thin film such as a conductor film or an insulator film, which becomes a transparent electrode for driving liquid crystal, is formed on the substrate by sputtering, plasma chemical vapor deposition (CVD), or the like. In the resist coating process (step 102), a photosensitive resin material (photoresist) is applied by a roll coating method or the like to form a photoresist film on the thin film formed in the thin film forming process (step 101). In the exposure step (step 103), the mask pattern is transferred to the photoresist film using a proximity exposure apparatus, a projection exposure apparatus, or the like. In the development step (step 104), a developer is supplied onto the photoresist film by a shower development method or the like to remove unnecessary portions of the photoresist film. In the etching process (step 105), a portion of the thin film formed in the thin film formation process (step 101) that is not masked by the photoresist film is removed by wet etching. In the peeling step (step 106), the photoresist film that has finished the role of the mask in the etching step (step 105) is peeled off with a peeling solution. Before or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary. These steps are repeated several times to form a TFT array on the substrate.
また、図18は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程(ステップ201)では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程(ステップ202)では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、R、G、Bの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程(ステップ203)では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程(ステップ204)では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。 FIG. 18 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the color filter substrate of the liquid crystal display device. In the black matrix forming step (step 201), a black matrix is formed on the substrate by processing such as resist coating, exposure, development, etching, and peeling. In the colored pattern forming step (step 202), a colored pattern is formed on the substrate by a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, or the like. This process is repeated for the R, G, and B coloring patterns. In the protective film forming step (step 203), a protective film is formed on the colored pattern, and in the transparent electrode film forming step (step 204), a transparent electrode film is formed on the protective film. Before, during or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary.
図17に示したTFT基板の製造工程では、露光工程(ステップ103)において、図18に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程(ステップ201)の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を適用することができる。 In the TFT substrate manufacturing process shown in FIG. 17, in the exposure process (step 103), in the color filter substrate manufacturing process shown in FIG. 18, in the exposure process of the black matrix forming process (step 201), the proxy of the present invention. The substrate positioning method of the proximity exposure apparatus and proximity exposure apparatus can be applied.
1 基板
1b 精度管理点
2 マスク
2b 位置検出用マーク
10a,10b チャック
11 主ステージベース
11a,11b 副ステージベース
12 台
13 Xガイド
14 Xステージ
15 Yガイド
16 Yステージ
17 θステージ
19 チャック支持台
20 マスクホルダ
30 レーザー測長系制御装置
31a,31b レーザー光源
32a,32b,33 レーザー干渉計
34a,34b,35 バーミラー
36 アーム
40 レーザー変位計制御装置
42,43 レーザー変位計
44,45 バーミラー
46,47 アーム
48 ブロック
49 取り付け具
50 画像処理回路
52 プリアライメント用カメラ
53 マスク位置検出用カメラ
53a CCDカメラ
53b レンズ
53c 照明
54a CCD
54b 集光レンズ
54c 光源
54d ハーフミラー
70 主制御装置
71,72 入出力インタフェース回路
80a,80b ステージ駆動回路
90 入力装置
1
Claims (8)
レーザー光を発生するレーザー光源、前記移動ステージに取り付けられた複数の反射手段、及び前記レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、
前記レーザー測長系の各レーザー干渉計の測定結果から、前記移動ステージの位置を検出する第1の検出手段と、
前記移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、
各ショットにおいて、前記移動ステージの目標位置を決定し、前記第1の検出手段による前記移動ステージの位置の検出結果に基づき、前記ステージ駆動回路を制御し、前記移動ステージを目標位置へ移動させて、基板の位置決めを行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板の位置決め後に前記第1の検出手段により検出された前記移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の前記移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することを特徴とするプロキシミティ露光装置。 A mask holder for holding the mask, a chuck for supporting the substrate, and a moving stage that moves by mounting the chuck, and moves the chuck by the moving stage to perform step movement of the substrate in the XY directions; In a proximity exposure apparatus that divides and exposes one side of a substrate into multiple shots,
A laser light source that generates laser light, a plurality of reflecting means attached to the moving stage, and a plurality of lasers that measure interference between the laser light from the laser light source and the laser light reflected by each reflecting means at a plurality of locations A laser length measuring system having an interferometer;
First detection means for detecting the position of the moving stage from the measurement result of each laser interferometer of the laser length measurement system;
A stage driving circuit for driving the moving stage;
In each shot, the target position of the moving stage is determined, the stage driving circuit is controlled based on the detection result of the position of the moving stage by the first detecting means, and the moving stage is moved to the target position. And a control means for positioning the substrate,
In the second and subsequent shots, the control unit performs the exposure at the time of exposure in the shot that has already been performed from the position of the moving stage detected by the first detection unit after positioning the substrate in the shot that has already been performed. A proximity exposure apparatus that detects a shift amount of a position of a moving stage from a target position, and corrects a target position of the moving stage in a shot to be performed based on the detected shift amount.
前記制御手段は、既に行われた精度管理点を含むショットにおける、露光時の前記移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を累積して、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することを特徴とする請求項1に記載のプロキシミティ露光装置。 It has an input device that inputs the position of the quality control point on the board,
The control means accumulates a deviation amount from the target position of the position of the moving stage at the time of exposure in a shot including the accuracy control point that has already been performed, and corrects the target position of the moving stage in the shot to be performed from now on. The proximity exposure apparatus according to claim 1.
前記マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出する第3の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1の検出手段により検出された前記移動ステージの位置と、前記第2の検出手段により検出された基板の位置とから、前記チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、前記チャックに対する基板の位置ずれ量、及び前記第3の検出手段により検出されたマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける前記移動ステージの目標位置を決定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプロキシミティ露光装置。 Second detection means for detecting the position of the substrate supported by the chuck;
A third detecting means for detecting the amount of displacement of the mask held by the mask holder;
The control means detects the amount of displacement of the substrate with respect to the chuck from the position of the moving stage detected by the first detection means and the position of the substrate detected by the second detection means, The target position of the moving stage in each shot is determined based on the amount of positional deviation of the substrate with respect to the chuck and the amount of positional deviation of the mask detected by the third detection unit. Item 3. The proximity exposure apparatus according to Item 2.
移動ステージにレーザー測長系の複数の反射手段を取り付け、レーザー測長系の複数のレーザー干渉計により、レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、
各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出し、
各ショットにおいて、移動ステージの目標位置を決定し、移動ステージの位置の検出結果に基づき、移動ステージを目標位置へ移動して、基板の位置決めを行い、
2回目以降のショットにおいて、既に行われたショットで基板の位置決め後に検出した移動ステージの位置から、既に行われたショットにおける、露光時の移動ステージの位置の目標位置からのずれ量を検出し、検出したずれ量に基づき、これから行うショットにおける移動ステージの目標位置を補正することを特徴とするプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。 A mask holder that holds a mask, a chuck that supports the substrate, and a moving stage that moves by mounting the chuck, and moves the chuck by the moving stage to perform step movement of the substrate in the XY directions. Is a substrate positioning method of a proximity exposure apparatus that divides and exposes a plurality of shots,
A plurality of laser length measuring system reflectors are attached to the moving stage, and laser light from the laser light source and the laser light reflected by each reflecting means are interfered at multiple locations by the laser length measuring system laser interferometers. Measure and
From the measurement results of each laser interferometer, detect the position of the moving stage,
In each shot, determine the target position of the moving stage, move the moving stage to the target position based on the detection result of the position of the moving stage, position the substrate,
In the second and subsequent shots, the amount of deviation from the target position of the position of the moving stage at the time of exposure in the shot that has already been performed is detected from the position of the moving stage that has been detected after positioning the substrate in the shot that has already been performed, A substrate positioning method for a proximity exposure apparatus, wherein a target position of a moving stage in a shot to be performed is corrected based on a detected shift amount.
移動ステージの位置と基板の位置とから、チャックに対する基板の位置ずれ量を検出し、
マスクホルダに保持されたマスクの位置ずれ量を検出し、
チャックに対する基板の位置ずれ量、及びマスクの位置ずれ量に基づき、各ショットにおける移動ステージの目標位置を決定することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。 Detect the position of the substrate supported by the chuck,
From the position of the moving stage and the position of the substrate, the amount of displacement of the substrate relative to the chuck is detected,
Detect the amount of misalignment of the mask held in the mask holder,
6. The substrate positioning of a proximity exposure apparatus according to claim 4, wherein a target position of the moving stage in each shot is determined based on a positional deviation amount of the substrate with respect to the chuck and a positional deviation amount of the mask. Method.
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