JP2005114882A - 処理ステージの基板載置方法、基板露光ステージおよび基板露光装置 - Google Patents
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Abstract
高速かつ高精度に基板チャックテーブルに基板を載置することが可能で、大型基板のハンドリングに適した処理ステージの基板載置方法および基板露光ステージを提供することにある。
【解決手段】
この発明は、基板が載置される基板載置面を有するテーブルと、基板載置面に対して所定の高さで基板載置面から突出して基板を受ける面を形成し少なくとも基板載置面まで相対的に後退する3個以上の吸着ピンとを有し、ハンドリングロボットを介して搬送された基板を所定の高さで吸着ピンが受けて吸着し、吸着ピンが相対的に基板載置面まで後退して基板載置面に載置されるものである。
【選択図】 図1
Description
近年、大型の液晶基板の露光についての歩留まりが向上したことから被割付基板を大型露光基板(複数枚取り露光基板)に割付けて露光を行い、露光後に大型基板から被割付基板を分割して切り出す、いわゆる複数枚取りすることが行われている。
この種の投影露光においては、通常、数十μm〜数百μmのプロキシミティギャップで露光が行われる。このとき、マスク原板と被露光基板とは、微小距離Δg隔てて接近した投影位置において両者が平行になることが必要である。そのために複数の光学測定器によりマスクに対する基板の高さ位置をギャップセンサ等により複数個所で測定して、その測定データにより3点の各チルト機構を上下に駆動して基板チャックテーブルを上下方向に移動し、投影位置において両者を平行にする平行出し(ギャップ設定)が行われる。この種の露光装置として出願人による特許文献1が公知である。
なお、複数枚取り液晶基板の露光は、切出す各基板対応に投影露光が行われるので、割付けられた各基板ごとにそれぞれ平行出しをする必要がある。
一方、露光装置では、ローダ側等から基板ハンドリングロボットにより搬送された露光基板と露光ステージの基板チャックテーブルの高さとの間に段差がある。また、少しでも段差を設けないと、露光基板の基板チャックテーブルへの載置はできない。大型基板では、基板の弛みやハンドリングの安全性の面からこの段差は、数cmと大きくならざるを得ない。そのため、基板ハンドリングロボットが通常降下して基板チャックテーブルへ露光基板をセットすることになる。
しかし、大型基板のハンドリングロボットのアームは、基板両サイドでチャックすることはできず、基板の裏面側を保持する形態を採る。そのため、ハンドリングロボットのアームが基板の裏面側から逃げる空間が必要になる。そこで、基板チャックテーブルにアーム逃げのためのガイド溝等が設けられ、あるいはこのアームを逃がすために、このようなガイド溝ではなく、突き上げピンを設けて基板を受ける。後者のものは、出願人による発明が特許文献3として公知である。
しかも、ガイド溝等を設けるものでは、ガイド溝部分で載置された基板が非接触状態となる関係で、基板に歪みが発生し易く、露光装置にあっては、それが露光むらの原因の1つになる。このようなことを回避するために、前記した突き上げピンを用いると、突き上げピンを降下させたときに基板の横ずれが発生し易い。この問題を解決するために、前記した特許文献3では、突き上げピンの高さを変えて露光基板を少し湾曲させて中央部を先に基板チャックテーブルに接触するようにしているが、突き上げピンを徐々に降下させることが必要になるので、基板チャックテーブルに露光基板を載置するまでに時間がかかる問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、高速かつ高精度に基板チャックテーブルに基板を載置することが可能で、大型基板のハンドリングに適した処理ステージの基板載置方法を提供することにある。
この発明の他の目的は、高速かつ高精度に基板チャックテーブルに基板を載置することが可能で、大型基板のハンドリングに適した基板露光ステージおよび基板露光装置を提供することにある。
さらに、この発明の基板露光装置の特徴は、基板が載置される基板載置面を有するテーブルと、基板載置面に対して所定の高さで基板載置面から突出して基板を受ける面を形成し少なくとも基板載置面まで相対的に後退する3個以上の吸着ピンとを有する基板露光ステージを備えていて、
前記の吸着ピンがハンドリングロボットを介して搬送された基板を所定の高さで吸着し、基板載置面に基板を載置するために基板載置面まで後退し、載置された基板が露光されるものである。
この場合、テーブルに基板を載置する際に降下速度を速くしても基板が吸着状態にあるので、基板の横ずれがほとんどなく、安全にかつ高精度にテーブルに基板を載置することができる。
また、基板が吸着されているので、テーブルを吸着ピンに対して移動させることが可能である。このようにテーブル側を移動すれば基板の上下移動はなくなるので、基板は吸着状態の位置を確保でき、横ずれは全く発生しないで済む。したがって、ハンドリングアームが吸着ピンへ基板をセットする精度がそのまま保持される。
さらに、吸着ピンが所定の高さで基板載置面から突出しているので、ハンドリングロボットのアーム等が基板背面にあっても、高速にテーブル側から待避することができる。
特に、被割付基板が複数枚割付けられた複数枚取り露光基板のときには、吸着ピンを円筒状にしてその頭部を吸着面とすれば、露光基板を確実に保持できるので、この段階で被割付基板のマスクに対する位置決め移動が可能になる。そこで、被割付基板をマスク位置に移動させる移動動作と吸着ピンをテーブルの基板載置面まで後退させる動作とを同時に行うことができ、露光基板をテーブルにチャックするまでの時間が短縮される。
その結果、高速かつ高精度に基板チャックテーブルに基板を載置することが可能で、大型基板のハンドリングに適する処理ステージの基板載置方法、基板露光ステージおよび基板露光装置を容易に実現することができる。
図1において、10は露光装置の機構部であり、20は制御部である。
なお、露光装置10は、このほか、露光光源等を含む露光手段と、露光基板のロード、アンロードのための各種機構等を有しているが、図ではこれらは省略してある。
2は、機構部10における露光ステージであり、XYθステージ3とXYθステージ3上に設けられたチルト装置4(チルト機構4F,4R,4Cからなる。)と基板チャックテーブル5とからなる。基板チャックテーブル5は、チルト装置4に支持されている。基板チャックテーブル5は、X方向,Y方向の直線移動と回転とが可能になっていて、さらにチルト装置4により傾斜制御が可能となっている。なお、XYθステージ3は、Yステージ3aとXステージ3b、そしてθステージ3cとからなり、石定盤2a上に載置されている。そして、ここでは、前記のチルト装置4がZステージになっている。
チルト装置4は、図1に示すように、チルト機構4F,4R,4Cからなり、チルト機構4Fがフロント位置Fに設けられ、チルト機構4Rがリアー位置Rに設けられ、チルト機構4Cがセンタ位置に設けられ、それぞれが三角形の各頂点となる位置に配置されている。
図1に戻り、7a,7b,7c,7dは、基板チャックテーブル5上に載置された露光基板6とマスク1とのギャップを測定するギャップセンサである。ギャップセンサ7a,7b,7c,7dは、基板チャックテーブル5のXY移動によりマスク1とともに被割付基板6a〜6fの1つに順次位置付けされ、それぞれの上部四隅に配置される。
なお、図1では、前の左右のギャップセンサ7a,7bと、後ろの左右のギャップセンサ7c,7dとは重なっていて一方のみしか図示されていない。
そして、MPU21は、インタフェース22を介して駆動回路25を駆動し、チルト装置4によりマスク1とセル基板6a,6b,6c,6d,6e,6fとのギャップ設定をそれぞれに行う。さらに、後述するテーブル昇降機構55のアクチュエータ59を駆動する。このほか、露光基板6を吸着孔、吸着溝を介して負圧吸着するためにエアーポンプ等を駆動する。
ギャップ直接制御露光処理プログラム23aは、MPU21により実行されて、MPU21は、1枚目の複数枚取り露光基板6のセル基板6a〜6fを露光する際に、セル基板6a〜6f(第1セル基板〜第6セル基板)を平行出し、露光処理をする。さらに、この平行出しした際のギャップ設定値をセル基板6a〜6fのそれぞれに対応してマスターデータDF,DR,DCとしてパラメータ領域23gに記憶する。
また、2枚目以降の複数枚取り露光基板6のセル基板6a〜6fを露光する際には、セル基板6a(第1セル基板)だけを平行出し、平行出しした際のギャップ設定値と1枚目の露光基板6のセル基板6aを露光する際のマスターデータDF,DR,DCとの差ΔF,ΔR,ΔCをパラメータ領域23gに補正値として記憶して、2枚目以降における残りのセル基板6b〜6fの平行出しの際には、それぞれのマスターデータDF,DR,DCに対して差ΔF,ΔR,ΔC分だけを補正して平行出しをせずに直接チルト機構4F,4R,4Cを制御してギャップ設定をし、露光処理に入るものである。
露光基板載置制御プログラム23fは、露光基板6を受ける時点で、ギャップ直接制御露光処理プログラム23aによりコールされてMPU21により実行される。このとき、MPU21は、図5に示す手順で吸着ピン51により露光基板6を吸着して、チャックテーブル本体50を吸着ピン51側に上昇させ、チャックテーブル本体50に露光基板6を載置すると同時に第1セル基板をマスク1の位置に位置決めする並行動作制御をする。
なお、基板載置面50aに示す点は、反射防止用のブラス加工処理による点である。54は、基板載置面50aに設けられた基板吸着溝であり、この基板吸着溝54を負圧にする吸着孔が54aである。負圧にされて露光基板6を吸着する。
吸着ピン51は、テーブル昇降機構55によりチャックテーブル本体50が上昇したときに、図3(c)に示すように、基板載置面50aまで後退する。これにより露光基板6が基板載置面50aに載置され、基板吸着溝54によって吸着保持される。
チャックテーブル本体50の吸着ピン51側への上昇は、露光基板6がロボットハンドによりローダ側から搬送され、吸着ピン51上に載置された後に、この露光基板6を吸着した状態で行われる。このとき、露光基板6が吸着状態にあるので、チャックテーブル本体50を吸着ピン51側に移動させて基板載置面50aに露光基板6の背面を接触させても露光基板6の横ずれが発生しない。しかも、このようにチャックテーブル本体50側を上昇すれば、露光基板6の上下移動はなくなる。これにより、露光基板6は吸着状態の位置を確保でき、搬送時の位置決め精度を確保できる。
各吸着ピン51は、チャックテーブル本体50の背面に設けられたフレーム56にブラケット56aを介して固定されている。そして、吸着ピン51は、チャックテーブル本体50の背面に挿着孔53に対応して装着固定されたスリーブ57にスライド可能に保持されて挿着孔53に挿入されている。スリーブ57と吸着ピン51との間には、コイルばね58が吸着ピン51の後部側の固定された鍔51aを介して装着されている。
なお、フレーム56は、可撓性カップリング(図示せず)等を介してXYθステージ3に固定され、チルト装置4によるチャックテーブル本体50の数百μm程度の微小昇降動作を許容にしている。
テーブル昇降機構55は、フレーム56に固定されたアクチュエータ59とチャックテーブル本体50の裏面に植設された植設ピン60とからなり、アクチュエータ59のロッド59aがフレーム61を介して植設ピン60に結合されている。なお、フレーム61は、縦方向あるいは横方向の吸着ピン51に沿って設けられ、他の吸着ピンの1つに設けられて他のテーブル昇降機構55(図示せず)と共通になっている。他のテーブル昇降機構55は、フレーム61に沿って分散して複数個配置されている。
なお、62は、吸着ピン51の後部に接続された、吸着孔52を負圧にするエアー管であって、吸引エアーポンプ(図示せず)に接続され、吸着ピン51の中心部に設けられた貫通孔51bを介して吸着孔52に連通している。
一方、アクチュエータ59が駆動回路25により縮小駆動されてロッド59aが縮小すると、コイルばね58が元に戻り、チャックテーブル本体50が吸着ピン51の頭部から後退して図3(a)に示す状態になる。
まず、露光基板をローダ側からハンドリングロボット8により、露光ステージ2の基板チャックテーブル5の上部に露光基板6が搬送される。これにより、吸着ピン51の上部5mm〜10mmの位置で露光基板6が停止する(図5(a))。
次に、点線で示すように、ハンドリングロボット8が5mm〜10mm降下して、露光基板6の裏面が吸着ピン51の頭部に接触する。このときには、露光基板6の裏面にあるハンドリングロボット8の吸着アームは、吸着ピン51と他の吸着ピン51の間に入り込むる(図5(b))。なお、吸着アームは、吸着ピン51の位置を避ける形のフォーク状をしている。
ここで、エアーポンプ、エアー管62を介して吸着ピン51の吸着孔52が負圧駆動されて、エアー吸引が開始され、露光基板6が吸着ピン51に吸着される(図5(c))。このとき、同時に、ハンドリングロボット8が基板チャックテーブル5から待避する。
次に、テーブル昇降機構55が駆動されて、チャックテーブル本体50が上昇を開始する(図5(d))。XYθステージ3が同時に駆動されてマスク1の位置に露光基板6の第1セル基板6aが位置づけされて、吸着ピン51側に前進したチャックテーブル本体50の基板載置面50aが露光基板6の裏面に接触し、チャックテーブル本体50による露光基板6の吸着が開始されて吸着ピン51の吸着が解除される(図5(e))。その結果、図1の状態になる。
この後、第1セル基板6aとマスク1とのギャップを設定するための平行出し処理に入る。
この平行出し処理が終了した後に、マーク等の位置合わせが行われ、第1のセル基板6aに対して図示しない露光手段の照射光学系から照射される露光光によってマスク1のパターンが第1のセル基板6aに露光される。順次位置決めされた第2のセル基板6bから第6セル基板6fも平行出し処理が終了した後に同様な処理で露光される。
なお、基板チャックテーブル5を挟んでハンドリングロボット8の反対側にアンローダ専用に点線で示すように、ハンドリングロボット9を設けてもよい。このハンドリングロボット9は、搬入側とは反対側から露光済みの露光基板6を取出すことができる。
このようにすると、ハンドリングロボット8による露光基板6の基板チャックテーブル5への搬入、載置と、ハンドリングロボット9による露光基板6の基板チャックテーブル5からの搬出とを交互に行うことができるので、ハンドリング処理速度をさらに向上させることができる。
また、実施例では、縦方向と横方向に吸着ピンが多数設けられているが、吸着ピンの個数は、基板を受ける面を形成すればよいので、少なくとも3個以上あればよい。
3…XYθステージ、4…チルト装置(チルト機構4F,4R,4C)
5…基板チャックテーブル、6…露光基板、
6a,6b,6c,6d,6e,6f…被割付基板(セル基板)、
7a,7b,7c,7d…ギャップセンサ、
8…ハンドリングロボット、
10…露光装置の機構部、20…制御部、
21…MPU、22…インタフェース、
23…メモリ、
23a…ギャップ直接制御露光処理プログラム、
23b…ギャップ設定マスターデータ記憶プログラム、
23c…回帰平面関数算出プログラム、
23d…チルト制御値算出プログラム、
23e…チルト機構駆動プログラム
23f…露光基板載置制御プログラム、
50…チャックテーブル本体、50a…基板載置面、
51…吸着ピン、52…吸着孔、53…挿着孔53、
54…基板吸着溝、55…テーブル昇降機構、
56,61…フレーム、57…スリーブ、58…コイルばね、
59…アクチュエータ、60…植設ピン。
Claims (8)
- 基板が載置される基板載置面を有するテーブルと、前記基板載置面に対して所定の高さで前記基板載置面から突出して前記基板を受ける面を形成し少なくとも前記基板載置面まで相対的に後退する3個以上の吸着ピンとを有し、ハンドリングロボットを介して搬送された前記基板を前記所定の高さで前記吸着ピンが受けて吸着し、前記吸着ピンが相対的に前記基板載置面まで後退して前記基板載置面に載置される処理ステージの基板載置方法。
- さらに、前記所定の高さにある前記吸着ピンに対して前記テーブルを昇降させる昇降機構を有し、前記基板は露光基板であり、前記テーブルは、前記露光基板をチャックする基板チャックテーブルであって、前記露光基板を平行出しして露光をする処理ステージに設けられている請求項1記載の処理ステージの基板載置方法。
- さらに、前記テーブルに対して前記吸着ピンを昇降させる昇降機構を有し、前記基板は露光基板であり、前記テーブルは、前記露光基板をチャックする基板チャックテーブルであって、前記露光基板を平行出しして露光をする処理ステージに設けられている請求項1記載の処理ステージの基板載置方法。
- 前記基板チャックテーブルは、吸着により前記露光基板をチャックするものであり、前記吸着ピンは、頭部に吸着孔を有する円筒体であり、前記基板チャックテーブルに所定間隔で縦方向と横方向に設けられた多数の孔にそれぞれが挿着されて配置され、前記昇降機構は、前記基板チャックテーブルの背面に設けられ、前記露光基板は、前記基板載置面に載置されて前記吸着ピンによる吸着が解除され、前記基板チャックテーブルによる吸着が行われる請求項2又は3記載の処理ステージの基板載置方法。
- 前記露光基板は、被割付基板を複数枚、1枚の前記露光基板に割付けた多数枚取り露光基板であり、前記基板チャックテーブルは、XY移動テーブルであり、前記吸着ピンに吸着された状態で前記吸着ピンが相対的に前記基板載置面まで後退するとともに前記基板チャックテーブルが移動して前記被割付基板の位置をマスクに位置付ける請求項4記載の処理ステージの基板載置方法。
- 請求項1〜5項のうちのいずれか1項記載の処理ステージの基板載置方法を用いる基板露光ステージ。
- 基板が載置される基板載置面を有するテーブルと、前記基板載置面に対して所定の高さで前記基板載置面から突出して前記基板を受ける面を形成し少なくとも前記基板載置面まで相対的に後退する3個以上の吸着ピンとを有する基板露光ステージを備え、
前記吸着ピンは、ハンドリングロボットを介して搬送された前記基板を前記所定の高さで吸着し、前記基板載置面に前記基板を載置するために前記基板載置面まで後退し、載置された前記基板が露光される基板露光装置。 - 請求項7項載の基板露光装置により製造される表示パネル。
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