JP2008224754A - 分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の露光装置によってサイズの異なる任意のパターンを基板上の任意の位置に露光転写可能とし、生産効率の向上を図ると共に、基板の無駄をなくして有効に活用することができる分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置を提供する。
【解決手段】分割逐次近接露光装置ＰＥは、基板Ｗを保持する基板保持部２１と、サイズの異なる複数の露光パターンＰを有するマスクＭを保持するマスク保持部１２と、パターン露光用の光をマスクＭを介して基板Ｗに照射する照射手段４０と、マスクＭの中間位置Ｃを越える位置まで移動してパターン露光用の光を部分的に遮光する下側及び上側アパーチャ９１、９２、９３、９４を有するマスクアパーチャ機構１９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置に関し、より詳細には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクの露光パターンを分割逐次近接露光する分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置に関する。

近接露光では、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）を基板ステージの基板保持部上に保持すると共に、基板をマスクステージのマスク保持部に保持されたマスクに接近させ、両者を所定のギャップ、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍにした状態で両者を静止させる。次いで、マスクの基板から離間する側から照射手段によってパターン露光用の光をマスクに向けて照射することにより、マスクに描かれた露光パターンが基板上に転写される。

最近では、大型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の量産化への対応が要請されており、この場合、露光の高精度化及び高能率化が必要となる。高能率化の一例としては、一枚の基板で複数のディスプレイパネルを製作する、いわゆる多面取りという方法がある。この多面取りには、例えば、基板より小さいマスクを用い、マスクを基板に近接して対向配置した状態で基板保持部をマスク保持部に対してステップ移動させ、各ステップ毎に露光光を照射し、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写する、分割逐次近接露光方式が用いられる。

このような露光を行なう分割逐次近接露光装置においては、マスクステージのマスク保持部に保持されたマスク上の任意の範囲の露光光を必要に応じて遮光することで露光領域を制限するマスクアパーチャ機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このマスクアパーチャ機構のアパーチャ部材は、露光と遮光との範囲の境界部を鮮明にするために極力マスクに接近させた位置に設置される。

特許文献１に記載の分割逐次近接露光装置のマスクアパーチャ機構は、アパーチャ部材を２つに分け、マスクに接近させて配置する帯状の下側アパーチャと、マスクから離れて配置する平板状の上側アパーチャとで、露光範囲を制限するようにし、また、マスク近傍のギャップセンサやアライメントカメラとの干渉を防止している。
特開２００５−１４０９３６号公報

ところで、大型基板から多面取りを行なう際の高能率化として、できる限り広い面積にパターンを露光転写して、露光転写後に廃棄されるパターン以外の面積を最小にすることが求められる。例えば、２２００ｍｍ×１８５０ｍｍの基板を使用して、５０インチパネルと３０インチパネルをそれぞれ４面ずつ、合計８面の複数品種のパターンを同一基板上に露光転写する場合がある。

この場合、従来では、５０インチパネルのパターンを露光した後、別の露光装置によって３０インチパネルのパターンを露光する等、複数の露光装置を用いるか、或は、５０インチパネルの露光パターンを有するマスクを用いて露光した後、マスクを貼り替えて、３０インチパネルの露光パターンを有するマスクを用いて露光する必要があった。このため、多大の設備費を要したり、作業工程が増えてタクトタイムが増加するといった問題があった。

また、特許文献１に記載のマスクアパーチャ機構では、アパーチャを駆動するボールねじ機構のねじ軸が、マスクの各辺の中央付近に配置された支持ブロックによって支持されているため、アパーチャの最大移動距離は、マスクの長さの１／２以下に制限され、アパーチャはマスクの中央付近までしか移動することができない。このため、所望するマスクの露光パターンの描画位置によっては、適切な遮光を行なうことができない可能性があり、マスクを貼り付ける向きを変更する等の作業が必要となり、同じく作業工程が増えてタクトタイムが増加するという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１台の露光装置によってサイズの異なる複数のパターンを基板上の任意の位置に露光転写でき、生産効率の向上を図ると共に、基板の無駄をなくして有効に活用することができる分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、サイズの異なる第１及び第２の露光パターンを少なくとも有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、前記マスクの露光パターンを前記基板上の複数の所定位置に対向させるように前記基板保持部と前記マスク保持部とを相対的に移動させる送り機構と、前記マスクと前記基板との対向面間のギャップを調整するギャップ調整機構と、前記照射手段から前記マスクに照射される前記パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構と、を備えた分割逐次近接露光装置を用いた分割逐次近接露光方法であって、
前記マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材を前記マスクの中間位置を越える位置まで移動させて、前記第１及び第２の露光パターンの一方を遮光する工程と、
前記第１及び第２の露光パターンの一方を遮光した状態で、前記第１及び第２の露光パターンの他方を前記照射手段によって前記基板に露光転写する工程と、
を備えることを特徴とする分割逐次近接露光方法。
（２） 前記基板と前記マスクの対向面の周囲にアライメントカメラ及びギャップセンサが配置されるように、該アライメントカメラ及び該ギャップセンサを有するセンサキャリアを前記マスクの中間位置を越える位置まで移動させることを特徴とする（１）に記載の分割逐次近接露光方法。
（３） 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、前記マスクの露光パターンを前記基板上の複数の所定位置に対向させるように前記基板保持部と前記マスク保持部とを相対的に移動させる送り機構と、前記マスクと前記基板との対向面間のギャップを調整するギャップ調整機構と、前記照射手段から前記マスクに照射される前記パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構と、を備える分割逐次近接露光装置であって、
前記マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材は、前記マスクの中間位置を越える位置まで移動可能であることを特徴とする分割逐次近接露光装置。
（４） アライメントカメラ及びギャップセンサを有し、該アライメントカメラ及び該ギャップセンサを少なくとも前記マスクの中間位置を越える位置まで移動可能なセンサキャリアを更に備えることを特徴とする（３）に記載の分割逐次近接露光装置。
（５） 前記マスク保持部に保持される前記マスクは、サイズの異なる第１及び第２の露光パターンを少なくとも有することを特徴とする（３）または（４）に記載の分割逐次近接露光装置。
なお、「前記第１及び第２の露光パターンの一方を遮光した状態で、前記第１及び第２の露光パターンの他方を前記照射手段によって前記基板に露光転写する」とは、第１及び第２の露光パターンが複数あるような場合には、一方の露光パターンと他方の露光パターンの一部を遮光した状態で、他方の露光パターンの残りを露光する場合と、一方の露光パターンの一部を遮光した状態で、一方の露光パターンの残りと他方の露光パターンを露光する場合を含む。

本発明の分割逐次近接露光方法によれば、サイズの異なる第１及び第２の露光パターンを少なくとも有するマスクを用いて、マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材をマスクの中間位置を越える位置まで移動させて、第１及び第２の露光パターンの一方を遮光し、第１及び第２の露光パターンの一方を遮光した状態で、第１及び第２の露光パターンの他方を照射手段によって基板に露光転写している。これにより、１台の露光装置によって、マスクに形成された複数の露光パターンの中から選択された任意の露光パターンを、複数回に分割して基板上の任意の位置に露光転写して、生産効率を向上させることができる。また、従来は利用することができずに廃棄されていた基板の余り部分にも適宜、露光パターンを露光転写し、基板を有効に活用して生産コストを低減することができる。

本発明の分割逐次近接露光装置によれば、基板を保持する基板保持部と、マスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を照射する照射手段と、基板保持部とマスク保持部とを相対的に移動させる送り機構と、マスクと基板との対向面間のギャップを調整するギャップ調整機構と、パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構とを備え、マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材は、マスクの中間位置を越える位置まで移動可能としたので、例えば、マスクに形成された複数の露光パターンの中から任意の露光パターンを選択して遮光することができる。これにより、１台の露光装置によって、任意の露光パターンを順次、選択しながら基板上の任意の位置に露光転写し、基板の余り部分を最少にして複数のパネルを効率よく製作することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る分割逐次近接露光方法及び分割逐次近接露光装置について図面を参照して詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、大型の基板上にマスクの露光パターンを分割して近接露光する分割逐次近接露光装置ＰＥは、マスクＭをＸ、Ｙ、θ方向に移動可能に保持するマスクステージ１０と、被露光材としての基板ＷをＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能に保持する基板ステージ２０と、パターン露光用の光をマスクＭを介して基板Ｗに照射する照射手段である照明光学系４０と、から主に構成されている。

なお、マスクＭは、サイズの異なる複数の露光パターンを有しており、基板Ｗは、マスクＭに対向配置されて、このマスクＭに描かれた露光パターンを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。

説明の便宜上、照明光学系４０から説明すると、照明光学系４０は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ４１と、この高圧水銀ランプ４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５，４６及び球面ミラー４７と、この平面ミラー４５とオプチカルインテグレータ４３との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッタ４４と、を備える。

そして、露光時にその露光制御用シャッタ４４が開制御されると、ランプ４１から照射された光が、図１に示す光路Ｌを経てマスクステージ１０に保持されるマスクＭ、ひいては基板ステージ２０に保持される基板Ｗの表面にパターン露光用の光として照射され、マスクＭの露光パターンが基板Ｗ上に露光転写される。

基板ステージ２０は、基板Ｗを保持する基板保持部２１と、基板保持部２１を装置ベース５０に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動する基板移動機構２２と、を備える。基板保持部２１には、上面に基板Ｗを吸引するための図示しない複数の吸引ノズルが開設されており、図示しない真空吸着機構によって基板Ｗを着脱自在に保持する。基板移動機構２２は、基板保持部２１の下方に、Ｙ軸テーブル２３、Ｙ軸送り機構２４、Ｘ軸テーブル２５、Ｘ軸送り機構２６、及びＺ−チルト調整機構２７を備える。

Ｙ軸送り機構２４は、図２に示すように、リニアガイド２８と送り駆動機構２９とを備えて構成され、Ｙ軸テーブル２３の裏面に取り付けられたスライダ３０が、装置ベース５０上に延びる２本の案内レール３１に転動体（図示せず）を介して跨架されると共に、モータ３２とボールねじ装置３３とによってＹ軸テーブル２３を案内レール３１に沿って駆動する。

なお、Ｘ軸送り機構２６もＹ軸送り機構２４と同様の構成を有し、Ｘ軸テーブル２５をＹ軸テーブル２３に対してＸ方向に駆動する。また、Ｚ−チルト調整機構２７は、くさび状の移動体３４，３５と送り駆動機構３６とを組み合わせてなる可動くさび機構をＸ方向の一端側に１台、他端側に２台配置することで構成される。なお、送り駆動機構２９，３６は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよく、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、Ｚ-チルト調整機構２７の設置数は任意である。

これにより、基板移動機構２２は、基板保持部２１をＸ方向及びＹ方向に送り駆動するとともに、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを微調整するように、基板保持部２１をＺ軸方向に微動且つチルト調整する。即ち、Ｙ軸送り機構２４及びＸ軸送り機構２６が本発明の送り機構を構成し、Ｚ−チルト調整機構２７が本発明のギャップ調整機構を構成する。

基板保持部２１のＸ方向側部とＹ方向側部にはそれぞれバーミラー６１，６２が取り付けられ、また、装置ベース５０のＹ方向端部とＸ方向端部には、計３台のレーザー干渉計６３，６４，６５が設けられている。これにより、レーザー干渉計６３，６４，６５からレーザー光をバーミラー６１，６２に照射し、バーミラー６２により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー６１，６２により反射されたレーザー光との干渉を測定して基板ステージ２０の位置を検出する。

マスクステージ１０は、中央部に矩形形状の開口１１ａが形成されるマスクステージベース１１と、マスクＭを保持すると共にマスクステージベース１１の開口１１ａにＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能に装着されたマスク保持部であるマスク保持枠１２を備える。

マスクステージベース１１は、基板ステージ側の装置ベース５０上に立設される複数の支柱５１に支持されており、マスクステージベース１１と支柱５１との間に設けられたＺ軸粗動機構５２（図２参照）により装置ベース５０に対して昇降可能である。

マスク保持枠１２も、中央部に矩形形状の開口部１２ａを有し、マスクステージベース１１の上面に設けられたマスク位置調整機構（図示せず）によって、Ｘ軸，Ｙ軸，θ方向に移動する。マスク位置調整機構は、マスク保持枠１２を駆動する各種シリンダ等のアクチュエータ（図示せず）と、マスクステージベース１１とマスク保持枠１２との間に設けられたガイド機構（図示せず）を備える。マスク保持枠１２の下方には、複数の吸引ノズル（図示せず）が下面に開設されたチャック部５３が取り付けられており、図示しない真空吸着機構によってマスクＭを着脱自在に保持する。

図２及び図３に示すように、マスクステージ１０には、センサキャリア７０上に配設された複数のギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８が設けられている。ギャップセンサ１７は、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定し、Ｚ−チルト調整機構２７によってギャップ調整する。また、アライメントカメラ１８は、マスクＭ側の図示しないアライメントマークと基板Ｗ（又は基板ステージ２０）側の図示しないアライメントマークとを撮像してマスク位置調整機構を駆動してアライメント調整を行う。

センサキャリア７０は、マスク保持枠１２の各辺に沿ってそれぞれ一対、合計８個設けられており、マスク保持枠１２の中心に向かう方向に沿って移動可能にマスクステージベース１１上に配置される第１テーブル７１と、第１テーブル７１の移動方向と直交する方向（マスク保持枠１２の辺に沿う方向）に移動可能に第１テーブル７１上に配置される第２テーブル７２とを備える。第２テーブル７２には、それぞれギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８が設置されている。

第１テーブル７１は、マスクステージベース１１上に延びる２本の案内レール７３と第１テーブル７１の裏面に取り付けられて案内レール７３に跨架されるスライダ７４（図２参照）とからなるリニアガイド７５と、モータ７６とボールねじ装置７７とからなる送り駆動機構７８とを備え、モータ７６を回転させてボールねじ装置７７によって第１テーブル７１を案内レール７３に沿ってマスク保持枠１２の中心に向かう方向に沿って移動させる。なお、図中、ボールねじ装置７７は、ねじ軸のみ図示されており、転動体及びボールねじナットは図示省略される。

２本の案内レール７３及びボールねじ装置７７のねじ軸の長さは、マスク保持枠１２の開口部１２ａの幅及び長さ、即ち、マスクＭの有効幅及び有効長さ以上の長さに設定されており、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８を備えた第２テーブル７２は、図４に示すように、マスクＭのＸ方向或はＹ方向中間位置ＣＸ、ＣＹを越えて移動することができる。

第２テーブル７２は、第１テーブル７１のリニアガイド７５及び送り駆動機構７８と同様の構成を有しており、リニアガイド８１及び送り駆動機構８２を備える。リニアガイド８１は、第１テーブル７１上にマスク保持枠１２の各辺に沿って延びる案内レール８３と第２テーブル７２の裏面に取り付けられて案内レール８３に跨架されるスライダ８４（図４参照）とを有する。また、送り駆動機構８２は、モータ８５とボールねじ装置８６とを有する。第２テーブル７２は、モータ８５を回転させると、ボールねじ装置８６の作用により案内レール８３に沿って第１テーブル７１の移動方向と直交する方向（マスク保持枠１２の辺に沿う方向）に第１テーブル７１上を移動する。尚、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８は、互いに独立して駆動可能なようにセンサキャリア７０に配置されてもよい。また、図中、ボールねじ装置８６も、ねじ軸のみ図示されており、転動体及びボールねじナットは図示省略される。

さらに、マスクステージ１０には、照射光学系４０からマスクＭに照射されるパターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限する４個のマスクアパーチャ機構１９が、マスク保持枠１２の各辺に沿って設けられている。

マスクアパーチャ機構１９は、マスクＭに近接して配置されて露光領域の境界部を含む領域を遮光する下側アパーチャ（アパーチャ部材）９１，９２と、下側アパーチャ９１，９２よりも上方に配置されて下側アパーチャ９１が遮光する領域と連続する領域を遮光する上側アパーチャ（アパーチャ部材）９３，９４とを備える。上側アパーチャ９３，９４は、下側アパーチャ９１，９２と若干オーバーラップするように配置されており、照射光学系４０から照射されるパターン露光用の光がコリメーション角により上側及び下側アパーチャが遮光する境界位置で広がった場合にもマスクＭに照射されるのを防止している。なお、図３において、下側及び上側アパーチャ９１，９２，９３，９４については、二点鎖線で示されている。

下側アパーチャ９１，９２は、Ｘ方向とＹ方向に一組ずつ配置されており、それぞれ帯状に形成されており、マスク保持枠１２上の各辺に配置されたガイド９５によって両端部を支持されると共に、その中間部がマスクＭに近接するように折り曲げて形成されている。具体的に、Ｘ方向において対向する一組の下側アパーチャ９１は、共にマスク保持枠１２上でＸ方向に沿って延びる一対のガイド９５に支持され、Ｙ方向において対向する一組の下側アパーチャ９２は、共にマスク保持枠１２上でＹ方向に沿って延びる一対のガイド９５に支持される。下側アパーチャ９１，９２は、その中間部が２本の連結ステー９６により上側アパーチャ９３，９４にそれぞれ連結されている。

上側アパーチャ９３，９４の下面には、ねじ軸１１２に螺合するボールねじナット１１０が設けられており、ねじ軸１１２がモータ１１１によって回転駆動される。ねじ軸１１２が回転駆動されると、上側アパーチャ９３，９４に取り付けられたボールねじナット１１０を介して下側アパーチャ９１，９２及び上側アパーチャ９３，９４は連動し、下側アパーチャ９１，９２の両端部を支持するガイド９５に沿ってＸ方向及びＹ方向に移動する。ねじ軸１１２及びモータ１１１は、マスク保持枠１２の縁部に取り付けられたアパーチャ保持台１１３上に配置されている。

ねじ軸１１２の長さは、マスク保持枠１２の開口部１２ａの幅及び長さと略同じ長さに設定されているので、下側アパーチャ９１，９２及び上側アパーチャ９３，９４の先端部は、図４に示すように、マスクＭのＸ方向或はＹ方向中間位置ＣＸ，ＣＹを越えて移動が可能である。

尚、下側アパーチャ９１の中間部は、下側アパーチャ９２との干渉を避けるため、下側アパーチャ９２の中間部と異なる高さとなるように折り曲げ形成されている。また、上側アパーチャ９３，９４も同様に、移動した際に互いに干渉しないように異なる高さに配置されている。

次に、上述した分割逐次近接露光装置ＰＥにおいて、サイズの異なる複数の露光パターンが形成されたマスクＭを用いて、サイズの異なる複数のパネルを多面取りする方法について図５〜図８を参照して説明する。

具体的には、図５（ｂ）に示すように、サイズの大きな第１の露光パターンＰａと、サイズの小さな４つの第２の露光パターンＰｂ（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４）とを有するマスクＭを用いて８回の露光転写を行い、図５（ａ）に示すように、基板Ｗ上に第１の露光パターンＰａによって転写されるサイズの大きなパネル２面と、第２の露光パターンＰｂによって転写されるサイズの小さなパネル１６面を形成する。

（１）１ショット目
先ず、基板移動機構２２によって基板保持部２１を水平移動させて、基板保持部２１に保持された大型の基板Ｗと、マスク保持枠１２に保持されたマスクＭとを所定位置に対向配置する。１ショット目では、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの紙面左下部分とマスクＭが対向するように、基板保持部２１がマスク保持枠１２に対して相対移動する。

そして、マスクアパーチャ機構１９のモータ１１１によってねじ軸１１２を回転駆動し、図５（ｂ）に示すように、下側及び上側アパーチャ９１，９２，９３，９４によって第２露光パターンＰｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４を含む第１露光パターンＰａ以外の部分が覆われる。また同時に、センサキャリア７０のモータ７６、８５を作動することで、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８が基板ＷとマスクＭの対向部分の周囲に配置されるように、第１テーブル７１及び第２テーブル７２が移動される。その後、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８は、基板ＷとマスクＭのアライメント及びギャップを検知して、マスク位置調整機構及びｚ−チルト調整機構２７を作動させて、該アライメント及びギャップを調整する。

そして、露光制御用シャッタ４４を開制御してランプ４１から照射されたパターン露光用の光をマスクＭを介して照射し、マスクＭ上の露光可能な部分である第１露光パターンＰａを基板Ｗ上に露光転写してパターンＰ１を得る。

（２）２ショット目
次いで、図６（ａ）に示すように、基板Ｗの紙面左上部分とマスクＭとが対向するように、基板保持部２１が基板移動機構２２によってマスク保持枠１２に対してＹ方向へ相対移動する。また、図６（ｂ）に示すように、紙面上方に位置する下側及び上側アパーチャ９２，９４を後退させることで、マスクＭの全ての露光パターンＰａ、Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４が露光可能な部分となる。

そして、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８を基板ＷとマスクＭの対向部分の周囲に配置した状態でアライメント及びギャップを調整した後、露光転写してパターンＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を得る。なお、図５（ａ）〜図７（ａ）、及び図８において、斜線部分は当該工程で露光されたパターンを表しており、網掛け部分は前工程で既に露光されたパターンを表している。

（３）３ショット目
次いで、図７（ａ）に示すように、基板Ｗの紙面右上部分とマスクＭとが対向するように、基板保持部２１が基板移動機構２２によってマスク保持枠１２に対してＸ方向へ相対移動する。また、図７（ｂ）に示すように、紙面下方に位置する下側及び上側アパーチャ９２，９４をマスクＭのＹ方向中間位置ＣＹを越える位置まで前進させると共に、紙面の左方に位置する下側及び上側アパーチャ９１，９３をマスクＭのＸ方向中間位置ＣＸを若干越える位置まで前進させることで、マスクＭの露光パターンＰｂ３、Ｐｂ４が露光可能な部分となる。

そして、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８を基板ＷとマスクＭの対向部分の周囲に配置した状態でアライメント及びギャップを調整した後、露光転写してパターンＰ７、Ｐ８を得る。

（４）４〜８ショット目
以後、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、基板保持部２１を基板移動機構２２によってマスク保持枠１２に対してＹ方向へ相対移動させながら、第２露光パターンＰｂ３、Ｐｂ４を露光可能な部分とした状態で（図７（ｂ）参照。）、順々に露光転写が行なわれる。これにより、４ショット目では、パターンＰ９、Ｐ１０（図８（ａ）参照。）、５ショット目では、パターンＰ１１、Ｐ１２（図８（ｂ）参照。）、６ショット目では、パターンＰ１３、Ｐ１４（図８（ｃ）参照。）、７ショット目では、Ｐ１５、Ｐ１６（図８（ｄ）参照。）、８ショット目では、Ｐ１７、Ｐ１８（図８（ｅ）参照。）が得られる。

これら４〜８ショット目のいずれの露光においても、３ショット目と同様に、第２露光パターンＰｂ３，Ｐｂ４が露光可能な部分であるので、各アパーチャ９１，９２，９３，９４の移動は必要としない。一方、６〜８ショット目では、基板保持部２１がマスク保持枠１２に対して相対移動することで、マスクＭの一部が基板Ｗと対向しない位置に移動する。

このため、６〜８ショット目では、マスクＭと基板Ｗの対向部分の周囲にギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８が配置されるように、Ｙ方向（紙面下側）に位置するセンサキャリア７０の第１テーブル７１を移動させる。なお、図８（ｃ）〜（ｅ）では、紙面下側に位置するギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８のみ図示している。特に、図８（ｅ）に示すように、マスクＭが基板Ｗと対向する面積が、紙面上方で１／２より小さくなるような場合には、紙面下方に位置するギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８は、センサキャリア７０によってマスクＭのＹ方向中間位置ＣＹを越えて移動し、マスクＭと基板Ｗの対向部分の周囲に配置される。

尚、本実施形態では、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８を基板ＷとマスクＭの対向部位の周囲に移動させて、アライメント調整及びギャップ調整が行われているが、ギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８をマスクＭの露光可能な部分の周囲に移動させて、アライメント調整及びギャップ調整が行われてもよい。

従って、本実施形態によれば、基板Ｗを保持する基板保持部２１と、マスクＭを保持するマスク保持枠１２と、パターン露光用の光を照射する照明光学系４０と、マスクＭの露光パターンを基板Ｗ上の複数の所定位置に対向させるように基板保持部２１とマスク保持枠１２とを相対的に移動させる基板移動機構２２と、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを調整するｚ−チルト調整機構２７と、パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構９０とを備え、マスクアパーチャ機構９０の下側及び上側アパーチャ９１，９２，９３，９４は、マスクＭの中間位置ＣＸ，ＣＹを越える位置まで移動可能としたので、マスクＭがサイズの異なる第１及び第２の露光パターンＰａ，Ｐｂを有する場合、第１及び第２の露光パターンＰａ，Ｐｂの中から任意の露光パターンを選択して遮光することができる。

また、図５〜図８に示す多面取りの露光作業において、３〜８ショット目では、マスクアパーチャ機構１９の下側及び上側アパーチャ９１，９２，９３，９４をマスクＭの中間位置ＣＸ，ＣＹを越える位置まで移動させて、第１の露光パターンＰａと第２の露光パターンの一部Ｐｂ１，Ｐｂ２を遮光し、この第１の露光パターンＰａと第２の露光パターンの一部Ｐｂ１，Ｐｂ２を遮光した状態で、残りの第２の露光パターンＰｂ３，Ｐｂ４を基板Ｗに露光転写してパターンを得る。これにより、１台の露光装置によって、マスクＭに形成された複数の露光パターンＰａ，Ｐｂの中から選択された任意の露光パターンを、複数回に分割して基板Ｗ上の任意の位置に露光転写して、生産効率を向上させることができる。また、従来は利用することができずに廃棄されていた基板Ｗの余り部分（図８においてパターンＰ７〜Ｐ１６）にも適宜、露光パターンを露光転写し、基板Ｗを有効に活用して生産コストを低減することができる。

また、本実施形態によれば、アライメントカメラ１８及びギャップセンサ１７を有し、アライメントカメラ１８及びギャップセンサ１７をマスクＭの中間位置ＣＸ，ＣＹを越える位置まで移動可能なセンサキャリア７０を更に備えるので、マスクＭの中心位置ＣＸ，ＣＹが基板Ｗと対向しないような場合であっても、アライメントカメラ１８及びギャップセンサ１７をマスクＭの各方向中間位置ＣＸ，ＣＹを越える位置まで移動させることができる。これにより、マスクＭと基板Ｗとの対向部位の各辺において、アライメントカメラ１８が基板側のアライメントマークとマスク側のアライメントマークとのずれ等を検出してマスクＭと基板Ｗのアライメント調整を行うと共に、ギャップセンサ１７が基板ＷとマスクＭ間のギャップを測定してマスクＭと基板Ｗを所定のギャップで近接配置して、露光パターンを高精度に露光転写することができる。

尚、上記した例では、マスクＭが２つのサイズの露光パターンＰａ、Ｐｂを有しており、基板Ｗ上にこの２つの露光パターンＰａ、Ｐｂを組み合わせて露光転写するものとして説明したが、露光パターンは２つに限定されず、マスクＭに３つ以上の露光パターンを形成して、３つ以上の露光パターンを組み合わせて露光転写することもできる。

また、本実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥは、基板Ｗを供給する搬送装置（図示せず）等の都合によって基板Ｗの搬送方向が所定の方向に規制されているような場合にも好適に利用される。

例えば、図９（ｂ）に示すように、第１露光パターンＰｃと、第２露光パターンＰｄ（Ｐｄ１，Ｐｄ２）が形成されたマスクＭを用いて露光転写を行い、図９（ａ）に示すように、基板Ｗ上に第１露光パターンＰｃによって転写されるサイズの大きなパネル２面と、第２露光パターンＰｄによって転写されるサイズの小さなパネル２面を形成する。

この場合、紙面上方に第２露光パターンＰｄが位置するようにマスクＭがマスク保持枠１２に取り付けられた状態において、図１０に示すように、第２露光パターンＰｄによって転写されるべきパターンＰ２´、Ｐ３´の位置が紙面上方に位置するように搬送されてくる場合と、図１１に示すように、第２露光パターンＰｄによって転写されるべきパターンＰ２´、Ｐ３´の位置が紙面下方に位置するように搬送されてくる場合とがある。

前者の場合には、図１０（ａ）に示すように、１ショット目の露光転写において、パターンＰ１´，Ｐ２´，Ｐ３´を形成した後、基板保持部２１をマスクＭに対して相対移動させて、図１０（ｂ）に示すように、Ｙ方向の一方（紙面上方）の下側及び上側アパーチャ９２，９４で第２露光パターンＰｄを遮光して２ショット目の露光転写を行い、パターンＰ４´を形成する。このため、いずれの露光転写も、Ｙ方向の両側のアパーチャ９２，９４をマスクＭの中間位置ＣＹを越えて移動させることなく行なわれる。

一方、後者の場合には、図１１（ａ）に示すように、Ｙ方向の一方（紙面上方）の下側及び上側アパーチャ９２，９４で第２露光パターンＰｄを遮光して１ショット目の露光転写を行ない、パターンＰ４´を形成した後、基板保持部２１をマスク保持枠１２に対してＹ方向に相対移動させて、図１１（ｂ）に示すように、同じく、Ｙ方向の一方の下側及び上側アパーチャ９２，９４で第２露光パターンＰｄを遮光して２ショット目の露光転写を行い、パターンＰ１´を形成する。さらに、基板保持部２１をマスク保持枠１２に対してＹ方向に相対移動させて、図１１（ｃ）に示すように、Ｙ方向の他方（紙面下方）の下側及び上側アパーチャ９２，９４で第１露光パターンＰｃを遮光して３ショット目の露光転写を行い、パターンＰ２´，Ｐ３´を形成する。

したがって、３ショット目の露光転写においては、Ｙ方向の他方の下側及び上側アパーチャ９２，９４は、第１露光パターンＰｃを遮光するためにマスクＭの中間位置ＣＹを越えて移動させる必要がある。従来の露光装置では、アパーチャはマスクＭの中間位置を越えて移動させることができなかったため、マスクＭ或は基板Ｗを１８０度反転させる作業等が必要であったが、本実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥを使用することで、このような反転作業を行なうことなく露光転写を行なうことができ、タクトタイムを短縮することができる。

また、３ショット目の露光転写においては、センサキャリア７０によってギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８もマスクＭの中間位置ＣＹを越える位置まで移動して、基板ＷとマスクＭの対向部位の周囲に配置されるので、アライメント調整及びギャップ調整をより高精度に行なうことができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

本発明の実施形態である分割逐次近接露光装置の一部分解斜視である。 図１における分割逐次近接露光装置の正面図である。 図１におけるマスクステージの平面図である。 アパーチャ、ギャップセンサ及びアライメントカメラがマスクの中央位置を越えて移動した状態を示す要部側面図である。 （ａ）は、１つの大きな露光パターンと４つの小さな露光パターンを有するマスクを用いて、基板上に大きな露光パターンを２パターン及び小さな露光パターンを１６パターン露光転写するとき、１ショット目の露光におけるマスクと基板との位置関係を示す概略図であり、（ｂ）は、マスクとアパーチャと基板との位置関係を示す概略図である。 （ａ）は、２ショット目の露光におけるマスクと基板との位置関係を示す概略図であり、（ｂ）は、マスクとアパーチャと基板との位置関係を示す概略図である。 （ａ）は、３ショット目の露光におけるマスクと基板との位置関係を示す概略図であり、（ｂ）は、マスクとアパーチャと基板との位置関係を示す概略図である。 ４ショット目から８ショット目の露光におけるマスクと基板との位置関係を示す概略図である。 （ａ）は、２種類のサイズのパターンが２パターンずつ露光転写される基板の概略図であり、（ｂ）は、これに用いられるマスクの概略図である。 図９において、一方から搬送される基板にパターンを露光転写する手順を示す図である。 図９において、他方から搬送される基板にパターンを露光転写する手順を示す図である。

符号の説明

１２ マスク保持枠（マスク保持部）
１７ ギャップセンサ
１８ アライメントカメラ
１９ マスクアパーチャ機構
２１ 基板保持部
２４ Ｙ軸送り機構（送り機構）
２６ Ｘ軸送り機構（送り機構）
２７ Ｚ−チルト調整機構（ギャップ調整機構）
４０ 照明光学系（照射手段）
７０ センサキャリア
９１，９２ 下側アパーチャ（アパーチャ部材）
９３，９４ 上側アパーチャ（アパーチャ部材）
ＣＸ，ＣＹ マスクの中間位置
Ｍ マスク
Ｐａ，Ｐｃ 第１の露光パターン
Ｐｂ，Ｐｄ 第２の露光パターン
ＰＥ 分割逐次近接露光装置
Ｗ 基板（被露光材）

Claims (5)

1. 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、サイズの異なる第１及び第２の露光パターンを少なくとも有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、前記マスクの露光パターンを前記基板上の複数の所定位置に対向させるように前記基板保持部と前記マスク保持部とを相対的に移動させる送り機構と、前記マスクと前記基板との対向面間のギャップを調整するギャップ調整機構と、前記照射手段から前記マスクに照射される前記パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構と、を備えた分割逐次近接露光装置を用いた分割逐次近接露光方法であって、
   前記マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材を前記マスクの中間位置を越える位置まで移動させて、前記第１及び第２の露光パターンの一方を遮光する工程と、
   前記第１及び第２の露光パターンの一方を遮光した状態で、前記第１及び第２の露光パターンの他方を前記照射手段によって前記基板に露光転写する工程と、
   を備えることを特徴とする分割逐次近接露光方法。
2. 前記基板と前記マスクの対向部分の周囲にアライメントカメラ及びギャップセンサが配置されるように、該アライメントカメラ及び該ギャップセンサを有するセンサキャリアを前記マスクの中間位置を越える位置まで移動させることを特徴とする請求項１に記載の分割逐次近接露光方法。
3. 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、前記マスクの露光パターンを前記基板上の複数の所定位置に対向させるように前記基板保持部と前記マスク保持部とを相対的に移動させる送り機構と、前記マスクと前記基板との対向面間のギャップを調整するギャップ調整機構と、前記照射手段から前記マスクに照射される前記パターン露光用の光を部分的に遮光して露光領域を制限するマスクアパーチャ機構と、を備える分割逐次近接露光装置であって、
   前記マスクアパーチャ機構のアパーチャ部材は、少なくとも前記マスクの中間位置を越える位置まで移動可能であることを特徴とする分割逐次近接露光装置。
4. アライメントカメラ及びギャップセンサを有し、該アライメントカメラ及び該ギャップセンサを前記マスクの中間位置を越える位置まで移動可能なセンサキャリアを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の分割逐次近接露光装置。
5. 前記マスク保持部に保持される前記マスクは、サイズの異なる第１及び第２の露光パターンを少なくとも有することを特徴とする請求項３または４に記載の分割逐次近接露光装置。

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