JP3682395B2 - 走査型露光装置および走査露光方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に関し、特に液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル等のフラットパネルの製造工程において、平板状の基板にパターンを露光する露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルは、近年その表示品質が著しく向上し、しかも薄くて軽量であることから画像表示装置としてCRTに代わり広く用いられるようになっている。特にアクティブマトリックス方式の直視型液晶パネルでは大画面化が進み、その製造に用いられるガラス基板も大型化している。
このような大型のガラス基板にディスプレイパネルの素子パターンを露光するための露光装置として、パターンが形成されたフォトマスク又はレチクル(以下、マスクという)とフォトレジスト等の感光剤が塗布されたガラス基板(以下、基板という)とを同期させて走査露光する走査露光装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
基板にスピンコーター等によってレジスト等の感光剤を塗布するとき、基板の周辺部ではレジストが基板の裏側まで回り込むことがしばしば生じる。このように、レジストが裏面まで回り込んだ基板をそのまま露光装置の基板ホルダーに載置すると、載置面を汚染するとともに、基板の裏面が基板ホルダーの載置面に密着できなくなって基板の露光領域の平面度が悪化する問題があった。
【0004】
また、走査露光においては、デバイスパターンや基板の寸法によっては走査回数が増加し、スループットが低下する場合があった。例えば、マスクのパターンを等倍で基板に走査露光する場合について考える。
マスクの有効露光領域が400mm×700mm、基板のサイズが720mm×900mm、この基板を保持する基板ホルダーの寸法が843mm×890mmであるとする(基板ホルダーの吸着面は全面にわたっているものとする)。マスクを保持して移動するマスクステージと基板ステージ(基板を保持した基板ホルダー)とを投影光学系に対して同期移動する走査型露光装置を用いて、17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルのパターンを基板に露光するものとする。ここで、17インチSXGAのパネルは、画素領域周辺の回路パターンも含めて寸法が279.7mm×347.2mmであるとする。
【0005】
なお、これらの寸法関係は図13,14に示してある。すなわち図13は矩形状の基板ホルダー15aの寸法を示す図であり、図14は基板ホルダー15a(図14では基板ホルダ15aを基板200と区別するために点線で示してある)に保持された基板200を示している。図14に示してあるように、基板200は基板の長手方向と基板ホルダー15aの長手方向とが一致するように基板ホルダー15a上に保持されている。
【0006】
図15は、279.7mm×347.2mmの回路パターン101が2個形成されたマスク100を用いて前述の基板に17インチSXGAのパネルを6面取りする様子を示している。なお、図15では基板ホルダー15aは省略している。
17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルのパターン露光に当たっては、図15に示すように、1回目の走査露光(マスク100と基板200とをX方向に同期移動させる)により基板200に矢印▲1▼で示すように2つの回路パターン101を基板200の露光領域200a,200b露光する。
【0007】
マスク100と基板200とを再び露光開始位置に移動して、2回目の走査露光により基板200に矢印▲2▼で示すように1つの回路パターン101を露光領域200cに露光する。これは基板200の寸法が900mmであるため2つの回路パターン101を露光できないためである。
【0008】
基板200をY方向にステップ移動するとともに、マスク100と基板200とを再び露光開始位置に移動して、3回目の走査露光により基板200に矢印▲3▼で示すように1つの回路パターン101を露光領域200dに露光する。そして、4回目の走査露光により基板200に矢印▲4▼で示すように2つの回路パターン101を露光領域200e,200fに露光する。
すなわち、従来の露光方法では、マスク100に2つの回路パターン101を設けていても1つの回路パターン101しか露光できないときがあり、走査露光の回数が増えスループットを上げることができなかった。
【0009】
本発明は、このような露光装置の現状に鑑み、基板の裏側に回り込んだ感光剤によって基板の平面度が悪化することがなく、その感光剤によって基板載置面が汚染されることのない露光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、露光装置を大型化することなく、走査回数を減らしてスループットの向上を図ることのできる露光装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、基板ホルダーの基板載置面に、基板の周辺部分の接触部に対応する箇所に溝を設け基板の裏面に回り込んだ感光剤が溝の中に入るようにする。また、デバイスのサイズと基板のサイズによっては基板を基板ホルダーに対して横向きに置く(基板の長辺を基板ホルダーの短辺に平行にして置く)ことを許容する構造とする。基板ホルダーに対し基板を横向きに置いた場合、基板上のパターンが露光されない領域は平面度を厳密に管理する必要がないため、基板の有効露光領域外が基板ホルダーからはみ出すことを許容する。
【0011】
すなわち、一実施例を表す図面に対応つけて説明すると、本発明による走査型露光装置は、マスク(10,30)と、短辺と長辺とを有する基板(14)とを第1方向(X方向)に走査して、マスク(10,30)のパタ−ンを基板ホルダー(15a)の載置面に載置された基板(14)に露光する走査型露光装置において、基板ホルダー(15a)を載置して第1方向(X方向)に移動可能な基板ステージ(15)を備え、基板ホルダー(15a)の載置面に、第1方向(X方向)に沿って基板(14)の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第1溝部(31,32)と、第1方向(X方向)とほぼ直交する第2方向(Y方向)に沿って基板(14)の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第2溝部(33,34)とが形成され、基板(14)の長辺を第1方向(X方向)と第2方向(Y方向)とのいずれの方向に沿っても配置可能としたことを特徴とする。
【0012】
第1溝部(31,32)及び第2溝部(33,34)の位置は、基板(14)を縦あるいは横に置いたときに基板周辺部分が接触する位置に対応させる。このような構造の採用により、基板(14)の周辺部分に感光剤の回り込みがあったとしても、それが第1溝部(31,32)及び第2溝部(33,34)に入るため、基板(14)の平面度の悪化と、基板ホルダー(15a)の基板載置面の汚染を防止し、平面度を維持し続けることができる。一対の第1溝部(31,32)の間隔は、矩形状の基板(14)の短辺の長さに対応させることができる。
【0013】
この走査型露光装置は、一対の第1溝部(31,32)で規定される載置面の第1領域(41,42,43)にて基板(14)を吸着する第1吸着手段(60,61,62)と、一対の第2溝部(33,34)で規定される載置面の第2領域(41,44,45)にて基板(14)を吸着する第2吸着手段(60,61,63)とを備えることができる。そして、第1吸着手段(60,61,62)による基板(14)の吸着と、第2吸着手段(60,61,63)による基板(14)の吸着とを切り換える切り換え手段(50)を備えることができる。
【0014】
基板ホルダー(15a)は、基板載置面に多数の吸着孔を有する。多数の吸着孔は、一対の第1溝部(31,32)及び一対の第2溝部(33,34)によって複数の領域に区画され、第1吸着手段(60,61,62)及び第2吸着手段(60,61,63)によって各領域毎に選択的に真空ポンプ等の真空源(60)に接続される。第1吸着手段(60,61,62)は、一対の第1溝部(31,32)の間に載置された基板(14)を吸着保持するために用いられ、第2吸着手段(60,61,63)は、一対の第2溝部(33,34)の間に載置された基板(14)を吸着保持するために用いられる。第1吸着手段(60,61,62)による基板(14)の吸着と、第2吸着手段(60,61,63)による基板(14)の吸着とを切り換える切り換え手段(50)は、電磁弁の開閉を制御する制御装置によって構成することができる。
【0015】
本発明による走査型露光装置は、基板(14)の長辺が第1方向(X方向)に沿って載置面に載置されているかどうかを検出する検出装置(65,66)を備えている。検出装置(65,66)は、基板ホルダー(15a)の載置面に設けた接触スイッチ、載置面に開口する真空吸着孔に接続される真空ラインに設けられたバキュームセンサ等により実現することができる。ここで、基板ホルダー(15a)を矩形状とし、基板ホルダー(15a)の短辺を基板(14)の長辺よりも短く設定することができる。
【0016】
走査型露光装置による露光の際、基板(14)面のうちマスク(10,30)のパターンが露光されない領域の平面度は厳密に保つ必要がない。従って、短辺が基板(14)の長辺よりも短く設定されている基板ホルダー(15a)に対して基板(14)を横向きに置く場合、基板(14)の有効露光領域外が基板ホルダー(15a)からはみ出して載置されるようにしてもよい。このように基板(14)の有効露光領域外が基板ホルダー(15a)からはみ出すことを許容することにより、露光装置の小型化を図ることができる。
本発明による走査露光方法は、第1方向(X方向)とこの第1方向(X方向)と直交する第2方向(Y方向)とに伸びた載置面を有する基板ホルダー(15a)により短辺と長辺とを有する基板(14)を載置して、基板(14)を第1方向(X方向)に走査しながらパターンを露光する走査露光方法において、基板ホルダー(15a)の載置面に、第1方向(X方向)に沿って基板(14)の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第1溝部(31,32)と、第2方向(Y方向)に沿って基板(14)の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第2溝部(33,34)とを設け、基板(14)の長辺を第1方向(X方向)と第2方向(Y方向)とのいずれの方向に沿っても配置可能としたことを特徴としている。
また、基板(14)の短辺が第1方向(X方向)に沿って載置面に載置されているかどうかを検出している。
また、基板ホルダー(15a)は矩形状であり、基板ホルダー(15a)の短辺は基板(14)の長辺よりも短く設定されていてもよい。
また、基板(14)の長辺を第2方向(Y方向)へ沿って配置した状態で、基板(14)を第1方向(X方向)へ走査してもよい。
また、基板(14)がガラスプレートである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施の形態の走査型露光装置の一例の概略的な構成を示す図である。この走査型露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式により基板14(フォトレジスト等の感光剤を塗布したガラスプレート)の寸法に比べ小型のマスク10を用いて、マスク10に描画されたパターンを基板14に複数回転写することができるようにしたものである。このマスク10の有効露光領域は400mm×700mmであり、基板14のサイズは720mm×900mmであるものとする。
【0018】
なお、アクティブマトリックス方式の液晶パネルは、そのアクティブ素子を形成するために、製造工程で複数のパターン層を重ね合わせて露光することが必要になり、マスクが複数枚用意され、マスクを交換しながらパターン層の重ね合わせ露光が行われている。
【0019】
超高圧水銀ランプ等の光源1から射出した光束は、楕円鏡2で反射された後にダイクロイックミラー3に入射する。このダイクロイックミラー3は露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過する。ダイクロイックミラー3で反射された光束は、光軸AX1に対して進退可能に配置されたシャッター4によって投影光学系側への照射を選択的に制限される。シャッター4が開放されることによって、光束は波長選択フィルター5に入射し、投影光学系12aが転写を行うのに適した波長(通常は、g,h,i線のうち少なくとも1つの帯域)の光束となる。また、この光束の強度分布は光軸近傍が最も高く、周辺になると低下するガウス分布状になるため、少なくとも投影光学系12aの投影領域13a内で強度を均一にする必要がある。このため、フライアイレンズ6とコンデンサーレンズ8によって光束の強度を均一化する。なお、ミラー7は配列上の折り曲げミラーである。
【0020】
強度を均一化された光束は、視野絞り9を介してマスク10のパターン面上に照射される。この視野絞り9は基板14上の投影領域13aを制限する開口を有する。視野絞り9とマスク10との間にレンズ系を設けて視野絞り9とマスク10のパターン面と基板14の投影面とが互いに共役になるようにしてもよい。
【0021】
光源1から視野絞り9までの構成を投影光学系12aに対する照明光学系L1とし、この例では照明光学系L1と同様の構成を有する照明光学系L2〜L5を設けて、各照明光学系L2〜L5からの光束を投影光学系12b〜12eのそれぞれに供給する。複数の照明光学系L1〜L5のそれぞれから射出された光束は、マスク10上の異なる部分領域(照明領域)11a〜11eをそれぞれ照明する。マスク10を透過した複数の光束は、各照明光学系L1〜L5に対応する投影光学系12a〜12eを介して基板14上の異なる投影領域13a〜13eにマスク10の照明領域11a〜11eのパターン像を結像する。投影光学系12a〜12eはいずれも正立等倍実結像(正立正像)光学系である。図1において、投影光学系12a〜12eの光軸方向をZ方向とし、Z方向に垂直な方向でマスク10及び基板14の走査方向をX方向(第1方向)とし、Z方向及びX方向に垂直な方向をY方向(第2方向)とする。
【0022】
基板14は基板ステージ15上の基板ホルダー15aに吸着保持(例えば真空吸着)されている。本実施の形態においては、矩形状の基板ホルダー15aの寸法は従来技術で用いた図13と同じ843mm×890mmとし、基板ホルダー15aの全面で基板14を吸着するものとする。
【0023】
基板ステージ15は一次元の走査露光を行うべく走査方向(X方向)に長いストロークを持ったX方向駆動装置16Xを有している。さらに、走査方向については高分解能及び高精度のX方向位置測定装置(例えばレーザ干渉計)17Xを有する。また、マスク10はマスクステージ20により支持され、このマスクステージ20も基板ステージ15と同様に、走査方向(X方向)に長いストロークを持ったX方向駆動装置18Xとマスクステージ20の走査方向の位置を検出するX方向位置測定装置19Xとを有する。
【0024】
さらに、基板ステージ15は、走査方向であるX方向とほぼ直交するY方向にステップ移動する機能を有する。すなわち、基板ステージ15には、基板ステージ15をY方向に駆動するY方向駆動装置16YとY方向位置測定装置17Yが設けられている。Y方向駆動装置16Yによる基板ステージ15のY方向へのステップ移動量は、照明領域11a〜11eのY方向の長さ以上の距離SPとされている。
【0025】
制御装置50は、走査型露光装置全体を制御するものであり、位置測定装置17X,17Y,19Xの測定結果と、アライメント系20a,20bのアライメント出力とが入力される。また、制御装置50は記憶装置51を有している。更に制御装置50は、基板ホルダー15aに形成された複数の吸着領域の吸着を制御する(詳細後述)。
【0026】
図2は、基板ステージ15上に保持された基板14の上面図である。基板14上の投影領域13a〜13eは、図2に示すようにY方向に隣合う領域どうし(例えば、13aと13b、13bと13c)が図のX方向に所定量変位するように、かつ隣合う領域の端部どうしが破線で示すようにY方向に重複するように配置される。よって、上記複数の投影光学系12a〜12eも各投影領域13a〜13eの配置に対応してX方向に所定量変位するとともにY方向に重複して配置されている。投影領域13a〜13eの形状は、図では平行四辺形であるが、六角形や菱形、台形などの形状であっても構わない。また、複数の照明光学系L1〜L5は、マスク10上の照明領域11a〜11eが上記投影領域13a〜13eと同様の配置となるように配置される。基板14には、露光領域14a,14b,14c,14dの外側にアライメントマーク(基板マーク)24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥が設けられている。
【0027】
図3はマスク10の上面図であり、基板14に転写すべきパターンが形成されたパターン領域10aが形成されている。マスク10には、パターン領域10aの外側に、基板14の基板マーク24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥に対応したアライメントマーク(マスクマーク)23a〜23jが設けられている。
【0028】
マスク10の上方には、図1及び図3に示すように、アライメント系20a,20bが配置され、このアライメント系20a,20bによってマスク10に設けられたマスクマーク23a〜23jを検出するとともに、投影光学系12a及び12eを介して基板14上に形成された基板マーク24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥を検出する。すなわち、アライメント系20a,20bから射出された照明光を反射鏡25a,25bを介してマスク10上に形成されたマスクマーク23a〜23jに照射するとともに、複数配列した投影光学系12a〜12eのうちの両端部の光学系12a,12eを介して基板14上の基板マーク24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥(24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥)に照射する。
【0029】
基板14上に形成された基板マーク24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥(24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥)からの反射光は投影光学系12a,12e及び反射鏡25a,25bを介して、またマスク10上に形成されたマスクマーク23a〜23jからの反射光は反射鏡25a,25bを介して、それぞれアライメント系20a,20bに入射する。アライメント系20a,20bは、マスク10及び基板14からの反射光に基づいて各アライメントマークの位置を検出する。
【0030】
アライメント検出系20a,20bは、マスクステージ20と基板ステージ15をX方向に移動しながら、基板14上の基板マーク24a,24b,24c,‥‥,24f,24g,24h,‥‥(24f,24g,24h,‥‥,24p,24q,24r,‥‥)とマスク10上のマスクマーク23a〜23jとをアライメント系20a,20bによって同時に検出することにより、基板14とマスク10との相対位置を検出することができる。
【0031】
この走査型露光装置は、基板ステージ15を走査方向であるX方向とほぼ直交するY方向に、少なくとも照明領域11a〜11eのY方向の幅分の距離より長い距離SPだけステップ移動させることができる。したがって、マスクステージ20及び基板ステージ15をX方向へ同期して駆動して走査露光を行った後に、基板ステージ15をY方向に距離SPだけステップ的に移動して行うX方向への走査露光を1回又は数回繰り返すことにより、マスクパターン10aを大きな基板14上に複数個並べて転写することが可能になる。
【0032】
図4は、基板ホルダー15aの一例を示す上面図である。この例の基板ホルダー15aはX方向の長さがY方向の長さより長い矩形の形状を有し、基板ステージ15に保持されてX方向(第1方向)に走査される。基板ホルダー15aの基板載置面には、走査方向(図のX方向)に平行に延びる一対の溝31,32と、走査方向にほぼ直交する方向(図のY方向)に平行に延びる一対の溝33,34が設けられている。また、基板載置面には、これらの溝31,32,33,34によって、中央領域41、左側領域42、右側領域43、下側領域44、上側領域45が区画されている。領域41〜45には、載置された基板14を吸着保持するための吸着孔が多数分布している。
【0033】
図5は、基板ホルダー15aの基板載置面の各領域41〜45に設けられた吸着孔を選択的に真空排気して基板を吸着するために基板ホルダー15aに接続された真空排気系統図である。真空ポンプ等の真空源60は、電磁弁61を介して中央領域41に分布している吸着孔に接続されるとともに、電磁弁62を介して左側領域42及び右側領域43に分布している吸着孔に接続され、電磁弁63を介して下側領域44及び上側領域45に分布している吸着孔に接続される。電磁弁61,62,63は、制御装置50によって開閉制御される。また、電磁弁62と基板ホルダー15aの左側領域42、右側領域43を結ぶラインの途中にはバキュームセンサ65が設けられ、電磁弁63と基板ホルダーの下側領域44、上側領域45を結ぶラインの途中にもバキュームセンサ66が設けられている。バキュームセンサ65,66の出力は制御装置50に入力される。
【0034】
図6は、本実施の形態による基板ホルダー15aに基板14を載置する方法の一例を示す平面模式図である。この例では、基板14の長辺が基板ホルダー15aの長手方向(図の例の場合、走査方向であるX方向)に平行になるようにして、矩形基板14を基板ホルダー15aに載置した状態を示している。この基板14は、基板14の長辺方向のエッジの位置が基板ホルダー15aの載置面に設けられた一対の溝31,32の位置に一致するようにして載置される。
【0035】
このとき制御装置50は、図5に示した真空排気系統の電磁弁61,62を開き、電磁弁63を閉じるように制御し、基板ホルダー15aの中央領域41、X-領域42、X+領域43に分布している吸着孔を真空排気して基板14を基板ホルダー15aの載置面に吸着保持する。制御装置50は、バキュームセンサ65,66の出力をモニタすることによって、基板14が基板ホルダー15aに所定の姿勢で載置されているか否かを知ることができる。すなわち、バキュームセンサ65が真空を示し、バキュームセンサ66が大気圧を示していれば、基板14が図6に図示するように、その長辺を基板ホルダー15aの長辺に平行(基板走査方向に平行)にして決められた位置に載置されていると判定される。他方、バキュームセンサ65が真空を示していない場合には、基板14の載置位置が基板ホルダー15a上でずれている等の何らかの事情で、長辺を基板ホルダー15aの長辺に平行にした所定の位置に載置されていないと判定する。
【0036】
図7は、本実施の形態による基板ホルダー15aに基板14を載置する方法の他の例を示す平面模式図である。この例では、基板14の長辺のエッジが基板ホルダー15aの長手方向に直交する方向(図の例の場合、Y方向)にほぼ平行になるようにして、矩形基板14を基板ホルダー15aに載置した状態を示している。基板14は、基板14の長辺の位置が基板ホルダー15aの載置面に設けられたY方向に延びる一対の溝33,34の位置に一致するようにして載置される。矩形基板14の長辺の長さが矩形形状をした基板ホルダー15aの短辺の長さより長い場合、図7に示すように、基板14はその長辺方向の先端部分が基板ホルダー15aからはみ出した状態で載置されることになる。しかし、基板ホルダー15aの載置面から飛び出した基板14の領域がマスク10のパターンを露光しない領域であれば、このような基板14の一部が基板ホルダー15aからはみ出すような載置方法でも問題はない。これは、基板14のうちマスク10のパターンが露光されない領域は、基板14の平面度を厳密に管理する必要がないからである。
【0037】
このとき制御装置50は、図5に示した真空排気系統の電磁弁61,63を開き、電磁弁62を閉じるように制御し、基板ホルダー15aの中央領域41、下側領域44、上領域45に分布している吸着孔を真空排気して基板14を基板ホルダー15aの載置面に吸着保持する。制御装置50は、バキュームセンサ65,66の出力をモニタすることによって、基板14が基板ホルダー15aに所定の姿勢で載置されているか否かを知ることができる。すなわち、バキュームセンサ66が真空を示し、バキュームセンサ65が大気圧を示していれば、基板14が図7に図示するように、その短辺を基板ホルダー15aの長辺に平行(基板走査方向に平行)にして基板ホルダー15a上の定められた位置に載置されていると判定する。他方、バキュームセンサ66が真空を示していない場合には、基板14の載置位置が基板ホルダー15a上でずれている等の何らかの事情で、短辺を基板ホルダー15aの長辺に平行にした所定の位置に載置されていないと判定する。
【0038】
図8は、図7のXX′断面の模式図である。図8により、基板ホルダー15aの載置面に設けられた溝の機能を説明する。本実施の形態によると、基板14はその縁辺を溝31,32;34,34の位置に一致させて基板ホルダー15aに載置される。基板14の表面にはフォトレジスト71が塗布されている。ところで、基板14にスピンコータ等によってフォトレジスト71を塗布する際、基板14の周辺部分のレジストが基板の裏面14に回り込むことがある。裏側にレジスト72が回り込んだ基板14をそのまま基板ホルダー15aに載置すると、そのレジスト72のために基板14の裏面が基板ホルダー15aの載置面に密着しないため、露光領域の平面度が悪化する。また、基板14の裏面に回り込んだレジスト72が基板ホルダー15aの載置面に付着して載置面を汚染する。しかし、基板ホルダー15aの載置面に溝31,32;34,34を設け、基板14の縁辺を溝31,32;34,34の位置に一致させて基板ホルダー15aに載置するようにすると、図8に示すように、基板14の周辺部分にレジストの回り込み72があったとしても、それが溝部に34入るため、基板14の平面度の悪化と、基板ホルダー15aの基板載置面の汚染を防止し、平面度を維持し続けることができる。
【0039】
図9は、コーター・デベロッパーから露光装置に受け渡される基板14の搬送について説明する模式図である。コーター・デベロッパー81は、レジストを塗布した基板14を搬送アーム82によって搬送して、露光装置85側に渡す。露光装置85では、コーター・デベロッパー81から渡された基板14を一旦、回転テーブル86上に載置する。回転テーブル86は、露光装置の基板ホルダー15a上における基板14の姿勢、すなわち、図6に示すように基板14の長辺を基板ホルダー15aの長手方向(走査方向であるX方向)に平行にして載置するのか、あるいは、図7に示すように基板14の長辺を基板ホルダー15aの長手方向に直交する方向(Y方向)にほぼ平行にして載置するのかによって、そのまま基板ローダ87に渡すか、90゜回転してから渡す。露光装置85の基板ローダ87は、回転テーブル86から基板14を受け取って基板ホルダー15a上に載置する。
【0040】
制御装置50の記憶装置51には、基板ホルダー15a上における基板14の姿勢、走査露光のための走査長、走査速度、横ステップの距離等のデータが入ったレシピが記憶されている。制御装置50はそのレシピに従って、回転テーブル86の回転、あるいはマスクステージ20のX方向駆動装置18Xと基板ステージ15のX方向駆動装置16Xによる走査露光のためのマスク10と基板14との同期走査、Y方向駆動装置16Yによる基板ステージ15のY方向のステップ移動等を制御する。
【0041】
次に、ロットの切り換えにより、画素領域周辺の回路パターンも含めた寸法が279.7mm×347.2mmである17インチSXGAのパターンを基板14に6面取りして露光する露光方法について説明する。
上述したように、基板ホルダー15aの寸法は843mm×890mmであり、基板14の大きさも720mm×900mmであり、基板ホルダー15aの短辺よりも基板14の長辺の方が長くなっている。また、マスク10に変えて17インチSXGAのパターン30aが2つ形成されたマスク30を用いるものとする。なお、マスク30の有効露光領域もマスク10と同じ400mm×700mmであり、図示省略するもののマスク30には、マスク10とほぼ同じマスクマークが形成されている。
【0042】
図10は、基板ホルダー15a(図10では基板ホルダ15aを基板14と区別するために点線で示してある)に保持された基板14を示している。
図10に示してあるように、17インチSXGAのパターンを基板14に露光する際は、基板14の長辺方向が基板ホルダー15aの短辺方向と一致するように、図1の基板14の状態から90度回転して、基板ホルダー15aに基板14が保持されている。
【0043】
このため、基板14の長辺方向が基板ホルダー15aからはみでてしまう。しかしながら、基板14の露光領域14a〜14fは、基板ホルダー15aに保持される(接触している)とともに前述の真空吸着がなされている。このため、基板14の露光領域14a〜14fの平面度は真空吸着により精度よく保たれているので、マスク30のパターン30aを基板14の露光領域14a〜14fに精度よく露光することができる。なお、不図示ではあるが、基板14を位置合わせするために基板14に形成されるアライメントマークの基板ホルダー15aの吸着領域内に形成されている。
【0044】
図11は、347.2mm×279.7mmの回路パターン30aが2個形成されたマスク30を用いて基板14に17インチSXGAのパネルを6面取りする様子を示している。なお、図11では基板ホルダー15aは省略している。
図11に示してあるように、マスク30は、従来技術で説明したマスク100と同じ大きさではあるが、パターン30aが形成される方向がマスク100のパターン101とは90度異なっている。すなわち、マスク30のパターン30aの長辺方向とマスク30の長辺方向とが一致している。
【0045】
以下、制御装置50による走査露光のシーケンスの一例について、図12のフローチャートに基づいて説明する。
制御装置50は、不図示のマスクローダを制御して、マスク10に変えて17インチSXGAのパターン30aが2つ形成されたマスク30をマスクステージ20に載置させる(ステップ20)。
【0046】
制御装置50は、ステップ20の判定が「YES」の場合には、ステップ21に進み、投影光学系12a〜12eを保持している保持部材によって保持されたアライメント系20a,20bによって、マスク30を露光装置に対して位置決めする。この位置決めは、アライメント系20a,20bにより実行され、アライメント系20a,20b内の指標マークに対するマスクマークの位置が所定の関係となるように、マスクステージ20の位置を調整することによって行われる(ステップ21)。なお、マスクの交換を必要としない場合には、このステップ21は省略される。
【0047】
次に、制御装置50は、図示しない基板ローダにより、基板14の長辺方向が基板ホルダー15aの短辺方向と一致するように、基板ステージ15上の基板ホルダー15aに露光すべき基板14をローディングし、ロードした基板14を露光装置に対して位置決めする(ステップ22)。具体的には、ステップ21におけるマスク30のアライメントと同様に、アライメント系20a,20bによって基板マークを検出し、アライメント系20a,20b内の指標マークに対する基板マークの位置が所定の関係となるように、基板ステージ15を駆動することによって行われる。
【0048】
制御装置50は、マスクステージ20のX方向駆動装置18X及び基板ステージ15のX方向駆動装置16Xによってマスクステージ20と基板ステージ15とを例えば−X方向に駆動することにより、投影光学系12a〜12eに対してマスク30と基板14とを同期して走査する。その際、一方のアライメント系20a,20bによって、同期走査時のマスクマークと基板マークとの相対位置を検出する。こうして検出された同期走査時のマスクマークと基板マークとの相対位置は、記憶装置51に記憶される(ステップ23)。
【0049】
マスク30と基板14との走査が終了すると、マスク30が照明領域11a〜11eから完全に外れ、基板14が投影領域13a〜13eから完全に外れた走査開始位置において、マスク30と基板14とのアライメントを行う(ステップ24)。このステップ24のアライメントは、ステップ23において走査の間に検出され記憶装置51に記憶されているマスクマーク及びそれと対をなす基板マークの相対位置誤差が最小となるようなマスク30のX方向、Y方向及び回転方向の移動量を最小自乗法等によって求め、それに従ってマスクステージ20上のマスク30の位置を調整することにより行われる。
【0050】
制御装置50は、マスクステージ20と基板ステージ15とを+X方向に同期走査して1回目の走査露光により、図11の矢印▲1▼に示すように、基板14の投影領域14aと14bとにマスク30の2つのパターン30aを露光する(ステップ25)。
1回目の走査露光が終了すると、制御装置50は、Y方向駆動装置16Yを駆動することにより、基板14をY方向にステップ移動する。ステップ移動の距離は、17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルの短辺の長さ(図示した例の場合、279.7mm)とほぼ同じ長さである(ステップ26)。
【0051】
制御装置50は、マスクステージ20と基板ステージ15とを−X方向に同期走査して2回目の走査露光により、図11の矢印▲2▼に示すように、基板14の投影領域14cと14dとにマスク30の2つのパターン30aを露光する(ステップ27)。
2回目の走査露光が終了すると、制御装置50は、Y方向駆動装置16Yを駆動することにより、基板14をY方向にステップ移動する。ステップ移動の距離は、ステップ26と同じであり、17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルの短辺の長さ(図示した例の場合、279.7mm)とほぼ同じ長さである(ステップ28)。
【0052】
制御装置50は、マスクステージ20と基板ステージ15とを+X方向に同期走査して3回目の走査露光により、図11の矢印▲3▼に示すように、基板14の投影領域14eと14fとにマスク30の2つのパターン30aを露光する(ステップ25)。
【0053】
以上のように、従来の技術では、17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルを6面取りするときに4回の走査露光が必要であったのに対し、本実施の形態では、基板14の長辺方向が基板ホルダ15aの短辺方向と一致するように基板ホルダ15aに基板14を載置しているので、3回の走査露光により基板14に17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルを6面取りすることができる。
【0054】
なお、本実施の形態の説明をわかりやすくするために、マスク30、基板14、基板ホルダー15aに寸法を示したが、本実施の形態はこの寸法に限定されるものではなく、基板14の長辺方向と基板ホルダ15aの短辺方向とを一致するように基板ホルダ15aに基板14を載置するという思想のもとさまざまな寸法に対しても幅広く適用することができる。
【0055】
【発明の効果】
本発明によると、基板の長辺を第1方向と第2方向とのいずれの方向に沿って配置した場合においても、周辺部で裏側にレジストが回り込んだ基板を載置しても基板の平面度が悪化することがなく、そのレジストによって基板載置面が汚染されることのない走査型露光装置ならびに走査露光方法が得られる。また、本発明によると、基板を走査する方向を基板の長辺方向および短辺方向のいずれの方向にも合わせることができるので、小型でありながら走査回数を減らしてスループットの向上を図ることのできる走査型露光装置ならびに走査露光方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の走査型露光装置の一例の概略的な構成を示す図である。
【図2】基板ステージ上に保持された基板の上面図である。
【図3】マスクの上面図である。
【図4】基板ホルダーの一例を示す上面図である。
【図5】基板ホルダーに接続された真空排気系統図である。
【図6】基板ホルダーに基板を載置する方法の一例を示す平面模式図である。
【図7】基板ホルダーに基板を載置する方法の他の例を示す平面模式図である。
【図8】図7のXX′断面の模式図である。
【図9】コーター・デベロッパーから露光装置に受け渡される基板の搬送について説明する模式図である。
【図10】基板ホルダーに保持された基板を示す図である。
【図11】基板に17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルを6面取りのする様子を示す図である。
【図12】走査露光のシーケンスの一例を示すフローチャートを示す図である。
【図13】基板ホルダーの寸法を示す図である。
【図14】基板ホルダーに保持された基板を示す図である。
【図15】基板に17インチSXGAの液晶ディスプレイパネルを6面取りのする様子を示す図である。
【符号の説明】
L1〜L5…照明光学系、9…視野絞り、10…マスク、10a…パターン領域、11a〜11e…照明領域、12a〜12e…投影光学系、13a〜13e…投影領域、14…基板、14a〜14d…パターン露光領域、15…基板ステージ、15a…基板ホルダー、16X…X方向駆動装置、16Y…Y方向駆動装置、17X,17Y…位置測定装置、18X…X方向駆動装置、19X…位置測定装置、20a,20b…アライメント系、23a〜23j…マスクマーク、24a〜24t…基板マーク、31,32…走査方向に平行に延びる一対の溝、33,34…走査方向にほぼ直交する方向に平行に延びる一対の溝、41〜45…吸着領域、60…真空源、61〜63…電磁弁、65,66…バキュームセンサ、81…コーター・デベロッパー、82…搬送アーム、85…露光装置、86…回転テーブル、87…基板ローダ
Claims (10)
- マスクと、短辺と長辺とを有する基板とを第1方向に走査して、前記マスクのパタ−ンを基板ホルダーの載置面に載置された前記基板に露光する走査型露光装置において、
前記基板ホルダーを載置して前記第1方向に移動可能な基板ステージを備え、前記基板ホルダーの前記載置面に、前記第1方向に沿って前記基板の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第1溝部と、前記第1方向とほぼ直交する第2方向に沿って前記基板の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第2溝部とが形成され、前記基板の長辺を前記第1方向と前記第2方向とのいずれの方向に沿っても配置可能としたことを特徴とする走査型露光装置。 - 請求項1記載の走査型露光装置において、
前記一対の第1溝部で規定される前記載置面の第1領域にて前記基板を吸着する第1吸着手段と、前記一対の第2溝部で規定される前記載置面の第2領域にて前記基板を吸着する第2吸着手段とを備えることを特徴とする走査型露光装置。 - 請求項2記載の走査型露光装置において、
前記第1吸着手段による前記基板の吸着と、前記第2吸着手段による前記基板の吸着とを切り換える切り換え手段を備えることを特徴とする走査型露光装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の走査型露光装置において、
前記基板の長辺が前記第1方向に沿って前記載置面に載置されているかどうかを検出する検出装置を備えることを特徴とする走査型露光装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の走査型露光装置において、
前記基板ホルダーは矩形状であり、前記基板ホルダーの短辺は前記基板の長辺よりも短く設定されていることを特徴とする走査型露光装置。 - 第1方向と該第1方向と直交する第2方向とに伸びた載置面を有する基板ホルダーにより短辺と長辺とを有する基板を載置して、前記基板を前記第1方向に走査しながらパターンを露光する走査露光方法において、
前記基板ホルダーの前記載置面に、前記第1方向に沿って前記基板の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第1溝部と、前記第2方向に沿って前記基板の長辺のエッジに対向可能に形成された一端から他端まで延びる一対の第2溝部とを設け、
前記基板の長辺を前記第1方向と前記第2方向とのいずれの方向に沿っても配置可能としたことを特徴とする走査露光方法。 - 請求項6記載の走査露光方法において、
前記基板の短辺が前記第1方向に沿って前記載置面に載置されているかどうかを検出することを特徴とする走査露光方法。 - 請求項6または7記載の走査露光方法において、
前記基板ホルダーは矩形状であり、前記基板ホルダーの短辺は前記基板の長辺よりも短く設定されていることを特徴とする走査露光方法。 - 請求項6〜8のいずれか一項に記載の走査露光方法において、
前記基板の長辺を前記第2方向へ沿って配置した状態で、前記基板を前記第1方向へ走査することを特徴とする走査露光方法。 - 請求項6〜9のいずれか一項に記載の走査露光方法において、
前記基板はガラスプレートであることを特徴とする走査露光方法。
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