JP4808676B2 - 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

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、基板の露光を行う露光装置、露光方法、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、特に基板を保持するチャックを移動ステージによりＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して露光時の基板の位置決めを行う露光装置、露光方法、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。

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フォトマスク（以下、「マスク」と称す）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。

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。この場合、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方向にステップ移動しながら、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。以下、この方式を、プロキシミティＸＹステップ方式と呼ぶ。

特許文献１には、プロキシミティＸＹステップ方式の露光において、レーザー測長系を用いて露光時の基板の位置決めを精度良く行い、焼き付け精度を向上する技術が開示されている。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、基板を保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。
特開２００５−３３１５４２号公報

特許文献１に記載の様なレーザー測長系を用いて露光時の基板の位置決めを行う場合、チャックのθ方向への回転により、レーザー測長系で測定するチャックのＸＹ方向の位置が変化する。従来は、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、チャックのＸＹ方向の位置を補正していた。この計算のためには、移動ステージの回転中心がどこにあるかを知る必要があり、従来は、設計時の移動ステージの回転軸を用いるか、または予め何らかの手段で移動ステージの回転中心を測定していた。

一般に、移動ステージは、その回転軸がチャックの中心と一致する様に設計される。しかしながら、大型化した複雑な機構を持つ移動ステージが、設計通りの回転軸で回転するとは限らない。また、予め移動ステージの回転中心を測定しても、移動ステージの回転中心が常に一定であるとは限らない。従って、従来の方法では、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を精度良く補正することができなかった。

本発明の課題は、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を精度良く補正して、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことである。また、本発明の課題は、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することである。

本発明の露光装置は、基板を保持するチャックと、チャックを搭載し、チャックをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して、露光時の基板の位置決めを行う移動ステージと、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を検出する検出手段と、移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、ステージ駆動回路を制御してチャックをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させ、移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と検出手段の検出結果とから、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量を求め、求めたずれ量に基づいて、チャックのＸＹ方向の位置を補正する制御装置とを備えたものである。

また、本発明の露光方法は、基板を移動ステージに搭載されたチャックで保持し、チャックを移動ステージによりＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して、露光時の基板の位置決めを行う露光方法であって、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を検出し、移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と検出結果とから、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量を求め、求めたずれ量に基づいて、チャックのＸＹ方向の位置を補正するものである。

回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を検出し、移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と検出結果とから、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量を求めるので、移動ステージの回転中心が変動しても、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量に基づいて、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化が精度良く補正される。

さらに、本発明の露光装置は、制御装置が、チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定するものである。また、本発明の露光方法は、チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定するものである。チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定するという簡単な処理で、チャックのＸＹ方向の位置の補正が行われる。

さらに、本発明の露光装置は、検出手段が、チャックのＹ方向（又はＸ方向）に取り付けられた第１の反射手段と、チャックのＸ方向（又はＹ方向）に取り付けられた第２の反射手段と、第１の反射手段の変位を測定する複数の第１のレーザー変位計と、第２の反射手段の変位を測定する第２のレーザー変位計とを有するものである。また、本発明の露光方法は、チャックのＹ方向（又はＸ方向）に第１の反射手段を取り付け、チャックのＸ方向（又はＹ方向）に第２の反射手段を取り付け、第１の反射手段の変位を複数の第１のレーザー変位計で測定し、第２の反射手段の変位を第２のレーザー変位計で測定して、チャックのＸＹ方向の位置の変化を検出するものである。複数の第１のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きが検出される。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。露光時の基板の位置決めが精度良く行われるので、パターンの焼付けが精度良く行われ、高品質な基板が製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、移動ステージの回転中心が変動しても、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量に基づいて、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を精度良く補正することができる。従って、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定するという簡単な処理で、チャックのＸＹ方向の位置の補正を行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックのＹ方向（又はＸ方向）に第１の反射手段を取り付け、チャックのＸ方向（又はＹ方向）に第２の反射手段を取り付け、第１の反射手段の変位を複数の第１のレーザー変位計で測定し、第２の反射手段の変位を第２のレーザー変位計で測定して、チャックのＸＹ方向の位置の変化を検出することにより、複数の第１のレーザー変位計の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、複数の移動ステージを用いてプロキシミティ方式の露光を行う露光装置の例を示している。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４４，４５、主制御装置７０、入出力インタフェース回路７１，７２、及びステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、露光光を照射する照射光学系、基板１を搬入する搬入ユニット、基板１を搬出する搬出ユニット、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。

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。

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は、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。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。

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。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、図示しない搬入ユニットによりチャック１０ａ，１０ｂへ搭載され、また図示しない搬出ユニットによりチャック１０ａ，１０ｂから回収される。チャック１０ａ，１０ｂは、基板１を真空吸着して保持する。

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。

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を支持する。

各移動ステージのＸステージ１４のＸ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。

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。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。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。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を搭載する移動ステージの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を搭載する移動ステージの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。

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。

以下、本実施の形態の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を搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、他方により、チャック１０ｂを搭載する移動ステージの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方向の傾きを検出し、また回転によるチャック１０ａ，１０ｂのＸＹ方向の位置の変化を検出する。

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、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。

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を搭載する移動ステージを示しており、チャック１０ｂを搭載する移動ステージは、チャック１０ａを搭載する移動ステージと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。

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。

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を搭載する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。

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す。

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を搭載する移動ステージの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。

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を搭載する移動ステージの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。

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。

図９及び図１０において、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、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方向の位置を検出する。

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、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するチャック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。

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を搭載する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を搭載する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方向の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。

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。

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のＹ方向の変位を測定する。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、２つのレーザー変位計４２及びレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出し、またＹステージ１６がＹＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出し、また回転によるチャック１０ａ，１０ｂのＸＹ方向の位置の変化を検出する。

チャック１０ａ，１０ｂにバーミラー４４を取り付け、各バーミラー４４の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計４２で測定するので、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きが精度良く検出される。そして、複数のレーザー変位計４２を各移動ステージのＸステージ１４に設置するので、複数のレーザー変位計４２の測定結果から、Ｘステージ１４に搭載された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。

図１において、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。また、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。そして、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果及びレーザー変位計制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御して各移動ステージを駆動させ、露光時の基板１の位置決めを行う。

図１３は、基板の位置決め動作を示すフローチャートである。以下、チャック１０ａに保持された基板１の位置決め動作について説明するが、チャック１０ｂに保持された基板１の場合も同様である。まず、主制御装置７０は、チャック１０ａのＸＹ方向の位置及びθ方向の傾きの目標値を決定する（ステップ３０１）。次に、レーザー測長系制御装置３０は、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、レーザー変位計制御装置４０は、チャック１０ａのθ方向の傾きを検出する（ステップ３０２）。

続いて、主制御装置７０は、目標値とレーザー測長系制御装置３０及びレーザー変位計制御装置４０の検出結果とから、チャック１０ａの移動量及び回転量を決定する（ステップ３０３）。そして、主制御装置７０は、ステージ駆動回路８０ａを制御して、決定した移動量及び回転量だけ、チャック１０ａをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させる（ステップ３０４）。

チャック１０ａをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させた後、レーザー測長系制御装置３０は、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、レーザー変位計制御装置４０は、チャック１０ａのθ方向の傾きを検出する（ステップ３０５）。このとき、レーザー変位計制御装置４０は、レーザー変位計４２及びレーザー変位計４３の回転前の測定結果と回転後の測定結果とから、回転によるチャック１０ａのＸＹ方向の位置の変化を検出する（ステップ３０５）。

続いて、主制御装置７０は、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心と一致する場合の回転によるチャック１０ａのＸＹ方向の位置の変化を計算する。図１４は、移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を説明する図である。図１４では、回転前のチャック１０ａを破線で示し、回転後のチャック１０ａを実線で示している。また、図１４では、バーミラー４４の反射面をチャック１０ａのＹ方向の側面と同じ位置とし、バーミラー４５の反射面をチャック１０ａのＸ方向の側面と同じ位置として、バーミラー４４，４５を省略している。

移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心と一致する場合、図１４において、チャック１０ａが角度φだけ回転されたとき、回転中心から回転前のバーミラー４４の反射面までの距離をＸＯ、回転中心から回転後のバーミラー４４の反射面までの距離をＸＯ’とすると、回転によるチャック１０ａのＸ方向の位置の変化ΔＸは、ΔＸ＝ＸＯ’−ＸＯとなる。ここで、回転中心からレーザー変位計４２までのＹ方向の距離をＹ１とすると、ＸＯ／Ａ＝ｃｏｓφ、Ｂ／Ｙ１＝ｔａｎφであるので、ＸＯ’ ＝Ａ−Ｂ＝ＸＯ／ｃｏｓφ−Ｙ１・ｔａｎφとなる 。従って、チャック１０ａが角度φだけ回転されたとき、回転によるチャック１０ａのＸ方向の位置の変化ΔＸは、次の式で計算することができる。
ΔＸ＝ＸＯ’−ＸＯ＝（ＸＯ／ｃｏｓφ−Ｙ１・ｔａｎφ）−ＸＯ

同様に、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心と一致する場合、図１４において、チャック１０ａが角度φだけ回転されたとき、回転中心から回転前のバーミラー４５の反射面までの距離をＹＯ、回転中心から回転後のバーミラー４５の反射面までの距離をＹＯ’とすると、回転によるチャック１０ａのＹ方向の位置の変化ΔＹは、ΔＹ＝ＹＯ’−ＹＯとなる。ここで、回転中心からレーザー変位計４３までのＸ方向の距離をＸ１とすると、ＹＯ／Ｃ＝ｃｏｓφ、Ｄ／Ｘ１＝ｔａｎφであるので、ＹＯ’ ＝Ｃ＋Ｄ＝ＹＯ／ｃｏｓφ＋Ｘ１・ｔａｎ φとなる。従って、チャック１０ａが角度φだけ回転されたとき、回転によるチャック１０ａのＹ方向の位置の変化ΔＹは、次の式で計算することができる。
ΔＹ＝ＹＯ’−ＹＯ＝（ＹＯ／ｃｏｓφ＋Ｘ１・ｔａｎφ）−ＹＯ

回転前のレーザー変位計４２の測定値をｏＸとすると、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心と一致する場合、図１４において、回転後に予想されるレーザー変位計４２の測定値ｎＸ’は、ｎＸ’＝ｏＸ＋ΔＸである。しかしながら、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心からずれている場合、回転後の実際のレーザー変位計４２の測定値ｎＸは、ｎＸ’と同じにならない。このとき、レーザー変位計制御装置４０が実際に検出する、回転によるチャック１０ａのＸ方向の位置の変化は、ｎＸ−ｏＸである。

同様に、回転前のレーザー変位計４２の測定値をｏＹとすると、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心と一致する場合、図１４において、回転後に予想されるレーザー変位計４３の測定値ｎＹ’は、ｎＹ’＝ｏＹ＋ΔＹである。しかしながら、移動ステージの回転中心がチャック１０ａの中心からずれている場合、回転後の実際のレーザー変位計４３の測定値ｎＹは、ｎＹ’と同じにならない。このとき、レーザー変位計制御装置４０が実際に検出する、回転によるチャック１０ａのＹ方向の位置の変化は、ｎＹ−ｏＹである。

図１３において、主制御装置７０は、計算結果ΔＸ，ΔＹとレーザー変位計制御装置４０の実際の検出結果ｎＸ−ｏＸ，ｎＹ−ｏＹとから、移動ステージの回転中心のチャック１０ａの中心からのＸ方向のずれ量ｄＸ及びＹ方向のずれ量ｄＹを、次の式により算出する（ステップ３０６）。
ｄＸ＝ΔＸ−（ｎＸ−ｏＸ）＝（ｎＸ’−ｏＸ）−（ｎＸ−ｏＸ）＝ｎＸ’−ｎＸ
ｄＹ＝ΔＹ−（ｎＹ−ｏＹ）＝（ｎＹ’−ｏＹ）−（ｎＹ−ｏＹ）＝ｎＹ’−ｎＹ

続いて、主制御装置７０は、算出したずれ量ｄＸ，ｄＹに基づいて、チャック１０ａのＸＹ方向の位置の目標値を更新する（ステップ３０７）。そして、主制御装置７０は、更新した目標値とステップ３０５でのレーザー測長系制御装置３０及びレーザー変位計制御装置４０の検出結果とから、チャック１０ａのＸＹ方向の位置及びθ方向の傾きの補正量を決定する（ステップ３０８）。

続いて、主制御装置７０は、決定した補正量が所定値より大きいか判断する（ステップ３０９）。決定した補正量が所定値より大きい場合、主制御装置７０は、ステージ駆動回路８０ａを制御して、決定した補正量だけ、チャック１０ａをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させ（ステップ３１０）、ステップ３０５へ戻る。決定した補正量が所定値以下の場合、基板１の位置決め動作を終了する。

回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を検出し（ステップ３０５）、移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と検出結果とから、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量を算出するので（ステップ３０６）、移動ステージの回転中心が変動しても、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量に基づいて、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化が精度良く補正される。そして、チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し（ステップ３０１）、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し（ステップ３０７）、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定する（ステップ３０８）という簡単な処理で、チャックのＸＹ方向の位置の補正が行われる。

以上説明した本実施の形態によれば、移動ステージの回転中心が変動しても、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量に基づいて、回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を精度良く補正することができる。従って、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定するという簡単な処理で、チャックのＸＹ方向の位置の補正を行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、チャックのＹ方向（又はＸ方向）にバーミラー４４を取り付け、チャックのＸ方向（又はＹ方向）にバーミラー４５を取り付け、バーミラー４４の変位を複数のレーザー変位計４２で測定し、バーミラー４５の変位をレーザー変位計４３で測定して、チャックのＸＹ方向の位置の変化を検出することにより、複数のレーザー変位計４２の測定結果から、チャックのθ方向の傾きを検出することができる。

本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することができる。

例えば、図１５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。

また、図１６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。

図１５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１６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、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 レーザー干渉計の動作を説明する図である。 レーザー干渉計の動作を説明する図である。 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。 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。 基板の位置決め動作を示すフローチャートである。 移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を説明する図である。 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。 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。

符号の説明

１ 基板
２ マスク
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
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

Claims (8)

1. 基板を保持するチャックと、
   前記チャックを搭載し、前記チャックをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して、露光時の基板の位置決めを行う移動ステージと、
   回転による前記チャックのＸＹ方向の位置の変化を検出する検出手段と、
   前記移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、
   前記ステージ駆動回路を制御して前記チャックをＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させ、前記移動ステージの回転中心が前記チャックの中心と一致する場合の回転による前記チャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と前記検出手段の検出結果とから、前記移動ステージの回転中心の前記チャックの中心からのずれ量を求め、求めたずれ量に基づいて、前記チャックのＸＹ方向の位置を補正する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記制御装置は、前記チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、更新した目標値を用いて前記チャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記検出手段は、
   前記チャックのＹ方向（又はＸ方向）に取り付けられた第１の反射手段と、
   前記チャックのＸ方向（又はＹ方向）に取り付けられた第２の反射手段と、
   前記第１の反射手段の変位を測定する複数の第１のレーザー変位計と、
   前記第２の反射手段の変位を測定する第２のレーザー変位計とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 基板を移動ステージに搭載されたチャックで保持し、チャックを移動ステージによりＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転して、露光時の基板の位置決めを行う露光方法であって、
   回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を検出し、
   移動ステージの回転中心がチャックの中心と一致する場合の回転によるチャックのＸＹ方向の位置の変化を計算し、計算結果と検出結果とから、移動ステージの回転中心のチャックの中心からのずれ量を求め、
   求めたずれ量に基づいて、チャックのＸＹ方向の位置を補正することを特徴とする露光方法。
5. チャックのＸＹ方向の位置の目標値を決定し、
   求めたずれ量に基づいて目標値を更新し、
   更新した目標値を用いてチャックのＸＹ方向の位置の補正量を決定することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
6. チャックのＹ方向（又はＸ方向）に第１の反射手段を取り付け、
   チャックのＸ方向（又はＹ方向）に第２の反射手段を取り付け、
   第１の反射手段の変位を複数の第１のレーザー変位計で測定し、
   第２の反射手段の変位を第２のレーザー変位計で測定して、チャックのＸＹ方向の位置の変化を検出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
8. 請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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