專利名稱：基板曝光裝置及基板曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)由光掩模(以下稱為掩模)將電路等的圖案曝光于各種基板的基板曝光裝置及基板曝光方法。
背景技術(shù)：
以往的基板曝光裝置在將基板搬入曝光室前會搬運至預(yù)定位(預(yù)對準)臺而進行預(yù)定位(例如參照專利文獻1)，之后將基板搬入曝光室而載置于曝光臺上，在曝光前先進行調(diào)整(對準)，接著才進行曝光。
上述預(yù)定位臺是具有搬入用滾子臺與預(yù)定位裝置而將基板進行預(yù)定位的裝置。該搬入用滾子臺是將從形成于裝置側(cè)壁面的基板入口搬入的基板于水平方向進行支撐的裝置。然后，預(yù)定位裝置在搬入用滾子臺的滾子間的間隙中豎立著銷等，藉由該銷等推動置于搬入用滾子臺上的基板的搬運方向即X方向的基板兩端面以及正交于輸送方向的Y方向的基板的兩端面，而進行預(yù)定位。
又，設(shè)置曝光臺的曝光室具備經(jīng)由掩模將電路等的圖案曝光至各種基板的曝光裝置，同時具備在曝光前進行基板調(diào)整的攝影裝置與控制裝置。在該曝光室中，藉由設(shè)置于既定位置的搬入側(cè)搬運機，在上述預(yù)定位臺上支撐已被預(yù)定位的基板，搬運至曝光室內(nèi)并載置于曝光臺上。然后，曝光臺在吸引支撐基板的同時，具有向X軸、Y軸、θ軸及Z軸的各方向移動的功能，使被搬入的基板于Z軸方向上移動，藉由曬相框(焼框)使基板與由透光板支撐的掩模相向。
與掩模相向的基板由于在預(yù)定位臺上進行了預(yù)定位，基板的調(diào)整標記是對應(yīng)于掩模的調(diào)整標記附近。因此，基板曝光裝置利用多個攝影裝置對掩模及基板的各調(diào)整標記進行攝影，通過控制裝置分析上述被拍攝的多個圖像，使上述曝光臺移動而進行調(diào)整，以使基板的各調(diào)整標記調(diào)整至掩模的對應(yīng)調(diào)整標記。之后，基板曝光裝置利用曝光用光學(xué)系統(tǒng)照射包含既定波長的紫外線的光而對上述基板進行曝光，接著使基板從掩模分離，由搬出側(cè)搬運機搬出。
專利文獻2的曝光裝置與專利文獻1相同，在搬入曝光室前進行晶片(基板)的預(yù)定位，將晶片搬運至曝光裝置內(nèi)而載置于曝光臺上然后進行調(diào)整。在該曝光裝置中，由晶片搬運系統(tǒng)以及傳送臂將晶片傳送至晶片卡盤(chuck)上，在晶片卡盤上所保持的晶片被搬運系統(tǒng)從上部傳送位置下降至下部傳送位置的預(yù)定位期間，進行晶片的預(yù)定位。
專利文獻3的曝光裝置，并不是在將基板搬入曝光室前進行預(yù)定位的預(yù)定位臺，而是將基板搬入曝光室而載置于曝光臺上，進行預(yù)定位，然后進行調(diào)整，接著對基板進行曝光。該曝光裝置在進行預(yù)定位時，利用推動部推壓曝光臺上的工件(基板)的端面而修正位置。即，在曝光臺上，從各邊的邊緣向中央形成缺口槽，銷沿該缺口槽移動，在工件的周圍由銷向中央推壓而限制位置，由此進行預(yù)定位。
而且，以往的基板曝光裝置對于使用的基板是大約430mm×510mm的中等大小，而且厚度為0.1mm以上的基板，可以適當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)，對基板進行預(yù)定位與調(diào)整的定位裝置使用專利文獻1、2、3所示的接觸式的結(jié)構(gòu)，不會特別產(chǎn)生問題。
日本特開2003-226424號公報[專利文獻2]日本特開平09-139342號公報[專利文獻3]日本特許第3231246號公報近年來，電子電路基板有高密度化的傾向，曝光時的基板尺寸變得越來越大，同時基板的厚度也越來越薄。例如，在電子電路基板中，基板的大小在500mm×600mm以上且厚度在0.05mm以下的基板已經(jīng)開始供給至生產(chǎn)線。此外，所形成的電路中，要求比L/S＝100μm還細的細線。因此，操作基板的環(huán)境、機構(gòu)必須進行相當(dāng)精細的管理，希望利用給基板的負荷盡量小且可在短時間內(nèi)處理的設(shè)備來生產(chǎn)。
而且，大型且薄的基板由于小的負荷都會產(chǎn)生大變形，不給予基板負荷而進行預(yù)定位及調(diào)整再進行曝光成為必須的條件。因此，大型且薄的基板若以以往的專利文獻1、2、3所示的接觸式的預(yù)定位機構(gòu)進行接觸而進行預(yù)定位，與厚度大的基板不同之處在于使基板彎曲的負荷大，使基板變形的可能性變高。又在基板產(chǎn)生變形的狀態(tài)下，當(dāng)搬運至曝光臺時，無法使基板吸引支撐于曝光臺上，基板的位置不穩(wěn)定，可能對調(diào)整與曝光產(chǎn)生不良的影響。而且，在搬入位置或曝光位置上，推動基板的端面而進行預(yù)定位的預(yù)定位機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而導(dǎo)致維護性或經(jīng)濟性不佳。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述的問題，本發(fā)明提供出一種基板曝光裝置與基板曝光方法，不需要推動基板的端面而給予使基板變形的負荷的方式的預(yù)定位機構(gòu)，對大型且薄的基板進行合適的高精度的曝光。
為了解決上述的問題，本發(fā)明的基板曝光裝置利用基板搬運裝置將基板搬運至曝光臺，在上述曝光臺上進行基板的預(yù)定位及調(diào)整，經(jīng)由曝光用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光，上述基板曝光裝置包括曝光臺；曬相框，其經(jīng)由透光板支撐掩模；第一攝影裝置，其對各調(diào)整標記進行攝影；第二攝影裝置，其通過上述透光板，對上述基板的至少二邊進行攝影；照明裝置，其用于得到該第二攝影裝置可攝影的對比度；以及控制裝置，其分析經(jīng)由該照明裝置及上述第二攝影裝置而拍攝的圖像，為了使上述基板與上述掩模的各調(diào)整標記進入上述第一攝影裝置的視野內(nèi)，而控制上述曝光臺以對上述基板進行預(yù)定位，同時分析由上述第一攝影裝置所拍攝的圖像，控制上述曝光臺以便調(diào)整上述基板的調(diào)整標記與上述掩模的調(diào)整標記。
如此構(gòu)成的基板曝光裝置搬運被搬入的基板，由曝光臺支撐，使該曝光臺于Z軸方向移動，使上述基板面向曬相框的掩模。接著，在上述基板的至少二邊被照明裝置的光照射的狀態(tài)下，由第二攝影裝置進行攝影。然后，將所拍攝圖像進行分析，根據(jù)基板的尺寸與上述基板的至少二邊的位置關(guān)系，使上述曝光臺通過控制裝置而于X軸、Y軸、θ軸的各方向移動而進行預(yù)定位。而且，上述掩模是對準曬相框的掩模對準基準標記而安裝的。藉此，上述基板與上述掩模的各調(diào)整標記進入上述第一攝影裝置的視野內(nèi)，之后第一攝影裝置經(jīng)由控制裝置對上述基板與上述掩模的各調(diào)整標記進行攝影，分析該攝影的數(shù)據(jù)而計算出偏差量，而且，藉由曝光臺進行調(diào)整，經(jīng)由曝光用光學(xué)系統(tǒng)，照射包含既定波長的紫外線的光而對基板進行曝光。
因此，基板曝光裝置無需給予基板負荷的接觸方式的預(yù)定位臺，直接將基板送至曝光臺，不給予基板負荷而盡可能保持在平面而進行預(yù)定位及調(diào)整。而且，由于能將基板維持于平面上而對該基板照射曝光光線，所以基板充分地固定于基板固定臺上，與掩模的密合度高，可避免圖案的缺陷及其他的問題，而確保精度、分辨率高的圖案。即使是大型且薄的基板也能適用，可進行高精度的曝光。
又，優(yōu)選在上述基板曝光裝置中，上述控制裝置控制上述曝光臺，以使上述預(yù)定位使上述掩模對準基準標記與上述基板的邊平行且形成預(yù)先設(shè)定的間隔。
又，優(yōu)選在上述基板曝光裝置中，上述控制裝置控制上述曝光臺，以使上述預(yù)定位使上述基板相對于上述掩模對準基準標記的位置而位于預(yù)先設(shè)定的位置上。
又，優(yōu)選在上述基板曝光裝置中，上述照明裝置構(gòu)成為對應(yīng)于上述基板的至少二邊而分別設(shè)置的照明燈可自由移動到點亮位置以及退避位置。
藉由如此的結(jié)構(gòu)，基板曝光裝置的照明燈的點亮位置可以是相對于基板的邊可自由調(diào)整的位置。
又，本發(fā)明的基板曝光方法包括下列步驟利用基板搬運裝置將基板搬運至曝光臺；使搬入至曝光臺的基板與經(jīng)由曬相框的透光板而被支撐的掩模接近或抵接；對上述基板的至少二邊照射光，通過上述透光板利用第二攝影裝置進行攝影；在所拍攝的上述基板的邊的圖像中，根據(jù)前述掩模對準基準標記與基板的至少二邊的位置的偏差量，由控制裝置進行分析而計算出預(yù)定位的移動量；在上述掩模及上述基板分離的狀態(tài)下，根據(jù)上述控制裝置所計算出的上述預(yù)定位的移動量而控制上述曝光臺，對上述基板與上述掩模進行預(yù)定位；使預(yù)定位完畢的上述基板接近或抵接于上述掩模；由第一攝影裝置對上述掩模及上述基板的調(diào)整標記進行攝影，由控制裝置進行分析而計算出偏差量；在上述掩模與上述基板分離的狀態(tài)下，根據(jù)上述控制裝置所計算出的偏差量，使上述曝光臺調(diào)整移動；以及使上述掩模與上述基板接近或抵接，由曝光用光學(xué)系統(tǒng)對上述基板進行曝光。
根據(jù)該步驟，將基板搬運至曝光臺而支撐，利用第二攝影裝置觀察基板整體的位置以及姿勢，由曝光臺進行預(yù)定位，接著，由于利用第一攝影裝置對基板與掩模的調(diào)整標記進行攝影而進行調(diào)整，所以不伴隨推動基板端面的動作，不施加負荷于基板的邊緣，不會使基板變形，而能夠保持平面進行曝光，可確保高精度、高分辨率的圖案。
本發(fā)明的基板曝光裝置及基板曝光方法具有以下的效果。
基板曝光裝置首先分析由第二攝影裝置所拍攝的圖像，由控制裝置經(jīng)由曝光臺進行基板的預(yù)定位，之后，由第一攝影裝置對掩模及基板的調(diào)整標記進行攝影，利用控制裝置經(jīng)由曝光臺進行基板與掩模的調(diào)整。因此，基板曝光裝置與基板的大小及厚度無關(guān)，不推動基板的端面，可在曝光臺上進行基板與掩模的預(yù)定位、調(diào)整與曝光，因此可減少成為基板平面度或位置精度的妨礙的主要原因的接觸次數(shù)，可實施高精度的曝光，確保高精度、高分辨率的圖案。又，基板曝光裝置由于不需要推動基板端面的機構(gòu)，所以裝置的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，維護性及經(jīng)濟性優(yōu)良。
基板曝光方法是由曝光臺對搬運至該曝光臺上的基板實施預(yù)定位，而進行調(diào)整、且進行曝光，不推動基板的端面，從基板的搬入至曝光為止的處理時間由于不存在由搬運裝置移動基板的位置的時間而得以減少，生產(chǎn)間隔時間(tact time)可以縮短。


圖1為示意地表示本發(fā)明的基板曝光裝置的結(jié)構(gòu)及控制電路的整體示意圖。
圖2為本發(fā)明的基板曝光裝置的曝光臺、第一攝影裝置、照明裝置及第二攝影裝置的配置的立體圖。
圖3為將本發(fā)明的基板曝光裝置的被支撐于曬相框上的掩模與基板的位置關(guān)系放大示意地表示的俯視圖。
圖4(a)、4(b)、4(c)、4(d)為示意地表示掩模與基板的預(yù)定位的狀態(tài)和調(diào)整的狀態(tài)的俯視圖。
圖5為本發(fā)明的基板曝光裝置的動作步驟的流程圖。
標號說明10～基板曝光裝置；11～曝光室；16～曝光臺；16b～調(diào)整裝置(XYθ臺)；16a～基板支撐臺；16c～Z軸方向移動裝置；19～曬相框；17～搬入側(cè)基板搬運裝置；20～透光板；18～搬出側(cè)基板搬運裝置；21～框體；22～曝光用光學(xué)系統(tǒng)；23～第二攝影裝置；24～照明裝置；25～控制器(控制裝置)；26～攝影機輸入接口；27～第一攝影裝置；28～攝影機輸入接口；29～運算裝置；31～輸入輸出裝置；33a～運算裝置；32～控制器A(控制裝置)；33b～存儲裝置；33～控制器B(控制裝置)；34～輸入輸出裝置；M～掩模；Ma～掩模的矩形區(qū)域；Mb～掩模的邊緣區(qū)域；M1～掩模的調(diào)整標記；M2～基板的調(diào)整標記；W～基板。
具體實施例方式
以下，參照圖面說明本發(fā)明的優(yōu)選實施形態(tài)。
圖1為基板曝光裝置的結(jié)構(gòu)以及控制電路的整體概念圖。圖2為表示基板曝光裝置的曝光臺、第一攝影裝置、照明裝置以及第二攝影裝置的配置的立體圖。圖3為將基板曝光裝置的被支撐于曬相框上的掩模與基板的位置關(guān)系放大示意地示出的俯視圖。
如圖1所示，基板曝光裝置10為不推動基板W的端面，在曝光臺16中，進行預(yù)定位、調(diào)整以及曝光的裝置。該基板曝光裝置10在曝光室11內(nèi)具有曝光臺16、分別配置于該曝光臺的兩側(cè)的位置上的成為搬運裝置的搬入側(cè)基板搬運裝置17以及搬出側(cè)基板搬運裝置18、支撐配置于曝光臺16的上方的掩模M的曬相框19、用于從該曬相框19的上方照射包含既定波長的紫外線的光的曝光用光學(xué)系統(tǒng)22的準直反射鏡22g、配置成在該曝光用光學(xué)系統(tǒng)22的準直反射鏡22g與曬相框19之間移動的第一攝影裝置27以及第二攝影裝置23，而在既定位置具有作為根據(jù)來自第一攝影裝置27以及第二攝影裝置23的圖像而控制曝光臺16的控制裝置的控制器A 32以及控制器B 33。
而且，設(shè)置于曝光室11內(nèi)的曝光用光學(xué)系統(tǒng)22為準直反射鏡22g，而后述的其他結(jié)構(gòu)則配置于與曝光室11分隔的未圖示的光源室側(cè)。
又，此處使用的基板W形成四方形(例如500mm×600mm以上)，同時在四個角形成調(diào)整標記M2，厚度從1mm左右至0.05mm以下，利用曝光而形成既定的圖案(例如電路的比L/S＝100μm還細的細線)。
而且，此處所使用的掩模M具有形成電路圖案的矩形區(qū)域Ma以及透明的矩形框體的邊緣區(qū)域Mb，該矩形區(qū)域Ma的既定位置或透明的邊緣區(qū)域Mb的既定位置中的任一方位置上形成有既定數(shù)量的調(diào)整標記M1。
如圖1所示，基板曝光裝置10在曝光室11的一邊側(cè)壁上形成基板入口12，又，在另一邊側(cè)壁形成基板出口13，在曝光室11內(nèi)，對應(yīng)于基板入口12而設(shè)置有搬入側(cè)基板載置用滾子臺14，對應(yīng)于基板出口13而設(shè)置有搬出側(cè)基板載置用滾子臺15。
在滾子臺14與滾子臺15之間，設(shè)置有曝光臺16，而且為了能從滾子臺14將基板W搬運至曝光臺16，設(shè)有搬入側(cè)基板搬運裝置17，又，為了能從曝光臺16將基板W搬運至滾子臺15，設(shè)有搬出側(cè)基板搬運裝置18。
搬入側(cè)基板搬運裝置17與搬出側(cè)基板搬運裝置18在圖示中未詳細表示出，具有吸附支撐基板W且解除該吸附支撐的吸附墊。該吸附墊利用基板吸附機構(gòu)(未圖示)而真空吸附基板W。而且，兩搬運裝置17、18只要能夠在平坦的狀態(tài)下搬運基板W即可，并沒有特別限定，例如也可以是具有中空部的板狀體的吸附面的下表面，設(shè)有多個與該中空部連通的小孔，該中空部經(jīng)由空氣管與設(shè)置在曝光室11的角落或外部的真空產(chǎn)生裝置(未圖示)連通而動作。
如圖1及圖2所示，曝光臺16是支撐基板W而實施預(yù)定位的裝置，包括支撐基板W的基板支撐臺16a、支撐該基板支撐臺16a且作為在水平面內(nèi)移動的調(diào)整裝置的XYθ臺16b、以及支撐該XYθ臺16b且上下移動的Z軸方向移動裝置16c。
基板支撐臺16a載置被搬運來的基板W，形成有多個未圖示的吸附孔，用于吸附支撐基板W。
XYθ臺16b構(gòu)成為四軸移動臺，該四軸移動臺是將在水平面內(nèi)的一個方向即X軸方向上被移動控制的X軸臺、在水平面內(nèi)與X軸方向正交的Y軸方向上被移動控制的Y軸臺、在水平面內(nèi)正交的方向上貫穿的軸(垂直軸)周圍方向的θ方向上被旋轉(zhuǎn)控制的θ軸旋轉(zhuǎn)臺組合而形成的。
Z軸方向移動裝置16c具有被升降控制的Z軸，在該Z軸的上端側(cè)支撐XYθ臺16b。
而且，曝光臺16可以為在θ軸旋轉(zhuǎn)臺上方設(shè)置XYZ臺的結(jié)構(gòu)，或者也可以是在XYZ臺上方設(shè)置θ軸旋轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)。
設(shè)置于曝光臺16上方的曬相框19是支撐掩模M的元件，主要包括與掩模M直接抵接而進行支撐的透光板20、支撐該透光板20的框體21。而且，曬相框19在既定位置上具有將透光板20吸附于框體21上，且將掩模M吸附于透光板20上的掩模吸附機構(gòu)(未圖示)。又，掩模M在被吸附支撐于曬相框19上，而且曬相框19設(shè)置于上述曝光臺16的上側(cè)的狀態(tài)下，在控制系統(tǒng)的座標中的既定位置上被以高精度定位。
曝光用光學(xué)系統(tǒng)22包括橢圓反射鏡22a；位于該橢圓反射鏡22a的焦點位置上，實施連續(xù)電弧放電而照射包含既定波長的紫外線的光的燈(lamp)22b；設(shè)置在橢圓反射鏡22a的光路上的第一平板反射鏡22c以及第二平板反射鏡22d；設(shè)于從第二平板反射鏡22d反射的光路上的遮光板22e以及復(fù)眼透鏡22f；設(shè)于從復(fù)眼透鏡22f照射的光路上的準直反射鏡22g。而且，遮光板22e僅在基板W曝光的必要時間打開而控制照射時間。
由于基板W在搬運至曝光臺16時不進行預(yù)定位，所以在曝光臺16上需要進行預(yù)定位。因此，基板曝光裝置10在此具備第二攝影裝置23、照明裝置24以及設(shè)于控制器25上的控制器A 32與控制器B 33。
第二攝影裝置23為對用于預(yù)定位的掩模M以及基板W的位置關(guān)系進行攝影的裝置，包括攝影元件(例如CCD攝影機)23a、支撐該攝影元件23a的臂23b、移動該臂23b的臂移動裝置(未圖示)。而且，第二攝影裝置23的攝影元件23a優(yōu)選例如焦距約800mm～約1200mm且分辨率在1mm/像素以下的性能的攝影透鏡與攝影元件。
第二攝影裝置23在利用攝影元件23a進行攝影時，移動臂23b，使攝影元件23a在對應(yīng)于曬相框19中央的上方，例如離掩模M約800mm～1200mm的高度處，俯瞰曬相框19的內(nèi)側(cè)全體的攝影位置上。又，第二攝影裝置23在攝影完畢進行曝光之前，移動臂23b而從攝影位置退避移動至不會在光路上產(chǎn)生影子的位置，作為其退避位置。該第二攝影裝置23如圖3所示，對穿過掩模M的透明矩形框狀的邊緣區(qū)域Mb(參照圖3)的至少二邊可見到的基板W的三邊的位置(X軸方向的偏差與Y軸方向的偏差)與姿勢(對于θ軸的傾斜角度θ1、θ2)進行攝影。而且，第二攝影裝置23由于是在預(yù)定位時使用，也可以比最終調(diào)整精度的電路的分辨率低，例如可使用1024×768像素的攝影機而分辨率為大約1mm/像素的倍率的光學(xué)系統(tǒng)。
照明裝置24是為了使第二攝影裝置23在拍攝圖像上得到必要的對比度而設(shè)置的。照明裝置24包括以不使基板W感光、且可清晰地見到調(diào)整標記M1、M2的波長照射基板面的照明元件24a、支撐該照明元件24a的臂24b以及移動該臂24b的臂移動裝置(未圖示)。
而且，支撐照明裝置24的照明元件24a的臂24b在此與第二攝影裝置23的臂23b的移動同步地移動，設(shè)定成將照明元件24a移動到從透光板20上方照射的照射位置(點亮位置)和從光路退避的退避位置上。
照明裝置24設(shè)有一個或多個燈或螢光燈或LED照明元件(于此為三個LED照明元件)。即，第二攝影裝置23能夠?qū)Υ┻^掩模M的透明矩形框狀的邊緣區(qū)域Mb(參照圖3)而見到的基板W的位置(X軸方向的偏差與Y軸方向的偏差)與姿勢(對于θ軸的傾角)進行清晰地攝影。
第一攝影裝置27為用于調(diào)整的攝影裝置，此處對于掩模M的四個角的調(diào)整標記M1而設(shè)置了四個。第一攝影裝置27包括攝影元件(例如CCD攝影機)27a、與該攝影元件27a同軸設(shè)置的環(huán)狀照明元件27b、支撐該攝影元件27a的臂27c以及使該臂27c移動的臂移動裝置(未圖示)。
由于最終調(diào)整精度必須在電路的分辨率以上，攝影元件27a優(yōu)選10μm/像素以下的高分辨率的性能的攝影元件。
環(huán)狀照明元件27b以可對比度良好地見到各調(diào)整標記M1、M2的位置、角度與波長，且不使照明本身以外的外部的照明光混入攝影裝置而影響觀察的像的方式，與攝影元件27a的外形相鄰或接近地配置。
第一攝影裝置27在攝影元件27a進行攝影時，經(jīng)由臂27c而使攝影元件27a從離開曬相框19的退避位置起，移動到在對應(yīng)于掩模M的調(diào)整標記M1的上方根據(jù)其焦距能夠攝影的位置上，對掩模M以及基板W的調(diào)整標記M1、M2進行攝影，又在攝影完畢后至少進行曝光之前，移動臂27c而從光路退避移動至退避位置。而且，該第一攝影裝置27在照明裝置24移動至退避位置后才動作，或若不會對第二攝影裝置23的攝影產(chǎn)生妨礙，則也可設(shè)定成與照明裝置24同時動作。
控制器A 32對從第一攝影裝置27與第二攝影裝置23輸入的攝影機的圖像信號進行圖像處理。
控制器A 32包括輸入第一攝影裝置27與第二攝影裝置23的攝影圖像的攝影機輸入接口26、28；對來自該攝影機輸入接口26、28的信號進行處理的運算裝置29；根據(jù)運算的結(jié)果輸出用于控制曝光臺16的信號而進行對基板W的掩模M的預(yù)定位與調(diào)整的輸入輸出裝置31；以及存儲運算的數(shù)據(jù)(位置偏差量)的存儲裝置35。
攝影機輸入接口26、28從第一攝影裝置27與第二攝影裝置23輸入攝影機的圖像信號，而進行將該圖像數(shù)字化的處理。攝影機輸入接口26輸入對掩模M與基板W的至少二邊或全體進行攝影得到的圖像。又，攝影機輸入接口28輸入多個(此處為四個)第一攝影裝置27分別拍攝的掩模M的調(diào)整標記M1的圖像。
運算裝置29根據(jù)在攝影機輸入接口26處理的圖像數(shù)據(jù)，運算出基板W的邊的位置，并運算出基板W的邊相對于掩模對準基準標記為怎樣的位置關(guān)系，且為何種傾斜的姿勢。而且，運算處理的圖像的區(qū)域，如圖1所示，可以是至少二邊的邊全體，也可以是三邊的圓圈所表示的特定區(qū)域。此處，位置意指分別在曝光臺16上X軸方向與Y軸方向上的哪個位置的所在位置數(shù)據(jù)，姿勢意指繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度關(guān)系數(shù)據(jù)(θ角)。
在運算裝置29中分析基板W的位置及姿勢而得到位置信息與姿勢信息，針對該位置信息與姿勢信息，運算裝置29算出基板W相對于掩模M的X方向的偏差與Y方向的偏差量，同時計算出姿勢的偏差，經(jīng)由輸入輸出裝置31將消除這些偏差的信號輸出至曝光臺16，而控制作為調(diào)整裝置的曝光臺16。因此，當(dāng)在曝光臺16進行預(yù)定位時，能夠使基板W的調(diào)整標記(大直徑圓)M2與掩模M的調(diào)整標記(小直徑圓)M1進入第一攝影裝置27的視野內(nèi)(參照圖1)。
根據(jù)在攝影機輸入接口28中處理的圖像數(shù)據(jù)，運算裝置29運算出掩模M的調(diào)整標記與基板W的調(diào)整標記的位置偏差，根據(jù)計算的結(jié)果，通過輸入輸出裝置31輸出使曝光臺16移動的信號，使掩模M與基板W進行調(diào)整。
控制器B 33為與控制器A 32同步而進行裝置整體的綜合性控制的裝置。于此，控制器B 33包括儲存執(zhí)行程序的存儲裝置33b、讀出執(zhí)行程序而運行的運算裝置33a、以及作為控制器A 32與曝光臺16的信號接口的輸入輸出裝置34。具體而言，控制器B 33控制包括搬入側(cè)基板搬運裝置17的動作、搬出側(cè)基板搬運裝置18的動作、曝光臺16的Z軸方向移動裝置16c的動作、曝光用光學(xué)系統(tǒng)22的燈22b的電源的通/斷動作及遮光板22e的開閉動作、照明裝置24的移動及點亮的各動作等。
輸入輸出裝置34為進行控制器A 32與曝光臺16之間的信號的輸出、輸入的接口。
接著，以圖1、4、5所示的流程圖說明基板曝光裝置10的動作。而且，圖4(a)、4(b)、4(c)與4(d)為示意地表示掩模與基板的預(yù)定位的狀態(tài)及調(diào)整狀態(tài)的俯視圖。圖5為表示基板曝光裝置的動作的流程圖。
(步驟S101)當(dāng)基板W通過曝光室11的基板入口12而供給至滾子臺14時，搬入側(cè)基板搬運裝置17將基板W搬運至曝光臺16上而載置，曝光臺吸附支撐基板W。另一方面，第二攝影裝置23與照明裝置24移動至光路上的既定位置。
(步驟S102)曝光臺16沿Z軸移動而使基板W接近或抵接于掩模M。
(步驟S103)照明裝置24分別點亮，第二攝影裝置23對基板W的三邊或全體進行攝影(參照圖3及圖4(b))。
(步驟S104)根據(jù)由第二攝影裝置23拍攝的圖像，運算裝置29運算出基板的預(yù)定位移動量(偏差量)。
(步驟S105)曝光臺16在Z軸上以小幅度下降移動，使基板W與掩模M分離。在步驟S102中掩模M與曝光臺16為接近的方式的情況下，則不需要步驟S105。
(步驟S106)根據(jù)步驟S104所算出的預(yù)定位移動量而控制曝光臺。此處，完成基板W的相對于掩模M的預(yù)定位，然后，將第二攝影裝置23與照明裝置24移動至退避位置。
(步驟S107)再一次將曝光臺16在Z軸上移動，使基板W接近或抵接于掩模M。
(步驟S108)以第一攝影裝置27對基板W與掩模M的調(diào)整標記M1、M2進行攝影(參照圖4(c))。
(步驟S109)根據(jù)由第一攝影裝置27拍攝的圖像，運算裝置29運算出用于使基板W調(diào)整的偏差量(調(diào)整移動量)。
(步驟S110)再次使曝光臺16在Z軸上以小幅度下降移動，使基板W與掩模M分離。
(步驟S111)根據(jù)步驟S109所算出的偏差量(調(diào)整移動量)控制曝光臺。
(步驟S112)曝光臺16在Z軸上移動，使基板W接近或抵接于掩模M。藉此，基板W相對于掩模M被調(diào)整。
(步驟S113)再次，第一攝影裝置27對基板W與掩模M的調(diào)整標記進行攝影(參照圖4(d))，在容許范圍內(nèi)，使第一攝影裝置27從光路退避。之后再進行曝光。在曝光完畢之后，使Z軸方向移動裝置16c下降，開放曝光臺16的負壓，由搬出側(cè)基板搬運裝置18搬運基板W，而從基板出口13搬出至曝光裝置外，而結(jié)束所有的步驟。而且，在步驟S113中，在容許范圍以外的情況下，從步驟S108重新執(zhí)行。
如上所述，基板曝光裝置10利用俯瞰基板W與掩模M全體的第二攝影裝置23，觀察基板W的邊緣而檢測出基板W的位置，由控制器25在曝光臺16上不用推動基板W的端面而實施預(yù)定位，之后，對基板W與掩模M的調(diào)整標記M1、M2進行攝影而進行調(diào)整。因此，不對基板W的邊緣施加負荷，而可進行預(yù)定位、調(diào)整及曝光。
而且，在基板曝光裝置10中，第二攝影裝置23由于與曬相框19相隔例如約800mm而設(shè)置，而得到最終調(diào)整精度比電路的分辨率低的分辨率，例如1mm/像素的分辨率。接著，由觀察基板W與掩模M的調(diào)整標記M1、M2的重合的第一攝影裝置27進行鮮明且高精度的攝影，可實施基板與掩模M的調(diào)整。此時，第一攝影裝置27由于與曬相框19相隔例如約100mm而設(shè)置，從而得到最終調(diào)整精度比電路的分辨率高的分辨率，例如10μm/像素的分辨率，因此基板曝光裝置10能夠進行高精度的曝光。
根據(jù)基板曝光裝置10，不必實施以往的對基板W施加負荷的預(yù)定位步驟，與基板的大小及厚度無關(guān)，在可于X軸、Y軸、θ軸及Z軸的各方向進行移動控制的曝光臺16直接搬運基板W。并且，基板曝光裝置10是由曝光臺16支撐基板W，與掩模M相向，在曝光臺上不對基板W的邊緣施加負荷而不會使平面產(chǎn)生彎曲地進行預(yù)定位與調(diào)整，因此可進行高精度的曝光，可確保精度、分辨率高的圖案。
而且，根據(jù)基板曝光裝置10，利用曝光臺16進行基板W與掩模M的預(yù)定位，因此在曝光臺16以外的場所，不需要臨時放置基板W、進行位置修正的預(yù)定位機構(gòu)或步驟，如此可使結(jié)構(gòu)變得簡單。
又，照明裝置24的光源可為燈或螢光燈，也可為LED等。又，兩攝影裝置23、27的移動裝置雖然可以是進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，但也可以具備直線狀的滑動機構(gòu)、滾珠絲杠(ball screw)與馬達或者是氣缸等驅(qū)動系統(tǒng)的直線狀地退避的機構(gòu)，只要能從曝光光源的光路上退避開的機構(gòu)即可。
而且，如圖3所示，在確認基板W的姿勢的情況下，雖然說明了對傾斜角θ1、θ2的計算，但也可以對所有的邊均計算出傾斜角θ1、θ2、θ3、θ4。
以上，雖然參照圖面而詳述了本發(fā)明的基板曝光裝置及基板曝光方法的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可進行各種設(shè)計變更。例如，不限定于基板與掩模密合而曝光的密合曝光方式，也可適用于投影曝光方式。
權(quán)利要求
1.一種基板曝光裝置，該基板曝光裝置利用基板搬運裝置將基板搬運至曝光臺，在上述曝光臺上進行基板的預(yù)定位及調(diào)整，經(jīng)由曝光用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光，其特征在于，上述基板曝光裝置包括曝光臺，其支撐被搬運來的上述基板，使上述基板沿X軸、Y軸、θ軸及Z軸的各方向移動；曬相框，其經(jīng)由透光板而支撐掩模，使得該掩模與被該曝光臺所支撐的上述基板相面對；第一攝影裝置，其為了使上述基板相對于上述掩模進行調(diào)整移動，對上述基板和上述掩模的各調(diào)整標記進行攝影；第二攝影裝置，其設(shè)置成可自由移動至可通過上述透光板對上述基板的至少二邊進行攝影的攝影位置以及從上述曝光用光學(xué)系統(tǒng)的光路退避開的退避位置；照明裝置，其設(shè)置成可自由移動到為了得到該第二攝影裝置可進行攝影的對比度而對上述基板的至少二邊點亮照明光的點亮位置、以及從上述曝光用光學(xué)系統(tǒng)的光路退避開的退避位置；以及控制裝置，其分析經(jīng)由該照明裝置及上述第二攝影裝置而拍攝的圖像，控制上述曝光臺以對上述基板進行預(yù)定位，使得上述基板的各調(diào)整標記進入上述第一攝影裝置的視野內(nèi)，并且分析由上述第一攝影裝置所拍攝的圖像，控制上述曝光臺以調(diào)整上述基板的調(diào)整標記與上述掩模的調(diào)整標記。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板曝光裝置，其特征在于，上述控制裝置控制上述曝光臺，以使得上述預(yù)定位使上述掩模對準基準標記與上述基板的邊平行且為預(yù)先設(shè)定的間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板曝光裝置，其特征在于，上述控制裝置控制上述曝光臺，以使得上述預(yù)定位使上述基板相對于上述掩模對準基準標記的位置而位于預(yù)先設(shè)定的位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板曝光裝置，其特征在于，上述照明裝置對應(yīng)于上述掩模的邊而分別設(shè)置了照明燈，上述各照明燈可自由移動到點亮位置以及退避位置。
5.一種基板曝光方法，其特征在于，該基板曝光方法包括下列步驟利用基板搬運裝置將基板搬運至曝光臺；使搬入曝光臺的基板與經(jīng)由曬相框的透光板而被支撐的掩模接近或抵接；通過對上述基板的至少二邊照射光，通過上述透光板由第二攝影裝置進行攝影；在所拍攝的上述基板的邊的圖像中，根據(jù)與掩?；鶞蕵擞浀钠盍?，由控制裝置進行分析而計算出預(yù)定位的量；在使上述掩模及上述基板相分離的狀態(tài)下，根據(jù)上述控制裝置所計算出的上述預(yù)定位的量來控制上述曝光臺，對上述基板與上述掩模進行預(yù)定位；使預(yù)定位完畢的上述基板接近或抵接于上述掩模；由第一攝影裝置對上述掩模及上述基板的調(diào)整標記進行攝影，由上述控制裝置進行分析而計算出偏差量；在使上述掩模與上述基板分離的狀態(tài)下，根據(jù)上述控制裝置所計算出的偏差量，使上述曝光臺調(diào)整移動；以及使上述掩模與上述基板接近或抵接，利用曝光用光學(xué)系統(tǒng)來曝光上述基板。
全文摘要
本發(fā)明提供基板曝光裝置與基板曝光方法。不需要推動基板的端面使之變形而給予負荷的方式的預(yù)定位機構(gòu)，適用于大型且薄的基板的基板且可進行高精度曝光?；迤毓庋b置包括曝光用光學(xué)系統(tǒng)(22)；曝光臺(16)；曬相框(19)，其經(jīng)由透光板支撐掩模；第一攝影裝置(27)，其對調(diào)整標記M1、M2攝影；第二攝影裝置(23)，其透過上述透光板，對上述基板的至少二邊攝影；該第二攝影裝置用的照明裝置；控制裝置(25)，其分析由上述第二攝影裝置拍攝的圖像，控制上述曝光臺以對上述基板預(yù)定位，使得上述基板與上述掩模的各調(diào)整標記(24)進入上述第一攝影裝置的視野內(nèi)，并且分析由上述第一攝影裝置所拍攝的圖像，控制上述曝光臺以調(diào)整上述基板的調(diào)整標記與上述掩模的調(diào)整標記。
文檔編號H01L21/00GK101025575SQ20071007886
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者田端秀敏 申請人:株式會社Orc制作所