JP6409518B2 - Pattern forming device - Google Patents
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Description
本発明は、長尺の可撓性のシート基板を搬送しながら、シート基板上に電子デバイス用のパターンを形成するパターン形成装置、搬送装置、およびパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming apparatus, a conveying apparatus, and a pattern forming method for forming a pattern for an electronic device on a sheet substrate while conveying a long flexible sheet substrate.
従来より、可撓性の長尺のシート基板上に電子デバイス(有機ELや液晶による表示パネル、或いは、電子部品を実装するプリント基板)のパターンを形成するために、シート基板を長尺方向に沿って搬送するとともに、長尺方向に沿って並べられた複数の処理装置によってシート基板に所定の処理を施すロール・ツー・ロール方式の製造システムが知られている。 Conventionally, in order to form a pattern of an electronic device (an organic EL or liquid crystal display panel or a printed circuit board on which an electronic component is mounted) on a flexible long sheet substrate, the sheet substrate is arranged in the longitudinal direction. A roll-to-roll manufacturing system is known in which a predetermined processing is performed on a sheet substrate by a plurality of processing devices arranged along the longitudinal direction.
例えば、下記特許文献1には、そのような製造システム中の1つの処理装置として使われるロール・ツー・ロール方式のプリント基板用のパターン描画装置(露光装置)が開示されている。特許文献1の装置では、供給リールから送り出されるフレキシブルプリント配線基板に一定の張力を与えて平面状に張架しつつ、プリント配線基板を所定速度で長尺方向に送りながら、平面状に張架された部分にDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)で構成される露光ヘッドユニットによって2次元のパターンを露光し、露光後のプリント配線基板を巻取りリールに巻いている。さらに、特許文献1の装置では、プリント配線基板に形成されたマークを、露光ヘッドユニットの上流側に配置されたアライメントユニットで撮像して、プリント配線基板上に露光すべき画像の位置を適正位置に補正するように、DMDによる2次元の描画パターンや描画開始時期等を補正している。
For example,
上記特許文献1のように露光された基板は、通常は現像やエッチング等の後工程の装置(湿式処理装置)に送る必要があるが、上記特許文献1の露光装置では、巻取りリールにプリント配線基板の全てが巻き上げられてからでないと、後工程の処理工程が実施できないことになる。そこで、特許文献1中の露光ヘッドユニットの下流側に位置するニップローラ等の後に、後工程用の処理装置を接続して、露光された基板に対して続けて湿式処理等を施すような製造ラインを組むことが考えられる。
The substrate exposed as in the above-mentioned
この場合、露光装置内での基板の張力のムラや前工程の熱処理等による基板の変形や歪みの傾向変化により、露光装置によるパターン露光の精度(パターニング精度)が劣化することがある。そのような状況が生じると、露光装置と後工程の処理装置の動作をともに一時的に停止して、精度劣化が無い状態になるように露光装置側の各種の条件、例えばパターンの描画データや基板の張力を補正または再設定する必要がある。さらに、基板の変形や歪みの傾向が、露光すべき1つのデバイス領域の中でも大きく変化する場合は、基板上のデバイス領域の周囲に2次元的に配置された多数のマークを検出して、基板のローカルな変形や歪みの傾向と量を高精度に特定することが望まれる。 In this case, the accuracy of pattern exposure (patterning accuracy) by the exposure apparatus may be deteriorated due to uneven tension of the substrate in the exposure apparatus or a change in the tendency of deformation or distortion of the substrate due to heat treatment in the previous process. When such a situation occurs, the operations of the exposure apparatus and the post-processing apparatus are both temporarily stopped, so that various conditions on the exposure apparatus side, such as pattern drawing data, It is necessary to correct or reset the substrate tension. Furthermore, when the tendency of deformation or distortion of the substrate greatly changes in one device region to be exposed, a large number of marks arranged two-dimensionally around the device region on the substrate are detected, and the substrate is detected. It is desirable to identify the tendency and amount of local deformation and distortion with high accuracy.
しかしながら、露光動作のための速度で基板が長尺方向に移動している間に多数のマークを順次検出する場合、マークを撮像した画像信号、或いは、光電信号の波形等を高速処理する必要があるため、画像解析や信号波形処理の段階でマーク位置の計測精度が低下して、結果的にパターニング精度の劣化を招くことがある。そこで、そのようなパターン精度の劣化を極力発生させないようにすることを課題とする。 However, when a large number of marks are sequentially detected while the substrate is moving in the longitudinal direction at the speed for the exposure operation, it is necessary to perform high-speed processing on the image signal obtained by imaging the mark or the waveform of the photoelectric signal. Therefore, the measurement accuracy of the mark position is lowered at the stage of image analysis and signal waveform processing, and as a result, the patterning accuracy may be deteriorated. Therefore, it is an object to prevent such deterioration of pattern accuracy as much as possible.
本発明の第1の態様は、長尺の可撓性のシート基板を長尺方向に沿った順方向に搬送しつつ、該シート基板上に電子デバイス用のパターンを形成するパターン形成装置であって、前記シート基板を前記長尺方向に沿った順方向または逆方向に搬送可能な搬送部と、前記シート基板上に前記長尺方向に沿って複数形成された被検出体を検出する検出部と、前記長尺方向に沿って前記シート基板上に所定の間隔を空けて配列される複数のデバイス形成領域の各々に、順次前記パターンを形成するパターン形成部と、前記シート基板を前記順方向に第1速度で搬送させた状態で、前記検出部によって複数の前記被検出体を検出させた後、前記シート基板を逆方向に搬送させ、その後、前記シート基板を前記順方向に前記第1速度より速い第2速度で搬送させた状態で、前記検出部によって複数の前記被検出体を間引いて検出させる制御部と、を備える。 A first aspect of the present invention is a pattern forming apparatus that forms a pattern for an electronic device on a sheet substrate while conveying the long flexible sheet substrate in a forward direction along the length direction. A transport unit capable of transporting the sheet substrate in a forward direction or a reverse direction along the longitudinal direction, and a detection unit that detects a plurality of detection objects formed on the sheet substrate along the longitudinal direction. A pattern forming portion for sequentially forming the pattern in each of a plurality of device forming regions arranged at predetermined intervals on the sheet substrate along the longitudinal direction, and the sheet substrate in the forward direction. In this state, the detection unit detects the plurality of detection objects, and then the sheet substrate is conveyed in the reverse direction, and then the sheet substrate is moved in the forward direction in the first direction. At a second speed faster than the speed In a state of being fed, and a control unit for detecting by thinning out the plurality of the detection object by the detection unit.
本発明の第2の態様は、長尺の可撓性のシート基板を長尺方向に沿った順方向に搬送しつつ、該シート基板の搬送状態を検出する搬送装置であって、前記シート基板を前記長尺方向に沿った順方向または逆方向に搬送可能な搬送部と、前記シート基板上に前記長尺方向に沿って複数形成された被検出体を検出する検出部と、前記検出部によって前記被検出体を検出する期間では、前記シート基板を前記順方向に搬送し、前記被検出体の検出を中断する期間では、前記シート基板を逆方向に搬送するように前記搬送部を制御する制御部と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a transport apparatus that detects a transport state of the sheet substrate while transporting a long flexible sheet substrate in a forward direction along the long direction, the sheet substrate A transport unit capable of transporting a sheet in a forward direction or a reverse direction along the longitudinal direction, a detection unit that detects a plurality of detection objects formed along the longitudinal direction on the sheet substrate, and the detection unit The conveyance unit is controlled so that the sheet substrate is conveyed in the forward direction during the period of detecting the detected object by the above, and the sheet substrate is conveyed in the reverse direction during the period of suspending the detection of the detected object. A control unit.
本発明の第3の態様は、長尺の可撓性のシート基板を長尺方向に沿った順方向に搬送しつつ、該シート基板上に電子デバイス用のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記シート基板を第1処理装置内で前記順方向に搬送しつつ、前記シート基板に第1処理を施すことと、前記順方向に関して前記第1処理装置の下流側に設けられた第1蓄積装置を介して、前記シート基板を第2処理装置に搬送し、該第2処理装置内で前記パターンを第1の精度で前記シート基板上に形成する第1モードと、該第1モードよりも高い第2の精度で前記パターンを前記シート基板上に形成する第2モードのいずれか一方を実行することと、前記順方向に関して前記第2処理装置の下流側に設けられた第2蓄積装置を介して、前記シート基板を第3処理装置内で前記順方向に搬送しつつ、前記シート基板に第3処理を施すことと、前記第1蓄積装置に新たに蓄積可能な前記シート基板の長さが所定の余裕長以上で、且つ、前記第2蓄積装置に蓄積済みの前記シート基板の長さが所定の蓄積長以上である第1状態に達するように、前記第1〜第3処理装置の各々における前記シート基板の相対的な搬送速度を調整することと、前記第1状態の際に、前記第2処理装置における前記シート基板の搬送速度の低減、または、前記シート基板の前記順方向と逆の方向への戻し搬送を行って、前記第2蓄積装置の前記蓄積長に対応した前記シート基板の長さに亘って前記第2モードを実行することと、を含む。 A third aspect of the present invention is a pattern forming method for forming a pattern for an electronic device on a sheet substrate while conveying the long flexible sheet substrate in a forward direction along the longitudinal direction. The sheet substrate is transported in the forward direction in the first processing apparatus, the first processing is performed on the sheet substrate, and the first processing apparatus is provided on the downstream side of the first processing apparatus with respect to the forward direction. A first mode in which the sheet substrate is transported to a second processing apparatus via a storage device, and the pattern is formed on the sheet substrate with a first accuracy in the second processing apparatus; and from the first mode Executing any one of the second modes in which the pattern is formed on the sheet substrate with a high second accuracy, and a second storage device provided downstream of the second processing device with respect to the forward direction. Through the third substrate. Performing the third process on the sheet substrate while transporting in the forward direction in the apparatus, and the length of the sheet substrate that can be newly accumulated in the first accumulation device is equal to or greater than a predetermined margin length, and Relative conveyance of the sheet substrate in each of the first to third processing devices so as to reach a first state in which the length of the sheet substrate accumulated in the second accumulation device is equal to or greater than a predetermined accumulation length. Adjusting the speed and reducing the sheet substrate conveyance speed in the second processing apparatus or returning the sheet substrate in the direction opposite to the forward direction during the first state. And executing the second mode over the length of the sheet substrate corresponding to the storage length of the second storage device.
本発明の第4の態様は、長尺の可撓性のシート基板を長尺方向に沿った順方向に搬送し、該シート基板上に電子デバイス用のパターンを所定の間隔で順次形成するパターン形成方法であって、前記シート基板を第1処理装置内で前記順方向に搬送しつつ、前記シート基板に第1処理を施すことと、前記順方向に関して前記第1処理装置の下流側に設けられた第1蓄積装置を介して、前記シート基板を第2処理装置に搬送し、該第2処理装置内で、前記順方向に搬送される前記シート基板上に前記パターンを所定の間隔で順次形成することと、前記順方向に関して前記第2処理装置の下流側に設けられた第2蓄積装置を介して、前記シート基板を第3処理装置内で前記順方向に搬送しつつ、前記シート基板に第3処理を施すことと、前記第1蓄積装置に新たに蓄積可能な前記シート基板の長さが所定の余裕長以上で、且つ、前記第2蓄積装置に蓄積済みの前記シート基板の長さが所定の蓄積長以上である第1状態に達するように、前記第1〜第3処理装置の各々における前記シート基板の相対的な搬送速度を調整することと、前記第1状態のもとで、前記第2処理装置における前記パターンの形成精度が許容範囲から外れ得る場合は、前記パターンの形成動作は中止しつつ、前記シート基板を順方向に搬送させて前記形成精度を許容範囲に戻すための補正準備動作を実行することと、該補正準備動作の後に、前記第2処理装置内で前記シート基板を前記パターンの形成動作が中止された位置近傍まで前記順方向と逆の方向に戻し、前記中止されたパターンの形成動作を再開すること、を含む。 According to a fourth aspect of the present invention, a long flexible sheet substrate is conveyed in the forward direction along the long direction, and a pattern for electronic devices is sequentially formed on the sheet substrate at a predetermined interval. In the forming method, the sheet substrate is transported in the forward direction in the first processing apparatus, the first processing is performed on the sheet substrate, and the downstream side of the first processing apparatus is provided with respect to the forward direction. The sheet substrate is transferred to the second processing device via the first storage device, and the pattern is sequentially transferred at a predetermined interval on the sheet substrate transferred in the forward direction in the second processing device. Forming and conveying the sheet substrate in the forward direction in the third processing apparatus via a second storage device provided downstream of the second processing apparatus with respect to the forward direction, Applying a third process to the first storage In a first state, the length of the sheet substrate that can be newly accumulated in the apparatus is equal to or greater than a predetermined margin length, and the length of the sheet substrate that has been accumulated in the second accumulation apparatus is equal to or greater than a predetermined accumulation length. Adjusting the relative conveyance speed of the sheet substrate in each of the first to third processing devices so as to reach, and forming accuracy of the pattern in the second processing device under the first state Is not within the allowable range, the correction operation for stopping the pattern forming operation and carrying the sheet substrate in the forward direction to return the forming accuracy to the allowable range is performed, and the correction is performed. After the preparatory operation, returning the sheet substrate to the direction opposite to the forward direction to the vicinity of the position where the pattern forming operation is stopped in the second processing apparatus, and restarting the stopped pattern forming operation. , Including.
本発明の第5の態様は、長尺の可撓性のシート基板を長尺方向に沿って搬送し、該シート基板上に電子デバイス用のパターンを順次形成するパターン形成装置であって、前記シート基板を前記長尺方向に沿った順方向に搬送する第1の搬送状態と、前記長尺方向に沿った逆方向に搬送する第2の搬送状態とに切替え可能な基板搬送部と、前記第1の搬送状態のもとで、前記シート基板上に前記長尺方向に沿って所定間隔で配列される複数のデバイス形成領域の各々に前記パターンを形成するパターン形成部と、前記パターン形成部に対して、前記シート基板の搬送方向の上流側または下流側に配置され、前記デバイス形成領域のアライメントのために前記シート基板上に形成された複数のマークの位置情報を検出するマーク検出部と、前記検出された位置情報に基づいて、前記パターン形成部による前記デバイス形成領域への前記パターンの重ね合せ精度が所定の許容範囲から外れる傾向を示す場合は、前記マーク検出部によって前記位置情報を再度取得するために、前記基板搬送部を所定時間に渡って前記第1の搬送状態から前記第2の搬送状態に切り替える制御部と、を備える。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for transporting a long flexible sheet substrate along a longitudinal direction and sequentially forming a pattern for an electronic device on the sheet substrate. A substrate transport section capable of switching between a first transport state for transporting a sheet substrate in a forward direction along the longitudinal direction and a second transport state for transporting in a reverse direction along the longitudinal direction; A pattern forming portion for forming the pattern in each of a plurality of device forming regions arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction on the sheet substrate under a first transport state; and the pattern forming portion In contrast, a mark detection unit that is arranged upstream or downstream in the conveyance direction of the sheet substrate and detects position information of a plurality of marks formed on the sheet substrate for alignment of the device formation region; , The inspection When the pattern formation unit tends to deviate from the predetermined allowable range on the basis of the position information, the mark detection unit obtains the position information again. For this purpose, a control unit is provided for switching the substrate transfer unit from the first transfer state to the second transfer state over a predetermined time.
本発明の態様に係るパターン形成装置、搬送装置、およびパターン形成方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A pattern forming apparatus, a transport apparatus, and a pattern forming method according to an aspect of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In addition, the aspect of this invention is not limited to these embodiment, What added the various change or improvement is included. That is, the constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and substantially the same elements, and the constituent elements described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes of the components can be made without departing from the scope of the present invention.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態のパターン形成装置は、基板を搬送しつつ、基板上に電子デバイス用のパターンを形成するものであり、パターン形成装置は、基板に各種処理を施して電子デバイスを製造するデバイス製造システムに組み込まれている。まず、デバイス製造システムについて説明する。
[First Embodiment]
The pattern forming apparatus according to the first embodiment forms a pattern for an electronic device on a substrate while conveying the substrate, and the pattern forming apparatus performs various processes on the substrate to manufacture an electronic device. Built into device manufacturing systems. First, a device manufacturing system will be described.
図1および図2は、第1の実施の形態のデバイス製造システム10の構成を示す図である。図1および図2に示すデバイス製造システム10は、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイを製造するライン(フレキシブル・ディスプレイ製造ライン)である。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ等がある。このデバイス製造システム10は、可撓性のシート基板(以下、基板)Pをロール状に巻回した供給用ロールFR1から、該基板Pが送り出され、送り出された基板Pに対して各種処理を連続的に施した後、処理後の基板Pを回収用ロールFR2で巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)方式となっている。この基板Pは、基板Pの移動方向(搬送方向)が長尺となり、幅方向が短尺となる帯状の形状を有する。第1の実施の形態のデバイス製造システム10では、フィルム状のシートである基板Pが供給用ロールFR1から送り出され、供給用ロールFR1から送り出された基板Pが、処理装置PR1、PR2、PR3、PR4、PR5を経て、回収用ロールFR2に巻き取られるまでの例を示している。まず、デバイス製造システム10の処理対象となる基板Pについて説明する。
1 and 2 are diagrams showing a configuration of a
基板Pは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔(フォイル)等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち1または2以上を含んだものを用いてもよい。また、基板Pの厚みや剛性(ヤング率)は、搬送される際に、基板Pに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。電子デバイスとして、フレキシブルなディスプレイパネル、タッチパネル、カラーフィルタ、電磁波防止フィルタ等を作る場合、厚みが25μm〜200μm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等の樹脂シートが使われる。 For the substrate P, for example, a foil (foil) made of a metal or an alloy such as a resin film or stainless steel is used. Examples of the resin film material include polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. You may use what contained 1 or 2 or more. In addition, the thickness and rigidity (Young's modulus) of the substrate P may be in a range that does not cause folds or irreversible wrinkles due to buckling in the substrate P when it is transported. When making a flexible display panel, a touch panel, a color filter, an electromagnetic wave prevention filter, or the like as an electronic device, a resin sheet such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate) having a thickness of about 25 μm to 200 μm is used.
基板Pは、例えば、基板Pに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することが望ましい。また、ベースとなる樹脂フィルムに、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等の無機フィラーを混合すると、熱膨張係数を小さくすることもできる。また、基板Pは、フロート法等で製造された厚さ100μm程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、または、アルミや銅等の金属層(箔)等を貼り合わせた積層体であってもよい。 As the substrate P, for example, it is desirable to select a substrate whose thermal expansion coefficient is not remarkably large so that deformation amounts due to heat received in various processes applied to the substrate P can be substantially ignored. Further, when an inorganic filler such as titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like is mixed into the base resin film, the thermal expansion coefficient can be reduced. Further, the substrate P may be a single layer of ultra-thin glass having a thickness of about 100 μm manufactured by a float process or the like, and the ultra-thin glass may be made of the above resin film or a metal such as aluminum or copper. It may be a laminate in which layers (foil) or the like are bonded together.
ところで、基板Pの可撓性とは、基板Pに自重程度の力を加えてもせん断したり破断したりすることはなく、その基板Pを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板Pの材質、大きさ、厚さ、基板P上に成膜される層構造、温度、湿度等の環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、本実施の形態によるデバイス製造システム10内の搬送路に設けられる各種の搬送用ローラ、回転ドラム等の搬送方向転換用の部材に基板Pを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損(破れや割れが発生)したりせずに、基板Pを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
By the way, the flexibility of the substrate P means the property that the substrate P can be bent without being sheared or broken even when a force of its own weight is applied to the substrate P. In addition, flexibility includes a property of bending by a force of about its own weight. The degree of flexibility varies depending on the material, size, and thickness of the substrate P, the layer structure formed on the substrate P, the environment such as temperature and humidity, and the like. In any case, when the substrate P is correctly wound around various transport rollers, rotary drums and other members for transport direction change provided in the transport path in the
このように構成された基板Pは、ロール状に巻回されることで供給用ロールFR1となり、この供給用ロールFR1が、デバイス製造システム10に装着される。供給用ロールFR1が装着されたデバイス製造システム10は、電子デバイスを製造するための各種の処理を、供給用ロールFR1から送り出される基板Pに対して繰り返し実行する。このため、処理後の基板Pは、複数の電子デバイスが連なった状態となる。つまり、供給用ロールFR1から送り出される基板Pは、多面取り用の基板となっている。なお、基板Pは、予め所定の前処理によって、その表面を改質して活性化したもの、或いは、表面に精密パターニングのための微細な隔壁構造(凹凸構造)を形成したものでもよい。
The substrate P thus configured becomes a supply roll FR1 by being wound in a roll shape, and this supply roll FR1 is mounted on the
電子デバイスは、複数のパターン層(パターンが形成された層)が重ね合わされることで構成されており、デバイス製造システム10の各処理装置PR1〜PR5を経て、1つのパターン層が生成されるので、電子デバイスを生成するために、図1および図2に示すようなデバイス製造システム10の各処理装置PR1〜PR5の処理を少なくとも2回は経なければならない。
The electronic device is configured by superimposing a plurality of pattern layers (layers on which patterns are formed), and one pattern layer is generated through each of the processing apparatuses PR1 to PR5 of the
処理後の基板Pは、ロール状に巻回されることで回収用ロールFR2として回収される。回収用ロールFR2は、図示しないダイシング装置に装着されてもよい。回収用ロールFR2が装着されたダイシング装置は、処理後の基板Pを、電子デバイスごとに分割(ダイシング)することで、複数個の電子デバイスにする。基板Pの寸法は、例えば、幅方向(短尺となる方向)の寸法が10cm〜2m程度であり、長さ方向(長尺となる方向)の寸法が10m以上である。なお、基板Pの寸法は、上記した寸法に限定されない。 The processed substrate P is recovered as a recovery roll FR2 by being wound into a roll. The collection roll FR2 may be mounted on a dicing device (not shown). The dicing apparatus to which the collection roll FR2 is mounted divides the processed substrate P for each electronic device (dicing) to form a plurality of electronic devices. Regarding the dimensions of the substrate P, for example, the dimension in the width direction (short direction) is about 10 cm to 2 m, and the dimension in the length direction (long direction) is 10 m or more. In addition, the dimension of the board | substrate P is not limited to an above-described dimension.
図1および図2を参照し、引き続きデバイス製造システム10について説明する。図1および図2では、X方向、Y方向およびZ方向が直交する直交座標系となっている。X方向は、水平面内において、基板Pの搬送方向であり、供給用ロールFR1および回収用ロールFR2を結ぶ方向である。Y方向は、水平面内においてX方向に直交する方向であり、基板Pの幅方向である。Y方向は、供給用ロールFR1および回収用ロールFR2の軸方向となっている。Z方向は、X方向とY方向とに直交する方向(鉛直方向)である。
With reference to FIGS. 1 and 2, the
デバイス製造システム10は、基板Pを供給する基板供給装置12と、基板供給装置12によって供給された基板Pに対して各種処理を施す処理装置PR1〜PR5と、処理装置PR1〜PR5によって処理が施された基板Pを回収する基板回収装置14と、デバイス製造システム10の各装置を制御する上位制御装置16とを備える。この上位制御装置16は、コンピュータと、プログラムが記憶された記憶媒体とを含み、該コンピュータが記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、本第1の実施の形態の上位制御装置16として機能する。
The
基板供給装置12には、供給用ロールFR1が回転可能に装着される。基板供給装置12は、装着された供給用ロールFR1から基板Pを送り出す駆動ローラR1と、基板Pの幅方向(Y方向)における位置を調整するエッジポジションコントローラEPC1とを有する。駆動ローラR1は、基板Pの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Pを供給用ロールFR1から回収用ロールFR2へ向かう搬送方向(+X方向)に送り出すことで、基板Pを処理装置PR1〜PR5に供給する。このとき、エッジポジションコントローラEPC1は、基板Pの幅方向の端部(エッジ)における位置が、目標位置に対して±十数μm〜数十μm程度の範囲(許容範囲)に収まるように、基板Pを幅方向に移動させて、基板Pの幅方向における位置を修正する。
A supply roll FR1 is rotatably mounted on the
基板回収装置14には、回収用ロールFR2が回転可能に装着される。基板回収装置14は、処理後の基板Pを回収用ロールFR2側に引き寄せる駆動ローラR2と、基板Pの幅方向(Y方向)における位置を調整するエッジポジションコントローラEPC2とを有する。基板回収装置14は、駆動ローラR2により基板Pの表裏両面を挟持しながら回転させることで基板Pを引き寄せるとともに、回収用ロールFR2を回転させることで基板Pを巻き上げる。このとき、エッジポジションコントローラEPC2は、エッジポジションコントローラEPC1と同様に構成され、基板Pの幅方向の端部(エッジ)が幅方向においてばらつかないように、基板Pの幅方向における位置を修正する。供給用ロールFR1、回収用ロールFR2、および、駆動ローラR1、R2は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。
A recovery roll FR2 is rotatably mounted on the
処理装置PR1は、基板供給装置12から供給された基板Pの表面に感光性機能液を塗布する塗布装置である。感光性機能液としては、例えば、フォトレジスト、感光性シランカップリング剤、UV硬化樹脂液、感光性メッキ還元溶液等が用いられる。処理装置PR1は、基板Pの搬送方向の上流側(−X方向側)から順に、塗布機構Gp1と乾燥機構Gp2とが設けられている。塗布機構Gp1は、基板Pが巻き付けられる圧胴ローラDR1と、圧胴ローラDR1に対向する塗布ローラDR2とを有する。塗布機構Gp1は、供給された基板Pを圧胴ローラDR1に巻き付けた状態で、圧胴ローラDR1および塗布ローラDR2により基板Pを挟持する。そして、塗布機構Gp1は、圧胴ローラDR1および塗布ローラDR2を回転させることで、基板Pを搬送方向(+X方向)に移動させながら、塗布ローラDR2により感光性機能液を塗布する。乾燥機構Gp2は、熱風またはドライエアー等の乾燥用エアーを吹き付け、感光性機能液に含まれる溶質(溶剤または水)を除去し、感光性機能液が塗布された基板Pを乾燥させることで、基板P上に感光性機能層を形成する。圧胴ローラDR1および塗布ローラDR2は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。
The processing apparatus PR1 is a coating apparatus that applies a photosensitive functional liquid to the surface of the substrate P supplied from the
処理装置(第1処理装置)PR2は、基板Pの表面に形成された感光性機能層を安定にすべく、処理装置PR1から搬送された基板Pを所定温度(例えば、数10℃〜120℃程度)まで加熱する加熱装置である。処理装置PR2は、基板Pの搬送方向の上流側から順に、加熱チャンバHA1と冷却チャンバHA2とが設けられている。加熱チャンバHA1は、その内部に複数のローラおよび複数のエア・ターンバーが設けられており、複数のローラおよび複数のエア・ターンバーは、基板Pの搬送経路を構成している。複数のローラは、基板Pの裏面に転接して設けられ、複数のエア・ターンバーは、基板Pの表面側に非接触状態で設けられる。複数のローラおよび複数のエア・ターンバーは、基板Pの搬送経路を長くすべく、蛇行状の搬送経路となる配置になっている。加熱チャンバHA1内を通る基板Pは、蛇行状の搬送経路に沿って搬送されながら所定温度まで加熱される。冷却チャンバHA2は、加熱チャンバHA1で加熱された基板Pの温度が、後工程(処理装置PR3)の環境温度と揃うようにすべく、基板Pを環境温度まで冷却する。冷却チャンバHA2は、その内部に複数のローラが設けられ、複数のローラは、加熱チャンバHA1と同様に、基板Pの搬送経路を長くすべく、蛇行状の搬送経路となる配置になっている。冷却チャンバHA2内を通る基板Pは、蛇行状の搬送経路に沿って搬送されながら冷却される。冷却チャンバHA2の搬送方向における下流側には、駆動ローラR3が設けられ、駆動ローラR3は、冷却チャンバHA2を通過した基板Pを挟持しながら回転することで、基板Pを処理装置PR3側へ向けて供給する。駆動ローラR3は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。 In order to stabilize the photosensitive functional layer formed on the surface of the substrate P, the processing apparatus (first processing apparatus) PR2 moves the substrate P transported from the processing apparatus PR1 to a predetermined temperature (for example, several tens of degrees Celsius to 120 degrees Celsius). It is a heating device that heats to the extent. The processing apparatus PR2 is provided with a heating chamber HA1 and a cooling chamber HA2 in order from the upstream side in the transport direction of the substrate P. The heating chamber HA1 is provided with a plurality of rollers and a plurality of air turn bars therein, and the plurality of rollers and the plurality of air turn bars constitute a transport path for the substrate P. The plurality of rollers are provided in rolling contact with the back surface of the substrate P, and the plurality of air turn bars are provided in a non-contact state on the surface side of the substrate P. The plurality of rollers and the plurality of air turn bars are arranged to form a meandering transport path so as to lengthen the transport path of the substrate P. The substrate P passing through the heating chamber HA1 is heated to a predetermined temperature while being transported along a meandering transport path. The cooling chamber HA2 cools the substrate P to the environmental temperature so that the temperature of the substrate P heated in the heating chamber HA1 matches the environmental temperature of the subsequent process (processing apparatus PR3). The cooling chamber HA2 is provided with a plurality of rollers, and the plurality of rollers are arranged in a meandering manner in order to lengthen the conveyance path of the substrate P, similarly to the heating chamber HA1. The substrate P passing through the cooling chamber HA2 is cooled while being transferred along a meandering transfer path. A driving roller R3 is provided on the downstream side in the transport direction of the cooling chamber HA2, and the driving roller R3 rotates while sandwiching the substrate P that has passed through the cooling chamber HA2, thereby directing the substrate P toward the processing apparatus PR3. Supply. The drive roller R3 rotates when a rotational torque from a rotational drive source (not shown) is applied.
処理装置(第2処理装置)PR3は、第1蓄積部(第1蓄積装置)BF1を介して処理装置PR2から供給された、表面に感光性機能層が形成された基板Pを基板Pの長手方向に沿った搬送方向(+X方向)に搬送しつつ、基板P上にディスプレイパネル用の回路または配線等のパターンを露光する露光装置である。処理装置PR3は、露光後の基板Pを、第2蓄積部(第2蓄積装置)BF2を介して処理装置PR4へ向けて搬送する。第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2は、基板Pにテンションを付与した状態で、基板Pを所定長の長さに亘って蓄積可能である。この処理装置PR3、第1蓄積部BF1、および、第2蓄積部BF2は、パターン形成装置18を構成し、このパターン形成装置18については、後で説明する。
In the processing apparatus (second processing apparatus) PR3, the substrate P, which is supplied from the processing apparatus PR2 through the first storage unit (first storage apparatus) BF1 and has a photosensitive functional layer formed on the surface thereof, is the length of the substrate P. The exposure apparatus exposes a pattern such as a circuit or wiring for a display panel on the substrate P while being transported in a transport direction along the direction (+ X direction). The processing apparatus PR3 transports the exposed substrate P toward the processing apparatus PR4 via the second storage unit (second storage apparatus) BF2. The first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2 can accumulate the substrate P over a predetermined length in a state where a tension is applied to the substrate P. The processing device PR3, the first storage unit BF1, and the second storage unit BF2 constitute a
処理装置(第3処理装置)PR4は、第2蓄積部BF2を介して処理装置PR3から搬送された露光後の基板Pに対して、湿式による現像処理、無電解メッキ処理等を行う湿式処理装置である。処理装置PR4は、処理槽BTと、基板Pを搬送する複数のローラとを有する。複数のローラは、基板Pが処理槽BTの内部を通過する搬送経路となるように配置される。処理槽BTの搬送方向における下流側(+X方向側)には、駆動ローラR4が設けられ、駆動ローラR4は、処理槽BTを通過した基板Pを挟持しながら回転することで、基板Pを処理装置PR5へ向けて供給する。駆動ローラR4は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。 The processing apparatus (third processing apparatus) PR4 is a wet processing apparatus that performs wet development processing, electroless plating processing, and the like on the exposed substrate P conveyed from the processing apparatus PR3 via the second storage unit BF2. It is. The processing apparatus PR4 includes a processing tank BT and a plurality of rollers that transport the substrate P. The plurality of rollers are arranged so that the substrate P becomes a transport path through the inside of the processing tank BT. A driving roller R4 is provided on the downstream side (+ X direction side) in the transport direction of the processing tank BT. The driving roller R4 processes the substrate P by rotating while sandwiching the substrate P that has passed through the processing tank BT. Supply toward the device PR5. The drive roller R4 rotates when a rotational torque from a rotational drive source (not shown) is given.
図示は省略するが、処理装置PR5は、処理装置PR4から搬送された基板Pを乾燥させる乾燥装置である。処理装置PR5は、処理装置PR4において湿式処理された基板Pに付着する水分含有量を、所定の水分含有量に調整する。処理装置PR5により乾燥された基板Pは、基板回収装置14の回収用ロールFR2に巻き上げられる。
Although not shown, the processing apparatus PR5 is a drying apparatus that dries the substrate P transported from the processing apparatus PR4. The processing apparatus PR5 adjusts the moisture content adhering to the substrate P wet-processed in the processing apparatus PR4 to a predetermined moisture content. The substrate P dried by the processing apparatus PR5 is wound up on the collecting roll FR2 of the
上位制御装置16は、基板供給装置12、基板回収装置14、複数の処理装置PR1〜PR5、第1蓄積部BF1、および、第2蓄積部BF2を統括制御する。上位制御装置16は、基板Pが基板供給装置12から基板回収装置14へ向けて搬送するようにデバイス製造システム10の各装置を制御する。また、上位制御装置16は、基板Pの搬送に同期させながら、複数の処理装置PR1〜PR5を制御して、基板Pに対する各種処理を実行させる。
The
なお、第1の実施の形態のデバイス製造システム10では、供給用ロールFR1から送り出された基板Pが、順次、5台の処理装置PR1〜PR5を経て、回収用ロールFR2に巻き取られるまでの例を示したが、この構成に限らない。つまり、供給用ロールFR1と回収用ロールFR2との間に設けられる処理装置PRの台数は、1つでもあってもよいし、6つ以上であってもよいし、その台数は任意に変更することができる。
In the
次に、パターン形成装置18について説明する。パターン形成装置18の第1蓄積部BF1は、駆動ローラR5、R6と複数のダンサーローラ20とを有している。駆動ローラR5は、処理装置PR2から送られてきた基板Pの表裏両面を挟持しながら回転して、基板Pを第1蓄積部BF1内に搬入する。駆動ローラR6は、基板Pの表裏両面を挟持しながら回転して、第1蓄積部BF1内の基板Pを処理装置PR3に供給する。複数のダンサーローラ20は、駆動ローラR5と駆動ローラR6との間に設けられ、基板Pに対して所定のテンションを付与するものである。複数のダンサーローラ20は、Z方向に移動可能であり、上側のダンサーローラ20(20a)は、+Z方向に付勢され、下側のダンサーローラ20(20b)は、−Z方向に付勢されている。このダンサーローラ20aとダンサーローラ20bとはX方向に関して交互に配置されている。第1蓄積部BF1に搬入する基板Pの搬送速度が、第1蓄積部BF1から搬出する基板Pの搬送速度に対して相対的に速くなると、第1蓄積部BF1に蓄積される基板Pの長さは増加する。この第1蓄積部BF1に蓄積されている基板Pの長さが長くなると、付勢力によってダンサーローラ20aが+Z方向に、ダンサーローラ20bが−Z方向に移動する。これにより、第1蓄積部BF1は、基板Pに所定のテンションを付与した状態で、基板Pを蓄積することができる。逆に、第1蓄積部BF1に蓄積されている基板Pの長さが短くなると、付勢力に反してダンサーローラ20aが−Z方向に、ダンサーローラ20bが+Z方向に移動する。いずれにせよ、第1蓄積部BF1は、基板Pに所定のテンションを付与した状態で、基板Pを蓄積することができる。なお、駆動ローラR5、R6は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。
Next, the
また、パターン形成装置18の第2蓄積部BF2は、駆動ローラR7、R8と複数のダンサーローラ22とを有している。駆動ローラR7は、処理装置PR3から送られてきた基板Pの表裏両面を挟持しながら回転して、基板Pを第2蓄積部BF2内に搬入する。駆動ローラR8は、基板Pの表裏両面を挟持しながら回転して、第2蓄積部BF2内の基板Pを処理装置PR4に供給する。複数のダンサーローラ22は、駆動ローラR7と駆動ローラR8との間に設けられ、基板Pに対して所定のテンションを付与するものである。複数のダンサーローラ22は、Z方向に移動可能であり、上側のダンサーローラ22(22a)は、+Z方向に付勢されており、下側のダンサーローラ22(22b)は、−Z方向に付勢されている。このダンサーローラ22aとダンサーローラ22bとはX方向に関して交互に配置されている。このような構成を有することにより、第2蓄積部BF2は、第1蓄積部BF1と同様に、基板Pに所定のテンションを付与した状態で、基板Pを蓄積することができる。なお、駆動ローラR7、R8は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。第1蓄積部BF1と第2蓄積部BF2の構成は同一とする。
The second accumulation unit BF2 of the
通常時においては、第1蓄積部BF1は、新たに蓄積可能な基板Pの長さが所定の余裕長以上となるように基板Pを蓄積している。つまり、第1蓄積部BF1は、所定の余裕長以上の長さの基板Pを新たに蓄積できるように、蓄積している基板Pの長さを短くしている。例えば、第1蓄積部BF1が、基板Pに所定のテンションを付与した状態で蓄積可能な基板Pの長さを5mとし、所定の余裕長を4mとした場合は、通常時に第1蓄積部BF1が蓄積している基板Pの長さは1m未満となる。また、通常時においては、第2蓄積部BF2は、蓄積済みの基板Pの長さが所定の蓄積長以上となるように基板Pを蓄積している。例えば、第2蓄積部BF2が、基板Pに所定のテンションを付与した状態で蓄積可能な基板Pの長さを5mとし、所定の蓄積長を4mとした場合は、第2蓄積部BF2が蓄積している基板Pの長さは4m以上となる。 In a normal time, the first accumulation unit BF1 accumulates the substrate P so that the length of the substrate P that can be newly accumulated is equal to or greater than a predetermined margin length. That is, the first accumulation unit BF1 shortens the length of the accumulated substrate P so that the substrate P having a length longer than a predetermined margin length can be newly accumulated. For example, when the length of the substrate P that can be stored in the state where the first storage unit BF1 applies a predetermined tension to the substrate P is 5 m and the predetermined margin length is 4 m, the first storage unit BF1 is normally used. The length of the substrate P in which is accumulated is less than 1 m. Further, in normal times, the second storage unit BF2 stores the substrate P so that the length of the stored substrate P is equal to or longer than a predetermined storage length. For example, when the length of the substrate P that can be stored in the state where the second storage unit BF2 applies a predetermined tension to the substrate P is 5 m and the predetermined storage length is 4 m, the second storage unit BF2 stores The length of the substrate P is 4 m or more.
パターン形成装置18の処理装置PR3は、マスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式の露光装置であり、第1蓄積部BF1を介して処理装置PR2から供給された基板Pに対して、ディスプレイ用の回路や配線等のパターンを露光することで、パターンを形成する。このディスプレイ用の回路や配線等のパターンとしては、ディスプレイを構成するTFT(薄膜トランジスタ)のゲート電極とそれに付随する配線等のパターンまたはTFTのソース電極およびドレイン電極とそれに付随する配線等のパターン等が挙げられる。処理装置PR3は、基板PをX方向に搬送しながら、露光用のレーザ光LBのスポット光SPを基板P上で所定の走査方向(Y方向)に1次元走査しつつ、スポット光SPの強度をパターンデータ(描画データ)に応じて高速に変調(オン/オフ)することによって、基板Pの表面(感光面)にパターンを描画露光する。つまり、基板Pの+X方向への搬送(副走査)と、スポット光SPの主走査方向への走査とで、スポット光SPが基板P上で相対的に2次元走査されて、基板Pに所定のパターンが描画露光される。このパターンデータは、上位制御装置16の記録媒体に記録されていてもよいし、処理装置PR3内の記録媒体に記録されていてもよい。
The processing apparatus PR3 of the
処理装置PR3は、搬送部30、光源装置32、および、露光ヘッド(パターン形成部)34を備えている。処理装置PR3は、温調チャンバECV内に格納されている。この温調チャンバECVは、内部の温度を所定の温度に保つことで、内部において搬送される基板Pの温度変化による形状変化を抑制する。温調チャンバECVは、パッシブまたはアクティブな防振ユニットSU1、SU2を介して製造工場の設置面Eに配置される。この設置面Eは、設置土台上の面であってもよく、床であってもよい。なお、処理装置PR3以外の他の処理装置PR1、PR2、PR4、PR5、基板供給装置12、および、基板回収装置14も設置面Eに配置されている。
The processing apparatus PR3 includes a
搬送部30は、第1蓄積部BF1を介して処理装置PR2から搬送される基板Pを、処理装置PR4側へ搬送する。搬送部30は、基板Pの搬送方向に沿って上流側(−X方向側)から順に、エッジポジションコントローラEPC3、テンション調整ローラRT1、回転ドラム36、テンション調整ローラRT2、および、エッジポジションコントローラEPC4を有する。
The
エッジポジションコントローラEPC3は、エッジポジションコントローラEPC1と同様に、基板Pの幅方向の端部(エッジ)が幅方向においてばらつかないように、基板Pの幅方向における位置を修正する。例えば、エッジポジションコントローラEPC3は、回転ドラム36に搬入する基板Pの長尺方向が、回転ドラム36の回転軸AXの軸方向と直交するように、基板Pの幅方向における位置を調整する。エッジポジションコントローラEPC3は、駆動ローラR9、R10を有し、駆動ローラR9、R10は、エッジポジションコントローラEPC3内の基板Pに弛み(あそび)を与えている。駆動ローラR9、R10は、処理装置PR2側から搬送された基板Pの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Pを回転ドラム36側に向けて搬送する。駆動ローラR9は、駆動ローラR10に対して搬送方向の上流側(−X方向側)に設けられている。駆動ローラR9、R10は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。
Similarly to the edge position controller EPC1, the edge position controller EPC3 corrects the position in the width direction of the substrate P so that the end portion (edge) in the width direction of the substrate P does not vary in the width direction. For example, the edge position controller EPC3 adjusts the position of the substrate P in the width direction so that the longitudinal direction of the substrate P carried into the
回転ドラム36は、基板P上でパターンが露光される部分をその円周面で支持する。回転ドラム36は、Y方向に延びる回転軸AXを中心に回転することで、基板Pを回転ドラム36の外周面(円周面)に倣って基板Pを+X方向に搬送して、エッジポジションコントローラEPC4側に送る。回転ドラム36(回転軸AX)は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。
The
エッジポジションコントローラEPC4は、エッジポジションコントローラEPC1と同様に、基板Pの幅方向の端部(エッジ)が幅方向においてばらつかないように、基板Pの幅方向における位置を修正する。エッジポジションコントローラEPC4は、駆動ローラR11、R12を有し、駆動ローラR11、R12は、エッジポジションコントローラEPC4内の基板Pに弛み(あそび)を与えている。駆動ローラR11、R12は、回転ドラム36によって搬送された基板Pの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Pを処理装置PR4側へ向けて搬送する。駆動ローラR11は、駆動ローラR12に対して搬送方向の上流側(−X方向側)に設けられている。駆動ローラR11、R12は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。テンション調整ローラRT1、RT2は、−X方向に付勢されており、回転ドラム36に巻き付けられて支持されている基板Pに、所定のテンションを与えている。
Similarly to the edge position controller EPC1, the edge position controller EPC4 corrects the position in the width direction of the substrate P so that the end portion (edge) in the width direction of the substrate P does not vary in the width direction. The edge position controller EPC4 has driving rollers R11 and R12, and the driving rollers R11 and R12 give slack (play) to the substrate P in the edge position controller EPC4. The driving rollers R11 and R12 rotate while sandwiching the front and back surfaces of the substrate P conveyed by the
光源装置32は、レーザ光源を有し、露光に用いられる紫外線のレーザ光(照射光、露光ビーム)LBを照射するものである。このレーザ光LBは、370nm以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光であってもよい。レーザ光LBは、発振周波数Fsで発光したパルス光であってもよい。光源装置32が射出したレーザ光LBは、光導入光学系38に導かれて露光ヘッド34に入射する。
The
露光ヘッド34は、光源装置32からのレーザ光LBがそれぞれ入射する複数の描画ユニットU(U1〜U5)を備えている。つまり、光源装置32からのレーザ光LBは、反射ミラーやビームスプリッタ等を有する光導入光学系38に導かれて複数の描画ユニットU(U1〜U5)に入射する。露光ヘッド34は、回転ドラム36の円周面で支持されている基板Pの一部分に、複数の描画ユニットU(U1〜U5)によって、パターンを描画露光する。露光ヘッド34は、構成が同一の描画ユニットU(U1〜U5)を複数有することで、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッド34となっている。描画ユニットU1、U3、U5は、回転ドラム36の回転軸AXに対して基板Pの搬送方向の上流側(−X方向側)に配置され、描画ユニットU2、U4は、回転ドラム36の回転軸AXに対して基板Pの搬送方向の下流側(+X方向側)に配置されている。
The
各描画ユニットUは、入射したレーザ光LBを基板P上で収斂させてスポット光SPにし、且つ、そのスポット光SPを走査ラインLに沿って走査させる。各描画ユニットUの走査ラインLは、図3に示すように、Y方向(基板Pの幅方向)に関して互いに分離することなく、繋ぎ合わされるように設定されている。図3では、描画ユニットU1の走査ラインLをL1、描画ユニットU2の走査ラインLをL2で表している。同様に、描画ユニットU3、U4、U5の走査ラインLをL3、L4、L5で表している。このように、描画ユニットU1〜U5全部で露光領域となるデバイス形成領域Wの幅方向の全てをカバーするように、各描画ユニットUは走査領域を分担している。なお、例えば、1つの描画ユニットUによるY方向の描画幅(走査ラインLの長さ)を20〜50mm程度とすると、奇数番の描画ユニットU1、U3、U5の3個と、偶数番の描画ユニットU2、U4の2個との計5個の描画ユニットUをY方向に配置することによって、描画可能なY方向の幅を100〜250mm程度に広げている。 Each drawing unit U converges the incident laser beam LB on the substrate P to be a spot beam SP, and scans the spot beam SP along the scan line L. As shown in FIG. 3, the scanning lines L of the drawing units U are set so as to be connected to each other without being separated from each other in the Y direction (the width direction of the substrate P). In FIG. 3, the scanning line L of the drawing unit U1 is represented by L1, and the scanning line L of the drawing unit U2 is represented by L2. Similarly, the scanning lines L of the drawing units U3, U4, U5 are represented by L3, L4, L5. In this way, each drawing unit U shares the scanning area so that all of the drawing units U1 to U5 cover the entire width direction of the device forming area W that becomes the exposure area. For example, if the drawing width in the Y direction (the length of the scanning line L) by one drawing unit U is about 20 to 50 mm, the odd-numbered drawing units U1, U3, U5 and the even-numbered drawing are used. By arranging a total of five drawing units U, two units U2 and U4, in the Y direction, the width in the Y direction that can be drawn is increased to about 100 to 250 mm.
この描画ユニットUは、国際公開第2013/146184号パンフレット(図36参照)に開示されているように公知技術であるが、図4を用いて描画ユニットUについて簡単に説明する。なお、各描画ユニットU(U1〜U5)は、同一の構成を有することから、描画ユニットU2についてのみ説明し、他の描画ユニットUについては説明を省略する。 The drawing unit U is a known technique as disclosed in the pamphlet of International Publication No. 2013/146184 (see FIG. 36). The drawing unit U will be briefly described with reference to FIG. Since each drawing unit U (U1 to U5) has the same configuration, only the drawing unit U2 will be described, and description of the other drawing units U will be omitted.
図4に示すように、描画ユニットU2は、例えば、集光レンズ50、描画用光学素子(光変調素子)52、吸収体54、コリメートレンズ56、反射ミラー58、シリンドリカルレンズ60、フォーカスレンズ62、反射ミラー64、ポリゴンミラー(光走査部材)66、反射ミラー68、f−θレンズ70、および、シリンドリカルレンズ72を有する。
As shown in FIG. 4, the drawing unit U2 includes, for example, a
描画ユニットU2に入射するレーザ光LBは、鉛直方向の上方から下方(−Z方向)に向けて進み、集光レンズ50を介して描画用光学素子52に入射する。集光レンズ50は、描画用光学素子52に入射するレーザ光LBを描画用光学素子52内でビームウエストとなるように集光(収斂)させる。描画用光学素子52は、レーザ光LBに対して透過性を有するものであり、例えば、音響光学素子(AOM:Acousto-Optic Modulator)が用いられる。
The laser beam LB incident on the drawing unit U2 travels from the upper side to the lower side (−Z direction) in the vertical direction, and enters the drawing
描画用光学素子52は、上位制御装置16からの駆動信号(高周波信号)がオフの状態のときは、入射したレーザ光LBを吸収体54側に透過し、上位制御装置16からの駆動信号(高周波信号)がオンの状態のときは、入射したレーザ光LBを回折させて反射ミラー58に向かわせる。吸収体54は、レーザ光LBの外部への漏れを抑制するためにレーザ光LBを吸収する光トラップである。このように、描画用光学素子52に印加すべき描画用の駆動信号(超音波の周波数)をパターンデータ(白黒)に応じて高速にオン/オフすることによって、レーザ光LBが反射ミラー58に向かうか、吸収体54に向かうかがスイッチングされる。このことは、基板P上で見ると、感光面に達するレーザ光LB(スポット光SP)の強度が、パターンデータに応じて高レベルと低レベル(例えば、ゼロレベル)のいずれかに高速に変調されることを意味する。
When the drive signal (high-frequency signal) from the
コリメートレンズ56は、描画用光学素子52から反射ミラー58に向かうレーザ光LBを平行光にする。反射ミラー58は、入射したレーザ光LBを−X方向に反射させて、シリンドリカルレンズ60、フォーカスレンズ62を介して反射ミラー64に照射する。反射ミラー64は、入射したレーザ光LBをポリゴンミラー66に照射する。ポリゴンミラー(回転多面鏡)66は、回転することでレーザ光LBの反射角を連続的に変化させて、基板P上に照射されるレーザ光LBの位置を走査方向(基板Pの幅方向)に走査する。ポリゴンミラー66は、図示しない回転駆動源(例えば、モータや減速機構等)によって一定の速度で回転する。
The collimating
反射ミラー58と反射ミラー64との間に設けられたシリンドリカルレンズ60は、フォーカスレンズ62と協働して、前記走査方向と直交する非走査方向(Z方向)に関してレーザ光LBをポリゴンミラー66の反射面上に集光(収斂)する。このシリンドリカルレンズ60によって、前記反射面がZ方向に対して傾いている場合(XY面の法線と前記反射面との平衡状態からの傾き)があっても、その影響を抑制することができ、基板P上に照射されるレーザ光LBの照射位置がX方向にずれることを抑制する。
A
ポリゴンミラー66で反射したレーザ光LBは、反射ミラー68によって−Z方向に反射され、Z軸と平行な光軸AXuを有するf−θレンズ70に入射する。このf−θレンズ70は、基板Pに投射されるレーザ光LBの主光線が走査中は常に基板Pの表面の法線となるようなテレセントリック系の光学系であり、それによって、レーザ光LBをY方向に正確に等速度で走査することが可能になる。f−θレンズ70から照射されたレーザ光LBは、母線がY方向と平行となっているシリンドリカルレンズ72を介して、基板P上に直径数μm程度(例えば、3μm)の略円形の微小なスポット光SPとなって照射される。スポット光(走査スポット光)SPは、ポリゴンミラー66によって、Y方向に延びる走査ラインL2に沿って一方向に1次元走査される。
The laser beam LB reflected by the
また、処理装置PR3は、図2および図3に示すように、基板P上に形成された被検出体としてのアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)を検出するための3つのアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)が設けられている。このアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)で検出される基板P上の領域は、回転ドラム36の円周面で支持されている。このアライメントマーク(マーク)Ksは、基板P上のデバイス形成領域Wに描画されるパターンと基板Pとを相対的に位置合わせする(アライメントする)ための基準マークである。つまり、アライメントマークKsを検出することで基板Pの位置を検出することができる。このアライメントマークKsは、基板Pの幅方向の両端側に、基板Pの長尺方向に沿って一定間隔で形成されているとともに、基板Pの長尺方向に沿って並んだデバイス形成領域Wとデバイス形成領域Wとの間で、且つ、基板Pの幅方向中央にも形成されている。なお、露光ヘッド34は、基板Pに対して電子デバイス用のパターン露光を繰り返し行うことから、基板Pの長尺方向に沿って所定の間隔Ls(図7参照)をあけてデバイス形成領域Wが複数設けられている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the processing apparatus PR3 includes three alignment microscopes AM (AM1 to AM1) for detecting alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) as detection objects formed on the substrate P. AM3) is provided. A region on the substrate P detected by the alignment microscope AM (AM1 to AM3) is supported by the circumferential surface of the
検出部としてのアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)は、露光ヘッド34から照射されるスポット光SPよりも基板Pの搬送方向の上流側(−X方向側)に設けられている。アライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)は、検出領域(検出視野)内に存在するアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)を検出する。アライメント顕微鏡AM1〜AM3は、Y方向に沿って設けられており、アライメント顕微鏡AM1は、検出領域内に存在する基板Pの+Y方向側の端部に形成されたアライメントマークKs1を検出し、アライメント顕微鏡AM2は、検出領域内に存在する基板Pの−Y方向側の端部に形成されたアライメントマークKs2を検出する。アライメント顕微鏡AM3は、検出領域内に存在する基板Pの幅方向中央に形成されたアライメントマークKs3を検出する。この検出領域の基板P上の大きさは、アライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の大きさやアライメント精度(位置計測精度)に応じて設定されるが、100〜500μm角程度の大きさである。アライメント顕微鏡AMは、アライメント用の照明光を基板Pに投影して、CCD、CMOS等の撮像素子でその反射光を撮像し、アライメントマークKsを検出する。検出するアライメントマークKsの位置情報は、上位制御装置16に送られる。なお、アライメント用の照明光は、基板P上の感光性機能層に対してほとんど感度を持たない波長域の光、例えば、波長500〜800nm程度の光である。
The alignment microscope AM (AM1 to AM3) as a detection unit is provided on the upstream side (−X direction side) in the transport direction of the substrate P with respect to the spot light SP irradiated from the
ここで、アライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)は、一定の周期で検出領域内の基板Pを撮像することで、アライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の検出を行う。つまり、アライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の検出は一定の周期で行われる。そのため、基板Pの搬送速度が速くなる程、アライメントマークKsは多く間引かれて検出される。つまり、基板Pの搬送速度が速くなる程、検出されるアライメントマークKsの数は少なくなり、アライメントマークKsの検出精度が低下する。したがって、アライメントマークKsの検出精度を高めるためには、基板Pを遅く搬送させる必要がある。 Here, the alignment microscope AM (AM1 to AM3) detects the alignment mark Ks (Ks1 to Ks3) by imaging the substrate P in the detection region at a constant period. That is, the detection of the alignment mark Ks (Ks1 to Ks3) is performed at a constant cycle. Therefore, the alignment mark Ks is thinned and detected as the transport speed of the substrate P increases. That is, the faster the conveyance speed of the substrate P, the smaller the number of alignment marks Ks that are detected, and the lower the detection accuracy of the alignment marks Ks. Therefore, in order to increase the detection accuracy of the alignment mark Ks, it is necessary to transport the substrate P slowly.
第1の実施の形態のデバイス製造システム10は、以上のような構成を有するが、パターン形成装置18内では、基板Pを−X方向にも搬送可能である。基板Pを−X方向に搬送する場合(戻し搬送を行う場合)は、上位制御装置16は、処理装置PR3の搬送部30の駆動ローラR9〜R12および回転ドラム36を逆方向に回転させるとともに、第1蓄積部BF1の駆動ローラR6および第2蓄積部BF2の駆動ローラR7も逆方向に回転させる。なお、基板Pが+X方向に搬送される方向を順方向とし、基板Pが順方向とは逆の方向に搬送される方向を逆方向とよぶ。
Although the
パターン形成装置18の動作を説明する前に、その前提となる基板Pの搬送状態とパターンデータの補正との関係について説明する。搬送部30のエッジポジションコントローラEPC1〜EPC4によって基板Pの幅方向における位置が修正されているが、基板Pはフィルム状のシート基板なのでその形状が変形しやすく、回転ドラム36に搬送される基板Pの幅方向の端部の位置が目標位置から許容範囲を超えてずれる場合がある。そのため、回転ドラム36に搬送される基板Pの長尺方向が回転ドラム36の回転軸AXに対して許容範囲を超えて傾いていたり、基板Pが許容範囲を超えて変形(歪み等)する場合があり、実際の基板Pの回転ドラム36への搬送状態が、理想とする基板Pの回転ドラム36への搬送状態とは異なってしまう。その結果、露光ヘッド34によるパターンの露光を適切に行うことができなくなる。
Before describing the operation of the
そのため、上位制御装置16は、アライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)が検出したアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の位置に基づいて基板Pの搬送状態(傾き、変形等)を認識し、露光ヘッド34がパターンを露光(形成)する位置、領域をその搬送状態に応じて補正することで、パターンの露光精度(形成精度)の低下を防止している。このパターンが露光(形成)される位置、領域の補正は、パターンデータ(描画データ)を補正(描画タイミングの補正も含む)することで対応することができる。つまり、各描画ユニットUのパターンデータを補正することで、各走査ラインL1〜L5の位置をY方向(走査方向)にシフトしたり、各走査ラインL1〜L5の長さ(走査長)を変えたりすることができるので、基板Pの変形等に対応させてパターンが形成される位置、領域を補正することができる。
Therefore, the
このパターンを形成する位置、領域の補正は、例えば、基板Pの下地層(下層)に形成されたパターンと、これから形成するパターンとの重ね合わせ誤差が許容範囲内となるように行われる。また、下地層がない場合、つまり、これから下地層にパターンを形成する場合は、基板Pの予め決められたデバイス形成領域Wに許容範囲内でパターンを露光することができるように、各描画ユニットUが露光するパターンの位置、領域を、エッジポジションコントローラEPC3、EPC4のエッジ位置の検出情報に基づいて予測補正する。 The correction of the position and region where this pattern is formed is performed, for example, so that the overlay error between the pattern formed on the base layer (lower layer) of the substrate P and the pattern to be formed is within an allowable range. Further, when there is no underlayer, that is, when a pattern is to be formed on the underlayer from now on, each drawing unit is exposed so that the pattern can be exposed within a permissible range in a predetermined device formation region W of the substrate P. The position and area of the pattern exposed by U are predicted and corrected based on the edge position detection information of the edge position controllers EPC3 and EPC4.
なお、下地層に形成されたパターンの上に、新たなパターンを重ね合わせ露光する際は、アライメント顕微鏡AM1〜AM3の基板P上での各検出中心位置から、各描画ライン(L1〜L5)によるパターン描画位置までの相対的な位置関係、いわゆる2次元的なベースライン長(キャリブレーション時に予め精密に求められる)の情報も使われる。具体的には、下地層と同時に基板P上に形成されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の中心位置を各アライメント顕微鏡AM1〜AM3で検出し、そのアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の中心位置とアライメント顕微鏡AM1〜AM3の検出中心位置との2次元的なズレ量(ΔX、ΔY)と、予め求めておいた2次元的なベースライン長とに基づいて、重ね合わせ露光時に生じ得る重ね合せ誤差を正確に計算し、その誤差が許容範囲内に収まるように、基板Pの送り量の計測値(回転ドラム36の回転量を検出するエンコーダの計測値)を基準にして各描画ライン(L1〜L5)によるパターン描画のタイミングが補正される。また、下地層に形成されたパターンは、基板P上の予め決められたデバイス形成領域Wに、アライメントマークKsとともに形成されていると考えられる。そのため、基板Pに形成されている複数のアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の各位置を精密に計測することによって、基板P上のデバイス形成領域Wの位置や形状の変形、すなわち、下地層として形成されたパターンの位置や変形(回転誤差、スキュー誤差、伸縮誤差等の1次誤差成分や、弓形や樽形等の高次誤差成分を含む)を求めることができる。 When a new pattern is overlaid and exposed on the pattern formed on the underlayer, the respective drawing lines (L1 to L5) are used from the respective detection center positions on the substrate P of the alignment microscopes AM1 to AM3. Information on the relative positional relationship to the pattern drawing position, that is, a so-called two-dimensional baseline length (obtained in advance during calibration) is also used. Specifically, the center positions of the alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) formed on the substrate P simultaneously with the underlayer are detected by the alignment microscopes AM1 to AM3, and the center positions of the alignment marks Ks (Ks1 to Ks3). Based on the two-dimensional shift amount (ΔX, ΔY) between the detection microscope and the detection center position of the alignment microscopes AM1 to AM3 and the two-dimensional baseline length obtained in advance. Each drawing line (L1) is calculated with reference to the measured value of the feed amount of the substrate P (measured value of the encoder that detects the rotation amount of the rotary drum 36) so that the error is accurately calculated and the error is within an allowable range. To L5) are corrected. Further, it is considered that the pattern formed on the base layer is formed in the predetermined device formation region W on the substrate P together with the alignment mark Ks. Therefore, by accurately measuring the positions of the plurality of alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) formed on the substrate P, the position and shape of the device formation region W on the substrate P are deformed, that is, as a base layer. The position and deformation of the formed pattern (including primary error components such as rotation error, skew error, expansion and contraction error, and higher order error components such as a bow shape and a barrel shape) can be obtained.
次に、パターン形成装置18の動作について説明する。図5は、パターン形成装置18の動作を示すフローチャート、図6は、図5のフローチャートに示す動作によって搬送される基板Pの搬送動作を示すタイムチャート、および、第1蓄積部BF1、第2蓄積部BF2によって蓄積される基板Pの長さ(蓄積長)を示すタイムチャートである。なお、図5に示す動作においては、パターン形成装置18以外の各処理装置PR1、PR2、PR4、PR5においては、常に基板Pは基準速度Vsで順方向に搬送されているものとする。また、エッジポジションコントローラEPC1〜EPC4によって基板Pの幅方向における位置が修正されており、特に説明しない限り、アライメント顕微鏡AMの検出は一定の周期で継続的に行われているものとする。また、図6においては、順方向に進む搬送速度を基準にして正とし、順方向とは逆方向に進む搬送速度を負(−)としている。
Next, the operation of the
まず、ステップS1で、搬送部30は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pを順方向に基準速度Vsで搬送する。基準速度Vsは、アライメント顕微鏡AMがアライメントマークKsを間引いて検出する速度であるので、基板Pが基準速度Vsで搬送されている間は、アライメントマークKsは間引かれて検出される。なお、基板Pの搬送速度が同じ速度であっても、アライメントマークKsの基板Pの長尺方向に沿った形成位置間隔によって、アライメントマークKsが間引かれる数は異なる。例えば、アライメントマークKsの長尺方向に沿った形成位置間隔が長い場合は間引かれる数が少なくなり(ゼロも含む)、アライメントマークKsの長尺方向に沿った形成位置間隔が短い場合は間引かれる数が多くなる。したがって、この基準速度Vsは、基板Pの長尺方向に沿って形成されたアライメントマークKsの形成位置間隔に応じて決定される。
First, in step S <b> 1, the
そして、ステップS2で、上位制御装置16は、間引かれて検出されているアライメントマークKsの位置に基づいて基板P上にパターンを形成する位置を認識し、パターンデータを用いて露光ヘッド34を制御して基板P上にパターンを描画露光する。これにより、露光ヘッド34の各描画ユニットU(U1〜U5)から基板P上に照射されるスポット光SPが2次元走査され、基板P上に電子デバイス用のパターンが所定の間隔Ls(図7参照)をあけて順次形成される。なお、基板Pの搬送状態に応じてパターンデータが修正されている場合は、該修正されたパターンデータを用いてパターンを描画露光する。この基板Pを基準速度Vsで順方向に搬送するとともに、基板P上に長尺方向に沿って複数形成されたアライメントマークKsを間引いて検出して、パターンを形成する動作(ステップS1〜ステップS2の動作)は、本発明の態様の第1モードに相当する。
In step S2, the
搬送部30が基板Pを基準速度Vsで搬送している場合は、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2が蓄積している基板Pの長さ(蓄積長)は、それぞれLe0、Le1のままである。つまり、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2には、基準速度Vsで基板Pが搬入し、基準速度Vsで基板Pが搬出しているので、蓄積長は変動しない。なお、蓄積長Le1は、蓄積長Le0より長く、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2は、少なくとも蓄積長Le1以上の長さの基板Pを蓄積することができる。したがって、基板Pが基準速度Vsで搬送されている場合は、第1蓄積部BF1は、所定の余裕長(Le1−Le0)以上の長さの基板Pを新たに蓄積することができる。
When the
次いで、ステップS3で、上位制御装置16は、所定の条件が成立したか否かを判断する。基板Pへの露光を初めて行う場合、または、露光によって形成されるパターンの形成精度が許容範囲から外れる場合は、所定の条件が成立したと判断する。基板Pへの露光を初めて行う場合は、どのような状態で基板Pが回転ドラム36に搬送されてくるのかわからないからであり、パターンの形成精度が許容範囲から外れる可能性があるからである。パターンの形成精度が許容範囲から外れる場合としては、今まで搬送されてきた基板Pの搬送状態(変形、傾き等)の傾向が許容範囲を超えて変わる場合が挙げられる。つまり、今まで搬送されてきた基板Pの搬送状態で適正にパターンを形成できるように、パターンデータが補正されていたが、急に、基板Pの搬送状態(変形、傾き等)の傾向が許容範囲を超えて変わると、今まで使用してきたパターンデータでは適正に露光を行うことができなくなるからである。上位制御装置16は、ステップS2で検出されたアライメントマークKsの位置に基づいて、この基板Pの搬送状態の傾向が許容範囲を超えたか否かを判断する。つまり、検出したアライメントマークKsの位置が、今まで検出した位置とは許容範囲を超えて大きく変わるような傾向を示す場合は、基板Pの搬送状態の傾向が許容範囲を超えて変わったと判断する。
Next, in step S3, the
ステップS3で、所定の条件が成立していないと判断するとそのままステップS3に留まり、所定の条件が成立したと判断すると、ステップS4に進む。ステップS4に進むと、搬送部30は、上位制御装置16の制御にしたがって、パターンデータの形成精度を許容範囲内に戻すための補正準備動作の一部として、基板Pを基準速度Vsより遅い第1速度V1で順方向に低速搬送させる。つまり、搬送部30は、基板Pの搬送速度を基準速度Vsから第1速度V1にまで落として順方向に低速搬送させる。第1速度V1での搬送は、所定時間行われる。第1速度V1は、アライメント顕微鏡AMがアライメントマークKsを間引くことなく精密に検出することができる速度であるので、基板Pが第1速度V1以下で搬送されている間は、アライメントマークKsの検出精度が向上する。この第1速度V1は、アライメントマークKsの長尺方向に沿った形成位置間隔に応じて決定される。なお、第1速度V1は、アライメントマークKsが間引かれて検出される速度であってもよく、要は、第1速度V1は、基準速度Vsに比べ、多くのアライメントマークKsを検出することができる速度であればよい。
If it is determined in step S3 that the predetermined condition is not satisfied, the process stays in step S3 as it is. If it is determined that the predetermined condition is satisfied, the process proceeds to step S4. In step S4, the
図6に示すように、所定の条件が成立したと判断したタイミングをT1とすると、搬送速度は、タイミングT1から徐々に減速し始め、タイミングT2で搬送速度が第1速度V1となる。この第1速度V1での順方向への搬送は、タイミングT2から所定時間経過後のタイミングT3で終了する。したがって、基板Pが第1速度V1で搬送されているタイミングT2〜T3の期間で、アライメント顕微鏡AMによってアライメントマークKsが精密に検出される。このように、アライメントマークKsが精密に検出されるので、検出されたアライメントマークKsの位置に基づいて、上位制御装置16は、基板Pの搬送状態の変化の傾向(例えば、基板Pの回転ドラム36の回転軸AXに対する傾き、基板Pの幅方向における位置、基板Pの変形等)を正確、精密に認識することができる。なお、タイミングT1〜タイミングT2の期間もアライメント顕微鏡AMによってアライメントマークKsが検出されているが、基板Pの搬送速度が第1速度V1以下となっていないので、精密にアライメントマークKsを検出できない場合、つまり、間引いて検出してしまう場合もある。
As shown in FIG. 6, when the timing at which the predetermined condition is determined to be satisfied is T1, the transport speed starts to gradually decelerate from the timing T1, and the transport speed becomes the first speed V1 at the timing T2. The forward conveyance at the first speed V1 ends at a timing T3 after a predetermined time has elapsed from the timing T2. Therefore, the alignment mark Ks is precisely detected by the alignment microscope AM during the period from the timing T2 to T3 when the substrate P is transported at the first speed V1. As described above, since the alignment mark Ks is accurately detected, the
次いで、ステップS5で、上位制御装置16は、露光ヘッド34を制御してパターンの描画露光を一時停止させる。つまり、上位制御装置16は、所定の条件が成立すると、パターンの描画露光を一時停止させる。これにより、露光ヘッド34の各描画ユニットU(U1〜U5)によるパターンの形成は、タイミングT1から一時停止する。
Next, in step S5, the
次いで、ステップS6で、上位制御装置16は、補正準備動作の一部として、アライメント顕微鏡AMによって精密に検出されたアライメントマークKsの位置(および2次元的なベースライン長の情報)に基づいて、パターンデータ(描画データ)を補正する。このパターンデータを補正することで、パターンの形成精度を許容範囲内に維持することができる。つまり、パターンデータを高精度に補正するために、ステップS4で基板Pの搬送速度を基準速度Vsから第1速度V1まで低下させて、アライメント顕微鏡AMによるアライメントマークKsの位置検出(撮像した画像の画質処理、マークエッジの抽出、マーク中心点の決定等の演算処理を含む)の精度、すなわち、アライメントマークKsの計測精度が低下しないようにしている。ステップS6では、基板Pの第1速度V1での搬送が終了した時点(タイミングT3の時点)で、パターンデータの補正を行ってもよく、基板Pが第1速度V1で搬送されている最中(タイミングT2〜タイミングT3の期間)に、随時パターンデータを補正していってもよい。
Next, in step S6, the
なお、ステップS1においても、基板Pの搬送速度を第1速度V1にすれば、基板Pの搬送中に搬送速度を変化させる必要もなくなり、制御も簡単になるが、基板Pの搬送速度を第1速度V1にすると基板Pの搬送時間も長くなるので、結果的に電子デバイスの製造時間が長くなってしまい、非効率である。そこで、本第1の実施の形態においては、所定の条件が成立した場合にのみ、搬送速度を基準速度Vsから第1速度V1まで落とすことで、電子デバイスの製造時間が長くなることを抑制している。なお、所定条件が成立する前は、主に基板P上にパターンを形成する位置を認識するためにアライメントマークKsを検出しているので、そこまでの精密な検出は必要ない。したがって、ステップS1では、第1速度V1より速い基準速度Vsで基板Pを搬送している。 Even in step S1, if the transport speed of the substrate P is set to the first speed V1, it is not necessary to change the transport speed during the transport of the substrate P, and the control is simplified, but the transport speed of the substrate P is set to the first speed V1. If the speed is set to 1 speed V1, the transport time of the substrate P also becomes longer, resulting in a longer manufacturing time of the electronic device, which is inefficient. Therefore, in the first embodiment, only when a predetermined condition is satisfied, the manufacturing speed of the electronic device is prevented from increasing by reducing the transport speed from the reference speed Vs to the first speed V1. ing. Before the predetermined condition is satisfied, the alignment mark Ks is detected mainly for recognizing the position where the pattern is to be formed on the substrate P. Therefore, accurate detection up to that point is not necessary. Accordingly, in step S1, the substrate P is transported at a reference speed Vs that is faster than the first speed V1.
次いで、基板Pの第1速度V1での搬送が終了すると、ステップS7で、搬送部30は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pの戻し搬送を行う。つまり、基板Pを逆方向に搬送させる。基板Pの戻し搬送を行う理由としては、基板Pを順方向に低速搬送(第1速度V1以下で搬送)している最中はパターンの形成が行われず、そのまま基板Pが順方向に搬送されてしまうからである。したがって、ステップS7では、パターンの形成が行われずにそのまま搬送された基板Pに対してパターンを形成するために基板Pの戻し搬送を行う。なお、この戻し搬送時においては、アライメント顕微鏡AMによるアライメントマークKsの検出を中断してもよい。
Next, when the transport of the substrate P at the first speed V <b> 1 is completed, the
図6に示すように、第1速度V1での基板Pの順方向への搬送が終了した時点(タイミングT3の時点)で、基板Pの搬送速度が第1速度V1から徐々に低下し始め、タイミングT5で、基板Pの搬送速度が−第3速度V3となる。タイミングT4は、搬送速度が0[m/sec]となるタイミングである。つまり、基板Pの順方向への搬送速度がタイミングT3から徐々に減速し始めタイミングT4で0となり、その後、逆方向に基板Pが搬送し始め、その搬送速度が徐々に増加し、タイミングT5で基板Pの逆方向への搬送速度が第3速度V3となる。この第3速度V3での逆方向への搬送(戻し搬送)は、タイミングT5から所定時間経過後のタイミングT6で終了する。なお、タイミングT3〜タイミングT5間における基板Pの減速度(−方向への加速度)は一定とする。 As shown in FIG. 6, at the time when the forward conveyance of the substrate P at the first speed V1 is completed (at the timing T3), the conveyance speed of the substrate P starts to gradually decrease from the first speed V1, At timing T5, the transport speed of the substrate P becomes the third speed V3. Timing T4 is a timing at which the conveyance speed becomes 0 [m / sec]. That is, the transport speed in the forward direction of the substrate P starts to gradually decelerate from the timing T3 and becomes 0 at the timing T4. Thereafter, the substrate P begins to be transported in the reverse direction, and the transport speed gradually increases, and at the timing T5. The conveyance speed of the substrate P in the reverse direction is the third speed V3. The conveyance in the reverse direction (return conveyance) at the third speed V3 ends at a timing T6 after a predetermined time has elapsed from the timing T5. The deceleration (acceleration in the − direction) of the substrate P between the timing T3 and the timing T5 is constant.
次いで、第3速度V3での基板Pの戻し搬送が終了すると、ステップS8で、搬送部30は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pを基準速度Vsより速い第2速度V2で高速搬送させる。つまり、基板Pの順方向への搬送速度を−第3速度V3から第2速度V2まで上げる。第2速度V2は、基準速度Vsより速い速度なので、アライメントマークKsは、アライメント顕微鏡AMによって間引かれて検出される。
Next, when the return conveyance of the substrate P at the third speed V3 is completed, in step S8, the
図6に示すように、第3速度V3での基板Pの戻し搬送が終了した時点(タイミングT6の時点)で、基板Pの搬送速度が−第3速度V3から徐々に上昇し始め、タイミングT9で、基板Pの搬送速度が第2速度V2となる。タイミングT7は、搬送速度が0[m/sec]となるタイミングである。つまり、基板Pの逆方向への搬送速度がタイミングT6から徐々に減速し始めタイミングT7で0となり、その後、順方向に基板Pが搬送し始め、その搬送速度が徐々に増加し、タイミングT9で基板Pの順方向への搬送速度が第2速度V2となる。タイミングT8は、基板Pの順方向への搬送速度が基準速度Vsとなるタイミングを示している。なお、本第1の実施の形態では、タイミングT3〜タイミングT9の期間においては、アライメントマークKsの位置情報は必要ないので、アライメント顕微鏡AMによるアライメントマークKsの検出を中断し、基板Pの順方向への搬送速度が第2速度V2となった時点で、アライメントマークKsの検出を再開している。また、タイミングT6〜タイミングT9間における基板Pの加速度は一定とする。 As shown in FIG. 6, at the time when the return conveyance of the substrate P at the third speed V3 is completed (at the timing T6), the conveyance speed of the substrate P starts to gradually increase from the third speed V3, and the timing T9. Thus, the transport speed of the substrate P becomes the second speed V2. Timing T7 is timing when the conveyance speed becomes 0 [m / sec]. That is, the transport speed in the reverse direction of the substrate P starts to gradually decelerate from the timing T6 and becomes 0 at the timing T7. Thereafter, the substrate P starts to transport in the forward direction, and the transport speed gradually increases, and at the timing T9. The conveyance speed in the forward direction of the substrate P is the second speed V2. Timing T8 indicates the timing at which the transport speed of the substrate P in the forward direction becomes the reference speed Vs. In the first embodiment, since the positional information of the alignment mark Ks is not necessary during the period from the timing T3 to the timing T9, the detection of the alignment mark Ks by the alignment microscope AM is interrupted, and the forward direction of the substrate P The detection of the alignment mark Ks is resumed when the transport speed to the second speed V2 is reached. Further, the acceleration of the substrate P between the timing T6 and the timing T9 is constant.
ここで、ステップS8で、基板Pを基準速度Vsより速い第2速度V2で順方向に搬送させる理由について説明する。図6に示すように、基板Pの搬送速度が基準速度Vs以下となる期間(タイミングT1〜T8)においては、時間の経過とともに、第1蓄積部BF1が蓄積する基板Pの蓄積長は蓄積長Le0から増加し、第2蓄積部BF2が蓄積する基板Pの蓄積長は蓄積長Le1から減少する。具体的には、基板Pの順方向への低速搬送時(タイミングT1〜T4、タイミングT7〜T8)においては、処理装置PR2から第1蓄積部BF1に向かって基板Pが基準速度Vsで搬入するのに対して、第1蓄積部BF1から処理装置PR3に向かって基板Pを搬出する速度は、基準速度Vsより低くなるので、第1蓄積部BF1の蓄積長が徐々に増加する。そして、基板Pの逆方向への搬送時(タイミングT4〜T7)においては、処理装置PR2から第1蓄積部BF1に向かって基板Pが基準速度Vsで搬入するとともに、処理装置PR3からも基板Pが第3速度V3で第1蓄積部BF1に搬入するので、低速搬送時に比べ、第1蓄積部BF1の蓄積長が急激に増加する。第2蓄積部BF2においては、第1蓄積部BF1の逆となるので、基板Pの低速搬送時においては、第2蓄積部BF2の蓄積長が徐々に減少し、基板Pの逆方向への搬送時おいては、低速搬送時に比べ、第2蓄積部BF2の蓄積長が急激に減少する。そのため、本第1の実施の形態においては、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2の蓄積長を元の状態(Le0、Le1)に戻すため、基板Pを逆方向に搬送した後は、基板Pの搬送速度を基準速度Vsより速い第2速度V2で基板Pを順方向に高速搬送している。 Here, the reason why the substrate P is transported in the forward direction at the second speed V2 faster than the reference speed Vs in step S8 will be described. As shown in FIG. 6, in the period (timing T1 to T8) in which the transport speed of the substrate P is equal to or less than the reference speed Vs, the accumulation length of the substrate P accumulated by the first accumulation unit BF1 is the accumulation length with time. The accumulation length of the substrate P accumulated by the second accumulation unit BF2 decreases from the accumulation length Le1. Specifically, during the low-speed transport of the substrate P in the forward direction (timing T1 to T4, timing T7 to T8), the substrate P is carried from the processing apparatus PR2 toward the first accumulation unit BF1 at the reference speed Vs. On the other hand, since the speed at which the substrate P is carried out from the first storage unit BF1 toward the processing apparatus PR3 is lower than the reference speed Vs, the storage length of the first storage unit BF1 gradually increases. When the substrate P is transported in the reverse direction (timing T4 to T7), the substrate P is carried from the processing apparatus PR2 toward the first accumulation unit BF1 at the reference speed Vs, and also from the processing apparatus PR3. Is carried into the first storage unit BF1 at the third speed V3, the storage length of the first storage unit BF1 increases abruptly as compared with the low-speed transport. Since the second storage unit BF2 is the reverse of the first storage unit BF1, during the low-speed transport of the substrate P, the storage length of the second storage unit BF2 gradually decreases, and the substrate P is transported in the reverse direction. Sometimes, the accumulation length of the second accumulation unit BF2 is drastically reduced as compared with the low-speed conveyance. Therefore, in the first embodiment, in order to return the accumulation length of the first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2 to the original state (Le0, Le1), after transporting the substrate P in the reverse direction, The substrate P is transported at a high speed in the forward direction at a second speed V2 that is faster than the reference speed Vs.
したがって、第1蓄積部BF1は、タイミングT8の時点で蓄積している基板Pの蓄積長が最も長くなり、タイミングT8以後は、第1蓄積部BF1の蓄積長が徐々に減少する。逆に、第2蓄積部BF2は、タイミングT8の時点で蓄積している基板Pの蓄積長が最も短くなり、タイミングT8以後は、第2蓄積部BF2の蓄積長が徐々に増加する。本第1の実施の形態では、タイミングT8で、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe1となり、第2蓄積部BF2の蓄積長がLe0となるように、第1速度V1、第3速度V3、タイミングT2〜T8等が予め決められている。 Therefore, in the first accumulation unit BF1, the accumulation length of the substrate P accumulated at the timing T8 becomes the longest, and after the timing T8, the accumulation length of the first accumulation unit BF1 gradually decreases. On the other hand, in the second accumulation unit BF2, the accumulation length of the substrate P accumulated at the timing T8 becomes the shortest, and after the timing T8, the accumulation length of the second accumulation unit BF2 gradually increases. In the first embodiment, at the timing T8, the first speed V1, the third speed V3, the accumulation length of the first accumulation unit BF1 becomes Le1, and the accumulation length of the second accumulation unit BF2 becomes Le0. Timings T2 to T8 and the like are determined in advance.
基板Pが第2速度V2で搬送し始めると、ステップS9で、上位制御装置16は、露光ヘッド34を制御して、パターン形成を再開する。つまり、上位制御装置16は、間引かれて検出されているアライメントマークKsの位置に基づいて基板P上にパターンを形成する位置を認識し、ステップS6で補正されたパターンデータを用いて露光ヘッド34を制御して基板P上にパターンを描画露光する。このステップS9のパターン形成は補正されたパターンデータを用いていることから、ステップS9のパターンの形成精度(第2の精度)は、許容範囲内となり、且つ、ステップS2のパターン形成の精度(第1の精度)に比べ向上している。
When the substrate P starts to be transported at the second speed V2, the
ステップS9における基板P上のパターンの形成が再開する位置は、ステップS5における基板P上のパターンの形成が一時停止した位置となる。つまり、ステップS9における各描画ユニットUから基板P上に照射されるスポット光SPの描画開始位置は、ステップS5におけるパターンの形成の一時停止によって一時終了した各描画ユニットUからのスポット光SPの基板Pへの照射終了位置(描画終了位置)となる。したがって、各描画ユニットUからのスポット光SPの基板Pへの描画終了位置から、スポット光SPの描画を開始することができ、露光精度が低下することを防止することができる。なお、露光精度を一定に保つためには、基板Pの搬送速度が一定の速度で搬送されている必要があるため、基板Pの搬送速度が第2速度V2になるまではパターンの形成は行わない。基板Pを基準速度Vsより遅い第1速度V1で順方向に搬送して、複数のアライメントマークKsを精密に検出した後、基板Pを逆の方向への戻し搬送を行ってから、その後、基板Pを基準速度Vsより速い第2速度V2で順方向に搬送させて、複数のアライメントマークKsを間引いて検出し、パターンを形成する動作(ステップS4〜ステップS9の動作)は、本発明の態様の第2モードに相当する。この第2モードは、第2蓄積部BF2の蓄積長Le1に対応した基板Pの長さに亘って実行される。 The position where the formation of the pattern on the substrate P in step S9 is resumed is the position where the formation of the pattern on the substrate P in step S5 is temporarily stopped. That is, the drawing start position of the spot light SP irradiated on the substrate P from each drawing unit U in step S9 is the substrate of the spot light SP from each drawing unit U that is temporarily stopped by the temporary stop of pattern formation in step S5. This is the irradiation end position (drawing end position) for P. Therefore, drawing of the spot light SP can be started from the drawing end position of the spot light SP from each drawing unit U on the substrate P, and it is possible to prevent the exposure accuracy from being lowered. In order to keep the exposure accuracy constant, it is necessary that the transport speed of the substrate P be transported at a constant speed. Therefore, the pattern is formed until the transport speed of the substrate P reaches the second speed V2. Absent. After the substrate P is transported in the forward direction at a first speed V1 that is slower than the reference speed Vs, a plurality of alignment marks Ks are accurately detected, the substrate P is transported back in the reverse direction, and then the substrate The operation of transporting P in the forward direction at a second speed V2 that is faster than the reference speed Vs, detecting a plurality of alignment marks Ks by thinning out, and forming a pattern (operations in steps S4 to S9) is an aspect of the present invention. This corresponds to the second mode. The second mode is executed over the length of the substrate P corresponding to the accumulation length Le1 of the second accumulation unit BF2.
ここで、各描画ユニットUからのスポット光SPの基板Pへの描画終了位置から、スポット光SPの描画を開始するためには、ステップS5で基板P上におけるパターンの形成が一時停止した描画終了位置(スポット光SPの基板Pへの照射終了位置)が、タイミングT9の時点において、露光ヘッド34の各描画ユニットUによってスポット光SPが照射される基板P上の位置より−X方向側となる必要がある。つまり、ステップS5におけるパターンの形成の一時停止によって一時終了した各描画ユニットUからのスポット光SPの基板Pへの照射終了位置(描画終了位置)が、露光ヘッド34の各描画ユニットUによってスポット光SPが照射される基板P上の位置に到達する前に、基板Pの搬送速度が第2速度V2となっている必要がある。そのために、タイミングT4〜T7の期間に逆方向に搬送される基板Pの長さ(戻し長さ)を、タイミングT1〜T4の期間に順方向に搬送された基板Pの長さよりも助走長分だけ長くすることで、これを担保している。
Here, in order to start drawing of the spot light SP from the drawing end position of the spot light SP from each drawing unit U on the substrate P, the drawing end where the formation of the pattern on the substrate P is temporarily stopped in step S5. The position (end position of irradiation of the spot light SP on the substrate P) is on the −X direction side from the position on the substrate P where the spot light SP is irradiated by each drawing unit U of the
その後、ステップS10で、上位制御装置16は、第1蓄積部BF1の蓄積長が、予め決められた所定の長さになったか否かを判断する。ステップS10で、第1蓄積部BF1の蓄積長が所定の長さになっていないと判断すると、所定の長さになるまでステップS10に留まり、所定の長さになったと判断すると、ステップS11に進む。ステップS11に進むと、搬送部30は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pの搬送速度を第2速度V2から基準速度Vsに戻して基板Pを順方向に搬送する。詳しく説明すると、図6に示すように、第1蓄積部BF1が蓄積している基板Pの長さが所定長になったと判断したタイミングT10で、基板Pの搬送速度が第2速度V2から徐々に低下し、タイミングT11で基板Pの搬送速度が基準速度Vsとなる。このタイミングT11で、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0、第2蓄積部BF2の蓄積長がLe1となるように、基板Pの第2速度V2から基準速度Vsへの減速度等が予め決められている。基板Pの搬送速度が基準速度Vsになった以降は、再びステップS1に戻り、上記した動作を繰り返す。なお、タイミングT10以降においても、アライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)は、アライメントマークKsを間引いて検出している。
Thereafter, in step S10, the
ここで、第1蓄積部BF1が蓄積している基板Pの長さが所定の長さになったか否かの判断は、タイミングT9から所定の時間が経過したか否かによって判断してもよい。タイミングT1以前に第1蓄積部BF1に蓄積されている基板Pの長さがLe0であることから、第1〜第3速度V1、V2、V3や、タイミングT2〜T9との関係から、計算によって予めこの所定の時間を求めることができるからである。また、第1蓄積部BF1の各ダンサーローラ20の位置を検出するセンサを設け、該センサが検出した各ダンサーローラ20の位置に基づいて、第1蓄積部BF1の蓄積長を求めることで、第1蓄積部BF1が所定の長さになったか否かを判断してもよい。また、第1蓄積部BF1に搬入する基板Pの速度と、第1蓄積部BF1から搬出される基板Pの速度とを検出するセンサを設け、該センサが検出した速度差に基づいて、第1蓄積部BF1の蓄積長を算出することで、第1蓄積部BF1が所定の長さになったか否かを判断してもよい。なお、本第1の実施の形態では、第1蓄積部BF1の蓄積長が所定の長さとなったかどうかを判断するようにしたが、第2蓄積部BF2の蓄積長が所定の長さとなったかどうかを判断してもよい。
Here, whether or not the length of the substrate P stored in the first storage unit BF1 has reached a predetermined length may be determined based on whether or not a predetermined time has elapsed from the timing T9. . Since the length of the substrate P stored in the first storage unit BF1 before the timing T1 is Le0, the calculation is performed based on the relationship with the first to third speeds V1, V2, and V3 and the timings T2 to T9. This is because the predetermined time can be obtained in advance. Further, by providing a sensor for detecting the position of each
基板Pのパターン形成は、基板Pを第2速度V2で搬送している最中は勿論のこと、第2速度V2から基準速度Vsに戻った以後も継続して行われることになるが、パターンの形成中に基板Pの搬送速度が変動することは、パターン形成の精度の観点からあまり好ましくはない。したがって、露光ヘッド34によるデバイス形成領域Wのパターンの形成が終了して次のデバイス形成領域Wへのパターンの形成が開始するまでの期間において、搬送速度を下げることで、基板Pの搬送速度を第2速度V2から基準速度Vsまで段階的に徐々に下げてもよい。また、デバイス形成領域Wとデバイス形成領域Wとの間隔Ls(図7参照)が充分に長い場合は、露光ヘッド34によるデバイス形成領域Wのパターンの形成が終了して次のデバイス形成領域Wへのパターンの形成が開始するまでの期間において、搬送速度を第2速度V2から基準速度Vsまで一気に下げてもよい。
The pattern formation of the substrate P is performed not only while the substrate P is being transported at the second speed V2, but also after the return from the second speed V2 to the reference speed Vs. It is not preferable that the conveyance speed of the substrate P fluctuates during the formation of the pattern from the viewpoint of pattern formation accuracy. Therefore, the transport speed of the substrate P is reduced by reducing the transport speed during the period from the end of the pattern formation of the device formation area W by the
図7は、図6のタイムチャートに示す動作によって搬送される基板Pに対するアライメント顕微鏡AMの相対的な移動方向および移動範囲を示す図である。図7の矢印Aは、基板Pの順方向への低速搬送時(タイミングT1〜T4)における基板Pに対するアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)の相対的な移動方向および移動範囲の一例を示している。図7の破線で示されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)は、基板Pを第1速度V1で搬送することによって精密に検出されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の一例を示している。このときは、図7に示すように、アライメントマークKs(Ks1〜Ks3)が間引きされずに検出されていることがわかる。図7の矢印Bは、基板Pの逆方向への搬送時(タイミングT4〜T7)における基板Pに対するアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)の相対的な移動方向および移動範囲を示している。この基板Pが順方向とは逆方向に搬送されている場合は、アライメント顕微鏡AMによってアライメントマークKsの検出は行われない。図7の矢印Cは、戻し搬送後に基板Pを順方向に高速搬送したとき(タイミングT7以降)における基板Pに対するアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)の相対的な移動方向および移動範囲の一例を示している。図7の破線の円で囲まれたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)は、基板Pを第2速度V2で搬送することによって間引かれて(1つ置き間隔で)検出されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の一例を示している。 FIG. 7 is a diagram showing a relative moving direction and moving range of the alignment microscope AM with respect to the substrate P transported by the operation shown in the time chart of FIG. An arrow A in FIG. 7 shows an example of the relative moving direction and moving range of the alignment microscope AM (AM1 to AM3) with respect to the substrate P when the substrate P is transported at low speed in the forward direction (timing T1 to T4). . The alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) indicated by broken lines in FIG. 7 are examples of alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) that are accurately detected by transporting the substrate P at the first speed V1. At this time, as shown in FIG. 7, it can be seen that the alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) are detected without being thinned out. An arrow B in FIG. 7 indicates a relative moving direction and moving range of the alignment microscope AM (AM1 to AM3) with respect to the substrate P when the substrate P is transported in the reverse direction (timing T4 to T7). When the substrate P is transported in the direction opposite to the forward direction, the alignment mark Ks is not detected by the alignment microscope AM. An arrow C in FIG. 7 shows an example of the relative movement direction and movement range of the alignment microscope AM (AM1 to AM3) with respect to the substrate P when the substrate P is conveyed at high speed in the forward direction after the return conveyance (after timing T7). ing. Alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) surrounded by a broken-line circle in FIG. 7 are thinned out (at intervals of every other one) by transporting the substrate P at the second speed V2, and are detected. An example of Ks1 to Ks3) is shown.
以上のように、上記第1の実施の形態においては、基板Pを順方向に第1速度V1で搬送することで、アライメント顕微鏡AMに複数のアライメントマークKsを精密に検出させる。そして、基板Pを逆方向に搬送させ、その後、基板Pを順方向に第1速度V1より速い第2速度V2で搬送させることで、アライメント顕微鏡AMに複数のアライメントマークKsを間引いて検出させて、露光ヘッド34にパターンの形成を行わせる。これにより、基板Pに繰り返し形成される電子デバイス用のパターンの形成を、所定のパターニング精度範囲内に保った状態で連続して実施することが可能となり、精度劣化に起因した製造ラインの一時的な停止を回避して、電子デバイスの製造時間の短縮化が図られる。
As described above, in the first embodiment, the substrate P is transported in the forward direction at the first speed V1, thereby causing the alignment microscope AM to accurately detect the plurality of alignment marks Ks. Then, the substrate P is transported in the reverse direction, and then the substrate P is transported in the forward direction at the second speed V2 higher than the first speed V1, thereby causing the alignment microscope AM to detect a plurality of alignment marks Ks. Then, the
[第1の実施の形態の変形例]
上記第1の実施の形態は、以下の変形例も可能である。
[Modification of First Embodiment]
The following modifications are possible for the first embodiment.
(変形例1)変形例1では、基板Pを第1速度V1で順方向に低速搬送させることによって、アライメント顕微鏡AMがアライメントマークKsを精密に検出しているときも(タイミングT2〜T3においても)、露光ヘッド34によるパターンの形成を行う。タイミングT2〜T3においては、精密に検出されたアライメントマークKsの位置に基づいて、パターンデータを逐次修正し、修正されたパターンデータに基づいてパターンを形成する。この場合は、基板Pを基準速度Vsで搬送している最中は勿論のこと、基板Pの基準速度Vsから第1速度V1に変動した以後も継続してパターンの形成が行われることになるが、パターンの形成中に基板Pの搬送速度が変動することは、パターン形成の精度の観点からあまり好ましくはない。したがって、タイミングT1〜T2の期間においてはパターンの形成を一時停止する。このパターンの形成の一時停止によりパターンを形成することができなかった領域に対しては、基板Pを戻し搬送した後、第2速度V2で順方向に搬送するときに、パターンの形成を行う。この場合であっても、基板Pに繰り返し形成される電子デバイス用のパターンの形成を、所定の精度範囲内に保った状態で実施することが可能となり、電子デバイスの製造時間が長くなることを抑制することができる。
(Modification 1) In
(変形例2)変形例2では、基板Pが第3速度V3で順方向とは逆方向に搬送しているときも(タイミングT5〜T6においても)、アライメント顕微鏡AMによるアライメントマークKsの検出、および、露光ヘッド34によるパターンの形成を行うようにしてもよい。この場合であっても、基板Pに繰り返し形成される電子デバイス用のパターンの形成を、所定の精度範囲内に保った状態で実施することが可能となり、電子デバイスの製造時間が長くなることを抑制することができる。なお、逆搬送のときも、精密に検出されたアライメントマークKsの位置に基づいて修正されたパターンデータを用いてパターンを形成する。
(Modification 2) In
(変形例3)上記第1の実施の形態では、基板Pが基準速度Vsで搬送しているときは、第1蓄積部BF1に蓄積されている基板Pの長さをLe0とし、第2蓄積部BF2に蓄積されている基板Pの長さをLe1としたが、実際には誤差を生じてしまう可能性もあり得る。したがって、変形例3では、基板Pが基準速度Vsで搬送しているときは、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0、第2蓄積部BF2の蓄積長がLe1となるように、各処理装置PR1〜PR5における基板Pの相対的な速度を調整してもよい。例えば、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0よりも長い場合には、処理装置PR3〜PR5の搬送速度を基準速度Vsとし、処理装置PR1、PR2の基板Pの搬送速度を基準速度Vsより遅くすることで、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0となるように調整してもよい。この第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2の蓄積長は、上述したように、ダンサーローラ20、22の位置に基づいて算出してもよいし、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2に搬入する基板Pの速度と、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2から搬出される基板Pの速度とに基づいて算出してもよい。
(Modification 3) In the first embodiment, when the substrate P is transported at the reference speed Vs, the length of the substrate P accumulated in the first accumulation unit BF1 is set to Le0, and the second accumulation is performed. Although the length of the substrate P accumulated in the part BF2 is Le1, an error may actually occur. Therefore, in Modification 3, when the substrate P is transported at the reference speed Vs, each processing apparatus is configured such that the accumulation length of the first accumulation unit BF1 is Le0 and the accumulation length of the second accumulation unit BF2 is Le1. You may adjust the relative speed of the board | substrate P in PR1-PR5. For example, when the accumulation length of the first accumulation unit BF1 is longer than Le0, the conveyance speed of the processing apparatuses PR3 to PR5 is set to the reference speed Vs, and the conveyance speed of the substrates P of the processing apparatuses PR1 and PR2 is slower than the reference speed Vs. Thus, the accumulation length of the first accumulation unit BF1 may be adjusted to be Le0. As described above, the accumulation lengths of the first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2 may be calculated based on the positions of the
(変形例4)変形例4では、図6のタイミングT1〜T3における基板Pの搬送速度を、基準速度Vsとする。タイミングT1〜T3における基板Pの搬送速度を基準速度Vsにした場合は、タイミングT1〜タイミングT3でアライメント顕微鏡AMによるアライメントマークKsの間引き検出が行われるが、この間引き検出によって、基板Pの搬送状態の傾向をある程度認識することができ、パターンデータを補正することができるからである。したがって、本変形例4においても、基板Pに繰り返し形成される電子デバイス用のパターンの形成を、所定の精度範囲内に保った状態で実施することが可能となり、電子デバイスの製造時間が長くなることを抑制することができる。また、タイミングT1〜T4においても基板Pを基準速度Vsにするので、上記第1の実施の形態に比べ、電子デバイスの製造時間を短くすることができる。
(Modification 4) In
(変形例5)変形例5では、基板Pの搬送速度と、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2の蓄積可能長との関係について説明する。本変形例5では、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2の最大蓄積可能長をLe1とし、基板Pの順方向への搬送速度を全て基準速度Vsとする。つまり、図6のタイミングT1〜T3とタイミングT9〜T11とにおける基板Pの搬送速度は基準速度Vsである。なお、上記第1の実施の形態で述べた通り、所定の条件が成立する前の、第1蓄積部BF1の基板Pの蓄積長はLe0であり、第2蓄積部BF2の基板Pの蓄積長はLe1である。 (Modification 5) In Modification 5, the relationship between the transport speed of the substrate P and the accumulable lengths of the first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2 will be described. In the fifth modification, the maximum accumulable length of the first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2 is Le1, and the transport speed in the forward direction of the substrate P is all the reference speed Vs. That is, the transport speed of the substrate P at the timings T1 to T3 and the timings T9 to T11 in FIG. 6 is the reference speed Vs. As described in the first embodiment, the accumulation length of the substrate P in the first accumulation unit BF1 is Le0 and the accumulation length of the substrate P in the second accumulation unit BF2 before the predetermined condition is satisfied. Is Le1.
したがって、基板Pが順方向とは逆方向に搬送される期間ΔT(タイミングT4〜T7)中の第1蓄積部BF1の蓄積条件は、数式(1)で表すことができ、期間ΔT中の第2蓄積部BF2の蓄積条件は、数式(2)で表すことができる。なお、数式(1)、数式(2)においては、基板Pの搬送速度が基準速度Vsから第3速度V3へ、第3速度V3から基準速度Vsへ徐々に変化することを考慮していない。つまり、タイミングT3〜T4、および、タイミングT7〜T9の基板Pの搬送速度を基準速度Vsとし、タイミングT4〜T5、および、タイミングT6〜T7の搬送速度を第3速度V3としている。
(Le1−Le0)−(Vs+V3)ΔT>0 …(1)
Le1−(Vs+V3)ΔT>0 …(2)
Therefore, the accumulation condition of the first accumulation unit BF1 during the period ΔT (timing T4 to T7) in which the substrate P is transported in the direction opposite to the forward direction can be expressed by Equation (1), and the first condition during the period ΔT. The accumulation condition of the 2-accumulation unit BF2 can be expressed by Equation (2). In addition, in Formula (1) and Formula (2), it is not considered that the conveyance speed of the substrate P gradually changes from the reference speed Vs to the third speed V3 and from the third speed V3 to the reference speed Vs. That is, the transport speed of the substrate P at the timings T3 to T4 and the timings T7 to T9 is the reference speed Vs, and the transport speeds of the timings T4 to T5 and the timings T6 to T7 are the third speed V3.
(Le1-Le0)-(Vs + V3) ΔT> 0 (1)
Le1- (Vs + V3) ΔT> 0 (2)
また、デバイス形成領域WのX方向の長さをLD(図7参照)、デバイス形成領域Wの間隔Ls(図7参照)、基板Pを順方向とは逆方向の搬送によって戻したいデバイス形成領域Wの数をn、助走長をLuとすると、基板Pが順方向とは逆方向に搬送される基板Pの長さLrは、数式(3)で表すことができ、ΔTは、Lrを用いて数式(4)で表すことができる。
Lr=Lu+n(LD+Ls) …(3)
ΔT=Lr/V3 …(4)
Further, the length of the device formation region W in the X direction is set to LD (see FIG. 7), the interval Ls between the device formation regions W (see FIG. 7), and the device formation region to which the substrate P is to be returned by transport in the direction opposite to the forward direction When the number of W is n and the run-up length is Lu, the length Lr of the substrate P that is transported in the direction opposite to the forward direction can be expressed by Equation (3), and ΔT uses Lr. Can be expressed by Equation (4).
Lr = Lu + n (LD + Ls) (3)
ΔT = Lr / V3 (4)
よって、数式(1)は、数式(3)および数式(4)を用いて、数式(5)で表すことができる。
(Le1−Le0)−(Vs/V3+1)Lr>0
⇒(Le1−Le0)−(Vs/V3+1){Lu+n×(LD+Ls)}>0 …(5)
Therefore, Formula (1) can be expressed by Formula (5) using Formula (3) and Formula (4).
(Le1-Le0)-(Vs / V3 + 1) Lr> 0
⇒ (Le1-Le0) − (Vs / V3 + 1) {Lu + n × (LD + Ls)}> 0 (5)
また、数式(2)は、数式(3)および数式(4)を用いて、数式(6)で表すことができる。
Le1−(Vs/V3+1)Lr>0
⇒Le1−(Vs/V3+1){Lu+n×(LD+Ls)}>0 …(6)
Moreover, Numerical formula (2) can be represented by Numerical formula (6) using Numerical formula (3) and Numerical formula (4).
Le1- (Vs / V3 + 1) Lr> 0
⇒Le1- (Vs / V3 + 1) {Lu + n × (LD + Ls)}> 0 (6)
したがって、数式(5)および数式(6)の関係を満たすように、Le1、Le0、Vs、V3、Lr(Lu+n(LD+Ls))を決定すればよい。 Therefore, Le1, Le0, Vs, V3, and Lr (Lu + n (LD + Ls)) may be determined so as to satisfy the relationship of Expression (5) and Expression (6).
図8は、戻り搬送時における第1蓄積部BF1の蓄積長の増加量を示すグラフである。詳しくは、デバイス形成領域WのX方向の長さLDと、基準速度Vsと第3速度V3との速度比(Vs/V3)とを変えたときの、戻り搬送時における第1蓄積部BF1の蓄積長の増加量を示している。なお、図8においては、デバイス形成領域Wの間隔Lsを5[cm]、基板Pを順方向とは逆方向の搬送によって戻したいデバイス形成領域Wの数nを2、助走長Luを40[cm]としている。 FIG. 8 is a graph showing an increase in the accumulation length of the first accumulation unit BF1 during return conveyance. Specifically, when the length LD in the X direction of the device formation region W and the speed ratio (Vs / V3) between the reference speed Vs and the third speed V3 are changed, the first accumulation unit BF1 during return conveyance is changed. The increase in accumulation length is shown. In FIG. 8, the interval Ls between the device formation regions W is 5 [cm], the number n of the device formation regions W that the substrate P is to be returned by transporting in the direction opposite to the forward direction is 2, and the run length Lu is 40 [ cm].
戻り搬送時には、第1蓄積部BF1には、処理装置PR2から基準速度Vsで基板Pが搬入され、処理装置PR3から基板Pが第3速度V3で搬入されるので、図8に示すように、速度比(Vs/V3)が高くなるにつれ、戻り搬送時に第1蓄積部BF1に蓄積される基板Pの増加量は大きくなる。また、デバイス形成領域WのX方向の長さLDが長くなるにつれ、戻し搬送によって順方向とは逆方向に搬送される基板Pの長さLrも長くなるので、長さLDが長くなるほど、戻り搬送時に第1蓄積部BF1に蓄積される基板Pの増加量も大きくなる。図8においては、長さLDが、20、40、60、80、100[cm]の場合を例にとって比較した。なお、長さLDが20[cm]の場合は、数式(3)から、長さLrは0.9[m]となる。同様に、長さLDが、40、60、80、100[cm]の場合は、数式(3)から、長さLrは、1.3、1.7、2.1、2.5[m]となる。なお、第2蓄積部BF2においては、第1蓄積部BF1と逆のことがいえるので、速度比(Vs/V3)が高くなるにつれ、戻り搬送時に第2蓄積部BF2に蓄積される基板Pの減少量も大きくなる。また、長さLDが長くなるほど、戻り搬送時に第2蓄積部BF2に蓄積される基板Pの減少量も大きくなる。 At the time of return conveyance, the substrate P is loaded into the first storage unit BF1 at the reference speed Vs from the processing apparatus PR2, and the substrate P is loaded from the processing apparatus PR3 at the third speed V3. As the speed ratio (Vs / V3) increases, the amount of increase in the substrate P accumulated in the first accumulation unit BF1 during return conveyance increases. Further, as the length LD in the X direction of the device formation region W becomes longer, the length Lr of the substrate P that is transported in the reverse direction to the forward direction by the return transport also becomes longer. Therefore, as the length LD becomes longer, the return becomes longer. The increase amount of the substrate P accumulated in the first accumulation unit BF1 during conveyance is also increased. In FIG. 8, the case where the length LD is 20, 40, 60, 80, 100 [cm] is compared as an example. In addition, when the length LD is 20 [cm], the length Lr is 0.9 [m] based on Equation (3). Similarly, when the length LD is 40, 60, 80, 100 [cm], the length Lr is 1.3, 1.7, 2.1, 2.5 [m] from Equation (3). ]. Since the second storage unit BF2 can be said to be the reverse of the first storage unit BF1, as the speed ratio (Vs / V3) increases, the substrate P stored in the second storage unit BF2 during return transport The amount of reduction also increases. Further, as the length LD becomes longer, the amount of decrease in the substrate P accumulated in the second accumulation unit BF2 during return conveyance increases.
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について説明する。図9は、本第2の実施の形態におけるパターン形成装置18の構成を示す図である。第2の実施の形態においては、パターン形成装置18は、処理装置PR3、第1蓄積部BF1、および、第2蓄積部BF2を備えるとともに、さらに、アライメント検出装置AMDを備える。なお、本第2の実施の形態においては、上記第1の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付すとともに、原則として、上記第1の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the
処理装置PR3は、第2蓄積部BF2と処理装置PR4との間に設けられ、アライメント検出装置AMDは、第1蓄積部BF1と第2蓄積部BF2との間に設けられている。つまり、アライメント検出装置AMDは、第1蓄積部BF1を介して処理装置PR2から供給された基板PのアライメントマークKs等を検出した後、第2蓄積部BF2を介して処理装置PR3に向けて基板Pを搬送する。処理装置PR3は、第2蓄積部BF2を介してアライメント検出装置AMDから供給された基板Pを順方向(+X方向)に搬送しつつ、基板P上にパターンを形成した後、基板Pを処理装置PR4へ向けて搬送する。 The processing device PR3 is provided between the second storage unit BF2 and the processing device PR4, and the alignment detection device AMD is provided between the first storage unit BF1 and the second storage unit BF2. That is, the alignment detection device AMD detects the alignment mark Ks or the like of the substrate P supplied from the processing device PR2 via the first storage unit BF1, and then the substrate toward the processing device PR3 via the second storage unit BF2. Transport P. The processing apparatus PR3 forms a pattern on the substrate P while transporting the substrate P supplied from the alignment detection apparatus AMD via the second accumulation unit BF2 in the forward direction (+ X direction), and then processes the substrate P to the processing apparatus. Transport toward PR4.
アライメント検出装置AMDは、搬送部80と、検出部としてのアライメント顕微鏡AMa、AMb、AMc、AMd、AMe(以下、AMa〜AMeと略す)とを有する。搬送部80は、第1蓄積部BF1を介して処理装置PR2から搬送される基板Pを、処理装置PR3側へ搬送する。搬送部80は、基板Pの順搬送方向に沿って上流側(−X方向側)から順に、エッジポジションコントローラEPC5、テンション調整ローラRT3、回転ドラム82、テンション調整ローラRT4、および、エッジポジションコントローラEPC6を有する。
The alignment detection device AMD includes a
エッジポジションコントローラEPC5は、第1蓄積部BF1を介して処理装置PR2から搬送された基板Pを回転ドラム82へ向けて搬送する。なお、エッジポジションコントローラEPC5の構成および機能は、処理装置PR3のエッジポジションコントローラEPC3と同一なので、その説明を省略する。回転ドラム82は、処理装置PR3の回転ドラム36と同一の構成を有し、アライメント顕微鏡AMa〜AMeによって検出される基板P上の領域を円周面で支持する。回転ドラム82は、Y方向に延びる回転軸AX1を中心に回転することで、基板Pを回転ドラム36の外周面(円周面)に倣って基板Pを+X方向に搬送して、エッジポジションコントローラEPC6側に送る。回転ドラム82(回転軸AX1)は、図示しない回転駆動源からの回転トルクが与えられることで回転する。エッジポジションコントローラEPC6は、回転ドラム82から搬送された基板Pを第2蓄積部BF2に向けて搬送する。なお、エッジポジションコントローラEPC6の構成および機能は、処理装置PR3のエッジポジションコントローラEPC4と同一なので、その説明を省略する。本第2の実施の形態の搬送部80は、上記第1の実施の形態の搬送部30と同様に、基板Pを順方向(+X方向)および逆方向(−X方向)にも搬送可能である。
The edge position controller EPC5 transports the substrate P transported from the processing apparatus PR2 via the first accumulation unit BF1 toward the
基板Pの順搬送方向における上流側(−X方向側)から順に、アライメント顕微鏡AMa〜AMeが設けられている。アライメント顕微鏡AMa(AMa1〜AMa3)は、処理装置PR3のアライメント顕微鏡AM(AM1〜AM3)と同一の構成および機能を有し、基板P上に形成された被検出体としてのアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)を検出する。つまり、アライメント顕微鏡AMa1は、基板Pの+Y方向側の端部に形成されたアライメントマークKs1を検出し、アライメント顕微鏡AMa2は、基板Pの−Y方向側の端部に形成されたアライメントマークKs2を検出する。アライメント顕微鏡AMa3は、基板Pの幅方向中央に形成されたアライメントマークKs3を検出する。なお、アライメント顕微鏡AMaの回転ドラム82に対する設置位置は、処理装置PR3のアライメント顕微鏡AMの回転ドラム36に対する設置位置と同じ位置である。
Alignment microscopes AMa to AMe are provided in order from the upstream side (−X direction side) in the forward conveyance direction of the substrate P. The alignment microscope AMa (AMa1 to AMa3) has the same configuration and function as the alignment microscope AM (AM1 to AM3) of the processing apparatus PR3, and is an alignment mark Ks (Ks1 to Ks1) formed on the substrate P. Ks3) is detected. That is, the alignment microscope AMa1 detects the alignment mark Ks1 formed at the + Y direction end of the substrate P, and the alignment microscope AMa2 detects the alignment mark Ks2 formed at the −Y direction end of the substrate P. To detect. The alignment microscope AMa3 detects an alignment mark Ks3 formed at the center in the width direction of the substrate P. The installation position of the alignment microscope AMa with respect to the
アライメント顕微鏡AMb〜AMeは、基板P上に形成されているパターンのうち、特定の形状を有する被検出体を検出する。この被検出体としては、例えば、ディスプレイを構成するTFT、または、TFTのソース電極およびドレイン電極等の金属性配線部が挙げられる。TFTやTFTのソース電極およびドレイン電極は、デバイス形成領域W内に無数にマトリクス状に形成されている。そのため、各アライメント顕微鏡AMb〜AMeは、基板Pの幅方向(Y方向)に沿って複数設けられており、この複数のアライメント顕微鏡AMb〜AMeは、互いに異なる領域を検出するように配置されている。このアライメント顕微鏡AMb〜AMeによって、基板Pのデバイス形成領域Wの搬送状態や形状変形、形成されたTFT等の配置状態をより精度よく認識することができ、下地層に形成されたパターンと新たにパターンを形成して重ね合わせる際の重ね合わせ誤差をより小さくすることができる。なお、アライメント顕微鏡AMa〜AMeは、アライメント顕微鏡AMと同様に、一定の周期で検出領域内の基板Pを撮像することで、被検出体の検出を行う。 The alignment microscopes AMb to AMe detect an object to be detected having a specific shape among the patterns formed on the substrate P. Examples of the object to be detected include a TFT constituting a display or a metallic wiring portion such as a source electrode and a drain electrode of the TFT. The TFT and the source electrode and drain electrode of the TFT are formed in a matrix shape innumerably in the device formation region W. Therefore, a plurality of alignment microscopes AMb to AMe are provided along the width direction (Y direction) of the substrate P, and the plurality of alignment microscopes AMb to AMe are arranged so as to detect different regions. . With these alignment microscopes AMb to AMe, it is possible to more accurately recognize the transport state and shape deformation of the device formation region W of the substrate P, the arrangement state of the formed TFT, etc. It is possible to further reduce an overlay error when a pattern is formed and superimposed. The alignment microscopes AMa to AMe detect the detection object by imaging the substrate P in the detection region at a constant cycle, similarly to the alignment microscope AM.
次に、アライメント検出装置AMDの動作を図10のフローチャートにしたがって説明するが、搬送部80による基板Pの搬送動作は、上記第1の実施の形態で説明した図6に示す搬送部30の搬送動作と同一であるので、基板Pの搬送動作については詳しく説明しない。また、搬送動作が図6に示すタイムチャートと同一であることから、第1蓄積部BF1および第2蓄積部BF2の蓄積長も図6に示すタイムチャートと同一である。なお、図10のフローチャートに示す動作では、特に説明しないが、エッジポジションコントローラEPC5、EPC6は、基板Pの幅方向における位置を調整しているものとし、特に説明しない限り、アライメント顕微鏡AMa〜AMeの検出は一定の周期で継続的に行われているものとする。また、本第2の実施の形態においては、アライメント検出装置AMD内で基板Pの搬送速度や搬送方向は変わるが、第2蓄積部BF2から処理装置PR3に搬送される基板Pの搬送速度は、基準速度Vsで一定となり、搬送方向が逆方向になることはない。したがって、露光ヘッド34は、該検出されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の位置に基づいてパターンを継続的に順次形成している。
Next, the operation of the alignment detection device AMD will be described with reference to the flowchart of FIG. 10. The transport operation of the substrate P by the
ステップS21で、搬送部80は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pを順方向に基準速度Vsで搬送する。基準速度Vsは、アライメント顕微鏡AMa〜AMeが被検出体(アライメントマークKsやソース電極およびドレイン電極等)を間引いて検出する速度であるので、基板Pが基準速度Vsで搬送されている間は、被検出体は間引かれて検出される。
In step S <b> 21, the
その後、ステップS22で、上位制御装置16は、所定の条件が成立したか否かを判断する。上位制御装置16は、基板Pへの露光を初めて行う場合や露光によって形成されるパターンの形成精度が許容範囲から外れる場合は、所定の条件が成立したと判断する。ステップS22で、所定の条件が成立したと判断すると、ステップS23で、搬送部80は、上位制御装置16の制御にしたがって、補正準備動作の一部として基板Pを基準速度Vsより遅い第1速度V1で順方向に低速搬送させる。つまり、搬送部80は、基板Pの搬送速度を基準速度Vsから第1速度V1まで落として、基板Pを順方向に低速搬送する。第1速度V1での搬送は、所定時間行われる。
Thereafter, in step S22, the
基板Pを第1速度V1で順方向に低速搬送することで、アライメント顕微鏡AMa〜AMeによって被検出体が精密に検出され、検出精度が向上する。基板Pが第1速度V1で順方向に搬送されているときのアライメント顕微鏡AMa〜AMeの検出精度は、基板Pが基準速度Vsで順方向に搬送されているときのアライメント顕微鏡AMa〜AMeの検出精度より高ければよく、全く間引きしないで検出することに限定されない。例えば、TFTは、配置密度が高いため、全ての被検出体を間引かないで検出するためには、基板Pの搬送速度を極めて遅くさせなければならず、非効率であるからである。 By transporting the substrate P at a low speed in the forward direction at the first speed V1, the detection target is accurately detected by the alignment microscopes AMa to AMe, and the detection accuracy is improved. The detection accuracy of the alignment microscopes AMa to AMe when the substrate P is transported in the forward direction at the first speed V1 is the detection accuracy of the alignment microscopes AMa to AMe when the substrate P is transported in the forward direction at the reference speed Vs. What is necessary is just to be higher than accuracy, and it is not limited to detecting without thinning out at all. For example, because TFTs have a high arrangement density, in order to detect all objects to be detected without thinning out, the transport speed of the substrate P must be extremely slow, which is inefficient.
次いで、ステップS24で、上位制御装置16は、補正準備動作の一部として、アライメント顕微鏡AMa〜AMeによって精密に検出された被検出体の位置に基づいて、パターンデータ(描画データ)を補正する。このパターンデータを補正することで、パターンの形成精度を許容範囲内に維持することができる。ステップS24では、基板Pの第1速度V1での搬送が終了した時点で、パターンデータの補正を行ってもよく、基板Pが第1速度V1で搬送されている最中に、随時パターンデータを補正(描画タイミングの補正も含む)していってもよい。なお、搬送状態にある基板Pの変形の傾向が許容範囲を超えて変わったと判断される基板P上の位置が、処理装置PR3の露光ヘッド34によってパターンが形成される位置(スポット光SPが照射される位置)まで搬送されると、上位制御装置16は、この補正したパターンデータを用いて露光ヘッド34を制御して基板P上にパターンを形成する。
Next, in step S24, the
そして、基板Pの第1速度V1での搬送が終了すると、ステップS25で、搬送部80は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pの戻し搬送を行う。具体的には、搬送部80は、基板Pを順方向とは逆方向に第3速度V3で所定時間搬送させる。なお、この戻し搬送時においては、アライメント顕微鏡AMa〜AMeによるアライメントマークKsの検出を中断してもよい。その後、基板Pの戻し搬送が終了すると、ステップS26で、搬送部80は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pを基準速度Vsより速い第2速度V2で順方向に高速搬送させる。第2速度V2は、基準速度Vsより速い速度なので、被検出体はアライメント顕微鏡AMa〜AMeによって間引かれて検出される。
When the transport of the substrate P at the first speed V1 is completed, the
その後、ステップS27で、上位制御装置16は、第1蓄積部BF1または第2蓄積部BF2の蓄積長が、所定の長さになったか否かを判断する。ステップS27で、第1蓄積部BF1または第2蓄積部BF2の蓄積長が、所定の長さになったと判断すると、ステップS28で、搬送部80は、上位制御装置16の制御にしたがって、基板Pの搬送速度を第2速度V2から基準速度Vsに戻して基板Pを順方向に搬送し、ステップS21に戻る。なお、基板Pの搬送速度が第2速度V2から基準速度Vsに変化する間も、アライメント顕微鏡AMa〜AMeは、被検出体を間引いて検出している。
Thereafter, in step S27, the
以上のように、第2の実施の形態においては、第1蓄積部BF1と第2蓄積部BF2との間に、アライメント検出装置AMDを設け、処理装置PR3を第2蓄積部BF2より+X方向側に設けたので、処理装置PR3の露光ヘッド34のパターン形成を中断することなく、基板Pの搬送状態の変形の傾向を認識することができる。したがって、基板Pに繰り返し形成される電子デバイス用のパターンの形成を、所定の精度範囲内に保った状態で実施することが可能となり、精度劣化に起因した製造ラインの一時的な停止による電子デバイスの製造時間の長時間化を抑制することができる。また、パターン形成を中断する必要がないので、パターンの形成精度を向上させることができる。
As described above, in the second embodiment, the alignment detection device AMD is provided between the first accumulation unit BF1 and the second accumulation unit BF2, and the processing device PR3 is placed on the + X direction side from the second accumulation unit BF2. Therefore, the deformation tendency of the transport state of the substrate P can be recognized without interrupting the pattern formation of the
[第2の実施の形態の変形例]
上記第2の実施の形態は、以下の変形例も可能である。
[Modification of Second Embodiment]
The following modification is also possible for the second embodiment.
(変形例1)上記第2の実施の形態では、ステップS25で、基板Pの戻し搬送を行うようにしたが、戻し搬送を行わなくてもよい。つまり、ステップS23での基板Pの低速搬送が終了すると、ステップS25の動作を飛ばして、ステップS26に進み、搬送部80は、基板Pを基準速度Vsより速い第2速度V2で順方向に高速搬送させる。つまり、基板Pの第1速度V1での搬送が所定時間経過すると、基板Pの搬送速度を第1速度V1から第2速度V2にまで上昇させて、基板Pを順方向に高速搬送させる。
(Modification 1) In the second embodiment, the substrate P is returned and transported in step S25. However, the return transport may not be performed. That is, when the low-speed conveyance of the substrate P in step S23 is completed, the operation of step S25 is skipped and the process proceeds to step S26, where the
(変形例2)上記第1の実施の形態の変形例3と同様に、基板Pが基準速度Vsで搬送しているときは、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0、第2蓄積部BF2の蓄積長がLe1となるように、各処理装置PR1〜PR5における基板Pの相対的な速度を調整してもよい。例えば、第1蓄積部BF1の蓄積長がLe0よりも長い場合には、アライメント検出装置AMDおよび処理装置PR3〜PR5の搬送速度を基準速度Vsとし、処理装置PR1、PR2の基板Pの搬送速度を基準速度Vsより遅くすることで、第1蓄積部BF1の蓄積長をLe0なるように調整してもよい。 (Modification 2) As in Modification 3 of the first embodiment, when the substrate P is transported at the reference speed Vs, the accumulation length of the first accumulation unit BF1 is Le0, and the second accumulation unit BF2 The relative speed of the substrate P in each of the processing apparatuses PR1 to PR5 may be adjusted so that the accumulation length of becomes equal to Le1. For example, when the accumulation length of the first accumulation unit BF1 is longer than Le0, the conveyance speed of the alignment detection apparatus AMD and the processing apparatuses PR3 to PR5 is set to the reference speed Vs, and the conveyance speed of the substrate P of the processing apparatuses PR1 and PR2 is set to The accumulation length of the first accumulation unit BF1 may be adjusted to be Le0 by making it slower than the reference speed Vs.
なお、上記第1および第2の実施の形態およびその変形例においては、露光装置である処理装置PR3を用いてパターンを形成するようにしたが、例えば、処理装置PR3は、平面マスクや円筒マスクを用いたプロキシミティ方式または投影方式の露光装置であってもよく、さらにはインクを塗布するインクジェット印刷機等であってもよい。要は、処理装置PR3は、基板Pにパターンを位置決めして形成することができるパターニング装置であればよく、パターンが形成された印刷用の版胴を用いるグラビア印刷機、微細な凹凸パターンを型押し方式で形成するインプリント転写機等であってもよい。 In the first and second embodiments and the modifications thereof, the pattern is formed using the processing apparatus PR3 which is an exposure apparatus. For example, the processing apparatus PR3 is a flat mask or a cylindrical mask. May be a proximity type or projection type exposure apparatus using an ink jet printer, and may be an ink jet printer that applies ink. In short, the processing apparatus PR3 may be a patterning apparatus that can position and form a pattern on the substrate P. The gravure printing machine using a printing plate cylinder on which the pattern is formed, An imprint transfer machine or the like formed by a pressing method may be used.
[第3の実施の形態]
上記第1、第2の形態による処理装置(露光装置)を用いることで、フレキシブルな表示パネル(例えば、有機ELディスプレイ)、タッチパネル、カラーフィルタ等の種々の電子デバイスを長尺の基板P上に連続的に製造することができる。本第3の実施の形態では、図11のフローチャートを用いて、一例として表示パネルに用いられる電子デバイスの一種である薄膜トランジスタ(TFT)を製造する製造工程を説明する。なお、図11では、ボトムゲート(BG)型のTFTの製造工程と、トップゲート(TG)型のTFTの製造工程の両方をまとめて表したフローチャートとなっている。
[Third Embodiment]
By using the processing apparatus (exposure apparatus) according to the first and second embodiments, various electronic devices such as a flexible display panel (for example, an organic EL display), a touch panel, and a color filter are placed on a long substrate P. It can be manufactured continuously. In the third embodiment, a manufacturing process for manufacturing a thin film transistor (TFT) which is a kind of an electronic device used for a display panel will be described as an example with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 11 is a flowchart showing both the manufacturing process of the bottom gate (BG) type TFT and the manufacturing process of the top gate (TG) type TFT.
まず、前工程のプロセス装置は、表示パネルのベースとなる基板Pの表面を、紫外線、大気圧プラズマ、電子線、および、X線等のいずれかを照射して活性化処理(表面改質)を行う(ステップS40)。そして、プロセス装置(図1中の処理装置PR1、PR2等)は、基板Pの表面に感光性の機能液を一様に、または、選択的に塗布し、その基板Pをガラス転移温度以下の乾燥炉に通して、感光性機能層を成膜する(ステップS41)。感光性機能層としては、上述したように、感光性シランカップリング材、感光性メッキ還元材等があり、工程によって使い分けられる。なお、感光性機能層として一般的なフォトレジスト層を塗布し、露光後の現像によってレジスト層(撥液性)をパターン形状に応じて食刻(エッチング)するフォトリソグラフィ法を利用する場合は、ステップS41でフォトレジストの塗布が行われる。その場合は、フォトレジストの塗布の前に、例えば、ステップS40において、基板Pの表面を親液性にしたり、メッキ還元材を塗布したりする工程が必要になる。 First, the process device in the previous process activates the surface of the substrate P serving as the base of the display panel by irradiating any one of ultraviolet rays, atmospheric pressure plasma, electron beams, X-rays and the like (surface modification). Is performed (step S40). Then, the process apparatus (the processing apparatuses PR1, PR2, etc. in FIG. 1) uniformly or selectively coats the surface of the substrate P with the photosensitive functional liquid, and the substrate P is below the glass transition temperature. The photosensitive functional layer is formed through a drying furnace (step S41). As described above, the photosensitive functional layer includes a photosensitive silane coupling material, a photosensitive plating reducing material, and the like, which are properly used depending on the process. In the case of using a photolithography method in which a general photoresist layer is applied as the photosensitive functional layer and the resist layer (liquid repellency) is etched (etched) according to the pattern shape by development after exposure, In step S41, a photoresist is applied. In that case, before applying the photoresist, for example, a step of making the surface of the substrate P lyophilic or applying a plating reducing material in step S40 is required.
感光性機能層が形成された基板Pは、露光装置(図2中の処理装置PR3等)に送られ、TFTのゲート電極、または、ソース/ドレイン電極と、それに接続される配線(バスライン等)とを含む第1層用のパターン形状に対応した紫外線の光パターンが感光性機能層に露光(描画)される(ステップS42)。ボトムゲート(BG)型のTFTの場合、第1層用のパターンはゲート電極とそれに接続される配線であり、トップゲート型のTFTの場合、第1層用のパターンはソース/ドレイン電極とそれに接続される配線である。このとき、基板P上に予め複数のアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)が形成されている場合は、露光装置のアライメント顕微鏡AMによってアライメントマークKsの各位置を検出し、その検出結果(位置ずれ情報)に基づいて、露光位置を補正しながらパターン露光が行われる。また、第1層用のパターンの露光時に、基板P上にアライメントマークKsが形成されていない場合は、露光装置が第1層用のパターンを露光(描画)する際に、アライメントマークKsとなるマークパターンを第1層用のパターンとともに基板P上に露光し、アライメントマークKsを基板P上に形成し、第2層用のパターンの形成(露光)時から使うようにしてもよい。 The substrate P on which the photosensitive functional layer is formed is sent to an exposure apparatus (such as the processing apparatus PR3 in FIG. 2), and the gate electrode or source / drain electrode of the TFT and the wiring (bus line or the like) connected thereto. ) Is exposed (drawn) on the photosensitive functional layer, corresponding to the pattern shape for the first layer (step S42). In the case of a bottom gate (BG) type TFT, the pattern for the first layer is a gate electrode and a wiring connected thereto, and in the case of a top gate type TFT, the pattern for the first layer is a source / drain electrode and Wiring to be connected. At this time, when a plurality of alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) are formed on the substrate P in advance, each position of the alignment mark Ks is detected by the alignment microscope AM of the exposure apparatus, and the detection result (position shift information). ), Pattern exposure is performed while correcting the exposure position. If the alignment mark Ks is not formed on the substrate P during the exposure of the first layer pattern, the alignment mark Ks is obtained when the exposure apparatus exposes (draws) the first layer pattern. The mark pattern may be exposed on the substrate P together with the pattern for the first layer, the alignment mark Ks may be formed on the substrate P, and used after the formation (exposure) of the pattern for the second layer.
このようにして露光装置で露光された基板Pは、後工程のプロセス装置に送り出されて次の工程が行われるが、ステップS41で成膜された感光性機能層の種類によって、ステップS44A、S45Aの工程と、ステップS44B、S45Bの工程とのいずれかの工程が行われる。感光性機能層としてフォトレジストが使われた場合は、ステップS44AまたはステップS44Bの前にレジスト層の現像と洗浄の工程が実施される。 The substrate P thus exposed by the exposure apparatus is sent to a subsequent process apparatus and the next process is performed. Depending on the type of the photosensitive functional layer formed in step S41, steps S44A and S45A are performed. And any one of the steps S44B and S45B is performed. When a photoresist is used as the photosensitive functional layer, a resist layer development and cleaning process is performed before step S44A or step S44B.
感光性機能層として親撥液性が改質される感光性シランカップリング材が用いられた場合は、基板P上の紫外線で露光されたゲート電極とそれに接続される配線とに対応した部分、或いは、ソース/ドレイン電極とそれに接続される配線とに対応した部分が、撥液性から親液性に改質されるため、ステップS44Aに進む。ステップS44Aで、プロセス装置は、親液性となった部分(露光された部分)の上に導電性インクを選択塗布(パターニング)することで、パターン(ゲート電極と配線、或いは、ソース/ドレイン電極と配線)を形成する。この導電性インクの選択塗布は、インクジェット方式、グラビア印刷、オフセット印刷等であってよい。また、導電性インクとしては、例えば、銀や銅等の導電性ナノ粒子を含有するインクが用いられている。この導電性インクにより形成された電極および配線のパターン層を第1層と呼ぶ。 When a photosensitive silane coupling material whose lyophobic property is modified is used as the photosensitive functional layer, the portion corresponding to the gate electrode exposed to ultraviolet rays on the substrate P and the wiring connected thereto, Alternatively, the portion corresponding to the source / drain electrode and the wiring connected to the source / drain electrode is modified from the liquid repellency to the lyophilic property, and thus the process proceeds to step S44A. In step S44A, the process apparatus selectively coats (patterns) conductive ink on the lyophilic portion (exposed portion) to form a pattern (gate electrode and wiring or source / drain electrode). And wiring). The selective application of the conductive ink may be an ink jet method, gravure printing, offset printing, or the like. As the conductive ink, for example, an ink containing conductive nanoparticles such as silver or copper is used. The electrode and wiring pattern layer formed of this conductive ink is referred to as a first layer.
そして、後工程のプロセス装置は、基板Pに選択塗布された導電性インクに含有されるナノ粒子同士の電気的な結合を強固にし、導電性インクの溶剤を除去するために、基板Pに対してアニール処理と乾燥処理を行う(ステップS45A)。ナノ粒子同士の電気的な結合を強固にするアニール処理として、ストロボランプからの高輝度なパルス光を基板Pに照射する方式を採用してもよい。 Then, the process device in the post-process is applied to the substrate P in order to strengthen the electrical coupling between the nanoparticles contained in the conductive ink selectively applied to the substrate P and remove the solvent of the conductive ink. An annealing process and a drying process are performed (step S45A). As an annealing process for strengthening the electrical coupling between the nanoparticles, a method of irradiating the substrate P with high-intensity pulsed light from a strobe lamp may be employed.
一方、感光性機能層として紫外線を受けた部分にメッキ還元基が露呈する感光性メッキ還元材を用いた場合は、基板P上の紫外線で露光されたゲート電極とそれに接続された配線とに対応した部分、或いは、ソース/ドレイン電極とそれに接続された配線とに対応した部分、にメッキ還元基が露呈するため、ステップS44Bに進む。ステップS44Bで、後工程のプロセス装置(図2中の処理装置PR4等)は、基板Pに対して無電解のメッキ処理を行う。具体的には、後工程のプロセス装置は、パラジウムイオン等を含むメッキ液に基板Pを一定時間漬けて、電極や配線となるパラジウムによるパターンを、メッキ還元基が露呈した部分(露光された部分)の上に析出させる。 On the other hand, in the case where a photosensitive plating reducing material in which a plating reducing group is exposed in a portion subjected to ultraviolet rays as a photosensitive functional layer, it corresponds to the gate electrode exposed to ultraviolet rays on the substrate P and wiring connected thereto. Since the plating reducing group is exposed at the portion corresponding to the source / drain electrode and the wiring connected thereto, the process proceeds to step S44B. In step S44B, a post-process apparatus (such as the processing apparatus PR4 in FIG. 2) performs electroless plating on the substrate P. Specifically, the post-process apparatus immerses the substrate P in a plating solution containing palladium ions or the like for a certain period of time, and forms a pattern of palladium that serves as an electrode or wiring from a portion where the plating reducing group is exposed (exposed portion). ).
このメッキ処理の工程では、パラジウムによるパターンの層を下地として、その上にさらに他の金属(NiP、金、銅等)によるメッキ処理が施される。このパラジウムにより析出された電極および配線のパターン層を第1層と呼ぶ。この第1層には、パラジウムによるパターン層を下地としてさらにメッキ処理が施された場合は、その層も含まれる。そして、後工程のプロセス装置は、メッキ処理が施された基板Pに対して純水による洗浄を行い、その後ガラス転移温度以下の乾燥炉に送り、基板Pの水分含有率が所定値以下になるまで乾燥させる(ステップS45B)。 In this plating process, a palladium pattern layer is used as a base, and a plating process using another metal (NiP, gold, copper, etc.) is performed thereon. This electrode and wiring pattern layer deposited by palladium is referred to as the first layer. This first layer includes the layer in the case where the plating process is further performed using the palladium pattern layer as a base. Then, the post-process apparatus cleans the substrate P subjected to the plating treatment with pure water, and then sends it to a drying furnace having a glass transition temperature or lower, so that the moisture content of the substrate P becomes a predetermined value or lower. (Step S45B).
また、感光性機能層としてフォトレジストを用いた場合は、現像、洗浄後に、レジスト層中のパターン形状に応じてエッチングされた部分(下地が露呈した部分)に、導電性インクが選択的に塗布されたり(ステップS44A)、または、メッキ層(パラジウム、或いは、その上の金属層)が析出されたり(ステップS44B)する。 In addition, when a photoresist is used as the photosensitive functional layer, after development and washing, the conductive ink is selectively applied to a portion etched according to the pattern shape in the resist layer (a portion where the base is exposed). (Step S44A) or a plating layer (palladium or a metal layer thereon) is deposited (step S44B).
ステップS45AまたはステップS45Bの工程を経ると、ステップS46において、ボトムゲート(BG)型TFTか否かを判断し、ボトムゲート型の場合は、ステップS47Aに進み、トップゲート型の場合はステップS47Bに進む。なお、基板P上に形成すべき電子デバイスの品種が決まっていると、通常はTFTもボトムゲート型かトップゲート型のいずれか一方に決まっているため、実際の製造ライン中でステップS46を明示的に実行することはないが、ここでは説明上、ステップS46の判断を設けてある。 After step S45A or step S45B, it is determined in step S46 whether or not it is a bottom gate (BG) type TFT. If it is a bottom gate type, the process proceeds to step S47A. If it is a top gate type, the process proceeds to step S47B. move on. Note that when the type of electronic device to be formed on the substrate P is determined, since the TFT is normally determined to be either a bottom gate type or a top gate type, step S46 is clearly indicated in the actual production line. However, for the sake of explanation, the determination in step S46 is provided here.
ステップS46でボトムゲート型TFTと判断されると、第2層を形成するか否かを判断する(ステップS47A)。第1層であるパターン層(ここでは、ゲート電極とそれに接続される配線)が形成された直後では、ステップS47Aで第2層を形成すると判断される。なお、実際の工程では、第1層が形成された後には、自ずと第2層の形成工程が実施されるため、このステップS47Aの判断工程は不要である。 If it is determined in step S46 that it is a bottom gate type TFT, it is determined whether or not the second layer is to be formed (step S47A). Immediately after the formation of the first pattern layer (here, the gate electrode and the wiring connected thereto), it is determined in step S47A that the second layer is formed. In the actual process, after the first layer is formed, the second layer forming process is naturally performed, and thus the determination process in step S47A is not necessary.
ステップS47Aで、第2層を形成すると判断されると、後工程のプロセス装置である絶縁層成膜装置が、第1層のパターン(ゲート電極とそれに接続される配線)を基準にして、その上に積層すべきゲート絶縁層の溶液(絶縁性溶液)を選択塗布(パターニング)することで、ゲート絶縁層となるパターンを形成する(ステップS48A)。このゲート絶縁層の成膜工程は、版を使用した印刷方式、インクジェット方式等を用いて絶縁性溶液を選択塗布するため、ステップS48Aでは、溶液塗布後に基板Pをガラス転移温度以下の温度で乾燥させて、溶剤成分を蒸発させて硬化させる処理も行う。ボトムゲート型TFTの場合、その形成されたゲート絶縁層が第2層となる。なお、ゲート絶縁層を基板Pの全面に塗布する場合は、ダイコーターによるスリット塗工、マイクログラビア印刷用のロール版による塗工の他に、絶縁材料となる溶液をミスト化して基板Pの表面に噴霧するミストデポジション法、絶縁材料となる溶液をスプレーする方法等も利用できる。 When it is determined in step S47A that the second layer is to be formed, the insulating layer film forming apparatus, which is a process device in a subsequent process, uses the first layer pattern (gate electrode and wiring connected thereto) as a reference. By selectively applying (patterning) a solution (insulating solution) of the gate insulating layer to be laminated thereon, a pattern to be the gate insulating layer is formed (step S48A). In this gate insulating layer forming step, an insulating solution is selectively applied using a printing method using a plate, an ink jet method, or the like. In step S48A, after the solution is applied, the substrate P is dried at a temperature equal to or lower than the glass transition temperature. The solvent component is evaporated and cured. In the case of a bottom gate type TFT, the formed gate insulating layer is the second layer. When the gate insulating layer is applied to the entire surface of the substrate P, in addition to slit coating with a die coater and coating with a roll plate for microgravure printing, a solution serving as an insulating material is misted to form a surface of the substrate P. A mist deposition method of spraying on the surface, a method of spraying a solution to be an insulating material, and the like can also be used.
さらに、ゲート絶縁層を基板P上に選択的に形成するために、先のステップS41、S42、S44A、S45Aと同様の露光装置を用いた光アシストによるパターニング法を用いてもよい。露光装置を用いたパターニングでは、TFTのゲート絶縁層の形成位置を正確に設定したり、形成領域を微細化したりすることができるため、高性能なTFTが作れるといった利点がある。 Furthermore, in order to selectively form the gate insulating layer on the substrate P, a light-assisted patterning method using an exposure apparatus similar to the previous steps S41, S42, S44A, and S45A may be used. Patterning using an exposure apparatus has an advantage that a high-performance TFT can be manufactured because the formation position of the gate insulating layer of the TFT can be accurately set and the formation region can be miniaturized.
ステップS48Aで第2層である絶縁層のパターンが形成された基板Pは、ステップS41と同様のプロセス装置によって第2層を覆うように感光性機能層が基板Pの全面に、または選択的に成膜される。そして、ステップS42と同様の露光装置によって、TFTのソース電極およびドレイン電極とそれに接続される配線とに対応した形状の第3層用のパターンが感光性機能層に露光(描画)される。このとき、第3層用のパターンは、第1層のパターン(ゲート電極と配線)に対して精密にアライメントされる必要がある。そのため、露光装置のアライメント顕微鏡AM等が検出したアライメントマークKsの位置情報に基づいて、露光ヘッドによるパターンの露光位置(描画位置)を基板P上の第1層のパターンに合わせるように補正して、第3層用のパターンを露光する。これにより、第3層用のパターン(ソース電極およびドレイン電極とそれに付随する配線)を、その下地に形成された第1層のパターン(ゲート電極とそれに付随する配線)に精密に位置合せして形成することができる。 The substrate P on which the pattern of the insulating layer as the second layer is formed in step S48A has the photosensitive functional layer on the entire surface of the substrate P or selectively so as to cover the second layer by the same process apparatus as in step S41. A film is formed. Then, the pattern for the third layer having a shape corresponding to the source electrode and drain electrode of the TFT and the wiring connected thereto is exposed (drawn) on the photosensitive functional layer by the exposure apparatus similar to step S42. At this time, the pattern for the third layer needs to be precisely aligned with the pattern (gate electrode and wiring) of the first layer. Therefore, the exposure position (drawing position) of the pattern by the exposure head is corrected to match the pattern of the first layer on the substrate P based on the position information of the alignment mark Ks detected by the alignment microscope AM or the like of the exposure apparatus. The pattern for the third layer is exposed. As a result, the pattern for the third layer (source electrode and drain electrode and wiring associated therewith) is precisely aligned with the pattern for the first layer (gate electrode and wiring associated therewith) formed on the underlying layer. Can be formed.
次いで、感光性機能層として感光性シランカップリング材が用いられた場合は、ステップS44A、S45Aと同様のプロセス装置によって、親液性となった部分(露光された部分)の上に導電性インクが選択塗布されて、パターン(ソース電極およびドレイン電極とそれに付随する配線)が形成され、その後、アニール処理と乾燥処理が施される。一方、感光性機能層として感光性還元材が用いられた場合は、ステップS44B、S45Bと同様のプロセス装置によって、メッキ還元基が露呈した部分(露光された部分)の上にパラジウムやNiP、金(Au)によるパターン(ソース電極およびドレイン電極とそれに付随する配線)が析出され、その後、乾燥処理が施される。ボトムゲート型TFTの場合、そのソース電極およびドレイン電極とそれに付随する配線のパターン層が第3層となる。 Next, when a photosensitive silane coupling material is used as the photosensitive functional layer, the conductive ink is formed on the lyophilic portion (exposed portion) by a process apparatus similar to steps S44A and S45A. Is selectively applied to form a pattern (a source electrode and a drain electrode and wiring associated therewith), and then an annealing process and a drying process are performed. On the other hand, when a photosensitive reducing material is used as the photosensitive functional layer, palladium, NiP, gold or the like is formed on a portion where the plating reducing group is exposed (exposed portion) by a process apparatus similar to steps S44B and S45B. A pattern (source electrode and drain electrode and associated wiring) is deposited by (Au), and then a drying process is performed. In the case of the bottom gate type TFT, the pattern layer of the source electrode and the drain electrode and the accompanying wiring becomes the third layer.
第3層のパターン形成の際に、感光性機能層としてフォトレジストを用いる場合も、先の説明と同様に、レジスト層中の第3層のパターン形状に応じてエッチングされた部分(下地が露呈した部分)に、導電性インクを選択的に塗布したり(ステップS44A)、または、メッキ層(パラジウム、或いは、その上の金属層)を析出させたり(ステップS44B)することができる。 In the case of using a photoresist as the photosensitive functional layer when forming the pattern of the third layer, similarly to the above description, the portion etched according to the pattern shape of the third layer in the resist layer (the base is exposed). The conductive ink can be selectively applied (step S44A) or a plating layer (palladium or a metal layer thereon) can be deposited (step S44B).
次のステップS46においてボトムゲート(BG)型TFTと判断されると、ステップS47Aにおいて、第2層を形成するか否かが判断される。ここでは、第2層も形成済みであるため、ステップS49Aに進む。ステップS49Aでは、半導体層形成装置によって、ソース電極とドレイン電極とのチャネル長の間に、TFTの半導体層となるパターンが形成される。この半導体層の形成は、半導体材料(例えば、有機半導体、酸化物半導体、カーボンナノチューブ等)に適した手法で行われる。この半導体層の形成工程は、一例として、版を用いた印刷方式、インクジェット方式等を用いて半導体材料のインクを選択的に塗布する方法で実施される。 If it is determined in the next step S46 that it is a bottom gate (BG) TFT, it is determined in step S47A whether or not the second layer is to be formed. Here, since the second layer is also formed, the process proceeds to step S49A. In step S49A, a pattern that becomes a semiconductor layer of the TFT is formed between the channel lengths of the source electrode and the drain electrode by the semiconductor layer forming apparatus. This semiconductor layer is formed by a technique suitable for a semiconductor material (for example, an organic semiconductor, an oxide semiconductor, a carbon nanotube, etc.). This semiconductor layer forming step is performed, for example, by a method of selectively applying an ink of a semiconductor material using a printing method using a plate, an ink jet method, or the like.
その他、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長部分を含む局所領域を親液化し、その局所領域以外を撥液性の高い絶縁性の膜(レジスト層等でもよい)で覆い、チャネル長部分を含む局所領域に、半導体材料を含有した液体のミストを噴霧するミストデポジション法を用いて、半導体層を選択形成してもよい。このように、ステップS49Aの半導体層形成は湿式処理で行われることから、半導体層形成装置は、塗布または形成された半導体材料の溶液の溶剤除去や半導体結晶の配向のためにアニール処理(例えば、熱アニール、光アニール、電磁波アニール等)を行う機能も備える。このようにして形成された半導体層は、ボトムゲート型TFTの場合、第4層となる。 In addition, the local region including the channel length portion between the source electrode and the drain electrode is made lyophilic, and the other region is covered with an insulating film (such as a resist layer) having high liquid repellency, and the channel length portion. Alternatively, the semiconductor layer may be selectively formed using a mist deposition method in which a liquid mist containing a semiconductor material is sprayed on a local region including. As described above, since the semiconductor layer formation in step S49A is performed by a wet process, the semiconductor layer forming apparatus performs an annealing process (for example, for removing the solvent of the applied or formed semiconductor material solution or for aligning the semiconductor crystal). It also has a function of performing thermal annealing, light annealing, electromagnetic wave annealing, and the like. The semiconductor layer formed in this manner is the fourth layer in the case of a bottom gate type TFT.
以上のようにして、第1層〜第4層のパターンが基板P上に積層されると、ボトムゲート型TFTとして機能する画素駆動素子(バックプレーン層)が完成するが、有機ELディスプレイ等では、第4層の上に有機ELの発光層を積層するため、基板Pは、次の製造工程(基板Pの全面への絶縁膜形成、発光層形成等の工程)に送られる。 As described above, when the patterns of the first to fourth layers are stacked on the substrate P, a pixel driving element (backplane layer) that functions as a bottom gate type TFT is completed. In order to laminate the organic EL light emitting layer on the fourth layer, the substrate P is sent to the next manufacturing process (steps such as forming an insulating film on the entire surface of the substrate P and forming the light emitting layer).
一方、図11の製造方法によってトップゲート型TFTを作る場合、基板P上に最初に形成される第1層のパターンは、ソース/ドレイン電極とそれに接続される配線類であるが、その第1層形成の工程は、図11中のステップS40〜S42、S44A、S45Aの工程、または、ステップS40〜S42、S44B、S45Bの工程と同じである。トップゲート型TFTの場合、ステップS46の判断により、第2層を形成するか否かを判断するステップS47Bに進む。実際の工程では、第1層であるパターン層(ここでは、ソース/ドレイン電極とそれに接続される配線)が形成された直後では、自ずと第2層の形成工程が実施されるため、このステップS47Bの判断は不要である。 On the other hand, when a top gate TFT is manufactured by the manufacturing method of FIG. 11, the first layer pattern formed on the substrate P is a source / drain electrode and wirings connected thereto. The layer formation process is the same as the process of steps S40 to S42, S44A, and S45A in FIG. 11, or the process of steps S40 to S42, S44B, and S45B. In the case of the top gate type TFT, the process proceeds to step S47B in which it is determined whether or not the second layer is formed based on the determination in step S46. In the actual process, immediately after the pattern layer (here, the source / drain electrode and the wiring connected thereto), which is the first layer, is formed, the formation process of the second layer is naturally performed. This judgment is unnecessary.
ステップS47Bで、第2層を形成すると判断されると、先のステップS49Aと同様の半導体層形成装置が、第1層のパターンであるソース電極とドレイン電極とのチャネル長の間に、TFTの半導体層となるパターンを形成する(ステップS49B)。先のステップS49Aで説明したように、この半導体層の形成工程は、一例として、版を用いた印刷方式、インクジェット方式等を用いて半導体材料のインクをチャネル長部分に選択的に塗布する方法で実施される。或いは、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長部分を含む局所領域を親液化し、その局所領域以外を撥液性の高い絶縁性の膜(レジスト層等でもよい)で覆い、チャネル長部分を含む局所領域に、半導体材料を含有した液体のミストを噴霧するミストデポジション法で実施される。ステップS49Bの半導体層形成においても、半導体層形成装置は、塗布または形成された半導体材料の溶液の溶剤除去や半導体結晶の配向のためにアニール処理(例えば、熱アニール、光アニール、電磁波アニール等)を行う機能を備える。このようにして形成された半導体層は、トップゲート型TFTの場合、第2層となる。 If it is determined in step S47B that the second layer is to be formed, the semiconductor layer forming apparatus similar to that in step S49A described above is arranged between the channel length of the source electrode and the drain electrode that are the patterns of the first layer. A pattern to be a semiconductor layer is formed (step S49B). As described in the previous step S49A, the semiconductor layer forming process is, for example, a method of selectively applying ink of a semiconductor material to a channel length portion using a printing method using a plate, an ink jet method, or the like. To be implemented. Alternatively, the local region including the channel length portion between the source electrode and the drain electrode is made lyophilic, and the other region is covered with an insulating film (such as a resist layer) having high liquid repellency, and the channel length portion It is carried out by a mist deposition method in which a liquid mist containing a semiconductor material is sprayed on a local region including Also in the formation of the semiconductor layer in step S49B, the semiconductor layer forming apparatus performs annealing treatment (for example, thermal annealing, optical annealing, electromagnetic wave annealing, etc.) for removing the solvent of the solution of the applied or formed semiconductor material and for aligning the semiconductor crystal. The function to perform. The semiconductor layer formed in this manner is the second layer in the case of a top gate TFT.
半導体層が形成されると、先のステップS48Aと同様の絶縁層成膜装置によって、第1層のパターン(ソース/ドレイン電極やその配線等)を基準にして、その上に積層すべきゲート絶縁層の溶液(絶縁性溶液)を選択塗布(パターニング)または全面塗布することで、ゲート絶縁層となるパターンを形成する(ステップS48B)。このゲート絶縁層の成膜工程は、版を使用した印刷方式、インクジェット方式等を用いて絶縁性溶液を塗布する湿式であるため、ステップS48Bでも、溶液塗布後に基板Pをガラス転移温度以下の温度で乾燥させて、溶剤成分を蒸発させて硬化させる処理が施される。 When the semiconductor layer is formed, gate insulation to be stacked on the first layer pattern (source / drain electrodes, wiring thereof, and the like) using the same insulating layer deposition apparatus as in step S48A. The layer solution (insulating solution) is selectively applied (patterned) or applied over the entire surface to form a pattern to be a gate insulating layer (step S48B). Since the gate insulating layer is formed by a wet process in which an insulating solution is applied using a printing method using a plate, an ink jet method, or the like, even in step S48B, the temperature of the substrate P after the solution application is lower than the glass transition temperature. And drying to evaporate the solvent component and cure.
トップゲート型TFTの場合、その形成されたゲート絶縁層が第3層となる。なお、ゲート絶縁層を基板Pの全面に塗布する場合は、ダイコーターによるスリット塗工、マイクログラビア印刷用のロール版による塗工の他に、ミストデポジション法、スプレー法等も利用できる。さらに、ゲート絶縁層をTFTの形成領域に合わせて基板P上の局所領域に選択的に形成する場合、先のステップS41、S42、S44A、S45Aと同様の露光装置を用いた光アシストによるパターニング法を用いてもよい。 In the case of a top gate type TFT, the formed gate insulating layer is the third layer. In addition, when apply | coating a gate insulating layer to the whole surface of the board | substrate P, the mist deposition method, the spray method, etc. can be utilized other than the slit coating by a die coater, the coating by the roll plate for micro gravure printing. Further, in the case where the gate insulating layer is selectively formed in the local region on the substrate P in accordance with the TFT formation region, a light-assisted patterning method using an exposure apparatus similar to the previous steps S41, S42, S44A, and S45A. May be used.
ステップS48Bでゲート絶縁層が形成されると、再び、ステップS41の感光機能層の成膜、ステップS42のパターン露光が行われる。ここでは、露光装置によって、トップゲート型TFTのゲート電極とそれに接続される配線類に対応したパターン形状の紫外線光が基板Pの感光機能層に照射される。その後、先のステップS44A、S45Aで説明した導電性インクによるパターン形成、または、先のステップS44B、S45Bで説明したメッキ析出によるパターン形成が行われ、ゲート電極とそれに接続される配線類が形成される。トップゲート型TFTの場合、ゲート電極とそれに接続される配線類が第4層となる。 When the gate insulating layer is formed in step S48B, film formation of the photosensitive functional layer in step S41 and pattern exposure in step S42 are performed again. Here, the exposure function irradiates the photosensitive functional layer of the substrate P with ultraviolet light having a pattern shape corresponding to the gate electrode of the top gate TFT and the wiring connected thereto. Thereafter, the pattern formation by the conductive ink described in the previous steps S44A and S45A or the pattern formation by plating deposition described in the previous steps S44B and S45B is performed, and the gate electrode and wirings connected thereto are formed. The In the case of a top gate type TFT, the gate electrode and the wiring connected thereto are the fourth layer.
以上、ステップS45AまたはステップS45Bの工程によって第4層が形成され、ステップS46の後のステップS47Bで、第2層が形成済みと判断されると、第1層〜第4層の積層構造によりトップゲート型TFTとして機能する画素駆動素子(バックプレーン層)が完成し、基板Pは有機ELディスプレイ等の発光層を積層するための次の製造工程に送られる。 As described above, when the fourth layer is formed by the process of step S45A or step S45B and it is determined in step S47B after step S46 that the second layer has been formed, the top is formed by the laminated structure of the first layer to the fourth layer. A pixel driving element (backplane layer) functioning as a gate TFT is completed, and the substrate P is sent to the next manufacturing process for laminating a light emitting layer such as an organic EL display.
以上、図11に示したTFTの製造工程において、パターニングの際に使われる露光装置を、先に説明した図2または図9に示した基板Pの逆転搬送可能な構成とすることで、TFTの性能や品質を左右する層間のパターンの重ね合せ精度を許容範囲内に収めつつ、長時間に渡って安定に製造ラインを稼働させることができる。 As described above, in the TFT manufacturing process shown in FIG. 11, the exposure apparatus used for patterning is configured so as to allow the substrate P shown in FIG. 2 or FIG. The production line can be operated stably over a long period of time while keeping the overlapping accuracy of the patterns that influence the performance and quality within an allowable range.
[第4の実施の形態]
先の第1、第2の形態で説明した露光装置(描画装置)は、図4のようなスポット走査型の描画ユニットUを搭載したマスクレス露光機であったが、その他に、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を使ってパターン描画を行うマスクレス露光機であってもよい。図12は、DMDを用いたマスクレス露光機の概略構成を示し、光源ユニット500から射出される紫外波長域の照明光は、ミラー501で反射されて、DMD502のマイクロミラー領域の全体を一様な強度で照明する。DMD502の2次元に配列されたマイクロミラーの各々は制御回路503によって偏向角を切り替えられる。その偏向角の切替えは、基板PのX方向の移動位置やY方向の位置ずれ、或いは、基板Pの伸縮や変形等に基づいて生成されるパターンデータ(CADデータ)に応じて行われる。そして、DMD502の多数のマイクロミラーのうち、基板PのX方向の送り位置に同期してパターン描画状態に切り替えられるマイクロミラーからの反射光は、投影レンズ504を通って基板P上に投射され、CADデータに対応した形状のパターンが基板P上に露光される。
[Fourth Embodiment]
The exposure apparatus (drawing apparatus) described in the first and second embodiments is a maskless exposure machine equipped with a spot scanning type drawing unit U as shown in FIG. It may be a maskless exposure machine that performs pattern drawing using a device (DMD). FIG. 12 shows a schematic configuration of a maskless exposure apparatus using a DMD. Illumination light in the ultraviolet wavelength region emitted from the
基板Pは、投影レンズ504の下方に配置された支持テーブル506の平坦な支持表面に沿って支持される。支持テーブル506の支持表面と基板Pの裏面側との間には、数μm〜十数μm程度の厚みでエアベアリング層が形成されるように、支持テーブル506の支持面には気体噴出用の微細な孔が多数形成されたエアパット部が設けられている。そのエアパッド部は、通気性のある多孔質セラミック材でもよい。これによって、基板Pは支持テーブル506の支持面(平坦面)に非接触状態または低摩擦状態で平坦に支持された状態で、長手方向であるX方向に搬送される。なお、図12において、+X方向に向いた矢印ARfは、パターン露光時の基板Pの順方向への搬送方向を表し、−X方向に向いた矢印ARbは、基板Pの逆方向への搬送方向を表す。
The substrate P is supported along a flat support surface of a support table 506 disposed below the
例えば、基板P上に図7のように形成されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)は、基板Pの順方向(矢印ARf)への移動において、投影レンズ504の上流側に配置されたアライメント顕微鏡AMf(AMf1〜AMf3)と、投影レンズ504の下流側に配置されたアライメント顕微鏡AMg(AMg1〜AMg3)とのいずれか一方または両方によって検出される。ここで、アライメント顕微鏡AMf(AMf1〜AMf3)の各検出中心位置と、アライメント顕微鏡AMg(AMg1〜AMg3)の各検出中心位置と、DMD502からのパターン光の投影レンズ504による投射中心位置とのXY座標系内での相対的な位置関係(2次元的なベースライン長)は、予め精密に計測されて、キャリブレーションされているものとする。
For example, the alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) formed on the substrate P as shown in FIG. 7 are arranged on the upstream side of the
その場合、基板Pを矢印ARbのように低速で逆転移動させる間に、下流側のアライメント顕微鏡AMg(AMg1〜AMg3)によって、基板P上の露光済み(または未露光)のデバイス形成領域Wに付随した複数のアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の各位置情報を、図5中のステップS4のように低速で、逆方向に搬送することで精密に再計測して、パターニング精度の劣化度合い(基板Pのローカルな変形や歪み、下地層のパターンの変形や歪み等)を再確認する。そして、そのパターニング精度が許容範囲から外れるような傾向を示す場合は、DMD502によるパターン描画のタイミングや描画用のCADデータを、それまでの補正状態から最適な補正状態に修正する。
In that case, while the substrate P is reversely moved at low speed as indicated by the arrow ARb, it is attached to the exposed (or unexposed) device formation region W on the substrate P by the downstream alignment microscope AMg (AMg1 to AMg3). Each position information of the plurality of alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) is accurately remeasured by conveying in the reverse direction at a low speed as in step S4 in FIG. P local deformation and distortion, underlayer pattern deformation and distortion, etc.) are reconfirmed. When the patterning accuracy tends to deviate from the allowable range, the pattern drawing timing by the
図12において、上流側のアライメント顕微鏡AMf(AMf1〜AMf3)は、先の図2に示したアライメント顕微鏡AM1〜AM3、または、図9に示したアライメント顕微鏡AMa〜AMeと同様に使われる。さらに、図12のように、投影レンズ504によるDMD502からのパターン光の投影領域を挟んで、基板Pの送り方向(X方向)の上流側と下流側の各々にアライメント顕微鏡AMf、AMgを配置して、アライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の位置を逐次計測すると、投影レンズ504によるパターンの露光動作中に、露光領域を含む基板Pの部分的な伸縮や変形をリアルタイムに計測することができる。以上のように、露光位置(露光領域)を挟んで基板Pの搬送方向の上流側と下流側に2組のアライメント顕微鏡AMf、AMgを設ける構成は、先の図2および図9の露光装置にも同様に適用可能である。
12, the upstream side alignment microscope AMf (AMf1 to AMf3) is used in the same manner as the alignment microscopes AM1 to AM3 shown in FIG. 2 or the alignment microscopes AMa to AMe shown in FIG. Further, as shown in FIG. 12, alignment microscopes AMf and AMg are arranged on the upstream side and the downstream side in the feeding direction (X direction) of the substrate P with the projection area of the pattern light from the
[第4の実施の形態の変形例]
上記第4の実施の形態は、以下のように変形してもよい。図13は、図12の露光装置に適用される変形例を示し、支持テーブル506の支持面の一部に形成された小さな開口部506a(直径5mm程度)を介して、基板Pの裏面側からアライメント用の波長域を持った照明光をアライメント顕微鏡AMf(またはAMg)に向けて投射する補助照明機構が、支持テーブル506内に設けられる。補助照明機構は、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)の光軸と平行な光軸となるように配置されたレンズ系GC1、振幅分割または波面分割(偏光分離)のビームスプリッタBS、レンズ系GC2、基準レチクルRT、光ファイバーFB、LED等の光源LD1、LD2、および、光源点灯制御回路LECから構成される。
[Modification of Fourth Embodiment]
The fourth embodiment may be modified as follows. FIG. 13 shows a modification applied to the exposure apparatus of FIG. 12, from the back side of the substrate P through a
図13において、レンズ系GC1とレンズ系GC2によって、基板Pの表面(アライメントマークKsが形成される上面)と、基準レチクルRTとを光学的に共役にする結像光学系が構成され、光源LD2の光で照明される基準レチクルRT上の基準マーク(十字マーク等)からの光が、レンズ系GC2を通ってビームスプリッタBSで反射されてレンズ系GC1を通った後に、基板Pの透明部を介してアライメント顕微鏡AMf(またはAMg)に入射する。その際、基板Pの表面には、基準レチクルRTの基準マークの像(空間像)が形成され、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)は、アライメントマークKsと同様に基準マークの像を検出することができる。 In FIG. 13, the lens system GC1 and the lens system GC2 constitute an imaging optical system that optically conjugates the surface of the substrate P (the upper surface on which the alignment mark Ks is formed) and the reference reticle RT, and the light source LD2 After the light from the reference mark (cross mark or the like) on the reference reticle RT illuminated with the light of the light passes through the lens system GC2 and is reflected by the beam splitter BS and passes through the lens system GC1, the transparent portion of the substrate P is Through the alignment microscope AMf (or AMg). At that time, an image (aerial image) of the reference mark of the reference reticle RT is formed on the surface of the substrate P, and the alignment microscope AMf (or AMg) can detect the image of the reference mark in the same manner as the alignment mark Ks. it can.
ビームスプリッタBSは、レンズ系GC1、GC2による結像光学系の瞳面epの近くに配置され、光ファイバーFBの光射出端FBoは、ビームスプリッタBSを挟んでレンズ系GC1の反対側であって、瞳面epと対応した位置に配置される。したがって、光ファイバーFBの光入射端から入射して光射出端FBoから射出する光源LD1からの光は、レンズ系GC1によって基板Pを裏面側から一様な照度分布でケーラー照明することになり、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)は、基板P上のアライメントマークKsを透過照明で検出することができる。 The beam splitter BS is arranged near the pupil plane ep of the imaging optical system by the lens systems GC1 and GC2, and the light exit end FBo of the optical fiber FB is on the opposite side of the lens system GC1 across the beam splitter BS, It is arranged at a position corresponding to the pupil plane ep. Therefore, the light from the light source LD1 incident from the light incident end of the optical fiber FB and emitted from the light emitting end FBo irradiates the substrate P with Koehler illumination with a uniform illuminance distribution from the back surface side by the lens system GC1. The microscope AMf (or AMg) can detect the alignment mark Ks on the substrate P with transmitted illumination.
ここで、基準レチクルRTの母材を、例えば支持テーブル506内でY方向(基板Pの幅方向)に細長くした石英板とし、その表面に、Y方向に並ぶ3つのアライメント顕微鏡AMf1〜AMf3(またはAMg1〜AMg3)の各配置に合せて、基準マークを設けておくと、基準レチクルRTを基準として3つのアライメント顕微鏡AMf1〜AMf3(またはAMg1〜AMg3)の相互の位置関係や相対的な位置誤差を精密に計測することができる。すなわち、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)の取付け位置の経時的な変化(ドリフト等)をときどき計測して、重ね合せ精度(パターニング精度)が劣化しないようにキャリブレーションすることができる。 Here, the base material of the reference reticle RT is, for example, a quartz plate elongated in the Y direction (width direction of the substrate P) in the support table 506, and three alignment microscopes AMf1 to AMf3 (or the same) arranged in the Y direction on the surface thereof. If a reference mark is provided in accordance with each arrangement of AMg1 to AMg3), the mutual positional relationship and relative positional error of the three alignment microscopes AMf1 to AMf3 (or AMg1 to AMg3) with the reference reticle RT as a reference. Precise measurement is possible. That is, it is possible to calibrate so that the overlay accuracy (patterning accuracy) does not deteriorate by sometimes measuring a change (drift or the like) of the attachment position of the alignment microscope AMf (or AMg) with time.
そのために、光源点灯制御回路LECは、基板Pが搬送されている間、基板P上のアライメントマークKsや下地層が存在しない透明部分が、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)の直下にくるタイミングで、光源LD2を点灯し、光源LD1を消灯する。また、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)は、通常は落射照明のもとで被検出体としてのアライメントマークKs、或いは、下地層の特定のパターン部分を検出するが、被検出体の材料によっては、透過照明でアライメントマークKsや特定のパターン部分を検出することで、撮像した画像のコントラストを高めて位置計測の精度を高められることもある。その場合、光源点灯制御回路LECは、光源LD1を点灯し、光源LD2を消灯する。もちろん、落射照明のみでアライメントマークKs、或いは、下地層の特定のパターン部分を検出する場合、光源点灯制御回路LECは、光源LD1と光源LD2の両方を消灯する。 For this reason, the light source lighting control circuit LEC is at a timing when the transparent portion where the alignment mark Ks or the underlying layer does not exist on the substrate P is directly under the alignment microscope AMf (or AMg) while the substrate P is being transported. The light source LD2 is turned on and the light source LD1 is turned off. In addition, the alignment microscope AMf (or AMg) usually detects the alignment mark Ks as a detected object or a specific pattern portion of the underlayer under epi-illumination, but depending on the material of the detected object, By detecting the alignment mark Ks or the specific pattern portion with transmitted illumination, the contrast of the captured image may be increased to improve the accuracy of position measurement. In that case, the light source lighting control circuit LEC turns on the light source LD1 and turns off the light source LD2. Of course, when the alignment mark Ks or the specific pattern portion of the underlayer is detected only by epi-illumination, the light source lighting control circuit LEC turns off both the light source LD1 and the light source LD2.
また、図13のような補助照明機構において、光源LD2を、例えば波長370nm以下の紫外波長域の光を発する紫外光源に切替えて、発光時間が極めて短く発光ピーク強度が大きい俊鋭なパルス光を発生させるようにすると、基準レチクルRT上の基準マークの像を、基板Pの表面に塗布された感光層(アライメントマークKsや下地層の無い部分)に、任意のタイミングでバック露光することができる。そこで、基板PをX方向に送りつつ、一定の時間毎に基準レチクルRT上の基準マーク(Y方向に離れた3ヶ所)の像を基板P上に順次露光しておくと、その基準マークの像の配列状態を調べることによって、支持テーブル506に対する基板Pの位置シフト、XY面内での傾き(蛇行)、2次元的な伸縮、或いは、速度変動等を把握することができる。 Further, in the auxiliary illumination mechanism as shown in FIG. 13, the light source LD2 is switched to an ultraviolet light source that emits light in an ultraviolet wavelength region of, for example, a wavelength of 370 nm or less, and sharp pulse light with a very short emission time and a high emission peak intensity is generated. If generated, the image of the reference mark on the reference reticle RT can be back-exposed at an arbitrary timing on the photosensitive layer (the portion without the alignment mark Ks or the underlayer) coated on the surface of the substrate P. . Therefore, if the images of the reference marks (three places separated in the Y direction) on the reference reticle RT are sequentially exposed on the substrate P at regular intervals while the substrate P is fed in the X direction, By examining the arrangement state of the images, it is possible to grasp the position shift of the substrate P with respect to the support table 506, the inclination (meandering) in the XY plane, two-dimensional expansion and contraction, or speed fluctuation.
したがって、重ね合せ露光の際に、層ごとに形成されたアライメントマークKs(Ks1〜Ks3)の他に、前工程での露光時に補助照明機構によって基板P上に転写された基準レチクルRTの基準マークを、アライメント顕微鏡AMf(またはAMg)によって併せて計測することにより、基板P上の下地層のパターンのローカルな変形や歪みの基板長手方向における変化傾向をより高精度に予測することができる。 Accordingly, in addition to the alignment marks Ks (Ks1 to Ks3) formed for each layer during the overlay exposure, the reference marks of the reference reticle RT transferred onto the substrate P by the auxiliary illumination mechanism during the exposure in the previous process. Are measured together with the alignment microscope AMf (or AMg), and the local deformation of the pattern of the underlayer on the substrate P and the change tendency in the longitudinal direction of the substrate can be predicted with higher accuracy.
10…デバイス製造システム 12…基板供給装置
14…基板回収装置 16…上位制御装置
18…パターン形成装置 20、22…ダンサーローラ
30、80…搬送部 32…光源装置
34…露光ヘッド 36、82…回転ドラム
38…光導入光学系 500…光源ユニット
501…ミラー 502…DMD
503…制御回路 504…投影レンズ
506…支持テーブル 506a…開口部
AM、AM1〜AM3、AMa〜AMe、AMa1〜AMa3、AMf、AMf1〜AMf3、AMg…アライメント顕微鏡
BF1…第1蓄積部 BF2…第2蓄積部
BS…ビームスプリッタ ep…瞳面
EPC1〜EPC6…エッジポジションコントローラ
FB…光ファイバー FBo…光射出端
FR1…供給用ロール FR2…回収用ロール
GC1、GC2…レンズ系
Ks、Ks1〜Ks3…アライメントマーク L、L1〜L5…走査ライン
LD1、LD2…光源 LEC…光源点灯制御回路
P…基板 PR1〜PR5…処理装置
RT…基準レチクル SP…スポット光
U、U1〜U5…描画ユニット Vs…基準速度
V1…第1速度 V2…第2速度
V3…第3速度
DESCRIPTION OF
503 ...
Claims (8)
前記シート基板を前記長尺方向に沿った順方向または逆方向に搬送可能な搬送部と、
前記シート基板上に前記長尺方向に沿って複数形成された被検出体を検出する検出部と、
前記長尺方向に沿って前記シート基板上に所定の間隔を空けて配列される複数のデバイス形成領域の各々に、順次前記パターンを形成するパターン形成部と、
前記シート基板を前記順方向に第1速度で搬送させた状態で、前記検出部によって複数の前記被検出体を検出させた後、前記シート基板を逆方向に搬送させ、その後、前記シート基板を前記順方向に前記第1速度より速い第2速度で搬送させた状態で、前記検出部によって複数の前記被検出体を間引いて検出させる制御部と、
を備える、パターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a pattern for an electronic device on a sheet substrate while conveying a long flexible sheet substrate in a forward direction along the longitudinal direction,
A transport unit capable of transporting the sheet substrate in the forward direction or the reverse direction along the longitudinal direction;
A detection unit for detecting a plurality of detected objects formed along the longitudinal direction on the sheet substrate;
A pattern forming portion for sequentially forming the pattern in each of a plurality of device forming regions arranged at predetermined intervals on the sheet substrate along the longitudinal direction;
In a state where the sheet substrate is conveyed at the first speed in the forward direction, the detection unit detects a plurality of the detection objects, and then conveys the sheet substrate in the reverse direction. A control unit that causes the detection unit to thin out and detect a plurality of the objects to be detected in a state of being conveyed in the forward direction at a second speed higher than the first speed;
A pattern forming apparatus.
前記搬送部は、前記第1速度より速く、前記第2速度より遅い基準速度で前記シート基板を前記順方向に搬送しており、前記制御部は、所定の条件が成立した場合は、前記シート基板を前記第1速度で前記順方向に搬送した後、逆方向に搬送させ、その後、前記第2速度で前記順方向に搬送させるように前記搬送部を制御する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 1,
The transport unit transports the sheet substrate in the forward direction at a reference speed that is faster than the first speed and slower than the second speed, and the control unit is configured to transfer the sheet when a predetermined condition is satisfied. A pattern forming apparatus that controls the transport unit so that the substrate is transported in the forward direction at the first speed, then transported in the reverse direction, and then transported in the forward direction at the second speed.
前記制御部は、前記検出部による前記被検出体の検出結果に基づいて、前記シート基板の搬送精度が許容範囲を超えるような傾向、または、前記パターン形成部による前記パターンの形成精度が許容範囲から外れるような傾向を示した場合に、前記所定の条件が成立したと判断する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 2,
The control unit has a tendency that the sheet substrate conveyance accuracy exceeds an allowable range based on a detection result of the detected object by the detection unit, or the pattern formation accuracy by the pattern forming unit is an allowable range. A pattern forming apparatus that determines that the predetermined condition is satisfied when the tendency is not met.
前記搬送部は、
前記順方向に関して、前記パターン形成部の上流側に設けられ、前記シート基板を所定長の長さに亘って蓄積可能な第1蓄積部と、
前記順方向に関して、前記パターン形成部の下流側に設けられ、前記シート基板を所定長の長さに亘って蓄積可能な第2蓄積部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1蓄積部または前記第2蓄積部が蓄積している前記シート基板の長さが所定の長さになった場合は、前記シート基板の搬送速度を前記第2速度から前記基準速度に戻して前記シート基板を前記順方向に搬送するように制御する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 2 or 3,
The transport unit is
A first accumulator provided on the upstream side of the pattern forming unit with respect to the forward direction and capable of accumulating the sheet substrate over a predetermined length;
A second accumulator provided on the downstream side of the pattern forming unit with respect to the forward direction and capable of accumulating the sheet substrate over a predetermined length;
With
When the length of the sheet substrate accumulated in the first accumulation unit or the second accumulation unit reaches a predetermined length, the control unit changes the conveyance speed of the sheet substrate from the second speed. A pattern forming apparatus that controls to return to the reference speed and convey the sheet substrate in the forward direction.
前記制御部は、前記パターン形成部による前記デバイス形成領域の前記パターンの形成が終了してから次の前記デバイス形成領域への前記パターンの形成が開始されるまでの期間において、前記シート基板の搬送速度を前記第2速度から前記基準速度まで段階的に下げるように前記搬送部を制御する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 4,
The control unit transports the sheet substrate during a period from the end of the formation of the pattern in the device formation region by the pattern formation unit to the start of the formation of the pattern in the next device formation region. A pattern forming apparatus that controls the transport unit so as to decrease the speed stepwise from the second speed to the reference speed.
前記パターン形成部は、前記搬送部によって前記シート基板が前記第2速度または前記基準速度以上の速度で前記順方向に搬送されている場合に、前記複数のデバイス形成領域の各々に、順次前記パターンを形成する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to any one of claims 2 to 5,
When the sheet substrate is transported in the forward direction by the transport unit at a speed equal to or higher than the second speed or the reference speed, the pattern forming unit sequentially fills each of the plurality of device formation regions with the pattern Forming a pattern forming apparatus.
前記パターン形成部は、前記搬送部によって前記シート基板が前記第1速度以上の速度で前記順方向に搬送されている場合に、前記複数のデバイス形成領域の各々に、順次前記パターンを形成する、パターン形成装置。 It is a pattern formation apparatus of any one of Claims 1-5,
The pattern forming unit sequentially forms the pattern in each of the plurality of device formation regions when the sheet substrate is conveyed in the forward direction at a speed equal to or higher than the first speed by the conveyance unit. Pattern forming device.
前記搬送部は、
前記順方向に関して、前記パターン形成部の上流側に設けられ、前記シート基板を所定長の長さに亘って蓄積可能な第1蓄積部と、
前記順方向に関して、前記パターン形成部の上流側に設けられ、且つ、前記第1蓄積部の下流側に設けられ、前記シート基板を所定長の長さに亘って蓄積可能な第2蓄積部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1蓄積部または前記第2蓄積部が蓄積している前記シート基板の長さが所定の長さになった場合は、前記シート基板の搬送速度を前記第2速度から前記基準速度に戻して前記シート基板を前記順方向に搬送するように前記搬送部を制御する、パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 2 or 3,
The transport unit is
A first accumulator provided on the upstream side of the pattern forming unit with respect to the forward direction and capable of accumulating the sheet substrate over a predetermined length;
A second storage unit provided upstream of the pattern forming unit and downstream of the first storage unit and capable of storing the sheet substrate over a predetermined length with respect to the forward direction; ,
With
When the length of the sheet substrate accumulated in the first accumulation unit or the second accumulation unit reaches a predetermined length, the control unit changes the conveyance speed of the sheet substrate from the second speed. A pattern forming apparatus that controls the transport unit so that the sheet substrate is transported in the forward direction by returning to the reference speed.
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