CN102449553A - 曝光装置 - Google Patents

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Abstract

掩模台(10)具有:掩模台基座(11);能够分别吸附保持掩模M各边的四个掩模架(71,72);分别设置在用于吸附保持掩模台基座(11)侧和掩模M短边侧的一对掩模架(72)之间的线性导轨(73);使短边侧的掩模架(72)移动的驱动机构(74);设置于掩模台基座(11)侧与掩模架(72)侧之间,能够调整掩模(M)的倾斜角的倾斜角调整机构(80)。由此,在平坦度维持一定的状态下,能够对应于尺寸不同的多个掩模。

Description

曝光装置
技术领域
本发明涉及一种曝光装置,更详细地说涉及一种能够对应尺寸及吸附区域不同的多个掩模的曝光装置。
背景技术
液晶显示器装置的TFT基板、滤色板以及等离子显示面板用基板等,是通过使用曝光装置,经掩模对涂布有光致抗蚀剂的基板进行曝光照射,由此将掩模的图案转印到基板上来制成的。在曝光装置的掩模架中设置有吸附槽,并将掩模的缘部真空吸附到该吸附槽中,以保持掩模。
以往,尺寸不同的基板曝光需要按照掩模的大小来更换曝光装置的掩模架后再进行,但更换掩模架需要时间,在作业效率方面存在问题。对此,已知有以一个掩模架来应对多个尺寸的掩模的曝光装置(例如参照专利文献1~3)。
专利文献1所述的曝光装置,是通过将掩模架分割形成为用于保持掩模周边部的多个独立的支架部,并对应于掩模的大小使支架部移动,从而能够短时间地应对尺寸不同的掩模。另外,专利文献2中所述的扫描投影曝光装置具有:使掩模移动的掩模台;仅仅对掩模的两条边进行吸附保持的吸附保持机构;以及能够选择性地进出掩模台的多个掩模定位用对接销;而且可应对尺寸不同的多个掩模。
另外,在专利文献3中所述的曝光装置的掩模保持机构,利用以预定的间距在掩模的各长边侧所设置的三处、合计六处的卡盘部来保持掩模的长边侧,抑制掩模固有振动频率的下降,并且可应对尺寸不同的多个掩模。
另一方面,周边部被真空吸附保持于掩模架上的掩模,因其自重使中央部分下垂而产生挠曲,因此,无法维持掩模的平坦度,结果使掩模与基板之间的间隙发生变化,有可能对曝光精度造成较大的影响。为了解决该问题,公开了一种曝光装置,其利用外力施加机构,对借助隔垫安装于掩模台下表面的掩模架施加外力,使掩模架呈凸状变形,由此,对掩模附加倾斜角、即相对于掩模架水平方向的倾斜角,以修正掩模的平坦度(例如,参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2009-210920号公报
专利文献2:日本特开2006-5139号公报
专利文献3:日本特开2008-58789号公报
专利文献4:日本特开2006-178318号公报
发明所要解决的问题
专利文献1中所公开的曝光装置无需更换掩模架,也能够应对尺寸不同的多个掩模,但不具有用于修正平坦度的机构,因而无法高精度地对掩模的图案进行曝光转印,而且,在使用了尺寸不同的掩模时,因掩模的更换也使掩模与基板之间的间隙发生变化,有可能对曝光精度造成不良影响。另外,专利文献4中所公开的曝光装置通过对掩模赋予倾斜角,以谋求对掩模平坦度的改善,但文中并没有有关不同尺寸的掩模的记载内容,存在无法应对多个尺寸的掩模的问题,有改善的余地。
另外,通常,用于形成掩模图案的掩模用玻璃基板使用了多种尺寸的掩模,而且掩模图案的大小取决于产品的大小以及图案化,存在有尺寸不同的多个图案。因此,为了对所期望的掩模图案进行图案化,而选择使用最适尺寸的掩模用玻璃基板。因此,随着图案化,会出现图案以外的部分不同、即可用作掩模的吸附区域不同的情况。另一方面,由于掩模的价格高,因此强烈要求将掩模可靠地吸附保持在掩模架上,以防止因落下等造成的损坏。
专利文献1中所公开的曝光装置,通过使独立分割形成的支架部对应于掩模的大小进行移动,从而无需更换掩模架,也能够应对尺寸不同的多个掩模,但用于对设置于支架部上的掩模进行吸附保持的吸附槽的大小是一定的,例,即使能够在掩模上设定较大面积的吸附区域,但仅能利用设置于支架部那样大小的吸附槽来进行吸附保持,从可靠地保持掩模以防止因掩模落下造成破损的观点来看,也存在改善的余地。另外,在专利文献2中公开的扫描投影曝光装置仅能吸附保持掩模的长边侧的两条边,存在与专利文献1同样的问题。
进而,如图35(a)所示,专利文献1中所公开的曝光装置,通过以独立的四个支架部Ha、Hb、Hc、Hd(其中Hc、Hd可移动)来吸附保持掩模M的四条边,无需更换掩模架,也能够对应尺寸不同的多个掩模M。如图35(b)以及(c)所示,周缘部被吸附保持的掩模M因自重而产生了自重挠曲,在四边被保持的掩模M的情况,在X方向、Y方向上都是掩模M的中央部挠曲量最大,形成随着靠近周缘而挠曲量逐渐变小的复杂形状的三维挠曲。另外,关于大小尺寸不同的掩模M的挠曲形状,由于用于保持短边侧两缘部的支架部Hc、Hd之间的间距S不同,因此X方向的挠曲形状随着掩模M的大小而不同。该掩模M的挠曲成为掩模M与基板之间的间隙出现偏差的主要原因,有可能对曝光精度产生不良影响。但是,在专利文献1的曝光装置中,存在无法解决因更换尺寸不同的掩模而造成的平坦度(挠曲)变化的问题。
另外,在专利文献3中公开的曝光装置的掩模保持机构中,将设置于掩模长边侧的卡盘部的间距设定为长边长度一半的0.65~0.80倍,这样抑制了安装于掩模架的掩模的固有振动频率的下降,且无法使基于尺寸不同的掩模的自重挠曲的平坦度与尺寸无关联地保持一定,因此存在改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的,其第一目的在于提供一种曝光装置,其在使平坦度维持一定的状态下,能够对应尺寸不同的多个掩模。另外,第二目的在于提供一种曝光装置,其能够对应尺寸和可吸附区域不同的多个掩模,可靠地吸附保持掩模,能够防止因掩模落下等造成的损坏。第三目的在于提供一种曝光装置,其能够对应尺寸不同的多个掩模,并能够较容易地修正掩模的挠曲。
用于解决问题的手段
本发明的上述目的通过下述的结构来实现。
(1)一种曝光装置,具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;配置于所述基板台的上方,以保持大致矩形状的掩模的掩模台;以及对所述基板经所述掩模照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
掩模台基座侧构件;
能够分别吸附保持所述掩模的各边的四个掩模架;
多个引导机构,其分别设置在所述掩模台基座侧构件与用于吸附保持所述掩模短边侧的至少两个所述掩模架之间,能够引导所述短边侧的掩模架相对于所述掩模台基座侧构件向长边方向移动;
驱动机构,其使所述短边侧的掩模架相对于所述掩模台基座侧构件向长边方向移动;以及
倾斜角调整机构,其分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各引导机构之间、和所述各引导机构与所述短边侧的掩模架之间中的至少一方,能够调整所述掩模的倾斜角。
(2)根据(1)所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各引导机构之间、以及所述各引导机构与所述短边侧的掩模架之间。
(3)根据(1)或(2)所述的曝光装置,其特征在于,所述各引导机构分别具有安装于所述掩模台基座侧的导轨、和安装于所述掩模架侧的滑块构件,
所述倾斜角调整机构分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各导轨之间、和所述各滑块构件与所述短边侧的掩模架之间的至少一者中。
(4)根据1至3中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构为彼此高度不同的可更换的一对隔垫。
(5)根据(1)至(3)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构具有:
具备预定高度的隔垫;和
楔机构,该楔机构具有:设置于该隔垫的外侧,具有倾斜面的固定侧锥形构件;和具有滑动自如地接触上述倾斜面的倾斜面的活动侧锥形构件,该楔机构通过改变所述倾斜面的滑动接触位置可改变高度。
(6)根据(5)所述的曝光装置,其特征在于,所述楔机构通过由电动促动器驱动所述活动侧锥形构件,以调整所述倾斜角。
(7)根据(1)至(3)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构为通过通电控制能够改变高度的压电元件。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述驱动机构为气缸装置,其气缸主体固定在所述掩模台基座侧构件上,且其活塞前端固定在所述掩模架上。
(9)根据(8)所述的曝光装置,其特征在于,所述气缸装置具有以可移动的方式安装于所述掩模台基座侧构件上、带吸震器的止动件,使所述活塞与该止动件抵接而将所述掩模架定位到预定的位置上。
(10)根据(1)至(7)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述驱动机构为电动机。
(11)根据(10)所述的曝光装置,其特征在于,所述电动机使所述掩模架在至少三处的停止位置停止。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架,至少在相互接近的侧缘部,具有形成为比其余部分更薄壁的薄壁部。
(13)根据(1)至(11)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架,在相互接近的角部具有倒角部。
(14)根据(1)至(11)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架中的任一个掩模架,至少在相互接近的侧缘部具有从下表面延伸出的台阶部,并且所述另一个掩模架具有从上表面延伸出的台阶部,所述短边侧和长边侧的掩模架以所述台阶部彼此相互叠合的状态来吸附保持所述掩模。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述曝光装置还具有负压修正机构,该负压修正机构具有面对着所述掩模一个面的腔室(chamber),且对所述腔室内的气压和作用于所述掩模另一个面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的所述倾斜角。
(16)一种曝光装置,其具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;配置于所述基板台的上方,以保持大致矩形状的掩模的掩模台;以及对所述基板经所述掩模照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
一对第一掩模架,其能够吸附保持沿预定方向延伸的所述掩模的相对两边;
一对第二掩模架,其能够吸附保持沿与所述预定方向正交的方向延伸的所述掩模的相对的另外两边,并且能够向所述掩模的所述预定方向移动;
以及一对驱动机构,其分别使所述各第二掩模架向所述掩模的所述预定方向移动,
所述各第二掩模架具有并列于所述预定方向上的多列吸附槽,该吸附槽利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的另外两边侧。
(17)根据(16)所述的曝光装置,其特征在于,所述第二掩模架的所述吸附槽利用电磁阀来切换负压的供给和停止。
(18)根据(16)或(17)所述的曝光装置,其特征在于,所述各第一掩模架具有多个其他吸附槽,所述吸附槽在所述预定方向上分割设置,以利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的两边侧,
所述第一掩模架的所述其他吸附槽和所述第二掩模架的吸附槽,利用逐个设置于每个所述其他吸附槽和所述吸附槽中的各电磁阀,切换负压的供给和停止,且控制负压的大小。
(19)根据(16)~(18)中任一项所述的曝光装置,其特征在于,还具有负压修正机构,该负压修正机构具有面对着所述掩模一个面的腔室,并对所述腔室内的气压和作用于所述掩模另一个面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的挠曲。
(20)一种曝光装置,其具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;配置于所述基板台的上方,以保持大致矩形状的掩模的掩模台;以及对所述基板经所述掩模照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
一对掩模架,其利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的相对两边,且分别具有沿着该两边方向分割形成的多个吸附槽;和
负压修正机构,其具有面对着所述掩模一个面的腔室,对所述腔室内的气压和作用于所述掩模的另一个面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的挠曲。
(21)根据(20)所述的曝光装置,其特征在于,所述一对掩模架的所述多个吸附槽利用逐个设置于每个所述吸附槽中的电磁阀,切换负压的供给和停止,且控制负压的大小。
(22)一种曝光装置,其具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;配置于所述基板台的上方,以保持大致矩形状的掩模的掩模台;以及对所述基板经所述掩模照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
掩模台基座侧构件;
一对掩模架,其分别具有多个吸附槽,所述吸附槽利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的相对两边,并在沿着该两边的方向分割形成;以及
倾斜角调整机构,其分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各掩模架之间,以使所述各掩模架倾斜,并能够调整所述掩模的倾斜角。
(23)根据(22)所述的曝光装置,其特征在于,所述一对掩模架的所述多个吸附槽利用逐个设置于每个所述吸附槽中的各电磁阀,切换负压的供给和停止,并控制负压的大小。
发明效果
根据本发明的曝光装置,掩模台具有:掩模台基座;用于吸附保持掩模各边的四个掩模架;将短边侧的掩模架引导为能够相对于掩模台基座侧构件向长边方向移动的多个引导机构;以及使短边侧的掩模架向掩模的长边方向移动的驱动机构,因此,通过使短边侧的掩模架对应于掩模大小而移动,在不更换掩模架的情况下,也能够相应地吸附保持不同尺寸的多个掩模。另外,在掩模台基座侧构件与各引导机构之间、和各引导机构与短边侧的掩模架之间中的至少一方具有倾斜角调整机构,因此,无论掩模尺寸如何,也能够修正所安装的掩模的平坦度,将掩模与基板之间的间隙维持为一定,并提高曝光精度。
另外,根据本发明的曝光装置,掩模台具有:一对第一掩模架,其能够吸附保持沿预定方向延伸的掩模的相对两边;一对第二掩模架,其能够吸附保持沿与预定方向正交的方向延伸的掩模的相对的其他两边,且能够向掩模的预定方向移动;以及一对驱动机构,其分别使各第二掩模架向掩模的预定方向移动,因此,无需更换掩模架,能够吸附保持尺寸不同的多个掩模。另外,在各第二掩模架上,设置有多个并列在预定方向上的吸附槽,因此,即使可吸附区域对应于不同的掩模,也能够有效使用该可吸附区域,并能够可靠地吸附保持掩模。
另外,根据本发明的曝光装置,掩模台具有利用分割形成为多个的吸附槽来吸附保持掩模的相对两边的一对掩模架,因此,无需更换掩模架,也能够相应地吸附保持该两边长度不同的多种尺寸的掩模。另外,掩模架仅以该两边来保持掩模,从而即使更换为尺寸不同的掩模,掩模的挠曲形状也不会变化。进而,具有对面对着掩模一个面的腔室内的气压和作用于掩模另一个面上的气压赋予压力差,用于修正掩模挠曲的负压修正机构,因此,可利用负压修正机构来修正掩模的挠曲,能够将掩模与基板之间的间隙维持为一定,并维持高曝光精度。
另外,在具有配设于掩模台基座侧构件与各掩模架之间的倾斜角调整机构的情况下,也能够由倾斜角调整机构来修正掩模的挠曲,使掩模与基板之间的间隙保持一定,并能够提高曝光精度。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的曝光装置的主要部位立体图。
图2是图1所示的曝光装置的主视图。
图3是放大显示掩模台附近部分的立体图。
图4是沿着图3的A-A线的向视剖视图。
图5是从下方观察掩模台的仰视图。
图6是表示由倾斜角调整机构来修正尺寸不同的掩模的平坦度的状态的图。
图7是使短边侧掩模架移动的驱动机构的侧视图。
图8是变形例的驱动机构的侧面图。
图9是变形例的倾斜角调整机构的局部断裂侧视图。
图10是图9所示的楔机构的固定侧锥形构件的部分断裂侧视图。
图11(a)是图9所示的楔机构的活动侧锥形构件的侧视图,(b)是沿着B-B线的向视剖视图。
图12是表示利用第二实施方式的曝光装置的倾斜角调整机构来修正尺寸不同的掩模的平坦度的状态的图。
图13是表示利用第二实施方式的变形例的倾斜角调整机构来修正尺寸不同的掩模的平坦度的状态的图。
图14(a)是表示作为用于调整第三实施方式的固定掩模架与活动掩模架之间的段差的机构,由在侧缘部形成薄壁部的掩模架对掩模进行吸附保持的状态的立体图,(b)是沿着(a)的XIV-XIV线的剖视图;(c)是表示形成于侧缘部的薄壁部的第一变形例的、与(b)相对应的剖视图;(d)是表示形成于侧缘部的薄壁部的第二变形例的、与(b)相对应的剖视图,(e)是表示形成于侧缘部的薄壁部的第三变形例的、与(b)相对应的剖视图;(f)是表示形成于侧缘部的薄壁部的第四变形例的、与(b)相对应的剖视图。
图15是用于说明固定掩模架和活动掩模架之间形成段差的情况的剖视图。
图16(a)和(b)是表示作为用于调整第三实施方式的变形例的固定掩模架和活动掩模架之间的段差的机构,由角部设置有倒角部的掩模架来吸附保持掩模的状态的斜视图。
图17(a)是表示用于调整作为第三实施方式的另一变形例的固定掩模架和活动掩模架之间的段差的机构,由具有从侧缘部的上表面和下表面延伸的台阶部的掩模架来吸附保持掩模的状态的立体图,(b)是进一步具有调整螺栓的掩模架的沿着(a)中的XVII-XVII线的剖视图。
图18是表示第四实施方式的曝光装置的结构的侧视图。
图19是与第五实施方式的曝光装置的图4相对应的剖视图。
图20是表示第一、第二掩模架的吸附槽的配置与吸附保持于其上的大掩模的位置关系的一个例子的俯视图。
图21是第一、第二掩模架与各吸附槽相连接的气动电路图。
图22是用于使短边侧的第二掩模架移动的驱动机构的侧视图。
图23是变形例的驱动机构的侧视图。
图24是表示第一、第二掩模架与大掩模之间的位置关系的另一例子的俯视图。
图25是表示第一、第二掩模架与小掩模之间的位置关系的一个例子的俯视图。
图26是表示第一、第二掩模架与小掩模之间的位置关系的另一个例子的俯视图。
图27是第一、第二掩模架与各吸附槽相连接的变形例的气动电路图。
图28是与第六实施方式的曝光装置的图4相对应的剖视图。
图29是掩模架与各吸附槽相连接的气动电路图。
图30是表示尺寸不同的大小掩模与掩模架之间的位置关系的俯视图。
图31(a)是以掩模架来保持长边侧两边的掩模的俯视图,(b)是表示掩模的X方向挠曲状态的剖视图,(c)是表示掩模的Y方向挠曲状态的剖视图。
图32是本发明的第七实施方式的与图28相当的剖视图。
图33是变形例的倾斜角调整机构的局部截断侧视图。
图34(a)~(c)是表示掩模的角部的形状的图。
图35(a)是四条边被掩模架保持的掩模的俯视图,(b)是表示掩模的X方向挠曲状态的剖视图,(c)是表示掩模的Y方向挠曲状态的剖视图。
附图标记说明
1:曝光装置;10:掩模台;11:掩模台基座(掩模台基座侧构件);12:掩模保持框(掩模台基座侧构件)14:掩模架;14a:主吸附槽(吸附槽)14b:副吸附槽(吸附槽);20:基板台30:照明光学系统(照射机构);71:固定掩模架(掩模架);71d、72d:侧缘部;71e、72e:薄壁部;71f、72f:倒角部;71g、72g:台阶部;72:活动掩模架(短边侧掩模架、掩模架);73:线性导轨;73a:导轨;73b:滑块构件;74:气缸装置(驱动机构);74a:气缸主体;74b:活塞;76:吸震器;77:止动件;78:电动促动器;80、80A、80B:倾斜角调整机构;81:隔垫;83:楔机构;84:固定侧锥形构件;84a:固定侧锥形构件的倾斜面;85:活动侧锥形构件;85a:活动侧锥形构件的倾斜面;90:负压修正机构;91:热处理室(腔室,chamber);92:光学系统室(腔室);113、115、116、117:电磁阀;171:固定掩模架(第一掩模架);171a:主吸附槽(其他吸附槽);171b:副吸附槽(其他吸附槽);172:活动掩模架(第二掩模架);172a:主吸附槽(吸附槽);172b:副吸附槽(吸附槽);M:掩模;W:基板。
具体实施方式
以下,根据附图,对本发明的曝光装置的各实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是作为本发明第一实施方式的曝光装置的主要部位立体图,图2是主视图,图3是掩模台附近部分的放大图,图4是掩模台的俯视图。
如图1所示,本实施方式的曝光装置1具有:用于保持掩模M的掩模台10;用于保持玻璃基板(被曝光材料)W的基板台20;作为图案曝光用照射机构的照明光学系统30;基板台移动机构40,其使基板台20向X轴、Y轴、Z轴方向移动,并且对基板台20进行倾斜调整;以及用于支承掩模台10和基板台移动机构40的装置基座50。
此外,玻璃基板W(以下简称为“基板W”)与掩模M相对配置,在要将描绘于该掩模M上的掩模图案进行曝光转印的表面(掩模M的对置面侧)上涂布感光剂。
首先,从照明光学系统30开始进行说明。照明光学系统30具有:作为紫外线照射用光源的例如高压水银灯31;将从该高压水银灯31照射出的光进行聚光的凹面镜32;切换自如地配置于该凹面镜32的焦点附近的两种光学积分器33;用于改变光路方向的平面镜35、36和球面镜37;以及配置于该平面镜35与光学积分器33之间以开闭控制照射光路的曝光控制用开闭器34。
并且,在照明光学系统30中,在曝光时对曝光控制用开闭器34进行开启控制时,从高压水银灯31照射出的光,经由图1所示的光路L,作为图案曝光用的平行光垂直地照射到保持于掩模台10上的掩模M、以及保持于基板台20上的基板W的表面上。由此,将掩模M的掩模图案曝光转印到基板W上。
如图1~图3所示,掩模台10具有:中央部形成有矩形形状的开口11a的掩模台基座11;和安装于掩模台基座11的开口11a处,且能够沿X轴、Y轴、θ方向移动的掩模保持框(掩模台基座侧构件)12。
掩模台基座11由垂直设置于装置基座50上的支柱51以及设置于支柱51上端部的Z轴移动装置52支承,使其能够向Z轴方向移动(参照图2),且配置在基板台20的上方。Z轴移动装置52具有例如由电动机以及滚珠丝杠等构成的电动促动器或者气动气缸等,通过进行简单的上下动作,而使掩模台10升降到预定的位置。此外,Z轴移动装置52用于掩模M的更换或Z平台21的清扫等时。
如图4所示,在掩模台基座11的开口11a的周缘部上表面,多处配置有平面轴承13,设置于掩模保持框12的上端外周缘部的凸缘12a载置在平面轴承13上。由此,掩模保持框12经预定的间隙插入到掩模台基座11的开口11a中,因此,掩模保持框12只能分别向X轴、Y轴、θ方向移动相当于该间隙的距离。在掩模保持框12的中央部形成有用于使图案曝光用光通过的矩形形状的开口12b。
参照图5,在作为掩模保持侧构件一个例子的掩模保持框12的下表面侧具有:配置于开口12b长边侧的一对固定掩模架71;配置于开口12b短边侧的一对活动掩模架72;设置于掩模保持框12与各活动掩模架72之间的多个线性导轨(引导机构)73;以及作为使活动掩模架72沿着开口12b的长边移动的驱动机构的气缸装置74(参照图7)。另外,在线性导轨73与活动掩模架72之间,配置有倾斜角调整机构80。
如图5所示,在借助隔垫等固定于掩模保持框12下表面的一对固定掩模架71的下表面(基板W侧)设有:形成于长度方向中央处的主吸附槽71a;以及位于该主吸附槽71a的左右,从主吸附槽71a独立形成的副吸附槽71b。另外,在以可移动的方式配置于掩模保持框12下方的活动掩模架72的下表面,沿着大致整个长度形成有吸附槽72a。固定掩模架71和活动掩模架72的主吸附槽71a、副吸附槽71b和吸附槽72a,都是用于对未描绘有掩模M的掩模图案的周缘部进行吸附的槽,由未图示的真空式吸附装置分别吸附掩模M的四边,将掩模M保持为可自由装卸的状态。
主吸附槽71a、副吸附槽71b以及吸附槽72a分别经由未图示的切换阀与真空式吸附装置相连接,通过适当地切换切换阀,能够使任意的吸附槽处于工作状态。在此,根据加工多个倒角时对描绘于有效曝光区域上的图案进行配置等情况,掩模M的尺寸多少有些(例如10~20mm左右)不同,但固定掩模架71以及活动掩模架72能够相应地吸附保持这样的尺寸不同的掩模M。具体而言,主吸附槽71a、副吸附槽71b和吸附槽72a相互配合来吸附大尺寸的掩模M,主吸附槽71a和吸附槽72a相互配合来吸附保持小尺寸的掩模M。
如图4以及图6所示,线性导轨73由:安装于掩模台基座11侧(掩模保持框12)的导轨73a;以及安装于活动掩模架72侧,且由导轨73a引导的、能够向Y方向(开口12b的长边方向)移动的滑块构件73b(在附图所示的实施方式中,包括分别与一条导轨73a相对应的两个滑块构件73bi、73bo)构成。
作为活动掩模架72的驱动机构的一对气缸装置74与各活动掩模架72相对应地配置在其长度方向的大致中央位置,换而言之,其配置在掩模保持框12的短边的大致中央处,且沿长度方向延伸设置。如图7所示,在各气缸装置74中,气缸主体74a固定在掩模保持框12的下表面,活塞74b转动自如地嵌合到突起部72b的支承轴75中,该突起部72b从活动掩模架72向上方突出设置。由此,能够在后述的进行活动掩模架72的倾斜角调整时,吸收气缸装置74和活动掩模架72的角度变化以顺利地进行操作。
另外,在位于活塞74b的动作方向前方的掩模保持框12的下表面,固定有具有吸震器76的止动件77,在气缸装置74动作而活塞74b伸长时,经由吸震器76使突起部72b(活动掩模架72)与止动件77抵接,这样使活动掩模架72定位在预定的位置上而不会受到冲击。
止动件77的位置限制了安装大尺寸的掩模M时的活动掩模架72的位置,在气缸装置74的活塞74b被推入气缸主体74a内时的活动掩模架72的位置,即为安装小尺寸的掩模M时的活动掩模架72的位置。
如上所述,固定掩模架71、活动掩模架72、线性导轨73以及气缸装置74安装于掩模保持框12中,因此,这些构件能够与掩模保持框12一同相对于掩模台基座11向X轴、Y轴、θ方向移动。
并且,如图6所示,使气缸装置74动作,在安装大尺寸的掩模M时,使一对活动掩模架72同时向相互分离的方向(外侧)移动而增大了间隔(图6(a)),在安装小尺寸的掩模M时,使一对活动掩模架72同时向相互接近的方向(内侧)移动而缩小了间隔(图6(b)),由此能够容易应对尺寸不同的多个掩模M。
根据能够定位两个位置的本实施方式的气缸装置74,能够应对大小不同的两种尺寸的掩模M。此时,使一对气缸装置74同时动作,并使一对活动掩模架72总是位于左右对称的位置,由此不使两活动掩模架72的中央位置、即掩模M的中心移动,也能够更换掩模M。
图8是变形例的驱动装置的侧视图,具有吸震器76的止动件77利用例如电动促动器78能够向活塞74b的移动方向移动。由此,利用气缸装置74,能够使活动掩模架72的停止位置定位在三处以上的多个位置,还可定位在任意位置,能够应对尺寸不同的三个以上的掩模M或者尺寸的微小变化。
另外,也能够由电动机(未图示)代替气缸装置74来构成驱动装置,根据电动机,容易将多个停止位置设定在任意的位置,能够使活动掩模架72停止在该停止位置。
倾斜角调整机构80是能够调整一对活动掩模架72的角度即倾斜角的机构,在本实施方式中,彼此高度不同的、可更换的一对隔垫80a、80b配置在各滑块构件73b与短边侧的掩模架72之间。由此,对于两端被一对活动掩模架72吸附保持的掩模M赋予相对于长度方向中心C呈左右对称的倾斜角,能够进行修正以降低掩模M的挠曲,提高掩模M的平坦度。因此,能够尽量使掩模M的有效曝光区域中的掩模M与基板W之间的间隙均匀化。
另外,由于在尺寸大的掩模M中掩模M的挠曲也变大,因而对挠曲大的掩模M设定大角度的倾斜角。因此,在变更所更换的掩模M的尺寸时,也可以通过更换一对隔垫80a、80b来调整倾斜角。
另外,如图3以及图4所示,在掩模台基座11的上表面设置有掩模位置调整机构16,该掩模位置调整机构16使掩模保持框12沿X轴、Y轴、θ方向移动,以调整保持在该掩模保持框12上的掩模M的位置。
掩模位置调整机构16具有:安装在沿着掩模保持框12的X轴方向的一条边上的一台Y轴方向驱动装置16y;和安装在沿着掩模保持框12的Y轴方向的一条边上的两台X轴方向驱动装置16x。
Y轴方向驱动装置16y具有:设置于掩模台基座11上,且具有沿Y轴方向伸缩的操作杆56的驱动用促动器(例如电动促动器等)55;经由销支承机构57与操作杆56的前端连结的滑块58;以及导轨59,其安装于沿着掩模保持框12的X轴方向的边部,并可移动地安装有滑块58。
另一方面,X轴方向驱动装置16x也构成为与Y轴方向驱动装量16y同样的结构,其具有:设置于掩模台基座11上,且具有沿X轴方向伸缩的操作杆56的驱动用促动器55;经由销支承机构57与操作杆56的前端连结的滑块58;以及导轨59,其安装于沿着掩模保持框12的Y轴方向的边部,并可移动地安装有滑块58。
并且,在掩模位置调整机构16中,通过驱动一台Y轴方向驱动装置16y来使掩模保持框12向Y轴方向移动,并通过同等地驱动两台X轴方向驱动装置16x来使掩模保持框12向X轴方向移动。另外,通过驱动两台X轴方向驱动装置16x中的任一个,以使掩模保持框12向θ方向移动(绕Z轴旋转)。
进而,如图3所示,在掩模台基座11的上表面设置有:用于测量掩模M和基板W的对置面之间的间隙的间隙传感器17;用于确认掩模M的安装位置的校准照相机18。所述间隙传感器17和校准照相机18被保持为经由移动机构19能够向X轴、Y轴方向移动,且配置在掩模保持框12内。
移动机构19具有:保持架台25,其分别配置在掩模保持框12的Y轴方向上相互对置的两条边上,用于保持间隙传感器17和校准照相机18;线性导轨26、27,其将保持架台25支承为能够沿X轴、Y轴方向移动;以及驱动用促动器28、29,其使保持架台25向X轴、Y轴方向移动。
并且,在移动机构19中,利用线性导轨26和驱动用促动器28使保持架台25向X轴方向移动,利用线性导轨27和驱动用促动器29使保持架台25向Y轴方向移动。此外,移动机构19使用线性导轨和驱动用促动器使保持架台向X轴、Y轴方向移动,但也可以使用线性电动机等。
校准照相机18是从掩模背面侧对掩模M的表面的掩模侧校准标记(未图示)进行光学检测的装置,由焦点调整机构相对于掩模M进行接近或分离移动,由此进行焦点调整。
此外,如图3所示,在掩模台基座11的上表面,且在掩模台基座11的开口11a的X轴方向两端部,设置有根据需要来遮蔽掩模M两端部的遮盖光圈38。该遮盖光圈38利用电机、滚珠丝杠以及线性导轨等构成的遮盖光圈驱动机构39能够向X轴方向移动,以调整掩模M的两端部的遮蔽面积。此外,遮盖光圈38不仅可设置在开口11a的X轴方向两端部,也可同样地设置在开口11a的Y轴方向两端部。
如图1以及图2所示,基板台20设置在基板台移动机构40上,且具有上表面上配置有工件卡盘22的Z平台21。此外,工件卡盘22利用真空吸附来保持基板W。
基板台移动机构40具有:使基板台20向Y轴方向移动的Y轴进给机构41;使基板台20向X轴方向移动的X轴进给机构42;用于进行基板台20的倾斜调整,且使基板台20在Z轴方向上微动的Z倾斜调整机构43。
Y轴进给机构41具有:在装置基座50的上表面上沿着Y轴方向设置的一对线性导轨44;由线性导轨44支承为能够向Y轴方向移动的Y轴工作台45;以及使Y轴工作台45向Y轴方向移动的Y轴进给驱动装置46。线性导轨44具有:在装置基座50上沿着Y轴方向设置的导轨44a;固定在Y轴工作台45的下表面上,可移动地安装于导轨44a上的一对滑块44b;以及介于设置在导轨44a与滑块44b之间的未图示的滚动体。Y轴进给驱动装置46具有:固定在Y轴工作台45的下表面上的滚珠丝杠螺母46a;螺合于滚珠丝杠螺母46a中的滚珠丝杠轴46b;以及设置于装置基座50上,以旋转驱动滚珠丝杠轴46b的电动机46c。
并且,在Y轴进给机构41中,驱动Y轴进给驱动装置46的电动机46c,以使滚珠丝杠轴46b旋转,由此使Y轴工作台45与滚珠丝杠螺母46a一起沿着线性导轨44的导轨44a移动,并使基板台20向Y轴方向移动。
X轴进给机构42具有:在Y轴工作台45的上表面沿着X轴方向设置的一对线性导轨47;由线性导轨47支承为能够向X轴方向移动的X轴工作台48;以及使X轴工作台48向X轴方向移动的X轴进给驱动装置49。线性导轨47具有:在Y轴工作台45上沿着X轴方向设置的导轨47a;固定在X轴工作台48的下表面,且可移动地安装于导轨47a上的一对滑块47b;以及介于设置在导轨47a与滑块47b之间的未图示的滚动体。X轴进给驱动装置49具有:固定在X轴工作台48的下表面的未图示的滚珠丝杠螺母;螺合于该滚珠丝杠螺母中的滚珠丝杠轴49b;设置于Y轴工作台45上,以旋转驱动滚珠丝杠轴49b的电动机49c。
并且,在X轴进给机构42中,驱动X轴进给驱动装置49的电动机49c,以使滚珠丝杠轴49b旋转,由此使X轴工作台48与未图示的滚珠丝杠螺母一同沿着线性导轨47的导轨47a移动,并使基板台20向X轴方向移动。
Z-倾斜调整机构43具有:设置于X轴工作台48上的电动机43a;由电动机43a旋转驱动的滚珠丝杠轴43b;形成为楔状且螺合在滚珠丝杠轴43b上的楔状螺母43c;以及呈楔状突出设置在基板台20的下表面,且卡合在楔状螺母43c的倾斜面中的楔部43d。并且,在本实施方式中,Z-倾斜调整机构43共计配置有三台,其中,两台设置在X轴工作台48的X轴方向一端侧(图1的跟前侧),一台设置在其另一端侧(即图1的纸面侧,参照图2),且各自独立受到驱动控制。此外,Z-倾斜调整机构43的配置数目为任意数。
并且,在Z-倾斜调整机构43中,通过电动机43a旋转驱动滚珠丝杠轴43b,从而楔状螺母43c向X轴方向水平移动,该水平移动运动利用楔状螺母43c和楔部43d的斜面作用而被变换为高精度的上下微动运动,楔部43d沿Z方向微动。因此,通过以相同的量驱动三台Z-倾斜调整机构43,能够使基板台20向Z轴方向微动;而且,通过独立驱动三台Z-倾斜调整机构43,能够进行基板台20的倾斜调整。由此,使基板台20的Z轴、倾斜方向的位置微调整,能够使掩模M与基板W以预定的间隔平行对置。
此外,用于构成Y轴进给机构41、X轴进给机构42以及Z-倾斜调整机构43的、滚珠丝杠轴机构与电动机的组合结构也可以由线性电动机来置换。
另外,如图1以及图2所示,在本实施方式的曝光装置1中,设置有作为检测基板台20的位置的位置测量装置的激光测距装置60。该激光测距装置60用于测量在驱动基板台移动机构40时发生的基板台20的移动距离。
激光测距装置60具有:配设于基板台20上的X轴用镜64和Y轴用镜65;X轴测距器(测距器)61和偏向测量仪(测距器)62,其配设于装置基座50上,将激光(检测光)照射到X轴用镜64上,并接收由X轴用镜64反射的激光,以测量基板台20的位置;一台Y轴测距器(测距器)63,其将激光照射到Y轴用镜65上,并接收由Y轴用镜65反射出的激光,以测量基板台20的位置。并且,将基板台20的XY方向的位置检测信号输入至控制装置。
在如上所述那样构成的曝光装置1中,由倾斜角调整机构80对掩模M施加相对长度方向中心C呈左右对称的倾斜角,这样能够进行修正以降低掩模M的挠曲,并提高掩模M的平坦度。因此,能够尽量使掩模M的有效曝光区域中的掩模M与基板W之间的间隙均匀化。另外,在相对于图6(a)所示的大尺寸的掩模M而言,使用了图6(b)所示的更小尺寸的掩模M的情况下,使气缸装置74动作,使一对活动掩模架72向相互分离或接近的方向移动,能够相应地吸附保持尺寸不同的多个掩模M。进而,对应于尺寸不同的掩模M,利用倾斜角调整机构80来调整倾斜角,能够修正所安装的掩模M的挠曲量变动。由此,无论掩模M尺寸如何,都能够将掩模M与基板W之间的间隙维持为一定,维持高曝光精度。
接着,参照图9至图11,对倾斜角调整机构的变形例,进行详细说明。图9是作为倾斜角调整机构的一个例子的楔机构的局部截断侧视图,图10是楔机构的固定侧锥形构件的局部截断侧视图,图11是楔机构的活动侧锥形构件的侧视图以及剖视图。
倾斜角调整机构80由水平程度调整用隔垫81和楔机构83构成。隔垫81配置在位于内侧(掩模保持框12的中心侧)的滑块构件73bi的下表面与活动掩模架72之间,利用掩模架固定用螺栓82将活动掩模架72安装到滑块构件73bi的下表面。在位于比隔垫81更靠外侧的滑块构件73bo与活动掩模架72之间,在活动掩模架72的上表面,设置有用于施加向下外力的楔机构83。
该楔机构83具备:具有从活动掩模架72的外侧(图9中的左侧)向内侧倾斜的倾斜面84a的固定侧锥形构件84;具有与固定侧锥形构件84的倾斜面84a滑动自如地接触的倾斜面85a的活动侧锥形构件85;以及使活动侧锥形构件85向与隔垫81接合或分离的方向移动的作为活动侧锥形构件进给机构的进给螺钉86。进给螺钉86被保持在向固定侧锥形构件84的外侧突出设置的支架87上。在活动侧锥形构件85上形成有倾斜面85a和长孔85b,该倾斜面85a具有与固定侧锥形构件84的倾斜面84a相同的倾斜角,并与倾斜面84a滑动接触。
插通于活动掩模架72的螺栓孔72c中的固定侧锥形构件固定用的螺栓88贯穿固定侧锥形构件84的贯通孔84b以及活动侧锥形构件85的长孔85b,并固定到滑块构件73bo的下表面。
在这样的结构中,操作楔机构83的进给螺钉86,使活动侧锥形构件85向图9中的左右方向移动,改变倾斜面84a、85a的滑动接触位置,由此变更楔机构83的高度。由此,调整施加于比活动掩模架72的隔垫81更靠外侧(图9中的左侧)处的向下外力,并以隔垫81的位置为中心来改变活动掩模架72的倾斜度。
由此,对两端被一对活动掩模架72吸附保持的掩模M施加倾斜角,能够对掩模M进行修正以降低其挠曲度,并能够提高掩模M的平坦度。此外,也可以代替进给螺钉86,由未图示的电动促动器来驱动活动侧锥形构件85,由此来调整倾斜角。
另外,倾斜角调整机构80只要是能够调整一对活动掩模架72的角度的机构,则不作特别限定,除了上述说明的隔垫80a、80b或楔机构83以外,也可以由通过通电控制能够改变高度的压电元件(未图示)构成。
(第二实施方式)
图12是表示倾斜角调整机构与第一实施方式不同的第二实施方式的曝光装置的图。在本实施方式的曝光装置1中,倾斜角调整机构80配置地掩模保持框12与导轨73a之间。
根据这样的曝光装置1,与第一实施方式同样,无需更换掩模架,也能够相应地吸附保持不同尺寸的多个掩模。另外,无论掩模M的尺寸如何,都能够利用倾斜角调整机构80来调整倾斜角,并修正所安装的掩模M的平坦度,且能够将掩模M与基板W之间的间隙维持为一定,以提高曝光精度。此外,在本实施方式的情况下,随着掩模M尺寸的变更短边侧的活动掩模架72的吸附位置的高度也发生变化,因而需要在掩模台侧或基板台侧进行间隙调整。
(变形例)
图13是表示第二实施方式的变形例中的曝光装置1的图,在掩模保持框12与导轨73a之间配置有第一倾斜角调整机构80A,且在滑块构件73b与活动掩模架72之间配置有第二倾斜角调整机构80B。根据这样的曝光装置1,即使掩模保持框12的水平度多少有些倾斜,也能够由第一倾斜角调整机构80A将导轨73a的倾斜修正为水平。并且,由第二倾斜角调整机构80B来调整活动掩模架72的倾斜角,并修正随着掩模M的安装而发生的掩模M挠曲量的变化,将掩模M与工件W之间的间隙维持为一定,能够以高曝光精度来进行转印曝光。
(第三实施方式)
图14表示在第三实施方式的曝光装置中,在由倾斜角调整机构使活动掩模架倾斜时,用于调整固定掩模架与活动掩模架之间产生的段差的机构。
例如,如图15所示,在调整活动掩模架72的倾斜角时,有时在固定掩模架71与活动掩模架72之间产生高度差(段差),若该段差大,则支架71、72的刚性高,因此在活动掩模架72与掩模M之间产生间隙C,有可能对曝光精度造成不良影响。
因此,如图14所示,在固定掩模架71和活动掩模架72中,将彼此接近的侧缘部71d、72d的上表面侧切槽,而形成为比其余部分更薄的薄壁部71e、72e。在刚性减弱的薄壁部72e吸附保持掩模M时,从图14(b)中以虚线表示的位置到以实线表示的位置向掩模架72的板厚方向产生弹性变形,掩模架71、72与掩模M之间不产生间隙C地对掩模M进行吸附保持。
当将掩模架71、72的板厚设为h时,薄壁部71e、72e的厚度t优选为1/2h≤t≤2/3h。这是因为,若薄壁部71e、72e的厚度t为1/2h以下,则刚性过低,掩模架71、72有可能破损,而且,若厚度t为2/3h以上,则刚性过高,有可能在掩模架71、72与掩模M之间产生间隙C。
此外,如图14(c)、图14(d)所示,薄壁部71e、72e的前端可形成为截面三角形状或曲面形状,能够防止掩模架71、72与掩模M之间产生间隙C。另外,如图14(e)、图4(f)所示,薄壁部71e、72e未设置段差,但可以通过使侧缘部71d、72d设置为截面三角形状或曲面形状来形成,通过降低侧缘部71d、72d的刚性,能够防止在掩模架71、72与掩模M之间产生间隙C。
另外,作为用于调整固定掩模架71与活动掩模架72之间的段差的其他的机构,在图16(a)所示的掩模架71、72中,在相互接近的角部设置有倒角部71f、72f。由此,掩模架71、72的角部间的间距变长,掩模M容易变形,因此,在掩模M与掩模架71、72之间不产生间隙,而能够吸附保持。此外,优选在掩模架71、72的侧面与倒角部71f、72f相接合的棱线部施加呈曲面状的倒角,以防止集中应力的发生。另外,如图16(b)所示,如果将倒角部71f、72f的形状设成曲面形状,能够进一步降低集中应力的发生,则更为优选。
图17(a)表示用于调整固定掩模架71和活动掩模架72间的段差的另一其他机构,固定掩模架71具有从所接近的侧缘部71d的下表面延伸出的台阶部71g,活动掩模架72具有从侧缘部72d的上表面延伸出的台阶部72g。关于掩模架71、72,通过将台阶部71g、72g彼此叠合起来,从而能够增加按压掩模M的作用力,无间隙且可靠地吸附保持掩模M。
进而,如图17(b)所示,在固定掩模架71与活动掩模支架72叠合的台阶部72g设置有调整螺栓79,也可以调整固定掩模架71和活动掩模架72的高度,以使固定掩模架71与活动掩模架72的下表面(掩模保持面)不产生段差。在该情况下,在调整螺栓79的螺丝的前端部分,设置有特氟隆(Teflon,注册商标)等滑润材料79a,以防止固定掩模架71的台阶部71g的上表面71g1受到调整螺栓79的磨损。
此外,用于设置薄壁部71f、72f或台阶部71g、72g的位置并不局限于侧缘部71d,72d,也可以形成在掩模架71、72的整个周围。
(第四实施方式)
图18是表示第四实施方式的曝光装置结构的侧视图。如图18所示,本实施方式的曝光装置1采用负压修正机构90作为掩模M的倾斜角调整机构。掩模台10和基板台20的周围被热处理室91所遮蔽。在热处理室91的侧壁,设置有用于搬送基板W的开口91a。另外,掩模台10的上方被光学系统室92遮蔽,并且与光学系统室92相邻地配置有光源室93。在光学系统室92与光源室93之间配置有透明板94,从光源室93内的高压水银灯31照射出而穿过透明板94的曝光用光经过光路L,被引导至掩模M。
热处理室91经由供气路95与正压泵96连接,光学系统室92经由排气路97与负压泵98连接。CPU101分别利用传感器102来测量热处理室91和光学系统室92的压力,并适当地对正压泵96和负压泵98进行驱动控制。
根据本实施方式的曝光装置1,对应于来自间隙传感器17(参照图3)的信号和来自传感器102的信号,预先求出可修正掩模M的挠曲的压力差,并将其存储于CPU101中,据此使负压泵98和正压泵96动作,以对热处理室91内部加压,且使光学系统室92内部减压,通过在热处理室91与光学系统室92之间施加压力差,由此能够修正掩模M的挠曲。
根据本实施方式的曝光装置1,利用压力差来修正掩模M的挠曲,因此,适于整体地修正大掩模M的挠曲。另外,在热处理室91和光学系统室92中配设有未图示的温度调节装置,并进行温度管理以将热处理室91与光学系统室92之间的室内温度差控制为最小,则较为优选。这是因为,在掩模M的上表面侧,在较大空间(光学系统室92)内有气体流动,因此,易于冷却掩模M的上表面,但在作为掩模M的下表面侧的热处理室91中气体流动较少,因而难以被冷却,因此,可防止因掩模M的上下表面的温度差而产生的掩模M的热变形(膨胀或收缩)对掩模M的平坦度造成的影响。进而,作为热源的高压水银灯31被透明板94分隔开,因此,具有从高压水银灯31产生的热量难以传导到掩模M或基板W的优点,能够高精度地进行曝光转印。
此外,在上述实施方式中,例如,也能够同时设置倾斜角调整机构。
另外,在上述实施方式中,将掩模保持框12作为了掩模台基座侧构件,但是,也可以根据掩模台的结构,将掩模台基座11作为掩模台基座侧构件,并将固定掩模架71、活动掩模架72、线性导轨73、气缸装置74以及倾斜角调整机构80配置在掩模台基座11的下表面侧。
(第五实施方式)
以下,根据附图,对本发明的曝光装置的第五实施方式进行详细说明。此外,本实施方式在掩模台的结构方面与第一实施方式不同,对与第一实施方式同样或同等的部分标注同一附图标记,并省略或简略了其说明。
在本实施方式的掩模台10中,如图19、图20以及图22所示,在掩模保持框12的下表面侧具有:配置于开口12b的长边侧的作为第一掩模架的一对固定掩模架171;配置于开口12b的短边侧的作为第二掩模架的一对活动掩模架172;设置于掩模保持框12与各活动掩模架172之间的多个线性导轨(引导机构)73;以及使活动掩模架172沿着开口12b的长边移动的作为驱动机构的气缸装置74。
如图20所示,在借助隔垫等被固定于掩模保持框12下表面的一对固定掩模架171的下表面(基板W侧),沿预定方向(X方向)分割设置有:形成于长度方向中央的主吸附槽171a;以及在该主吸附槽171a左右从主吸附槽171a独立形成的副吸附槽171b。另外,活动掩模架172以可移动的方式配设在掩模保持框12的下方,在该活动掩模架172的下表面,在长边方向上排列为两列的主吸附槽172a和副吸附槽172b,沿着短边方向的大致整个长度形成。
固定掩模架171和活动掩模架172的各吸附槽171a、171b、172a、172b,分别是用于对掩模M的未描绘掩模图案的周缘部进行吸附的槽,且与真空式吸附装置110相连接(参照图21),分别对掩模M的4边进行吸附且装卸自如地保持。即,固定掩模架171吸附保持沿着预定方向(X方向)延伸的掩模M的相互对置的两边(长边),活动掩模架172吸附保持沿着与预定方向正交的方向(Y方向)延伸的掩模M的相互对置的两边(短边)。
如图21所示,固定掩模架171和活动掩模架172各自的主吸附槽171a、172a经由配管111与真空式吸附装置110相连接。另外,固定掩模架171的各副吸附槽171b经由配管112以及可进行接通/断开切换的电磁阀113与真空式吸附装置110相连接,活动掩模架172的各副吸附槽172b,经由配管114以及可进行接通/断开切换的电磁阀115与真空式吸附装置110相连接。电磁阀113、115使用了直动式或导向式(pilot)的电磁阀。
由此,在吸附保持掩模M时,始终通过配管111将真空式吸附装置110连接到固定掩模架171以及活动掩模架172的主吸附槽171a、172a上,并对其提供真空,并且通过电磁阀113、115的切换,选择性地将真空提供给固定掩模架171以及活动掩模架172的各副吸附槽171b、172b,能够使任意的吸附槽处于工作状态。在此,掩模M的尺寸以及图案的尺寸随着在施加多倒角时描绘于有效曝光区域中的图案的配置等而有若干(例如10~20mm左右)不同,但固定掩模架171和活动掩模架172能够相应地吸附保持这样的尺寸不同的掩模M。
在图20所示的实施例中,将电磁阀113切换到接通状态,并将电磁阀115切换到断开状态,固定掩模架171的主吸附槽171a和副吸附槽171b、活动掩模架172的主吸附槽172a处于工作状态。由此,大尺寸的掩模M被主吸附槽171a、172a和副吸附槽171b吸附保持。
如图19所示,线性导轨73由安装于掩模保持框12下表面的导轨73a,以及安装于活动掩模架172上,被导轨73a引导而能够沿X方向(开口12b的长边方向)移动的滑块构件73b构成。
另外,如图22所示,作为活动掩模架172的驱动机构的一对气缸装置74与各活动掩模架172相对应地配置在其长度方向的大致中央位置,换言之,配置在掩模保持框12的短边的大致中央处,并向长度方向延伸设置。各气缸装置74的气缸主体74a固定在掩模保持框12的下表面,其活塞74b转动自如地嵌合到自活动掩模架172向上方突出设置的突起部172c的支承轴75中。
另外,在位于活塞74b的动作方向前方的掩模保持框12的下表面,固定有具有吸震器76的止动件77,在气缸装置74动作且活塞74b伸长时,使突起部172c(活动掩模架172)经由吸震器76与止动件77抵接,这样使活动掩模架172定位到预定的位置而不会受到冲击。
止动件77的位置限制了安装大尺寸的掩模M时的活动掩模架172的位置,在气缸装置74的活塞74b被推入气缸主体74a内时的活动掩模架172的位置即为安装小尺寸的掩模M时的活动掩模架172的位置。
如上所述,固定掩模架171、活动掩模架172、线性导轨73以及气缸装置74安装在掩模保持框12中,因此,它们能够与掩模保持框12一起相对于掩模台基座11向X轴、Y轴和θ方向移动。
并且,在使气缸装置74动作,安装大尺寸的掩模M时,使一对活动掩模架172同时向相互分离的方向(外侧)移动而增大间隔,在安装小尺寸的掩模M时,使一对活动掩模架172同时向相互接近的方向(内侧)移动而缩小间隔,由此能够容易应对尺寸不同的多个掩模M。
根据能够定位于两处的本实施方式的气缸装置74,能够应对大小不同两种尺寸的掩模M。此时,通过同时使一对气缸装置74动作,使一对活动掩模架172始终位于左右对称位置,从而不必移动两活动掩模架172的中央位置、即掩模M的中心,也能够更换掩模M。
图23是变形例的驱动装置的侧视图,具有吸震器76的止动件77利用例如电动促动器78能够向活塞74b的移动方向移动。由此,利用气缸装置74,可将活动掩模架172的停止位置定位在3处以上的多个位置,进而定位在任意位置,能够对应尺寸不同的三个以上的掩模M或者尺寸的微小变化。
另外,也能够由电动机(未图示)代替气缸装置74来构成驱动装置,根据电动机,容易将多个停止位置设定在任意的位置,并能够使活动掩模架172停止在该停止位置。
作为掩模M的基材的玻璃基板使用了短边侧的两边长度大致一样,且长边侧的两边长度不同的多个玻璃基板,将掩模图案描画在该玻璃基板上。因此,根据形成于预定尺寸的玻璃基板上的掩模图案或图案配置的不同,残留于四条边周缘部的非图案区域、即掩模架171、172的可吸附区域的大小不同。
图20是表示保持掩模尺寸大且短边侧的可吸附区域小(掩模图案大)的掩模M的情况的例子,通过使活塞74b伸长到与止动件77抵接,并加大一对活动掩模架172的间距,以使副吸附槽172b位于掩模M的外侧,并增大图案区域。并且,使电磁阀113处于接通状态,且使电磁阀115处于断开状态,并中止副吸附槽172b的吸附动作(参照图21)。由此,掩模M被固定掩模架171的吸附槽171a、171b、和活动掩模架172的副吸附槽172b所吸附保持。
图24表示保持掩模尺寸大且短边侧可吸附区域大的掩模M的情况的例子,推进活塞74b而缩小一对活动掩模架172的间隔,使活动掩模架172的主吸附槽172a、副吸附槽172b位于掩模M的内侧。并且,使电磁阀113、115均处于接通状态,利用固定掩模架171的吸附槽171a、171b、活动掩模架172的吸附槽172a、172b来吸附且可靠地保持掩模M。在该情况下,掩模M的短边侧有效利用较大的可吸附区域并被两条吸附槽172a、172b吸附,因此,可提高保持力。
图25表示掩模尺寸较小且短边侧可吸附区域较大的情况的例子,将固定掩模架171的副吸附槽171b从掩模M卸下,因此,将电磁阀83切换到断开状态而中止副吸附槽171b的吸附动作,并且使电磁阀85处于接通状态,利用固定掩模架171的主吸附槽171a、活动掩模架172的主吸附槽172a以及副吸附槽172b来吸附保持掩模M。在该情况下,掩模M的短边侧由两条吸附槽172a、172b来吸附保持。
图26表示掩模尺寸较小且短边侧的可吸附区域较小的情况的例子,固定掩模架171的副吸附槽171b和活动掩模架172的副吸附槽172b被从掩模M卸下,因此,将电磁阀113、115均切换到断开状态,以中止副吸附槽171b、172b的吸附动作。由此,利用固定掩模架171的主吸附槽171a和活动掩模架172的主吸附槽172a来吸附保持掩模M,以对应于较小的掩模M。
在如上述那样构成的曝光装置1中,即使不更换掩模架,也能够应对不同尺寸的多个掩模,进而,能够对应于可吸附区域不同的多个掩模,有效利用可吸附区域并可靠地进行吸附保持。
此外,与第一、第二掩模架171、172的各吸附槽171a、171b、172a和172b相连接的气动电路,并不局限于上述实施方式,也可以根据图27所示的变形例来构成。具体而言,各固定掩模架171的主吸附槽171a与可进行接通/断开切换的各电磁阀116相连接,各活动掩模架172的主吸附槽172a与可进行接通/断开切换的各电磁阀117相连接。并且,这些电磁阀116、117经配管111与真空式吸附装置110相连接。另外,各固定掩模架171的副吸附槽171b与可进行接通/断开切换的各电磁阀113相连接,各电磁阀113经配管112与真空式吸附装置110相连接。进而,各活动掩模架172的副吸附槽172b与可进行接通/断开切换的各电磁阀115相连接,各电磁阀115,经由配管114与真空式吸附装置110相连接。
即,如该变形例那样,气动电路最大的情况也可以设置与吸附槽数目相对应的数量的电磁阀。通过这样在各个吸附槽171a、171b、172a、172b中逐个地设置电磁阀113、115、116、117,容易控制各吸附槽171a、171b、172a、172b的流量,能够进行最适当的吸附。特别是通过逐个控制各电磁阀113、115、116、117的负压,使各吸附槽171a、171b、172a、172b的负压相等,能够稳定地吸附掩模M。
此外,在具有第五实施方式的掩模台的曝光装置中,如图18所示,也能够采用可修正掩模M的挠曲的负压修正机构90。另外,掩模M的挠曲的修正机构不限定于利用压力差来修正挠曲的负压修正机构,与上述实施方式同样,也可以是高度不同的一对隔垫等,能够通过调整掩模架的安装角度来调整掩模的倾斜角的倾斜角调整机构。进而,也能够同时设置负压修正机构和倾斜角调整机构。
另外,在第五实施方式中,作为尺寸不同的掩模,使用了短边侧的两条边的长度大致相同,长边侧的两条边的长度不同的大小掩模进行了说明,但也可以使用长边侧的两条边的长度大致相同,短边侧的两条边的长度不同的掩模。
(第六实施方式)
以下,根据附图,对本发明的曝光装置的第六实施方式进行详细说明。此外,本实施方式在掩模台的结构方面与第一实施方式不同,对与第一实施方式同样或同等的部分标注同一附图标记,并省略和简化了其说明。
在本实施方式的掩模台中,如图28所示,在掩模保持框12的下表面,借助隔垫15固定有用于保持掩模M的一对掩模架14。掩模架14能够与掩模保持框12一起相对于掩模台基座11向X轴、Y轴、θ方向移动。此外,掩模架14也可以是不分割为两个,且两端呈矩形框状连接的一体型掩模架。
如图29所示,在一对掩模架14的下表面(基板W侧)分别设置有:形成于长度方向中央的主吸附槽14a;以及位于该主吸附槽14a的左右,从主吸附槽14a独立形成的一对副吸附槽14b。掩模架14的主吸附槽14a和副吸附槽14b,均是用于对掩模M的未描绘有掩模图案的长边侧两条边的周缘部进行吸附的槽。
主吸附槽14a以及副吸附槽14b分别经由可进行接通/断开切换的电磁阀113、115与真空式吸附装置110相连接。具体而言,各主吸附槽14a与可进行接通/断开切换的各电磁阀113相连接,各电磁阀113,经由配管111与真空式吸附装置110相连接。另外,各副吸附槽14b与可进行接通/断开切换的各电磁阀115相连接,各电磁阀115经由配管112与真空式吸附装置110相连接。因此,适当切换电磁阀113、115,利用提供给任意吸附槽的真空来分别吸附掩模M的两边,并装卸自如地保持。作为电磁阀113、115使用了直动式或导向式的电磁阀。
如图29所示,该气动电路最大的情况设置有与吸附槽数目相对应的数目的电磁阀。这样,通过在各个吸附槽14a、14b中逐个地设置电磁阀113、115,容易控制各吸附槽14a、14b的流量,能够进行最适吸附。特别逐个控制各电磁阀113、115的负压以使各吸附槽14a、14b的负压相等,由此能够稳定地吸附掩模M。此外,考虑到构件的件数,主吸附槽14a也可以不设置电磁阀而是经由配管111与真空式吸附装置110相连接,多个副吸附槽14b设置有公共的电磁阀115,并经由配管112与真空式吸附装置110相连接。
在此,有时掩模M的尺寸随着加工多倒角时描绘于有效曝光区域中的图案的配置等的不同有时多少存在差异(例如10~20mm左右),但掩模架14能够相应地吸附保持这样的不同尺寸(长边侧的长度)的掩模M。具体而言,如图30(a)所示,通过同时使主吸附槽14a和副吸附槽14b动作,以吸附保持较大尺寸的掩模ML,如图30(b)所示,仅仅使主吸附槽14a动作,以吸附保持较小尺寸的掩模MS
另外,在本实施方式的曝光装置中,也采用了图18所示的能够修正掩模M的挠曲的负压修正机构90。
在如上所述构成的曝光装置1中,在图31(a)所示的长边侧两边被一对掩模架14吸附保持的掩模M中,X方向的挠曲量一定(参照图31(b)),Y方向的挠曲量在中央部最大,且形成为随着靠近掩模M的长边侧周缘部而逐渐变小的抛物线状的挠曲(参照图31(c))。换而言之,掩模M的挠曲形成为二维形状的比较简单的挠曲形状。
因此,两边被吸附保持的本实施方式的掩模M的挠曲与四边被保持的掩模M的挠曲相比,其挠曲的绝对值大,但与四边被保持的情况下的复杂的三维挠曲(参照图35)相比,X方向的挠曲量形成为一定的简单的挠曲形状。因此,(X方向的挠曲无需修正),通过由负压修正机构90对掩模M的两面施加压力差,能够容易且高精度地修正Y方向的挠曲,从而提高掩模M的平坦度。由此,能够尽量使掩模M的有效曝光区域中的掩模M与基板W之间的间隙均匀化,从而能够获得高曝光精度。
另外,通过切换副吸附槽14b的吸附动作,能够吸附保持图31(a)所示的大尺寸的掩模ML和图31(b)所示的小尺寸的掩模MS,从而能够对应于长边侧尺寸不同的多个掩模M。进而,即使掩模M的长边侧尺寸不同,在X方向挠曲量为一定的状态下,Y方向的挠曲形状不改变,因此,实际上不调整负压修正机构90,也能够容易修正随着各掩模M的更换而产生的掩模M的挠曲量。
(第七实施方式)
接着,参照掩模台的纵剖视图(图32),对具有倾斜角调整机构的本发明的第七实施方式的曝光装置进行详细说明。
如图32所示,在掩模保持框12中,在开口12b的两长边侧的下表面,经倾斜角调整机构80安装有一对掩模架14。
倾斜角调整机构80是能够调整一对掩模架14的角度即倾斜角的机构,在本实施方式中,彼此高度不同的可更换的一对隔垫80a、80b配置在掩模保持框12与掩模架14之间。由此,使一对掩模架14相对于水平方向倾斜,由一对掩模架14对两端被吸附保持的掩模M施加相对于长度方向中心C而言左右对称的倾斜角,能够进行修正以降低掩模M的挠曲,从而提高掩模M的平坦度。因此,能够尽量使掩模M的有效曝光区域中的掩模M与基板W之间的间隙均匀化。
根据这样的曝光装置1,也与第六实施方式同样,即使掩模M的长边侧的尺寸不同,在X方向的挠曲量保持为一定的状态下,Y方向的挠曲形状不发生改变,因此,实际上不调整倾斜角调整机构80,也能够容易修正随着各掩模M的更换而产生的掩模M的挠曲量。
此外,如图33所示,作为本实施方式的倾斜角调整机构,也可以适用图9~图11所示的倾斜角调整机构的变形例。
此外,在所述实施方式中,能够同时设置倾斜角调整机构等。
另外,对于掩模,以短边侧两边的长度大致一样且长边侧两边的长度不同的大小两个掩模为例进行了说明,但也可以是长边侧两边的长度大致一样且短边侧两边的长度不同的掩模,在该情况下,掩模架构成为具有并列于短边方向上的多列吸附槽。
另外,在本实施方式中,将掩模保持框12作为了掩模台基座侧构件,但是,根据掩模台的结构不同,也可以将掩模台基座11作为掩模台基座侧构件,在该情况下,掩模架14和倾斜角调整机构80配置在掩模台基座11的下表面侧。
此外,本发明并不局限于上述各实施方式,也能够进行适当的变形和改良等。另外,本发明在可实施的范围内,能够适用各实施方式的组合。
所谓的本发明的大致矩形状的掩模,只要是四个掩模架或一对掩模架具有可吸附的四边的结构即可,如图14、图16所示,掩模不限于使角部相邻的两边以90°±1°相交的情况,例如,如图34(a)~(c)所示,还包括角部被切除的情况。
本发明基于2010年6月17日申请的日本专利申请(特愿2010-138505)、2010年6月17日申请的日本专利申请(特愿2010-138506)、2010年6月23日申请的日本专利申请(特愿2010-142856)、2011年5月31日申请的日本专利申请(特愿2011-122231)、2011年5月31日申请的日本专利申请(特愿2011-122232)、以及2011年5月31日申请的日本专利申请(特愿2011-122233),通过引用,将这些申请的内容合并于此。

Claims (23)

1.一种曝光装置,具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;掩模台,其配置于所述基板台的上方,用于保持大致矩形状的掩模;以及经所述掩模对所述基板照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,所述掩模台具有:
掩模台基座侧构件;
四个掩模架,能够分别吸附保持所述掩模的各边;
多个引导机构,分别设置在所述掩模台基座侧构件与用于吸附保持所述掩模短边侧的至少两个所述掩模架之间,能够引导所述短边侧的掩模架相对于所述掩模台基座侧构件向长边方向移动;
驱动机构,使所述短边侧的掩模架相对于所述掩模台基座侧构件向长边方向移动;以及
倾斜角调整机构,分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各引导机构之间、和所述各引导机构与所述短边侧的掩模架之间中的至少一方,并能够调整所述掩模的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各引导机构之间以及所述各引导机构与所述短边侧的掩模架之间。
3.根据权利要求1或2所述的曝光装置,其特征在于,
所述各引导机构分别具有安装于所述掩模台基座侧的导轨和安装于所述掩模架侧的滑块构件;
所述倾斜角调整机构分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各导轨之间、和所述各滑块构件与所述短边侧的掩模架之间中的至少一方。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构为彼此高度不同且可更换的一对隔垫。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其特征在于,
所述倾斜角调整机构具有:
具备预定高度的隔垫;和
楔机构,该楔机构通过改变所述倾斜面的滑动接触位置能够变更高度,且该楔机构具有固定侧锥形构件和活动侧锥形构件;该固定侧锥形构件设置于该隔垫的外侧,且具有倾斜面;该活动侧锥形构件具有滑动自如地与上述倾斜面接触的倾斜面。
6.根据权利要求5所述的曝光装置,其特征在于,所述楔机构通过由电动促动器驱动所述活动侧锥形构件,以调整所述倾斜角。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述倾斜角调整机构是可通过通电控制改变高度的压电元件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述驱动机构为气缸装置,该气缸装置的气缸主体固定在所述掩模台基座侧构件上,且该气缸装置的活塞前端固定在所述掩模架上。
9.根据权利要求8所述的曝光装置,其特征在于,所述气缸装置具有止动件,该止动件具有吸震器且以可移动的方式安装于所述掩模台基座侧构件上;并且,使所述活塞与该止动件抵接,以将所述掩模架定位到预定的位置上。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的曝光装置,其特征在于,所述驱动机构为电动机。
11.根据权利要求10所述的曝光装置,其特征在于,所述电动机使所述掩模架停止在至少三处的停止位置上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架,至少在相互接近的侧缘部,具有形成为比其余部分更薄的薄壁部。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架,在相互接近的角部具有倒角部。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的曝光装置,其特征在于,用于吸附保持所述掩模短边侧的所述掩模架和用于吸附保持所述掩模长边侧的所述掩模架中的任一个掩模架,至少在相互接近的侧缘部,具有从下表面延伸出的台阶部,并且所述另一个掩模架具有从上表面延伸出的台阶部,
所述短边侧和长边侧的掩模架以所述台阶部彼此相互叠合的状态来吸附保持所述掩模。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的曝光装置,其特征在于,还具有负压修正机构,该负压修正机构具有面对所述掩模一表面的腔室,且对所述腔室内的气压和作用于所述掩模另一个表面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的所述倾斜角。
16.一种曝光装置,具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;掩模台,其配置于所述基板台的上方,用于保持大致矩形状的掩模;以及经所述掩模对所述基板照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,所述掩模台具有:
一对第一掩模架,能够吸附保持沿预定方向延伸的所述掩模的相对两边;
一对第二掩模架,能够吸附保持沿与所述预定方向正交的方向延伸的所述掩模的相互对置的另外两边,并且能够向所述掩模的所述预定方向移动;以及
一对驱动机构,分别使所述各第二掩模架向所述掩模的所述预定方向移动,
所述各第二掩模架具有并列于所述预定方向上的多列吸附槽,该吸附槽利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的另外两边侧。
17.根据权利要求16所述的曝光装置,其特征在于,所述第二掩模架的所述吸附槽利用电磁阀来切换负压的供给和停止。
18.根据权利要求16或17所述的曝光装置,其特征在于,
所述各第一掩模架具有多个其他吸附槽,该其他吸附槽在所述预定方向上分割设置,以利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的两边侧,
所述第一掩模架的所述其他吸附槽和所述第二掩模架的吸附槽,利用逐个设置于所述其他吸附槽和所述吸附槽中的各电磁阀,切换负压的供给和停止,且控制负压的大小。
19.根据权利要求16~18中任一项所述的曝光装置,其特征在于,还具有负压修正机构,该负压修正机构具有面对着所述掩模一表面的腔室,且对所述腔室内的气压和作用于所述掩模的另一表面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的挠曲。
20.一种曝光装置,具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;掩模台,其配置于所述基板台的上方,用于保持大致矩形状的掩模;以及经所述掩模对所述基板照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
一对掩模架,利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的相对两边,且分别具有沿着该两边的方向分割形成的多个吸附槽;和
负压修正机构,具有面对着所述掩模一表面的腔室,对所述腔室内的气压和作用于所述掩模的另一表面上的气压赋予压力差,以修正所述掩模的挠曲。
21.根据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于,所述一对掩模架的所述多个吸附槽利用逐个设置于所述吸附槽中的各电磁阀,切换负压的供给和停止,且控制负压的大小。
22.一种曝光装置,具有:载置有作为被曝光材料的基板的基板台;掩模台,其配置于所述基板台的上方,用于保持大致矩形状的掩模;以及经所述掩模对所述基板照射图案曝光用光的照射机构;其特征在于,
所述掩模台具有:
掩模台基座侧构件;
一对掩模架,分别具有多个吸附槽,所述吸附槽利用所提供的负压来吸附保持所述掩模的相对两边,并在沿着该两边的方向分割形成;以及
倾斜角调整机构,分别设置在所述掩模台基座侧构件与所述各掩模架之间,以使所述各掩模架倾斜并能够调整所述掩模的倾斜角。
23.根据权利要求22所述的曝光装置,其特征在于,所述一对掩模架的所述多个吸附槽利用逐个设置于所述吸附槽中的各电磁阀,切换负压的供给和停止,并控制负压的大小。
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