CN102866588A - 曝光装置 - Google Patents

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池渊宏
冈谷秀树
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Abstract

本发明提供一种曝光装置,其能够防止或降低掩模与基板之间产生的按压力,从而防止或抑制基板的破裂。该曝光装置(100)在掩模保持架(11)或基板载置台(12)其中一方上设有多个配置在掩模(M)或基板(W)的周围,能够调节自身长度的间隙限制机构,当掩模与基板之间的间隙变成预期的间隙时,该间隙限制机构与掩模保持架(11)和基板载置台(12)中的另一方抵接。

Description

曝光装置
技术领域
本发明涉及一种曝光装置,更具体而言,涉及能够以接触方式和接近方式这两种曝光方法使用的曝光装置。
背景技术
目前,在制造液晶显示面板的彩色滤光片和半导体晶片的曝光装置中,使形成有图案的掩模与基板的主表面相对接近,在基板的主表面上,对图案进行曝光。例如,作为这样的曝光装置,可举出使基板与掩模密合的接触方式的装置、和在基板与掩模之间形成数十微米的间隙来配置掩模与基板的接近方式的装置等。
然而,当对基板使用这样的曝光装置时,在对基板使用时,有时会产生无法预料的问题。即,在使用上述接触方式的情况下,当基板与掩模接触时,会出现基板破裂的情形。另一方面,即使是接近方式的曝光装置,也会出现基板与掩模接触的情形,与上述接触方式的情形一样,同样可能发生基板的破裂。
即,当使掩模与基板相对接近时,掩模与基板接触,使它们进一步接近的按压力将集中施加在基板的与掩模接触的部分,因此会导致应力集中,最终使基板破裂。
另外,作为以往的曝光装置,提出了一种具备用于对半导体晶片与掩模接触时掩模施加于半导体晶片的按压力进行缓冲的缓冲机构的曝光装置(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-299208号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中记载的曝光装置中,是一种利用步进电机驱动基板的接触式曝光装置,并没有考虑与接近方式的兼用。
本发明的目的在于提供一种曝光装置,其是能够应用于基板上制造彩色滤光片和光取向膜的光刻工序中所采用的接触方式和接近方式这两种曝光方式的曝光装置,能够防止或降低掩模与基板之间产生的按压力,从而防止或抑制基板的破裂。
本发明的上述目的,通过下述方式实现。
(1)一种曝光装置,包括:用于保持形成有图案的掩模的掩模保持架;固定该掩模保持架的掩模载置台;沿上下方向驱动该掩模载置台的掩模上下驱动机构;用于保持基板的基板载置台;沿上下方向驱动该基板载置台的基板上下驱动机构;和借助上述掩模向上述基板照射曝光用光的照明光学系统,上述曝光装置使上述掩模与上述基板的主表面相对接近,能够以用于将上述图案转印到上述基板的主表面而使用的接近方式和接触方式这两种方式进行曝光,其特征在于:
在上述掩模保持架和上述基板载置台的其中一方上,设有多个配置在上述掩模或上述基板的周围,并能够调节自身长度的间隙限制机构,
当上述掩模与上述基板之间的间隙变成预期的间隙时,上述间隙限制机构与上述掩模保持架和上述基板载置台中的另一方抵接。
其中,在此所述的预期的间隙在接触方式的情况下是0。
(2)上述(1)中所述的曝光装置,其特征在于:
具备破裂防止机构,该破裂防止机构配置在上述掩模载置台与掩模侧基体之间、或上述基板载置台与基板侧基体之间中的至少一方,用于缓冲或避免上述掩模与上述基板接触时所产生的按压力。
(3)上述(2)中所述的曝光装置,其特征在于:
上述破裂防止机构具有缓冲部件,该缓冲部件基于弹性变形来缓冲上述按压力。
(4)上述(3)中所述的曝光装置,其特征在于:上述缓冲部件为弹簧。
发明效果
根据本发明的曝光装置,在掩模保持架和基板载置台的其中之一上,设有多个配置在掩模或基板的周围,并能够调节自身长度的间隙限制机构,当掩模与基板之间的间隙变成预期的间隙时,间隙限制机构与掩模保持架和基板载置台中的另一方抵接。因此,由于在能够兼用接触方式和接近方式的曝光装置中,使掩模与基板相对接近,当掩模与基板之间的间隙变成预期的间隙时,间隙限制机构与掩模保持架和基板载置台中的另一方抵接,所以能够防止或降低掩模与基板之间产生的按压力,从而防止或抑制基板的破裂。
附图说明
图1是本发明的曝光装置的示意图。
图2是表示以接触方式使用本发明的曝光装置时的间隙限制机构的状态的示意图。
图3是表示以接近方式使用本发明的曝光装置时的间隙限制机构的状态的示意图。
图4是表示本发明的曝光装置的变形例的示意图。
符号说明
100  曝光装置
M    掩模
W    基板
W1   基板的主表面
11   掩模保持架
12   基板载置台
13   掩模载置台
14   装置主体
17   掩模上下驱动机构
19   间隙用致动器(间隙限制机构)
25   弹簧(缓冲部件、破裂防止机构)
27   通孔
30   支柱
41   基板上下驱动机构
42   照明光学系统
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的一个实施方式的曝光装置进行说明。
图1所示的本实施方式的曝光装置100在基板W的主表面W1上形成图案的光刻工序中,能够在配置成使掩模M与基板W密合的接触方式、或配置成例如在基板W与掩模M之间隔开10μm~30μm的间隙的接近方式中的任一种曝光方法中使用。
曝光装置100包括:用于保持形成有图案的掩模的掩模保持架11;固定掩模保持架11的掩模载置台13;驱动掩模载置台13相对于掩模侧基体14沿上下方向移动,使基板W与掩模M接近和分离的掩模上下驱动机构17;用于保持基板W的基板载置台12;驱动基板载置台12相对于基板侧基体14沿上下方向移动,使基板W与掩模M接近和分离的基板上下驱动机构41;和借助掩模M对基板W照射曝光用光的照明光学系统42。
掩模上下驱动机构17只要具备电动机与滚珠丝杠的组合、直线电动机或汽缸中的至少其中之一即可。另外,基板上下驱动机构41也只要具备电动机与滚珠丝杠的组合或直线电动机的至少其中之一即可。另外,由于具备多个掩模上下驱动机构17或基板上下驱动机构41,因此能够调节掩模M或基板W的斜度(tilt)。
在掩模保持架11上,设有支承掩模保持架11的支柱30,支柱30借助形成于掩模载置台13上的通孔27,支承在设有掩模上下驱动机构17的掩模侧基体14上,并能够移动。
另外,在设有掩模上下驱动机构17的掩模侧基体14上,设有多个定位摄像机(alignment camera)18。
而且,在掩模保持架11设有多个(本实施方式中为4个)配置于掩模M的周围,能够调节自身长度的作为间隙限制机构的间隙用致动器(actuator)19。作为间隙用致动器19,例如由电动机与滚珠丝杠的组合、或汽缸和活塞等构成。在间隙用致动器19的顶端部,具有能够与基板载置台12抵接的抵接部19a。
如图2所示,在以接触方式使用曝光装置100的情况下,配置于掩模保持架11的间隙用致动器19预先调节自身的长度,以使得当掩模M与基板W之间的间隙变成0时与基板载置台12抵接。
由此,当使掩模M与基板W相对接近,从而使得掩模M与基板W之间的间隙变成0时,间隙用致动器19与基板载置台12抵接,因此能够防止或降低掩模M与基板W之间产生的按压力,从而防止或抑制基板W的破裂。
另外,如图3所示,在以接近方式使用曝光装置100的情况下,配置于掩模保持架11的间隙用致动器19预先调节自身的长度,以使得当掩模M与基板W之间的间隙变成预期的间隙g时与基板载置台12抵接。
由此,当使掩模M与基板W相对接近,从而使得掩模M与基板W之间的间隙变成预期的间隙g时,间隙用致动器19与基板载置台12抵接,因此能够防止或降低掩模M与基板W之间产生的按压力,从而防止或抑制基板W的破裂。即,即使在掩模M与基板W之间的间隙变成预期的间隙g的情况下,例如,尽管也存在由于掩模M的弯曲等而使得掩模M与基板W接触的可能性,但即使在这种情况下,也能够通过间隙用致动器19的作用降低掩模M与基板W之间的按压力。
此外,为了缓冲或避免在基板W与掩模M接触时产生的掩模M对基板W施加的按压力,在曝光装置100中设有破裂防止机构。具体而言,如图2所示,在支柱30的周围,在掩模载置台13与掩模上下驱动机构17之间,设有作为基于自身的弹性变形而对向基板W施加的按压力进行缓冲的缓冲部件的线圈状盘簧(coil spring)25。
通过该破裂防止机构,使得施加在基板W的主表面W1上的按压力降低,在能够兼用接触方式和接近方式的曝光装置100中,也能够进一步防止或抑制基板W的破裂。
弹簧25只要具有作为弹簧的特性,无论采用何种形状均可,例如可采用板状、线圈状等形状的弹簧。通过改变弹簧的材质或形状,能够容易地使弹簧的基于弹性变形的弹力大小发生各种各样的变化。所使用的弹簧的弹簧常数设定为,在考虑到基板厚度的偏差等的基础上,使弹簧的基于弹性变形的弹力小到不致引发基板破裂的程度。
需要说明的是,缓冲部件也可以使用弹性橡胶等代替弹簧。
因此,在使掩模M与基板W接近,使得由于掩模M的弯曲等而使得掩模M与基板W接触的情况下,通过使弹簧25弹性变形而压缩其形状,也能够缓冲由掩模M对基板W施加的按压力。由此,能够抑制基板W的破裂和破坏。特别是,掩模载置台13与装置主体14通过构成破裂防止机构的弹簧25连接,因此,掩模载置台13乃至固定于其上的掩模M,能够根据基板W的厚度(凹凸)适度变位。其结果是,基板W与掩模M在大范围内形成接触,按压力从一点被分散而作用于广大的范围,因此,能够使施加在某特定部分的应力集中得到缓和,防止基板W的破裂和破坏等。
需要说明的是,在本实施方式中,记载了使用缓冲部件作为曝光装置100的破裂防止机构的情况,但本发明并非限定于此,例如也可以采用利用了空气或油压等非压缩性流体的减振器(damper)等构成破裂防止机构。
此外,本发明并不限于上述实施方式,可适当地进行变形、改良等。
在上述实施方式中,作为间隙限制机构的间隙用致动器19,在掩模保持架11上,配置在掩模M的周围,但也可以在基板载置台12配置在基板W的周围。在该情况下,在掩模M与基板W之间的间隙变成预期的间隙时,配置于基板载置台12的间隙用致动器19与掩模保持架11抵接。
另外,作为本发明的破裂防止机构,配置在掩模载置台13与掩模侧基体14之间,但也可以配置在基板载置台12与基板侧基体40之间,此外,也可以配置在掩模载置台13与掩模侧基体14之间、或基板载置台12与基板侧基体40之间中的任一位置。
例如,如图4所示,破裂防止机构既可以是在基板载置台12与基板侧基体40之间具有弹簧25或板簧26等缓冲部件的机构,或者也可以将弹簧25、板簧26代之以由采用非压缩性流体的减振器构成。
而且,在本发明中,掩模保持架通过使掩模的上方成为密闭空间,进行真空吸引以消除掩模的挠曲,能够进一步可靠地防止基板的破裂。

Claims (4)

1.一种曝光装置,包括:用于保持形成有图案的掩模的掩模保持架;固定所述掩模保持架的掩模载置台;沿上下方向驱动所述掩模载置台的掩模上下驱动机构;用于保持基板的基板载置台;沿上下方向驱动所述基板载置台的基板上下驱动机构;和借助所述掩模向所述基板照射曝光用光的照明光学系统,所述曝光装置使所述掩模与所述基板的主表面相对接近,能够以用于将所述图案转印到所述基板的主表面而使用的接近方式和接触方式这两种方式进行曝光,其特征在于,
在所述掩模保持架和所述基板载置台中的其中一方上,设有多个配置在所述掩模或所述基板的周围,并能够调节自身的长度的间隙限制机构,
当所述掩模与所述基板之间的间隙变成预期的间隙时,所述间隙限制机构与所述掩模保持架和所述基板载置台中的另一方抵接。
2.如权利要求1所述的曝光装置,其特征在于:
具备破裂防止机构,所述破裂防止机构配置在所述掩模载置台与掩模侧基体之间、或所述基板载置台与基板侧基体之间中的至少一方,用于缓冲或避免所述掩模与所述基板接触时所产生的按压力。
3.如权利要求2所述的曝光装置,其特征在于:
所述破裂防止机构具有缓冲部件,所述缓冲部件基于弹性变形来缓冲所述按压力。
4.如权利要求3所述的曝光装置,其特征在于:
所述缓冲部件为弹簧。
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