CN1991593B - 支持机构及使用支持机构的掩模载台 - Google Patents

Abstract

一种支持机构，通过多个支持体支持掩模等平板时，可以补偿自重变形，并在保持平面的状态下对平板进行支持。在载台基座(11)上设置合计4个以上的高度不变的固定式支持体(1)、及高度可变的变位式支持体(2)。固定式支持体(1)具有通过旋转轴承安装在台座上的真空吸附部。变位式支持体(2)具有：使轴上下运动的气缸；通过旋转轴承安装在轴顶端的真空吸附部；限制轴的动作并固定高度的单元。由固定式支持体(1)的真空吸附部从背面保持掩模(20)，并在3点支持掩模(20)，并且对变位式支持体(2)的气缸只施加抵消掩模(20)自重变形的推力，并将掩模(20)顶起固定在所述位置，并由真空吸附部从背面保持掩模(20)。

Description

支持机构及使用支持机构的掩模载台

技术领域

本发明涉及一种通过多个支持体对掩模等平板进行支持的支持机构、及使用了该支持机构的掩模载台(mask stage)，适用于照射曝光光将掩模图形转印到工件上的曝光装置，或通过掩模只对涂抹了粘接剂的区域进行紫外线照射，来粘合2张面板的粘合装置等。

背景技术

例如，曝光装置，使曝光光通过形成图形的掩模(也称作中间掩模(reticule))，照射在涂抹了感光剂的工件上，将掩模的图形转印到工件上；以及粘合装置，如液晶面板的粘合工序等，通过形成了遮光部的掩模只对涂抹了粘接剂的区域进行紫外线照射，来粘合2张面板，在上述曝光装置及粘合装置中，形成上述图形和遮光部的掩模，在装置内被固定保持在掩模载台上。

保持上述掩模的掩模载台，例如记载于专利文献1、专利文献2、专利文献3等。

专利文献1中记载的是，在掩模载台的周边部设置真空吸附机构，并通过真空吸附来保持掩模。

并且，专利文献2、3中记载的是，用3点支持体对掩模保持框、或者掩模保持支架进行支持。

图6表示现有的掩模载台的结构。

掩模载台10主要具备：保持掩模20的载台基座11；及载台移动机构12，使载台基座11在XYθ(掩模平面内正交的2个方向、及与该平面正交的轴周围的旋转)，根据情况不同也使其在Z方向(对于掩模平面正交的方向)移动。

在载台基座11上设有开口11a，经由掩模20照射到工件(无图示)上的光(曝光光·紫外线)通过该开口。

并且，在上述开口11a的周边部形成用于保持掩模20的真空吸附槽11b，通过对掩模20的周边部进行吸附，将掩模20保持固定在载台基座11上。

由于掩模20四周都被吸附保持在载台基座11上，因此载台基座11的平面度需要高精度地进行加工。

当载台基座11的平面度差时，被转印到工件上的图形会产生歪斜，或光照射的位置错位等，曝光精度·光照射精度变差。

专利文献1：日本特开平11-186124号公报

专利文献2：日本特开平9-281717号公报

专利文献3：日本特开平10-335204号公报

被曝光的工件(例如印刷电路基板)或进行粘合的液晶面板逐年大型化。例如，进行粘合的液晶面板用的玻璃基板，出现了一边超过2m的。

由于随着工件的大型化，照射光(曝光光·紫外线)的区域也扩大，因此掩模也大型化。随着掩模的大型化，保持掩模的掩模载台的载台基座也大型化。

如图6所示的具有开口的大的载台基座11，难以进行平面度高的加工。对具有开口的部件进行平面加工原本就困难，并且当在平面加工之后设置开口时，在设置开口的加工时会发生变形或歪斜。

作为其对策，可以考虑改变通过载台基座对掩模四周进行吸附保持的方法，如上述专利文献2、3所示，将支持体立在载台基座上，并在3个点对掩模进行支持。

由于掩模基本上是平板，如图7所示，如果在载台基座11上设置3根支持体13、并对掩模20进行3点支持，则理想的是掩模20应该成为平面。但是，在掩模20为大型的情况下，在只有3点的支持中，如图7的箭头所示，在掩模20未被支持的部分产生自重变形。当掩模20变形时，如上所述转印的图形产生变形、光照射位置错位等，曝光精度·光照射精度变差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于，在通过多个支持体对掩模等平板进行支持时，可以补偿自重变形，并在保持平面的状态下支持平板。

在本发明中，如下所述地解决上述问题。

(1)在通过多个支持体支持平板的支持机构中，在基座上设置合计4个以上的高度不变的固定式支持体、和高度可变的变位式支持体。

上述固定式支持体，通过旋转轴承安装在台座上，该台座被安装在上述基座上，并具有从背面保持上述平板的真空吸附部，上述变位式支持体具有：使轴上下运动的气缸；与上述轴连结的板状体；保持单元，通过该板状体将上述轴的位置保持在一定位置；真空吸附部，通过旋转轴承安装在上述轴的顶端，并从背面保持上述平板。

(2)在上述(1)中，使固定式支持体为3个以下。

(3)在上述(1)中，使所有支持体为变位式支持体。

(4)在上述(1)(2)(3)中，使平板为形成了图形的掩模。

在本发明中可以得到以下效果。

(1)由于设置合计4个以上的高度不变的固定式支持体、及高度可变的变位式支持体，并通过所述支持体对平板进行支持，因此可以对大型的平板，边补偿自重变形边在保持平面的状态下对表面进行支持。并且，不需要使用用于支持平板的大型平面载台。

(2)如果使所有支持体为变位式支持体，并将变位式支持体作为固定式支持体使用，则不需要准备变位式支持体和固定式支持体2种部件。

(3)通过将本发明使用于曝光装置的掩模支持，可以不使用用于支持掩模的大型平面载台，并以少的变形量对大型掩模进行支持。因此，可以防止曝光精度·光照射精度的恶化。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的掩模载台10的构成的图。

图2是表示固定式支持体的构造的剖面图。

图3是表示变位式支持体的构造的剖面图。

图4是表示掩模的安装顺序的图。

图5是表示施加到各点的重力的模拟结果的一例的图。

图6是表示现有掩模载台的构成的图。

图7是对在3点支持掩模的情况进行说明的图。

具体实施方式

图1表示本发明的实施例的掩模载台10的构成。另外，省略使载台基座11在XYθ(Z)方向移动的移动机构。

在载台基座11上，设有3个高度固定的固定式支持体1、及3个高度可变的变位式支持体2。另外，变位式支持体2的个数不限于3个，可根据掩模的自重变形适当设置。

图2表示固定式支持体1的构造。

在台座1a上通过旋转轴承1b安装有在表面上形成了真空吸附槽1d的真空吸附部1c。真空吸附部1c与真空配管1e连接。台座1a被安装在载台基座上，并且真空吸附部1c相对于载台基座11高度方向被固定。

图3表示变位式支持体2的构造。该图是剖面图。

在载台基座11上设有气缸2a。气缸2a通过使供给的空气压力变化，用任意的推力使轴2b上下运动。

气缸2a的轴2b与中间台2c连接。在气缸2a和中间台2c之间设有弹簧2g。

在中间台2c的两侧向下方延伸地安装有固定盘2d(例如板簧)，在固定盘2d的两侧设有气塞(air lock)机构2f的垫片(pad)2e。

当对气塞机构2f供给空气时，垫片2e朝图中箭头方向移动，固定盘2d被挟持固定，使真空吸附部2i不可上下运动。

在中间台2c的上部通过旋转轴承2h设有真空吸附部2i。真空吸附部2i的构造与固定式支持体1的相同，在表面上形成真空吸附槽2j并与真空配管2k连接。

下面，通过图4对将掩模20安装到掩模载台10的顺序进行说明。

在图4中，固定式支持体1以三角形进行图示，变位式支持体2以T字形进行图示。并且，在图4中为了说明方便，使固定式支持体1、变位式支持体2配置成直线状地进行表示，但是固定式支持体1、变位式支持体2如图1所示，分别设置在三角形的顶点位置。

如图4(a)所示，掩模20被载放在设置在载台基座11上的3处固定式支持体1的真空吸附部1c上，并被保持固定。此时，变位式支持体2的真空吸附部2i被降下，不与掩模20接触。

在掩模20未被固定式支持体1支持的部分，产生自重变形。

向变位式支持体2的气缸2a供给空气，并如图4(b)所示，使真空吸附部2i上升。真空吸附部2i与掩模20的背面接触，并对掩模20进行吸附保持。在该状态下，对变位式支持体2只施加抵消掩模20发生的自重变形的推力，并顶起掩模20。

此处，所谓「只抵消自重变形的推力」，实际上需要严密的计算，可以如下地进行说明。

例如在对6kg的掩模在3处的固定式支持体和3处的变位式支持体、合计6处进行支持的情况下，理想的是，6kg÷6＝1kg的1kg成为「只抵消自重变形的推力」。

实际上作为求「只抵消自重变形的推力」的方法，可以考虑通过模拟来计算施加到各个支持部件10上的重力的方法。即，根据平板1的大小和重量、以及支持部件10的位置，预先使用计算机等对施加到各个支持部件10上的重力进行计算。

例如，图5是在对2470mm×2170mm×1mm、重量约14kg的平板在6点进行支持的情况下，对施加到各点的重力进行模拟的图。

图5是通过计算机模拟，在6点对上述平板进行支持的情况下，求得变形最少的支持点位置、施加到各个支持点的负荷、及平板的变形量。在该图中所示的2.47kg、2.16kg、…是施加到各个支持点的负荷，所示的如同包围各个支持点的线，是连结变位量相等的点的等高线。

如此，通过计算机模拟，根据掩模的大小和重量、及支持体的位置，预先对施加到各个支持体的重力进行计算。此处，在进行上述计算时，查找工件的变形量最小的支持点，并求得施加到所述支持点的重力。另外，在为掩模的情况下，由于在掩模载台的中央部分设置开口，并且可以支持的部位是掩模的周边部，所以考虑这一点查找支持点。

通过计算所获得的施加到各个支持部件10的重力，例如为2.47kg、2.16kg、2.47kg、2.46kg、2.16kg、2.46kg，并用3处固定式支持体1、3处变位式支持体2对其进行支持。

对变位式支持体2的气缸2a供给空气，以便得到与施加到设置了变位式支持体2的位置的重力相当的推力(保持力)。

由于气缸2a对于供给的空气压力，只有一种决定推力(保持力)的方法，因此如果施加到作为对象的变位式支持体2的重力是2.47kg，则对汽缸施加可获得2.47kg推力(保持力)的压力，并且如果重力是2.16kg，则施加可获得2.16kg推力(保持力)的压力。

空气的压力，通过设置在与各个变位式支持体2连接的空气配管上的调节器(无图示)进行调节。

通过在变位式支持体2上施加通过上述计算所求得的规定推力，由此在固定式支持体1上也施加与计算值一致的重力。

在如上所述的在掩模20上施加可抵消自重变形的推力的状态下，使变位式支持体2的气塞机构2f动作，并通过垫片2e挟持固定盘2d，来固定变位式支持体2高度方向的位置。成为对固定式支持部件1和变位式支持部件2平均施加了掩模20的重量的状态。由此，如图4(b)所示，掩模20在上述固定式支持部件1、变位式支持部件2上被支持为平面状。

通过以上，完成向掩模载台安装掩模。

另外，如上所述，在将变位式支持体2降下的状态载放掩模20，并在载放掩模后以希望的推力使变位式支持体2上升，但是也可以在载放掩模20之前，向变位式支持体2供给得到根据计算值所得的推力的压力，预先使气缸2a上升，并在其上载放掩模20。

另外，作为固定式支持体举例表示了图2的构造，但可以将图3所示的变位式支持体2作为固定式支持体使用。

固定式支持体1的高度方向被固定，并用3点形成平面，但是如果图3所示的变位式支持体2，也通过气塞机构2f固定高度方向，则可以进行与固定式支持体1相同的动作。

如果将变位式支持体2作为固定式支持体1使用，则不需要准备变位式支持体2和固定式支持体1的2种部件。

下面，对在所有支持体为变位式支持体2的情况下保持掩模20的方法进行说明。

首先，将掩模20放置在掩模载台10上。掩模20被载放在气缸2a为降下状态的变位式支持体2的真空吸附部2i上，并被保持固定。

然后，以上述实施例所示的、可得到通过模拟求得的抵消掩模20自重变形的推力的压力，向各个变位式支持体2的气缸2a供给空气。掩模20在各个支持体2取得重力平衡的状态下上升。

在该状态下，使气塞机构2f动作并通过垫片2e挟持固定盘2d，来固定变位式支持体2的高度方向的位置。对各变位式支持体2平均施加掩模20的重量。

例如，安装于曝光装置的掩模，其平面必须相对于曝光光的光轴正交地设置。在这种情况下，在掩模载台10的载台基座11上设置牵连机构，调整相对于光轴的角度。

另外，也可以在载放掩模20之前，预先对变位式支持体2供给得到与载放掩模时相同的推力的压力，预先使气缸2a上升，并在其上载放掩模20。

另外，在上述实施例中，以将本实施例的支持机构使用于支持掩模20的掩模载台10的情况为例进行了说明，但是也可以将本实施例所示的支持机构，例如在曝光装置中，作为对折返曝光光的光路的反射镜进行支持的机构来使用。

符号说明

1：固定式支持体       1a：台座          1b：旋转轴承

1c：真空吸附部        1d：真空吸附槽    1e：真空配管

2：变位式支持体       2a：气缸          2b：轴

2c：中间台            2d：固定盘        2e：垫片

2f：气塞机构          2g：弹簧          2h：旋转轴承

2i：真空吸附部        2j：真空吸附槽    2k：真空配管

10：掩模载台          11：载台基座      20：掩模

Claims (3)

1.一种支持机构，通过多个支持体支持平板，

具有设置了支持体的基座，并且该支持体包括：

高度不变的固定式支持体，通过旋转轴承安装在被安装在上述基座上的台座上，并具有从背面保持上述平板的真空吸附部；及

高度可变的变位式支持体，该高度可变的变位式支持体具有：使轴上下运动的气缸；与上述轴连接的板状体；保持单元，通过上述板状体将上述轴的位置保持在一定的位置；真空吸附部，通过旋转轴承安装在上述轴的顶端，并从背面保持上述平板，

上述固定式支持体和变位式支持体的合计为4个以上，

上述支持机构的特征在于，

以成为对上述固定式支持体和上述变位式支持体平均施加平板重量的状态的方式，对上述变位式支持体施加推力。

2.如权利要求1所述的支持机构，其特征为：

上述支持体中固定式支持体为3个以下。

3.一种掩模载台，使用了权利要求1或2所述的支持机构，其特征为：

上述平板是形成了图形的掩模。

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