JP2000241994A - プロキシミティ露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトマスクを常時所望の温度に調節できる
ようにする。 【解決手段】 基板及びフォトマスクを保持位置決めす
るアライメントステージユニットを密閉容器内に設け
る。密閉容器はアライメントステージユニットに対して
外部から露光用の光を入射する入射窓を有する。密閉容
器は基板の搬入口及び搬送口、不活性ガスをフォトマス
クの上面側から導入する導入口、並びに不活性ガスを排
出する排出口をそれぞれ有する。温度調節手段は、密閉
容器内に導入される不活性ガスの温度を所定温度に調節
する。これによって、密閉容器内には所定温度の不活性
ガスが導入され、フォトマスクは常に一定温度の不活性
ガス雰囲気中に存在することになるので、表面温度分布
が偏ることなく冷却されることになる。また、不活性ガ
ス導入口はフォトマスクの上面側に設けられているの
で、所定温度の不活性ガスが最初にフォトマスクに接触
するため、その冷却効果は大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イの製造工程においてガラス基板上にマスクのパターン
を形成するプロキシミティ露光装置に係り、特にガラス
基板やマスクを所望の温度に制御する方式に改良を加え
たプロキシミティ露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ＣＲＴ（Ｃ
ａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に比べて薄型化、軽
量化が可能であるため、ＣＴＶ（Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｌｅ
ｖｉｓｉｏｎ）やＯＡ機器等のディスプレイ装置として
採用され、画面サイズも１０型以上の大形化が図られ、
より一層の高精細化及びカラー化が押し進められてい
る。液晶ディスプレイは、フォトリソグラフィ技術によ
りガラス基板の表面に微細なパターンを描画して作られ
る。

【０００３】露光装置はこの微細パターンをガラス基板
上に描画するものである。この露光装置としては、マス
クパターンをレンズ又はミラーを用いてガラス基板上に
投影するプロジェクション方式と、マスクとガラス基板
との間に微小なギャップを設けてマスクパターンを転写
するプロキシミティ方式とがある。

【０００４】プロキシミティ方式の露光装置は、プロジ
ェクション方式に比べてパターン解像性能が劣るもの
の、照射光学系が非常にシンプルであり、スループット
が高く、装置コストから見たコストパフォーマンスも優
れており、生産性の高い量産用装置に適したものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プロキシミティ方式の
露光装置においては、露光エネルギーによってフォトマ
スク自体の温度が上昇し、熱膨張に応じてトータルピッ
チ精度を劣化させていた。従来は、図２のように、マス
クホルダ８４の支持部材８５に設けられたエアー吹き出
し口８６からフォトマスク８３の表面に温度調節用エア
ー（温調エアー）を吹きつけ、フォトマスクの表面を強
制的に冷却していた。

【０００６】しかしながら、このようにフォトマスク８
３に対して一定方向から温調エアーを吹きつけた場合、
フォトマスク８３の表面温度分布に偏りが生じ、トータ
ルピッチ精度を劣化させていた。また、従来は、ガラス
基板８１がローダから露光チャック８２上に搬送されて
保持されるまでの間は何ら温度調節を行わず、露光チャ
ック８２に保持された時点で初めて露光チャック８２に
よって温度調節が行われるようになっていた。しかしな
がら、露光チャック８２に保持されてから露光が行われ
るまでの数秒間に露光チャック８２上でガラス基板８１
を所望の温度に調節（冷却）することは困難であり、ガ
ラス基板８１の温度調節が不十分なまま露光を行うと、
トータルピッチ精度が劣化するという問題があった。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、ガラス基板及びフォトマスクを常時所望の温度に
調節することのできるプロキシミティ露光装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された本
発明に係るプロキシミティ露光装置は、基板及びフォト
マスクを保持位置決めするアライメントステージユニッ
トと、前記アライメントステージユニットを内部に有
し、前記アライメントステージユニットに対して外部か
ら露光用の光を入射する入射窓を有し、前記基板の搬入
口及び搬送口、不活性ガスを前記フォトマスクの上面側
から導入する導入口、並びに前記不活性ガスを排出する
排出口をそれぞれ有する密閉容器と、前記密閉容器内に
導入される前記不活性ガスの温度を所定温度に調節する
温度調節手段とを備えたものである。密閉容器内にはア
ライメントステージユニット全体が格納され、密閉容器
内には所定温度の不活性ガスが導入されるので、フォト
マスクは常に一定温度の不活性ガス雰囲気中に存在する
ことになるので、表面温度分布が偏ることなく冷却され
ることになる。また、不活性ガス導入口はフォトマスク
の上面側に設けられているので、所定温度の不活性ガス
が最初にフォトマスクに接触するため、その冷却効果は
大きい。

【０００９】請求項２に記載された本発明に係るプロキ
シミティ露光装置は、前記請求項１に記載のプロキシミ
ティ露光装置の一実施態様として、前記密閉容器内の気
圧を外気圧よりも高めに設定する圧力制御手段を備えた
ものである。密閉容器内に設けられたアライメントステ
ージユニットに対して、外部から基板を搬入したり、外
部に基板を搬出する際に、基板搬入口及び搬送口が開い
ても、密閉容器内の不活性ガスの気圧が外気圧よりも高
めに設定されているので、外部から空気やゴミなどの不
純物が侵入することはなく、密閉容器内の不活性ガスの
気温や濃度は保たれるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。図１は本発明に係るプロキシ
ミティ露光装置の概略構成を示す図であり、フォトマス
クの冷却に関するアライメントステージユニット部分の
構成について示す。

【００１１】ガラス基板１の冷却は図示していないロー
ダユニットによって事前に行われる。このローダユニッ
トは、インライン対応ローラコンベア方式を採用したも
のであり、出願人が先に出願した特開平１１−２６３６
４号にその詳細が示されている。ガラス基板１の冷却
は、ローダユニット内を上下方向に移動して、上昇時に
ガラス基板１に接触して、ガラス基板１の温度調節すな
わち冷却を行うように構成されたローダクーリングプレ
ートによって行われる。なお、このローダクーリングプ
レートの詳細は先の出願に記載されているので、ここで
は省略する。ローダクーリングプレートによって冷却さ
れたガラス基板１は、図示していない基板搬送ユニット
によってローダユニットから露光チャック３上に搬送さ
れる。なお、この基板搬送ユニットの詳細も先の出願に
記載されているので、ここでは省略する。

【００１２】アライメントステージユニットは、密閉容
器２内に設けられており、露光チャック３、チルティン
グＺステージ４及びガラス基板アライメントステージ
５、並びに図示していないプリアライメントなどで構成
される。密閉容器２は、露光時の光を透過させる入光窓
２１を有し、フォトマスク６に露光用の光を導入するよ
うに構成されている。また、密閉容器２には、不活性ガ
スの濃度及び圧力を調節するための不活性ガス導入口２
２とガス排出口２３を有する。不活性ガス導入口２２に
は不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段３０が温度
調節手段４０を介して設けられている。不活性ガス供給
手段３０は窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを
供給する。温度調節手段４０は不活性ガス供給手段３０
から密閉容器２に供給される不活性ガスの温度を約２３
〜２６°Ｃに調節する恒温送風ユニットである。温度調
節手段４０は、密閉容器２内の温度を検出する温度計１
１からの検出気温信号に基づいて不活性ガスの温度が所
定の温度となるように制御する。ガス排出口２３には、
密閉容器２内の気圧を調節するための流量調節弁１４が
設けられている。流量調節弁１４は、密閉容器２内の気
圧を検出する圧力計１３からの検出気圧信号に基づいて
密閉容器２内の気圧が外気圧よりも高くなるように流量
調節弁２４の開度を調節する。酸素濃度計１２は密閉容
器２内が不活性ガスで充満したか否か、すなわち酸素濃
度が露光を行うのに適した所定濃度値以下に達したかど
うかを検出している。

【００１３】密閉容器２はその両側側面に図示していな
い基板搬送ユニットによって搬入搬送されるガラス基板
１を通過させるためのゲートバルブ２４，２５を有す
る。ゲートバルブ２４，２５は密閉容器２の密閉度を保
持するような機構で構成され、図示していない駆動機構
によって開閉するようになっている。なお、前述のよう
に密閉容器２内は不活性ガスによって外気圧よりも高め
の気圧に設定してあるので、ゲートバルブ２４，２５が
開いた場合でも密閉容器２内の不活性ガスが流出し、密
閉容器２内に外部から不要な空気が流入しないようにな
っている。

【００１４】露光チャック３は図示していない基板搬送
用ユニットによって搬送されて来たガラス基板１を吸着
保持する。チルティングＺステージ４は露光チャック３
を平行に昇降する粗動ステージと、ガラス基板１をチル
ティングしてプロキシミティギャップ制御を行う３点接
触型のチルト駆動モータとから構成される。ガラス基板
アライメントステージ５は、Ｘ・Ｙ・θ軸を駆動して、
フォトマスク６に対してガラス基板１をアライメントす
る。なお、この実施の形態では、アライメントの前に、
エッジ検出センサ（図示せず）を用いてガラス基板のエ
ッジを非接触で検出し、その検出位置に基づいて、ガラ
ス基板アライメントステージ５を駆動させてプリアライ
メントを行うようになっている。フォトマスク６はその
外周全体に渡って設けられた吸着型のマスクホルダ７に
よって下側から吸着保持されている。

【００１５】不活性ガス導入口２２はフォトマスク６の
上側であって、密閉容器２の側面に設けられており、フ
ォトマスク６の表面付近に温度調節用の不活性ガスを吹
きつけてフォトマスク６自体を強制的に冷却するような
構成になっている。例えば、不活性ガス導入口２２は、
フォトマスク６の表面を均一に冷却するためにその吹き
出し量（風量）や吹き出し角度などの種々の要因を制御
可能なルーバ方式の吹き出し口で構成してもよい。

【００１６】プリアライメントは、エッジ検出センサ
（図示せず）でガラス基板のエッジを非接触で検出し、
その検出位置に基づいて、ガラス基板アライメントステ
ージ５を駆動させてプリアライメントを行う。なお、図
１に示すようなアライメントステージユニットには、フ
ォトマスク６を所定位置に位置決めするＸ・Ｙ・θ軸を
駆動するマスクベースユニットが存在するがこれについ
ては図示を省略してある。また、このアライメントステ
ージユニットには図示してない露光ユニットからの紫外
線をガラス基板１上のフォトマスク６に照射するための
光学系などが存在するが、説明の便宜上これも省略して
ある。

【００１７】

【発明の効果】本発明のプロキシミティ露光装置によれ
ば、ガラス基板及びフォトマスクを常時所望の温度に調
節することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るプロキシミティ露光装置の概略
構成を示す図である。

【図２】 エアー吹き出し口がアライメントステージユ
ニット上でフォトマスクの温度調節をどのように行うか
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…密閉容器、３…露光チャック、４
…チルティングＺステージ、５…ガラス基板アライメン
トステージ、６…フォトマスク、７…マスクホルダ、１
１…温度計、１２…酸素濃度計、１３…圧力計、１４…
流量制御弁、２１…入光窓、２２…不活性ガス導入口、
２３…ガス排出口、２４，２５…ゲートバルブ、３０…
温度調節手段、４０…不活性ガス供給手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹之内 良 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 青木 弘幸 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H097 BA02 GA45 KA28 LA12 5F046 AA04 BA02 DA26 DA27

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板及びフォトマスクを保持位置決めす
   るアライメントステージユニットと、 前記アライメントステージユニットを内部に有し、前記
   アライメントステージユニットに対して外部から露光用
   の光を入射する入射窓を有し、前記基板の搬入口及び搬
   送口、不活性ガスを前記フォトマスクの上面側から導入
   する導入口、並びに前記不活性ガスを排出する排出口を
   それぞれ有する密閉容器と、 前記密閉容器内に導入される前記不活性ガスの温度を所
   定温度に調節する温度調節手段を備えたことを特徴とす
   るプロキシミティ露光装置。
2. 【請求項２】 前記密閉容器内の気圧を外気圧よりも高
   めに設定する圧力制御手段を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載のプロキシミティ露光装置。