JP2001012905A

JP2001012905A - 露光装置

Info

Publication number: JP2001012905A
Application number: JP11181329A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Komura; 浩幸小村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】基板にプロキシミティギャップ計測用マーク
を設けること無くプロキシミティギャップを計測可能な
露光装置を提供する。【解決手段】基板ステージ６の載置面６Ｓ上に配置さ
れた基板４の周囲であって載置面６Ｓ上の各コーナー
（４カ所）付近に、平板部材５Ｂが配置・固定されてい
る。平板部材５Ｂは基板４と同一の材質及び厚さを有し
ており、平板部材５Ｂと載置面６Ｓ上に配置された基板
４との各々のマスク１側の表面は、平行且つ同一の高さ
レベルを成す。平板部材５Ｂの上記表面が基板ステージ
側プロキシミティギャップ計測用マーク５を成す。当該
マーク５とマスク側プロキシミティギャップ計測用マー
ク２とで以てプロキシミティギャップを計測する。これ
により、基板４の全面をパターン転写領域として利用で
き、また、基板４の種類毎にレーザ発光部７等の配置を
変更する必要を無くすることができる。

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、プラズマディス
プレイパネル（ＰＤＰ）や液晶パネル，半導体装置等の
製造に適用される露光装置に関し、特に、いわゆるプロ
キシミティ露光装置ないしは近接露光装置におけるマス
クと基板との間の距離ないしは間隔の計測及び制御の技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に、従来の露光装置５０Ｐの構成の
模式的な縦断面図を示す。また、図１０に露光装置５０
Ｐに用いられる基板４Ｐの模式的な上面図を示し、図１
１に露光装置５０Ｐに用いられるマスク１Ｐの模式的な
上面図を示すと共に、図１２に露光装置５０Ｐにおけ
る、基板ステージ６Ｐ（太線で示す），基板４Ｐ（破線
で示す）及びマスク１Ｐの配置関係を説明するための上
面図を示す。なお、基板ステージ６Ｐ，基板４Ｐ及びマ
スク１Ｐの各表面ないしは主面は、互いに垂直を成す第
１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２のそれぞれに略平行な辺を有
する正方形であるものとする。

【０００３】図９に示すように、露光装置５０Ｐは、第
１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２の双方に垂直を成す第３方向
Ｄ３に略垂直を成す表面ないしは載置面６ＳＰ（１辺が
長さＬ６Ｐ）を有して、当該載置面６ＳＰ上に配置され
た基板４Ｐを真空吸着しうる基板ステージ６Ｐを備え
る。なお、基板ステージ６Ｐは、駆動部４３Ｐ及び当該
駆動部４３Ｐの制御部４０Ｐによって高さや水平度等の
姿勢が制御される。ここで、図１０に示すように、露光
装置５０Ｐに適用される基板４Ｐは、正方形（１辺が長
さＬ４Ｐ）の表面の各コーナー付近に、１辺が長さＬ５
Ｐの正方形の基板側プロキシミティギャップ計測用マー
ク（以下、「基板側マーク」とも呼ぶ）５Ｐが設けられ
ている。また、図９に示すように、基板４Ｐは、載置面
６ＳＰ上に配置された際に載置面６ＳＰとは反対側の表
面の内で基板側マーク５Ｐを除く領域にレジストが塗布
されている。

【０００４】更に、露光装置５０Ｐでは、マスク１Ｐが
例えば枠形状のマスクステージ３Ｐ上に配置されて基板
４Ｐの上方に配置される。このとき、マスク１Ｐは、表
面（１辺が長さＬ１Ｐの正方形）の内で所定の露光パタ
ーン（詳細の図示化は省略する）が形成されている表面
を基板ステージ６Ｐ（上の基板４Ｐ）に対面するように
配置される。図９及び図１１に示すように、マスク１Ｐ
は正方形の表面の各コーナー付近に、１辺が長さＬ２Ｐ
の正方形のマスク側プロキシミティギャップ計測用マー
ク（以下、「マスク側マーク」とも呼ぶ）２Ｐが設けら
れている。このとき、図１２に示すように、露光装置５
０Ｐにマスク１Ｐ及び基板４Ｐをセッティングした際
に、両マーク２Ｐ，５Ｐの中心が略一致するように、各
マーク２Ｐ，５Ｐの配置位置が定められる。

【０００５】更に、図９に示すように、露光装置５０Ｐ
は、マスク１Ｐの上方に、レーザ発光部７Ｐとレーザ受
光部８Ｐとを備える。詳細には、レーザ発光部７Ｐは、
同部７Ｐからの照射レーザ光ないしは出射レーザ光９Ｐ
がマスク側マーク２Ｐ及び基板側マーク５Ｐに対して約
４５度の角度で入射するように、マスク１Ｐの上方に配
置されている。レーザ受光部８Ｐは、上記照射光９Ｐが
マスク側マーク２Ｐにおいて反射された反射レーザ光１
０Ｐ及びマスク側マーク２Ｐを透過して基板側マーク５
Ｐにおいて反射された反射レーザ光１１Ｐを受光しうる
位置に配置されている。

【０００６】露光装置５０Ｐでは、以下のようにして、
マスク１Ｐと基板４Ｐとの互いに対面する表面間の距離
であるプロキシミティギャップを計測する。レーザ発光
部７Ｐからの出射光９Ｐは、約４５度の角度で以てマス
ク側マーク２Ｐに入射され、当該マスク側マーク２Ｐで
反射される（反射光１０Ｐ参照）と共に、当該マスク側
マーク２Ｐを透過して基板側マーク５Ｐで反射される
（反射光１１Ｐ参照）。レーザ受光部８Ｐは、反射光１
０Ｐ，１１Ｐを受光してその受光位置に関するデータを
制御部４０Ｐへ出力する。そして、制御部４０Ｐは当該
位置データに基づいてプロキシミティギャップを算出し
て、駆動部４３Ｐを介して基板ステージ６Ｐの姿勢を制
御・調整する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、図１０に示すよ
うに、従来の露光装置５０Ｐに用いられる基板４Ｐには
基板側マーク５Ｐを設ける必要があるので、常に、基板
４Ｐの一部に基板側マーク５Ｐの配置領域を確保しなけ
ればならない。即ち、基板４Ｐの全面をパターン転写領
域として利用することができないという問題点がある。
このため、所定の寸法の基板４Ｐを用いるときには転写
すべきパターンの設計が制限されてしまい、逆に、所定
の寸法のパターンを転写するときには当該パターンより
も基板側マーク５Ｐの分だけ大きい基板４Ｐを用いなけ
ればならない。

【０００８】更に、基板側マーク５Ｐ及びマスク側マー
ク２Ｐの配置位置は基板５Ｐの外形寸法やマスクのパタ
ーン（即ち、露光転写するパターン）の寸法等によって
違える必要が生じるので、基板４Ｐ又はマスク１Ｐの種
類ないしは適応製品種毎に基板側マーク５Ｐ及びマスク
側マーク２Ｐの配置位置を設計しなければならないとい
う問題点がある。更に、かかる問題点は、基板側マーク
５Ｐ及びマスク側マーク２Ｐの配置位置が変わると、そ
れに対応してレーザ発光部７Ｐ及びレーザ受光部８Ｐ等
の配置位置をも変更・調整しなければならないという問
題点をも内包している。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、基板にプロキシミティギャップ計測用マークを
設けること無くプロキシミティギャップを計測し、当該
ギャップの制御を実施しうる露光装置を提供することを
第１の目的とする。

【００１０】更に、本発明の第２の目的は、上記第１の
目的の実現と共に、基板の周辺温度等に変化が生じた場
合であっても精確に露光転写を実施しうる露光装置を提
供することにある。

【００１１】更に、本発明の第３の目的は、上記第１又
は第２の目的の実現と共に、基板又はマスクの種類ない
しは適応製品種毎に、プロキシミティギャップ計測用マ
ークの配置位置及び計測のための部品の配置位置を変更
・調整する必要性を有さない露光装置を提供することに
ある。

【００１２】更に、本発明の第４の目的は、上記第１乃
至第３の目的の実現と共に、種々の基板厚さに柔軟に対
応可能な露光装置を提供することにある。

【００１３】加えて、本発明は、高い精度で以てギャッ
プ計測及び制御を実施して、上記第１乃至第４の目的を
実現しうる露光装置を提供することを第５の目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１に記載の
発明に係る露光装置は、周縁部に第１マークを有するマ
スクに形成された所定の露光パターンを、前記マスクと
対面するように基板ステージ上に配置された基板の表面
に露光転写する露光装置であって、前記基板ステージ上
に配置された前記基板の周囲であって前記第１マークの
配置位置に対面する位置に前記基板表面と同じ高さに配
置されて、前記第１マークと共に、前記マスクと前記基
板との間の距離を光学的に計測するための第２マークを
備えることを特徴とする。

【００１５】（２）請求項２に記載の発明に係る露光装
置は、請求項１に記載の露光装置であって、前記基板と
同一の厚さ及び材質から成り、前記基板表面と平行を成
して前記第１マークに対面する表面を有する平板部材を
更に備え、前記平板部材の前記表面が前記第２マークを
成すことを特徴とする。

【００１６】（３）請求項３に記載の発明に係る露光装
置は、請求項１又は２に記載の露光装置であって、前記
第２マークは、前記基板表面と平行な方向には固定され
ていることを特徴とする。

【００１７】（４）請求項４に記載の発明に係る露光装
置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置であ
って、前記第２マークは、前記基板表面に垂直を成す方
向に沿って可動であることを特徴とする。

【００１８】（５）請求項５に記載の発明に係る露光装
置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置であ
って、前記第２マークを複数備えることを特徴とする。

【００１９】（６）請求項６に記載の発明に係る露光装
置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置であ
って、前記第１及び第２マークを用いて前記マスクと前
記基板との間の前記距離を計測し、前記計測の結果に基
づいて前記マスク又は前記基板の前記基板表面に垂直な
方向に沿った配置位置が制御されることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に実施の形態１〜３に係る各
露光装置を説明するが、各露光装置はマスクと基板との
間の距離を計測するための構成要素に特徴があるため、
かかる部分を中心に説明する。このとき、各露光装置に
おける露光転写処理・動作等のための構成要素としては
種々の周知の構成要素を適用可能であるため、以下の説
明では、そのような構成要素についての言及をあえて省
略する。

【００２１】＜実施の形態１＞図１に露光装置５０の構
成の模式的な縦断面図を示し、図２に当該露光装置５０
の要部拡大図を示す。なお、図１及び図２には、露光装
置５０にマスク１及びレジスト３０が塗布された基板
（例えばプラズマディスプレイパネル用や液晶パネル用
のガラス基板，半導体ウエハ等）４が配置された状態を
図示している。また、図３は、露光装置５０にセッティ
ングされた、後述のマスク１，基板４（破線で示す）及
び基板ステージ６（太線で示す）の配置関係を説明する
ための上面図である。以下の説明では、マスク１，基板
４及び基板ステージ６の各表面ないしは各主面１Ｓ，４
Ｓ，６Ｓは互いに垂直を成す第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ
２のそれぞれに略平行な辺を有する正方形であるものと
して説明をするが、正方形以外の形状であっても構わな
いことは以下の説明から明らかである。

【００２２】図１〜図３に示すように、露光装置５０
は、第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２の双方に垂直を成す第
３方向Ｄ３に略垂直を成す表面ないしは載置面６Ｓ（１
辺が長さＬ６の正方形）を有して、当該載置面６Ｓ上に
配置された基板４（１辺が長さＬ４の正方形の表面４Ｓ
を有する）を真空吸着しうる基板ステージ６を備える。
なお、真空吸着のための機構として一般的な機構を適用
できるため、当該機構の図示化は省略する。基板ステー
ジ６は、例えば第３方向Ｄ３に沿った上下移動機構や第
１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２で規定される平面に対するチ
ルト機構等で構成される駆動部４３及び当該駆動部４３
の制御部（例えばマイクロコンピュータ等）４０によっ
て、第３方向Ｄ３における位置ないしは高さや水平度等
の姿勢が制御可能である。なお、制御部４０は、後述の
レーザ受光部８から出力されるデータを受信して上記駆
動部４３を制御する。

【００２３】特に、図１〜図３に加えて基板ステージ６
の上面図である図４に示すように、載置面６Ｓ上に配置
された基板４の周囲であって載置面６Ｓ上の各コーナー
（４カ所）付近に平板部材５Ｂが配置・固定されてい
る。平板部材５Ｂは、基板４と同一の材質から成り、
基板４の厚さ（なお、各構成要素の「厚さ」とは第３
方向Ｄ３に沿った長さを言うものとする）ｔ４と同一寸
法の厚さｔ５Ｂを有する（図２参照）。上記によれ
ば、平板部材５Ｂの基板ステージ６とは反対側の表面
（第３方向Ｄ３に略垂直を成す）５ＢＳと、載置面６Ｓ
上に配置された基板４の載置面６Ｓとは反対側の表面４
Ｓとは、互いに平行且つ同一の高さレベルを成す。そし
て、上記表面５ＢＳは、第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２
のそれぞれに沿った各辺が長さＬ５の正方形である。特
に、平板部材５Ｂの表面５ＢＳは、従来の露光装置５０
Ｐ（図９参照）における基板側プロキシミティギャップ
計測用マーク５Ｐに相当する、基板ステージ側プロキシ
ミティギャップ計測用マーク（第２マーク）（以下、
「基板ステージ側マーク」とも呼ぶ）５を成す。なお、
表面５ＢＳに対して後述のレーザ光９（図１参照）が入
射可能であり、これを反射するために必要な大きさを有
する限り、表面５ＢＳの形状は正方形に限られない。

【００２４】そして、図１〜図３に示すように、露光装
置５０では、マスク１がマスクステージ３上に配置され
て基板４の上方に配置される。図１〜図３に加えてマス
ク１の上面図である図５に示すように、マスク１は１辺
が長さＬ１の正方形の表面１Ｓを有する例えば石英板を
基材とし、当該石英板の基板ステージ６側の表面、即
ち、基板４と対面する側の表面１Ｓ上に所定の露光パタ
ーンないしはマスクパターン（その詳細の図示化は省略
する）１Ａが形成されている（ハードマスク又はメタル
マスクと呼ばれる）。

【００２５】特に、マスク１は、マスクステージ３上に
配置された際に上記平板部材５に対面する位置にマスク
側プロキシミティギャップ計測用マーク（第１マーク）
（以下、「マスク側マーク」とも呼ぶ）２が設けられて
いる。詳細には、当該マスク側マーク２は、マスク１が
露光装置５０に配置された際に上記表面１Ｓの内で基板
ステージ側マーク５に対面する位置に、第１及び第２方
向Ｄ１，Ｄ２に沿った各辺が長さＬ２の正方形の領域で
あって露光パターンを有さない状態（いわゆる素ガラス
の状態）の領域として成る。ここで、図１〜図５では、
マスク側マーク２を基板ステージ側マーク５よりも大き
い場合、即ち、（長さＬ２）＞（長さＬ５）の場合を図
示しているが、後述のレーザ光９を反射し（図１の反射
光１０参照）、且つ、基板ステージ側マーク５からの反
射光１１（図１参照）を透過しうる限り、（長さＬ２）
≦（長さＬ５）でも構わない。同様に、その形状も正方
形に限られない。なお、上記メタルマスクの代わりに、
板状ガラスの表面上に塗布された感光性の乳剤（エマル
ジョン）を選択的に黒色化して上記露光パターンが形成
されたマスク（ソフトマスク又はエマルジョンマスクと
呼ばれる）を用いても良い。かかるエマルジョンマスク
の場合には、マスク側マーク２は上記乳剤を黒色化しな
い領域の表面として成り、当該乳剤の露出表面が上記マ
スク表面１Ｓ（図２参照）に対応するマスク表面に該当
する。

【００２６】なお、マスクステージ３は、例えばマスク
１の少なくとも対向する２つのエッジ又は２辺を係止し
てマスク１を落下させることなくマスク１を基板４の上
方に保持しうるものであり、その一例として、マスク１
の外形寸法よりも幾分小さい寸法の開口部を有する枠状
部材が適応可能である。

【００２７】更に、露光装置５０は、マスク１の上方で
あって、マスク側マーク２及び基板ステージ側マーク５
の各配置位置に対応してマスク１の各コーナー付近に
（従って、４カ所に）、レーザ発光部７とレーザ受光部
８とを備える。これにより、露光装置５０では、（マス
ク１と基板４との間の距離の一例として）マスク１と平
板部材５Ｂとの互いに対面する表面１Ｓ，５ＢＳ（図２
参照）間の距離として与えられるプロキシミティギャッ
プｇ（図２参照）を上記４カ所において計測している
（４点計測）。なお、レーザ受光部８として、例えばＣ
ＣＤラインセンサ等の（複数の微小な）光センサが直線
状（平面状であっても良い）に配列された各種受光素子
が適用可能である。

【００２８】詳細には、図１に示すように、レーザ発光
部７は、同部７からの照射レーザ光ないしは出射レーザ
光９がマスク側マーク２及び基板ステージ側マーク５に
対して約４５度の角度で入射するように、マスク１の上
方に配置されている。これに対応して、レーザ受光部８
は、上記照射光９がマスク側マーク２において反射され
た反射レーザ光１０と、マスク側マーク２を透過して基
板ステージ側マーク５において反射された反射レーザ光
１１とを受光しうる位置に配置されている。即ち、レー
ザ受光部８とレーザ発光部７とは、照射光９及び反射光
１０，１１がそれぞれがマスク１及び平板部材５Ｂの両
表面１Ｓ，５ＢＳに対して約４５度の角度を成すよう
に、且つ、照射光９及び反射光１０，１１が互いに約９
０度の角度を成すように配置されている。なお、例えば
１台のレーザ発光部からの１つの出射光をビームスプリ
ッタ等で以て分割して、これを照射光９として各基板ス
テージ側マーク５に入射する構成としても良い。また、
上述の４５度という角度の規定はあくまで一例に過ぎず
他の角度規定であっても良いことは、以下に説明するプ
ロキシミティギャップの計測方法ないしは計測原理から
明らかである。

【００２９】かかる構成によって、露光装置５０は、プ
ロキシミティギャップｇを以下のようにして計測・制御
する。レーザ発光部７からの出射光９は、マスク１（の
表面１Ｓ）に対して約４５度の角度で以てマスク側マー
ク２に入射され、（ａ）当該マスク側マーク２で反射さ
れる（図１の反射光１０参照）と共に、（ｂ）当該マス
ク側マーク２を透過して基板ステージ側マーク５におい
て反射される（図１の反射光１１参照）。レーザ受光部
８は、反射光１０，１１の双方を受光して両者１０，１
１の受光部８上における受光位置に関するデータ、例え
ば両受光位置の距離のデータを制御部４０へ出力する。
制御部４０は当該位置データに基づいてプロキシミティ
ギャップｇを算出する。このとき、プロキシミティギャ
ップｇの算出は、図１から分かるようにレーザ発光部７
及びレーザ受光部８の配置位置等から幾何学的に求める
ことができる。そして、制御部４０は、例えば予めにテ
ィーチングされた所定の値（露光パターン１Ａ及びレジ
スト３０の各厚さが考慮されて規定される）と比較し、
プロキシミティギャップｇが上記所定の値と（許容範囲
内で）一致するように駆動部４３を制御して基板ステー
ジ６の姿勢を制御・調整する。

【００３０】このとき、図１に示すように、各レーザ受
光部８に対してそれぞれ制御部４０及び駆動部４３を設
けて各基板ステージ側マーク５の配置高さを個々に制御
・調整しても良いし、各１つの制御部４０及び駆動部４
３で以て全てのレーザ受光部８からの出力データを受信
して所定のデータ処理を実行することにより総合的に
（全体的に）基板ステージ６の姿勢制御を実施しても良
い。なお、基板ステージ６の代わりに、マスク１（及び
マスクステージ３）の姿勢制御を実施しても良い（かか
る場合には、レーザ発光部７及びレーザ受光部８等をも
一体的に姿勢制御する）。

【００３１】このような構成を有する露光装置５０によ
れば、以下の効果を得ることができる。まず、マスク側
マーク２と基板ステージ側マーク５とで以てプロキシミ
ティギャップｇを計測するので、基板４の上面図である
図６（但し、レジスト３０の図示化は省略している）又
は図３と既述の図１０とを比較すると分かるように、基
板４自体は、従来の露光装置５０Ｐ（図９参照）に用い
られる基板４Ｐが有する基板側マーク５Ｐ又はそれに相
当する構成要素を全く有していない。即ち、従来の基板
４Ｐにおける基板側マーク５Ｐを削除することができ
る。このため、基板４，４Ｐとして同じ寸法のものを用
いる場合、露光装置５０によれば、従来の露光装置５０
Ｐを用いる場合よりも広い面積をパターン転写領域とし
て利用することができる。従って、当該基板４が例えば
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶パネル等
を成すガラス基板である場合、ＰＤＰ等の画素数を増大
させて高精細化を図ることができる。これに対して、基
板４，４Ｐにおける各パターン転写領域が同じ大きさで
ある場合には、基板４として従来の基板４Ｐよりも小さ
い基板を適用可能であるので、ＰＤＰ等の小型化を図る
ことができる。また、基板４が半導体ウエハである場合
には、１枚の半導体ウエハに、より多くの半導体チップ
を形成することができる。

【００３２】更に、平板部材５Ｂ、即ち、基板ステージ
側マーク５は基板４の表面４Ｓと平行な方向には固定さ
れている（不動である）ので、従来の基板４Ｐのように
基板の寸法や適用製品種等毎に、（基板ステージ側マー
ク５に相当するマークである）基板側マーク５Ｐの配置
位置を違えて設計・形成する必要性を無くすることがで
きる。このとき、例えばレーザ発光部７やレーザ受光部
８等のプロキシミティギャップｇの計測のための部品の
配置位置を固定したままの状態にすることができるの
で、露光装置５０は、従来の露光装置５０Ｐのようにレ
ーザ発光部７Ｐ等の配置位置を同基板４Ｐの基板側マー
ク５Ｐの配置位置毎に変更・調整等をする煩雑さを惹起
することがない。

【００３３】加えて、平板部材５Ｂは基板４と同一材質
及び厚さの部材から成るので、例えば基板４の周辺の温
度変化等が生じた場合であっても平板部材５Ｂが基板４
と同一の変化（膨張や収縮等）を生じうる。このため、
たとえ上述の温度変化等が生じた場合であってもマスク
１が有する所定の露光パターン１Ａを精確に基板４へ露
光転写することができる。勿論、平板部材５Ｂとして、
基板４とは異なる材質の部材を用いることも可能であ
り、かかる場合にも、上述した従来の基板側マーク５Ｐ
を削除しうるという効果及び基板の寸法等の変更に伴う
煩雑な変更・調整を排除しうるという効果を得ることは
できる。

【００３４】このように、露光装置５０によれば、マス
ク１の露光パターン１Ａを精確に基板４へ露光転写する
ことができる。その結果、露光転写時の不都合が除去さ
れてＰＤＰ等を高い歩留まりで以て製造することができ
る。

【００３５】なお、上述の説明では、基板ステージ側マ
ーク５を載置面６Ｓ上の各コーナーに１個ずつ設ける場
合を述べたが、（例えば基板ステージ６の姿勢を制御す
る駆動部４３の種類や個数に応じて）合計３個以下とす
ることも可能であるし、また、載置面６Ｓの辺に沿った
部分に基板ステージ側マーク５を設けても良い。このと
き、基板ステージ側マーク５の配置位置に対応してマス
ク側マーク２やレーザ発光部７及びレーザ受光部８等の
各配置位置が決められることは言うまでもない。

【００３６】特に、基板４の周囲において基板ステージ
側マーク５と載置面６Ｓ上に配置された基板４の表面４
Ｓとが平行且つ同一の高さを成す限り、平板部材５Ｂが
載置面６Ｓ上に配置されていなくとも良いし、また、基
板４の厚さｔ４とは異なる厚さを有する他の平板部材を
用いても良い。例えば、長さＬ４と長さＬ６とを同等の
長さ寸法とする一方で、基板ステージ６とは別途に準備
された部材上に平板部材５Ｂ又は上記他の平板部材を配
置し、当該別途に準備された部材を基板ステージ６と共
に共通のベース部材上に配置することによって、又は、
当該別途に準備された部材を基板ステージ６（の側壁
部）に固定することによって、基板ステージ側マーク５
を配置しても構わない。

【００３７】＜実施の形態２＞図７に、実施の形態２に
係る露光装置５１の構成の模式的な縦断面図を示す。特
に、露光装置５１は基板ステージ側マーク５の配置手段
に特徴があるため、かかる点を中心に説明するものと
し、既述の露光装置５０の構成要素と同等のものには同
一の符号を付してその説明を援用するに留める。

【００３８】図７に示すように、露光装置５１は、図１
の基板ステージ６に相当する基板ステージ６１を備え
る。特に、基板ステージ６１は、基板４の表面４Ｓ（図
２参照）と略同一の大きさの載置面ないしは表面６１Ｓ
を有する。そして、基板ステージ６１は、載置面６Ｓと
は反対側の表面のエッジであって少なくとも既述の露光
装置５０（図１参照）において平板部材５Ｂが配置され
ている部分に対応する部分に、例えば平板状の張り出し
部ないしはひさし部６１Ａを備える。なお、かかる張り
出し部６１Ａは、後述の上下移動機構１５を配置しうる
程度の形状を有する。

【００３９】そして、露光装置５１は、上記張り出し部
６１Ａ上に基板ステージ側マーク５を第３方向Ｄ３に沿
って移動させるための上下移動機構１５を備える。上下
移動機構１５は、図７に示すように、例えば、上記張り
出し部６１Ａ上に配置された駆動モータ（例えばステッ
ピングモータ等）１２と、駆動モータ１２の回転軸の回
転運動が伝達されて第３方向Ｄ３に沿って上下方向に可
動な駆動ネジないしは駆動軸１３と、駆動ネジ１３の上
記駆動モータ１２とは反対側の端部に取り付けられた平
板部材から成るマーク取り付け板１４とから構成され
る。そして、マーク取り付け板１４の上記駆動ネジ１３
とは反対側の表面上に、即ち、マスク１に対面する側の
表面上に、既述の平板部材５Ｂがその表面５ＢＳ（図２
参照）が第３方向Ｄ３に略垂直を成すように配置されて
いる。このようにして、露光装置５１では、基板ステー
ジ側マーク５が配置されている。

【００４０】かかる上下移動機構１５によって、基板ス
テージ側マーク５と基板４の表面４Ｓ（図２参照）とが
同じ高さレベルになるように、駆動モータ制御部４５が
駆動モータ１２の回転量を制御して、基板ステージ側マ
ーク５を所定の高さに移動・配置する。例えば、予めに
基板４の厚さｔ４（図２参照）をティーチングしてお
き、基板ステージ６１の載置面６１Ｓを基準として基板
ステージ側マーク５を上下移動させる。そして、かかる
上下移動が完了した後に、既述の露光装置５０と同様に
プロキシミティギャップｇの計測・制御を実施する。

【００４１】このように、露光装置５１によれば、基板
ステージ側マーク５が基板４の表面４Ｓに垂直を成す方
向、即ち、第３方向Ｄ３に沿って可動であるので、当該
露光装置５１で以て種々の厚さの基板に柔軟に対応する
ことができる。

【００４２】なお、基板ステージとして上記基板ステー
ジ６１の張り出し部を有さない形状、即ち、既述の基板
ステージ６（図１参照）と同等の形状のものを用い、そ
のような基板ステージと上下移動機構１５とを共通のベ
ース部材上に配置しても構わない。更に、上述の上下移
動機構１５の代わりに他の上下移動機構を用いて基板ス
テージ側マーク５を第３方向Ｄ３に沿って移動させる構
成を適用しても良い。

【００４３】＜実施の形態３＞次に、実施の形態３に係
る露光装置を説明するが、当該露光装置は基板ステージ
の構成に特徴があるためかかる点を中心に説明し、その
他の構成は実施の形態１に係る露光装置５０の構成要素
と同等のものを適用するものとして、それらと同一の符
号を付してその説明を援用する。

【００４４】図８に、実施の形態３に係る露光装置に適
用される基板ステージ６２の模式的な上面図を示す。な
お、以下の説明の理解を助けるために、図８中には基板
４を破線で図示している。図８に示すように、基板ステ
ージ６２は、既述の載置面６Ｓ（例えば図４参照）に相
当する載置面６２Ｓ上に、当該載置面６２Ｓの各コーナ
ー毎に３個ずつ、合計１２個の平板部材５Ｂ、即ち、基
板ステージ側マーク５を備える。詳細には、図８と既述
の図４とを比較すると分かるように、載置面６２Ｓの各
コーナーには、図４に示す既述の基板ステージ６の各コ
ーナーに配置された平板部材５Ｂに加えて、当該平板部
材５Ｂに近接して第１及び第２方向Ｄ１，Ｄ２のそれぞ
れに沿って平板部材５Ｂが各１個ずつ配置されている。

【００４５】このとき、１２個の基板ステージ側マーク
５のそれぞれに対応してマスク側マーク２が設けられた
マスクを用いることによって、（対を成す）各マーク
２，５の箇所において（従って、１２箇所において）プ
ロキシミティギャップｇを計測することが可能である。
その結果、多点計測の平均化効果によって、プロキシミ
ティギャップｇの計測の精度を向上することができる。
このとき、基板ステージ側マーク５（に相当するマー
ク）が基板４に設けられることはないので、容易に基板
ステージ側マーク５の個数を増加して上述の計測精度の
向上効果を得ることができる。

【００４６】なお、実施の形態３に係る露光装置におい
ては、基板ステージ側マーク５と同数のレーザ発光部７
及びレーザ受光部８（図１参照）を設けても良いし、ま
た、１個のレーザ発光部７からの出射光９をビームスプ
リッタ等で以て各基板ステージ側マーク５に分配する構
成を適用しても構わない。また、制御部４０及び駆動部
４３（共に図１参照）を各レーザ受光部８毎に又は各コ
ーナー毎に設けても良いし、各１つの制御部４０及び駆
動部４３で以て全てのレーザ受光部８からの各出力デー
タ総合的に処理して基板ステージ６又はマスク１の全体
の姿勢制御を実施しても良い。

【００４７】ここで、基板ステージ側マーク５の配置数
は上記１２個に限定されるものではなく、また、載置面
６Ｓの各コーナーに必ずしも同数の基板ステージ側マー
ク５を配置する必要性は無い。更に、全ての基板ステー
ジ側マーク５を載置面６２Ｓのコーナーへ集中して配置
せずに、載置面６Ｓの辺に沿って基板４の周囲に配置し
ても良い。また、既述の露光装置５１のように基板ステ
ージ側マーク５を第３方向Ｄ３に沿って可動な構造とし
ても良い。なお、基板ステージ６２を備える露光装置に
対しては、４個のマスク側マーク２を有する既述のマス
ク１をも適用可能であることを付記する。

【００４８】

【発明の効果】（１）請求項１に係る発明によれば、マ
スクが有する第１マークと基板ステージ側に配置された
第２マークとで以て互いに対面するマスクと基板との間
の距離を計測するので、従来の露光装置のように基板自
体に第２マーク（に相当するマーク）を設ける必要が全
く無い。このため、基板として同じ寸法のものを用いる
場合、従来の露光装置を用いる場合よりも広い面積をパ
ターン転写領域として利用することができる。従って、
当該基板が例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤ
Ｐ）や液晶パネル等を成すガラス基板である場合、ＰＤ
Ｐ等の画素数を増大させて高精細化を図ることができ
る。また、基板として同じ大きさのパターン転写領域を
有するものを用いる場合には、従来の露光装置に用いら
れる基板よりも小さい基板を適用可能であるので、ＰＤ
Ｐ等の小型化を図ることができる。また、基板が半導体
ウエハである場合には、１枚の半導体ウエハに、より多
くの半導体チップを形成することができる。

【００４９】更に、基板自身が第２マークを有さないの
で、第２マークを複数個設けて多点計測によりマスクと
基板との間の上記距離を計測する場合であっても、基板
におけるパターン転写領域を狭めることが全く無い。

【００５０】（２）請求項２に係る発明によれば、平板
部材は上記基板と同一の材質及び厚さから成るので、例
えば基板の周辺の温度変化等に対しても当該平板部材は
基板と同一の変化（膨張や収縮等）を生じうる。このた
め、たとえ上記温度変化等が生じた場合であっても、マ
スクが有する所定の露光パターンを精確に基板へ露光転
写することができる。

【００５１】（３）請求項３に係る発明によれば、第２
マークは基板の表面と平行な方向には固定されているの
で、従来の露光装置のように基板の寸法や適用製品種等
毎に、基板に設ける第２マーク（に相当するマーク）の
配置位置を違える必要性を無くすることができる。この
とき、マスクと基板との間の上記距離の計測のための部
品（例えば光源や受光器等）等の配置位置を固定したま
まの状態にすることができるので、従来の露光装置のよ
うに上記部品等の配置位置を同基板が有する第２マーク
（に相当するマーク）の配置位置毎に変更・調整等する
煩雑さを惹起することがない。

【００５２】（４）請求項４に係る発明によれば、第２
マークは基板の表面に垂直を成す方向に沿って可動であ
るので、当該露光装置で以て種々の厚さの基板に柔軟に
対応することができる。

【００５３】（５）請求項５に係る発明によれば、複数
の第２マークの各々に対応する第１マークを有するマス
クを用いることによって、当該複数の第２マークの各箇
所において上記距離を計測することが可能である。その
結果、多点計測の平均化効果によって、上記距離の計測
の精度を向上することができる。このとき、第２マーク
は基板に設けられることはないので、容易に第２マーク
の個数を増加して上述の計測精度の向上効果を得ること
ができる。

【００５４】（６）請求項６に係る発明によれば、上記
（１）乃至（５）の効果によって、マスクが有する所定
の露光パターンを精確に基板へ露光転写することができ
る。その結果、当該露光装置によれば、露光転写時の不
都合が除去されて製造物の高い歩留まりを実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る露光装置の構成を説明す
るための模式的な縦断面図である。

【図２】図１の露光装置の要部を拡大して示す模式的
な縦断面図である。

【図３】実施の形態１に係る露光装置における、基板
ステージ，基板及びマスクの配置関係を説明するための
上面図である。

【図４】実施の形態１に係る露光装置の基板ステージ
の模式的な上面図である。

【図５】実施の形態１に係る露光装置で用いられるマ
スクの模式的な上面図である。

【図６】実施の形態１に係る露光装置で用いられる基
板の模式的な上面図である。

【図７】実施の形態２に係る露光装置の構成を説明す
るための模式的な縦断面図である。

【図８】実施の形態３に係る露光装置の基板ステージ
の模式的な上面図である。

【図９】従来の露光装置の構成を模式的に示す縦断面
図である。

【図１０】従来の露光装置で用いられる基板の模式的
な上面図である。

【図１１】従来の露光装置で用いられるマスクの模式
的な上面図である。

【図１２】従来の露光装置における、基板ステージ，
基板及びマスクの配置関係を説明するための上面図であ
る。

【符号の説明】

１マスク、１Ｓ，４Ｓ，５ＢＳ表面、１Ａ露光転
写パターン、２マスク側プロキシミティギャップ計測
用マーク（第１マーク）、３マスクステージ、４基
板、５基板ステージ側プロキシミティギャップ計測用
マーク（第２マーク）、５Ｂ平板部材、６，６１，６
２基板ステージ、６Ｓ，６１Ｓ，６２Ｓ載置面（表
面）、７レーザ発光部、８レーザ受光部、９，１
０，１１レーザ光、１２駆動モータ、１３駆動ネ
ジ、１４マーク取り付け板、１５上下移動機構、３０
レジスト、４０制御部、４３駆動部、４５駆動
モータ制御部、５０，５１露光装置、６１Ａ張り出
し部、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３方向、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ
５，Ｌ６長さ、ｇプロキシミティギャップ（距
離）、ｔ４，ｔ５Ｂ厚さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１１Ｆターム(参考） 2F065 AA24 AA37 BB02 CC20 DD02 EE02 FF09 FF41 GG04 HH04 HH12 JJ02 JJ05 JJ08 JJ25 KK01 PP12 TT02 UU04 2H097 GA45 GB02 KA03 KA12 KA14 KA15 KA16 KA28 LA10 LA12 5F031 CA02 CA05 CA07 JA06 JA17 JA32 JA38 MA27 5F046 AA04 BA02 DA17 DB08 DB10 DC12 EB02 EB03 EC03 ED03 FA05 FC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周縁部に第１マークを有するマスクに形
成された所定の露光パターンを、前記マスクと対面する
ように基板ステージ上に配置された基板の表面に露光転
写する露光装置であって、前記基板ステージ上に配置された前記基板の周囲であっ
て前記第１マークの配置位置に対面する位置に前記基板
表面と同じ高さに配置されて、前記第１マークと共に、
前記マスクと前記基板との間の距離を光学的に計測する
ための第２マークを備えることを特徴とする、露光装
置。
【請求項２】請求項１に記載の露光装置であって、前記基板と同一の厚さ及び材質から成り、前記基板表面
と平行を成して前記第１マークに対面する表面を有する
平板部材を更に備え、前記平板部材の前記表面が前記第２マークを成すことを
特徴とする、露光装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の露光装置であっ
て、前記第２マークは、前記基板表面と平行な方向には固定されていることを特
徴とする、露光装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の露光
装置であって、前記第２マークは、前記基板表面に垂直を成す方向に沿って可動であること
を特徴とする、露光装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の露光
装置であって、前記第２マークを複数備えることを特徴とする、露光装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の露光
装置であって、前記第１及び第２マークを用いて前記マスクと前記基板
との間の前記距離を計測し、前記計測の結果に基づいて
前記マスク又は前記基板の前記基板表面に垂直な方向に
沿った配置位置が制御されることを特徴とする、露光装
置。