JP2002217276A - ステージ装置 - Google Patents

ステージ装置

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JP2002217276A
JP2002217276A JP2001008670A JP2001008670A JP2002217276A JP 2002217276 A JP2002217276 A JP 2002217276A JP 2001008670 A JP2001008670 A JP 2001008670A JP 2001008670 A JP2001008670 A JP 2001008670A JP 2002217276 A JP2002217276 A JP 2002217276A
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stage
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holes
vacuum
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JP2001008670A
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Masaaki Hida
正章 肥田
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Ushio Inc
ウシオ電機株式会社
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70691Handling of masks or wafers

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 基板に設けられる切り欠きや貫通孔の位置や
形状、デバイスを実装する位置が変化しても、基板をス
テージ面上に保持することが可能で、且つ基板に設けら
れる切り欠きや貫通孔の位置や形状、デバイスを実装す
る位置(真空吸着孔や真空吸着溝の跡を残したくない位
置)が変化しても容易に対応することが可能なステージ
装置を提供すること。 【解決手段】 真空吸着により基板を保持するためのス
テージ装置1であって、真空を供給する凹部2aと、凹
部内に複数の凸部2bとを有する基台2と、貫通孔3a
を複数配列した薄板状部材3とからなり、凹部2aを覆
うように、薄板状部材3を基台上2に載置してなる。ま
た、薄板状部材3の周囲には、環状の弾性部材が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】基板を加工処理するために、
該基板を保持するステージ装置に関する。特に、複数の
貫通孔または切り欠きを有する基板を真空吸着によって
保持するステージ装置に関する。高精度の加工を行なう
装置、例えばマスクパターンを基板に転写する露光装置
に用いられるステージ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハやプリント基板等の被処理
物(基板)に、マスクに形成された回路等のパターン
(マスクパターン)を露光する露光装置は、通常、基板
を保持することが可能なステージ装置を備える。基板を
露光位置に搬送し、ステージ上に載置した際に、基板が
ステージの露光位置からずれない様にするために、ま
た、基板が露光処理中に振動等により位置ずれを生じ、
露光不良となることを防ぐために、基板をステージに固
定しておく必要があるからである。基板をステージに固
定する手段として、一般的に真空吸着方法が用いられ
る。ここで、真空吸着方法とは、基板とステージの間の
空間を減圧し、大気圧との圧力差によって基板をステー
ジ上に押しつけて、基板をステージに固定する方法であ
る。
【0003】真空吸着方法を利用した、従来のステージ
装置は、基板とステージとの間に減圧空間を形成するた
めに、ステージ面に複数の孔や溝等が基板の大きさに合
せて形成され、これらの孔や溝に、真空を供給するため
の真空系が接続されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】プリント基板は、ガラ
スエボキシ等の樹脂基板に、回路等のパターンを形成加
工することにより製作される。近年、プリント基板の適
用される分野が広がり、様々な種類の基板、例えば複雑
な形状をした、多数の切り欠きや貫通孔を有する基板
や、柔らかく変形しやすい基板が使用されるようになっ
てきた。このような切り欠きや貫通孔は、基板の位置合
せ(貫通孔に位置決めピンを通す、または貫通孔を検出
し、画像処理して位置座標を求める等)のためや、製造
プロセス上の理由で設けられる。基板に形成される切り
欠きや貫通孔の位置は、製作されるパターンの種類や形
状によってそれぞれ異なる。
【0005】上述したように、プリント基板の加工装
置、例えばマスクパターンを基板に転写する露光装置の
ステージ装置は、基板とステージ装置の間の空間を減圧
することにより、基板を吸着・保持する方法をとってい
る。ところが、基板に上記切り欠きや貫通孔があると、
その切り欠きや貫通孔から真空が漏れて(リークして)減
圧できなくなり、基板の吸着・保持が困難になる場合が
ある。したがって、真空吸着を利用した、従来のステー
ジ装置においては、真空吸着孔や真空吸着溝を、プリン
ト基板に設けられた切り欠きや貫通孔を避けて設け、リ
ークが起こらないようにしていた。
【0006】また、柔らかく変形しやすい基板の場合、
真空吸着すると、真空吸着孔や真空吸着溝の跡が基板に
残ることがある。このような跡が基板のデバイスを実装
する位置に残ると製品不良の原因となる場合がある。し
たがって、基板のデバイスが実装される付近には真空吸
着孔や真空吸着溝を設けないようにしていた。
【0007】ところで、露光装置等の処理装置は、基板
に形成される回路等のパターンに関わらず、同様に処理
できることが望ましい。しかし、基板に設けられる切り
欠きや貫通孔の位置や形状、デバイスを実装する位置
は、設計、用途等に応じて様々である。したがって、切
り欠きや貫通孔の位置や形状、デバイスを実装する位置
の異なる、種々の基板に対応するためには、真空吸着孔
や真空吸着溝の位置の異なるステージ装置を複数用意
し、処理する基板の種類に応じてステージ装置自体を交
換する必要がある。しかし、ステージ装置を複数用意
し、交換することは、製作コストの増加、交換作業に要
する時間の増加、ステージ装置の保管場所の確保等、多
々問題がある。
【0008】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであって、本発明の目的は、基板に設けら
れる切り欠きや貫通孔の位置や形状、デバイスを実装す
る位置が変化しても、基板をステージ面上に保持するこ
とが可能で、且つ基板に設けられる切り欠きや貫通孔の
位置や形状、デバイスを実装する位置(真空吸着孔や真
空吸着溝の跡を残したくない位置)が変化しても容易に
対応することが可能なステージ装置を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のステージ装置
は、真空吸着により基板を保持するためのステージ装置
であって、真空を供給する凹部と、該凹部内に複数の凸
部とを有する基台と、貫通孔を複数配列した薄板状部材
とからなり、上記凹部を覆うように、上記薄板状部材を
上記基台上に載置してなる。また、前記薄板状部材の周
囲には、環状の弾性部材が設けられていることを特徴と
する。
【0010】
【作用】交換容易な薄板状部材を基台上に設けたので、
基板の大きさ、形状、基板に設けられる切り欠きや貫通
孔の位置や形状、デバイスを実装する位置(真空吸着孔
や真空吸着溝の跡を残したくない位置)に応じて、最適
な薄板状部材を選択することができる。また、薄板状部
材の周囲に環状の弾性部材を設けたので、基板の周辺部
に反りが生じている場合であっても、吸着用真空のリー
クを防ぎ、基板をステージに吸着・保持することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例に係るス
テージ装置の断面図である。図2は、本発明の実施例に
係るステージ装置の構造を示す図である。以下、図1及
び図2を用いて説明する。なお、分かり易いように、薄
板状部材に設けられた貫通孔の数、および基台に設けら
れた溝の数は、実際より少なく示している。
【0012】本発明の実施例に係るステージ装置1は、
露光装置のステージ装置として使用されるものであり、
基台2と、補助板である薄板状部材3とで構成される。
基台2は、その表面を無電解ニッケルメッキ処理してな
るアルミニウムブロックによって構成され、ほぼ正方形
の形状を有している。そして、基台2の表面中央部に
は、凹部2aが形成され、凹部2a内には薄板上部材3
を載せる複数の凸部2bが形成される。また、凹部2a
には、基台2に取りつけられた真空系から真空を凹部2
aに導くために、複数の真空導入路4が設けられてい
る。また、基台2の表面(即ち、凸部2b上面と基台2
表面の外周部2cとでつくる平面)は高精度に仕上げら
れ、即ち凹部2b上面と基台2の表面の外周部2cとは
同じ高さであり、その平面度は10μm程度である。
【0013】薄板状部材3は、基台2の表面にならうよ
う、ある程度の柔軟性を有するもの、例えばステンレス
の薄板、銅貼り板などで構成され、凹部2aを完全に覆
う大きさを有し、凹部2aと対応する位置には、全面に
渡って所定の直径の貫通孔3aが一定間隔で設けられて
いる。すなわち、薄板状部材3に設けられる貫通孔3a
の位置は、基台2の凸部2bの位置と一致することがな
いように設けられている。そして、上述の薄板状部材3
は複数準備されており、それぞれ貫通孔3aの設けられ
る領域、貫通孔3aの数,孔径,形状や配列等は異なっ
ている。
【0014】そして、露光処理すべき基板PBに応じ
て、上述の、複数用意された薄板状部材3の中から最適
な薄板状部材3を選択する。選択基準としては、以下に
示すものが挙げられる。 基板PB全体が均一に薄板状部材3に吸着されるこ
と。特に、基板PBが柔らかく変形しやすい場合、基板
PB周辺部に反りやしわが生じやすいので、基板PB周
辺部が薄板状部材3から浮き上がらないよう保持される
こと。即ち、処理すべき基板PBの大きさに対応して、
全体に貫通孔3aが設けられていること。 基板PBに設けられる切り欠きや貫通孔の位置が多少
異なり、基板PBによって塞がれない貫通孔3aが多少
存在したとしても、真空のリークが少なく、基板PBが
位置ずれを生じないように十分な力(圧力)で保持され
ること。 基板PBを薄板状部材3上に載置した状態で真空を供
給した場合と薄板状部材3上に何も載置しない状態で真
空を供給した場合との、真空圧力値の差が、真空センサ
PSで検知できる程度に十分に大きいこと。 そして、上記選択基準に基づき決定した、薄板状部材3
を基台2の所定位置に、位置決め用ネジ5を用いて位置
決めし、固定する。このとき、薄板状部材3の平面度
は、基台2表面の外周部2cおよび凸部2b表面に押し
付けられ、薄板状部材3の厚みにばらつきが無ければ、
基台2の平面度とほぼ等しくなる。
【0015】次に、図1,2に示した本発明の実施例の
作用を説明する。上記状態において、薄板状部材3上に
基板PBが載置され、真空系から真空が供給されると、
薄板状部材3の貫通孔3aから大気が引き込まれる。こ
のとき、薄板状部材3の表面に設けられた全ての貫通孔
3aが、基板PBによって完全に塞がれていなくても、
すなわち多少リークが発生したとしても、基板PBをス
テージに押しつける力が発生するように、薄板状部材3
を上記選択基準に基づき選択しているので、薄板状部材
3は、基板PBと一緒に真空吸着によって保持、固定さ
れる。すなわち、薄板状部材3上に載置された基板PB
は、基板PBに設けられる切り欠きや貫通孔の位置や形
状によらず、十分な圧力でステージ装置1に保持され
る。
【0016】また、デバイスを実装する位置と薄板状部
材3に設けられる貫通孔3aの配列とが一致することの
ない、薄板状部材3を選択し、交換することも容易にで
きる。すなわち、柔らかく変形しやすい基板PBを露光
処理する場合において、基板PBの、デバイスを実装す
る位置に、製品不良の原因となり得る真空吸着孔や真空
吸着溝の跡を残してしまうような事態を未然に防ぐこと
ができる。
【0017】ところで、薄板状部材3の種類は、基板の
種類(処理される基板の大きさ、形状、基板に設けられ
る切り欠きや貫通孔の位置や形状、デバイスを実装する
位置)に応じて、同数準備しても良いが、必ずしも要す
るものではない。例えば、基板の大きさ、形状に対応し
て、貫通孔3aを所定の領域に設けた薄板状部材3を数
種類用意し、処理すべき基板の大きさが変更されるたび
に、薄板状部材3を交換するようにする。但し、基板の
大きさ、形状が同一であっても、基板に設けられる切り
欠きや貫通孔の位置や形状が異なっていると、基板の吸
着不良が発生し得る。そこで、上記貫通孔3aの数,孔
径,形状や配列等は、上記凹部2aに真空を供給する真
空系の圧力や排気量に応じて、ある程度(範囲や量)の
リークが生じても、処理すべき基板PBの保持ができな
くなるような圧力低下が生じないように設計する。
【0018】また、上述の設計、すなわち薄板状部材3
に設ける貫通孔3aの数,孔径,形状や配列は、多種多
様のものが考えられるが、薄板状部材3の全面に渡っ
て、同じ大きさ、同じ形状の貫通孔3aを一定間隔で設
けるようにしておけば、次の利点が有る。すなわち、薄
板状部材3の全面に渡って同じ大きさ、同じ形状の貫通
孔3aを一定間隔で設けるようにしておけば、基板PB
によって塞がれない貫通孔3aの個数に対する真空のリ
ーク量、即ち真空吸着圧力の変化をあらかじめ実験や計
算により求めておくことができる。したがって、基板P
Bに設けられる切り欠きや貫通孔の位置や形状が分かれ
ば、基板PBによって塞がれない貫通孔3aの個数が分
かり、同時に基板PBを吸着する圧力も分かる。よっ
て、切り欠きや貫通孔の位置や形状の異なる基板PBを
処理する際、真空のリーク量に基づき、薄板状部材3の
交換が必要かどうかをあらかじめ知ることができる。
【0019】なお、本発明の実施例に係るステージ装置
の、基台2は、その表面を無電解ニッケルメッキ処理し
てなるアルミニウムブロックによって構成したが、これ
に限るものではなく、基台2の表面処理には、アルマイ
ト処理やセラミックスを溶着したものを用いても良い
し、基台2の材質も鉄や銅などの金属であっても良い。
【0020】また、本発明の実施例に係るステージ装置
の、薄板状部材3には、図2に示すように、貫通孔3a
として円形孔を設けたが、これに限るものではなく、矩
形孔、長円孔など種々の形状の孔を設けることができ
る。
【0021】さらに、本発明の実施例に係るステージ装
置1の、薄板状部材3には、全面に渡って所定の直径の
貫通孔3aを一定間隔で設けたが、これに限るものでは
なく、基板の大きさに応じてある決まった領域にのみ貫
通孔3aを設けても良く、その貫通孔3aの直径や配列
も基板の大きさ、柔らかさ、反り具合等に応じて、1枚
の薄板状部材3の面内で自由に変えることができる。
【0022】図3は、本発明の実施例に係るステージ装
置の薄板状部材の、他の構造を示す図である。また、図
4は、図3のA−A断面図である。同図において、図
1,2に示したものと同一のものには同一の符号が付さ
れている。本実施例の薄板状部材は、反りが生じている
基板に対応したものである。
【0023】プリント基板には、樹脂基板に銅などの金
属を、熱や圧力を加えて貼りつけた物があり、その場
合、樹脂と金属との膨張率の違いにより、プリント基板
全体が大きく反ることがある。また、エッチングなどの
前工程の結果により、反ることもある。基板全体が大き
く反っていると、反りが生じている基板周辺部からリー
クして、基板をステージに押しつける力が弱くなり、場
合によっては、基板を保持することができなくなる。
【0024】そこで、本実施例のステージ装置において
は、薄板状部材3の周囲に、環状のシール用弾性部材6
を設ける。シール用弾性部材6の材質としては、ウレタ
ンゴムやフッ素樹脂等がある。
【0025】図5に示すように、薄板状部材3にプリン
ト基板PBを載置し、真空吸着によりプリント基板PB
を薄板状部材3の表面に押さえつける力が働くと、プリ
ント基板PBの周辺部が、上記シール用弾性体6に押し
付けられる。このとき、シール用弾性体は、反った周辺
部の形状に合わせて変形し、リークを防ぐ。これによ
り、プリント基板PBは薄板状部材3の表面に充分な力
で押しつけられるようになり、反りが生じたプリント基
板PBであっても問題なくステージに保持することがで
きる。
【0026】
【効果】以上説明したように、本発明のステージ装置に
おいては、交換容易な薄板状部材を基台上に設けたの
で、基板の大きさ、形状、基板に設けられる切り欠きや
貫通孔の位置や形状、デバイスを実装する位置(真空吸
着孔や真空吸着溝の跡を残したくない位置)に応じて、
最適な薄板状部材を選択することができる。したがっ
て、基板をステージ面上に十分な力で保持することが可
能で、且つ基板に設けられる切り欠きや貫通孔の位置や
形状、デバイスを実装する位置(真空吸着孔や真空吸着
溝の跡を残したくない位置)が変化しても容易に対応す
ることが可能となる。また、基板に設けられる切り欠き
や貫通孔の位置や形状が大きく変化し場合、またデバイ
スを実装する位置(真空吸着孔や真空吸着溝の跡を残し
たくない位置)が大きく変化した場合であっても、薄板
状部材3を交換するのみで対応することができる。更
に、薄板状部材の表面に傷や汚れが生じた場合であって
も、清掃または交換を容易に行なうことができる。ま
た、薄板状部材は、ステンレス薄板や銅貼り板に貫通孔
を加工するものであり、ステージ装置全体を交換する場
合と比較して、ステージの作製および交換費用を低く抑
えることができ、且つ交換時間も短縮できる。また、薄
板状部材の外周部に設けた環状の弾性部材により、基板
の周辺部に反りが生じている場合であっても、吸着用真
空のリークを防ぎ、基板をステージに吸着・保持するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係るステージ装置の断面図
である。
【図2】 本発明の実施例に係るステージ装置の構造を
示す図である。
【図3】 本発明の実施例に係るステージ装置の薄板状
部材の、他の構造を示す図である。
【図4】 図3のA−A断面図である。
【図5】 シール用弾性体が反りのあるプリント基板周
辺部の形状に合わせて変形していく状況を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 ステージ装置 2 基台 2a 凹部 2b 凸部 2c 外周部 3 薄板状部材 3a 貫通孔 4 真空導入路 5 位置決め用ネジ 6 シール用弾性体 PB 基板 PS 真空センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空吸着により基板を保持するためのス
    テージ装置であって、 真空を供給する凹部と、該凹部内に複数の凸部とを有す
    る基台と、 貫通孔を複数配列した薄板状部材とからなり、 上記凹部を覆うように、上記薄板状部材を上記基台上に
    載置したステージ装置。
  2. 【請求項2】 前記薄板状部材の周囲には、環状の弾性
    部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
    のステージ装置。
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