JP2004061577A

JP2004061577A - 露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置

Info

Publication number: JP2004061577A
Application number: JP2002216072A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Nemoto; 根本　亮二; Junichi Mori; 森　順一; Masayuki Arai; 新井　昌之; Tomoaki Hayashi; 林　知明; Katsuaki Matsuyama; 松山　勝章; Yusuke Miyazaki; 宮崎　祐輔
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP4340046B2

Abstract

【課題】ＰＤＰ等の大型基板を近接露光装置を使用して露光する際に、マスク板のサイズが相違していても同じマスク板支持装置を利用して露光ができる露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置を提供することにある。
【解決手段】この発明は、負圧室が形成される空間を内側に有するマスクホルダベースと、このマスクホルダベースに設けられた吸着孔を介して着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントとにマスクホルダを分割し、負圧室の空間は、最大露光エリアをカバーする範囲で露光光を透過させるものであり、マスクアタッチメントの外形は、吸着孔をカバーするものであり、その内径は、装着されるマスク板のサイズに合わせて形成された開口により形成され、開口に合うサイズのマスク板がマスクアタッチメントに装着されて負圧室が形成されるものである。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置に関し、詳しくは、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等の大型基板を近接露光装置（プロキシミティアナライザ）を使用して露光する際に、マスク板のサイズが相違していても同じマスク板支持装置を利用して露光ができるような露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ、液晶パネル等の表示パネルの製造においては、透明板にパターンを描いたマスク板を原板として、感光材が塗布されたガラス基板に原板の映像を投影露光してパターンを複写する工程がある。この種の露光装置としては、特開平３−２７２１２７号、特開平４−５６５９号、特開平７−１３４４２６号等を挙げることができる。
図２は、後者の特開平７−１３４４２６号に示された露光装置におけるマスク板支持装置の要部の平面図およびマスク板支持部分を中心とする側面図であって、液晶パネルに対する露光装置である。
図２（ａ）において、マスク板１の外径と同一の寸法の４辺７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにより、平面性が良好なフレーム７を構成し、各辺にエア吸着溝Ｇｒを設けて吸着面とする。これにエア吸着されたマスク板１は良好な平行度で保持される。
【０００３】
次に、フレーム７の１辺７ａの中央部と、この対向辺７ｃの両端付近の対称的な２箇所とに、図２（ｂ）に示す、Ｌ形金具８１と、先端にスチールボールＳを有する調整ねじ８２よりなる支持具８をそれぞれ取り付ける。各調整ねじ８２を回転して、３個の各スチールボールＳの位置がフレーム７の下面に対して同一距離となるように調整し、３個の各スチールボールＳを支持部材３の水平部３ａに搭載してフレーム７を３点支持する。
次に、１辺７ａの両端付近の対称的な２箇所と対向辺７ｃの中央部とに、（ｃ）に示す、Ｌ形金具９１と取り付け具９２およびこれらを結合する結合ピン９３よりなる結合具９をそれぞれ設ける。支持部材３の水平部３ａにＬ形金具９１を、フレーム７に取り付け具９２をそれぞれ固定すると、支持部材３に対してフレーム７がフレキシブルに結合される。
以上により、小型のマスク板１は湾曲せず、またフレーム７も歪曲することなく、マスク板１は支持部材３に良好な平行度で固定され、焦点調整の精度が向上して正確な露光が可能となる。
【０００４】
ところで、プロキシミティ方式の露光に際しては、マスク板１の下側には被露光板の載置台（ガラス板チャックステージ）が配置されている。マスク板１とこの載置台に乗せられたガラス基板とのギャップがプロキシミティギャップ、すなわち、平行で微小なギャップΔｇ（例えば、５０〜１００μｍ）に調整される。この調整においては、載置台を下降させてガラス基板を載置した後、上昇させてマスク板１に接近させ、複数のギャップ測定器により、通常、３点でマスク板１とガラス基板とのギャップが測定される。測定された３点のギャップを参照して、３個のチルト機構により、載置台の３箇所をそれぞれ上昇または下降させてマスク板１とガラス基板とが均一のギャップΔｇとなるように調整される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記は小型の液晶パネルの例である。一方、最近では、ＰＤＰは、３０インチを越えるような大型のＴＶに使用される。その関係で、液晶パネルよりも大きな基板が使用され、かつ、そのサイズも種々のものがあって、さらに大型化が進んでいる。そのため、そのマスク板も大型化してきている。
そこで、図２に示すような液晶パネルのマスク板支持機構では、３０インチを越えるような大型のマスク板の露光はできない。その理由は、自重のたわみが発生してガラス基板とのギャップΔｇを均一に保持できないからである。
従来、この自重たわみを補正するために２つの方式が提案されている。
その１つは、マスク板の対向する２辺を支持する際にたわみとは逆方向にモーメントを掛ける２辺矯正方式であり、他の１つは、マスク板の上部を密閉空間にして内部を負圧にすることでマスク板の自重を打ち消す方式である。
前者の２辺矯正方式は、基板の大きさに限界があって、基板が大きくなればなるほど均一な矯正をすることが難しい。後者の自重を打ち消し方式は、密閉空間を形成する関係からマスク板のサイズごとにマスクホルダを設けることが必要になる。そのためマスク板支持装置をマスクサイズ対応に設けなければならず、マスク板等の搬送ロボットもそれに対応させる必要がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、ＰＤＰ等の大型基板を近接露光装置を使用して露光する際に、マスク板のサイズが相違していても同じマスク板支持装置を利用して露光ができる露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明の露光装置のマスク板固定方法およびマスク板支持装置の特徴は、露光光を透過させる窓とこれの内側に負圧室が形成される空間とを有するマスクホルダベースと、このマスクホルダベースに設けられた吸着孔を介して着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントとにマスクホルダを分割し、負圧室の空間は、最大露光エリアをカバーする範囲で露光光を透過させるものであり、マスクアタッチメントの外形は、吸着孔をカバーするものであり、その内径は、装着されるマスク板のサイズに合わせて形成された開口により形成され、開口に合うサイズのマスク板がマスクアタッチメントに装着されてマスクホルダベースとの間で負圧室が形成されるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記の構成のように、この発明にあっては、マスクホルダをマスクホルダベースとこのマスクホルダベースに着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントとに分割してマスクアタッチメントを介してマスク板をマスクホルダベースに装着するようにしているので、マスクアタッチメントの内径を決める開口の大きさに応じたマスク板を選択的にマスクアタッチメントを介してマスクホルダベースに装着することができる。
これにより、マスクホルダとして同じ外形のマスクアタッチメントをマスクホルダベースに装着すれば種々のサイズのマスク板を取り付けることが可能になる。しかも、マスクアタッチメントの外形サイズが一定しているので、マスクサイズに関係なく、搬送処理等が容易になる。さらに、マスクホルダベースが負圧室となっているので、マスク板の自重を負圧により打ち消すことができ、自重によるたわみを防止することができる。
その結果、ＰＤＰ等の大型基板を近接露光装置を使用して露光する際に、マスク板のサイズが相違していても同じマスク板支持装置を利用して露光することができる。
【０００８】
【実施例】
図１は、この発明を適用したマスク板支持装置の一実施例であり、（ａ）は、マスク板支持装置の断面図、（ｂ）は、そのマスクアタッチメントの斜視図である。なお、図２と同様な構成要素は同一の符号で示し、それらの説明を割愛する。
図１（ａ）において、マスク板支持装置１０は、マスクホルダベース２とこれに装着されるマスク板１が固定されたマスクアタッチメントプレート１１とを有している。
マスクホルダベース２は、図２のフレーム７に対応していて、フレーム７の場合と同様に結合具９と支持具８の３個のスチールボールＳを介して支持部材３に支持される。マスクホルダベース２には、マスク板の露光最大エリアに対応する矩形の開口４ａを有する額縁状のフレーム５を有していて、開口４ａの露光光を受ける上面にはマスク板１と同じ材質のウインドー板５ａが接着剤により固定され、装着されたマスク板１とともに開口４ａの空間を機密状態に保持している。これにより開口４ａの空間が負圧室６を形成している。
【０００９】
フレーム５の開口４ａの下面には、マスクアタッチメントプレート１１が真空吸着により固定されている。そのために、フレーム５とマスクアタッチメントプレート１１との当接面には矩形の辺に沿って矩形溝が二重に形成されていて、それが図１（ａ）に示すように、吸着孔４ｂ，４ｂとして設けられている。これらの吸着孔４ｂ，４ｂは、ポート６ａを介してエアー吸引されてマスクアタッチメントプレート１１がフレーム５の下面に負圧吸引される。
また、フレーム５の開口４ａにより形成される負圧室６を負圧にするためにポート６ａとは反対側に負圧室６に連通するポート６ｂが開けられていて、このポート６ｂを介して負圧室６のエアーが吸引された負圧に保持され、マスク板１の自重を打ち消し、それが自重でたるむのを防止している。
【００１０】
マスクアタッチメントプレート１１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、マスク板１の大きさより一回り小さい矩形の開口１２ａを有する額縁状のフレーム１３からなり、このフレーム１３の下面に開口１２ａに適合する大きさのマスク板１が吸着固定され、さらに下面に設けられた９個のクランパ１４，１４，…１４によりマスク板１が開口１２ａに合わせて固定されている。ここでは、矩形の開口１２ａにより形成される空間は、開口４ａに連続して負圧室６の一部となっている。
【００１１】
クランパ１４は、図１（ｂ）に示すように、フレーム１３の各辺に対応して３個ずつ均等間隔で設けられていて、フレーム１３の下面に沿ってスライドして中心部に向かって進退する。なお、クランパ１４，１４，…１４がスライドする溝は図では現れていないが、フレーム１３の下面に直線状に刻まれていて、これに逆山型の突起が嵌合することで下面から落ちることなく、スライドする。クランパ１４がマスク板１の内側に（中心に）向かって前進したときには、先端側に段部として形成された爪部分１４ａがマスク板１の下面と当接触係合することで、マスク板１の各辺を保持する。また、クランパ１４が後退したときにはマスク板１の下面から先端側の爪部分１４ａが外れてマスク板１の吸着が解除されているときにフレーム１３の下面からマスク板１を取外すことができる。なお、爪部分１４ａの係合面は、前進方向にフレーム１３の下面との間隔が少し広がるように微少な角度の傾斜面となっている。
このクランパ１４は、手動で進退させ、このクランパ１４によりマスク板１の下面を保持する。このことでマスク板１とともにマスクアタッチメントプレート１１を搬送するときに、あるいはマスク板１をマスクアタッチメントプレート１１に吸着するときにマスク板１が落下しないで済む。
【００１２】
フレーム１３の下面には、マスク板１との当接面に矩形の辺に沿って矩形溝が形成され、それが吸着孔１２ｂとして設けられている。この吸着孔１２ｂは、ポート１２ｃを介してエアー吸引されてマスク板１がフレーム１３の下面に負圧吸引される。この吸引保持によりマスク板１は、マスクアタッチメントプレート１１と密着してマスクアタッチメントプレート１１とマスク板１との位置と厚さ方向の精度が確保される。一方、マスクアタッチメントプレート１１もマスクホルダベース２と密着してマスクアタッチメントプレート１１に同様に高精度に位置決め保持される。
ポート６ａとポート６ｂ、そしてポート１２ｂは、これらの端部開口に真空パッド（図示せず）が押し当てられ、エアーが吸引されることで、マスク板１とマスクアタッチメントプレート１１、そしてマスクアタッチメントプレート１１とマスクホルダベース２とのそれぞれの吸着が行われる。したがって、このような吸着を解除すれば、マスク板１とマスクアタッチメントプレート１１、そしてマスクアタッチメントプレート１１とマスクホルダベース２との分離は容易にでき、マスク板１の着脱も容易にできる。
１５は、被露光板の載置台（ガラス板チャックステージ）であって、マスク板１の下側に配置され、ＸＹＺステージ１６により上下移動とともに左右に移動する。載置台１５には、被露光板としてＰＤＰのガラス基板１７が載置されている。このとき、ギャップΔｇは、５０〜１００μｍにＸＹＺステージ１６により調整される。
【００１３】
ここで、マスクアタッチメントプレート１１のフレーム１３は、露光に使用するマスク板１の大きさに応じて対応する開口１２ａを持つものが用意される。もちろん、このとき、開口１２ａは、マスクアタッチメントプレート１１に装着されるマスク板１の外形より少し小さく、その大きさにほぼ対応している。
マスクホルダベース２の開口４ａの大きさは、最大露光範囲に対応しているので、これよりも小さい種々の大きさの開口１２ａを持ち、外形が同じものを多数用意する。これにより、マスクホルダベース２に対するマスクアタッチメントプレート１１取り付は、マスク板１の大きさが変わってもフレーム１３の枠が吸着孔４ｂ，４ｂをカバーする外形寸法（サイズ）があればよく、等しい外形とすることができる。
【００１４】
ここで、マスクアタッチメントプレート１１のフレーム１３の材質は、ＣＦＲＰ（カーボン・ファイバグラス・リインフォースド・プラスチック）、いわゆる炭素繊維強化プラスチックであり、これにより形成され、その表面にはポリイミドフィルム１３ａがコーティングされている。炭素繊維強化プラスチックは、強度が高く、その比重がガラス板の比重の半分程度であので、厚さＤをマスク板１の２倍か、それ以上にすることができる。これによりマスク板１を含めたマスクアタッチメントプレート１１のたわみ強度を増加させる。また、ポリイミドフィルム１３ａのコーティングは、紫外線に対して炭素繊維強化プラスチック製フレーム１３の劣化防止機能とマスク洗浄の際の耐薬品性を向上させる機能がある。
フレーム１３の板厚Ｄ（図１（ｂ）参照）は、装着されるマスク板１の面積当たりの重さ（面密度）に対応している。そこで、装着されるマスク板１の大きさに応じてマスクアタッチメントプレート１１の開口１２ａが増減しても、それによるフレーム１３の枠幅の減増がマスク板１の大きさの変化による重さの増減を打ち消すことができ、マスク板１を装着したマスクアタッチメントプレート１１全体としての重さは、マスク板１のサイズが変化しても、その重量に変化がほとんどないようになっている。
すなわち、フレーム１３の板厚Ｄを装着されるマスク板１の面密度と合わせることで、マスクアタッチメントプレート１１全体の重量がマスク板のサイズに関わらずほぼ一定になるように選択することができる。このようにすることで、マスク板交換時やマスクアタッチメントプレート１１の搬送時に重量の変化を最小限に抑えてかつ外形を等しくして、安全で確実な搬送をすることができる。
以上により、大型のマスク板１であっても自重による湾曲はせず、またマスクアタッチメントプレート１１もマスクホルダベース２も歪曲することなく、マスク板１は、マスク板支持装置１０に良好な平行度で固定されて正確な露光が可能となる。
【００１５】
以上説明してきたが、実施例では、吸着孔４ｂ，１２ｂの吸着孔は、矩形溝として形成しているが、従来技術の図２に示すように、矩形の各辺に対応して直線状の溝を分割して設けてもよい。このような場合には、分割された各溝に連通するようにそれぞれに吸引孔を設けることになる。
また、実施例のマスク板１は、矩形の場合の例を挙げているが、マスク板は矩形に限定されるものではない。また、マスクアタッチメントプレート１１に設けられたクランプ１４の形態は、例えば、根本を回動中心としたＬ字型のレバーによりＬの先端側を爪としてこれを回動して出し入れするものなど、各種の構造のものを使用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、マスクホルダをマスクホルダベースとこのマスクホルダベースに着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントとに分割してマスクアタッチメントを介してマスク板をマスクホルダベースに装着するようにしているので、マスクアタッチメントの内径を決める開口の大きさに応じたマスク板を選択的にマスクアタッチメントを介してマスクホルダベースに装着することができる。
その結果、ＰＤＰ等の大型基板を近接露光装置を使用して露光する際に、マスク板のサイズが相違していても同じマスク板支持装置を利用して露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を適用したマスク板支持装置の一実施例であり、（ａ）は、マスク板支持装置の断面図、（ｂ）は、そのマスクアタッチメントの斜視図である。
【図２】図２は、特開平７−１３４４２６号に示された露光装置におけるマスク板支持装置の要部の平面図およびマスク板支持部分を中心とする側面図である。
【符号の説明】
１…マスク板、２…マスクホルダベース、
３…支持部材、４ａ，１２ａ…開口、
４ｂ，４ｂ，１２ｂ…吸着孔、
５…フレーム、５ａ…ウインドー板、
６…負圧室、６ａ，６ｂ，１２ｃ…ポート、
７…フレーム、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ　…フレーム、
８…支持具、８１…Ｌ形金具、８２…調整ねじ、
９…結合具、９１…Ｌ形金具、９２…取り付け具、９３…結合ピン、
１０…マスク板支持装置、１１…マスクアタッチメントプレート、
１３…フレーム、１４…クランパ、１４ａ…爪、
１５…載置台（ガラス板チャックステージ）、
１６…ＸＹＺステージ、１７…ガラス基板、
Ｇ_ｒ　…エア吸着溝、Ｓ…スチールボール。

Claims

マスク板を負圧吸着することにより前記マスク板の自重を打ち消して前記マスク板をマスクホルダに保持する露光装置のマスク板固定方法において、
露光光を透過させる窓とこれの内側に負圧室が形成される空間とを有するマスクホルダベースと、このマスクホルダベースに設けられた吸着孔を介して着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントとに前記マスクホルダを分割し、前記負圧室の空間は、最大露光エリアをカバーする範囲で露光光を透過させるものであり、前記マスクアタッチメントの外形は、前記吸着孔をカバーするものであり、その内径は、装着される前記マスク板のサイズに合わせて形成された開口により形成され、前記開口に合うサイズのマスク板が前記マスクアタッチメントに装着されて前記マスクホルダベースとの間で前記負圧室が形成される露光装置のマスク板固定方法。
前記マスク板と前記マスクホルダベースと前記マスクアタッチメントとは矩形であり、前記マスクアタッチメントは、炭素繊維強化プラスチック製であり、その厚さがマスク板の面密度と実質的に等しくなるような厚さに選択されている請求項１記載の露光装置のマスク板固定方法。
マスク板を負圧吸着することにより前記マスク板の自重を打ち消して前記マスク板をマスクホルダに保持する露光装置のマスク板支持装置において、
露光光を透過させる窓とこれの内側に負圧室が形成される空間とを有するマスクホルダベースと、
このマスクホルダベースに設けられた吸着孔を介して着脱可能に吸着保持されるマスクアタッチメントと、
このマスクアタッチメントに装着されたマスク板とを備え、
前記負圧室の空間は、最大露光エリアをカバーする範囲で露光光を透過させるものであり、前記マスクアタッチメントの外形は、前記吸着孔をカバーするものであり、その内径は、装着される前記マスク板のサイズに合わせて形成された開口により形成され、前記開口に合うサイズのマスク板が前記マスクアタッチメントに装着されて前記マスクホルダベースとの間で前記負圧室が形成さている露光装置のマスク板支持装置露。
前記マスク板と前記マスクホルダベースと前記マスクアタッチメントとは矩形であり、前記マスクアタッチメントは、炭素繊維強化プラスチック製であり、その厚さがマスク板の面密度と実質的に等しくなるような厚さに選択されている請求項３記載の露光装置のマスク板支持装置露。