JP2007184328A - Exposure apparatus - Google Patents

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Takeshi Nakamura
中村  剛
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner in which productivity can be enhanced and the manufacturing cost of a display, or the like, can be reduced by preventing sublimate of photoresist applied to the surface of a substrate from contaminating a mask or an optical component, and high precision exposure can be achieved by sustaining the mask in flat shape during exposure. <P>SOLUTION: A suction opening 16b for sucking/discharging gas between a mask M and a substrate W is provided wherein the mask M is held by the chuck portion 16 of a mask holding frame 12 by being bent in the direction receding from the substrate W such that it is deformed in substantially flat shape by the pressure difference generated between the substrate W side and the light source side of the mask M when the gas is sucked/discharged. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクのマスクパターンを近接(プロキシミティ)露光転写するのに好適な露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus suitable for, for example, proximity exposure transfer of a mask pattern of a mask onto a substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display.

従来、液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置のカラーフィルタを製造する露光装置が種々考案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。特許文献1及び特許文献2に記載の露光装置は、マスクをマスクステージで保持すると共に非露光材としての基板をワークステージで保持して両者を対向配置する。そして、この状態でマスク側から照射手段により基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれたマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板にディスプレイ等を作成している。   Conventionally, various exposure apparatuses for producing color filters for flat panel display devices such as liquid crystal display devices and plasma display devices have been devised (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). The exposure apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 hold a mask on a mask stage, hold a substrate as a non-exposure material on a work stage, and place both of them facing each other. Then, in this state, the substrate is irradiated with light for pattern exposure from the mask side by irradiation means, and the mask pattern drawn on the mask is exposed and transferred onto the substrate to create a display on one substrate. Yes.

特開平1−155354号公報JP-A-1-155354 特開2000−35676号公報JP 2000-35676 A

ところで、露光装置では、基板の表面に塗布されたフォトレジストから発生する昇華物を原因とする各部品の汚れが問題となっている。例えば、マスクが昇華物によって汚れると、洗浄のために新たなマスクに交換する必要が生じる。また、照射手段の光学部品などは、昇華物による汚れによって光量が減少すると、拭き取り洗浄や定期的に部品を交換する必要が生じる。このため、生産性が低下して、ディスプレイ等の製造コストを低くする妨げになっている。   By the way, in the exposure apparatus, the contamination of each component caused by sublimation generated from the photoresist applied on the surface of the substrate is a problem. For example, if the mask is soiled by sublimation, it becomes necessary to replace it with a new mask for cleaning. Further, when the amount of light of the optical parts of the irradiating means decreases due to contamination by the sublimated material, it becomes necessary to perform wiping and cleaning and to periodically replace the parts. For this reason, productivity is reduced, which hinders the cost of manufacturing a display or the like.

このような問題に対して、基板表面に塗布されたフォトレジストの昇華物をマスクと基板との間から吸引排出する手法が考えられるが、このように、マスクと基板との間からフォトレジストの昇華物を吸引排出して、この昇華物を除去しようとすると、基板とマスクとの間が相対的に負圧となり、マスクの基板側と光源側との圧力差によりマスクが基板側へ撓み、また、マスクの自重による撓みも加わって、マスクが基板側に湾曲変形することになる。このため、マスクと基板との間のギャップの不均一となり、露光精度の劣化をもたらすという新たな問題が生じてしまう。   To solve such a problem, a method of sucking and discharging the sublimate of the photoresist applied to the substrate surface from between the mask and the substrate can be considered. When the sublimate is sucked and discharged and the sublimate is removed, the pressure between the substrate and the mask becomes relatively negative, and the mask is bent toward the substrate due to the pressure difference between the substrate side of the mask and the light source side. In addition, bending due to the weight of the mask is added, and the mask is curved and deformed to the substrate side. For this reason, the gap between the mask and the substrate becomes non-uniform, resulting in a new problem of deteriorating exposure accuracy.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、基板の表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクや光学部品の汚れを防止して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができると共に、露光時のマスクを平坦な形状で維持して、高精度な露光を実現することができる露光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to prevent the mask and optical components from being stained by the sublimate of the photoresist applied to the surface of the substrate, thereby improving the productivity. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can reduce the manufacturing cost of a display and the like, and that can maintain a mask at the time of exposure in a flat shape and realize high-precision exposure.

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
(1) 被露光材としての基板を保持するワークステージと、基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、基板に対してパターン露光用の光をマスクを介して照射する照射手段と、を備えた露光装置であって、
マスクと基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、
マスクは、気体の吸引排出時に発生するマスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板から離れる方向に湾曲してマスクステージに保持されることを特徴とする露光装置。
(2) マスクステージに保持されたマスクの湾曲形状は、マスク自体の形状により形成されることを特徴とする(1)に記載の露光装置。
(3) マスクステージに保持されたマスクの湾曲形状は、マスクの強制変形により形成されることを特徴とする(1)に記載の露光装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A work stage that holds a substrate as an exposure target, a mask stage that is disposed opposite to the substrate and holds a mask, and an irradiation unit that irradiates the substrate with light for pattern exposure through the mask; An exposure apparatus comprising:
An exhaust means for sucking and discharging the gas between the mask and the substrate;
An exposure apparatus characterized in that the mask is held in a mask stage curved in a direction away from the substrate so as to be deformed into a substantially flat shape due to a pressure difference between the front side and the back side of the mask generated when gas is sucked and discharged. .
(2) The exposure apparatus according to (1), wherein the curved shape of the mask held on the mask stage is formed by the shape of the mask itself.
(3) The exposure apparatus according to (1), wherein the curved shape of the mask held on the mask stage is formed by forced deformation of the mask.

本発明によれば、マスクと基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、マスクは、気体の吸引排出時に発生するマスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板から離れる方向に湾曲してマスクステージに保持されるため、基板の表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクや光学部品の汚れを防止して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができると共に、露光時のマスクを平坦な形状で維持して、高精度な露光を実現することができる。   According to the present invention, the exhaust means for sucking and discharging the gas between the mask and the substrate is provided, and the mask is deformed into a substantially flat shape by the pressure difference between the front side and the back side of the mask that is generated when the gas is sucked and discharged. In this way, the substrate is curved in the direction away from the substrate and held on the mask stage, so that the mask and optical components can be prevented from being soiled by the sublimate of the photoresist applied to the surface of the substrate, thereby improving productivity. In addition, the manufacturing cost of the display or the like can be reduced, and the mask at the time of exposure can be maintained in a flat shape to realize high-precision exposure.

以下、本発明に係る露光装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an exposure apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1〜図11を参照して、本発明に係る露光装置である分割逐次露光装置の第1実施形態について説明する。
図1は本発明に係る分割逐次露光装置の第1実施形態を説明するための一部分解斜視図、図2は図1に示すマスクステージの拡大斜視図、図3の(a)は図2のA−A線断面図、(b)は(a)のマスク位置調整手段の上面図、図4はマスクをチャック部に保持させた状態を説明するための断面図、図5はマスクと基板との間の気体を吸引排出したときのマスクの平坦形状を示す断面図、図6はアライメントカメラと該アライメントカメラのピント調整機構の基本構造を示す側面図、図7はワーク側アライメントマークの照射光学系を説明するための説明図、図8はアライメント画像のフォーカス調整機構を示す構成図、図9は図1に示す分割逐次近接露光装置の正面図、図10は図1に示す分割逐次近接露光装置の電気的構成を示すブロック図、図11はワーク側アライメントマークとマスク側アライメントマークの整合を説明するための説明図である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of a divided sequential exposure apparatus that is an exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a partially exploded perspective view for explaining a first embodiment of the division sequential exposure apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of the mask stage shown in FIG. 1, and FIG. A sectional view taken along line AA, (b) is a top view of the mask position adjusting means of (a), FIG. 4 is a sectional view for explaining a state in which the mask is held by the chuck portion, and FIG. FIG. 6 is a side view showing the basic structure of the alignment camera and the focus adjustment mechanism of the alignment camera, and FIG. 7 is the irradiation optics of the workpiece side alignment mark. FIG. 8 is a block diagram showing a focus adjustment mechanism for an alignment image, FIG. 9 is a front view of the divided sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 10 is a divided sequential proximity exposure shown in FIG. Block showing the electrical configuration of the device FIG, 11 is an explanatory diagram for explaining the matching of the work-side alignment marks and mask side alignment marks.

図1に示すように、本実施形態の分割逐次露光装置PEは、マスクMを保持するマスクステージ1と、ガラス基板(被露光材)Wを保持するワークステージ2と、パターン露光用の照射手段としての照明光学系3と、マスクステージ1及びワークステージ2を支持する装置ベース4と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the division sequential exposure apparatus PE of this embodiment includes a mask stage 1 that holds a mask M, a work stage 2 that holds a glass substrate (material to be exposed) W, and an irradiation means for pattern exposure. And an apparatus base 4 that supports the mask stage 1 and the work stage 2.

なお、ガラス基板W(以下、単に「基板W」という。)は、マスクMに対向配置されており、このマスクMに描かれたマスクパターンPを露光転写すべく表面(マスクMの対向面)にフォトレジスト(感光剤)が塗布されて透光性とされている。   A glass substrate W (hereinafter simply referred to as “substrate W”) is disposed to face the mask M, and a surface (opposite surface of the mask M) for exposing and transferring the mask pattern P drawn on the mask M. A photoresist (photosensitive agent) is applied on the surface to make it translucent.

説明の便宜上、照明光学系3から説明すると、照明光学系3は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ31と、この高圧水銀ランプ31から照射された光を集光する凹面鏡32と、この凹面鏡32の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ33と、平面ミラー35,36及び球面ミラー37と、この平面ミラー36とオプチカルインテグレータ33との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター34と、を備えている。   For convenience of explanation, the illumination optical system 3 will be described. The illumination optical system 3 is, for example, a high-pressure mercury lamp 31 that is a light source for ultraviolet irradiation, and a concave mirror 32 that collects light emitted from the high-pressure mercury lamp 31. Two types of optical integrators 33 that are switchably arranged in the vicinity of the focal point of the concave mirror 32, plane mirrors 35 and 36, and a spherical mirror 37, and are arranged between the plane mirror 36 and the optical integrator 33 to change the irradiation light path. And an exposure control shutter 34 that controls opening and closing.

露光時に露光制御用シャッター34が開制御されると、高圧水銀ランプ31から照射された光が、図1に示す光路Lを経て、マスクステージ1に保持されるマスクMひいてはワークステージ2に保持される基板Wの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射される。これにより、マスクMのマスクパクーンPが基板W上に露光転写されるようになっている。   When the exposure control shutter 34 is controlled to be opened at the time of exposure, the light emitted from the high-pressure mercury lamp 31 is held on the mask M held on the mask stage 1 and then on the work stage 2 via the optical path L shown in FIG. Irradiated as parallel light for pattern exposure perpendicular to the surface of the substrate W. As a result, the mask pad P of the mask M is exposed and transferred onto the substrate W.

次に、マスクステージ1及びワークステージ2の順に説明する。初めに、マスクステージ1はマスクステージベース10を備えており、このマスクステージベース10は装置ベース4から突設されたマスクステージ支柱11に支持されてワークステージ2の上方に配置されている。   Next, the mask stage 1 and the work stage 2 will be described in this order. First, the mask stage 1 includes a mask stage base 10, and the mask stage base 10 is supported on a mask stage column 11 protruding from the apparatus base 4 and is disposed above the work stage 2.

マスクステージベース10は、図2に示すように、略矩形形状とされて中央部に開口10aを有しており、この開口10aにはマスク保持枠12がX,Y方向に移動可能に装着されている。   As shown in FIG. 2, the mask stage base 10 has a substantially rectangular shape and has an opening 10a at the center. A mask holding frame 12 is mounted on the opening 10a so as to be movable in the X and Y directions. ing.

マスク保持枠12は、図3(a)に示すように、その上端外周部に設けられたフランジ12aをマスクステージベース10の開口10a近傍の上面に載置し、マスクステージベース10の開口10aの内周との間に所定のすき間を介して挿入されている。これにより、マスク保持枠12は、このすき間分だけX,Y方向に移動可能となる。   As shown in FIG. 3A, the mask holding frame 12 has a flange 12 a provided on the outer periphery of the upper end thereof placed on the upper surface in the vicinity of the opening 10 a of the mask stage base 10. It is inserted through a predetermined gap between the inner periphery. Thereby, the mask holding frame 12 can be moved in the X and Y directions by this gap.

このマスク保持枠12の下面には、チャック部16が間座20を介して固定されており、マスク保持枠12とともにマスクステージベース10に対してX,Y方向に移動可能である。チャック部16には、マスクパターンPが描かれているマスクMの周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル16aが開設されている。これにより、マスクMは吸引ノズル16aを介して真空式吸着装置(図示せず。)によりチャック部16に着脱自在に保持される。   A chuck portion 16 is fixed to the lower surface of the mask holding frame 12 via a spacer 20 and can move in the X and Y directions with respect to the mask stage base 10 together with the mask holding frame 12. The chuck portion 16 is provided with a plurality of suction nozzles 16a for sucking the peripheral portion of the mask M on which the mask pattern P is drawn. As a result, the mask M is detachably held on the chuck portion 16 by a vacuum suction device (not shown) through the suction nozzle 16a.

また、チャック部16には、図3(a)及び図4に示すように、このチャック部16に保持されたマスクMの外側位置に、マスクMと基板Wとの間の気体を吸引排出するための吸引口(排気手段)16bが開設されている。この吸引口16bは、露光時に図示しない吸引ポンプ等の作動によりマスクMと基板Wとの間の気体を吸引するようになっている。そして、吸引口16bから吸引された気体はチューブ等の配管を介して外部に排出される。   Further, as shown in FIGS. 3A and 4, the gas between the mask M and the substrate W is sucked and discharged to the chuck portion 16 at a position outside the mask M held by the chuck portion 16. A suction port (exhaust means) 16b is provided. The suction port 16b sucks the gas between the mask M and the substrate W by operating a suction pump (not shown) during exposure. And the gas attracted | sucked from the suction opening 16b is discharged | emitted outside via piping, such as a tube.

マスクMは、吸引口16bからの気体の吸引が行われていない状態では、図3(a)及び図4に示すように、基板Wから離れる方向に湾曲してチャック部16に保持されており、このマスクMの湾曲形状はマスクM自体の形状により形成されている。そして、図5に示すように、吸引口16bからマスクMと基板Wとの間の気体を吸引すると、基板WとマスクMとの間が相対的に負圧となり、マスクMの基板W側と光源側との圧力差によりマスクMが基板W側へ撓んでほぼ平坦形状に変形する。   When the gas is not sucked from the suction port 16b, the mask M is bent in the direction away from the substrate W and held by the chuck portion 16 as shown in FIGS. The curved shape of the mask M is formed by the shape of the mask M itself. Then, as shown in FIG. 5, when the gas between the mask M and the substrate W is sucked from the suction port 16b, a relatively negative pressure is generated between the substrate W and the mask M. Due to the pressure difference from the light source side, the mask M bends toward the substrate W and deforms into a substantially flat shape.

これにより、基板Wの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物を吸引口16bから吸引して除去することができるとともに、露光時のマスクMを平坦な形状で維持して、マスクMと基板Wとの間のギャップを略均一にすることができる。なお、マスクMの湾曲形状は、マスクMをチャック部16で保持したときのマスクMの自重による撓み量と、上述したマスクMの基板W側と光源側との圧力差によるマスクMの基板W側への撓み量とを考慮して決定される。   Thereby, the sublimate of the photoresist applied to the surface of the substrate W can be removed by sucking from the suction port 16b, and the mask M at the time of exposure is maintained in a flat shape. Can be made substantially uniform. The curved shape of the mask M is such that the amount of deflection due to the weight of the mask M when the mask M is held by the chuck portion 16 and the pressure difference between the substrate W side of the mask M and the light source side described above. It is determined in consideration of the amount of deflection to the side.

また、マスクステージベース10の上面には、図2において、後述のアライメントカメラ15による検出結果、又は後述するレーザ測長装置60による測定結果に基づき、マスク保持枠12をXY平面内で移動させて、このマスク保持枠12に保持されたマスクMの位置及び姿勢を調整するマスク位置調整手段13が設けられている。   Further, in FIG. 2, the mask holding frame 12 is moved on the upper surface of the mask stage base 10 in the XY plane based on a detection result by an alignment camera 15 described later or a measurement result by a laser length measuring device 60 described later. A mask position adjusting means 13 for adjusting the position and posture of the mask M held by the mask holding frame 12 is provided.

マスク位置調整手段13は、マスク保持枠12のY軸方向に沿う一辺に取り付けられたX軸方向駆動装置13xと、マスク保持枠12のX軸方向に沿う一辺に取り付けられた二台のY軸方向駆動装置13yと、を備えている。   The mask position adjusting means 13 includes an X-axis direction driving device 13x attached to one side of the mask holding frame 12 along the Y-axis direction, and two Y-axes attached to one side of the mask holding frame 12 along the X-axis direction. Direction drive device 13y.

X軸方向駆動装置13xは、X軸方向に伸縮するロッド131rを有する駆動用アクチュエータ(例えば電動アクチュエータ)131と、マスク保持枠12のY軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド(直動軸受案内)133と、を備えている。リニアガイド133の案内レール133rは、Y軸方向に延びてマスク保持枠12に固定される。また、案内レール133rに移動可能に取り付けられたスライダ133sは、マスクステージベース10に固設されたロッド131rの先端に、ピン支持機構132を介して連結されている。   The X-axis direction drive device 13x includes a drive actuator (for example, an electric actuator) 131 having a rod 131r extending and contracting in the X-axis direction, and a linear guide (linear motion) attached to a side portion of the mask holding frame 12 along the Y-axis direction. Bearing guide) 133. The guide rail 133r of the linear guide 133 extends in the Y-axis direction and is fixed to the mask holding frame 12. The slider 133 s movably attached to the guide rail 133 r is connected to the tip of a rod 131 r fixed to the mask stage base 10 via a pin support mechanism 132.

一方、Y軸方向駆動装置13yも、X軸方向駆動装置13xと同様の構成であって、Y軸方向に伸縮するロッド131rを有する駆動用アクチュエータ(例えば電動アクチュエータ)131と、マスク保持枠12のX軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド(直動軸受案内)133と、を備えている。リニアガイド133の案内レール133rはX軸方向に延びてマスク保持枠12に固定されている。また、案内レール133rに移動可能に取り付けられたスライダ133sは、ロッド131rの先端にピン支持機構132を介して連結されている。そして、X軸方向駆動装置13xによりマスク保持枠12のX軸方向の調整を、二台のY軸方向駆動装置13yによりマスク保持枠12のY軸方向及びθ軸方向(Z軸まわりの揺動)の調整を行う。   On the other hand, the Y-axis direction drive device 13y has the same configuration as the X-axis direction drive device 13x, and includes a drive actuator (for example, an electric actuator) 131 having a rod 131r that expands and contracts in the Y-axis direction, and the mask holding frame 12 A linear guide (linear motion bearing guide) 133 attached to a side portion along the X-axis direction. The guide rail 133r of the linear guide 133 extends in the X-axis direction and is fixed to the mask holding frame 12. A slider 133s attached to the guide rail 133r so as to be movable is connected to the tip of the rod 131r via a pin support mechanism 132. The X-axis direction driving device 13x adjusts the mask holding frame 12 in the X-axis direction. The two Y-axis direction driving devices 13y adjust the mask holding frame 12 in the Y-axis direction and the θ-axis direction (oscillation around the Z-axis). ).

さらに、マスク保持枠12のX軸方向に互いに対向する二辺の内側には、図2に示すように、マスクMと基板Wとの対向面間のすき間を測定する手段としてのギャップセンサ14と、マスクMと位置合わせ基準との平面ずれ量を検出する手段としてのアライメントカメラ15とが配設されている。このギャップセンサ14及びアライメントカメラ15は、共に移動機構19を介してX軸方向に移動可能とされている。   Further, inside the two sides facing each other in the X-axis direction of the mask holding frame 12, as shown in FIG. 2, a gap sensor 14 as a means for measuring the gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W; An alignment camera 15 is provided as means for detecting a plane deviation amount between the mask M and the alignment reference. Both the gap sensor 14 and the alignment camera 15 are movable in the X-axis direction via a moving mechanism 19.

移動機構19は、マスク保持枠12のX軸方向に互いに対向する二辺の上面側にはそれぞれギャップセンサ14及びアライメントカメラ15を保持する保持架台191がY軸方向に延びて配置されており、該保持架台191のY軸方向駆動装置13yから離間する側の端部はリニアガイド192によって支持されている。リニアガイド192は、マスクステージベース10上に設置されてX軸方向に沿って延びる案内レール192rと、案内レール192r上を移動するスライダ(図示せず。)と、を備えており、このスライダに保持架台191の前記端部が固定されている。   The moving mechanism 19 has a holding frame 191 for holding the gap sensor 14 and the alignment camera 15 extending in the Y-axis direction on the upper surfaces of the two sides facing each other in the X-axis direction of the mask holding frame 12. The end of the holding base 191 that is separated from the Y-axis direction drive device 13 y is supported by a linear guide 192. The linear guide 192 includes a guide rail 192r installed on the mask stage base 10 and extending along the X-axis direction, and a slider (not shown) that moves on the guide rail 192r. The end of the holding frame 191 is fixed.

そして、スライダをモータ及びボールねじからなる駆動用アクチュエータ193によって駆動することにより、保持架台191を介してギャップセンサ14及びアライメントカメラ15がX軸方向に移動するようになっている。   Then, the gap sensor 14 and the alignment camera 15 are moved in the X-axis direction via the holding frame 191 by driving the slider by a driving actuator 193 including a motor and a ball screw.

アライメントカメラ15は、図6に示すように、マスクステージ1の下面に保持されているマスクMの表面のマスク側アライメントマーク101をマスク裏面側から光学的に検出するものであり、ピント調整機構151によりマスクMに対して接近離間移動してピント調整がなされるようになっている。   As shown in FIG. 6, the alignment camera 15 optically detects the mask side alignment mark 101 on the surface of the mask M held on the lower surface of the mask stage 1 from the back side of the mask, and the focus adjustment mechanism 151. As a result, the focus is adjusted by moving toward and away from the mask M.

ピント調整機構151は、リニアガイド152,ボールねじ153,モータ154を備えている。リニアガイド152には、案内レール152rとスライダ152sを備えており、このうち案内レール152rはマスクステージ1の移動機構19の保持架台191に上下方向に延びて取り付けられている一方、該リニアガイド152のスライダ152sにはアライメントカメラ15がテーブル152tを介して固定されている。そして、ボールねじ153のねじ軸に螺合されたナットをテーブル152tに連結すると共に、そのねじ軸をモータ154で回転駆動するようにしている。   The focus adjustment mechanism 151 includes a linear guide 152, a ball screw 153, and a motor 154. The linear guide 152 includes a guide rail 152r and a slider 152s. Of these, the guide rail 152r is attached to the holding frame 191 of the moving mechanism 19 of the mask stage 1 so as to extend in the vertical direction. The alignment camera 15 is fixed to the slider 152s via a table 152t. A nut screwed to the screw shaft of the ball screw 153 is connected to the table 152t, and the screw shaft is rotated by a motor 154.

また、本実施形態では、図7に示すように、ワークステージ2に設けてあるワークチャック8の下方には、光源781及びコンデンサーレンズ782を有してワーク側アライメントマーク100を下から投影する投影光学系78がアライメントカメラ15の光軸に合わせてZ軸微動ステージ24と一体に配設されている。なお、ワークステージ2、Y軸送り台52には投影光学系78の光路に対応する貫通孔が形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the work side alignment mark 100 is projected from below with a light source 781 and a condenser lens 782 below the work chuck 8 provided on the work stage 2. An optical system 78 is disposed integrally with the Z-axis fine movement stage 24 in accordance with the optical axis of the alignment camera 15. A through hole corresponding to the optical path of the projection optical system 78 is formed in the work stage 2 and the Y-axis feed base 52.

さらに、本実施形態では、図8に示すように、マスクMのマスク側アライメントマーク101を有する面(マスクマーク面Mm)位置を検出してアライメントカメラ15のピントずれを防止するアライメント画像のベストフォーカス調整機構150を設けている。このベストフォーカス調整機構150は、アライメントカメラ15及びピント調整機構151に加えて、ピントずれ検出手段としてギャップセンサ14を利用している。即ち、このギャップセンサ14で計測したマスク下面位置の計測値を、制御装置80で予め設定したピント位置と比較して差を求め、その差から設定ピント位置からの相対ピント位置変化量を計算し、該計算変化量に応じてピント調整機構151のモータ154を制御してアライメントカメラ15を移動させ、これによりアライメントカメラ15のピントを調整するようにしている。   Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the best focus of the alignment image that detects the position of the mask M having the mask side alignment mark 101 (mask mark surface Mm) and prevents the alignment camera 15 from being out of focus. An adjustment mechanism 150 is provided. In addition to the alignment camera 15 and the focus adjustment mechanism 151, this best focus adjustment mechanism 150 uses the gap sensor 14 as a focus deviation detection means. That is, the measured value of the mask lower surface position measured by the gap sensor 14 is compared with the focus position preset by the control device 80 to obtain a difference, and the relative focus position change amount from the set focus position is calculated from the difference. The alignment camera 15 is moved by controlling the motor 154 of the focus adjustment mechanism 151 according to the calculated change amount, thereby adjusting the focus of the alignment camera 15.

このベストフォーカス調整機構150を用いることにより、マスクMの板厚変化や板厚のばらつきとは無関係に、アライメント画像の高精度のフォーカス調整が可能となる。すなわち、複数種類のマスクMを交換して使用する場合に、個々のマスクの厚さが異なる場合でも常に適正なピントを得ることができる。なお、ピント調整機構151、投影光学系78、ベストフォーカス調整機構150等は、1層目分割パターンのアライメントの高精度化に対応するものであるばかりでなく、2層目以降のアライメントの高精度化にも寄与するものであり、また、マスクMの厚さがわかっていれば、ベストフォーカス調整機構150を省略して厚さに応じてピント調整機構を動かすようにしても良い。   By using the best focus adjustment mechanism 150, it is possible to perform high-precision focus adjustment of the alignment image regardless of the plate thickness change of the mask M and the plate thickness variation. That is, when a plurality of types of masks M are exchanged and used, proper focus can always be obtained even if the thicknesses of the individual masks are different. Note that the focus adjustment mechanism 151, the projection optical system 78, the best focus adjustment mechanism 150, and the like not only correspond to the high accuracy of the alignment of the first layer divided pattern, but also the high accuracy of the alignment after the second layer. If the thickness of the mask M is known, the best focus adjustment mechanism 150 may be omitted and the focus adjustment mechanism may be moved according to the thickness.

なお、マスクステージベース10の開口10aのY軸方向の両端部にはマスクMの両端部を必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ(遮蔽板)17がマスクMより上方に位置して配置されており、このマスキングアパーチャ17はモータ,ボールねじ及びリニアガイドよりなるマスキングアパーチャ駆動装置18によりY軸方向に移動可能とされてマスクMの両端部の遮蔽面積を調整できるようになっている。   Note that masking apertures (shielding plates) 17 that shield both ends of the mask M as necessary are disposed at both ends in the Y-axis direction of the opening 10a of the mask stage base 10 so as to be positioned above the mask M. The masking aperture 17 can be moved in the Y-axis direction by a masking aperture driving device 18 including a motor, a ball screw, and a linear guide so that the shielding areas at both ends of the mask M can be adjusted.

次に、ワークステージ2は、装置ベース4上に設置されており、マスクMと基板Wとの対向面間のすき間を所定量に調整するZ軸送り台(ギャップ調整手段)2Aと、このZ軸送り台2A上に配設されてワークステージ2をXY軸方向に移動させるワークステージ送り機構2Bと、を備えている。   Next, the work stage 2 is installed on the apparatus base 4, and a Z-axis feed base (gap adjusting means) 2A for adjusting the gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W to a predetermined amount, and this Z A work stage feed mechanism 2B disposed on the axis feed base 2A and moving the work stage 2 in the XY-axis direction.

Z軸送り台2Aは、図9に示すように、装置ベース4上に立設された上下粗動装置21によってZ軸方向に粗動可能に支持されたZ軸粗動ステージ22と、このZ軸粗動ステージ22の上に上下微動装置23(図1参照。)を介して支持されたZ軸微動ステージ24と、を備えている。上下粗動装置21には、例えばモータ及びボールねじ等からなる電動アクチュエータ、或いは空圧シリングが用いられており、単純な上下動作を行うことにより、Z軸粗動ステージ22を予め設定した位置まで、マスクMと基板Wとのすき間の計測を行うことなく昇降させる。   As shown in FIG. 9, the Z-axis feed base 2A includes a Z-axis coarse movement stage 22 supported so as to be coarsely movable in the Z-axis direction by an up-and-down coarse movement device 21 erected on the apparatus base 4. A Z-axis fine movement stage 24 supported on a coarse shaft movement stage 22 via a vertical fine movement device 23 (see FIG. 1). For example, an electric actuator composed of a motor and a ball screw or a pneumatic shilling is used for the vertical movement device 21, and the Z-axis coarse movement stage 22 is moved to a preset position by performing a simple vertical movement. Then, it is moved up and down without measuring the gap between the mask M and the substrate W.

一方、図1に示す上下微動装置23は、モータとボールねじとくさびとを組み合わせてなる可動くさび機構を備えており、本実施形態では、例えばZ軸粗動ステージ22の上面に設置したモータ231によってボールねじのねじ軸232を回転駆動させるようにすると共にボールねじナット233をくさび状に形成してそのくさび状ナット233の斜面をZ軸微動ステージ24の下面に突設したくさび241の斜面と係合させ、これにより、可動くさび機構を構成している。   On the other hand, the vertical fine movement device 23 shown in FIG. 1 includes a movable wedge mechanism formed by combining a motor, a ball screw, and a wedge. In this embodiment, for example, a motor 231 installed on the upper surface of the Z-axis coarse movement stage 22. The screw shaft 232 of the ball screw is driven to rotate, the ball screw nut 233 is formed in a wedge shape, and the inclined surface of the wedge nut 233 projects from the inclined surface of the wedge 241 protruding from the lower surface of the Z-axis fine movement stage 24. Thus, a movable wedge mechanism is configured.

そして、ボールねじのねじ軸232を回転駆動させると、くさび状ナット233がY軸方向に水平微動し、この水平微動運動が両くさび233,241の斜面作用により高精度の上下微動運動に変換される。   When the screw shaft 232 of the ball screw is driven to rotate, the wedge-shaped nut 233 is finely moved in the Y-axis direction, and this horizontal fine movement is converted into a highly accurate vertical fine movement by the action of the slopes of both wedges 233 and 241. The

この可動くさび機構からなる上下微動装置23は、Z軸微動ステージ24のY軸方向の一端側(図1の手前側)に2台、他端側に1台(図示せず)、合計3台設置されており、それぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置23は、チルト機能も兼ね備えていることになり、3台のギャップセンサ14によるマスクMと基板Wとのすき間の測定結果に基づき、マスクMと基板Wとが平行かつ所定のすき間を介して対向するように、Z軸微動ステージ24の高さを微調整するようになっている。なお、上下粗動装置21及び上下微動装置23はY軸送り台52の部分に設けるようにしてもよい。   The vertical fine movement device 23 composed of the movable wedge mechanism includes a total of three units, two on one end side (front side in FIG. 1) in the Y-axis direction and one on the other end side (not shown) of the Z-axis fine movement stage 24. It is installed and each is driven and controlled independently. Accordingly, the vertical fine movement device 23 also has a tilt function. Based on the measurement results of the gaps between the mask M and the substrate W by the three gap sensors 14, the mask M and the substrate W are parallel and predetermined. The height of the Z-axis fine movement stage 24 is finely adjusted so as to face each other through the gap. Note that the vertical coarse motion device 21 and the vertical fine motion device 23 may be provided in the Y-axis feed base 52.

ワークステージ送り機構2Bは、図9に示すように、Z軸微動ステージ24の上面に、Y軸方向に互いに離間配置されてそれぞれX軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド41と、このリニアガイド41のスライダ41aに取り付けられたX軸送り台42と、X軸送り台42をX軸方向に移動させるX軸送り駆動装置43とを備えており、X軸送り駆動装置43のモータ431によって回転駆動されるボールねじ軸432に螺合されたボールねじナット433にX軸送り台42が連結されている。   As shown in FIG. 9, the work stage feed mechanism 2B is a kind of two sets of rolling guides that are spaced apart from each other in the Y-axis direction and extended along the X-axis direction on the upper surface of the Z-axis fine movement stage 24. A linear guide 41, an X-axis feed base 42 attached to a slider 41a of the linear guide 41, and an X-axis feed drive device 43 that moves the X-axis feed base 42 in the X-axis direction. An X-axis feed base 42 is connected to a ball screw nut 433 that is screwed to a ball screw shaft 432 that is rotationally driven by a motor 431 of the shaft feed driving device 43.

また、このX軸送り台42の上面には、X軸方向に互いに離間配置されてそれぞれY軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド51と、このリニアガイド51のスライダ51aに取り付けられたY軸送り台52と、Y軸送り台52をY軸方向に移動させるY軸送り駆動装置53と、を備えており、Y軸送り駆動装置53のモータ531によって回転駆動するボールねじ軸532に螺合されたボールねじナット(図示せず)に、Y軸送り台52が連結されている。このY軸送り台52の上面には、ワークステージ2が取り付けられている。   Further, on the upper surface of the X-axis feed base 42, a linear guide 51 which is a kind of two sets of rolling guides that are spaced apart from each other in the X-axis direction and extend along the Y-axis direction, and the linear guide 51, a Y-axis feed base 52 attached to a slider 51a, and a Y-axis feed drive device 53 that moves the Y-axis feed base 52 in the Y-axis direction. A Y-axis feed base 52 is connected to a ball screw nut (not shown) screwed to a ball screw shaft 532 that is rotationally driven. The work stage 2 is attached to the upper surface of the Y-axis feed base 52.

そして、ワークステージ2のX軸,Y軸位置を検出する移動距離測定部としてのレーザ測長装置60が、装置ベース4に設けられている。上記のように構成されたワークステージ2では、ボールねじやリニアガイド自体の形状等の誤差や、これらの取り付け誤差などに起因し、ワークステージ2の移動に際し、位置決め誤差、ヨーイング、真直度などの発生は不可避である。そこで、これらの誤差の測定を目的とするのがこのレーザ測長装置60である。このレーザ測長装置60は、図1に示すように、ワークステージ2のY軸方向端部にX軸方向に対向して設けられた一対のY軸干渉計62,63と、ワークステージ2のX軸方向端部に設けられた一つのX軸干渉計64と、ワークステージ2のY軸干渉計62,63と対向する位置に配設されたY軸用ミラー66と、ワークステージ2のX軸干渉計64と対向する位置に配設されたX軸用ミラー68と、で構成されている。   A laser length measuring device 60 as a moving distance measuring unit that detects the X-axis and Y-axis positions of the work stage 2 is provided on the device base 4. In the work stage 2 configured as described above, due to errors such as the shape of the ball screw and the linear guide itself, and mounting errors thereof, when the work stage 2 is moved, positioning errors, yawing, straightness, etc. Occurrence is inevitable. The laser length measuring device 60 is intended to measure these errors. As shown in FIG. 1, the laser length measuring device 60 includes a pair of Y-axis interferometers 62 and 63 provided at the Y-axis direction end of the work stage 2 so as to face the X-axis direction, and the work stage 2. One X-axis interferometer 64 provided at an end in the X-axis direction, a Y-axis mirror 66 disposed at a position facing the Y-axis interferometers 62 and 63 of the work stage 2, and the X of the work stage 2 And an X-axis mirror 68 disposed at a position facing the axial interferometer 64.

このように、Y軸方向についてY軸干渉計を2台設けていることにより、ワークステージ2のY軸方向位置の情報のみでなく、Y軸干渉計62と63の位置データの差分によりヨーイング誤差を知ることもできる。Y軸方向位置については、両者の平均値に、ワークステージ2のX軸方向位置、ヨーイング誤差を加味して適宜、補正を加えることにより算出することができる。   Thus, by providing two Y-axis interferometers in the Y-axis direction, not only the information on the Y-axis direction position of the work stage 2 but also the yawing error due to the difference between the position data of the Y-axis interferometers 62 and 63. You can also know. The position in the Y-axis direction can be calculated by appropriately correcting both the average value of the two in consideration of the position in the X-axis direction of the work stage 2 and the yawing error.

そして、ワークステージ2のXY方向位置やY軸送り台52、ひいては前の分割パターンの露光に続いて次の分割パターンをつなぎ露光する際に、基板Wを次のエリアに送る段階で、各干渉計62〜64より出力する検出信号を、図10に示すように、制御装置80に入力するようにしている。この制御装置80は、この検出信号に基づいて分割露光のためのXY方向の移動量を調整するためにX軸送り駆動装置43及びY軸送り駆動装置53を制御すると共に、X軸干渉計64による検出結果及びY軸干渉計62,63による検出結果に基づき、つなぎ露光のための位置決め補正量を算出して、その算出結果をマスク位置調整手段13(及び必要に応じて上下微動装置23)に出力する。これにより、この補正量に応じてマスク位置調整手段13等が駆動され、X軸送り駆動装置43又はY軸送り駆動装置53による位置決め誤差、真直度誤差、及びヨーイング等の影響が解消される。   Then, when the next divided pattern is connected and exposed following the exposure of the work stage 2 in the XY direction and the Y-axis feed base 52 and the previous divided pattern, each interference is performed at the stage of sending the substrate W to the next area. The detection signals output from the total 62 to 64 are input to the control device 80 as shown in FIG. The control device 80 controls the X-axis feed driving device 43 and the Y-axis feed driving device 53 in order to adjust the amount of movement in the XY direction for the divided exposure based on the detection signal, and also the X-axis interferometer 64. And the detection results of the Y-axis interferometers 62 and 63 are used to calculate a positioning correction amount for joint exposure, and the calculated result is used as the mask position adjustment means 13 (and the vertical fine movement device 23 as required). Output to. As a result, the mask position adjusting means 13 and the like are driven in accordance with the correction amount, and the influence of positioning error, straightness error, yawing and the like caused by the X-axis feed driving device 43 or the Y-axis feed driving device 53 is eliminated.

また、ワークステージ2の送りに際する誤差が全くないときでも、最初の状態でマスクMのマスクパターンPの向きがワークステージ2の送り方向とずれていると、分割逐次露光により基板W上に形成される各パターンが傾いた状態で形成されてしまったり、つなぎ露光で基板W上に分割形成されたパターン同士の継ぎ目がずれて整合しない。   Even when there is no error in feeding the work stage 2, if the orientation of the mask pattern P of the mask M is deviated from the feed direction of the work stage 2 in the initial state, the divided sequential exposure is performed on the substrate W. Each pattern to be formed is formed in an inclined state, or the joints of the patterns formed separately on the substrate W by connection exposure are shifted and not aligned.

また、上述したようにマスクMは真空式吸引装置を介してチャック部16の下面に吸着保持させるのであるが、この吸着保持させる際にマスクMのマスクパターンPの向きとワークステージ送り機構2Bによるワークステージ2の移動方向とを精度よく合わせることは困難である。   Further, as described above, the mask M is sucked and held on the lower surface of the chuck portion 16 via a vacuum suction device. When sucking and holding the mask M, the orientation of the mask pattern P of the mask M and the work stage feed mechanism 2B are used. It is difficult to match the moving direction of the work stage 2 with high accuracy.

例えば、図11(a)に示すように、最初の位置において角度θ分傾いた状態で露光されると、送り誤差が全くない場合でも、次の位置での露光パターンは2点鎖線で示すように同様に傾いた状態で形成される。   For example, as shown in FIG. 11 (a), when exposure is performed at an angle of θ at the first position, the exposure pattern at the next position is indicated by a two-dot chain line even when there is no feed error. Similarly, it is formed in a tilted state.

そこで、本実施形態では、図11に示すように、ワークステージ2(実際にはワークステージ2上に設置されているワークチャック8)の上面の少なくとも2か所に、例えば十字形状(レチクル)を有するワーク側アライメントマーク100をX軸方向に互いに離間して形成する。一方、マスクMの方には、ワーク側アライメントマーク100に対応させたマスク測アライメントマーク101を形成する。基準側である2ケ所のアライメントマーク100の中心同士を結ぶ線は、最初の状態(基準位置)においてX軸方向と一致し、Y軸方向と直交するように予め調整されている。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, for example, a cross shape (reticle) is formed in at least two places on the upper surface of the work stage 2 (actually, the work chuck 8 installed on the work stage 2). The workpiece-side alignment marks 100 are formed apart from each other in the X-axis direction. On the other hand, on the mask M, a mask measurement alignment mark 101 corresponding to the workpiece side alignment mark 100 is formed. The line connecting the centers of the two alignment marks 100 on the reference side is adjusted in advance so as to coincide with the X-axis direction in the initial state (reference position) and to be orthogonal to the Y-axis direction.

そして、図11(b)に示すように、最初の状態(基準位置)において、アライメントカメラ15により、アライメントマーク100と101との位置ずれ量を検出し、X軸方向駆動装置13x及びY軸方向駆動装置13yによってマスク保持枠12の位置を調整することにより、ワーク側アライメントマーク100とマスク側アライメントマーク101との中心同士が実質的にXY平面内で一致して整合するようにしている。   Then, as shown in FIG. 11B, in the initial state (reference position), the alignment camera 15 detects the amount of misalignment between the alignment marks 100 and 101, and the X-axis direction drive device 13x and the Y-axis direction are detected. By adjusting the position of the mask holding frame 12 by the driving device 13y, the centers of the workpiece side alignment mark 100 and the mask side alignment mark 101 are substantially aligned and aligned in the XY plane.

また、ワーク側アライメントマーク100とマスク側アライメントマーク101との整合については、アライメントマーク検出手段であるアライメントカメラ15によって高精度にかつ容易に行えるように構成している。   Further, the alignment between the workpiece side alignment mark 100 and the mask side alignment mark 101 is configured so as to be easily and accurately performed by the alignment camera 15 which is an alignment mark detection means.

なお、本実施形態の制御装置80は、露光制御シャッター34の開制御、ワークステージ2の送り制御、レーザ干渉計62〜64の検出値に基づく補正量の演算、マスク位置調整手段13の駆動制御の他に、アライメント調整時の補正量の演算、Z軸送り台(ギャップ調整手段)2Aの駆動制御、ワーク自動供給装置(図示せず。)の駆動制御等、分割逐次近接露光装置に組み込まれた殆どのアクチュエータの駆動及び所定の演算処理を、マイクロコンピュータやシーケンサ等を用いたシーケンス制御を基本として実行する。   The control device 80 of the present embodiment controls the opening control of the exposure control shutter 34, the feed control of the work stage 2, the calculation of the correction amount based on the detection values of the laser interferometers 62 to 64, and the drive control of the mask position adjusting means 13. In addition to this, it is incorporated into the divided sequential proximity exposure apparatus, such as calculation of the correction amount at the time of alignment adjustment, drive control of the Z-axis feed base (gap adjustment means) 2A, drive control of the automatic workpiece feeder (not shown), and the like. Most actuators are driven and predetermined arithmetic processing is executed based on sequence control using a microcomputer, a sequencer, or the like.

特に、本実施形態の制御装置80は、マスクMをチャック部16で保持したときのマスクMの自重による撓み量と、気体の吸引排出時のマスクMの基板W側と光源側との圧力差によるマスクMの基板W側への撓み量と、を演算して、露光時にマスクMがほぼ平坦形状に変形するように、吸引口16bから気体を吸引するための吸引ポンプの駆動を制御する。   In particular, the control device 80 of the present embodiment is configured so that the amount of deflection due to the weight of the mask M when the mask M is held by the chuck portion 16 and the pressure difference between the substrate W side and the light source side of the mask M when the gas is sucked and discharged. The amount of deflection of the mask M toward the substrate W is calculated, and the driving of the suction pump for sucking gas from the suction port 16b is controlled so that the mask M is deformed into a substantially flat shape during exposure.

従って、本実施形態の分割逐次露光装置PEによれば、マスクMと基板Wとの間の気体を吸引排出する吸引口16bを有し、マスクMは、気体の吸引排出時に発生するマスクMの基板W側と光源側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板Wから離れる方向に湾曲してマスク保持枠12のチャック部16に保持されるため、基板Wの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物を吸引口16bから吸引して除去することができるので、基板Wの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクMや照射手段3の光学部品の汚れを防止することができる。これにより、メンテナンスの頻度が減少して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができる。また、露光時のマスクMを平坦な形状に維持できるので、マスクMと基板Wとの間のギャップを略均一にすることができる。これにより、露光時のマスクMを平坦な形状で維持することができるので、高精度な露光を実現することができる。   Therefore, according to the divided sequential exposure apparatus PE of the present embodiment, the suction port 16b that sucks and discharges the gas between the mask M and the substrate W is provided, and the mask M is the mask M that is generated when the gas is sucked and discharged. Since it is bent in a direction away from the substrate W and held by the chuck portion 16 of the mask holding frame 12 so as to be deformed into a substantially flat shape due to a pressure difference between the substrate W side and the light source side, it is applied to the surface of the substrate W. Since the sublimated material of the photoresist can be removed by suction from the suction port 16b, the mask M and the optical parts of the irradiation means 3 are prevented from being contaminated by the sublimated material of the photoresist coated on the surface of the substrate W. Can do. Thereby, the frequency of maintenance can be reduced, the productivity can be improved, and the manufacturing cost of a display or the like can be reduced. Moreover, since the mask M at the time of exposure can be maintained in a flat shape, the gap between the mask M and the substrate W can be made substantially uniform. Thereby, since the mask M at the time of exposure can be maintained in a flat shape, highly accurate exposure can be realized.

(第2実施形態)
次に、図12及び図13を参照して、本発明に係る露光装置である分割逐次露光装置の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図12は本発明に係る分割逐次露光装置の第2実施形態のマスクステージの一部切欠断面図、図13は本発明に係る分割逐次露光装置の第2実施形態の変形例を示すチャック部の拡大断面図である。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIGS. 12 and 13, a second embodiment of the divided sequential exposure apparatus which is an exposure apparatus according to the present invention will be described. In addition, about the same or equivalent part as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to drawing, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
FIG. 12 is a partially cutaway sectional view of a mask stage of a second embodiment of the division sequential exposure apparatus according to the present invention, and FIG. 13 is a view of a chuck portion showing a modification of the second embodiment of the division sequential exposure apparatus according to the present invention. It is an expanded sectional view.

本実施形態では、マスクとして、従来のものと同様に、重力が作用しない状態(或いは縦置きの状態)で水平に配置したときにフラットな形状を呈するマスクM0が用いられている。また、本実施形態のチャック16は、図12に示すように、下面にテーパ面を有する2つの間座20A、20Bに固定されている。これにより、チャック部16は、外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜した取り付け面16cを有している。即ち、本実施形態では、外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜した取り付け面16cを有してマスクM0を保持するチャック部16が、露光時のマスクM0をフラットな形状に維持するフラット状態形成手段を構成する。なお、取り付け面16cの水平方向に対する傾斜角度は、マスクM0をチャック部16で保持したときのマスクM0の自重による撓み量と、気体の吸引排出時のマスクM0の基板W側と光源側との圧力差によるマスクM0の基板W側への撓み量と、を考慮して決定される。   In this embodiment, as in the conventional mask, a mask M0 that has a flat shape when it is horizontally arranged in a state where gravity does not act (or in a vertically placed state) is used. Further, as shown in FIG. 12, the chuck 16 of the present embodiment is fixed to two spacers 20A and 20B having a tapered surface on the lower surface. Thereby, the chuck | zipper part 16 has the attachment surface 16c which inclined upward toward inner side from the outer edge part. In other words, in the present embodiment, the chuck portion 16 that has the mounting surface 16c inclined upward from the outer edge to the inside and holds the mask M0 is a flat that maintains the mask M0 during exposure in a flat shape. The state forming means is configured. The inclination angle of the mounting surface 16c with respect to the horizontal direction is determined by the amount of bending due to the weight of the mask M0 when the mask M0 is held by the chuck portion 16, and the substrate W side and the light source side of the mask M0 when the gas is sucked and discharged. It is determined in consideration of the amount of deflection of the mask M0 toward the substrate W due to the pressure difference.

そして、本実施形態のチャック部16にマスクM0を保持させると、マスクM0は、取り付け面16cによって、基板Wから離れる方向に強制的に湾曲変形させられる(図12の一点鎖線)が、自重による撓みと、気体の吸引排出時のマスクM0の基板W側と光源側との圧力差による撓みと、が作用することによって、マスクM0はフラットな形状に維持される(図12の実線)。
その他の構成及び作用効果については、上記した第1実施形態と同様である。
Then, when the mask M0 is held by the chuck portion 16 of the present embodiment, the mask M0 is forcibly curved and deformed in the direction away from the substrate W by the attachment surface 16c (one-dot chain line in FIG. 12). The mask M0 is maintained in a flat shape by the bending and the bending due to the pressure difference between the substrate W side and the light source side of the mask M0 when the gas is sucked and discharged (solid line in FIG. 12).
About another structure and an effect, it is the same as that of 1st Embodiment mentioned above.

なお、本実施形態の変形例として、テーパ面を有する2つの間座20A,20Bの代わりに、図13に示すような2つの間座20C,20Dを設けて、上記の上向きに傾斜した取り付け面16cを構成してもよい。この場合、間座20Dは、傾斜面を有する固定部材81と、送りねじ83によって可動する傾斜面を有する可動部材82と、で構成され、可動部材82を固定部材81に対して移動させることによって、チャック部16の取り付け面16cを外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜させる。   As a modification of the present embodiment, instead of the two spacers 20A and 20B having tapered surfaces, two spacers 20C and 20D as shown in FIG. 13 are provided, and the mounting surface is inclined upward. 16c may be configured. In this case, the spacer 20 </ b> D is composed of a fixed member 81 having an inclined surface and a movable member 82 having an inclined surface that is movable by a feed screw 83, and by moving the movable member 82 relative to the fixed member 81. The mounting surface 16c of the chuck portion 16 is inclined upward from the outer end edge portion toward the inside.

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、マスクステージ1を装置ベース4のマスクステージ支柱11に固定して取り付け、ギャップ調整手段のZ軸送り台2Aでワークステージ2のみを昇降させる構造を例示したが、これに限定されず、マスクステージ支柱11をシリンダで構成して、マスクステージ1の方を昇降させる構造にしてもよい。この場合には、上下粗動装置を有するZ軸粗動ステージ22を省略することができる。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the present embodiment, the mask stage 1 is fixed and attached to the mask stage column 11 of the apparatus base 4 and only the work stage 2 is lifted and lowered by the Z-axis feed base 2A of the gap adjusting means. Without being limited thereto, the mask stage column 11 may be configured by a cylinder so that the mask stage 1 is moved up and down. In this case, the Z-axis coarse movement stage 22 having the vertical coarse movement device can be omitted.

本発明に係る分割逐次露光装置の第1実施形態を説明するための一部分解斜視図である。1 is a partially exploded perspective view for explaining a first embodiment of a divided sequential exposure apparatus according to the present invention. FIG. 図1に示すマスクステージの拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the mask stage shown in FIG. (a)は図2のA−A線断面図、(b)は(a)のマスク位置調整手段の上面図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 2, (b) is a top view of the mask position adjustment means of (a). マスクをチャック部に保持させた状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the state with which the mask was hold | maintained at the chuck | zipper part. マスクと基板との間の気体を吸引排出したときのマスクの平坦形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flat shape of a mask when the gas between a mask and a board | substrate is suction-discharged. アライメントカメラと該アライメントカメラのピント調整機構の基本構造を示す側面図である。It is a side view which shows the basic structure of an alignment camera and the focus adjustment mechanism of this alignment camera. ワーク側アライメントマークの照射光学系を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the irradiation optical system of the workpiece | work side alignment mark. アライメント画像のフォーカス調整機構を示す構成図である。It is a block diagram which shows the focus adjustment mechanism of an alignment image. 図1に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。It is a front view of the division | segmentation successive proximity exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す分割逐次近接露光装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the divided sequential proximity exposure apparatus shown in FIG. 1. ワーク側アライメントマークとマスク側アライメントマークの整合を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the alignment of a workpiece | work side alignment mark and a mask side alignment mark. 本発明に係る分割逐次露光装置の第2実施形態のマスクステージの一部切欠断面図である。It is a partially cutaway sectional view of the mask stage of the second embodiment of the divided sequential exposure apparatus according to the present invention. 本発明に係る分割逐次露光装置の第2実施形態の変形例を示すチャック部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the chuck | zipper part which shows the modification of 2nd Embodiment of the division | segmentation sequential exposure apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

PE 分割逐次露光装置(露光装置)
W ガラス基板(被露光材、基板)
M マスク
P マスクパターン
1 マスクステージ
2 ワークステージ
2A Z軸送り台(ギャップ調整手段)
2B ワークステージ送り機構
3 照明光学系(照射手段)
4 装置ベース
8 ワークチャック
10 マスクステージベース
12 マスク保持枠
13 マスク位置調整手段
13x X軸方向駆動装置
13y Y軸方向駆動装置
14 ギャップセンサ(ピントずれ検出手段)
15 アライメントカメラ
16 チャック部
16a 吸引ノズル
16b 吸引口(排気手段)
19 移動機構
21 上下粗動装置
22 Z軸粗動ステージ
23 上下微動装置
24 Z軸微動ステージ
60 レーザ測長装置
62,63 Y軸干渉計(レーザ干渉計)
64 X軸干渉計(レーザ干渉計)
66 Y軸用ミラー
68 X軸用ミラー
78 投影光学系
80 制御装置
100 ワーク側アライメントマーク
101 マスク側アライメントマーク
150 ベストフォーカス調整機構
151 ピント調整機構
PE division sequential exposure equipment (exposure equipment)
W Glass substrate (material to be exposed, substrate)
M mask P mask pattern 1 mask stage 2 work stage 2A Z-axis feed base (gap adjusting means)
2B Work stage feed mechanism 3 Illumination optical system (irradiation means)
4 Device base 8 Work chuck 10 Mask stage base 12 Mask holding frame 13 Mask position adjusting means 13x X-axis direction drive device 13y Y-axis direction drive device 14 Gap sensor (focus shift detection means)
15 Alignment camera 16 Chuck part 16a Suction nozzle 16b Suction port (exhaust means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Movement mechanism 21 Vertical coarse movement apparatus 22 Z-axis coarse movement stage 23 Vertical fine movement apparatus 24 Z-axis fine movement stage 60 Laser length measuring apparatus 62, 63 Y-axis interferometer (laser interferometer)
64 X-axis interferometer (laser interferometer)
66 Y-axis mirror 68 X-axis mirror 78 Projection optical system 80 Control device 100 Work side alignment mark 101 Mask side alignment mark 150 Best focus adjustment mechanism 151 Focus adjustment mechanism

Claims (3)

被露光材としての基板を保持するワークステージと、前記基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、前記基板に対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射手段と、を備えた露光装置であって、
前記マスクと前記基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、
前記マスクは、前記気体の吸引排出時に発生する前記マスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、前記基板から離れる方向に湾曲して前記マスクステージに保持されることを特徴とする露光装置。
A work stage for holding a substrate as a material to be exposed, a mask stage that is arranged opposite to the substrate and holds a mask, and irradiation means for irradiating the substrate with light for pattern exposure through the mask; An exposure apparatus comprising:
An exhaust means for sucking and discharging the gas between the mask and the substrate;
The mask is held in the mask stage while being curved in a direction away from the substrate so as to be deformed into a substantially flat shape due to a pressure difference between the front side and the back side of the mask generated when the gas is sucked and discharged. A featured exposure apparatus.
前記マスクステージに保持された前記マスクの湾曲形状は、前記マスク自体の形状により形成されることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the curved shape of the mask held on the mask stage is formed by the shape of the mask itself. 前記マスクステージに保持された前記マスクの湾曲形状は、前記マスクの強制変形により形成されることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the curved shape of the mask held on the mask stage is formed by forced deformation of the mask.
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