JP2008058789A - 露光装置のマスク保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク取付時におけるマスクの固有振動数の低下を最小限とし、且つ露光エリアを広くすると共にマスクサイズの変更が容易な露光装置のマスク保持機構を提供する。
【解決手段】マスクステージが、長方形状に形成されたマスクＭの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持する６つのチャック部１４を備える。マスクＭの各長辺側に設けられたチャック部１４の各ピッチＬｐは、マスクＭの長辺長さ２Ｌｙの１／２に対して０．６５倍〜０．８０倍である。
【選択図】図５

Description

本発明は、露光装置のマスク保持機構に関し、より詳細には、基板ステージに保持された被露光材として基板に対向配置させて、各種サイズのマスクを取付精度よくマスクステージに保持させる露光装置のマスク保持機構に関する。

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基板やＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板を製造する露光装置が種々考案されている。露光装置は、マスクをマスクステージで保持すると共に基板を基板ステージで保持して両者を近接して対向配置する。そして、マスク側から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いる。

一般に、マスクはその４辺の全長に亘ってマスクステージに保持されており、図１４に示すように、マスクＭは、マスクステージの保持部１４に形成された吸引ノズル１４ａによって吸着される（例えば、特許文献１参照。）。このように保持されるマスクは、固有振動数が比較的高くなり、外乱振動や、マスクとワークが接近した際の風圧による撓みに起因する振動などに対して良好な制振性を有している。
特開２００４−１９１６６１号公報

しかしながら、図１４に示すようにマスクの４辺を保持する場合には、露光エリアが狭くなってしまい、また、サイズが異なるマスクを取り付けるには、それぞれのマスクに対応した開口を有する複数の保持部を準備して、使用するマスクサイズに合った保持部を選択して取り付けるため、マスクサイズの変更がし難いものであった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マスク取付時におけるマスクの固有振動数が高く、且つ露光エリアを広くすると共にマスクサイズの変更が容易な露光装置のマスク保持機構を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） マスクがパターン露光用の光を通過させるマスクステージの開口に臨むように、前記マスクステージに前記マスクを保持する露光装置のマスク保持機構であって、
前記マスクステージは、長方形状に形成された前記マスクの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持する６つの保持部を備え、
前記各長辺側に設けられた前記保持部の各ピッチは、前記マスクの長辺長さの１／２に対して０．６５倍〜０．８０倍であることを特徴とする露光装置のマスク保持機構。

（２） マスクがパターン露光用の光を通過させるマスクステージの開口に臨むように、前記マスクステージに前記マスクを保持する露光装置のマスク保持機構であって、
前記マスクステージは、長方形状に形成された前記マスクの各長辺側をそれぞれ３箇所、各短辺側をそれぞれ１箇所ずつ保持する８つの保持部を備え、
前記各長辺側に設けられた前記保持部の各ピッチは、前記マスクの長辺長さの１／２に対して０．３０倍〜０．５５倍であることを特徴とする露光装置のマスク保持機構。

本発明の露光装置のマスク保持機構によれば、マスクステージは、長方形状に形成されたマスクの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持する６つの保持部を備えるので、露光エリアが広がり、また、長辺側のマスクサイズの変更を容易に行うことができる。また、各長辺側に設けられた保持部の各ピッチは、マスクの長辺長さの１／２に対して０．６５倍〜０．８倍であるので、マスク取付時におけるマスクの固有振動数の低下を最小限とし、外乱振動や、マスクとワークが接近した際の風圧による撓みに起因する振動などに対して良好な制振性を備えたものとなる。

また、本発明の露光装置のマスク保持機構によれば、マスクステージは、長方形状に形成されたマスクの各長辺側をそれぞれ３箇所、各短辺側をそれぞれ１箇所ずつ保持する８つの保持部を備えるので、露光エリアが広がり、また、長辺側のマスクサイズの変更を容易に行うことができる。また、各長辺側に設けられた保持部の各ピッチは、マスクの長辺長さの１／２に対して０．３倍〜０．５５倍であるので、マスク取付時におけるマスクの固有振動数の低下を最小限とし、外乱振動や、マスクとワークが接近した際の風圧による撓みに起因する振動などに対して良好な制振性を備えたものとなる。

以下、本発明に係る露光装置のマスク保持機構の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、分割逐次近接露光装置に搭載されるマスク保持機構を例に説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明に係るマスク保持機構を搭載した分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図、図２は図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図、図３は図１に示すマスクステージの拡大斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、図５はマスクとマスクステージの保持部との位置関係を示す平面図である。

図１に示すように、本実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥは、マスクＭを保持するマスクステージ１０と、ガラス基板（被露光材）Ｗを保持する基板ステージ２０と、パターン露光用の照射手段としての照明光学系３０と、基板ステージ２０をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動し、且つ基板ステージ２０のチルト調整を行う基板ステージ移動機構４０と、マスクステージ１０及び基板ステージ移動機構４０を支持する装置ベース５０と、制御装置８０と、を備える。

なお、ガラス基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と称する。）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を露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。また、マスクMは、溶融石英からなり、長方形状に形成されている。

説明の便宜上、照明光学系３０から説明すると、照明光学系３０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、光路の向きを変えるための平面ミラー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、を備える。

そして、照明光学系３０では、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１０に保持されるマスクＭ、さらには基板ステージ２０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のマスクパターンが基板Ｗ上に露光転写される。

マスクステージ１０は、図１〜図３に示すように、中央部に矩形形状の開口部１１ａが形成されるマスクステージベース１１と、マスクステージベース１１の開口部１１ａにＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能に装着されるマスク保持枠１２と、を備える。

マスクステージベース１１は、装置ベース５０上に立設される支柱５１、及び支柱５１の上端部に設けられるＺ軸移動装置５２によりＺ軸方向に移動可能に支持され、基板ステージ２０の上方に配置される。Ｚ軸移動装置５２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、或いは空圧シリンダ等を備え、単純な上下動作を行うことにより、マスクステージ１０を所定の位置まで昇降させる。なお、Ｚ軸移動装置５２は、マスクＭの交換や、ワークチャック２１の清掃等の際に使用される。

図３及び図４に示すように、マスクステージベース１１の開口部１１ａの周縁部の上面には、平面ベアリング１３が複数箇所配置されており、マスク保持枠１２は、その上端外周縁部に設けられるフランジ１２ａを平面ベアリング１３に載置している。これにより、マスク保持枠１２は、マスクステージベース１１の開口部１１ａに所定のすき間を介して挿入されるので、このすき間分だけＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能となる。なお、本実施形態では、マスクステージベース１１とマスク保持枠１２との間に平面ベアリング１３を設けているが、平面ベアリング１３を使用せずに、マスクステージベース１１とマスク保持枠１２とを直接摺動させるようにしてもよい。

また、マスク保持枠１２の下面には、図４に示すように、マスクＭを保持する保持部であるチャック部１４が間座１５を介して固定されている。このチャック部１４には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル１４ａが開設されており、マスクＭは、パターン露光用の光を通過させるマスク保持枠１２の開口１２ｂに臨むようにして、吸引ノズル１４ａを介して不図示の真空式吸着装置によりチャック部１４に着脱自在に保持される。チャック部１４は、マスク保持枠１２と共にマスクステージベース１１に対してＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能である。

また、マスクステージベース１１の上面には、図３及び図４に示すように、マスク保持枠１２をＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動させ、このマスク保持枠１２に保持されるマスクＭの位置を調整するマスク位置調整機構１６が設けられる。

マスク位置調整機構１６は、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられる１台のＹ軸方向駆動装置１６ｙと、マスク保持枠１２のＹ軸方向に沿う一辺に取り付けられる２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘと、を備える。

Ｙ軸方向駆動装置１６ｙは、マスクステージベース１１上に設置され、Ｙ軸方向に伸縮するロッド１６２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等）１６１と、ロッド１６２の先端にピン支持機構１６３を介して連結されるスライダ１６４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、スライダ１６４を移動可能に取り付ける案内レール１６５と、を備える。

一方、Ｘ軸方向駆動装置１６ｘも、Ｙ軸方向駆動装置１６ｙと同様の構成であって、マスクステージベース１１上に設置され、Ｘ軸方向に伸縮するロッド１６２を有する駆動用アクチュエータ１６１と、ロッド１６２の先端にピン支持機構１６３を介して連結されるスライダ１６４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、スライダ１６４を移動可能に取り付ける案内レール１６５と、を備える。

そして、マスク位置調整機構１６では、１台のＹ軸方向駆動装置１６ｙを駆動させることによりマスク保持枠１２をＹ軸方向に移動させ、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘを同等に駆動させることによりマスク保持枠１２をＸ軸方向に移動させる。また、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘのどちらか一方を駆動することによりマスク保持枠１２をθ方向に移動（Ｚ軸回りの回転）させる。

さらに、マスクステージベース１１の上面には、図３に示すように、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定するギャップセンサ１７と、チャック部１４に保持されるマスクＭの取り付け位置を確認するためのマスク用アライメントカメラ１８と、が設けられる。これらギャップセンサ１７及びマスク用アライメントカメラ１８は、移動機構１９を介してＸ軸，Ｙ軸方向に移動可能に保持され、マスク保持枠１２内に配置される。

移動機構１９は、マスク保持枠１２のＹ軸方向に互いに対向する二辺にそれぞれ配置され、ギャップセンサ１７及びマスク用アライメントカメラ１８を保持する保持架台１９１と、保持架台１９１をＸ軸，Ｙ軸方向に移動可能に支持するリニアガイド１９２，１９３と、保持架台１９１をＸ軸，Ｙ軸方向に移動させる駆動用アクチュエータ１９４，１９５と、を備える。

そして、移動機構１９では、リニアガイド１９２及び駆動用アクチュエータ１９４により保持架台１９１をＸ軸方向に移動させ、リニアガイド１９３及び駆動用アクチュエータ１９５により保持架台１９１をＹ軸方向に移動させる。なお、移動機構１９は、リニアガイド及び駆動用アクチュエータを使用して保持架台をＸ軸，Ｙ軸方向に移動させているが、リニアーモータ等を使用してもよい。

なお、マスクステージベース１１の上面には、図３に示すように、マスクステージベース１１の開口部１１ａのＸ軸方向の両端部に、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３８が設けられる。このマスキングアパーチャ３８は、モータ、ボールねじ、及びリニアガイド等からなるマスキングアパーチャ駆動機構３９によりＸ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する。なお、マスキングアパーチャ３８は、開口部１１ａのＸ軸方向の両端部だけでなく、開口部１１ａのＹ軸方向の両端部に同様に設けてもよい。

基板ステージ２０は、図１及び図２に示すように、基板ステージ移動機構４０上に設置されており、その上面には、基板Ｗを基板ステージ２０に保持するためのワークチャック２１が設けられる。なお、ワークチャック２１は、真空吸着により基板Ｗを保持している。

基板ステージ移動機構４０は、図１及び図２に示すように、基板ステージ２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構４１と、基板ステージ２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り機構４２と、基板ステージ２０のチルト調整を行うと共に、基板ステージ２０をＺ軸方向に微動させるＺ−チルト調整機構４３と、を備える。

Ｙ軸送り機構４１は、装置ベース５０の上面にＹ軸方向に沿って設置される一対のリニアガイド４４と、リニアガイド４４によりＹ軸方向に移動可能に支持されるＹ軸テーブル４５と、Ｙ軸テーブル４５をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置４６と、を備える。

リニアガイド４４は、装置ベース５０上にＹ軸方向に沿って設置される案内レール４４ａと、Ｙ軸テーブル４５の下面に固定され、案内レール４４ａに移動可能に取り付けられる一対のスライダ４４ｂと、案内レール４４ａとスライダ４４ｂとの間に介設される不図示の転動体と、を備える。

Ｙ軸送り駆動装置４６は、Ｙ軸テーブル４５の下面に固定されるボールねじナット４６ａと、ボールねじナット４６ａに螺合されるボールねじ軸４６ｂと、装置ベース５０上に設置され、ボールねじ軸４６ｂを回転駆動させるモータ４６ｃと、を備える。

そして、Ｙ軸送り機構４１では、Ｙ軸送り駆動装置４６のモータ４６ｃを駆動させ、ボールねじ軸４６ｂを回転させることにより、ボールねじナット４６ａとともにＹ軸テーブル４５をリニアガイド４４の案内レール４４ａに沿って移動させて、基板ステージ２０をＹ軸方向に移動させる。

Ｘ軸送り機構４２は、Ｙ軸テーブル４５の上面にＸ軸方向に沿って設置される一対のリニアガイド４７と、リニアガイド４７によりＸ軸方向に移動可能に支持されるＸ軸テーブル４８と、Ｘ軸テーブル４８をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り駆動装置４９と、を備える。

リニアガイド４７は、Ｙ軸テーブル４５上にＸ軸方向に沿って設置される案内レール４７ａと、Ｘ軸テーブル４８の下面に固定され、案内レール４７ａに移動可能に取り付けられる一対のスライダ４７ｂと、案内レール４７ａとスライダ４７ｂとの間に介設される不図示の転動体と、を備える。

Ｘ軸送り駆動装置４９は、Ｘ軸テーブル４８の下面に固定される不図示のボールねじナットと、このボールねじナットに螺合されるボールねじ軸４９ｂと、Ｙ軸テーブル４５上に設置され、ボールねじ軸４９ｂを回転駆動させるモータ４９ｃと、を備える。

そして、Ｘ軸送り機構４２では、Ｘ軸送り駆動装置４９のモータ４９ｃを駆動させ、ボールねじ軸４９ｂを回転させることにより、不図示のボールねじナットとともにＸ軸テーブル４８をリニアガイド４７の案内レール４７ａに沿って移動させて、基板ステージ２０をＸ軸方向に移動させる。

Ｚ−チルト調整機構４３は、Ｘ軸テーブル４８上に設置されるモータ４３ａと、モータ４３ａによって回転駆動されるボールねじ軸４３ｂと、くさび状に形成され、ボールねじ軸４３ｂに螺合されるくさび状ナット４３ｃと、基板ステージ２０の下面にくさび状に突設され、くさび状ナット４３ｃの傾斜面に係合するくさび部４３ｄと、を備える。そして、本実施形態では、Ｚ−チルト調整機構４３は、Ｘ軸テーブル４８のＸ軸方向の一端側（図１の手前側）に２台、他端側に１台（図１の奥手側、図２参照。）の計３台設置され、それぞれが独立して駆動制御されている。なお、Ｚ−チルト調整機構４３の設置数は任意である。

そして、Ｚ−チルト調整機構４３では、モータ４３ａによりボールねじ軸４３ｂを回転駆動させることによって、くさび状ナット４３ｃがＸ軸方向に水平移動し、この水平移動運動がくさび状ナット４３ｃ及びくさび部４３ｄの斜面作用により高精度の上下微動運動に変換されて、くさび部４３ｄがＺ方向に微動する。従って、３台のＺ−チルト調整機構４３を同じ量だけ駆動させることにより、基板ステージ２０をＺ軸方向に微動することができ、また、３台のＺ−チルト調整機構４３を独立して駆動させることにより、基板ステージ２０のチルト調整を行うことができる。これにより、基板ステージ２０のＺ軸，チルト方向の位置を微調整して、マスクＭと基板Ｗとを所定の間隔を存して平行に対向させることができる。

本実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥには、図１及び図２に示すように、基板ステージ２０の位置を検出する位置測定装置であるレーザー測長装置６０が設けられる。このレーザー測長装置６０は、基板ステージ移動機構４０の駆動に際して発生する基板ステージ２０の移動距離を測定するものである。

レーザー測長装置６０は、図１及び図２に示すように、ステー（不図示）に固定されて基板ステージ２０のＸ軸方向側面に沿うように配設されるＸ軸用ミラー６４と、ステー７１に固定されて基板ステージ２０のＹ軸方向側面に沿うように配設されるＹ軸用ミラー６５と、装置ベース５０のＸ軸方向端部に配設され、レーザー光（計測光）をＸ軸用ミラー６４に照射し、Ｘ軸用ミラー６４により反射されたレーザー光を受光して、基板ステージ２０の位置を計測するＸ軸測長器（測長器）６１及びヨーイング測定器（測長器）６２と、装置ベース５０のＹ軸方向端部に配設され、レーザー光をＹ軸用ミラー６５に照射し、Ｙ軸用ミラー６５により反射されたレーザー光を受光して、基板ステージ２０の位置を計測する１台のＹ軸測長器（測長器）６３と、を備える。

そして、レーザー測長装置６０では、Ｘ軸測長器６１、ヨーイング測定器６２、及びＹ軸測長器６３からＸ軸用ミラー６４及びＹ軸用ミラー６５に照射されたレーザー光が、Ｘ軸用ミラー６４及びＸ軸用ミラー６５で反射されることにより、基板ステージ２０のＸ軸，Ｙ軸方向の位置が高精度に計測される。また、Ｘ軸方向の位置データはＸ軸測長器６１により、θ方向の位置はヨーイング測定器６２により測定される。なお、基板ステージ２０の位置は、レーザー測長装置６０により測定されたＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、及びθ方向の位置を加味して、適宜補正を加えることにより算出される。

次に、図５に基づいて、マスク保持枠１２の下面に固定されたチャック部１４と、チャック部１４に吸着保持されるマスクＭとの位置関係について詳述する。

チャック部１４は、長方形状に形成されたマスクMの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持するように合計６箇所でマスク保持枠１２の下面に固定されている。そして、マスクMの各長辺側に設けられた３つのチャック部１４は、１つのチャック部１４を長手方向中心位置に配置した状態で、それぞれ所定のピッチLｐで配置される。

チャック部１４に取り付けられたマスクＭの固有振動数は、マスクＭの制振性の観点から大きいことが望ましい。ここで、マスクＭの各長辺側に３箇所ずつチャック部１４を設ける場合、チャック部１４に吸着されたマスクＭの固有振動数（１次モード）は、チャック部１４のピッチＬｐにより異なる。

本発明者は、マスクMの長辺の長さを２Ｌｙ、短辺の長さをＬｘとすると、Ｌｐ／Ｌｙの値が０．６５〜０．８０の範囲であれば、マスクＭのサイズ（外径寸法、長辺と短辺の比）に拘わらず固有振動数を大きく維持できることを見出した。また、この関係は、チャック部１４に設けられたノズル孔１４ａの長手方向長さＬａｐが、Ｌｙ／Ｌａｐ≦５となるように設定されることで、常に成立する。

図７は、長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．６５）の大きさのマスクＭ（以下、マスクＭ１と称す）について、６箇所のチャック部１４で保持したときのマスクＭの固有振動数（１次モード）を、チャック部１４の各ピッチＬｐに対して計算により求めた結果を示す。また、図８は、長辺１４００×短辺１２２０×厚さ１３ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．１５）の大きさのマスクＭ（以下、マスクＭ２と称す）について、６箇所のチャック部１４で保持したときのマスクＭの固有振動数（１次モード）を、チャック部１４の各ピッチＬｐに対して計算により求めた結果を示す。図７および図８に示すように、固有振動数は、マスクＭの長辺２Ｌｙの長さが等しい場合、ピッチＬｐが５００ｍｍの時に極大値となり、略４５０〜５５０ｍｍの間で大きな値をとることが分かる。

図６は、上述したサイズの２種類のマスクＭ１、Ｍ２に加え、長辺１０００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．１８）のマスクＭ（以下、マスクＭ３と称す）、長辺１２００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．４１）のマスクＭ（以下、マスクＭ４と称す）の４種類のマスクＭについて、Ｌｐ／Ｌｙと固有振動数比との関係を示しており、マスクサイズ及びチャック部１４のピッチＬｐと、固有振動数との関係を無次元化している。ここで、固有振動数比とは、同一サイズのマスクＭを用いて、図１３に示すように２辺を保持した時の固有振動数に対する６点保持時の固有振動数の比である。

図６に示すように、固有振動数比は、マスクＭのアスペクト比（２Ｌｙ／Ｌｘ）が小さいほど大きくなる傾向を示す。また、長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍの大きさのマスクＭ１を６点保持したとき、固有振動数比の最大値は０．８３となり、この最大値の９７％以上、即ち、固有振動数比０．８０以上において、実質的に露光転写に影響を及ぼさない撓みが小さい状態であるとすると、Ｌｐ／Ｌｙの値が０．６５〜０．８０の範囲に設定されることがわかる。

また、図６に示すように、その他のサイズのマスクＭにおいても、Ｌｐ／Ｌｙが０．６５〜０．８の範囲であれば、固有振動数比が最大値の９７％以上であることが確認された。従って、Ｌｐ／Ｌｙが０．６５〜０．８の範囲となるようにチャック部１４のピッチＬｐを決めれば、マスクＭのサイズに拘わらず固有振動数を大きくすることができる。

従って、長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍのマスクＭ１では、チャック部１４のピッチＬｐは４５５〜５６０ｍｍの間で設定され、長辺１０００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍのマスクＭ３では、ピッチＬｐは３２５〜４００ｍｍの間で設定され、長辺１２００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍのマスクＭ４では、ピッチＬｐは３９０〜４８０ｍｍの間で設定される。これにより、ピッチＬｐを４５５〜４８０ｍｍに設定することでマスクＭ１とマスクＭ４との交換が可能であり、ピッチＬｐを３９０〜４００ｍｍに設定することで、マスクＭ３とマスクＭ４との交換が可能である。

ここで、６つのチャック部１４によってマスクＭを保持する本実施形態の場合、図１３に示す２辺を全長に亘って保持する場合に比べて撓みが大きくなりやすい。このため、略椀型形状に形成されるマスクＭ（図４の一点鎖線参照。）を使用して、このマスクＭを下側を凹としてチャック部１４に取り付けることで自重によりフラットな状態となり、撓みを抑制することができる。

なお、撓みを抑制する方法としては、上記略椀型形状のマスクＭを使用する方法の他、チャック部１４の取り付け面をマスクの内側に向かって上向きに傾斜させる構成とするものであってもよく、マスクの上面及び下面に接する空気に圧力差を発生させる圧力制御機構を備えたものであってもよいし、或は、マスクと基板との間に陽圧を形成する陽圧形成機構を備えたものであってもよい。

本実施形態の露光装置のマスク保持機構によれば、マスクステージ１０が、長方形状に形成されたマスクＭの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持する６つのチャック部１４を備えるので、露光エリアが広がり、また、長辺側のマスクサイズの変更を容易に行うことができる。また、マスクＭの各長辺側に設けられたチャック部１４の各ピッチＬｐは、マスクＭの長辺長さ２Ｌｙの１／２に対して０．６５倍〜０．８０倍であるので、マスク取付時におけるマスクの固有振動数の低下を最小限とし、外乱振動や、マスクとワークが接近した際の風圧による撓みに起因する振動などに対して良好な制振性を備えたものとなる。

特に、本実施形態のマスク保持機構によれば、図１３に示した２箇所でマスクＭを保持する場合に比べて、露光エリアを広くすることができ、また、マスクＭの長辺全域に亙って吸着した場合にマスクＭがよれる可能性があるが、３箇所で分割して保持することで吸着によるよれの可能性を低減できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置のマスク保持機構について図９〜図１２を参照して説明する。尚、本実施形態では、マスク保持機構の保持部の配置および数が異なるだけでその他の部分については、本発明の第１実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図９に示すように、本実施形態のチャック部１４は、長方形状に形成されたマスクMの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ、各短辺側をそれぞれ１箇所ずつ保持するように合計８箇所でマスク保持枠１２の下面に固定されている。そして、マスクMの各長辺側に設けられた３つのチャック部１４は、１つのチャック部１４を長手方向中心位置に配置した状態で、それぞれ所定のピッチLｐで配置される。また、各短辺側のチャック部１４は、短手方向中心位置に配置される。

本発明者は、マスクMの長辺の長さを２Ｌｙ、短辺の長さをＬｘとすると、このような８箇所でマスクＭを保持する場合、Ｌｐ／Ｌｙの値が０．３０〜０．５５の範囲であれば、マスクＭのサイズ（外径寸法、長辺と短辺の比）に拘わらず固有振動数を大きく維持できることを見出した。また、この関係は、長辺側のチャック部１４に設けられたノズル孔１４ａの長手方向長さＬａｐが、Ｌｙ／Ｌａｐ≦５となるように設定されることで、常に成立する。

図１１及び１２は、それぞれ長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．６５）、長辺１４００×短辺１２２０×厚さ１３ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．１５）の大きさのマスクＭ１、Ｍ２について、８箇所のチャック部１４で保持したときのマスクＭの固有振動数（１次モード）を、チャック部１４の各ピッチＬｐに対して計算により求めた結果を示す。図１１および図１２に示すように、固有振動数は、マスクＭの長辺２Ｌｙの長さが等しい場合、ピッチＬｐが３００ｍｍの時に極大値となり、略２００〜４００ｍｍの間で大きな値をとることが分かる。

図１０は、上述したサイズの２種類のマスクＭ１、Ｍ２に加え、長辺１２００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍ（マスクアスペクト比：２Ｌｙ／Ｌｘ＝１．４１）のマスクＭ４の３種類のマスクＭについて、Ｌｐ／Ｌｙと固有振動数比との関係を示しており、マスクサイズ及びチャック部１４のピッチＬｐと、固有振動数との関係を無次元化している。ここで、固有振動数比とは、同一サイズのマスクＭを用いて、図１４に示すように４辺を保持した時の固有振動数に対する８点保持時の固有振動数の比である。

図１０に示すように、長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍの大きさのマスクＭ１を８点保持したとき、固有振動数比の最大値は０．９２となり、この最大値の９７％以上、即ち、固有振動数比０．８９以上において、実質的に露光転写に影響を及ぼさない撓みが小さい状態であるとすると、Ｌｐ／Ｌｙの値が０．３０〜０．５５の範囲に設定されることがわかる。

また、図１０に示すように、その他のサイズのマスクＭにおいても、Ｌｐ／Ｌｙが０．３０〜０．５５の範囲であれば、固有振動数比が最大値の９７％以上であることが確認された。従って、Ｌｐ／Ｌｙが０．３０〜０．５５の範囲となるようにチャック部１４のピッチＬｐを決めれば、マスクＭのサイズに拘わらず固有振動数を大きくすることができる。

従って、長辺１４００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍのマスクＭ１では、チャック部１４のピッチＬｐは２１０〜３８５ｍｍの間で設定され、長辺１２００×短辺８５０×厚さ１０ｍｍのマスクＭ４では、ピッチＬｐは１８０〜３３０ｍｍの間で設定される。これにより、長辺側のチャック部１４のピッチＬｐを２１０〜３３０ｍｍに設定し、短辺側のチャック部１４の位置を変更することでマスクＭ１とマスクＭ４との交換が可能である。

本実施形態の露光装置のマスク保持機構によれば、マスクステージ１０が、長方形状に形成されたマスクＭの各長辺側をそれぞれ３箇所、各短辺側をそれぞれ１箇所ずつ保持する８つのチャック部１４を備えるので、露光エリアが広がり、また、長辺側のマスクサイズの変更を容易に行うことができる。また、マスクＭの各長辺側に設けられたチャック部１４の各ピッチＬｐは、マスクＭの長辺長さ２Ｌｙの１／２に対して０．３０倍〜０．５５倍であるので、マスク取付時におけるマスクの固有振動数の低下を最小限とし、外乱振動や、マスクとワークが接近した際の風圧による撓みに起因する振動などに対して良好な制振性を備えたものとなる。

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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本発明のノズル孔は、任意の形状に設計可能であり、勿論、複数のノズル孔がチャック部１４に形成されてもよい。

本発明に係るマスク保持機構を搭載した分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。 図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。 図１に示すマスクステージの拡大斜視図である。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。 第１実施形態のマスクとマスクステージの保持部との位置関係を示す平面図である。 長辺に沿う６個の保持部で保持されたマスクの固有振動数比と、無次元化された保持部のピッチの関係を示すグラフである。 長辺に沿う６個の保持部で保持された１４００×８５０×１０ｍｍのマスクの固有振動数と、保持部のピッチの関係を示すグラフである。 長辺に沿う６個の保持部で保持された１４００×１２２０×１３ｍｍのマスクの固有振動数と、保持部のピッチの関係を示すグラフである。 第２実施形態のマスクとマスクステージの保持部との位置関係を示す平面図である。 長辺に沿う６個の保持部と短辺中央の２個の保持部、合計８個の保持部で保持されたマスクの固有振動数比と、無次元化された保持部のピッチの関係を示すグラフである。 長辺に沿う６個の保持部と短辺中央の２個の保持部、合計８個の保持部で保持された１４００×８５０×１０ｍｍのマスクの固有振動数と、保持部のピッチの関係を示すグラフである。 長辺に沿う６個の保持部と短辺中央の２個の保持部、合計８個の保持部で保持された１４００×１２２０×１３ｍｍのマスクの固有振動数と、保持部のピッチの関係を示すグラフである。 マスクを長辺に沿う２個の保持部で保持する従来のマスク保持機構を示す平面図である。 マスクを全辺に亙って４個の保持部で保持する他の従来のマスク保持機構を示す平面図である。

符号の説明

１０ マスクステージ
１２ｂ 開口
１４ チャック部（保持部）
２０ 基板ステージ
Ｌｐ 保持部のピッチ
２Ｌｙ マスクの長辺長さ
Ｌｘ マスクの短辺長さ
Ｍ マスク
ＰＥ 露光装置（分割逐次近接露光装置）
Ｗ ガラス基板（被露光材）

Claims (2)

1. マスクがパターン露光用の光を通過させるマスクステージの開口に臨むように、前記マスクステージに前記マスクを保持する露光装置のマスク保持機構であって、
   前記マスクステージは、長方形状に形成された前記マスクの各長辺側をそれぞれ３箇所ずつ保持する６つの保持部を備え、
   前記各長辺側に設けられた前記保持部の各ピッチは、前記マスクの長辺長さの１／２に対して０．６５倍〜０．８０倍であることを特徴とする露光装置のマスク保持機構。
2. マスクがパターン露光用の光を通過させるマスクステージの開口に臨むように、前記マスクステージに前記マスクを保持する露光装置のマスク保持機構であって、
   前記マスクステージは、長方形状に形成された前記マスクの各長辺側をそれぞれ３箇所、各短辺側をそれぞれ１箇所ずつ保持する８つの保持部を備え、
   前記各長辺側に設けられた前記保持部の各ピッチは、前記マスクの長辺長さの１／２に対して０．３０倍〜０．５５倍であることを特徴とする露光装置のマスク保持機構。

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