JP2009009166A

JP2009009166A - プロキシミティ露光装置

Info

Publication number: JP2009009166A
Application number: JP2008264761A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kurimasa; 利彦栗政; Masahiko Oshimo; 征彦大霜
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】フィルムマスク等の比較的安価な露光マスクでも高品質な露光製品の生産を短いタクトで実現できるプロキシミティ露光装置を提供すること。
【解決手段】マスク（２００）と感光基板（３００）とを近接させて、前記マスクに形成されたパターンを前記感光基板に露光するプロキシミティ露光装置（２Ｅ）であって、前記マスクを密接可能な密接平面（４００Ｐ）を下面に備えた透明ガラス板（４００Ａ）と、前記マスクを前記密接平面に吸着保持するためのマスク吸着保持手段と、前記マスクと前記感光基板との間に微小隙間（Ｄ）を形成するように前記透明ガラス板を保持するガラス板保持手段（３１Ａ）とを有し、前記マスク吸着保持手段は、前記マスクと前記透明ガラス板と前記ガラス板保持手段とにより形成される密閉空間（４０１Ａ）を真空吸引する吸引手段（Ｐ４）からなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光マスクと感光基板とを近接させて、露光マスクに形成されたパターンを感光基板に露光するプロキシミティ露光装置に関する。より詳しくは、フィルムマスク等の比較的安価な露光マスクでも高品質な露光製品の生産を短いタクトで実現できるプロキシミティ露光装置に関する。

露光マスクを用いて露光を行うための露光装置として、真空密着方式やプロキシミティ方式などを用いた露光装置が知られている。図５は従来の露光装置の正面一部断面図である。図５（Ａ）はプロキシミティ露光装置を示し、図５（Ｂ）は真空密着露光装置を示す。

図５（Ａ）に示すように、プロキシミティ露光装置５０は、パターンの形成された露光マスク５１、露光マスク５１を保持するマスクホルダ５２、被露光体である感光基板５３、及び感光基板５３を吸引保持する吸引テーブル５４を備える。プロキシミティ露光装置５０では、露光マスク５１と感光基板５３との間に５０〜１００μｍ程度の微小隙間Ｄを設けて略平行光ＬＴにより露光を行う。

プロキシミティ露光装置５０では、微小隙間Ｄを全露光領域に亘って一定に保たなければ、感光基板５３に露光されるパターン幅にバラツキが生じてしまうため、露光マスク５１として平面精度の高いガラスマスクを使用する。そのようなガラスマスクは一般に高価であり、しかもパターン毎に用意しなければならないためコストが高くつく。

一方、真空密着露光装置６０は、図５（Ｂ）に示すように、パターンの形成された露光マスク６１、露光マスク６１を保持するマスクホルダ６２、被露光体である感光基板６３、感光基板６３を吸引保持する吸引テーブル６４、及びマスクホルダ６２と吸引テーブル６４との間に設けられ密閉空間６６を形成するためのシール部材６５を備える。真空密着露光装置６０では、密閉空間６６を真空吸引することにより、露光マスク６１と感光基板６３とを密着させた状態で略平行光ＬＴにより露光を行う。

特開平１０−２６８５２５特開２００４−１２５７７特開平６−２９５８５１特開平８−８３７４９

真空密着露光装置６０では、露光マスク６１と感光基板６３とを密着させて露光を行うため、高い解像度が得られる。しかし、露光毎に真空吸引、及び露光マスク６１と感光基板６３との切り離しを行うため、タクトが長くなると共に、感光基板６３が持ちこんだゴミが露光マスク６１に付着したり、露光マスク６１に傷が付いたりして連続した不良を引き起こし易く、露光マスク６１の寿命も短かかった。したがって、露光マスク６１には比較的安価なフィルムマスクを用いており、プロキシミティ露光装置５０で得られるような高品質な露光製品の生産は期待できなかった。

このように、従来のプロキシミティ露光装置５０ではパターン毎に高価なガラスマスクが必要となり、真空密着露光装置６０ではタクトが長くなると共に、高品質な露光製品の生産は期待できないという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、フィルムマスク等の比較的安価な露光マスクでも高品質な露光製品の生産を短いタクトで実現できるプロキシミティ露光装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の本発明により達成される。なお「特許請求の範囲」及びこの「課題を解決するための手段」の欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明は、マスク（２００）と感光基板（３００）とを近接させて、前記マスク（２００）に形成されたパターンを前記感光基板（３００）に露光するプロキシミティ露光装置（２Ｅ）であって、前記マスク（２００）を密接可能な密接平面（４００Ｐ）を下面に備えた透明ガラス板（４００Ａ）と、前記マスク（２００）を前記密接平面（４００Ｐ）に吸着保持するためのマスク吸着保持手段と、前記マスク（２００）と前記感光基板（３００）との間に微小隙間（Ｄ）を形成するように前記透明ガラス板（４００Ａ）を保持するガラス板保持手段（３１Ａ）とを有し、前記マスク吸着保持手段は、前記マスク（２００）と前記透明ガラス板（４００Ａ）と前記ガラス板保持手段（３１Ａ）とにより形成される密閉空間（４０１Ａ）を真空吸引する吸引手段（Ｐ４）からなることを特徴とする。

請求項１の発明によると、透明ガラス板（４００Ａ）は、マスク（２００）を密接可能な密接平面（４００Ｐ）を下面に備える。マスク吸着保持手段（Ｐ４，４０１Ａ）は、マスク（２００）を密接平面（４００Ｐ）に吸着保持する。ガラス板保持手段（３１Ａ）は、マスク（２００）と感光基板（３００）との間に微小隙間（Ｄ）を形成する。マスク（２００）として薄くたわみやすいもの、例えばフィルムマスクを使用した場合でも、フィルムマスク（２００）は透明ガラス板（４００Ａ）に吸着保持されることにより、たわみの影響をなくすことができる。このため、フィルムマスク（２００）を用いて、真空密着方式とすることなく、良質の露光ができる。また、フィルムマスク（２００）が透明ガラス板（４００Ａ）に吸着保持されることにより、安定した微小隙間（Ｄ）が確保できるので、従来のプロキシミティ露光装置と異なり、パターン毎に高価なガラスマスクを用いる必要がない。更に、真空密着露光装置とは異なり、露光毎に真空を引く必要がないためタクトが短くて済み、ゴミの付着等による連続した不良もなくなる。また、マスク（２００）と透明ガラス板（４００Ａ）とガラス板保持手段（３１Ａ）とにより密閉空間（４０１Ａ）が形成される。密閉空間（４０１Ａ）は吸引手段（Ｐ４）による真空吸引により減圧され、透明ガラス板（４００Ａ）はガラス板保持手段（３１Ａ）に吸着保持される。例えば透明ガラス板（４００Ａ）に、マスク吸着用のマスク吸着溝を形成しない分、加工する手間及びコストを減らすことができる。

本発明によると、フィルムマスク等の比較的安価な露光マスクでも高品質な露光製品の生産を短いタクトで実現できる。

図１は本発明に係るプロキシミティ露光装置２Ｅを示す概略図、図２は図１におけるマスクステージ機構４Ａ及びワークステージ機構５を拡大して示す正面一部断面図、図３は本発明の要部を示す正面一部断面図、図４は本発明の要部を示す平面一部断面図である。

図１に示すように、本発明に係るプロキシミティ露光装置２Ｅは、フォトレジストが塗布された帯状ワーク３００を送出する送り出しリール機構１と、露光処理された帯状ワーク３０１を巻き取る巻き取りリール機構２と、送り出しリール機構１と巻き取りリール機構２との間に設置され露光用光を照射する光照射機構３と、パターンが形成されたフィルムマスク２００を吸着保持したガラス治具４００Ａ（図２参照）を保持するマスクステージ機構４Ａと、帯状ワーク３００をフィルムマスク２００と所定の間隔を有するように保持するワークステージ機構５と、帯状ワーク３００を間欠的に搬送する搬送機構６とを備える。

送り出しリール機構１は、フォトレジストが塗布された帯状ワーク３００が巻き取られたリール３１０を回転自在に支持し、所定の速度で帯状ワーク３００を送出させるリール支持手段７と、吸引箱９、ファン１０及び排気ダクト１１と、帯状ワーク３００をＵ字状に貯留する貯留手段８と、帯状ワーク３００を貯留手段８に案内するローラ１２と、帯状ワーク３００を貯留手段８から送り出す送り手段１３とを備える。

巻き取りリール機構２は、露光処理された帯状ワーク３０１を所定の速度で引き取る引き取り手段１４と、吸引箱１６、ファン１７及び排気ダクト１８と、該帯状ワーク３０１をＵ字状に貯留する貯留手段１５と、巻取用のリール３２０を回転自在に支持し、帯状ワーク３０１を所定の速度で巻き取る巻き取り手段１９と、帯状ワーク３０１を貯留手段１５から巻き取り手段１９に案内するローラ２０とを備える。

光照射機構３は、超高圧水銀灯または超高圧キセノン水銀灯等で構成される紫外線ランプと、集光鏡と、反射用のコールミラーと、光分布を均一にするインテグレータと、反射用のコールミラーと、平行光にするコリメータレンズと、これ等を所定位置に取り付けるケースとを備える。

マスクステージ機構４Ａは、図２に示すように、床面に設置された機台２１またはＸＹテーブルに設置され、機枠２３を所定の位置に昇降させる機枠昇降手段２２と、機枠２３の上部に所定の間隔をもって設けられたＬ型のガイド部材２４、２５と、ガイド部材２４、２５のＬ字状の案内面にそれぞれ紙面に垂直な方向にスライド可能に当接した状態で支持される支持部材２９、３０と、両端部がそれぞれ支持部材２９、３０に取り付けられた枠体３１Ａとを備える。枠体３１Ａには、本発明の特徴となるガラス冶具４００Ａが真空吸着により固定される。

図３に示すように、上記枠体３１Ａは厚台部３１Ａ１と薄台部３１Ａ２とを備える。薄台部３１Ａ２の下面には、下面外形に沿ったガラス吸着溝４０２Ａが形成され、ガラス吸着溝４０２Ａの一点からは肉厚方向に貫通する第１真空吸引穴Ｈ３が穿設される。厚台部３１Ａ１の一方には、肉厚方向に貫通しマスク吸着溝４０１Ａ（後述）に連通する第２真空吸引穴Ｈ４が穿設される。第１真空吸引穴Ｈ３及び第２真空吸引穴Ｈ４の上面はそれぞれ吸着パッドＰ３、Ｐ４を介して真空ポンプに接続される。第１真空吸引穴Ｈ３及び第２真空吸引穴Ｈ４はそれぞれ独立に真空吸引されるように構成される。

ガラス治具４００Ａは、厚台部３１Ａ１の内周面との間に密閉空間のマスク吸着溝４０１Ａを形成できるサイズに加工された透明ガラス板であり、下面は充分に研磨されている。このマスク吸着溝４０１Ａは、ガラス治具４００Ａの外縁に沿って連続的に形成され、平面視が略「口」の字状を呈する細溝である。マスク吸着溝４０１Ａは、フィルムマスク２００に形成されたパターン（図示せず）がマスク吸着溝４０１の内側に位置できるように、少なくともパターンのサイズよりも大きな範囲を囲うように、パターンの外方に形成されるようになっている。これにより、パターン露光の妨げとならない。

そして、ガラス治具４００Ａの上面を薄台部３１Ａ２の下面に密接させた状態で、吸着パッドＰ３により第１真空吸引穴Ｈ３を真空吸引することにより、ガラス吸着溝４０２Ａは減圧される。これにより、ガラス治具４００Ａは枠体３１Ａに吸着保持される。また、フィルムマスク２００の上面をガラス治具４００Ａの下面に密接させた状態で、吸着パッドＰ４により第２真空吸引穴Ｈ４を真空吸引することにより、マスク吸着溝４０１Ａは減圧される。これにより、フィルムマスク２００はガラス治具４００Ａに吸着保持される。

プロキシミティ露光装置２Ｅにおいて、フィルムマスク２００は、ガラス治具４００Ａに吸着保持されることにより、たわみの影響がなくなり、安定した微小隙間Ｄが確保できるので、パターン毎に高価なガラスマスクを用いる必要がない。また、真空密着露光装置とは異なり、露光毎に真空を引く必要がないためタクトが短くて済み、ゴミの付着等による連続した不良もなくなる。更に、透明ガラス板４００Ａに、例えばフィルムマスク２００を吸着保持するための吸着溝や、枠体３１Ａへの固定に用いるボルト穴を形成しない分、それらを加工する手間及びコストを減らすことができると共に、取付けボルト等の部品点数が少なくて済む。

図２に戻って、ワークステージ機構５は、帯状ワーク３００を吸引保持する吸引テーブル７１が設置されたワークテーブル７０と、該ワークテーブル７０を挟んで上流側と下流側とに設置され、帯状ワーク３００の搬送時に該帯状ワーク３００を吸引テーブル７１から持ち上げて支持する支持搬送手段７２、７３と、フィルムマスク２００の下面と吸引テーブル７１の保持面との間隔寸法を測定するための間隙測定手段７４〜７７と、間隙測定手段７４〜７７による測定結果に基づいて枠体３１Ａを昇降させて間隙を調整するためのマスク枠体昇降調整手段とを備える。

ワークテーブル７０と吸引テーブル７１とを一つの部材によって形成すること、ワークテーブル７０が昇降する構成とすることは可能である。

また、ワークテーブル７０を、水平面上においてＸ方向およびＹ方向に移動すると共にθ方向に回転するＸＹθテーブル上に設置し、昇降手段によって該ＸＹθテーブルと共にＺ方向に昇降する構成にすることができる。

吸引テーブル７１には、上面の所定箇所に吸引用孔が穿設され、排気用フアン、排気用管及び管路切り換え弁等を有する排気手段（図示せず）が吸引用孔と連通するように接続される。

帯状ワーク３００がワークステージ機構５の吸引テーブル７１に吸引保持されているときは、ローラ８５の上面が吸引テーブル７１の帯状ワーク３００の吸引保持面と同一位置かあるいは吸引保持面よりも下方に位置する。帯状ワーク３００を搬送するときは、ローラ８５の上面が吸引保持面よりも上方でかつ帯状ワーク３００の上面がフィルムマスク２００に接触しない位置に移動する。

間隙測定手段７４〜７７は、所定幅のライン状の半導体レーザー光をフィルムマスク２００の下面に向けて照射しフィルムマスク２００の下面からの反射光を受光するセンサーと、該センサーの受光信号に基づいて間隙寸法値を演算する演算部（図示せず）とを備える。該センサーは、測定基準位置が吸引テーブル７１の吸引保持面になるように、ワークテーブル７０の所定位置に取り付けられる。

搬送機構６は、機枠９９のワークステージ機構５側に設置され帯状ワーク３００を挟持する可動爪を有する定位置挟持手段９８と、帯状ワーク３００を挟持し機枠９９に形成されたレール１００に沿って帯状ワーク３００の搬送方向に移動するように設置され、帯状ワーク３００を挟持する可動爪を有する可動挟持手段１０１と、可動挟持手段１０１を待機位置から搬送端部位置に、搬送端部位置から待機位置に往復動させる駆動手段１０２とを備える。

該搬送機構６は、駆動ローラとニップローラとを備え帯状ワーク３００の幅方向の両端部を挟持して該帯状ワーク３００を間欠的に搬送する構成にすることができ、この場合、送り手段１３、引き取り手段１４に代えて設置するのが好ましい。

プロキシミティ露光装置２Ｅによると、露光時は、フィルムマスク２００の下面と帯状ワーク３００の被露光面とが微小隙間Ｄを形成するように、マスク枠体昇降調整手段が動作する。ガラス治具４００Ａは透明ガラス板であるため、露光用光はこれを透過し、帯状ワーク３００には、フィルムマスク２００に形成されたパターンを介して露光が行われる。

上の実施形態において、プロキシミティ露光装置２Ｅは帯状ワーク３００を間欠的に搬送しながら所定の箇所を露光処理する構成であるが、本発明は、所定長さに切断された正方形または長方形の枚葉状ワークをワークステージ機構５Ａに１枚ずつ供給して露光処理する構成の露光装置にも適用することができる。その他、プロキシミティ露光装置２Ｅの全体または各部の構成、構造、形状、材質、個数などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

本発明に係るプロキシミティ露光装置を示す概略図である。図１におけるマスクステージ機構及びワークステージ機構を拡大して示す正面一部断面図である。本発明の要部を示す正面一部断面図である。本発明の要部を示す平面一部断面図である。従来の露光装置の正面一部断面図である。

符号の説明

２Ｅプロキシミティ露光装置
３１Ａ枠体（ガラス板保持手段）
２００フィルムマスク（マスク）
３００帯状ワーク（感光基板）
４００Ａガラス治具（透明ガラス板）
４００Ｐ密接平面
４０１Ａ密閉空間（吸引手段）
Ｄ微小隙間
Ｐ４吸着パッド（吸引手段）

Claims

マスク（２００）と感光基板（３００）とを近接させて、前記マスク（２００）に形成されたパターンを前記感光基板（３００）に露光するプロキシミティ露光装置（２Ｅ）であって、
前記マスク（２００）を密接可能な密接平面（４００Ｐ）を下面に備えた透明ガラス板（４００Ａ）と、
前記マスク（２００）を前記密接平面（４００Ｐ）に吸着保持するためのマスク吸着保持手段と、
前記マスク（２００）と前記感光基板（３００）との間に微小隙間（Ｄ）を形成するように前記透明ガラス板（４００Ａ）を保持するガラス板保持手段（３１Ａ）と
を有し、
前記マスク吸着保持手段は、前記マスク（２００）と前記透明ガラス板（４００Ａ）と前記ガラス板保持手段（３１Ａ）とにより形成される密閉空間（４０１Ａ）を真空吸引する吸引手段（Ｐ４）からなることを特徴とするプロキシミティ露光装置。