JP2009198641A - ワークチャック、ワーク保持方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタの多面取り露光等ワークが大型化した状態においも、カラーフィルタの露光パターンにおける色むら等を防止して、高精度、高スループットの露光を達成するためのワークチャック、ワーク保持方法及び露光装置を提供する。
【解決手段】仕切り壁８１１と突起８１２との間隔Ｌは、突起８１２同士の間隔Ｌに等しくなるので、保持したワークＷの下面ＷＶの撓み量は、仕切り壁８１１と突起８１２との間、及び隣接する突起８１２同士の間でほぼ等しくなる。これにより仕切り壁８１１と突起８１２と、突起８１２同士の間隔とをほぼ等しく調整することができ、ワークＷの平面度を向上させて、露光ムラを抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば液晶カラーディスプレイやプラズマカラーディスプレイに使用されるカラーフィルター等の製造装置とその方法に関し、より具体的にはガラス等からなる基板であるワーク上にマスクのマスクパターンを露光転写する際、好適に使用出来る露光装置用のワークチャック、ワーク保持方法及び露光装置に関する。

近接露光装置において、表面に感光剤を塗布した透光性のワーク（基板）をワークステージ上に載置されたワークチャック上に吸着保持すると共に、該ワークをマスクステージに保持されたマスクに接近させて両者のすき間を数１０μｍ〜数１００μｍにし、かかる状態で、マスクのワークから離間する側から照射装置によってワーク上に露光用の光を照射することにより、該ワーク上に該マスクに描かれたマスクパターンを露光転写している。

ところで、近年、大型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等に用いる大型のパネルを製造すべく、大面積のワークが用いられることが多くなった。このように大面積のワークをワークチャックに吸着保持する上での問題の一つは、いかにして平面度を高く維持しつつ保持するかである。保持したワークの平面度が悪いと、高精度のパターン転写を実現できない恐れがある。しかしながら、ワークを吸着保持する場合、十分な面積の吸着領域が必要になるため、ある程度はワークの平面度が悪化することは避けられないという実状がある。

これに対し、特許文献１には、ワーク載置面において少なくとも隣接して設けられている吸着領域の境界にある領域壁を、平面形状で波型状に形成することで、ワークがワーク載置面に吸着固定されたときに発生する吸着歪が一様になるようにし、ワーク被露光面に露光されるマスクパターンの精度低下をまねいたり、色むら等を起こすことを防止している。
特許第３９６０４２９号明細書

しかしながら、本発明者らの検討結果によれば、領域壁を波型状に形成することによって、領域壁とランドとの間隔が、隣接するランド間より広がり、ワークがワーク載置面に吸着固定されたときに発生する吸着歪が増大する恐れがあることが判明した。かかる問題は、特に板厚の薄いワークを使用する際に顕在化しやすいといえる。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタの多面取り露光等ワークが大型化した状態においも、カラーフィルタの露光パターンにおける色むら等を防止して、高精度、高スループットの露光を達成するためのワークチャック、ワーク保持方法及び露光装置を提供することを目的とする。

第１の本発明のワークチャックは、露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置用のワークチャックにおいて、
前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とする。

第２の本発明のワーク保持方法は、露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置用のワーク保持方法において、
前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とする。

第３の本発明の露光装置は、露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置において、
前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とする。

本発明によれば、前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたので、ワークが保持面に吸着固定されたときに発生する吸着歪を抑えることにより、ワーク被露光面に露光されるマスクパターンの精度低下や色むら等を抑制している。

前記突起同士の間隔と、前記突起と仕切り壁との間隔を略等しくすると好ましい。

前記突起同士の間隔を、前記突起と仕切り壁との間隔以下とすると好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかるワークチャックが使用される分割逐次近接露光装置の一部を分解した概略斜視図、図２は、図１のマスクステージ部分の拡大斜視図である。図３（ａ）は、本実施の形態におけるワークチャックのワーク保持面を示す平面図であり，図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB−IIIB断面におけるワークチャックのワーク載置面近傍の断面図であり、図４は、図３（ａ）にある矢印IV部を拡大して示す図である。図５は、ワークチャックの吸着領域を選択的に正圧、負圧及び大気圧状態に制御する正負圧制御装置の１例を示すブロック図である。

まず、本発明の実施形態における分割逐次近接露光装置に付いて、その構成と作動について簡単に説明する。図１、２において、符号１はマスクＭを保持するマスクステージ、２はワークＷ（以下被露光材である基板を単にワークＷと言う）を保持するワークステージ、３はパターン露光用の照射手段としての照明光学系、４はマスクステージ１及びワークステージ２を支持する装置ベースであり、ワークＷは、マスクＭに対向配置されて該マスク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）に感光剤（レジスト）が塗布されている。

ここで、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、該高圧水銀ランプ３１から照射された光を集光する凹面鏡３２と、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３３ａ，３３ｂと、平面ミラー３５，３６及びこれらを経由して入射する光束を平行な光束として露光面に導く曲面ミラー３７と、平面ミラー３６とオプチカルインテグレータ３３ａ，３３ｂ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。

露光時に露光制御用シャッター３４を開制御されると、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に配設又は載置固定されたワークチャック８に保持されるワークＷ（図１では共に図示せず）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、これにより、マスクＭのマスクパターンＰがワークＷ上に露光転写されるようになっている。

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。マスクステージ１はマスクステージベース１１を備えており、該マスクステージベース１１は装置ベース４から突設されたマスクステージ支持台１２に支持されてワークステージの上方に配置されている。マスクステージベース１１は、図２に示すように、長方形状とされて中央部に開口１１１を有しており、該開口１１１にはマスク保持枠１３がＸ，Ｙ方向に移動可能に装着されている。

ワークチャック８を載置しているワークステージ２は、装置ベース４上に設置されており、マスクＭとワーク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６と、該Ｚ軸送り台６上に配設されてワークステージ２をＹ軸方向に移動させるワークステージ送り機構７とを備えている。Ｚ軸送り台６は、装置ベース４上に立設された上下粗動装置６１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６２と、該Ｚ軸粗動ステージ６２の上に上下微動装置６３を介して支持されたＺ軸微動ステージ６４とを備えている。上下粗動装置６１には例えば空圧シリンダが用いられ、単純な上下動作を行うことによりＺ軸粗動ステージ６２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。

一方、上下微動装置６３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、この実施の形態では、例えばＺ軸粗動ステージ６２の上面に設置したモータ６３１によってボールねじのねじ軸６３２を回転駆動させるようにすると共にボールねじナット６３３をくさび状に形成してそのくさび状ナット６３３の斜面をＺ軸微動ステージ６４の下面に突設したくさび６４１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。

ここで、ボールねじのねじ軸６３２を回転駆動させると、くさび状ナット６３３がＹ軸方向に水平微動し、この水平微動運動が両くさび６３３，６４１の斜面作用により高精度の上下微動運動に変換される。この可動くさび機構からなる上下微動装置６３は、Ｚ軸微動ステージ６４のＹ軸方向の一端側（図１の手前側）に２台、他端側に１台合計３台設置され、それぞれが独立に駆動制御されるようになっており、これにより、上下微動装置６３は、マスクＭと基板Ｗとのすき間を計測しつつ目標値までＺ軸微動ステージ６４の高さを微調整する機能に加えて、水平面に対する傾斜の微調整を行うチルト機能をも有するものになっている。

ワークステージ送り機構７は、Ｚ軸微動ステージ６４の上面に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リニアガイド７１と、該リニアガイド７１のスライダ（図示せず）に取り付けられたＹ軸送り台７２と、Ｙ軸送り台７２をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置７３とを備えており、Ｙ軸送り駆動装置７３のモータ７３１によって回転駆動されるボールねじ軸７３２に螺合されたボールねじナット（図示せず）にＹ軸送り台７２が連結されている。

更に、このＹ軸送り台７２の上には、ワークステージ２が取り付けられ、また、該ワークステージ２のＹ軸送り誤差を検出する送り誤差検出手段７４としてのレーザ干渉計７４３，７４４のミラー７４１，７４２が設置されている。ミラー７４１はＹ軸送り台７２の幅方向の一側でＹ軸方向に沿って延びており、ミラー７４２はＹ軸送り台７２のＹ軸方向の一端側にＸ軸方向に互いに離間して二か所配置されている。

送り誤差検出手段７４は、ミラー７４１に対向配置されて装置ベース４に支持された真直度検出用のレーザ干渉計７４３と、２個のミラー７４２にそれぞれ対向配置されて装置ベース４支持された２台の傾斜及びＹ軸方向距離検出用のレーザ干渉計７４４とを備えている。各レーザ干渉計７４３，７４４よりＹ軸送り台７２ひいては第１の分割パターンの露光に続いて第２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発生するワークステージ２の送り誤差を検出してその検出信号を補正制御手段（図示せず）に出力するようにしている。補正制御手段はこの検出信号に基づいて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１４（及び必要に応じて上下微動装置６３）の駆動回路に出力し、これにより、該補正量に応じてマスク位置調整手段１４等が駆動されて位置ずれが補正される。

ワークチャック８を載置固定したワークステージ２は、マスクＭに対し上下粗動装置６１と上下微動装置６３とによってＺ方向に位置調整され、またＹ軸方向にはワークステージ送り機構７によって位置調整が成されるようになっている。そしてマスクＭはマスク保持枠１３によってＸＹ方向に位置調整が行われる。

図１，２の露光装置によれば、マスクパターンＰを有するマスクＭをマスクステージ１に載置して、Ｙ方向に位置調整されるワークチャック８上に載置されたワークＷの被露光面上に、ＸＹ方向に位置調整されるマスクＭのマスクパターンＰを相対的に移動させながら、照明光学系３によって露光光を照射することで多面取り露光や、多層の露光を行うことができる。

次に、本実施の形態のワークチャック８に係る実施の形態を、図３，４を参照して説明する。図３（ａ）において、符号８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄはワーク保持面ＷＳにおいて、Ｘ−Ｙ軸の軸対称位置に配設されている独立した４つの吸着領域を示している。また図３（ａ）の左右対称位置（Ｘ方向で）にあるフォーク溝８５は、ワークＷをワーク保持面ＷＳと一定の位置関係に保たれているプリアライメントテーブル（図示せず）から、フォークによってワーク保持面ＷＳ上にワークＷを載置する際に、フォークの進退、上下に必要なスペースとして設けられたものである。

ここで、ワークチャック８のワーク保持面ＷＳに設けられた吸着領域８１ａ〜８１ｄは、その設けられている位置、大きさ等は異なるが、基本構造は全て同じなので、中央の吸着領域８１ａを代表例としてその構成を説明する。

中央の吸着領域８１ａは四角状に連続した仕切り壁８１１で囲まれ、この仕切り壁８１１で囲まれた領域の内側には、平面側から見ると図４で例示されるように、規則的に行列状に配置された複数の四角状の突起８１２（突起８１２についての詳細は後述する）が設けられ、吸着領域８１ａの仕切り壁８１１と突起８１２を除く部分は、ワーク保持面ＷＳ内でつながった低部８１３となっている。仕切り壁８１１と突起８１２は、同じ高さ（紙面に垂直なＺ方向で）に仕上げられ、これらの上端面はワークＷを吸着支持する際のワーク支持部となる。また図３（ｂ）によって示されるように、低部８１３は、仕切り壁８１１と突起８１２よりＺ方向において低く、そしてワーク保持面ＷＳ内で互いにつながって形成されている。

この吸着領域８１ａの低部８１３とワークＷの裏面と仕切り壁８１１とで囲われる空間は、ワークＷを吸着する時には負圧（真空）になり、またワークＷをローディングする等の際、ワーク被吸着面（ワークの裏面）ＷＶに清浄な圧縮空気を吹き付けてワークＷに帯電している静電気を除去しつつ除塵したり、同様にアンローディングする時には仕切り壁８１１及び突起８１２の上端面からワークＷを離しやすくするため、低部８１３に正圧の圧縮空気を導入するためのものである。又、大気圧状態にしてワークＷに正圧力や負圧力を及ぼさないようにすることもできる。

このため、図３（ｂ）に示すように、外部から正負圧配管８１４ａをワークチャック８の内部を通って吸着領域８１ａの下まで導き、この正負圧配管８１４ａと低部８１３を連通する正負圧孔８１５が突起８１２と干渉しない様に低部８１３の表面に開口されている。このように低部８１３上を負圧や正圧又は大気圧状態にするため、この低部８１３の表面から、仕切り壁８１１又は突起８１２のワーク支持部までの距離（深さ）は、ワークＷがワークチャック８のワーク支持部に吸着固定されたとき、その弾性変形によって低部８１３の表面に接触しない程度以上有ればよく、またワークチャック８のワーク支持部（即ち仕切り壁８１１と突起８１２）をホトエッチング法等で製作する場合は、小さいほうが製作コストを低減するため望ましいので、これらを考慮すれば０．５〜１．０ｍｍ程度が好ましい。

次に吸着領域８１ａを、低部８１３を介して選択的且つ独立に正、負圧及び大気圧状態にするための正負圧制御装置８６について、図５のブロック図を用い説明する。

図５中、吸着領域８１ａの低部８１３上の空間を負圧にする負圧配管路８６５は、負圧発生源である真空ポンプ８６１、手動で負圧配管路８６５の開閉をするストップバルブ８６２ｖ、負圧配管路８６５の圧力又は流量を調整するエアーレギュレータ８６３ｖを連結する配管回路で構成され、３位置、３ポートの電磁切換弁８６７ａの入力ポートＰ１に配管接続されている。

一方、吸着領域８１ａの低部８１３を正圧にする正圧配管路８６６は、圧縮空気源（図示せず）から正圧配管路８６６を手動で開閉するストップバルブ８６２ｐ、正圧配管路８６６の圧力を調整するエアーレギュレータ８６３ｐ、そして導かれた圧縮空気を清浄にろ過するフィルタ８６４を連結する配管回路で構成され、この正圧配管路８６６は３位置、３ポート電磁切換弁８６７ａのもう一方の入力ポートＰ２に配管接続されている。

ここで、電磁切換弁８６７ａの出力ポートＰ３は中央の吸着領域８１ａの低部８１３上を正圧、負圧にするための正負圧配管８１４ａに配管接続されている。電磁切換弁８６７ａの中央位置は、スプリングＳ１、Ｓ２により（スプリングセンタ）中立位置となっており、この時は励起により負圧位置８６９にする電磁ソレノイド８６９Ｖも、同じく励起により正圧位置８７０にする電磁ソレノイド８７０Ｐも非励起状態となっており、この位置では負圧の入力ポートＰ１と正圧の入力ポートＰ２のどちらも出力ポートＰ３とはブロック状態となっている。この状態では吸着領域８１ａを大気圧状態（正、負圧状態のどちらでもない）にすることが出来る。そして正負圧配管８１４ａを負圧状態にするには、上述の電磁切換弁８６７ａの電磁ソレノイド８６９ｖの励起によって負圧位置８６９に切換えて行われ（この時電磁ソレノイド８７０ｐは非励起状態）、同様に正圧状態にするには、電磁ソレノイド８７０ｐの励起によって正圧位置８７０に切換えられて（この時電磁ソレノイド８６９ｖは非励起状態）行われる。このような、電磁ソレノイド８６９ｖ、８７０ｐの励起、非励起及び中立状態は、これらが接続されている制御装置８９６によって制御されるようになっている。

以上の様にして、中央の吸着領域８１ａにおける正負圧状態の制御をすることが出来るのである。図３（ａ）に示す他の吸着領域８１ｂ〜８１ｄに付いても吸着領域８１ａと同様に、各々の正負圧配管８１４ｂ〜８１４ｄに接続して設けた、電磁切換弁８６７ｂ〜８６７ｄを制御装置８９６の指令に基づいて、各々選択的且つ独立の正負圧又は大気圧状態となるよう制御が出来るので説明は省略する。

また、図３（ａ）において吸着領域８１ｂ及び８１ｄには、それぞれ正負圧配管８１４ｂと８１４ｄが各２本導かれている例を示しているが、これらの本数に限定されるものではなく、要はこれら複数の正負圧配管８１４ｂと８１４ｄが幾本あっても、各々独立した配管系として１本に統合されそれぞれの結合先が、電磁切換弁８６７ｂと８６７ｄの出力ポートＰ３に接続され、制御装置８９６によって吸着領域８１ｂ及び８１ｄの正負圧及び大気圧状態を独立に制御すれば良い。

同様にＸ軸の軸対称位置にＹ方向に離間して２か所設けられた吸着領域８１ｃについても、正負圧配管８１４Ｃ１と これに開口端が止めネジＳＢで閉鎖された８１４Ｃ２の２本が交わって結合された状態が図示されているが、この例も２つの正負圧配管を統合し１本の正負圧配管８１４C１とし、電磁切換弁８６７Cの出力ポートＰ３に接続しさえすれば、同様の制御を行うことが出来る。

尚、複数ある吸着領域を独立の正負圧及び大気圧状態とするため、その正負圧配管の配管本数や配管方法を制限するものではない。

次に、ワークＷに変形、歪を与えない様、制御装置８９６により、吸着領域８１ａ〜８１ｄをどのように正圧、負圧及び大気圧状態にして使用するかの正負圧制御方法の１例について説明する。

上述したように、ワークＷはプリアライメントステージから搬送ロボットのフォークによって運ばれ，（ワークチャック８の）ワーク保持面ＷＳの所定位置に載置される。この状態ではまだワークＷを固定する吸着力が作用していないので、僅かの外力や振動でワークＷの載置位置がずれてしまう恐れがある。これを防止するためワークＷの載置が終わると、まず中央の吸着領域８１ａを負圧状態にし、ワークＷをワーク保持面ＷＳに仮止めする。

次に、この仮止め状態でワークステージ送り機構７によりワークステージ２を露光位置へ移動させる。その際、大型のワークステージ２の移動により、わずかであるがワークステージ２、ひいてはワークチャック８のワーク保持面ＷＳが変形をきたす。従ってワークＷがこの時点で全面吸着されていると、ワークチャック８に比べて剛性の低いワークＷもこれに倣って変形してしまう。しかし本実施形態では、中央の吸着領域８１ａのみが吸着された状態であるため、このようなワークＷの変形を防止することが出来る。

このとき、ワークＷが静電気を帯電していると、吸着させたくない周辺領域が、この静電気により吸着してしまったり、周囲の異物をワーク被吸着面ＷＶに吸着したり、或いは最初からワーク被吸着面ＷＶに異物が付着していると、この異物のためワークＷがワーク保持面ＷＳで吸着固定されたとき、変形や歪を受け露光されたパターンの色むらなどの原因となる場合がある。このような原因を取り除くためワーク被吸着面ＷＶの除電や除塵を行うエアーブローを行うことがより好ましいが、図３（ａ）のワークチャック８を例として次の様に行うことが出来る。

中央の吸着領域８１ａを負圧（吸着）状態のままにして、それ以外の吸着領域８１ｂ〜８１ｄを圧力、時間等を調整した正圧状態にして、ワーク被吸着面ＷＶに対しエアーブローを行う。このことにより、ワークＷの吸着領域領８１ｂ〜８１ｄに対向しているワーク被吸着面ＷＶが、この時点でワークＷに静電気により吸着してしまうことを防止できるとともに、ワーク被吸着面ＷＶがクリーニングされ、それによって除電、除塵をすることが出来る。なおこの時、中央の吸着領域８１ａのみの負圧状態でエヤーブローを行うと、ワークＷを変形させるなどの危険性がある場合は、吸着領域８１ａの他に吸着領域８１ｂも同様に負圧状態にし、他の吸着領域８１ｃ、８１ｄは上に述べた様に正圧状態にしてエヤーブローを行うことも出来る。

最後に先にクリーニングのため正圧状態、あるいは正圧も負圧にもなっていない大気圧状態であった吸着領域８１ｂ〜８１ｄを負圧状態にして、ワークＷの周辺を吸着状態にして全面を吸着させる。なおこの後一旦中央の吸着領域８１ａを正圧状態に切換えてエアーブローを行い、中央部の真空破壊を行い、その後再度中央の吸着領域８１ａを負圧に切換え、全面吸着させるようにしても良い。この様にワーク保持面ＷＳにある、選択的且つ独立に正負及び大気圧状態に出来る各吸着領域を上の様な順序で、その正負圧状態を制御すれば、ワークＷが移動等に際して所定の位置からずれることもない。また大型化したワークＷであっても、ワークチャック８が移動に際に僅かに変形したとしても、この時点でワークＷが吸着されているのは、比較的小面積の中央部のみで、周辺部はワークチャック８の変形の影響（例えば吸着力によって作用するせん断力の影響等）を回避できる。そしてワークＷを露光位置等に移動後、安定した状態でワークＷをワーク被吸着面ＷＶ全面に吸着すれば、ワークＷの変形、歪を抑制することが出来る。特に先に述べた様にエアーブローを併用することにより更にこれらの効果は向上させることが出来る。またエアーブローによりワーク被吸着面ＷＶの全面をクリーニングする様に使用することが出来る。

次にワークチャック８の露光位置等への移動時、ワークＷの変形等が問題にならない場合であってもワークＷが反ったり、波打っている場合も、上に述べたようにワークＷに露光されたパターンの色むら等の原因になる。このような場合の、ワークＷを変形矯正しながら、ワークＷをワーク保持面ＷＳに吸着固定させる方法について、クリーニング方法と同様、図３（ａ）の吸着領域８１ａ〜８１ｄを用いて説明する。ワークＷに変形があるとき、吸着領域８１ａ〜８１ｄを一度に負圧状態にし吸着固定したり、或いはワーク保持面ＷＳの周辺にある吸着領域８１ｃや８１ｄを、中央の吸着領域８１ａや８１ｂより先に負圧状態にすると、ワークＷの変形がかえってワーク保持面ＷＳに拘束された状態になり、せっかく平坦度が良好に仕上げられているワーク保持面ＷＳにワークＷの被吸着面ＷＶを習わせて，変形の少ない吸着固定することができ難くなる。このためまず中央の吸着領域８１ａのみを負圧状態にし、他の吸着領域８１ｂ〜８１ｄを非吸着状態とする。次いで吸着領域８１ｂを負圧状態にした後、ワーク保持面ＷＳ周囲にある吸着領域８１ｃ又は８１ｄのいずれかを、先に負圧状態にしてから、最後に残りの吸着領域を負圧するように負圧制御する。

このようにすれば、ワークＷの変形を、ワーク保持面の中心から、周縁辺８８に向け追い出すように矯正しながら、最後にワークＷをワークＷ保持面に習わせた均一な吸着ができるので、マスクＭのマスクパターンＰをワーク被露光面ＷＥに色むら等が生じることがなく、また精度の良いパターンを露光することが出来る。

以上説明した様に本発明のワークチャック８では、そのワーク保持面ＷＳに独立して正負圧及び大気圧状態に制御出来る複数の吸着領域を有しているので、小型のワークＷに比べ取り扱いの困難な大型化したワークＷにおいても、ワーク保持面ＷＳでワークＷの位置がずれないように仮止めることや、またワークＷのワーク被吸着面ＷＶの全面をクリーニングする様に使用することも、さらにワークＷの変形を矯正しながら、最後にワークＷ保持面に倣わせた均一な吸着できる等の操作が単独または組み合わせて行うことが出来、ワークＷのワーク被吸着面ＷＶをワーク保持面ＷＳに吸着する際発生する変形や歪を防止して、ワークＷの被露光面に露光されるパターンの色むら等が生じることがなく、また精度の良いパターンを露光することが出来る様にしたものである。

以上説明した様に図３（ａ）では、ワークチャック８の保持面ＷＳに設けた４つの吸着領域を用い説明した。これらの複数の吸着領域を設け、ワークＷをワーク保持面ＷＳに均一に吸着する点から見れば、ワーク保持面ＷＳ上のＸ軸又はＹ軸の軸対称位置に設けることが望ましいが、これに限るものではなく、またワークＷのサイズによりその数も適宜選択することが出来る。

次に、本発明における第１の実施形態のワークチャック８にある吸着領域を構成する、仕切り壁８１１、突起８１２、低部８１３の例を、図６の比較例と比較して説明する。以後これら仕切り壁８１１、突起８１２、低部８１３で形成される吸着領域の平面形状を総称し吸着領域パターンＶＰと言う。

まず、比較例のワークチャックについて説明すると、図６（ａ）に示すように蛇行する仕切り壁８１１の両側に、四角形状の突起８１２を行列的に等間隔に整列して配置している。ここで、図６（ｂ）に示す断面において、仕切り壁８１１と突起８１２との間隔Ｌを等しくおくと、点線で示すように、保持したワークＷの下面ＷＶの撓み量は、仕切り壁８１１と突起８１２との間、及び隣接する突起８１２同士の間でほぼ等しくなる。

ところが、図６（ｃ）に示す突起８１２の隣行における断面においては、仕切り壁８１１に対し左側の突起８１２との間隔Ｌ”はＬより大きくなり、逆に仕切り壁８１１に対し右側の突起８１２との間隔Ｌ’はＬより小さくなる。すると、保持したワークＷの下面ＷＶの撓み量は、仕切り壁８１１と左側の突起８１２との間で最大となり、仕切り壁８１１と左側の突起８１２との間で最小となり、ワークＷの平面度が悪化するので、露光ムラを招く恐れがある。

これに対し、本実施の形態にかかるワークチャックによれば、図４（ａ）に示すように蛇行する仕切り壁８１１の両側において、仕切り壁８１１の凸部に対向する突起８１２と、仕切り壁８１１の凹部に対向する突起８１２とを千鳥状にずらして配置しており、仕切り壁８１１の凸部と突起８１２との間隔、及び仕切り壁８１１の凹部と突起８１２との間隔を略等しくしている。尚、行方向（左右方向）における突起８１２同士の間隔は、図６に示す比較例と同様に等しくなっている。

本実施の形態によれば、図４（ｂ）に示す断面においても、図４（ｃ）に示す断面においても、仕切り壁８１１と突起８１２との間隔Ｌは、突起８１２同士の間隔Ｌと等しくなるので、点線で示すように、保持したワークＷの下面ＷＶの撓み量は、仕切り壁８１１と突起８１２との間、及び隣接する突起８１２同士の間でほぼ等しくなる。これにより仕切り壁８１１と突起８１２と、突起８１２同士の間隔とをほぼ等しく調整することができ、ワークＷの平面度を向上させて、露光ムラを抑制することができる。

尚、突起８１２の形状を四角くすることで、ワーク保持面の面積を均一に分配配置でき、且つ保持面積も大きく出来るので、ワークＷの吸着時の変形や歪を小さく出来るが、図４のように突起８１２を列方向（上下方向）に千鳥状に配置すると、ミーリング加工等を用い低部８１３を加工する際に邪魔になる可能性がある。更に、比較例である図６に示す構成でも、間隔ＬとＬ’との差が小さくなれば、それに応じて変形量も近づくので、必ずしも仕切り壁８１１と突起８１２との間隔と、隣接する突起８１２同士の間隔とを等しくする必要はないが、Ｌ≦Ｌ’の範囲で差が少ないことが望ましい。

図７は、別な変形例にかかるワークチャックの平面拡大図である。本変形例においては、突起２１８を行列的に配置することに加え、仕切り壁８１１の凹部に対向して、同じ形状の突起８１２ａを他の突起８１２から等間隔に離して補助的に配置している。かかる構成によれば、仕切り壁８１１の凸部に対向する突起８１２との間隔と、仕切り壁８１１の凹部に対向する突起８１２ａの間隔とは厳密に等しくならないが、図６の従来例に比べ、ワークＷの下面ＷＶの撓み量は均一化されることとなる。又、突起８１２、８１２ａの間隔は、突起８１２同士の間隔に等しいので、矢印に示すように上下・左右方向及び仕切り壁８１１に沿った方向に、ミーリング加工用の工具の通過が許容され、短時間で効率よく加工を行うことができる。

図８は、更に別な変形例にかかるワークチャックの平面図である。本変形例においては、仕切り壁８１１の延在方向と、突起８１２，８１２ａの行列の並び方向とを４５度傾けたものである。本変形例においても、突起８１２と仕切り壁８１１の凹部に対向する突起８１２ａとの間隔は、突起８１２同士の間隔に等しくなっているので、矢印に示すように斜め４５度方向及び仕切り壁８１１に沿った方向に、ミーリング加工用の工具の通過が許容され、短時間で効率よく加工を行うことができる。

尚、図９に示すように、仕切り壁８１１’を直線状に形成し、それに平行して並んだ突起８１２までの距離Ｌを、突起８１２同士の距離Ｌと等しくすることでも、同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。突起の形状は、正面から見て矩形状でなく丸形でも楕円形状でも良い。又、複数の吸着領域を囲う仕切り壁の全部と突起との関係を上述のようにしても良いが、仕切り壁の一部と突起との関係を上述のようにしても良く、かかる場合、徳地中央の吸着領域を囲う仕切り壁の全部と突起との関係を、上述のようにすることが望ましい。

本実施の形態にかかるワークチャックが使用される分割逐次近接露光装置の一部を分解した概略斜視図である。 図１のマスクステージ部分の拡大斜視図である。 図３（ａ）は、本実施の形態におけるワークチャックのワーク保持面を示す平面図であり，図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB−IIIB断面におけるワークチャックのワーク載置面近傍の断面図である。 図３（ａ）にある矢印IV部を拡大して示す図である。 ワークチャックの吸着領域を選択的に正圧、負圧及び大気圧状態に制御する正負圧制御装置の１例を示すブロック図である。 比較例にかかるワークチャックの図４と同様な図である。 別な変形例にかかるワークチャックの平面拡大図である。 別な変形例にかかるワークチャックの平面拡大図である。 別な変形例にかかるワークチャックの平面拡大図である。

符号の説明

１ マスクステージ
２ ワークステージ
３ 照明光学系
４ 装置ベース
６ Ｚ軸送り台
７ 機構
８ ワークチャック
１１ マスクステージベース
１２ マスクステージ支持台
１３ マスク保持枠
１４ マスク位置調整手段
３１ 高圧水銀ランプ
３２ 凹面鏡
３３ａ オプチカルインテグレータ
３４ 露光制御用シャッター
３５ 平面ミラー
３６ 平面ミラー
３７ 曲面ミラー
６１ 上下粗動装置
６２ Ｚ軸粗動ステージ
６３ 上下微動装置
６４ Ｚ軸微動ステージ
７１ リニアガイド
７２ Ｙ軸送り台
７３ 駆動装置
７４ 誤差検出手段
８１ａ 吸着領域
８１ｂ 吸着領域
８１ｃ 吸着領域
８５ フォーク溝
８６ 正負圧制御装置
８８ 周縁辺
１１１ 開口
２１８ 突起
６３１ モータ
６３２ 軸
６３３ ナット
７３１ モータ
７３２ ボールねじ軸
７４１ ミラー
７４２ ミラー
７４３ レーザ干渉計
７４４ レーザ干渉計
８１１ 仕切り壁
８１２ 突起
８１２ａ 突起
８１３ 低部
８１４C１ 正負圧配管
８１４ｂ〜８１４ｄ 正負圧配管
８１５ 正負圧孔
８６１ 真空ポンプ
８６２ｐ ストップバルブ
８６２ｖ ストップバルブ
８６３ｐ エアーレギュレータ
８６３ｖ エアーレギュレータ
８６４ フィルタ
８６５ 負圧配管路
８６６ 正圧配管路
８６７C 電磁切換弁
８６７ａ ポート電磁切換弁
８６７ｂ〜８６７ｄ 電磁切換弁
８６９ 負圧位置
８６９Ｖ 電磁ソレノイド
８７０ 正圧位置
８７０Ｐ 電磁ソレノイド
８９６ 制御装置
Ｌ 光路
Ｍ マスク
Ｐ マスクパターン
Ｐ１ 入力ポート
Ｐ２ 入力ポート
Ｐ３ 出力ポート
Ｓ１ スプリング
ＳＢ ネジ
ＶＰ 吸着領域パターン
Ｗ ワーク
ＷＥ ワーク被露光面
ＷＳ ワーク保持面
ＷＶ ワーク被吸着面

Claims (9)

1. 露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置用のワークチャックにおいて、
   前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
   前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とするワークチャック。
2. 前記突起同士の間隔と、前記突起と仕切り壁との間隔を略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載のワークチャック。
3. 前記突起同士の間隔を、前記突起と仕切り壁との間隔以下としたことを特徴とする請求項１に記載のワークチャック。
4. 露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置用のワーク保持方法において、
   前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
   前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とするワーク保持方法。
5. 前記突起同士の間隔と、前記突起と仕切り壁との間隔を略等しくしたことを特徴とする請求項４に記載のワーク保持方法。
6. 前記突起同士の間隔を、前記突起と仕切り壁との間隔以下としたことを特徴とする請求項４に記載のワーク保持方法。
7. 露光すべきパターンを有するマスクに対向配置され、被露光材としてのワークを保持することにより、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光する露光装置において、
   前記ワークを保持する保持面において、吸着領域の少なくとも一部を囲うように配置され前記ワークの裏面に当接する仕切り壁と、前記吸着領域において前記ワークの裏面に当接する複数の突起とを有し、
   前記吸着領域を負圧状態にしたときに、前記仕切り壁と前記突起とにより支持される前記ワークにおける、前記突起同士の間の最大変形量と、前記突起と仕切り壁との間とにおける最大変形量とを略等しくしたことを特徴とする露光装置。
8. 前記突起同士の間隔と、前記突起と仕切り壁との間隔を略等しくしたことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 前記突起同士の間隔を、前記突起と仕切り壁との間隔以下としたことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。

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