JP2010019903A

JP2010019903A - 露光装置

Info

Publication number: JP2010019903A
Application number: JP2008177948A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyake; 健三宅
Original assignee: San Ei Giken Inc
Current assignee: San Ei Giken Inc
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: JP5123766B2

Abstract

【課題】フォトマスクの交換を容易にする。
【解決手段】露光装置は、露光ステーションと作業ステーションとの間を往復移動する支持台を備える。支持台は、フォトマスク４の中央部を支持可能な中央支持領域２１と、フォトマスク４の周縁部を支持可能な周縁支持領域２２とを備えている。支持台は、作業ステーションにてフォトマスク４を中央支持領域２１および周縁支持領域２２上に受け取り、フォトマスク４を露光ステーションまで運ぶ。周縁支持領域２２は、フォトマスク４が露光位置へ動かされたときに、フォトマスク支持機構の一部９との干渉を避けるための凹所２５を備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、露光装置であって、位置合わせマークを含むパターンが描かれたフィルム状のフォトマスクの周縁部に張力を加えてフォトマスクをパターンとともに弾性的に変形させることにより、フォトマスクと基板とを位置合わせし、その後、露光によってパターンを基板に転写するための露光装置に関する。

上述した形式の露光装置は特開平７−４９５７５号公報において知られている。かかる露光装置は、露光ステーションと、作業ステーションと、これらのステーション間を往復移動可能な基板支持台とを備えている。

露光ステーションにおいては、フォトマスクがフォトマスク支持機構によって露光位置に取り付けられ且つ張力を加えられる。一方、基板は露光位置におけるフォトマスクと対向するように配置され且つフォトマスクと位置合わせされる。位置合わせ終了後、光源からの光によって露光が行われる。

作業ステーションは露光ステーションから離間した位置に設けられている。作業ステーションにおいては、未露光の基板が基板支持台にローディングされる。基板は基板支持台によって露光ステーションへと移され、そこでフォトマスクと位置合わせをされた後、露光される。露光後の基板は、基板支持台によって作業ステーションへと移され、そこでアンローディングされる。基板支持台には新たな未露光の基板がローディングされ、上記の手順が繰り返される。

上述した形式の露光装置においては、フォトマスクの交換は難しい作業である。フォトマスクを取り付け且つ張力を加えるようになされたフォトマスク支持機構は複数のアクチュエータを含み、これらのアクチュエータからフィルム状のフォトマスクを取り外し、さらに別のフォトマスクをアクチュエータに取り付ける必要があるからである。そのため、特別なフォトマスク交換装置を別途用意して利用する場合もあった。

上述した形式の露光装置には、基板およびフォトマスクを水平にして露光するタイプのものと、垂直にして露光するタイプのものとがある。特に水平タイプのものにおいては、下方を向いて取り付けられているフォトマスクを交換することになり、作業の困難性は一層高くなる。

そこで本発明の課題は、特別なフォトマスク交換装置を必要とすることなく、既存の設備を改良するだけで簡単にフォトマスクを交換できるようにすることにある。

本発明によれば、
位置合わせマークを含むパターンが描かれたフィルム状のフォトマスクの周縁部に張力を加えて該フォトマスクを前記パターンとともに弾性的に変形させることにより、該フォトマスクと基板とを位置合わせし、その後、露光によって前記パターンを前記基板に転写するための露光装置であって、
露光ステーションにして、前記フォトマスクが、フォトマスク支持機構によって露光位置に取り付けられ且つ前記張力を加えられ、前記基板が、前記露光位置における前記フォトマスクと対向するように配置され且つ該フォトマスクと位置合わせされ、その後、前記露光が行われるところの露光ステーションと、
該露光ステーションから離間した位置に設けられた作業ステーションと、
前記露光ステーションと前記作業ステーションとの間を往復移動する支持台と、
を備え、
前記支持台は、未露光の前記基板を前記作業ステーションにてローディングされて該基板を前記露光ステーションへと運び、且つ、露光済みの前記基板を前記露光ステーションから前記作業ステーションまで運んで該基板を前記作業ステーションにてアンローディングするようになされている、露光装置において、
前記支持台は、前記フォトマスクの中央部を支持可能な中央支持領域と、前記フォトマスクの前記周縁部を支持可能な周縁支持領域とを備えており、
前記支持台は、前記作業ステーションにて前記フォトマスクを前記中央支持領域および前記周縁支持領域上に受け取り、該フォトマスクを前記露光ステーションまで運び、該露光ステーションにて前記フォトマスクを前記露光位置へと動かすことができるようになされており、
前記周縁支持領域は、前記フォトマスクが前記露光位置へ動かされたときに、前記フォトマスク支持機構の一部との干渉を避けるための凹所を備えている、
露光装置が提供される。

前記フォトマスクの前記周縁部には複数の長穴が形成されており、前記フォトマスク支持機構の前記一部は、前記複数の長穴と係合する複数のフックであり、前記凹所は前記長穴と整合する位置に設けられ且つ前記フックの一部を受け入れるようにすることができる。

前記周縁支持領域を、前記中央支持領域から分離して形成し、且つ、該中央支持領域よりも後退した位置へと移動可能とすることができる。

前記周縁支持領域を、前記中央支持領域の四辺にそれぞれ隣接する４個の長方形部材により形成してもよい。

前記周縁支持領域を、前記中央支持領域の周囲を取り囲む２個のＬ字形部材により形成してもよい。

前記周縁支持領域を、前記中央支持領域の周囲を取り囲む単一の額縁形部材により形成してもよい。

前記中央支持領域および前記周縁支持領域には、前記フォトマスクまたは前記基板を吸着保持するための、負圧源に連通する負圧吸着穴または負圧吸着パッドを設けてもよい。

本発明の露光装置によれば、基板搬送用の支持台をフォトマスクも搬送できるように改良することにより、フォトマスクの交換を容易かつ短時間に行うことができる。高価なフォトマスク交換装置を別途用意することもない。フォトマスクの交換を自動化することも可能である。

図１は、本発明による露光装置の側断面図である。レベルフット１を介して床面２上に支持された露光装置のハウジング３の内部空間は、露光ステーションＥと作業ステーションＷとに区分される。

露光ステーションＥには、フォトマスク４を露光位置に取り付けるフォトマスク支持機構５が配置されている。フォトマスク支持機構５は、額縁形状のフォトマスク支持ベース６と、フォトマスク支持ベース６に周囲を保持された透明なガラス板７と、フォトマスク支持ベース６の下面に取り付けられた複数のアクチュエータ８（図２も参照）とを備えている。流体圧シリンダ装置であるアクチュエータ８の伸縮ロッドはフック９を形成している。

図３に示すように、フィルム状のフォトマスク４の周縁部には複数の長穴１０が形成されている。図１および図２に示すように、これらの長穴１０内にフック９を挿入し、アクチュエータ８を作動させてフック９を後退させると、フック９は長穴１０の縁に引っ掛かる。このようにしてフォトマスク４は、ガラス板７の下面に接することにより平面を保ちながら、フォトマスク支持機構５によって支持される。

複数のアクチュエータ８の作動を個別に制御することにより、フォトマスク４の周縁部に加えられる張力を各辺に沿って、または、局所的に変化させることができる。それによって、フォトマスク４に描かれたパターン（位置合わせマークを含む）の寸法および形状を弾性的に変化させ、フォトマスク４と基板１１（図１）とを精度良く位置合わせすることができる。

なお、フォトマスク支持ベース６には、フォトマスク４および基板１１に付された位置合わせマークを読みとるためのカメラ１２およびその移動機構１３、ならびに、基板１１に対してフォトマスク４をＸＹθ方向に移動させる機構（図示せず）が搭載されることが多い。

露光ステーションＥと作業ステーションＷとの間にはガイドレール１４が延びており、ガイドレール１４上には支持台１５が搭載されている。支持台１５は駆動機構（図示せず）によって露光ステーションＥと作業ステーションＷとの間を移動可能である。

支持台１５の従来の機能は、基板１１を作業ステーションＷと露光ステーションＥとの間で搬送することにあった。未露光の基板１１が作業ステーションＷにて支持台１５にローディングされ、露光ステーションＥへと運ばれる。露光ステーションＥにてフォトマスク４と位置合わせされた基板１１は、上方の光源（図示せず）からの光１６によって露光され、フォトマスク４に描かれたパターン（その領域を図２および図３にて符号１７を付した二点鎖線で示す）を転写される。露光後の基板１１は、支持台１５によって作業ステーションＷまで戻り、そこでアンローディングされる。その後、新たな未露光の基板１１が支持台１５にローディングされ、露光処理手順が繰り返される。

本発明では、この支持台１５に、さらにフォトマスク搬送機能を持たせた。それにより、フォトマスク４の交換作業に支持台１５を利用することが可能になった。本発明の露光装置における支持台１５は、図４および図５に示すように、シリンダ部１８と、シリンダ部１８に対して伸縮するように組み付けられたロッド部１９と、ロッド部１９の先端に取り付けられた長方形のベース板２０と、ベース板２０の上面に固着されベース板２０より一回り小さい長方形をしたテーブル２１と、テーブル２１の周囲を取り囲むように配置された環状部材２２と、環状部材２２の下方にてベース板２０に取り付けられた複数の駆動機構２３とを備える。駆動機構２３は、流体圧シリンダ装置とされ、その伸縮可能なロッド２３ａの先端が環状部材２２の下面に固着されている。

かかる構成のもとでは、ロッド部１９を伸縮させることにより、テーブル２１および環状部材２２は同期して上下動する。また、ロッド２３ａを伸縮させることにより、環状部材２２をテーブル２１から独立して上下動させることができる。

図５に示す実施形態においては、環状部材２２はテーブル２１の周囲を取り囲む単一の額縁形部材とされているが、これをテーブル２１の四辺にそれぞれ隣接する４個の長方形部材により形成してもよい。あるいはまた、テーブル２１の周囲を取り囲む２個のＬ字形部材により形成してもよい。さらに、本発明の別の実施形態においては、テーブル２１と環状部材２２とを一体のものとし、駆動機構２３を省略することもできる。

従来、テーブル２１は基板１１を支持するものとして機能していたが、本発明においては、図４および図５に示すように、テーブル２１はフォトマスク４の中央部を支持可能な中央支持領域としても機能する。一方、環状部材２２は、フォトマスク４の周縁部を支持可能な周縁支持領域として機能する。

支持台１５上にフォトマスク４の中央部を確実に保持するために、テーブル２１の表面には複数の負圧吸着穴（図示せず）が設けられており、これらの吸着穴は負圧源（図示せず）に連通されている。これらの吸着穴は、基板１１を搬送する際には、基板１１を吸着保持する手段として機能する。一方、環状部材２２の表面には、フォトマスク４の周縁部を確実に保持するために、複数の吸着パッド２４（図５）が設けられている。吸着パッド２４もまた、図示しない別の負圧源に連通されている。テーブル２１における吸着穴は吸着パッドに替えてもよく、また環状部材２２における吸着パッド２４は吸着穴に替えてもよい。

図５に示すように、環状部材２２には複数の凹所２５が設けられている。図５と図２とを対比すると分かるように、凹所２５は、フォトマスク４の周縁部に形成された長穴１０とそれぞれ整合する位置に設けられている。凹所２５の役割については後述する。

本発明による露光装置においてフォトマスク４を取り付けおよび交換する手順を説明する。まず、作業ステーションＷにおいて支持台１５上にフォトマスク４が置かれる。フォトマスク４は、周縁部の各長穴１０が環状部材２２の各凹所２５と整合するように正確に位置決めして置かれる。フォトマスク４の正確な配置を支援するため、フォトマスク４の長穴１０のいくつかと係合可能な位置決めピン２６（図５）を環状部材２２上に設けてもよい。この位置決めピン２６は、フォトマスク４の正確な配置が確定された時点で役割を終えるので、必要なときに突出し、それ以外のときは引き込められるような構成としてもよい。

次に、負圧源を作動させることによりテーブル２１上の吸着穴および環状部材２２上の吸着パッド２３に負圧を作用させ、フォトマスク４の中央部をテーブル２１上に吸着保持し、周縁部を環状部材２２上に吸着保持する。このとき、図４に示すように、環状部材２２の上面の高さがテーブル２１の上面の高さと一致するよう、駆動機構２３による調整がなされている。

フォトマスク４を吸着保持した支持台１５は作業ステーションＷから露光ステーションＥまで移動する。支持台１５が露光ステーションＥで停止したとき、図６に示すように、各アクチュエータ８から伸長した位置にあるフック９の先端部がフォトマスク４の周縁部の各長穴１０の中央に位置するよう、支持台１５の停止位置は制御されている。

次に、支持台１５のロッド部１９（図４）を伸長させてベース板２０を持ち上げ、図７に示すように、フォトマスク４をガラス板７の下面に接触させる。このとき、アクチュエータ８のフック９の先端部はフォトマスク４の長穴１０内に入り込んでこれを貫通するが、長穴１０と整合する位置に凹所２５が形成されているため、フック９の先端部が環状部材２２と干渉することはない。

アクチュエータ８を作動させてフック９を引き込めることにより、フック９は長穴１０の縁部と完全に係合し、フォトマスク４には張力が加えられる。このようにして、フォトマスク４は、アクチュエータ８を含むフォトマスク支持機構５によって露光位置に平面状態で取り付けられることになる。額縁形状のフォトマスク支持ベース６の内周縁部の下面をガラス板７の下面と同一平面とし、この内周縁部の下面に複数の負圧吸着穴２７を設けてもよい。吸着穴２７に連通する負圧源（図示せず）を作動させてフォトマスク４をフォトマスク支持ベース６の内周縁部の下面に吸着保持することにより、フォトマスク４がガラス板７に沿った平面状態を維持することを保証する。負圧吸着穴２７による吸着保持力は、フォトマスク４と基板１１とが位置合わせされた後、露光による熱を受けて伸びやすい状態になったフォトマスク４をガラス板７に沿った適正位置に確実に保持する役割を果たす。

その後、フォトマスク４の下面に対する負圧吸着を解放し、支持台１５のロッド部１９を後退させることにより、テーブル２１および環状部材２２はフォトマスク４から離れて下降する。次に支持台１５は、基板１１を搬送するために作業ステーションＷへと戻る。

フォトマスク４を交換するために取り外す際には、上述した手順と逆の手順を行えばよいことは容易に理解できよう。

また、フォトマスク４の取り付け、取り外しおよび搬送は、容易に自動化可能であることも理解されよう。

フォトマスク４が設置された後、露光を行うときには、基板１１が支持台１５によって作業ステーションＷと露光ステーションＥとの間を搬送されるが、この動作は従来のものと変わらないので詳細は述べない。しかしながら、基板１１はフォトマスク４よりも小さいので、基板１１の搬送時および露光時には環状部材２２は必要ない。したがって、基板１１を支持していない環状部材２２の上面が露光時にフォトマスク４の下面と干渉するおそれを完全になくすため、基板１１を扱っているときの支持台１５においては、駆動機構２３のロッド２３ａを短縮させて環状部材２２をテーブル２１よりも後退した位置へと移動させておくとよい。

上述した実施形態の説明は、基板およびフォトマスクを水平にして露光するタイプのものについてなされたが、基板およびフォトマスクを垂直にして露光するタイプのものについても本発明は適用可能である。

本発明による露光装置の一実施形態の側断面図。フォトマスク支持機構によって露光位置に取り付けられたフォトマスクの底面図。フォトマスクの平面図。フォトマスクを載せた支持台を示す断片側面図。支持台のテーブルおよび環状部材を示す上面図。フォトマスクがフォトマスク支持機構に取り付けられる直前の様子を示す断片断面側面図。フォトマスクがフォトマスク支持機構に取り付けられた直後の様子を示す断片断面側面図。

符号の説明

１レベルフット、２床面、３ハウジング、４フォトマスク、５フォトマスク支持機構、６フォトマスク支持ベース、７ガラス板、８アクチュエータ、９フック、１０長穴、１１基板、１２カメラ、１３カメラの移動機構、１４ガイドレール、１５支持台、１６光、１７パターン、１８シリンダ部、１９ロッド部、２０ベース板、２１テーブル、２２環状部材、２３駆動機構、２３ａ駆動機構のロッド、２４吸着パッド、２５凹所、２６位置決めピン、２７吸着穴、Ｅ露光ステーション、Ｗ作業ステーション。

Claims

位置合わせマークを含むパターンが描かれたフィルム状のフォトマスクの周縁部に張力を加えて該フォトマスクを前記パターンとともに弾性的に変形させることにより、該フォトマスクと基板とを位置合わせし、その後、露光によって前記パターンを前記基板に転写するための露光装置であって、
露光ステーションにして、前記フォトマスクが、フォトマスク支持機構によって露光位置に取り付けられ且つ前記張力を加えられ、前記基板が、前記露光位置における前記フォトマスクと対向するように配置され且つ該フォトマスクと位置合わせされ、その後、前記露光が行われるところの露光ステーションと、
該露光ステーションから離間した位置に設けられた作業ステーションと、
前記露光ステーションと前記作業ステーションとの間を往復移動する支持台と、
を備え、
前記支持台は、未露光の前記基板を前記作業ステーションにてローディングされて該基板を前記露光ステーションへと運び、且つ、露光済みの前記基板を前記露光ステーションから前記作業ステーションまで運んで該基板を前記作業ステーションにてアンローディングするようになされている、露光装置において、
前記支持台は、前記フォトマスクの中央部を支持可能な中央支持領域と、前記フォトマスクの前記周縁部を支持可能な周縁支持領域とを備えており、
前記支持台は、前記作業ステーションにて前記フォトマスクを前記中央支持領域および前記周縁支持領域上に受け取り、該フォトマスクを前記露光ステーションまで運び、該露光ステーションにて前記フォトマスクを前記露光位置へと動かすことができるようになされており、
前記周縁支持領域は、前記フォトマスクが前記露光位置へ動かされたときに、前記フォトマスク支持機構の一部との干渉を避けるための凹所を備えている、
露光装置。
請求項１に記載の露光装置において、
前記フォトマスクの前記周縁部には複数の長穴が形成されており、前記フォトマスク支持機構の前記一部は、前記複数の長穴と係合する複数のフックであり、前記凹所は前記長穴と整合する位置に設けられ且つ前記フックの一部を受け入れるようになされている、露光装置。
請求項１または２に記載の露光装置において、
前記周縁支持領域は、前記中央支持領域から分離して形成されており、且つ、該中央支持領域よりも後退した位置へと移動可能となされている、露光装置。
請求項３に記載の露光装置において、
前記周縁支持領域が、前記中央支持領域の四辺にそれぞれ隣接する４個の長方形部材により形成されている、露光装置。
請求項３に記載の露光装置において、
前記周縁支持領域が、前記中央支持領域の周囲を取り囲む２個のＬ字形部材により形成されている、露光装置。
請求項３に記載の露光装置において、
前記周縁支持領域が、前記中央支持領域の周囲を取り囲む単一の額縁形部材により形成されている、露光装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の露光装置において、
前記中央支持領域および前記周縁支持領域には、前記フォトマスクまたは前記基板を吸着保持するための、負圧源に連通する負圧吸着穴または負圧吸着パッドが設けられている、露光装置。