JP2010153419A - ワークステージおよびこのワークステージを使った露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空を供給する凹部を有する基台と、この凹部上に取り付ける複数の貫通孔を形成した吸着板とを備えたワークを吸着保持するワークステージにおいて、反りが生じているワークを吸着保持するために吸着板の周辺部にシール用弾性体を設けた安価で加工の容易なワークステージおよびそのワークステージを使った露光装置を提供すること。
【解決手段】シール用弾性体を吸着板とは別体であり基台に対して取り外し可能なシール用弾性体取り付け板に固定し、このシール用弾性体取り付け板を、吸着板を取り囲むように基台に取り付ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、露光などの加工処理を施す基板を保持するワークステージに関し、特に、反りが生じているワークであっても、平面度良く吸着保持できるワークステージに関する。
また、このワークステージを使った露光装置に関する。

半導体、プリント基板、液晶基板等（以下ワークとも呼ぶ）を製造する工程において、露光などの加工処理を行う際、ワークが位置ずれを起こさないように、ワークを吸着保持するワークステージが使われる。
そのようなワークステージとして、例えば特許文献１に記載されたステージ装置がある。

図５は、特許文献１に記載されたステージ装置の構成を示す図である。
ステージ装置１は、基台２と、薄い板状部材（以下吸着板と呼ぶ）３とで構成される。
基台２は、その表面を無電解ニッケルメッキ処理したアルミニウムブロックによって構成され、ほぼ正方形の形状を有している。そして、基台２の表面中央部には、凹部２ａが形成され、凹部２ａ内には吸着板３を載せる複数の凸部２ｂが形成される。

また、凹部２ａには、基台２に取りつけられた真空系から真空を凹部２ａに導くために、複数の真空導入路４が設けられている。
また、基台２の表面（凸部２ｂ上面と基台２表面の外周部２ｃとでつくる平面）は高精度に仕上げられている。
吸着板３は、その基台２の表面にならうよう、ある程度の柔軟性を有する材質で構成され、凹部２ａを完全に覆う大きさを有し、凹部２ａと対応する位置には、全面に渡って所定の直径の貫通孔３ａが一定間隔で設けられている。すなわち、吸着板３に設けられる貫通孔３ａの位置は、基台２の凸部２ｂの位置と一致することがないように設けられている。

そして、上述の吸着板３は、このステージで加工処理されるワークの、大きさや形状また基板に切り欠きや貫通孔の位置に合わせて複数準備されており、それぞれ貫通孔３ａの設けられる領域、貫通孔３ａの数，孔径，形状や配列等は異なっている。
このように構成することで、加工するワークの種類に応じて、最適な吸着板を選択することにより、ワークを吸着保持できる。

また、特許文献１においては、反りが生じているワークを吸着保持するために、図５のステージ装置において、図６に示すように、吸着板３の周辺部に、貫通孔３ａを形成した領域を取り囲むように、環状の樹脂製のシール用弾性部材６を設けることが提案されている。しかしこれには次のような問題がある。

上記したように、吸着板３は、基台２の表面にならうよう、ある程度の柔軟性を有する材質が選ばれるが、現状では平面精度良くまた薄く加工ができる金属、例えばステンレス板が使われている。
吸着板の周辺部にシール用弾性部材を設ける場合、平面状の吸着板の周辺部に、単にシール用弾性部材を取り付けたのでは、周辺部がシール用弾性部材だけ高さが高くなるので、ワークを吸着したときに平面にならない。

そのため、図７（同図は図６のＡ−Ａ断面図である）に示すように、シール用弾性部材６を取り付ける部分（吸着板３の周辺部）３ｂは、シール用弾性部材６の高さ分だけ、貫通孔３ａを形成した領域（ワークを吸着する部分）３ｃに対して板の厚さを薄くしなければならない。しかし、吸着板３であるステンレス板の周辺部３ｂを、このように薄く削り出す加工は難しく、ワークステージのコストアップにつながる。

また、シール用弾性部材６の吸着板３への固定は接着剤により行うが、樹脂製であるシール用弾性部材６は金属（ステンレス）板とは接着性が悪い。接着性を良くするためには、例えば吸着板３の周辺部３ｂの表面を荒くすることが考えられるが、そのように周辺部３ｂのみを荒くなるように加工することは難しく、これもまたワークステージのコストアップにつながる。

また、ワークであるプリント基板や液晶基板は年々大型化しており、それに応じてそれを保持するための吸着板３も大きくなっている。吸着板３が大きくなると、上記のように、周辺部３ｂを薄く削り出すことや周辺部表面を加工することはさらに難しくなる。
特開２００２−２１７２７６号公報

本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであって、本発明の第１の目的は、真空を供給する凹部と、該凹部内に形成された複数の凸部とを有する基台と、上記凹部上に取り付けられた、複数の貫通孔を形成した吸着板とを備え、上記凹部に真空を供給することにより、上記吸着板上にワークを吸着保持するワークステージにおいて、反りが生じているワークを吸着保持することができるように、吸着板の周辺部にシール用弾性体を設けるのに、安価で加工の容易な部品で構成されたワークステージを提供することであり、また、第２の目的は、反りが生じているワークを吸着保持することができる露光装置を提供することである。

上記課題解決するため、本発明においては、真空を供給する凹部と、該凹部内に形成された複数の凸部とを有する基台と、上記凹部上に取り付けられた、複数の貫通孔を形成した吸着板とを備え、上記凹部に真空を供給することにより、上記吸着板上にワークを吸着保持するワークステージにおいて、シール用弾性体を上記吸着板とは別体であり上記基台に対して取り外し可能なシール用弾性体取り付け板に固定し、このシール用弾性体取り付け板を、上記吸着板を取り囲むように上記基台に取り付ける。

また、露光光を出射する光出射部と、パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、上記マスクに形成されたパターンが転写されるワークを保持するワークステージとを備える露光装置において、上記のワークステージを使用する。

本発明のワークステージによれば、シール用弾性体を取り付けたシール用弾性体取り付け板とワークを吸着する吸着板とが別体であり、シール用弾性体取り付け板が基台に対して取り外し可能に固定されているので、ワークを吸着する吸着板とシール用弾性体取り付け板とを別々に加工することができ、加工が容易になり、コストダウンを図ることができる。
また、シール用弾性体を取り付けたシール用弾性体取り付け板は、基台に対して取り付け取り外しができるので、処理するワークの大きさに対応した大きさのものを、吸着板とともに準備しておけば、ワークの大きさが変わっても交換により対応することができる。

以下、露光装置に用いるワークステージを例にして説明するが、露光装置以外であっても、基板を吸着保持して処理する装置であれば、このワークステージを使用することができる。
図１に、本発明のワークステージを備えた露光装置の概略構成を示す。

露光装置は、紫外線を出射する光照射部１０、パターンが形成されたマスクＭ、このマスクＭを保持するマスクステージ１１、レジストが塗布されているプリント基板等のワークＷを保持するワークステージ１２、ワークステージ１２上のワークＷにマスクＭのパターン像を投影する投影レンズ１３などから構成される。なお、露光装置の中には、投影レンズを備えないものもある。
光照射部１０は、紫外線を含む光を放射するランプ２０と、ランプ２０からの光を反射するミラー２１を備える。

図２と図３に、図１に示した露光装置のワークステージを拡大して示す。図２はワークステージの斜視図であり、図３は断面図である。
ワークステージ１２は、基台（ベースプレート）２と、多数の貫通孔３ａが形成された板状部材（吸着板）３とを備える。吸着板３の形状は、ワークステージ１２に置かれるワークＷの形に合わせる。例えば、プリント基板や液晶基板は四角いので、吸着板も四角形になる。

基台２の表面中央部には、凹部２ａが形成され、凹部２ａ内には吸着板３が載る複数の凸部２ｂが形成される。
基台２には配管Ｌが取り付けられている。配管Ｌにはエアーと真空とを切り替えて供給することができる。また、基台２内部には真空エアー導入路４が形成されており、配管Ｌに供給された真空またはエアーは、この真空エアー導入路４から凹部２ａに導かれる。

基台２の表面（即ち、凸部２ｂの上面と基台２表面の外周部とでつくる平面）は精度の良い平面に仕上げられている。即ち、凸部２ｂの上面と基台表面の外周部とは同じ高さであり、その平面度は１０μｍ程度である。
吸着板３は、例えば厚さ０．３ｍｍのステンレス板で作られる。吸着板３は、凹部２ａを完全に覆う大きさを有し、全面に渡って所定の直径の貫通孔３ａが一定間隔で設けられている。

吸着板３は、その四隅をねじ５により基台２に対して固定する。なお、ねじではなく他の固定金具を使って固定しても良い。
基台２上に吸着板３を取り付けて、基台２に真空を供給すると、上記のように基台２の凹部２ａに真空が導かれ、その凹部２ａを覆う吸着板３の貫通孔３ａにも真空が供給され、これによりワークＷを吸着保持する。
シール用弾性体６は、リップパッキンまたはリップシールと呼ばれているものを使用する。シール用弾性体６の材質はウレタンやフッ素ゴムなどである。

このシール用弾性体６を、表面を適度に荒らした細長い板状のシール用弾性体取り付け板７に接着剤で固定する。このシール用弾性体６を板に取り付けたものを、以下シール部材８と呼ぶ。
このシール部材８を、シール用弾性体（リップシール）６の開く方を外側にして、吸着板３の外側周辺の基台２上に、吸着板３を囲むように配置し、ねじ９により固定する。ねじによる固定であるので、シール部材８は基台２に対して取り付け取り外しが可能である。
なお、基台２の、シール部材８を取り付ける部分は、シール用弾性体６の厚さに合わせて低くなっている。

吸着板３にワークＷを載置し真空を供給すると、ワークＷには吸着板３の表面に押さえつけられる力が働く。これにより、ワークＷの周辺部は上記シール用弾性体６に押し付けられる。
このとき、シール用弾性体６は、反ったワークＷの周辺部の形状に合わせて変形し吸着用真空のリークを防ぐ。これにより、ワークＷは吸着板３の表面に充分な力で押しつけられるようになり、反りが生じたワークＷであっても問題なくワークステージ１２に保持することができる。

図１に戻り、同図において示した露光装置の動作について説明する。
不図示の搬送手段により、露光装置のワークステージ１２の吸着板３上にプリント基板などのワークＷが置かれる。ワークＷの表面（パターンを形成する側）には、レジストが塗布されている。
基台２の凹部２ａを介して吸着板３の貫通孔（真空吸着孔）３ａに真空が供給されるとともに、上記したシール用弾性体６のはたらきにより、反ったワークであってもワークステージ１２の吸着板３上に平面になって吸着保持される。

ワークステージ１２への真空の供給は、露光処理中、ワークＷが移動しないように続けられる。
露光処理が終わると、バルブＢ1とバルブＢ2を切り替え、吸着板３の貫通孔（真空吸着孔）３ａへの真空の供給を止めてワークＷの吸着保持を解除し、今度は貫通孔（真空吸着孔）３ａにエアーを供給する。貫通孔（真空吸着孔）３ａからはエアーが吹き出す。これにより、ワークＷはワークステージ１２から外れ、不図示の搬送手段により、露光装置外に搬送される。

図４は、本発明のワークステージの変形例である。同図は、ワークステージの断面図であり、本ワークステージは、このワークステージにおいて処理するワークの大きさが大小二種類あり、両方の大きさのワークに対応できるようにしたものである。
ワークの大きさが大小二種類あり、その両方に対応するためには、大小のワークの大きさに合わせた吸着板とシール部材とをそれぞれ二種類準備しておく。

そして基台２は、その凹部２ａの中に形成されている凸部２ｂの一部を、小さいワーク用のシール部材８１が取り付けられるように加工しておく。即ち、小さいワーク用のシール部材８１を取り付ける凸部２ｂの高さを、小さいワーク用のシール用弾性体６１の高さに合わせてやや低くしておき、シール部材８１を取り付けるためのねじ孔２ｃを形成しておく。

そして小さなサイズのワークを処理する場合は、大きなサイズのワークを処理する場合の吸着板３とシール部材８を取り除き、小さなサイズのワークに対応した吸着板３１を取り付け、その吸着板３１の周辺を取り囲むように、小さな吸着板用のシール部材８１を、上記した基台２の凸部２ｂに置き、ねじ９１によってねじ孔２ｃにねじ止めする。
このように構成することにより、基台を交換することなく、吸着板とシール部材を交換するだけでサイズの異なるワークを吸着保持することができる。

本発明のワークステージを備えた露光装置の概略構成を示す図である。 図１のワークステージを拡大して示す図（斜視図）である。 図１のワークステージを拡大して示す図（断面図）である。 本発明のワークステージの変形例を示す図である。 特許文献１に記載されたステージ装置の構成を示す図である。 図５のステージ装置において環状の樹脂製のシール用弾性部材を設けた図である。 シール用弾性部材を取り付ける部分を薄くすることを説明する図である。

符号の説明

２ 基台（ベースプレート）
２ａ 凹部
２ｂ 凸部
３ 吸着板（板状部材）
３ａ 貫通孔
３ｂ 周辺部
３ｃ 貫通孔を形成した領域
４ 真空導入路
６ シール用弾性体
７ シール用弾性体取り付け板
８ シール部材
１０ 光照射部
１１ マスクステージ
１２ ワークステージ
１３ 投影レンズ
２０ ランプ
２１ ミラー
Ｌ 配管
M マスク
W ワーク（基板）

Claims (2)

1. 真空を供給する凹部と、該凹部内に形成された複数の凸部とを有する基台と、上記凹部上に取り付けられた、複数の貫通孔を形成した吸着板とを備え、上記凹部に真空を供給することにより、上記吸着板上にワークを吸着保持するワークステージにおいて、
   シール用弾性体が上記吸着板とは別体であり上記基台に対して取り外し可能なシール用弾性体取り付け板に固定され、上記シール用弾性体取り付け板は、上記吸着板を取り囲むように上記基台に取り付けられていることを特徴とするワークステージ。
2. 露光光を出射する光出射部と、パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、上記マスクに形成されたパターンが転写されるワークを保持するワークステージとを備える露光装置において、
   上記ワークステージは、請求項１に記載のワークステージであることを特徴とする露光装置。

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