JP3035472B2 - マスクとワークの間隙設定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクを通した光
をワークに照射して露光するプロキシミティ露光装置に
おける間隙設定装置に関し、さらに詳細には、荷重の大
きな大型のワーク／ワークステージを支持することが可
能な間隙設定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶画面、インクジェット
方式のプリンターヘッド、あるいは、一枚の基板の上に
多種多数の電気素子を製作して一つのモジュールにする
マルチチップ・モジュール等、ミクロンサイズの加工が
必要である様々の電気部品の製作工程に露光工程が用い
られている。

【０００３】上記露光工程における露光方式は、マスク
の像を投影レンズまたはミラーでワーク上に結像させる
投影露光方式、マスクとワークを密着させた状態で平行
光を照射する密着露光方式、マスクとワークの間にわず
かな間隙を設けた状態で平行光を照射するプロキシミテ
ィ露光方式に大別される。密着露光方式とプロキシミテ
ィ露光方式は、高価な投影レンズを用いないため、露光
装置が安価であるという利点を持つ。さらに、プロキシ
ミティ露光方式は、密着露光方式に比べ、マスクとワー
クが接触しないためにマスクに汚れが付きにくく、マス
クが長寿命であるという利点を持つ。

【０００４】図６は従来のプロキシミティ露光装置の構
成の一例を示す図である。同図において、１１はマスク
ステージ、Ｍはマスクであり、マスクステージ１１には
管路１１ａが設けられ、該管路１１ａを介して供給され
る真空圧によりマスクＭが吸着固定される。１２はワー
クステージ、Ｗはワークであり、ワークステージ１２に
は管路１２ａが設けられ、該管路１２ａを介して供給さ
れる真空圧によりワークＷが吸着固定される。

【０００５】１３は後述する間隙設定機構、１４はベー
スであり、ベース１４は図示しないワークステージ駆動
機構により、ＸＹＺθ（Ｘは図６の左右方向、Ｙは同図
の前後方向、Ｚは同図に上下方向、θはワークステージ
面に垂直な軸を中心とした回転）に移動可能に構成され
ている。なお、間隙設定機構１３としては、本出願人が
先に提案した特開平７−７４０９６号公報に開示したも
のを使用することができ、以下、上記公報に開示した間
隙設定機構について説明する。

【０００６】図７は図６に示したマスクステージへの間
隙設定機構の取付態様の一例を示す図であり、同図にお
いて、Ｍはマスク、１２はワークステージ、Ｗはワー
ク、１３は間隙設定機構、１４はベースであり、間隙設
定機構１３は同図に示すようにベース１１に垂直に３つ
立設されている。なお、ワークステージ１２の位置を確
定するには同図に示すように少なくとも３つの間隙設定
機構が必要となるが、例えば、ワークＷの形状が矩形の
場合には間隙設定機構を４隅に設けることもできる。ま
た、この場合には、３隅に間隙設定機構を設け、他の一
つはバネ等を内蔵した伸縮可能な支持体とすることもで
きる。

【０００７】図８は間隙設定機構の構造の一例を示す分
解斜視図であり、同図により、上記間隙設定機構につい
て説明する。なお、動作の詳細について上記公報を参照
されたい。同図において、１２はワークステージ、２１
はＶ字受けであり、Ｖ字受け２１はワークステージ１２
の下面に埋設され、ボール２２を介してボール受け２５
とつながる。このボール受け２５の中央部には上記ボー
ル２２に対応した円錐状の凹部２４が設けられている。

【０００８】また、ワークステージ１２とボール受け２
５は引っ張りバネ２３により互いに引き合っており、ワ
ークステージ１２をベース１４方向に支持している。ボ
ール受け２５の下方にはシャフト２６がつながり、この
シャフト２６はガイド部材であるスプライン２７を介し
てケーシング２８に至り、ケーシング２８を貫通した
後、板状の弾性体である板バネ３０に連結されている。

【０００９】シャフト２６はスプライン２７内を摺動
し、スプライン２７によりシャフト２６の動きを上下方
向にのみ規制する。ケーシング２８の内部のシャフト２
６の周囲には、シャフト２６に力を及ぼす圧縮コイルバ
ネ２９が設けられている。板バネ３０は保持手段である
吸着ブロック３１に挟まれており、その一部に凸部３２
が設けられている。そして、吸着ブロック３１には、こ
の凸部３２の位置を検出するセンサ３３が設けられてい
る。センサ３３は、例えば、発光部と受光部から構成さ
れる光学センサであり、凸部３２による光の遮断を検出
して出力を発生する。

【００１０】また、上記吸着ブロック３１には後述する
ように、板バネ３０を吸着して保持する真空吸着機構が
設けられている。間隙設定機構１３は上記構成を備えて
おり、ベース１４を上昇させワークＷをマスクＭに接触
させたのち、ワークＷをさらに上昇させ、ワークＷとマ
スクＭが実質的にそれ以上相対的に移動できない位置ま
で来ると、その駆動力を吸収するように圧縮コイルバネ
２９が圧縮をはじめる。

【００１１】この圧縮により、板バネ３０の吸着ブロッ
ク３１に対する相対位置が変化し、板バネ４５に設けら
れた凸部３２も移動し、センサ３３によりこの移動が検
出される。すなわち、凸部３２とセンサ３３の位置関係
により板バネ３０に連結されたワークステージ１２が所
望量だけ変位したことを検出することができる。上記の
ように、マスクＭが上昇することによりワークステージ
１２に設けられた各間隙設定機構１３が変位すると、セ
ンサ３３が出力を発生し、この出力は図示しない制御部
に送られる。そして、全ての間隙設定機構のセンサ３３
が出力を発生すると、上記制御部はベース１４のＺ方向
の移動を停止させ、各間隙設定機構１３の吸着ブロック
３１に設けられた真空吸着機構を作動させ、間隙設定機
構１３の圧縮コイル２９の圧縮状態を保持させる。

【００１２】これにより、マスクＭとワークＷは平行状
態にセットされるので、この状態でワークステージ１５
を下降させると、マスクＭとワークＷを平行に、かつ、
その間隙を一定にすることができる。図６に戻り、同図
において、ワークＷへの露光は次のように行われる。ま
ず、マスクＭをマスクステージ１１の所定の位置にセッ
トし、管路１１ａより供給される真空圧により保持させ
る。

【００１３】次に、図示しないベース移動部により、ベ
ース１４および間隙設定機構１３を介して接続されてい
るワークステージ１２を下降させ、ワークＷをワークス
テージ１２に載置し、管路１２ａより供給される真空圧
により保持させる。ついで、ベース１４および間隙設定
機構１３を介して接続されているワークステージ１２を
上昇させ、ワークＷをマスクＭに接触させたのち、ワー
クＷをさらに上昇させる。

【００１４】これにより、前記したように間隙設定機構
１３の圧縮コイルバネ２９はそれぞれ独立して変位し
て、マスクＭの全面がワークＷと接触し、マスクＭとワ
ークＷの傾きは一致する。この時点で、各間隙設定機構
１３の変位状態を保持させ、ベース１４およびワークス
テージ１２を所定量下降させる。これにより、マスクＭ
とワークＷは平行にかつその間隙が一定に設定される。

【００１５】上記のように間隙設定機構１３を設けるこ
とにより、ワークステージ１２にワークＷを載置したと
きにワークＷがマスクＭと平行状態にない場合であって
も、ワークＷとマスクＭを平行かつその間隙を一定に設
定することができる。ワークＷとマスクＭの間隔が一定
値に設定されると、図示しないベース移動部によりワー
クステージ１２をＸＹθ方向に移動させ、マスクＭ上に
印されたアライメント・マークとワークＷ上に印された
アライメント・マークを一致させる。

【００１６】マスクＭとワークＷのアライメント・マー
クが一致すると、図示しない光照射部より平行光をマス
クＭ上に照射し、ワークＷを露光する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、液晶
基板等の大型化によりワークが大型化し、それに伴いワ
ークおよびワークステージの重量が大きくなってきてお
り、このため次のような問題が生じていた。図９、図１
０はワークＷ／ワークステージ１２の荷重と間隙設定機
構１３の変位量の関係を説明する図であり、図６に示し
たものと同一のものには同一の符号が付されており、図
９はマスクＭとワークＷの非接触時の状態を示し、図１
０はマスクＭとワークＷの接触時の状態を示している。

【００１８】マスクＭとワークＷの非接触時には図９に
示すように、ワークＷ／ワークステージ１２は圧縮コイ
ルバネ２９により上方に押し上げられ、ワークＷ／ワー
クステージ１２の調整可能変位量はｄである。このとき
次の（１）式が成り立つ。Ｗ0 ＋α0 ＝ｎｋ (Ｌ1 −Ｌ
0) (1)ここで、ワークＷの荷重をα0 、ワークステー
ジ１２の荷重をＷ0 、圧縮コイルバネ２９の自然長をＬ
1 、ワークＷ／ワークステージ１２の荷重により圧縮コ
イルバネ２９が縮んだときの長さをＬ0 、圧縮コイルバ
ネ２９の本数をｎ、圧縮コイルバネ２９のバネ定数をｋ
とする。

【００１９】次に、マスクＭとワークＷを接触させ、セ
ンサ３３がオンするまでベース１４を上昇させたとする
と、マスクＭとワークＷの接触力Ｆｏは次の（２）式で
表される。なお、ΔＬ0 はマスクＭとワークＷの接触時
の圧縮コイルバネ２９の変位量である。 ここで、上記接触力Ｆo は通常０．６〜３ｋｇｆに設定
される。また、バネ定数ｋが大きいと、各バネ３０のバ
ラツキ又はセンサ３３の設定位置によってワークＷとマ
スクＭの接触面に圧力にバラツキが生じ、解像力にムラ
がでることがある。このため、バネ定数ｋは７０〜１３
０ｇ／ｍｍ程度の小さい値に設定するのが望ましい。

【００２０】このため、ワークＷ／ワークステージ１２
の荷重が大きくなると、次のような問題が生ずる。 （１）ワークＷとマスクＭの非接触時における圧縮コイ
ルバネ２９の変位量が大きくなり、調整可能変位量ｄが
小さくなる。さらにワークＷ／ワークステージ１２の荷
重が大きくなると、調整可能変位量ｄが零になり、間隙
を設定することが不可能となる。 （２）上記調整可能変位量ｄを確保することができたと
しても、調整可能変位量ｄが小さくなるに伴いΔＬ0 も
小さくなるので、接触力Ｆo が小さくなり、Ｆo（＝ｎ
ｋΔＬ0 ）＜０．６ｋｇｆとなってしまう。 （３）調整可能変位量ｄをある程度確保するため、バネ
定数ｋを大きくすると、前記したようにワークＷとマス
クＭの接触面に圧力にバラツキが生じるとともに、変位
量ΔＬ0 が僅かに変化しても接触力Ｆｏが大きく変化す
ることになり、接触力Ｆｏを制御することが困難にな
る。さらに、バネ定数ｋを大きくすると、吸着ブロック
３１に設けられた真空吸着機構の吸着力より圧縮コイル
バネ２９のバネ力の方が大きくなりシャフト２６を保持
することが不可能になる。

【００２１】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、重量の大きなワーク／
ワークステージにも適用可能なマスクとワークの間隙設
定装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明においては、次の
ようにして上記課題を解決する。本発明の請求項１の発
明は、ワークステージとベース間の、間隙設定機構に取
り囲まれる位置に荷重調整ステージを配置し、上記荷重
調整ステージにより、ワークとワークステージの荷重と
逆方向に、予め定められた一定の力を常にワークステー
ジに対して作用させるように構成したものである。

【００２３】上記構成とすることにより、ワーク、ワー
クステージが大型化し荷重が増大しても、前記した調整
可能変位量ｄを十分とることができ、また、接触力Ｆｏ
を十分に確保することができる。さらに、前記した圧縮
コイルバネのバネ定数ｋを小さくできるので、ワークＷ
とマスクＭの接触面に圧力にバラツキが生じることがな
く、接触力Ｆｏを容易に制御することができる。またさ
らに、上記バネ定数ｋを小さくすることができるので、
間隙設定機構の保持手段の保持する力が上記圧縮コイル
バネのバネ力より大きくなり、上記保持手段により間隙
設定機構の変位を保持することが可能となる。

【００２４】本発明の請求項２の発明は、荷重調整ステ
ージを、内部に気体が供給／排気されることにより垂直
方向にのみ伸縮可能な気体室と、前記気体室内から気体
を排気する排気手段と、前記気体室内に充填する気体供
給手段と、前記気体室内の圧力を一定に制御する制御部
とから構成し、上記気体室内の圧力を一定に保持して、
一定の力を前記ワークステージに対して作用させるよう
にしたものである。上記構成とすることにより、比較的
簡単な機構で一定の力をワークステージに対して作用さ
せることができる。

【００２５】本発明の請求項３の発明は、ワークステー
ジの荷重調整ステージ取り付け面側に、凹部もしくはＶ
字溝を形成した受け部材を設け、上記受け部材により、
上記荷重調整ステージのワークステージ面に対する平行
方向の移動を制限し、かつ、上記荷重調整ステージをワ
ークステージに対して傾き可能に係合させるようにした
ものである。

【００２６】上記構成とすることにより、気体室の伸長
時、気体室が蛇行しても、気体室のワークステージ面に
対する水平方向の移動が制限され、上記蛇行によりワー
クステージが間隙設定機構からはずれしまうことはな
い。

【００２７】本発明の請求項４の発明は、気体室への空
気の供給／排気速度を調整する気体移動速度調整機構を
設けたものである。上記構成とすることにより、制御部
の起動時、あるいは、荷重調整ステージへ加わる荷重が
変化したとき等の過渡時にワークステージがＺ方向に移
動しマスクとワークが衝突したり、ワークの位置がずれ
るといった問題を回避することができる。

【００２８】

【発明の実施形態】図１は本発明の実施例を示す図であ
る。同図において、図６に示したものと同一のものには
同一の符号が付されており、１１はマスクステージ、Ｍ
はマスク、１２はワークステージ、Ｗはワークであり、
マスクステージ１１、ワークステージ１２には管路１１
ａ，１２ａが設けられ、該管路１１ａ，１２ａを介して
供給される真空圧によりマスクＭ、ワークＷが吸着固定
される。

【００２９】１３は前記した間隙設定機構、１４はベー
スであり、ベース１４はベース移動部１４ａにより、Ｘ
ＹＺθ方向に移動可能に構成されている。また、１５は
荷重調整ステージとして機能するベローズから形成され
るエアサスペンション、１５ａはワークステージ１２の
下面に設けられたボール受け、１５ｂはエアサスペンシ
ョン１５の上面に設けられた凹部に嵌入するボールであ
り、エアサスペンション１５の内部にはエア供給口１５
ｃよりエアが供給され、エアの圧力によりエアサスペン
ション１５がワークＷとワークステージ１２の荷重の一
部を支持する。

【００３０】エア供給口１５ｃに接続されたエア供給管
１５ｄはデジタル圧力表示計１６を介して精密減圧弁１
７が接続されている。精密減圧弁１７はエアサスペンシ
ョン１５の内部圧力を一定に制御するために設けられた
ものであり、エアサスペンション１５の内部圧力が上昇
したときリリーフバルブ１７ｂを介してエアを大気に放
出し、エアサスペンション１５の内部圧力が下降したと
きエア供給用バルブ１７ａを介してエアをエアサスペン
ション１５内に導入する。これにより、エアサスペンシ
ョン１５の内部圧力は設定値に保持される。この設定値
は、調整可能変位量ｄを適正量確保できるように、ワー
クＷとワークステージ１２の合計の荷重に応じて設定さ
れるものである。また、エアサスペンション１５の内部
圧力はデジタル圧力表示計１６に表示される。

【００３１】上記のようにエアサスペンション１５の内
部圧力が一定に制御されるので、エアサスペンション１
５はワークステージ１２の変位量にかかわらず常に一定
の力をワークステージ１２に及ぼす（弾性体のように変
位量に応じて力が変化しない）。

【００３２】図２は上記エアサスペンション１５による
ワークステージ１２の支持構造とその動作を示す図であ
る。同図（ａ）に示すように、ワークステージ１２の下
面にはボール受け１５ａが設けられ、また、エアサスペ
ンション１５の上面にはＶ字溝１５ｅが設けらている。
そして、ボール１５ｂが上記Ｖ字溝１５ｅとボール受け
１５ａに形成された凹部に嵌合している。

【００３３】エアサスペンション１５のベローズは構造
的に上昇するとき蛇行するが、上記のような支持構造と
することにより、図２（ｂ）に示すようにエアサスペン
ション１５が蛇行しても、エアサスペンション１５のワ
ークステージ面に対する水平方向の移動が制限され、上
記蛇行によりワークステージ１２が間隙設定機構１３か
らはずれしまうことはない。

【００３４】図３は上記のようにボール受け１５ａを設
けない場合のエアサスペンション１５の上昇時の動作を
示す図であり、同図（ａ）に示すようにワークステージ
１２の下面が平らであると、エアサスペンション１５の
伸長時、同図（ｂ）に示すようにワークステージ１２の
バランスが崩れボール１５ｂがどんどん横滑りする。間
隙設定機構１３とワークステージ１２間には引っ張りバ
ネ２３が設けられているが、エアサスペンシュン１５の
上昇力は大きいので、上記のようにボール１５ｂが横滑
りすると、引っ張りバネ２３の引っ張り力を越え、最後
には図３（ｂ）に示すようにワークステージ１２が間隙
設定機構１３からはずれてしまう。

【００３５】これに対し、図２に示すようにワークステ
ージ１２の下面にボール受け１５ａを設けることによ
り、ボール１５ｂの横滑りを防止することができ、図３
のようにワークステージ１２が間隙設定機構１３からは
ずれることがない。なお、図２ではワークステージ１２
の下面に凹部が平面状に形成されたボール受け１５ａを
設ける例を示してが、ボール受け１５ａの凹部をＶ字溝
としても同様な効果を得ることができる。また、ボール
１５ｂにかえ、エアサスペンション１５に突起部を設け
てもよい。

【００３６】次に図４によりワークＷとワークステージ
１２の荷重が大きい場合の本実施例におけるエアサスペ
ンション１５によるワークステージの支持動作について
説明する。図４において、荷重調整ステージ１８は図１
に示したエアサスペンション１５およびその内部圧力を
一定に制御する精密減圧弁１７に相当し、エアサスペン
ション１５の内部圧力を精密減圧弁１７により一定に制
御することにより、ワークステージ１２の変位量にかか
わらず荷重調整ステージ１８は常に上向きに一定の力Ｐ
を発生する。そして、この力Ｐにより、ワークＷ（荷重
α1 ）とワークステージ１２（荷重Ｗ1 ）の荷重α1 ＋
Ｗ1 の一部を相殺する。

【００３７】すなわち、マスクＭとワークＷの接触時に
は次の（３）の関係が成り立つ。 Ｗ1 ＋α1 −Ｐ＝ｎｋ（Ｌ1 −Ｌ2 ） (3) ここで、圧縮コイルバネ２９の自然長をＬ1 、ワークＷ
／ワークステージ１２の荷重により圧縮コイルバネ２９
が縮んだときの長さをＬ2 、圧縮コイルバネ２９の本数
をｎ、圧縮コイルバネ２９のバネ定数をｋとする。

【００３８】次に、マスクＭとワークＷを接触させ、セ
ンサ３３がオンするまでベース１４を上昇させたとする
と、マスクＭとワークＷの接触力Ｆ1 は次の（４）式で
表される。なお、ΔＬ2 はマスクＭとワークＷの接触時
の圧縮コイルバネ２９の変位量である。 すなわち、荷重調整ステージ１８を設け、常に上向きに
一定の力Ｐを発生させることにより、バネ定数ｋを大き
くすることなく調整可能変位量ｄを確保することができ
るとともに、ΔＬ2 を適切な値に設定でき、接触力Ｆ1
を０．６≦Ｆ1≦３．０ｋｇｆの範囲内にすることがで
きる。また、バネ定数が大きくならないので、変位量Δ
Ｌ2 が僅かに変化しても接触力Ｆ1 が大きく変化するこ
とがない。さらに、吸着ブロック３１に設けられた真空
吸着機構の吸着力より圧縮コイルバネ２９のバネ力の方
が大きくなりシャフト２６を保持することが不可能にな
ることもない。

【００３９】図５は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、本実施例は、第１の実施例において、精密減圧弁の
エア導入口側もしくは制御出力側にスピードコントロー
ラを設ける実施例を示している。通常、精密減圧弁にエ
アを導入して起動する際、減圧弁が正常動作に入る前に
減圧弁は全開し、その制御出力側の圧力は大きく変動す
る。

【００４０】また、エアサスペンション１５に加わる力
が変動しその内部圧力が急激に変わる過渡時にも精密減
圧弁の圧力は大きく変動することがある。本実施例は上
記のような急激な圧力変動により、ワークステージ１２
がＺ方向に移動し、ワークとマスクがぶつかったりある
いはワーク位置がズレるのを防止するものである。図５
において、図１に示したものと同一のものには同一の符
号が付されており、同図ではマスクステージ、ワークス
テージ等の記載が一部省略されている。

【００４１】同図において、１７ｃ，１７ｄはスピード
コントローラであり、スピードコントローラ１７ｃ，１
７ｄは同図に示すように、絞りと逆止弁を並列に接続し
た構造を備え、エアが同図の矢印方向に流れる場合に
は、エアの流速を制限し、エアが矢印と反対方向に流れ
る場合には、エアの流速を制限しない。同図に示すよう
にスピードコントローラ１７ｃを精密減圧弁１７へのエ
ア供給側に同図に示す方向に設けた場合には、精密減圧
弁１７へのエア供給速度を制限することができる。

【００４２】このため、精密減圧弁１７の起動時、精密
減圧弁が全開しても、エアがエアサスペンション１５側
に急激に流入し、エアサスペンションが急激にワークス
テージ１２を押し上げるのを防止することができる。ま
た、スピードコントローラ１７ｄを精密減圧弁１７の制
御出力側に同図に示す方向に設けた場合には、過渡時
に、エアサスペンション１５から急激にエアが排出され
エアサスペンション１５が急激に下降することを防止す
ることができる。

【００４３】なお、上記スピードコントローラは、図５
に示すように精密減圧弁１７のエア供給側および制御出
力側の両方に設けてもよいし、また、いずれか一方に設
けることもできる。以上のように本実施例においては、
スピードコントローラを精密減圧弁１７のエア供給側お
よび／または制御出力側に設けたので、過渡時にワーク
ステージ１２がＺ方向に移動しマスクとワークが衝突し
たり、ワークの位置がずれるといった問題を回避するこ
とができる。

【００４４】なお上記実施例においては、荷重調整ステ
ージとしてエアサスペンションを用いる場合について説
明したが、荷重調整ステージは上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、液圧機構を用いたりあるいは電
気的な機構を用いることもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 （１）ワークステージとベース間に荷重調整ステージを
配置し、荷重調整ステージにより、ワークとワークステ
ージの荷重と逆方向に、予め定められた一定の力を常に
ワークステージに対して作用させるように構成したの
で、ワーク、ワークステージが大型化し荷重が増大して
も、調整可能変位量を十分とることができ、また、マス
クとワークの接触力を十分に確保することができる。さ
らに、前記した圧縮コイルバネのバネ定数ｋを小さくで
きるので、ワークとマスクの接触面に圧力にバラツキが
生じることがなく、上記接触力を容易に制御することが
できる。またさらに、上記バネ定数ｋを小さくすること
ができるので、間隙設定手段に設けられた保持手段の保
持する力が上記圧縮コイルバネのバネ力より大きくな
り、上記保持手段により、間隙設定機構の変位を保持す
ることが可能となる。

【００４６】（２）荷重調整ステージを、内部に気体が
供給／排気されることにより垂直方向にのみ伸縮可能な
気体室と、前記気体室内から気体を排気する排気手段
と、前記気体室内に充填する気体供給手段と、前記気体
室内の圧力を一定に制御する制御部とから構成すること
により、比較的簡単な機構で一定の力をワークステージ
に対して作用させることができる。 （３）ワークステージの荷重調整ステージ取り付け面側
に、凹部もしくはＶ字溝を形成した受け部材を設け、上
記受け部材により、上記荷重調整ステージのワークステ
ージ面に対する平行方向の移動を制限し、かつ、上記荷
重調整ステージをワークステージに対して傾き可能に係
合させるようにすることにより、気体室の伸長時、気体
室の蛇行によりワークステージが間隙設定機構からはず
れてしまうことはない。 （４）気体室への空気の供給／排気速度を調整する気体
移動速度調整機構を設けることにより、制御部の起動
時、あるいは、荷重調整ステージへ加わる荷重が変化し
たとき等の過渡時にワークステージがＺ方向に移動しマ
スクとワークが衝突したり、ワークの位置がずれるとい
った問題を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】ワークステージの支持構造とその動作を示す図
である。

【図３】図２に示すボール受けを設けない場合の動作を
示す図である。

【図４】図１に示した実施例の動作を説明する図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図６】従来のプロキシミティ露光装置の構成の一例を
示す図である。

【図７】マスクステージへの間隙設定機構の取付態様の
一例を示す図である。

【図８】間隙設定機構の構造の一例を示す分解斜視図で
ある。

【図９】荷重と間隙設定機構の変位量の関係を説明する
図である。

【図１０】荷重と間隙設定機構の変位量の関係を説明す
る図である。

【符号の説明】

１１ マスクステージ １２ ワークステージ １１ａ，１２ａ 管路 １３ 間隙設定機構 １４ ベース １４ａ ベース移動部 １５ エアサスペンション １５ａ ボール受け １５ｂ ボール １５ｃ エア供給口 １５ｄ エア供給管 １５ｅ Ｖ字溝 １６ デジタル圧力表示計 １７ 精密減圧弁 １７ａ エア供給用バルブ １７ｂ リリーフバルブ １７ｃ，１７ｄ スピードコントローラ １８ 荷重調整ステージ ２１ Ｖ字受け ２２ ボール ２５ ボール受け ２４ 凹部 ２３ 引っ張りバネ ２６ シャフト ２７ スプライン ２８ ケーシング ２９ 圧縮コイルバネ ３０ 板バネ ３１ 吸着ブロック ３２ 凸部 ３３ センサ Ｍ マスク Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 7/20 - 7/24 G03F 9/00 - 9/02 H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクと、該マスクを保持するマスクス
   テージと、 ワークと、該ワークを上記マスクに対向させて保持する
   ワークステージと、 ベースと、該ベースを少なくとも垂直方向に移動させる
   ベース移動部と、 上記ワークステージと上記ベースとを接続する少なくと
   も３つの間隙設定機構とを備え、 上記間隙設定機構は、該間隙設定機構が所望量だけ変位
   したことを検出する検出手段と、そのときの変位状態を
   保持する保持手段とを含み、前記ベース移動部をマスク
   とワークが接触する方向に移動させたとき、ワークとマ
   スクが接触し実質的にそれ以上に当該相対的移動ができ
   なくなった時点から、前記ベース移動部からの駆動力を
   吸収して変位しはじめ、各間隙設定機構に設けられた全
   ての上記検出手段が出力を発生したとき上記保持手段に
   よりその時の変位量を保持する機能を備えており、 上記マスクとワークを接触させた後、各間隙設定機構の
   変位量を保持させたままマスクとワークを離間させるこ
   とにより、マスクとワークの間隙を一定に設定するマス
   クとワークの間隙設定機構において、 ワークステージとベース間の、前記間隙設定機構に取り
   囲まれる位置に荷重調整ステージを配置し、 上記荷重調整ステージが前記ワークと前記ワークステー
   ジの荷重と逆方向に、常に予め定められた一定の力を前
   記ワークステージに対して作用させることを特徴とする
   マスクとワークの間隙設定装置。
2. 【請求項２】 荷重調整ステージを、内部に気体が供給
   ／排気されることにより垂直方向にのみ伸縮可能な気体
   室と、前記気体室内から気体を排気する排気手段と、前
   記気体室内に充填する気体供給手段と、前記気体室内の
   圧力を一定に制御する制御部とから構成し、 上記気体室内の圧力を一定に保持して、一定の力を前記
   ワークステージに対して作用させることを特徴とする請
   求項１のマスクとワークの間隙設定装置。
3. 【請求項３】 ワークステージの荷重調整ステージ取り
   付け面側に、凹部もしくはＶ字溝を形成した受け部材を
   設け、 上記受け部材により、上記荷重調整ステージのワークス
   テージ面に対する平行方向の移動を制限し、かつ、上記
   荷重調整ステージをワークステージに対して傾き可能に
   係合させることを特徴とする請求項２のマスクとワーク
   の間隙設定装置。
4. 【請求項４】 気体室への空気の供給／排気速度を調整
   する気体移動速度調整機構を設けたことを特徴とする請
   求項３のマスクとワークの間隙設定装置。