JP4390413B2 - マスクのたわみ補正機能を備えたマスク保持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程において露光対象基板であるガラス基板やカラーフィルタ等の面上にパターンを形成するプロキシミティ露光装置に係り、特に、露光対象基板面上に所定のパターンを形成するマスクのたわみ補正機能を備えたマスク保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)は、CRT(Cathode Ray Tube)に比べて薄型化、軽量化が可能であるため、CTV(Color Television)やOA機器等のディスプレイ装置として採用され、画面サイズも10型以上の大型化が図られ、より一層の高精細化及びカラー化が押し進められている。
【0003】
液晶ディスプレイは、フォトリソグラフィ技術によりガラス基板の表面に微細なパターンを描画して作られる。露光装置は、フォトマスクの微細パターンをガラス基板上に投影・転写するものである。露光装置としては、マスクパターンをレンズまたはミラーを用いてガラス基板上に投影するプロジェクション方式と、フォトマスクとガラス基板との間に微小なギャップを設けてマスクパターンをガラス基板上に転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式の露光装置は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能が劣るものの、照射光学系が非常にシンプルであり、スループットが高く、装置コストから見たコストパフォーマンスも優れており、生産性の高い量産用装置に適したものである。
【0004】
プロキシミティ方式の露光装置では、フォトマスクとガラス基板との間隔が微小ギャップ(セパレーションギャップ)となるようにガラス基板の位置決め制御いわゆるプロキシミティギャップ制御を行っているが、このプロキシミティギャップ制御の高速化が露光装置のスループットを向上する上で重要な課題となっている。
プロキシミティギャップ制御は、露光装置のアライメントステージユニットによって行われる。アライメントステージユニットは、フォトマスクの非パターン形成面の周縁部を吸着保持する枠形形状のマスクホルダと、該フォトマスクの下方でガラス基板の非露光面を吸着保持する露光チャックなどを含んで構成される。露光チャックは、例えば、3つのチルト駆動モータによってフォトマスクに接近する方向に駆動制御される。プロキシミティギャップ制御を行う場合、例えば、フォトマスクの上方に配置した4つのギャップ検出器によってガラス基板とフォトマスクとの間のギャップを検出し、この検出ギャップが4箇所とも数十μm程度のギャップとなるようにそれぞれのチルト駆動モータを駆動制御する。
近年、ガラス基板は、液晶ディスプレイなどの大型化に伴い益々大版化され、これに伴ってフォトマスクも大版化される傾向にある。大版のフォトマスクでは、その周縁部がマスクホルダにより吸着保持されるが、フォトマスク自体の自重によって重力方向に弧状にたわむ傾向がある。フォトマスクがたわむと、プロキシミティギャップ制御を行う際に、フォトマスクのパターン面とガラス基板の露光面とが物理的に干渉することがある。この場合、フォトマスクのパターン面に形成されているマスクパターンとガラス基板の露光面に塗布されているレジストとが接触して、レジストがマスクパターンに付着したり、マスクパターンが剥がれたりするので、ガラス基板にマスクパターンを鮮明に焼き付けることができなくなる。このような不具合を解消するため、従来より、フォトマスクのたわみをマスクホルダによって補正することが行われている。
【0005】
従来、大版のフォトマスクに生ずるたわみを補正するマスク保持装置として、フォトマスクを負圧を利用して重力方向とは反対方向へ浮上させることでたわみを補正する負圧浮上式のものが知られている。その一例を図2に示す。
図2の(a)は、従来のマスク保持装置Aの概略構成を示す断面図、(b)は、気密室S内のエアーSAがエアー吸引路1bにリークするリーク経路を示す説明図である。
図2(a)において、マスク保持装置Aは、フォトマスクMのサイズとほぼ同じサイズに形成された枠形形状のマスクホルダ1を備え、該マスクホルダ1の上面に光透過性の上蓋2が所望の気密材3を介して気密に取り付けられている。マスクホルダ1には、マスク吸着路1aと、エアー吸引路1bとが設けられる。マスク吸着路1aは、同図(b)で矢印にて示す内部のエアーVAが真空ポンプなどの真空源(図示せず)によって吸引されることにより、マスクホルダ1の下面に連続して設けられた吸引溝1a2でフォトマスクMの上面(フォトマスクMの非パターン面)の周縁部を吸着保持する。これによって、マスクホルダ1は、フォトマスクMの上方に気密室Sを形成する。
このように、マスクホルダ1の下面に吸着保持されたフォトマスクMは、同図(a)に一点鎖線にて示されるように、その自重によって重力方向に弧状にたわむ。このようなフォトマスクMのたわみを補正するため、エアー吸引路1bから気密室S内のエアーSAを吸引する。この場合、任意の圧力検出センサによって気密室S内の気圧と外気圧との差圧を検出し、この差圧に基づき気密室S内の気圧をフォトマスクMの自重と釣り合う圧力に制御するたわみ補正処理を行うことで、当該フォトマスクMの自重によるたわみを補正する。すなわち、気密室S内のエアーSAをエアー吸引路1bから吸引して、当該気密室S内の気圧をフォトマスクMの自重と釣り合う圧力(負圧)にする。これによって、フォトマスクMは、同図(a)で矢印にて示すように、重力方向とは反対方向に浮上して、自重によるたわみが補正される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来知られたマスク保持装置Aでは、マスクホルダ1のマスク吸着路1aでフォトマスクMの周縁部を吸着保持し、かつ、エアー吸引路1bで気密室S内のエアーSAを吸引している。このため、気密室S内のエアーSAが同図(b)で矢印にて示すようにフォトマスクMの上面とマスクホルダ1の下面との接合面からリークしてマスク吸着路1a内に入り込んだり、外部のエアーOAが同図(b)で矢印にて示すようにフォトマスクMの上面とマスクホルダ1の下面との接合面からマスク吸着路1a内に入り込んだりすることがある。気密室S内のエアーSAがリークした場合には、該気密室S内の気圧が変化するので、該気密室S内の負圧制御すなわち気密室S内の気圧をフォトマスクMの自重と釣り合う圧力に制御することができなくなるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、気密室内のエアーのリークによる圧力変化を防止して、該気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御できるようにしたマスク保持装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマスクホルダは、所定のパターンを有するマスクの周縁部を保持することで当該マスクの上方に気密室を形成するマスクホルダを備え、該マスクホルダには、該マスクの周縁部を吸引エアーによって吸着保持するマスク吸着路と、該マスク吸着路で吸着保持した該マスクの自重によるたわみを補正するように該気密室内のエアーを吸引するエアー吸引路とを備えるマスク保持装置において、前記マスクホルダは、前記マスク吸着路と前記気密室との間に、外部エアーを導入するエアー導入路を配置してなり、前記マスク吸着路は、前記吸引エアーによって前記マスクの上面の周縁部を吸着することで前記マスクホルダの下面と前記マスクの上面との接合面を気密に吸着した状態において、前記気密室及び前記エアー導入路との通気が遮断されるが、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記エアー導入路に通気することを特徴とするものである。これによれば、マスクホルダにおいて、マスク吸着路でマスクを吸着保持し、かつ、エアー吸引路で気密室内のエアーを吸引する場合に、エアー導入路によって外部エアーをマスク吸着路と気密室とに導入することができるので、気密室内のエアーがマスク吸着路にリークすることを防止できる。これによって、気密室内の気圧が変化することを防止でき、気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図1において、(a)は、本発明に係るマスク保持装置Bの概略構成を示し、マスクホルダ1によってフォトマスクMを吸着保持した状態を示す斜視図、(b)は、(a)に示されるマスク保持装置Bの内部構造を表した一部省略断面図、(c)は、エアー導入路1cによる気密室S及びエアー吸引路1b内への外部のエアーOAの導入経路を示す説明図である。
なお、本実施の形態では、図1に示すマスク保持装置Bと図2に示す従来のマスク保持装置Aとの構成上の差異を明確にするため、従来のマスク保持装置Aと共通する部材には同一の符号を付す。
図1(a)において、マスク保持装置Bは、保持対象となる大版のフォトマスクMのサイズとほぼ同じサイズに形成された枠形形状の金属製又は樹脂製のマスクホルダ1を備える。マスクホルダ1の上面には、例えば、ガラス板などのような光透過性の上蓋2が所望の気密材3を介して気密に取り付けられる。マスクホルダ1には、マスク吸着路1aと、エアー吸引路1bと、エアー導入路1cとが設けられる。
同図(b)に示されるように、マスク吸着路1aは、マスクホルダ1の下面に連続して設けられた吸着溝1a2と、該吸着溝1a2と連通するようにマスクホルダ1の外側面の任意の位置(図示例では、外側面の下端側の位置)に設けられたエアー吸入口1a1とからなる。エアー吸引路1bは、例えば、マスクホルダ1の外側面の上端側の位置において、マスクホルダ1の外側面と内側面との間を貫通するように設けられる。エアー吸引路1bは、マスクホルダ1の内側面にエアー流入口1b1を備え、マスクホルダ1の外側面にエアー吸入口1b2を備える。エアー導入路1cは、例えば、マスクホルダ1の外側面のほぼ中央の位置すなわちマスク吸着路1aとエアー吸引路1bとの間に設けられる。エアー導入路1cは、マスクホルダ1の外側面に設けられたエアー導入口1c1と、該エアー導入口1c1と連通するようにマスクホルダ1の下面に設けられたエアー導出口1c2とからなる。このエアー導入路1cは、同図(a)に示されるように、必要に応じて複数設けられる。図示例では、マスクホルダ1の4つの外側面のうち、少なくとも2つの外側面に設けてある。
マスク吸着路1aのエアー吸入口1a1とエアー吸引路1bのエアー吸入口1b2は、それぞれ、図示しないエアー吸引パイプを介して真空ポンプなどの真空源(図示せず)に接続される。
フォトマスクMは、図示しない搬送アームによってマスクホルダ1の下面にセットされる。このとき、同図(c)で矢印にて示すマスク吸着路1a内のエアーVAが真空源によって吸引される。これにより、マスク吸着路1aの吸着溝1a2が上記の吸引エアーVAによってフォトマスクMの上面(非パターン面)の周縁部を吸着保持する。フォトマスクMがマスクホルダ1の下面に吸着保持されることによって、マスクホルダ1は、該フォトマスクMの上方に気密室Sを形成する。マスクホルダ1の下面に吸着保持されたフォトマスクMは、同図(b)に一点鎖線にて示されるように、その自重によって重力方向に弧状にたわむ。このフォトマスクMのたわみを補正するため、同図(c)に示されるように、気密室S内のエアーSAをエアー吸引路1bのエアー流入口1b1を通じてエアー吸入口1b2から真空源によって吸引する。
【0009】
上述のように、マスクホルダ1のマスク吸着路1aでフォトマスクMを吸着保持し、かつ、エアー吸引路1bで気密室S内のエアーSAを吸引すると、マスク吸着路1aの吸引エアーVAの吸引圧と気密室S内のエアーSAの吸引圧とがエアー導入路1cのエアー導出口1c2に作用する。このため、エアー導入路1cは、エアー導入口1c1を通じて外部からエアー(図示例では、大気中のエアー)OAを導入する。エアー導入路1c内に導入されたエアーOAは、同図(c)で矢印にて示すように、エアー導入路1cのエアー導出口1c2からマスクホルダ1の下面とフォトマスクMの上面との接合面を介してマスク吸着路1aの吸着溝1a2に流入すると共に気密室S内に流入する。吸着溝1a2に流入したエアーOAは、マスク吸着路1aを通じて真空源により吸引される。一方、気密室S内に流入したエアーOAは、エアー吸引路1bを通じて真空源により吸引される。
このように、気密室Sでは、外部のエアーOAが流入することがあっても、当該気密室S内のエアーSAがマスク吸着路1aやエアー導入路1cにリークすることはない。これにより、気密室S内の気圧が変化することを防止でき、気密室S内のエアーSAをエアー吸引路1bから吸引して、当該気密室S内の気圧をフォトマスクMの自重と釣り合う圧力(負圧)にすることができる。これによって、フォトマスクMは、同図(b)で矢印にて示すように、重力方向とは反対方向に浮上して、自重によるたわみが補正されるので、同図(b)で実線にて示すような平坦な形態となる。なお、フォトマスクMのたわみ補正処理については、従来のマスク補正装置Aにおけるたわみ補正処理と同じであるので、その説明を省略する。
【0010】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るマスク保持装置によれば、マスクホルダにおいて、マスク吸着路でマスクを吸着保持し、かつ、エアー吸引路で気密室内のエアーを吸引する場合に、エアー導入路によって外部エアーをマスク吸着路と気密室とに導入することができるようにしたので、気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、本発明に係るマスク保持装置の概略構成を示し、マスクホルダによってフォトマスクを吸着保持した状態を示す斜視図、(b)は、(a)に示されるマスク保持装置の内部構造を表した一部省略断面図、(c)は、エアー導入路による気密室及びエアー吸引路内への外部のエアーの導入経路を示す説明図。
【図2】 (a)は、従来のマスク保持装置の概略構成を示す断面図、(b)は、気密室S内のエアーSAがエアー吸引路1bにリークするリーク経路を示す説明図。
【符号の説明】
1 マスクホルダ
1a マスク吸着路
1b エアー吸引路
1c エアー導入路
M フォトマスク
S 気密室
OA 外部のエアー
SA 気密室内のエアー
VA 吸引エアー
Claims (5)
- 所定のパターンを有するマスクの周縁部を保持することで当該マスクの上方に気密室を形成するマスクホルダを備え、該マスクホルダには、該マスクの周縁部を吸引エアーによって吸着保持するマスク吸着路と、該マスク吸着路で吸着保持した該マスクの自重によるたわみを補正するように該気密室内のエアーを吸引するエアー吸引路とを備えるマスク保持装置において、
前記マスクホルダは、前記マスク吸着路と前記気密室との間に、外部エアーを導入するエアー導入路を配置してなり、
前記マスク吸着路は、前記吸引エアーによって前記マスクの上面の周縁部を吸着することで前記マスクホルダの下面と前記マスクの上面との接合面を気密に吸着した状態において、前記気密室及び前記エアー導入路との通気が遮断されるが、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記エアー導入路に通気することを特徴とするマスク保持装置。 - 前記エアー導入路は、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記気密室に通気しうる請求項1に記載のマスク保持装置。
- 前記エアー導入路を少なくとも2つ以上備える請求項1又は2に記載のマスク保持装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載のマスク保持装置を備えた露光装置。
- 請求項4に記載の露光装置を使用してフラットパネルディスプレイプレイを製造する方法。
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