JP5166681B2

JP5166681B2 - ステップ式近接露光装置

Info

Publication number: JP5166681B2
Application number: JP2005215566A
Authority: JP
Inventors: 重成加藤
Original assignee: NSK Technology Co Ltd
Current assignee: NSK Technology Co Ltd
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: JP2007033751A

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイ等に使用される基板上にマスクのパターンを近接（プロキシミティ）露光転写するのに好適なステップ式近接露光装置に関する。

近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）を近接露光装置の基板ステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のすき間を例えば数１０μｍ〜数１００μｍにし、次いで、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより該基板上に該マスクに描かれたパターンを露光転写するようにしたものである。

近接露光には、マスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式があるが、このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合にマスクが大型化し、マスクの撓みによるパターン精度への影響やコスト面等で問題が生じる。
このような事情から、従来においては、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合には、基板より小さいマスクを用い、基板ステージをマスクに対して、基準方向（所定の水平面内で直交するＸ軸及びＹ軸）の例えばＹ軸方向に相対的にステップ移動させて各ステップ毎にマスクを基板に近接して対向配置した状態でパターン露光光を照射し、これにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写する、所謂ステップ式近接露光装置が開発されている（例えば、特許文献１）。

ここで、ステップ露光を行なうためには、最初の位置での露光の際に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に対してマスクの姿勢が所定の姿勢（例えば、基板上に形成する矩形パターンの２辺がＸ軸またはＹ軸方向と平行になるようにする。）となるようにしている。以下、本発明中ではこれを「マスクの初期位置合わせ」と称する。これは、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルタ用基板でのブラックマトリックスのパターン露光のように、何もパターンが形成されていない基板上に露光する場合には必要なことであり、また、以降の、三原色のパターン露光を行なう場合には失敗なくステップ露光を行なう上で有効なことである。

また、本出願人らは、特願２００４−２４２４８８号において、ステップ露光の工程におけるマスク保持枠に対するマスクの位置ずれの発生に着目し、例えばブラックマトリックスのパターン露光において、その量を検出し、加味してアライメントを行なうことを提案している。
具体的には、マスクの初期位置合わせのためのアライメントカメラ及び基準マークをマスクフレーム上に配置した。これにより、最初の位置でのマスクの姿勢を適正にすることができるとともに、ステップ露光の工程中においても常にマスク保持枠に対するマスクの位置ずれ量を監視できる。このため、例えばブラックマトリックスのパターン露光において、検出されたこのずれ量をアライメント量の補正値として盛り込むことができるので、高精度な位置合わせが可能となる。
特開２００２−３６５８１０号公報

ところで、上記のようなステップ式近接露光装置において、通常、マスクステージは動かす必要はないが、メンテナンスの作業性を考慮すると、マスクステージを上下させる上下移動機構を設け、メンテナンス時には、上下移動機構の動作によりマスクステージを上方に移動させ、メンテナンスが終了すると、マスクステージが基板ステージに対向するように、上下移動機構の動作によりマスクステージを下方に移動するということが考えられる。しかし、この際、上下移動機構の精度に起因して、メンテナンス前と比較してマスクステージの姿勢が変化する場合がある。

例えば、ＲＧＢカラーフィルタ基板を製造するため、基板上にブラックマトリックスのパターン、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のパターンを露光転写する場合には、一層目のブラックマトリックスの露光パターンの転写精度が、ＲＧＢカラーフィルタの品質を大きく左右する。
しかし、上述したようなメンテナンスを行なった後、ＲＧＢカラーフィルタ基板を製造するために一層目のブラックマトリックスの露光工程を再開する場合には、マスクステージとともに基準マークの位置が変化してしまい、それによってマスクＭの位置合わせが正しく行えなくなる場合がある。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、メンテナンス時にマスクステージを上下移動可能としてメンテナンスの作業性を向上するとともに、上下移動したマスクステージの姿勢が変化する場合でも、マスクの正確な位置合わせを可能とし、露光精度を高めることができるステップ式近接露光方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る請求項１記載のステップ式近接露光装置は、被露光材としての基板を保持する基板ステージと、露光すべきパターンを有するマスクと、該マスクを保持するマスク保持枠の向きを調整自在に支持するマスクステージと、前記基板上の複数の所定位置に前記マスクのパターンを対向させるように前記基板ステージを前記マスク保持枠に対して相対的にステップ移動させるステージ送り機構と、前記基板と前記マスクとを微小すき間を介した状態で各ステップ毎に該マスクのパターンを前記基板に露光転写すべくパターン露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段とを備えたステップ式近接露光装置において、上下移動機構の上下移動動作により前記マスクステージのメンテナンスを行った際の前記基板ステージと前記マスクステージとの位置ずれに対処して前記マスクステージに対する前記マスクの位置決めを行なうため、
前記メンテナンスの後に、マスク姿勢変化検出手段が前記マスクステージの姿勢変化量を検出し、マスク姿勢調整手段が、前記マスク姿勢変化検出手段で検出した前記姿勢変化量を加味して前記マスク保持枠の３軸方向の位置を調整することで前記マスクの位置を調整し、前記マスク姿勢変化検出手段は、前記マスクに設けた基準マークと、前記基板ステージに設けた基準マークと、前記マスク保持枠に固定されている撮像手段に固定した基準マークプレートに設けた基準マークとの位置関係を、前記マスクの上方から落射照明を用いて前記撮像手段で監視することにより、前記マスクステージの姿勢変化量を検出する。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のステップ式近接露光装置において、前記マスク姿勢調整手段は、前記マスクの初期位置合わせやステップ露光時の位置合わせの際に、前記マスクに設けた基準マークと前記撮像手段の基準マークプレートに設けた基準マークとの中心位置が、前記基板ステージに設けた基準マークの中心位置に対して位置ずれている場合には、前記メンテナンスの後に、その位置ずれ量を算出してメモリーに記憶・更新するとともに、前記メンテナンスの後には、前記メモリーに記憶された前記位置ずれ量の分だけ、前記撮像手段の基準マークプレートに設けた基準マークとマスクに設けた基準マークとの位置ずれ量が生じるように前記マスクの位置を調整する。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のステップ式近接露光装置において、前記マスクの初期位置合わせ時に、前記基板ステージに設けた基準マークと、前記マスクに設けた基準マークの位置合わせを行う。
さらに、請求項４記載の発明は、請求項２記載のステップ式近接露光装置において、前記ステージ送り機構のステップ移動により発生する前記基板ステージに設けた基準マークの位置ずれ量を、基準マークプレートに設けた基準マークの位置を基準として算出する。

本発明のステップ式近接露光装置によると、マスク姿勢変化検出手段が、マスクステージを上下移動機構により上下移動させたメンテナンス後の基板ステージに対するマスクの姿勢変化量を検出し、マスク姿勢調整手段が、前記マスク姿勢変化手段の姿勢変化量を加味して前記マスクの姿勢を前記ステージ送り機構による送り方向を基準に調整するようにしているので、メンテナンスの作業性を向上させるとともに、メンテナンス時にマスクステージの姿勢が変化しても、近接露光を再開後のマスクの位置合わせの精度を高めることができる。

以下、本発明に係るステップ式近接露光装置について図面を参照して説明する。
図１は、１実施形態としてのステップ式近接露光装置を示す一部を破断した図であり、露光すべきパターンが描かれている小型サイズのマスクＭをマスクステージ１で保持すると共に、大型サイズの基板Ｗを基板ステージ２で保持し、この状態で基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクＭと基板Ｗとを近接して対向配置した状態で、照射手段３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することにより、マスクＭの複数のパターンを基板Ｗ上に露光転写するようにした装置である。

マスクステージ１は、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム２４と、該マスクフレーム２４の中央部開口にすき間を介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスク保持枠２５とを備えており、マスクフレーム２４は装置ベース４から突設された上下移動機構５０によって基板ステージ２の上方の定位置に保持されている。

図１の符号４で示す装置ベース上には、基板ステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるためのＸ軸ステージ送り機構５が設置され、Ｘ軸ステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａ上には基板ステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるためのＹ軸ステージ送り機構６が設置され、該Ｙ軸ステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａ上に基板ステージ２が設置されている。この基板ステージ２の上面には基板Ｗがワークチャック等で真空吸引された状態で保持されるようになっている。

Ｙ軸ステージ送り機構６と基板ステージ２の間には、基板ステージ２の単純な上下動作を行う上下粗動装置７と、基板ステージ２を上下に微動させてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整する上下微動装置８が設置されている。
上下微動装置８は、Ｙ軸送り台６ａのＹ軸方向の一端側（図１の左端側）に１台、他端側に２台合計３台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置８は、ギャップセンサ３１によってマスクＭと基板Ｗとのすき間を計測しつつ平行度を良好に、すき間の目標値まで基板ステージ２の高さを微調整する。

ギャップセンサ３１は、後述する真空吸着板２６のＸ軸方向に沿う二辺の内側上方に、例えば合計３箇所配置されており、これらの３個のギャップセンサ３１による測定結果に基づき、図２に示す制御装置６０で演算処理を行うことでマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度のずれ量を検出することができ、この検出ずれ量に応じて上述した上下微動装置８が制御されてマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度が確保されるようになっている。

また、符号３０で示すアライメントカメラは、例えばＣＣＤカメラ等を使用するもので、所定の画像処理を行なえるマスクＭに設けた基準マーク（図３で示す黒の四角形状の基準マークＫＭ１）と、基板ステージ２に設けられた基準マーク（図４で示す白抜きの四角形状の基準マークＫＭ２）とを撮像可能な装置であり、真空吸着板２６のＸ軸方向に沿う二辺の各内側上方でＸ軸方向の略中央部にそれぞれ一カ所ずつ合計２カ所配置されている。

図６は、後で詳細について説明するマスク姿勢変化検出手段の構成を示すもので、基板ステージ２がマスクＭの初期位置合わせを行なう際の位置にある状態を示している。基板ステージ２の基準マークＫＭ２は、この状態においてアライメントカメラ３０により観測可能な位置に設けられている。なお、図６は、基準マークＫＭ１，ＫＭ３が合焦状態にある場合を示している。

各アライメントカメラ３０は、図６に示すように、フランジ２６のＸ軸方向に沿う一辺の内側上方でＸ軸方向の両端部にそれぞれ一カ所ずつ合計２カ所配置されており、カメラ部３３、基準マークプレート３４、落射照明装置３５、ハーフミラー３６及び各種レンズ（対物、結合レンズ）３７，３８とを備えている。基準マークプレート３４には、図５に示すように、十字形状の基準マークＫＭ３が設けられている。

なお、最初の状態では、基準マークプレート３４の基準マークＫＭ３及び基板ステージ２の基準マークＫＭ２は正しい位置にあり、且つ、互いに平面ずれがない状態に設定されている。すなわち、初期状態においては、アライメントカメラ３０では基準マークＫＭ２と基準マークＫＭ３との中心同士が一致する（すなわち平面ずれがない）ように観測される。さらに、２つの基準マークＫＭ２の中心同士を結ぶ直線の方向、並びに２つの基準マークＫＭ３の中心同士を結ぶ直線の方向は、Ｘ軸方向と一致するように設定されている。したがって、この状態で、ワークステージが最初の位置にあるときに基準マークＫＭ２またはＫＭ３を基準にしてマスクＭの位置合わせを行なえば、初期位置におけるマスクの姿勢を正しく設定できる。

これらのアライメントカメラ３０の画像情報に基づき、図２に示す制御装置６０で演算処理を行うことでマスクＭの基準マークＫＭ１と、基準マークＫＭ２または基準マークＫＭ３との平面ずれ量を検出することができ、この検出平面ずれ量に応じて後述するマスク位置調整手段が、マスク保持枠２５をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ軸方向（Ｚ軸まわり（ＸＹ平面内）の揺動）に移動させてマスク保持枠２５に保持されたマスクＭの向きを調整するようになっている。

図１で示す符号１８及び１９は、レーザ干渉測長器を構成するレーザ干渉計及びバーミラーである。バーミラー１９は、レーザ干渉計１８と対向する面がＸ軸に平行となるように設けられ、レーザ干渉計１８から出射されたレーザ光はバーミラー１９で反射され、再度レーザ干渉計１８に戻る。これにより、バーミラー１９のＹ軸方向位置が検出される。図示は省略するが、同様のレーザ干渉計１８がＸ軸方向に離間してもう一組バーミラー１９に対向するように設けられている。さらに、図示は省略するが、基板ステージ２のＸ軸方向位置を検出するためのレーザ干渉測長器（固定部に設けられるレーザ干渉計１台及びＹ軸方向に平行に設けられるとともに、ステップ送り時に基板ステージ２とともに移動可能に設けられたバーミラーよりなる）が設けられている。計３台のレーザ干渉計により検出される信号に基づき、基板ステージ２のステップ送り誤差（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の位置決め誤差及びヨーイング誤差（Ｚ軸回りの揺動））が求められる。

マスク位置調整手段は、図２に示すように、マスクフレーム２４とマスク保持枠２５のＹ軸方向に沿う辺同士に連結したＸ軸方向駆動装置１０と、マスクフレーム２４とマスク保持枠２５のＸ軸方向に沿う辺同士に連結した２台のＹ軸方向駆動装置１２（図１に１台のみ図示）とを備えており、これらＸ軸方向駆動装置１０及び２台のＹ軸方向駆動装置１２によりマスク保持枠２５のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ軸方向（Ｚ軸まわりの揺動）の調整が行われる。

マスク保持枠２５の中央部開口の下面には、内方に張り出すフランジ２６が開口の全周に沿って設けられている。このフランジ２６の下面に露光すべきパターンが描かれているマスクＭが真空式吸着装置２９（図６参照）等を介して着脱自在に保持されるようになっている。
ここで、アライメントカメラ３０、マスクＭに設けた基準マークＫＭ１及び基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ２、及び基準マークプレート３４の基準マークＫＭ３が本発明のマスク姿勢変化検出手段に相当し、制御装置６０、マスク位置調整手段を構成するＸ軸方向駆動装置１０及びＹ軸方向駆動装置１２が本発明のマスク姿勢調整手段に相当する。

次に、上記構成のステップ式近接露光装置を用い、ＲＧＢカラーフィルタ基板における一層目のパターン露光、すなわち、ブラックマトリックスのパターン露光を行なう手順を例に説明する。また、前述の通り、最初の状態では基準マークＫＭ２，ＫＭ３とも正しい位置にあるものとする。

基板Ｗ上に一層目のブラックマトリックスのパターンを露光するために、例えばＹ軸方向に一層目のステップ露光を行うには、先ず、マスクＭの基準マークＫＭ１及び基準マークプレート３４の基準マークＫＭ３とが合焦状態となるようにレンズ３８を調整し、基準マークプレート３４の基準マークＫＭ３と、マスク保持枠２５に保持されているマスクＭに設けた基準マークＫＭ１との位置を、落射照明装置４０を用いてアライメントカメラ３０で監視する。制御装置６０は、アライメントカメラ３０から得た基準マークＫＭ１，ＫＭ３の画像情報に基づき、基準マークＫＭ１及び基準マークＫＭ３のずれ量を算出する。そして、制御装置６０からマスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスク保持枠２５を所定方向に移動させることでマスクＭの向きを調整してステップ送りの方向であるＸ軸方向、Ｙ軸方向とマスクＭとの向きを整合させるマスクＭの初期位置を合わせを行う。

次に、基板ステージ２に基板Ｗを搭載して保持し、この状態で上下粗動装置７及び上下微動装置８により基板ステージ２を上昇させてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整し、基板ＷとマスクＭとを微小すき間を介した状態で照射手段３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することで、一層目のブラックマトリックスのパターンを基板Ｗに露光転写する。この露光工程において、基板Ｗ上にワークアライメントマークが露光され、二層目以降の露光工程におけるマスクと基板との位置合わせに用いられる。

次に、必要に応じ基板ステージ２を、上下微動機構８により所定量だけ上方に移動させることによりマスクＭとのすき間を拡大し、Ｘ軸ステージ送り機構５、または、Ｙ軸ステージ送り機構６によりステップ送りを行い、基板ステージ２の次の露光位置にマスクＭを対向させる。ここで、Ｙ軸方向測定用に２台、Ｘ軸方向測定用に１台設けられているレーザ干渉測長器により、基板ステージ２のステップ送り誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ軸方向（ヨーイング）の誤差）を検出する。

さらに、本実施形態では、アライメントカメラ３０により、常にマスクＭの基準マークＫＭ１と基準マークプレート３４の基準マークＫＭ３との位置を監視できるようにしている。最初の露光前に行なった上記のマスクＭの初期位置合わせの後、例えば基板ステージ２の上下動等の影響により、マスク保持枠２５に対してマスクＭの位置がわずかに動いてしまうことがある。このような、マスクＭの初期位置合わせ後に発生するマスク保持枠２５に対するマスクＭの位置ずれ量を、基準マークＫＭ１と基準マークＫＭ３とを利用して求めるようにしている。すなわち、アライメントカメラ３０により、上記の初期位置合わせ後に発生する基準マークＫＭ１と基準マークＫＭ３とのずれを検出し、これに基づいてマスク保持枠２５に対するマスクＭの位置ずれ量を求める。このずれ量を上記ステップ送り誤差に加算している。

このように、ステップ送り誤差に加えて、初期位置合わせ後に発生するマスク保持枠２５に対するマスクＭの位置ずれ量をも考慮してマスク位置調整手段によるマスクＭの位置調整を行なうことにより、より正確な位置にステップ露光を行なうことを可能にしている。
同様にして、必要な箇所へのステップ露光を繰り返すことにより、一枚の基板Ｗについてのブラクマトリックスのパターンの露光を終了する。

ここで、本実施形態のステップ式近接露光装置では、所定枚数の基板を製造した後、あるいは、何か問題が生じた場合に、メンテナンスのためにステップ式近接露光装置を停止し、上下移動機構５０の動作によりマスクステージ１を上方に移動させて基板ステージ２から離間させ、メンテナンス作業の容易化を図れるようにしている。そして、メンテナンスが終了した時点で、上下移動機構５０の動作によりマスクステージ１を下方に移動させていくと、上下移動機構５０の精度に起因して、メンテナンス前と比較してマスクステージ１の姿勢が変化する場合がある。

そこで、本実施形態では、メンテナンスが終了したときに、先ず、図６に示すように、アライメントカメラ３０のレンズ３７，３８等を微小移動させることで基準マークＫＭ３，ＫＭ２の焦点を合わせる。あるいは、適宜レンズを増設する等、光学系の工夫により基準マークＫＭ１，ＫＭ２及びＫＭ３が同時に合焦状態となるように構成してもよい。

そして、基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ２と、アライメントカメラ３０の基準マークプレート３４に設けた基準マークＫＭ３との位置関係を、落射照明装置４０を用いてアライメントカメラ３０で監視する。その際、図７に示すように、基準マークＫＭ１，ＫＭ３の中心位置が、基準マークＫＭ２の中心位置に対してずれている場合（マスクステージ１及びマスクＭの姿勢が変化している場合）には、制御装置６０は、画像情報に基づいて基準マークＫＭ３と基準マークＭ２とのずれ量を算出し、制御装置６０の図示しないメモリーに記憶する。そして、以後のマスクＭの位置調整時に、そのずれ量も考慮してマスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスク保持枠２５を所定方向に移動させることでマスクＭの向きを調整してステップ送りの方向であるＸ軸方向、Ｙ軸方向とマスクＭとの向きを整合させていく。

具体的には、マスクＭの初期位置合わせやステップ露光時の位置合わせの場合に、基準マークＫＭ３と基準マークＫＭ１とを用いてマスクＭの位置を調整する際に、制御装置６０のメモリーに記憶されたＫＭ２に対するＫＭ３のずれ量を考慮して位置合わせを行なう。すなわち、基準マークＫＭ３と基準マークＫＭ１との平面ずれがなくなるように調整するのではなく、メモリーに記憶されたＫＭ２に対するＫＭ３の平面ずれ量の分だけ、基準マークＫＭ３と基準マークＫＭ１との平面ずれが生じるようにマスクＭの位置を調整する。これにより、マスクステージ１の上下動により生じたアライメントカメラ３０の位置ずれの影響を取り除き、マスクＭを正しい位置に位置合わせするようにしている。図８には、マスクＭの初期位置合わせの際に、このようにしてマスクＭの位置合わせを行なった後の基準マークＫＭ１，ＫＭ２，ＫＭ３の位置関係（マスクステージ１の上下動により、基準基準マークＫＭ１，及びＫＭ３が図７に示すようにＫＭ２に対してずれていた場合）を示す。結果として、マスクＭの基準マークＫＭ１の中心と基板ステージ２の基準マークＫＭ２の中心とが一致した状態となる。

このように、メンテナンス作業の容易化を達成するとともに、上下移動機構５０の使用により、生じたアライメントカメラ３０の位置ずれの影響も解消し、正確なマスクＭの位置合わせが可能となる。
以降、次に上下移動機構５０を使用するまでは、マスクＭの位置合わせ時には前記メモリーに記憶された補正値を使用する。そして、次に上下移動機構５０を使用した際には、上記と同様にして基準マークＫＭ２に対するＫＭ３のずれ量を求め、これを新たな補正量として制御装置６０のメモリーに記憶（更新）する。

なお、マスクＭの初期位置合わせ時には、基準マークＫＭ２もアライメントカメラ３０の視野内にあるので、基準マークＫＭ２と基準マークＫＭ１とによりマスクＭの位置合わせを行なうようにしてもよい。
このように、本実施形態では、メンテナンスの後に、アライメントカメラ３０に設けた基準マークＫＭ３と基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ２との位置関係を落射照明装置４０を用いてアライメントカメラ３０で検出し、制御装置６０が、アライメントカメラ３０から得られる基準マークＫＭ３と基準マークＫＭ２とのずれ量を加味してマスクＭの向きを調整しているので、メンテナンス作業終了後、ＲＧＢカラーフィルタ基板の製造再開後の、一層目のブラックマトリックスの露光パターンの転写精度を高めることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、液晶カラーフィルタのブラックマトリックスのパターン露光を行なう場合を例に説明したが、これに限らない。
また、基準マークＫＭ２を基板ステージ２に設けたが、例えば、Ｙ軸送り台、Ｘ軸送り台、装置ベースのいずれかに設けるようにしてもよい。これらの場合、必要に応じ、基準マークＫＭ２がアライメントカメラ３０から観測可能とするために貫通孔を基板ステージ等に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、上下移動機構５０を使用した際に、基準マークＫＭ２に対する基準マークＫＭ３のずれ量を検出して上下移動機構５０の上下移動に伴う基準マークＫＭ３の位置ずれの影響を排除する場合について述べた。本発明はこれに限らず。これに加えて、ステップ送り等による基準マークＫＭ２の位置ずれの影響を、基準マークＫＭ３の位置を基準として求めるようにすることもできる。この場合は、例えば、ステップ露光終了後、基板ステージをマスクの初期位置合わせを行なう位置に戻した際に両基準マークＫＭ２，ＫＭ３をアライメントカメラ３０により検出し、ＫＭ３に対するＫＭ２のずれ量を求めて、その値も制御装置６０のメモリーに記憶し、上述した上下移動機構５０の上下移動に伴う基準マークＫＭ３の位置ずれの検出時に、この補正値も考慮するとうにすればよい。

例えば、上記実施の形態では、各ステージ送り機構の送り手段として、リニアガイドとボールねじを組合せたものを用いているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、送り手段として、リニアモータ等を用いてもよい。
また、上記実施の形態では、基板ステージ２をＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動可能な構成としたが、これに代えて、マスクステージ１を照射手段と共にＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動可能な構成としても良い。

本発明に係るステップ式近接露光装置を示す図である。本発明に係るマスク姿勢調整手段を示すブロック図である。本発明に係るマスクに設けた基準マークを示す図である。本発明に係る基板ステージに設けた基準マークを示す図である。本発明に係る撮像手段に設けた基準マークを示す図である。本発明に係るマスク姿勢変化検出手段の構成を示す図である。マスクステージを上下移動させたメインテナンス後に、マスクに設けた基準マークと基板ステージに設けた基準マークとがずれている状態の撮像手段の画像情報である。マスク姿勢調整手段の動作によりステップ送り方向とマスクとの向きを整合させることで、マスクに設けた基準マークと基板ステージに設けた基準マークと一致した状態の撮像手段の画像情報である。

符号の説明

１マスクステージ
２基板ステージ
３照射手段
５Ｘ軸ステージ送り機構
６Ｙ軸ステージ送り機構
２５マスク保持枠
３５落射照明装置
５０上下移動機構
ＫＭ１マスクに設けた基準マーク
ＫＭ２基板ステージに設けた基準マーク
Ｍマスク
Ｗ基板

Claims

被露光材としての基板を保持する基板ステージと、露光すべきパターンを有するマスクと、該マスクを保持するマスク保持枠の向きを調整自在に支持するマスクステージと、前記基板上の複数の所定位置に前記マスクのパターンを対向させるように前記基板ステージを前記マスク保持枠に対して相対的にステップ移動させるステージ送り機構と、前記基板と前記マスクとを微小すき間を介した状態で各ステップ毎に該マスクのパターンを前記基板に露光転写すべくパターン露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段とを備えたステップ式近接露光装置において、
上下移動機構の上下移動動作により前記マスクステージのメンテナンスを行った際の前記基板ステージと前記マスクステージとの位置ずれに対処して前記マスクステージに対する前記マスクの位置決めを行なうため、
前記メンテナンスの後に、マスク姿勢変化検出手段が前記マスクステージの姿勢変化量を検出し、マスク姿勢調整手段が、前記マスク姿勢変化検出手段で検出した前記姿勢変化量を加味して前記マスク保持枠の３軸方向の位置を調整することで前記マスクの位置を調整し、
前記マスク姿勢変化検出手段は、前記マスクに設けた基準マークと、前記基板ステージに設けた基準マークと、前記マスク保持枠に固定されている撮像手段に固定した基準マークプレートに設けた基準マークとの位置関係を、前記マスクの上方から落射照明を用いて前記撮像手段で監視することにより、前記マスクステージの姿勢変化量を検出することを特徴とするステップ式近接露光装置。
前記マスク姿勢調整手段は、前記マスクの初期位置合わせやステップ露光時の位置合わせの際に、前記マスクに設けた基準マークと前記撮像手段の基準マークプレートに設けた基準マークとの中心位置が、前記基板ステージに設けた基準マークの中心位置に対して位置ずれている場合には、前記メンテナンスの後に、その位置ずれ量を算出してメモリーに記憶・更新するとともに、
前記メンテナンスの後には、前記メモリーに記憶された前記位置ずれ量の分だけ、前記撮像手段の基準マークプレートに設けた基準マークと前記マスクに設けた基準マークとの位置ずれ量が生じるように前記マスクの位置を調整することを特徴とする請求項１記載のステップ式近接露光装置。
前記マスクの初期位置合わせ時に、前記基板ステージに設けた基準マークと、前記マスクに設けた基準マークの位置合わせを行うこと特徴とする請求項２記載のステップ式近接露光装置。
前記ステージ送り機構のステップ移動により発生する前記基板ステージに設けた基準マークの位置ずれ量を、基準マークプレートに設けた基準マークの位置を基準として算出することを特徴とする請求項２記載のステップ式近接露光装置。