JPH04110855A - たわみ補正機構付きマスク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、たわみ補正機構付きマスク支持装置に関す
る。

［従来の技術］ たとえは、縮小投影露光装置（ステッパー）では倍率補
正を行なうためレンズ同志の間隔を圧力制御している。

一方、プロキシミティー露光装置では、光来使用してい
るマスクが小さいために、マスクの自重によるたわみは
問題となるレベルではなかった。

［発明か解決しようとする課題］ ところが、たとえば液晶表示装置を構成する被露光部材
が大型化している。このためマスクが大きくなり、マス
クの自重によるたわみ量が露光性能に影響を及ぼすほど
になった場合に、何らかの補正を行わなければ従来と同
等の露光性能か得られない。つまり、プロキシミティー
露光では、マスクと被露光部材の間隔が小さいほと正確
なパターンが被露光部材に形成できる。しかしマスクが
たわむと、少なくともなわんた分マスクから被露光部材
を離して配置しなければならす、結果的に露光性能か下
がる。

プロキシミティー露光においては、マスクと露光部材と
の間隔をできるたけ小さくすることにより解像度の向上
につながり、また間隔をマスク全面に４つたり均一に保
つことにより線幅のムラのないパターンを形成すること
ができるので、重要である。

［発明の目的］ この発明は上述の課題を解決し、マスクのたわみを除去
して優れた解像度でムラのないパターンを形成できるた
わみ補正機構付きマスク支持装置を提供することを目的
とする。

［発明の要旨コ この発明は特許請求の範囲に記載されたたわみ補正機構
付きマスク支持装置を要旨としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図を参照する。

マスク４には露光パターンが形成されている。

被露光部材８はマスク４の下にしっかりと配置される。

マスク４と被露光部材８との間てじわゆるブロキジミテ
ィー露光をするようになっている。

空隙設定部材を構成するガラス板６とスペーサ７は、マ
スク４の露光対象部分の上方に密閉状態で所定の空隙９
をあけて配置される。

圧力調整部１０はマスク４の下面１１か平面となるよう
に、空隙９の圧力を調整する。

たとえは第１図では、検出部である電気マイクロメータ
２６は、マスク４の中央部の位置を検出する。圧力検出
部である差圧センサ２５は、大気と空隙９内の圧力の圧
力差を検出する。記憶部兼コントローラ３０は、露光前
に電気マイクロメータ２６の出力に従って圧力調整部１
０を動作して、マスク４を適正な位置に調整したときに
大気と空隙９内の圧力の圧力差を記憶する。露光時には
、大気と空隙９内の圧力か、記憶部兼コントローラ３０
にすてに記憶された圧力差になるように動作する。

第３図を参照する。

空隙設定部材１０４．１０７はマスク１゜４の露光対象
部分の下に密閉状態で所定の空隙１０９をあけて配置さ
れる。圧力調整部を構成する正圧源２００、負圧源２１
０、コントローラ２５０は、マスク１０４の上面か平面
となるように、空隙１０９の圧力差を調整する。

たとえは第３図においては、マスク１．０４がその中央
部にパターンか形成されていないものである場合に、そ
の中央部に向けて光を射出する射出部を構成する光源３
００、スリットＳ、レンズ３１０と、その中央部から反
射光を検出することにより、マスク１０４の位置を検出
する検出部であるリニアセンサ３３０と、を備える。正
圧源２００、負圧源２１０、コイトローラ２５０はリニ
アセンサ３３０の出力に従って制御される。

また、第１図と第３図の図示例とは異なり、次のような
構成を得ることもてきる。

第１図に示すようにマスク４の上にガラス板６とスペー
サ７がある場合に、圧力調整部１０、差圧センサ２５、
電気マイクロメータ２６、記憶部兼コントローラ３０の
代わりに、第３図に示す次の要素を適用してもよい。第
３図に示す射出部を構成する光源３００、スリットＳお
よびレンズ３１０、および検出部であるリニアセンサ３
３０を適用する。そして圧力調整部を構成する正圧源２
００、負圧源２１０、コントローラ２５０がリニアセン
サ３３０の出力に従って制御されるようにすることもで
きる。

さらに、第３図で示すようなマスク１０４の下に空隙設
定部材であるスペーサ１０７とガラス板１０６を設ける
場合においても、正圧１２００、負圧源２１０、コント
ローラ２５および光位置検出器３４０の代わりに、第１
図に示した次の要素を適用してもよい。つまり電気マイ
クロメータ２６によりマスク１０４の中央部の上面位置
を検出する。そして圧力検出部である差圧センサ２５は
、大気と空隙１０９との圧力差を検出する。記憶部兼コ
ントローラ３０は、露光前に電気マイクロメータ２６の
出力に従って圧力調整部１０を動作してマスク４を適正
な位置に調整しときに、大気と空隙１０９内の圧力との
圧力差を記憶する。露光時には大気と空隙１０９内の圧
力差か、記憶部兼コントローラ３０に記憶された圧力差
になるように動作する。

［作用］ 第１図においては、マスク４の中央部のたわみ量をでき
るだけなくし、マスク４と被露光部材８をより近すげる
ことができる。第３図においても、マスク１０４の中央
部のたわみ量をできるだけなくし、マスク１０４と被露
光部材８をより近ずけることができる。

［実施例］ 第１図はプロキシミティー露光用のたわみ補正機構付き
マスク支持装置の実施例１を示している。

支持ベース１は固定部２に固定されている。

支持ベース１の」二にはマスクホルダ３が保持されてい
る。マスクホルタ３の上にはマスク４か支持されている
。

マスク４のたわみを補正するために用いる空隙設定部材
５は、たわみ補正用のガラス板６とスペーサ７から成る
。これによりマスク４と、たわみ補正用ガラス板６およ
びスペサ７とは、密閉状態であり所定の空隙９か形成さ
れている。なお、これら３者をより良好に密閉するため
に好ましくは真空チエツク（図示せず）を用いる。

マスク４は必要なパターンか形成されたガラス板である
。スペーサ７もカラス製である。

マスク４の下には、たとえは大型液晶表示装置に用いる
被露光部材８が近接して配置されている。この被露光部
材８は取付基準板８ａの」−に配置されている。このた
め被露光部材８は反らない。

圧力調整部１０は、マスク４の下面１１、すなわち被露
光部材８に対面している面が平面になるようにするため
の装置である。圧力調整部１０は、次のようになってい
る。

コンプレッサ１２は、チューブ」４を介してレギュレー
タ１３に接続され、レギュレタ１３はチューブ１５とカ
ラス板６の加圧ホト１６を介して空隙９に通している。

コンプレッサ１２から正圧はレギュレータ１３て調整さ
れ、空隙９に与えることかできる。

デユープ１４はエンエクタ式の真空発生器１７にチュー
ブ１８を介して接続されている。

比例弁２０と真空発生器１７はチューブ２１を介して接
続されている。比例弁２０のチューブ２２は減圧（また
は負圧）ポート２３を介して空隙９に通じている。

差圧センサ２５は、大気と空隙９との圧力差を検出する
。差圧センサ２５のチューブ３２はガラス板６のボート
３３を介して空隙９に通じている。

電気マイクロメータ２６は、プローブ２６を用いてマス
ク４の下面１１．の特に中央に生じているたわみを検出
する。

記憶部を兼ねるコントローラ３０は、露光前にて電気マ
イクロメータ２６の出力をオペレータが見て、圧力調整
部１０を動作してマスクを適正な位置に調整したときに
大気と空隙９との圧力差を記憶する。このコントローラ
３０は、差圧センサ２５、レギュレータ１３および比例
弁２０およびコンプレッサ１２をもコントロールする。

また、コントローラ３５は比例弁２０、リギュレータ１
３、差圧センサ２５から成る。

［実施例１の動作］ 第１図と第２図を参照する。

（１）準備段階 まず取付基準板８ａをマスク４の下から退出しておく。

電気マイクロメータ２６をマスク４の下面１１の中央部
に配置して中央部のたわみ量を検出する。たわみ量をオ
ペレータがみて所定値より第１図に示す「＋」の場合に
は、コンプレッサ１２のレギュレータ１３を操作して正
圧を空隙９に与える。

そうでなくて、たわみ量か所定値より「−」の場合には
、真空発生器１７の比例弁２０を操作して負圧を空隙９
に与える。

マスク４のたわみ量か所定値になったところで、大気圧
と空隙９内の圧力との圧力差を差圧センサ２５て検知し
て記憶部兼コントローラ３０て記憶しておく。

そして電気マイクロメータ２６を除去し、マスク４の下
に取付基準板８ａの被露光部材８を配置する。

露光段階 露光作業は、露光りを照射することで行う。

この露光作業の際に、差圧センサ２５の検出する圧力差
が、記憶部兼コントローラ３０かすてに記憶している圧
力差より大きいときには、コンプレッサ１２のレギュレ
ータ１３を操作して正圧を空隙９に与える。一方、差圧
センサ２５か検出する圧力差か、すてに記憶している圧
力差より小さいときには、真空発生器１７の比例弁２０
を操作して負圧を空隙９に与える。そして露光を終了す
る。

たとえは、たてＸよこＸ厚みが５０８（ｍｍ）ｘ６１０
　（ｍｍ）　ｘ５　（ｍｍ）であるマスク４を使用した
ときには、マスク４の中央部では自重により計算上１０
数μｍのたわみを生しる。

このためマスク４と被露光部材８の間隔（プロキシミテ
ィキャップ）は、中央部と周辺部とては１０数μｍ異な
る。

被露光部材８に対して通常１０〜２０μｍ程度のパター
ニングを行う場合、プロキシミティギャップは約５０μ
ｍ以下か要求される。

もし周辺部を５０μｍに設定すると、中央部は約３０μ
ｍになってしまう。このためマスク４の中央部は被露光
部材８と接触の危険性か高まる。

本発明ではこの点に対し、中央部、周辺部のいずれにお
いても同し量のプロキシミティキャップが設定できるの
でパターニングの品質向上及び接触によるマスクの汚れ
なとの危険性が大幅に軽減できる。

なお、第１図におけるエジェクタ式の真空発生器１７は
、圧縮空気から負圧を発生させているだけであり、真空
ポンプに代えて差つかえない。また電気マイクロメータ
２６の検出値は記憶部兼コントローラ３ｏにフィードバ
ックしてもよい。マイクロメータは電気式のものに限ら
ない。

第５図を参照する。第５図では、マスク４がガラス板６
とスペーサ７に対して真空チャックにより固定されてい
る場合（チャックＯＮ）と固定されていない場合（チャ
ック０ＦＦ）において、マスク４のたわみ量と差圧（圧
力差）の関係を示している。

このグラフによれば、マスクのたわみ量と差圧は直線的
な関係になっている。従って差圧を設定することにより
、マスク４の下面１１の位置を所望するたわみ量に設定
することか可能である。なお、マスク４の厚みはたわみ
補正用ガラス板６の厚みより薄くすることで、マスク４
のみ変位する様応答性を高めている。　　［実施例２］ 第３図は実施例２を示している。

支持部１０１の上には、たわみ補正用のカラス板１０６
が載っている。ガラス板１．０６にはスペーサ１０７を
介してマスク１０４が載っている。ガラス板１０６とス
ペーサ１０７は空隙設定部材を構成するのである。これ
らマスク１０４、スペーサ１０７およびカラス板１０６
の間には空隙１０９か形成されている。

ガラス板１０６の正圧ポート１１６と負圧ボート１２３
にはチューブ］１５と１２２がそれぞれ挿入されている
。チューブ１１５には正圧源２００か、チューブ１２２
には負圧源２１０か接続されている。コントローラ２５
０は正圧源２００と負圧源２１０をコントロールする。

光位置検出器３．４０は、光源３００、スリブｌ−３，
レンズ３１０．３２０、リニアセンサ３３０を有するっ
光源３００がマスク１０４より下方に配置されている。

光源３００の光Ｉ）はスリットＳとレンズ３１０を通り
マスク１０４の中央の上面で反射し、かつ被露光部材８
の下面でそれぞれ反射して、反射光Ｐ１、Ｐ　２となり
レンズ３２０を通りリニアセンサ３３０に入射する。こ
の光位置検出器３４０の光Ｐ１は、マスク１０４のパタ
ーンが形成されていない中央部において反射される。

リニアセンサ３３０の信号はコントローラ２５０に入る
。なお被露光部材８はマスク１０４の−に方に近接して
配置される。反射光Ｐ１、Ｐ２のリニアセンサ３３０に
おける間隔から被露光部材８とマスク１０４の間隔ｄを
求めることができる。もともと、被露光部材８は取付基
準板８ａにたわみのないように取付けられている。この
ため、マスク１０４か「＋」または「−」方向にたわめ
は、たわみ量はこのリニアセンサ３３０て得られた間隔
ｄから判かる。

［実施例２の動作］ 第３図と第４図を参照する。露光りを下から照射する。

光位置検出器３４０（いわゆる光てこ）でマスク１０４
のたわみを検出する。

たわみ量か所定値より「＋」のときは、コントローラ２
５０が正圧源２００を操作して空隙１０９に正圧を与え
る。一方、たわみ量か所定値より「−」のときは、コン
トローラ２５０が負圧源２１０を操作して空隙１０９に
負圧を与える。そして露光を終了する。

ところでこの発明は上述の実施例に限定されない。

たとえば、第１図で示したようにガラス板６がマスク４
より上に設定される場合に、第３図の光位置検出器３４
０を適用してマスク４の中央部のたわみを検出すること
もてきる。

また、第３図に示したようにガラス板１０６がマスク１
０４より下に設定される場合に、第１図の電気マイクロ
メータ２６のプローブ２６ａを用いてマスク１０４の中
央部のたわみを検出してもよい。そして、第１図に示し
た大気と空隙との圧力差を検出する圧力検出部としての
差圧センサ２５と、露光前に電気マイクロメータ２５の
出力に従って圧力調整部１０を動作してマスク１０４を
適正な位置に調整したときに大気と空隙との圧力差を記
憶する記憶部兼コントローラ３０を備え、露光時には大
気と空隙内の圧力の差が記憶部兼コントローラ３０に記
憶された圧力差になるようにしてもよい。

なお、大型マスクの自重によるたわみが問題となるのは
、横においた場合であり、縦におけばこの問題は解消さ
れる。しかしこの場合、露光装置などの他の装置の構造
が複雑になる。ガラス製のマスクの厚みは５〜６　ｍｍ
が限界である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、マスクのたわみ
をできるだけおさえて、マスクと半導体ウェハのような
被露光部材との間隔をできるだけ小さくすることにより
、露光の解像度を上げることができる。しかも間隔をマ
スク全面にわたり均一に保つことにより、線幅のムラの
ないパターンを形成できる。したがってプロキシミティ
ー露光精度を格段に向」ニてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のたわみ補正機構付きマスフ支持装置
の実施例１を示す図、第２図は実施例１の動作図、第３
図は実施例２を示す図、第４図は実施例２の動作図、第
５図はマスクのたわみ量と差圧センサの読みにおける直
線性を示す図である。 ４・・・・・・マスク ６・・・・・・・ガラス板 ７・・・・・・・・・スペーサ ８・・・・・・・・被露光部材 ８ａ・・・・・・取付基準板 １０・・・・・・圧力調整部 」−２・・・・・・コンプレッサ １７・・・・・・真空発生器 ３０・・・・・・記憶部兼コントローラＬ・・・・・・
・・露光 ３４０・・・光位置検出器 Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、露光パターンが形成されているマスク （４）と、 マスク（４）の下方に配置される被露光部 材（８）と、を備え マスク（４）と被露光部材（８）との間で いわゆるプロキシミティー露光をする装置であり、 マスク（４）の露光対象部分の上方に密閉 状態で所定の空隙（９）をあけて配置される空隙設定部
   材（６、７）と、 マスク（４）の下面（１１）が平面となる ように、空隙（９）の圧力を調整する圧力調整部（１０
   ）と、 からなることを特徴とするたわみ補正機構 付きマスク支持装置。 ２、露光パターンが形成されているマスク （１０４）と、 マスク（１０４）の下方に配置される被露 光部材（８）と、を備え マスク（１０４）と被露光部材（８）との 間でいわゆるプロキシミティー露光をする装置であり、 マスク（１０４）の露光対象部分の下方に 密閉状態で所定の空隙（１０９）をあけて配置される空
   隙設定部材（１０６、１０７）と、マスク（１０４）の
   上面が平面となるよう に、空隙（１０９）の圧力を調整する圧力調整部（２０
   ０、２１０、２５０）と、 からなることを特徴とするたわみ補正機構 付きマスク支持装置。 ３、マスクがその中央部にパターンを形成 していないものである場合に、 その中央部に向けて光を射出する射出部 （３００、Ｓ、３１０）と、 その中央部からの反射光を検出することに より、マスク（８）の位置を検出する検出部（３３０）
   と、を備え、 圧力調整部（１０または２００、２１０、 ２５０）は、検出部（３３０）の出力に従って制御され
   るように構成されたことを特徴とする請求項１または２
   に記載のたわみ補正機構付きマスク支持装置。 ４、マスク（４または１０４）の位置を検 出する検出部（２６）と、 大気と空隙（９または１０９）との圧力差 を検出する圧力検出部（２５）と、 露光前に検出器（２６）の出力に従って圧 力調整部（１０または２００、２１０、２５０）を動作
   してマスク（４または１０４）を適正な位置に調整した
   ときに大気と空隙との圧力差を記憶する記憶部（３０）
   と、をさらに備え、 露光時には大気と空隙（９または１０９） の圧力差が記憶部（３０）に記憶された圧力差になるよ
   うに動作するように構成された請求項１または２に記載
   のたわみ補正機構付きマスク支持装置。