JPH05308043A - 露光装置におけるマスク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基本的に、一括露光方式を採用した露光装置で
あり、露光中にマスクの変形があっても、マスクと基板
とのアライメント精度を高く保持するマスクの支持装置
を提供する 【構成】基板５に対してマスク１を位置合わせして支持
するものであり、ステージ部６に真空吸着路２１を形成
し、このステージ部にマスク吸着体７を備え、このマス
ク吸着体は、弾性体層１５ａ，１５ｂを介して吸着パッ
ド１４を積層してなり、この吸着パッドを上記真空吸着
路に連通させてマスクを吸着保持するとともに弾性体層
のせん断方向変形の範囲内で、マスクを面方向に移動可
能に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に回路パターンを
露光する露光装置に係り、特に、露光光を透過させるマ
スクに対する支持装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶基板に対して回路パターン
を露光する露光装置は、基本的には、光源から発光され
る露光光を回路パターンが描かれたマスクに透過させ、
これを光学系を介して反射集光させ、基板に焦点を結ぶ
ことになる。

【０００３】特に、比較的大型の基板に対する露光を行
う露光装置には、いわゆる一括露光方式と、分割露光方
式がある。上記一括露光方式では、画面全体を一括で露
光するものであり、分割露光方式は、画面を小部分に分
割して順次露光し、小部分をつなぎ合わせて１つの画面
とするようになっている。

【０００４】一括露光方式では、近年の液晶画面の大型
化にともない、上記マスクも大型化する一方、ここに形
成される回路パターンは液晶画面の高精細化から、さら
に微細化の傾向にある。

【０００５】上記分割露光方式では、一画面の製作に、
部分回路パターンが描かれた複数枚のマスクを用意し、
これらマスクを交換しながらマスク毎に基板との位置合
わせを行う。

【０００６】このような操作を順次繰返しながら露光
し、画面をつなぎ合わせて最終的に一画面を得る。した
がって、製作時間が長くならざるを得ないとともにマス
クと基板との重ね合わせ精度が低下するなどの不具合が
生じ易い。そのため、一括露光方式の露光装置が多用さ
れる傾向にある。

【０００７】図５は、この種の露光装置の概略構成を示
す。１は回路パターンが描かれるマスクであって、光源
からの光をコンデンサレンズ（いずれも図示しない）を
介して透過させる。ここを透過した光は光学系を構成す
る、傾斜したミラー面２ａで反射され、凹面鏡３と凸面
鏡４および傾斜したミラー面２ｂを反射屈折されながら
ウエハ５に投影される。

【０００８】上記ウエハ５には、予め感光剤が塗布され
ていて、マスク１の回路パターン像が等倍でウエハ５表
面に露光され、この部分が感光して実際のパターン転写
がなされる。

【０００９】このように光学系として、レンズの代りに
ミラー２ａほかを使った反射光学系を構成した露光装置
は、波長によって光路が異ならず、すなわち色収差がな
いので、連続波長域あるいは多波長の光源が使え、レジ
スト内での光の干渉による定在波効果を減じることがで
きる。

【００１０】なお、上記凹面鏡３は、所定幅の同心円範
囲での領域でのみ、諸収差がほとんどゼロになることが
知られており、この部分しか高精度のパターン転写に利
用できない。

【００１１】１回の露光ではマスク１上での上記同心円
幅に対応する部分のパターンが、これと対応するウエハ
５上の円弧状の部分に転写される。そのため、ウエハ５
全面を露光するには、上記円弧幅がマスク１とウエハ５
の全面を横切るように、これらを同時に並進移動させる
ことが必要である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな一括露光方式にも問題がある。特にマスク１支持側
にあって、マスク１が大型化して、露光中に露光光が比
較的長い時間継続して照射される。

【００１３】そのため、マスク１に対する熱影響が大で
あり、これは熱膨張や熱収縮し易く、歪みが生じてパタ
ーン位置精度の低下要因となるる。また、マスク１の熱
変形によって移動するため、基板５に対する重ね合わせ
精度が劣化する。

【００１４】本発明は、このような事情によりなされた
ものであり、その目的とするところは、基本的に、一括
露光方式を採用した露光装置であり、露光中にマスクの
変形があっても、マスクと基板とのアライメント精度を
高く保持するマスク支持装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１の発明は、マスク上に描かれた回路パターンを感光
剤が塗布された基板上に光学系を用いて投影し、基板上
にパターン転写を行う露光装置であり、上記基板に対し
て上記マスクを位置合わせして支持するマスク支持装置
は、支持基板に真空吸着路を形成し、この支持基板にマ
スク吸着体を備え、このマスク吸着体は、弾性体を介し
て吸着パッドを積層してなり、この吸着パッドを上記真
空吸着路に連通させて上記マスクを吸着保持するととも
に弾性体のせん断方向変形の範囲内でマスクを面方向に
移動可能に保持することを特徴とする露光装置における
マスク支持装置である。

【００１６】第２の発明は、上記マスク吸着体は、その
一部に弾性体のせん断方向の移動を助成する転動体を備
えたことを特徴とする請求項１記載の露光装置における
マスク支持装置である。

【００１７】

【作用】いずれの発明においても、マスクに温度変化が
生じて熱膨張や熱収縮があっても、マスクを面方向に移
動自在に支持するところから、マスクの歪みが緩和さ
れ、パターン精度が劣化することがない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。露光装置自体は、先に図５で説明したものを
そのまま適用できるので、ここでは新たな説明は省略す
る。図１に示すように、１マスクを吸着保持するマスク
支持装置（マスクステージとも呼ばれる）Ｓが構成され
る。

【００１９】このマスク支持装置Ｓは、上記マスク１を
位置決めするための支持基板であるステージ部６およ
び、このステージ部６に取付けられマスク１を直接吸着
して保持するマスク吸着体７とから構成される。

【００２０】上記ステージ部６は、図中Ｘ，Ｙ，θ方向
に移動可能な移動体８およびベース９とからなる。上記
移動体８は、矩形状の中空部を有する矩形状をなし、同
一形状のベース９上に設置されている。その境界面は高
精度の平面に形成され、摩擦やガタ付きがなく、滑らか
に移動できるように、境界面表面に低摩擦の樹脂が塗布
されている。

【００２１】上記ベース９には、ここでは３か所に予圧
部１０…が設置されており、各予圧部１０は移動体８を
弾性的に押圧付勢するばねを有している。そのため、移
動体８はベース９に対して常に密着状態にあって、離間
することがない。

【００２２】同図におけるベース９の右側辺部にはピエ
ゾアクチュエータ１１ａが設けられ、この作動子は移動
体８側部に当接している。すなわちこのアクチュエータ
１１ａは、移動体８をＸ方向に駆動可能である。

【００２３】ベース９の下側辺部には、互いに離間し
て、一対のピエゾアクチュエータ１１ｂ、１１ｃが設け
られ、それぞれの作動子を移動体８側部に当接してい
る。これらアクチュエータ１１ｂ，１１ｃは、移動体８
をＹ方向およびθ方向に駆動可能である。

【００２４】上記マスク吸着体７は、移動体８の中空部
周縁に沿って狭小の間隙を存して配置される、複数の吸
着ブロック１２…から構成され、これらを矩形状に配置
して構成される。

【００２５】各吸着ブロック１２…を矩形状に配置した
ので、この角部に位置するものは鍵状（Ｌ字状）に形成
され、辺部に位置するものは直状に形成される。このよ
うな形状の相違があるが、基本的には同一構造をなす。

【００２６】図２ないし図４に示すように、各吸着ブロ
ック１２は、上記移動体８に接する剛体層１３ａと、表
面側であるマスク１を吸着する側の吸着パッド１４と、
これら剛体層１３ａと吸着パッド１４との間に、２枚の
弾性体層１５ａ，１５ｂと別の剛体層１３ｂとを交互に
積み重ねてなる。

【００２７】なお説明すれば、移動体８に接する剛体層
１３ａ上に、弾性体層１５ａ、剛体層１３ｂ、弾性体層
１５ｂおよび吸着パット１４が積層されて吸着ブロック
１２が構成される。

【００２８】上記それぞれの剛体層１３ａ，１３ｂは中
空部１６を有する金属材からなり、この中空部１６近傍
の表面側には、転動体としてのボール１７…が落下しな
い程度突出して設けられる。

【００２９】上記それぞれの弾性体層１５ａ，１５ｂ
は、上記剛体層１３ａ，１３ｂの中空部１６よりも面積
の大きい中空部１８を有する、たとえばゴム材からな
り、各剛体層１３ａ，１３ｂ表面に設けられる上記ボー
ル１７…の突出量と略同等の板厚に形成される。そし
て、ボール１７…は弾性体層１５ａ，１５ｂの中空部１
８のさらに内側に位置するように寸法設定されており、
ボール１７…と弾性体層１５ａ，１５ｂとの直接的な係
わり合いはない。

【００３０】上記吸着パット１４は金属材からなり、そ
の表面側に、長手方向に沿って負圧溝１９が設けられ
る。この負圧溝１９の中央部には、透孔２０が設けられ
ており、上記各弾性体層１５ａ，１５ｂの中空部１８と
剛体層１３ａ，１３ｂの中空部１６と連通する。

【００３１】一方、このような吸着ブロック１２を支持
する移動体８には、上記透孔２０と各中空部１８，１６
とに連通する真空吸着路２１が形成されていて、負圧溝
１９に対して負圧をかけられるようになっている。

【００３２】再び図１に示すように、吸着ブロック１２
外周側の移動体８所定部位には、マスク１の初期位置を
設定するための複数の位置決めピン２２…が設けられ
る。すなわち、マスク１をマスク吸着体７に吸着させる
際に、マスク１の端部をこれら位置決めピン２２…に押
し付けることにより、マスク１の初期位置が決まる。

【００３３】一方、マスク１の上下部には、＋字状の位
置合わせマーク２３…が設けられていて、このマーク２
３を露光円弧の上下端に位置に配置される顕微鏡２４，
２４で測定するようになっている。また、上記顕微鏡２
４，２４は、基板５上に形成される図示しない位置合わ
せマーク（たとえば、＃マーク）の位置ずれも測定する
ようになっている。

【００３４】しかして、はじめにマスク１をマスク吸着
体７に吸着させる際は、マスク１の端部を位置決めピン
２２…に押し付けて、マスク１の初期位置を決める。真
空吸着路２３は、各吸着ブロック１２…を介してマスク
１に負圧をかけて、ここに吸着させる。

【００３５】各顕微鏡２４，２４は、マスク１の位置合
わせマーク２３，２３と、基板５上の位置合わせマーク
の位置ずれを測定する。そして、互いの位置ずれがゼロ
となるように、ステージ部６に設けられる各ピエゾアク
チュエータ１１ａないし１１ｃを駆動し、移動体８を介
してマスク１をＸ，Ｙ，θ方向に位置合わせ（アライメ
ント）をなす。

【００３６】これら一連の操作を終了してから、基板５
に対する露光をなす。先に述べたように、露光光やその
他の環境変化で、マスク１に温度変化が生じ易い。マス
ク１は、熱膨張変形し、あるいは熱収縮変形する。

【００３７】しかしながら、マスク１は吸着ブロック１
２…に吸着保持されている。これら吸着ブロック１２
は、ここでは一対の弾性体層１５ａ，１５ｂを介在させ
た積層体であるので、弾性体層１５ａ，１５ｂのせん断
方向変形でマスク１を部分的に面方向に移動させ、この
歪みを緩和する。すなわち、パターン精度が劣化するこ
とがない。

【００３８】このときはまた、弾性体層１５ａ，１５ｂ
と同位置にある複数のボール１７…が転動して、剛性体
層１３ａ，１３ｂおよび吸着パット１４の移動を助成す
ることとなる。

【００３９】これら吸着ブロック１２…を支持する移動
体８は、予圧部１０…を介してベース９に弾性的に押圧
保持されているので、ベース９から離間する方向への移
動がない。

【００４０】上記顕微鏡２４，２４は、露光中において
もマスク１と基板５に描かれた位置合わせマーク２３を
測定する。そして、マスク１の熱変形による位置ずれを
確認したときは、直ちに上記ピエゾアクチュエータ１１
ａないし１１ｃに位置ずれ量検知の信号を送り、このフ
ィードバック信号にもとづいて正規の位置合わせがなさ
れる。したがって、マスク１は常に正規の位置にある。

【００４１】なお、上記実施例においては、マスク１の
吸着体７を同一構造を有する複数の吸着ブロック１２…
から構成したが、上記ブロック１２の数は限定されるも
のではなく、要はマスクの熱変形発生時の歪みを緩和す
るものであればよい。

【００４２】上記実施例においては、マスク１の歪みを
Ｘ，Ｙ，θ方向に緩和するように、図において左右両側
の吸着ブロック１２…がＹ方向の伸縮吸収用に、上下方
向に沿う両側の吸着ブロック１２…をＸ方向の伸縮吸収
用にそれぞれ配置したが、これに限定されるものではな
く、これはＸ方向のみ、もしくはＹ方向のみの歪みを緩
和するようにしてもよい。

【００４３】上記実施例においては、マスク１と基板５
の位置ずれを、マスク１に設けた位置合わせマーク２３
と、基板５に形成された位置合わせマークを顕微鏡２
４，２４で検出するようにしたが、これに限定されるも
のではなく、たとえば基準点に対するマスク１単独の位
置ずれ量を検出してピエゾアクチュエータ１１ａないし
１１ｃにフィードバックするようにしてもよい。この
他、本発明の要旨を越えない範囲内で種々変形実施可能
である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、基板に対してマスクを位置合わせして支持するマス
ク支持装置として、支持基板に真空吸着路を形成し、こ
の支持基板にマスク吸着体を備え、このマスク吸着体
は、弾性体を介して吸着パッドを積層してなり、この吸
着パッドを上記真空吸着路に連通させて上記マスクを吸
着保持するとともに弾性体のせん断方向変形の範囲内で
マスクを面方向に移動可能に保持した。また、第２の発
明によれば、上記マスク吸着体は、その一部に弾性体の
せん断方向の移動を助成する転動体を備えた。

【００４５】いずれの発明においても、基本的に、一括
露光方式を採用した露光装置であり、露光中にマスクの
変形があっても、マスクと基板とのアライメント精度を
高く保持する露光ムラを補正して、露光精度の向上化を
図れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、マスク支持装置の斜
視図。

【図２】同実施例の、マスク吸着体の縦断面図。

【図３】同実施例の、吸着ブロックの分解した斜視図。

【図４】同実施例の、マスク吸着体の側面図。

【図５】露光装置の概略の構成図。

【符号の説明】

１…マスク、５…基板、２１…真空吸着路、６…支持基
板（ステージ部）、１３ａ，１３ｂ…弾性体（層）、１
４…吸着パッド、７…マスク吸着体、１７…転動体（ボ
ール）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスク上に描かれた回路パターンを感光剤
   が塗布された基板上に光学系を用いて投影し、基板上に
   パターン転写を行う露光装置であり、上記基板に対して
   上記マスクを位置合わせして支持するマスク支持装置
   は、真空吸着路が形成される支持基板と、この支持基板
   に弾性体を介して積層され上記真空吸着路に連通する吸
   着パッドを備え上記マスクを吸着保持するとともに弾性
   体のせん断方向変形の範囲内でマスクを面方向に移動可
   能に保持するマスク吸着体とを具備したことを特徴とす
   る露光装置におけるマスク支持装置。
2. 【請求項２】上記マスク吸着体は、その一部に弾性体の
   せん断方向の移動を助成する転動体を備えたことを特徴
   とする請求項１記載の露光装置におけるマスク支持装
   置。