JPH07115055A - 基板露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスクを損傷すること無く、マスクに対して
基板の大きさを精度良く補正して基板上に回路パターン
を転写できるようにする基板露光装置を提供する。 【構成】 マスク１を水平姿勢で保持するマスクホルダ
ー２と、その下部で基板３を吸着保持する吸着ステージ
４と、吸着ステージ４の隣合う２辺を並列状に支持する
複数の伸縮ユニット６と、テーブル７に設けられ相対位
置調整を行うθステージ８ａ，Ｙステージ８ｂおよびＸ
ステージ８ｃと、マスク１と基板３とのアライメントマ
ークの相対位置を検出するマーク位置検出器１０と、こ
の位置ズレ量を算出することによって伸縮補正量を求め
る演算装置１１と、伸縮ユニット６を駆動して伸縮補正
量が零になるように基板３を伸縮させる制御装置１２と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置用のガラ
ス基板やフォトマスク用のガラス基板、半導体ウエハな
どの基板に対して回路パターンを転写するために、回路
パターンを形成したマスクに対向して基板を保持する基
板保持手段と、マスクを介在させて基板に露光用照明光
を照射する光源と、マスクと基板との相対位置を調整す
る相対位置調整手段とを備えた基板露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板露光装置では、そこに搬入
される基板自体がその前工程の熱処理等により歪みを生
じ、基板とマスクとの間での重ね合わせ露光をする際
に、その歪みのために基板とマスク間で誤差を生じるこ
ととなり、正確な重ね合わせができないという問題があ
った。そこで、このような誤差を補正するための基板露
光装置として、従来では次のような技術があった。

【０００３】例えば、特開平４−１９５０５３号公報に
は、露光用照明光の照射角をマスクに対して拡がるよう
に、あるいは狭めるように制御することにより、マスク
パターンを拡大あるいは縮小して基板に転写させ、基板
とマスクとの間の誤差を補正する露光装置が開示されて
いる。

【０００４】また、特開昭６３−２８５９３１号公報に
は、マスクと基板との誤差を検出して、この誤差に応じ
てマスクを伸縮させることにより補正を行う露光装置が
開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た露光用照明光の照射角を制御する装置では、補正する
倍率は同心円状にのみ制御が可能であり、実際の基板は
同心円状に伸縮するのではなく、その基板の結晶方位性
や、熱処理プロセスなどによって、均等な伸縮にはなら
ない。そのために高精度の補正ができないという欠点が
あった。

【０００６】また、マスクを伸縮させる装置では、マス
クの厚みが基板より３〜５倍もあり、マスクを変形させ
るには、かなり大きな伸縮ユニットが必要となる。ま
た、マスク自体を伸縮させるので、多数の基板に対する
原版となるマスクの回路パターンが損傷し、品質が低下
するといった欠点があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明の基板露光装置
は、マスクを損傷すること無く、マスクに対して基板の
大きさを精度良く補正して基板上に回路パターンを転写
できるようにすることを目的とし、また、請求項２に係
る発明の基板露光装置は、基板の損傷を抑制しながら基
板を伸縮できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の基
板露光装置は、上述のような目的を達成するために、回
路パターンを形成したマスクに対向して基板を保持する
基板保持手段と、マスクを介在させて基板に露光用照明
光を照射する光源と、マスクと基板との相対位置を調整
する相対位置調整手段とを備えた基板露光装置におい
て、基板をその面方向に伸縮させる伸縮手段と、マスク
と基板それぞれの位置合わせマークによって両者の相対
位置を検出する相対位置検出手段と、その相対位置検出
手段によって検出された相対位置に基づいて修正すべき
伸縮補正量を算出する演算手段と、その演算手段によっ
て算出された伸縮補正量が零になるように伸縮手段を作
動する補正制御手段とを備えて構成する。

【０００９】また、請求項２に係る発明の基板露光装置
は、上述のような目的を達成するために、請求項１に係
る発明の基板露光装置における基板保持手段が、基板を
真空吸着保持する吸着ステージを有し、かつ、伸縮手段
が吸着ステージを伸縮するように構成する。

【００１０】

【作用】請求項１に係る発明の基板露光装置の構成によ
れば、回路パターンを形成したマスクに対向して基板を
基板保持手段に保持し、相対位置検出手段によってマス
クと基板それぞれの位置合わせマークから両者の相対位
置を検出する。そして、相対位置に基づいてマスクと基
板との大きさにズレが有れば、検出された相対位置に基
づいて修正すべき伸縮補正量を演算手段によって算出
し、算出された伸縮補正量が零になるように伸縮手段を
補正制御手段で作動することによって、基板をその面方
向に伸縮し、マスクに対応した大きさに補正することが
できる。

【００１１】また、請求項２に係る発明の基板露光装置
の構成によれば、基板を真空吸着保持する吸着ステージ
を伸縮することによって、その吸着ステージに一体的に
保持された基板を伸縮することができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の実施例に係る基板露光装
置の模式的全体概略側面図、図２は一部切欠全体概略平
面図であり、回路パターンが形成されたマスク１を水平
姿勢で保持するマスクホルダー２の下方に、マスク１と
所定間隔を隔てて対向した状態でガラス基板３を真空吸
着保持する基板保持手段としての吸着ステージ４が設け
られている。

【００１３】吸着ステージ４の隣合う２辺が一対の第１
のブロック５ａ，５ａと並列状に設けられた伸縮手段と
しての複数の伸縮ユニット６とを介してテーブル７に支
持され、かつ、前記２辺それぞれに対向する吸着ステー
ジ４の他の２辺が第２のブロック５ｂ，５ｂを介してテ
ーブル７に支持されている。

【００１４】吸着ステージ４は、図２に示すように、ガ
ラス基板３の載置面である上面に格子状に吸着用溝４ａ
が形成され、吸着用溝４ａ内に形成された吸引孔を介し
て図示しない真空吸引源により吸引することによってガ
ラス基板３が真空吸着保持されるように構成されてい
る。

【００１５】テーブル７は、鉛直方向の軸芯Ｐ周りで回
転可能にθステージ８ａに設けられ、このθステージ８
ａが水平二次元方向の直交する一方に移動可能にＹステ
ージ８ｂに設けられ、そして、Ｙステージ８ｂが水平二
次元方向の直交する他方に移動可能にＸステージ８ｃに
設けられている。これらのθステージ８ａ，Ｙステージ
８ｂおよびＸステージ８ｃによって相対位置調整手段が
構成されている。

【００１６】マスク１の外周縁に近い上方箇所には、マ
スク１の外周全周にわたって所定間隔を隔てて検出光学
系９が設けられ、この検出光学系９に相対位置検出手段
としてのマーク位置検出器１０が付設され、マスク１に
形成された十字形状の第１の位置合わせマーク１ａとガ
ラス基板３に形成された四角形の第２の位置合わせマー
ク３ａそれぞれの位置を検出するように構成されてい
る。

【００１７】マーク位置検出器１０が演算手段としての
演算装置１１に接続されるとともに、その演算装置１１
に補正制御手段としての制御装置１２が接続され、制御
装置１２に伸縮ユニット６が接続されている。図示しな
いが、制御装置１２にはθステージ８ａ，Ｙステージ８
ｂおよびＸステージ８ｃそれぞれの駆動部も接続されて
いる。

【００１８】演算装置１１では、マーク位置検出器１０
によって検出されたマスク１とガラス基板３との位置ズ
レ量に基づいて伸縮補正量およびマスク１とガラス基板
３との相対位置の位置誤差を算出するようになってお
り、そして、制御装置１２では、演算装置１１で算出さ
れた伸縮補正量および位置誤差に基づき、伸縮ユニット
６を作動して伸縮補正量が零になるように調整するとと
もに、θステージ８ａ，Ｙステージ８ｂおよびＸステー
ジ８ｃそれぞれを作動して位置誤差が零になるように位
置合わせするようになっている。

【００１９】マスク１の上方には、補正後のガラス基板
３に照明光を照射する露光照明系１３が設けられてい
る。図中、太実線は電気信号路を示す。

【００２０】伸縮ユニット６，６それぞれは、図３の一
部切欠拡大側面図に示すように構成されている。すなわ
ち、テーブル７の端部に支持部材２０を介して固定され
た正逆転可能なモータ２１にカップリング２２を介して
ネジホルダー２３が連結され、このネジホルダー２３
が、支持部材２４内で回動自在に支持されている。

【００２１】ネジホルダー２３の他端に内周面がネジ加
工されたネジナット２５が一体に連結され、モータ２１
の回転により回転するように構成され、ネジナット２５
に螺合するネジ軸２６が支持部材２４にスライド可能に
支持されるとともに、支持部材２４に取付けられた回り
止め２７によって回転が規制され、直線移動のみ可能に
構成されている。そして、ネジ軸２６の先端がナット２
８とナットホルダー２９とを介して第一のブロック５ａ
に取付られ、吸着ステージ４と連結されている。

【００２２】次に、ガラス基板３の伸縮補正手順につい
て説明する。先ず、図２に示すように、検出光学系９お
よびマーク位置検出器１０によって、各端縁に形成され
た、マスク１の複数の第１の位置合わせマーク１ａ，１
ａそれぞれとガラス基板３の複数の第２の位置合わせマ
ーク３ａ，３ａそれぞれの相対位置を読み取り、この位
置ズレ量を演算装置１１で算出することによって伸縮補
正量及び位置誤差を求める。そして、この伸縮補正量に
基づいた動作信号を各伸縮ユニット６に、また位置誤差
に基づいた動作信号をθステージ８ａ，Ｙステージ８
ｂ，Ｘステージ８ｃそれぞれに制御装置１２によって出
力する。

【００２３】伸縮ユニット６では、動作信号に応答し
て、モータ２１を所定量回転し、例えばマスク１に対し
てガラス基板３が縮んでいる場合、ネジ軸２６をネジナ
ット２５の回転によりモータ２１側に直進動作させ、ナ
ットホルダー２９と第１のブロック５ａとを介して、吸
着ステージ４およびその上に吸着保持されたガラス基板
３を伸縮補正量が零になるように伸張する。マスク１に
対してガラス基板３が伸びている場合は、逆回転する。

【００２４】次に、θステージ８ａ，Ｙステージ８ｂ，
Ｘステージ８ｃによってマスク１とガラス基板３との位
置誤差が零になるようにＸ，Ｙ軸方向および、θ軸芯周
りに、テーブル７の位置を調整する。

【００２５】そして、マスク１とガラス基板３との位置
合わせを行った後、露光照明系１３からマスク１を通し
て照明光を照射し、ガラス基板３の露光処理を行う。

【００２６】このように、マスク１とガラス基板３とが
全面にわたって均等に重ね合わせができるので、一括露
光処理を精度良く行うことができる。なお、本発明はス
テッパーにも適応できる。

【００２７】上記実施例では、伸縮ユニット６をガラス
基板３の一辺に対して複数個並列設置することによっ
て、変形の分解能が増し、ガラス基板３の変形が非線型
の場合にも対応できるように構成されているが、本発明
としてはその個数に限定されるものでは無い。

【００２８】また、上記実施例では、吸着ステージ４を
伸縮することによってガラス基板３を伸縮しているが、
ガラス基板３の外周縁を把持してガラス基板３を直接的
に伸縮するように構成しても良い。また、吸着ステージ
４の裏面に格子状に切り溝を入れて伸縮させやすいよう
に構成しても良い。基板の伸縮量としては、例えば３０
０ｍｍ×３００ｍｍ角で、厚さ１．１ｍｍの液晶表示装
置用ガラス基板の場合で１０μｍ程度である。

【００２９】また、上記実施例では、ガラス基板３とマ
スク１とを水平姿勢で対向させているが、鉛直姿勢な
ど、その対向姿勢はどのような姿勢であっても良い。本
実施例では、マスク１の下方にガラス基板３と伸縮ユニ
ット６を配置しているので、マスクやガラス基板に塵埃
が付着するおそれも少ない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の基板露光装置によれば、熱処理後の歪み
等に起因するマスクと基板との大きさの変化を、基板を
伸縮することによって補正するから、露光照明系で補正
する場合に比べてマスクと基板とを精度良く位置合わせ
することができるようになった。また、マスクを伸縮さ
せないから、マスクの損傷を少なくでき、原版として長
期にわたって良好に使用でき、経済的にできる。

【００３１】また、請求項２に係る発明の基板露光装置
によれば、基板を真空吸着保持する吸着ステージを伸縮
して基板を伸縮するから、基板の端縁を保持して基板を
直接的に伸縮させる場合に比べて基板の破損を抑制でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板露光装置の模式的全
体概略側面図である。

【図２】基板露光装置の一部切欠全体概略平面図であ
る。

【図３】伸縮ユニットの一部切欠拡大側面図である。

【符号の説明】

１…マスク ３…ガラス基板 ４…吸着ステージ ６…伸縮ユニット １０…マーク位置検出器 １１…演算装置 １２…制御装置 １３…露光照明系

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路パターンを形成したマスクに対向し
   て基板を保持する基板保持手段と、前記マスクを介在さ
   せて前記基板に露光用照明光を照射する光源と、前記マ
   スクと前記基板との相対位置を調整する相対位置調整手
   段とを備えた基板露光装置において、 前記基板をその面方向に伸縮させる伸縮手段と、 前記マスクと前記基板それぞれの位置合わせマークによ
   って両者の相対位置を検出する相対位置検出手段と、 前記相対位置検出手段によって検出された相対位置に基
   づいて修正すべき伸縮補正量を算出する演算手段と、 前記演算手段によって算出された伸縮補正量が零になる
   ように前記伸縮手段を作動する補正制御手段と、 を備えたことを特徴とする基板露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板保持手段が、基板
   を真空吸着保持する吸着ステージを有し、かつ、伸縮手
   段が前記吸着ステージを伸縮するものである基板露光装
   置。