JPH10229116A - 基板ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、液晶表示装置などを製造する際のフ
ォトリソグラフィ工程で使用される露光装置に搭載され
た、ガラス基板などを真空吸着する基板ホルダに関し、
ガラス基板の浮き上がり量を低減させてガラス基板を吸
着することができる基板ホルダを提供することを目的と
する。 【解決手段】基板ホルダ１は、ガラス基板２を載置する
基板載置面上の複数の吸着溝３において、隣り合う吸着
溝３のうち配置間隔の相対的に長い一方の吸着溝側の壁
面の高さが、配置間隔の相対的に短い他方の吸着溝側の
壁面の高さより低く形成された吸着溝を有している。基
板ホルダ１の基板載置面上に形成された、位置合わせ用
の基準板４が基板載置面に対して上下動するための開口
部５に隣接する吸着溝３の開口部５側の壁面の高さが、
その吸着溝３の開口部５と反対側の壁面の高さより低く
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
を製造する際のフォトリソグラフィ工程で使用される露
光装置に搭載された、ガラス基板などを真空吸着する基
板ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置あるいは液晶表示装置の製造
工程におけるフォトリソグラフィ工程では、半導体層や
金属配線層に微細な回路パターンを形成するために投影
露光装置が用いられる。この投影露光装置は、回路パタ
ーンの描画されたレチクルやフォトマスク（以下、レチ
クルという）をレチクルステージ上に載置し、レジスト
が塗布された半導体ウェハやガラス基板（以下、感光基
板という）を真空吸着して保持する基板ホルダを搭載し
た基板ステージが、レチクルに対して相対的にＸ−Ｙ方
向の２次元的に移動することにより、感光基板上の所定
領域にレチクルの回路パターンを投影露光するものであ
る。

【０００３】近年、液晶表示装置用のガラス基板を初め
として感光基板の形状は、広い領域に渡って回路パター
ンを形成する必要から基板表面の大面積化、及び基板厚
の薄型化が進んできている。そして、このような大面積
で且つ厚さの薄い感光基板を真空吸着して保持する基板
ホルダは、基板ステージの移動に伴って基板に加えられ
る加速度に抗して基板を安定に保持する機能と共に、真
空吸着した基板の平面度が所定の許容範囲内に収まるよ
うに当該基板を保持する機能が要求されている。

【０００４】従来の基板ホルダの構造の概略とそれに吸
着されたガラス基板の平面度について図５乃至図７を用
いて説明する。図５は、従来の基板ホルダの上面図を示
している。また、図５において細線Ｃで囲んだ閉領域の
拡大図を図６に示す。さらに、図６におけるＤ−Ｄ切断
線で切断した断面図を図７に示す。基板ホルダ１１は、
Ｘ−Ｙ面内を移動できる基板ステージ（図示せず）上に
支持されており、基板ステージの移動と共に移動して、
基板ホルダ１１の上面に載置されたガラス基板１２の所
定の露光領域をレチクルの回路パターンの結像領域に一
致させることができるようになっている。

【０００５】基板ホルダ１１上面には、基板ホルダ１１
の上面側から見て所定の配置関係を保ち、両端が円弧形
状の細長いエッジ部を有する多数の吸着溝１３が形成さ
れている。これらの吸着溝１３には吸引孔１６が形成さ
れており、これら吸引孔１６はそれぞれ図示しない空圧
ユニットと連結されている。ガラス基板１２を載置した
基板ホルダ１１が基板ステージの移動に伴って移動する
際、基板ホルダ１１上のガラス基板１２が基板ホルダ１
１上面を滑ってずれてしまわないように、吸着溝１３の
吸引孔１６を介して空圧ユニットにより吸引することに
より、多数の吸着溝１３でガラス基板１２を真空吸着す
るようになっている。

【０００６】また、レチクルの回路パターンをガラス基
板１２上に露光する際には、予めレチクルとガラス基板
１２との位置合わせをする必要があり、そのためレチク
ル及びガラス基板１２には位置合わせ用のアライメント
マークがそれぞれ形成されている。これらアライメント
マークをレチクルアライメント光学系や基板アライメン
ト光学系（共に図示せず）により観察して位置合わせを
行うが、それに先だってレチクルアライメント光学系と
基板アライメント光学系の相対位置を正確に測定してお
く必要がある。そのため、基板ホルダ１１上面には、多
数の吸着溝１３に加えて、レチクルアライメント光学系
と基板アライメント光学系の相対位置を測定するための
基準マークが形成された基準板１４が上下動できるよう
に、開口部１５が設けられている。

【０００７】基準板１４は、ガラス基板１２が基板ホル
ダ１１に搬送されてくる前に、基板ホルダ１１に載置さ
れた際のガラス基板１２の表面の高さに、基準板１４上
面の基準マークが一致するまで基板ホルダ１１の開口部
１５内を上昇する。また基準板１４は、基準マークによ
る位置合わせが終了すると、ガラス基板１２が基板ホル
ダ１１に載置される前に開口部１５内を下降して、基準
板１４上面がガラス基板１２に接触しない位置まで待避
するようになっている。

【０００８】この基準板１４上面の寸法は数十ｍｍ角程
度あるので、基板ホルダ１１の開口部１５の上面から見
た寸法はそれよりさらに大きく、従って隣り合う吸着溝
１３の間隔においても、開口部１５を間に挟む吸着溝１
３間の間隔は、他の吸着溝１３間の間隔よりかなり大き
くなっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、このような基板
ホルダ１１上面にガラス基板１２が搬送されて載置さ
れ、多数の吸着溝１３により真空吸着された状態を図７
を用いて説明する。現状での液晶表示装置の製造に用い
られるガラス基板１２は、例えば５００ｍｍ×５００ｍ
ｍ程度の大きさで、０．７〜１．１ｍｍ程度の厚さを有
している。このようなガラス基板１２にはもともと反り
があり、ガラス基板１２を吸着することなく単に基板ホ
ルダ１１上に載置しても、平面度が良好とは言えず反り
を生じている。

【００１０】従って従来の基板ホルダ１１は、ガラス基
板１２を多数の吸着溝１３により吸着する際にガラス基
板１２の反りを矯正するため、基板ホルダ１１の上面が
極めて高い平面度になるように加工されている。そし
て、多数の吸着溝１３でガラス基板１２を真空吸着させ
ることによりガラス基板１２を基板ホルダ１１上面に倣
うようにして密着させ、その平面度を数μｍ以内に抑え
ようとしていた。

【００１１】ところがこのような基板ホルダ１１を用い
ても、ガラス基板１２は、現実には図７に示すように、
基板ホルダ１１上の多数の吸着溝１３間でたわみ（浮き
上がり）を生じている。特に、基板ホルダ１１の開口部
１５近辺でのガラス基板１２の浮き上がり量Ｅは、数十
μｍ程度の大きさになってしまっている。

【００１２】また、これら基板ホルダ１１上面に加工さ
れた吸着溝１３や、基準板１４を逃がすための開口部１
５は、装置構成の都合上その位置、形状が決められてし
まう場合が多く、容易に変更するわけにはいかないもの
である。

【００１３】このように、従来の基板ホルダ１１におい
て、ガラス基板１２を基板ホルダ１１上に吸着させる
と、吸着溝１３付近では、基板ホルダ１１上にガラス基
板１２が押さえつけられることによりガラス基板１２の
反りは小さくなるが、吸着できない開口部１５付近にお
いては、部分的に浮き上がってしまい吸着後のガラス基
板１２の反りが部分的に大きくなってしまうという問題
があった。

【００１４】本発明の目的は、ガラス基板の浮き上がり
量を低減させてガラス基板を吸着することができる基板
ホルダを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板を載置
する基板載置面を有し、基板を真空吸着するための複数
の吸着溝が基板載置面に形成された基板ホルダであっ
て、複数の吸着溝の配置関係に基づいて、所定の吸着溝
のエッジの少なくとも一部を前記載置面よりも低く形成
したことを特徴とする基板ホルダによって達成される。
ここで、基板載置面が、位置合わせ用の基準板が基板載
置面に対して上下動するための開口部を有していれば、
所定の吸着溝は、開口部側のエッジが載置面よりも低く
形成されているようにする。

【００１６】また、上記目的は、基板を載置する基板載
置面を有し、基板を真空吸着するための複数の吸着溝が
基板載置面に形成された基板ホルダであって、複数の吸
着溝は、隣り合う吸着溝のうち配置間隔の相対的に長い
一方の吸着溝側の壁面の高さが、配置間隔の相対的に短
い他方の吸着溝側の壁面の高さより低く形成された吸着
溝を有していることを特徴とする基板ホルダによって達
成される。ここで、基板載置面が、位置合わせ用の基準
板が基板載置面に対して上下動するための開口部を有し
ていれば、開口部に隣接する吸着溝の開口部側の壁面の
高さが、当該吸着溝の開口部と反対側の壁面の高さより
低く形成されているようにする。

【００１７】本発明によれば、吸着時のガラス基板の浮
き上がり量を予め所定のシミュレーションにより求め、
基板ホルダ上面の平面度を吸着溝の配置関係に基づいて
意図的に変化させるようにしているので、吸着時のガラ
ス基板の浮き上がり量を抑え、ガラス基板の吸着面上で
の反りを小さくさせることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による基板
ホルダを図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実
施の形態による基板ホルダを搭載した投影露光装置の全
体の構成の概略を示している。まず、図１を用いて投影
露光装置の構成の概略を説明する。集光レンズ２１を通
った照明光によってレチクル２２が照明され、レチクル
２２上の回路パターンは投影レンズ２３によって所定の
露光面に結像投影される。３次元的に移動可能な基板ス
テージ（図示せず）に支持された基板ホルダ１上に真空
吸着されたガラス基板２の表面は露光面と一致している
ため、レチクル２２上の回路パターンの像がガラス基板
２上に投影される。

【００１９】次に、本実施の形態による基板ホルダ１の
構造の概略とそれに吸着されたガラス基板の平面度につ
いて図２乃至図４を用いて説明する。図２は、本実施の
形態による基板ホルダ１の上面図を示している。また、
図２において細線Ｃで囲んだ閉領域の拡大図を図３に示
す。さらに、図３におけるＤ−Ｄ切断線で切断した断面
図を図４に示す。基板ホルダ１は、Ｘ−Ｙ面内を移動で
きる基板ステージ（図示せず）上に支持されており、基
板ステージの移動と共に移動して、基板ホルダ１の上面
（基板載置面）に載置されたガラス基板２の所定の露光
領域をレチクルの回路パターンの結像領域に一致させる
ことができるようになっている。

【００２０】基板ホルダ１上面には、基板ホルダ１の上
面側から見て所定の配置関係を保ち、両端が円弧形状の
細長いエッジ部を有する多数の吸着溝３が形成されてい
る。これらの吸着溝３には吸引孔６が形成されており、
これら吸引孔６はそれぞれ図示しない空圧ユニットと連
結されている。ガラス基板２を載置した基板ホルダ１が
基板ステージの移動に伴って移動する際、基板ホルダ１
上のガラス基板２が基板ホルダ１上面を滑ってずれてし
まわないように、吸着溝３の吸引孔６を介して空圧ユニ
ットにより吸引することにより、多数の吸着溝３でガラ
ス基板２を真空吸着するようになっている。

【００２１】また、レチクルの回路パターンをガラス基
板２上に露光する際には、予めレチクルとガラス基板２
との位置合わせをする必要があり、そのためレチクル及
びガラス基板２には位置合わせ用のアライメントマーク
がそれぞれ形成されている。これらアライメントマーク
をレチクルアライメント光学系や基板アライメント光学
系（共に図示せず）により観察して位置合わせを行う
が、それに先だってレチクルアライメント光学系と基板
アライメント光学系の相対位置を正確に測定しておく必
要がある。そのため、基板ホルダ１上面には、多数の吸
着溝３に加えて、レチクルアライメント光学系と基板ア
ライメント光学系の相対位置を測定するための基準マー
クが形成された基準板４が上下動できるように、開口部
５が設けられている。

【００２２】基準板４は、ガラス基板２が基板ホルダ１
に搬送されてくる前に、基板ホルダ１に載置された際の
ガラス基板２の表面の高さに、基準板４上面の基準マー
クが一致するまで基板ホルダ１の開口部５内を上昇す
る。また基準板４は、基準マークによる位置合わせが終
了すると、ガラス基板２が基板ホルダ１に載置される前
に開口部５内を下降して、基準板４上面がガラス基板２
に接触しない位置まで待避するようになっている。

【００２３】この基準板４上面の寸法は数十ｍｍ角程度
あるので、基板ホルダ１の開口部５の上面から見た寸法
はそれよりさらに大きく、従って隣り合う吸着溝３の間
隔においても、開口部５を間に挟む吸着溝３間の間隔
は、他の吸着溝３間の間隔よりかなり大きくなってい
る。

【００２４】そして、本実施の形態による基板ホルダ１
では、ガラス基板２を載置する基板載置面上の複数の吸
着溝３は、隣り合う吸着溝３のうち配置間隔の相対的に
長い一方の吸着溝側の壁面の高さが、配置間隔の相対的
に短い他方の吸着溝側の壁面の高さより低く形成された
吸着溝を有している点に特徴を有している。具体的に
は、図４に示すように、基板ホルダ１の基板載置面上に
形成された、位置合わせ用の基準板４が基板載置面に対
して上下動するための開口部５に隣接する吸着溝３の開
口部５側の壁面の高さが、その吸着溝３の開口部５と反
対側の壁面の高さより低く形成されていることを特徴と
している。

【００２５】本実施の形態による基板ホルダ１の基板載
置面をこのような非平面形状にした理由を次に説明す
る。既に説明した図７に戻り、従来の基板ホルダ１１に
おけるガラス基板１２の反りを観察すると、ガラス基板
２の反り量Ｅの大きさに最も影響を及ぼすのが、吸着溝
１３の開口部１５側のエッジとガラス基板２との接する
点におけるガラス基板２の傾斜角度であることが分か
る。

【００２６】そこで、本実施の形態による基板ホルダ１
では、図４に示すように吸着溝３の開口部５側の壁面の
高さを対向する側の壁面の高さよりもＢだけ低くしてい
る。こうすることにより、ガラス基板２の傾斜角は緩く
なりガラス基板２の浮き上がりを小さくすることができ
るので、ガラス基板２の反り量Ａは従来の反り量Ｅより
小さくなる。反り量Ａが最少となるＢは所定のシミュレ
ーションによって求めることができる。また、当該シミ
ュレーションは基板ホルダ１の全面に対して行うことが
好ましい。なお本実施の形態では、吸着溝３と開口部５
が装置都合上既に位置、形状が決まっているものとして
説明しているが、特に制約がない場合には、吸着溝３、
開口部５の位置、形状と、基板ホルダ１の上面の非平面
加工を合わせて考慮し、ガラス基板２の反り量Ａが最少
になるようにシミュレーションを行えばよい。

【００２７】本実施の形態においては、壁面の高さの差
は、段差１０として図２及び図３に示されている。段差
１０の上面からの概観は、開口部５に隣接する４つの吸
着溝３の開口部５側と対向する壁面を結んだほぼ８角形
状になっている。

【００２８】このように、本実施の形態による基板ホル
ダ１は、従来の基板ホルダ１１がガラス基板１２を多数
の吸着溝１３により吸着する際にガラス基板１２の反り
を矯正するため、基板ホルダ１１の上面全面が極めて高
い平面度になるように加工していたのに対して、逆に基
板載置面内で段差を意図的に形成した点を特徴的な構成
としている。そして、予めシミュレーションにより得ら
れた結果に基づいて基板ホルダ１の上面に上述のような
非平面加工を行うことにより吸着後のガラス基板２の反
り量を最少にすることができるようになる。

【００２９】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態において
は、ガラス基板を吸着する場合について本発明を適用し
たが、本発明はこれに限らず、例えば半導体基板を初め
として種々の基板を吸着する種々の基板ホルダに適用す
ることが可能である。

【００３０】また、上記実施の形態においては、基板ホ
ルダ１の基板載置面上に形成された、位置合わせ用の基
準板４が基板載置面に対して上下動するための開口部５
に対して、隣接する吸着溝３の開口部５側の壁面の高さ
が、その吸着溝３の開口部５と反対側の壁面の高さより
低く形成されているようにしたが、例えば、複数の吸着
溝３の配置関係に基づいて、所定の吸着溝３のエッジの
少なくとも一部を基板載置面よりも低く形成するように
することも可能である。具体的には、基板ホルダ１の基
板載置面上の、位置合わせ用の基準板４が基板載置面に
対して上下動するための開口部５に隣接する吸着溝３
の、開口部側のエッジが載置面よりも低く形成されてい
るように加工してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ガラス基
板の浮き上がり量を低減させてガラス基板を吸着するこ
とができる基板ホルダを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による基板ホルダの構造
を示す上面図である。

【図２】本発明の一実施の形態による基板ホルダの構造
を示す上面図である。

【図３】本発明の一実施の形態による基板ホルダの構造
を示す拡大上面図である。

【図４】本発明の一実施の形態による基板ホルダの構造
を示す断面図である。

【図５】従来の基板ホルダの構造を示す上面図である。

【図６】従来の基板ホルダの構造を示す拡大上面図であ
る。

【図７】従来の基板ホルダの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１１ 基板ホルダ ２、１２ ガラス基板 ３、１３ 吸着溝 ４、１４ 基準板 ５、１５ 開口部 ６、１６ 吸引孔 １０ 段差 ２１ 集光レンズ ２２ レチクル ２３ 投影レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を載置する基板載置面を有し、前記基
   板を真空吸着するための複数の吸着溝が前記基板載置面
   に形成された基板ホルダであって、 前記複数の吸着溝の配置関係に基づいて、所定の吸着溝
   のエッジの少なくとも一部を前記載置面よりも低く形成
   したことを特徴とする基板ホルダ。
2. 【請求項２】請求項１記載の基板ホルダにおいて、 前記基板載置面は、位置合わせ用の基準板が前記基板載
   置面に対して上下動するための開口部を有し、 前記所定の吸着溝は、前記開口部側のエッジが前記載置
   面よりも低く形成されていることを特徴とする基板ホル
   ダ。
3. 【請求項３】基板を載置する基板載置面を有し、前記基
   板を真空吸着するための複数の吸着溝が前記基板載置面
   に形成された基板ホルダであって、 前記複数の吸着溝は、隣り合う吸着溝のうち配置間隔の
   相対的に長い一方の吸着溝側の壁面の高さが、配置間隔
   の相対的に短い他方の吸着溝側の壁面の高さより低く形
   成された吸着溝を有していることを特徴とする基板ホル
   ダ。
4. 【請求項４】請求項３記載の基板ホルダにおいて、 前記基板載置面は、位置合わせ用の基準板が前記基板載
   置面に対して上下動するための開口部を有し、 前記開口部に隣接する吸着溝の前記開口部側の壁面の高
   さが、当該吸着溝の前記開口部と反対側の壁面の高さよ
   り低く形成されていることを特徴とする基板ホルダ。