JPH10247615A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトマスクと露光基板との間に数μｍの間
を設ける露光装置で、フォトマスクの有するうねりの変
化とフォトマスクでの撓みの発生を無くする。 【解決手段】 露光装置１１を基板１２の露光に用いる
露光光１３の光源であるランプ１４と露光光１３が透過
可能な部材で構成され、上面部にマスク設置面１５を有
するマスクステージ１６と、マスクステージ１６上方の
対応する位置に配設され、マスク設置面１５と対向する
下面を基板設置面１７としている基板ステージ１８とか
ら構成し、マスクステージ１６とマスク設置面１５に設
置されたフォトマスク１９とを通して、露光光１３によ
り基板設置面１７上に設置された基板１２をフォトマス
ク１９の有する露光パターンに従って露光をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子や半導
体の製造に用いる基板を露光する露光装置に係り、特
に、比較的大型の基板をフォトマスクを通して露光する
露光装置に関する。近年、液晶表示素子やプラズマ発光
表示素子（ＰＤＰ）は軽量で薄型である等の利点を生か
して様々な分野で使用されている。そして、用いられる
分野や用途に従って、実に様々な要求がなされている
が、その主なものの一つに表示容量の増大、つまり、表
示の高精彩化がある。

【０００２】この表示の高精彩化を達成する技術の一つ
に、それらの製造に用いる基板、例えば表示を担う電極
等の高精度のパターニング技術がある。この高精度のパ
ターニングはフォトリソ工程を利用してなされることが
多い。フォトリソ工程は基板上に設けられた電極材等の
薄膜上へ所望のレジストを塗布することから始まり、プ
リベーク、露光、現像、リンス、ポストベーク、エッチ
ング、剥離と続く各工程を経て、該薄膜の所望のパター
ニングを行う。

【０００３】そして、薄膜のパターンは、露光工程で該
パターンが露光により基板上のレジストに焼き付けられ
ることに由来して形成される。

【０００４】

【従来の技術】露光工程における露光による所望のパタ
ーンの焼き付けは、フォトマスクと称される露光用のマ
スク基板を用いて行われる。フォトマスクは、通常、露
光に用いる露光光を十分に透過するガラス等の基板上に
遮光膜を設けて形成されており、従って、露光光を十分
透過する部分と透過しない部分からなる。そして、露光
光はこの十分透過する部分を通って基板上に到達した露
光光が基板上のレジストと光反応し、レジストの硬化若
しくは分解を行う。このレジストの硬化若しくは分解部
位と未反応部位からなるレジストのパターンが後の工程
を経て、基板上の薄膜パターンを形成する。

【０００５】つまり、フォトマスクを利用した露光はフ
ォトマスクを透過した露光光のパターン、所謂露光パタ
ーンに従ってレジストを焼き付けることにより行われ
る。このフォトマスクを用いる露光方法には、露光され
る基板、特に焼き付けのなされるレジスト表面とフォト
マスクの位置によって、以下に示す幾つかの方法に分類
される。

【０００６】つまり、コンタクト法； プロキシミティー法； プロジェクション法； がある。 コンタクト法は機械的な力や圧縮空気や真空の作用に
より基板上のレジスト表面とフォトマスクを密着させて
露光を行う方法である。密着させることにより、細かい
露光パターンは得やすいが、押しつけられる力で基板が
反ってしまったり、レジストやフォトマスクに傷がつき
やすいという欠点がある。このレジストやフォトマスク
上の傷は、フォトリソ工程の歩留り低下をもたらすた
め、表示素子等製品の高歩留りで大量の生産を達成する
ことができず、望ましくない。

【０００７】プロジェクション法は高性能レンズを用
いてマスク像を等倍又は縮小し、基板上に投影する方法
である。投影されるパターンの解像度は優れており、ま
た比接触であるためフォトマスクは半永久的に使用でき
る。よって、コンタクト法に見られた問題点・欠点は
有しない。しかし、収差等の問題で単色光で露光しなけ
ればならず、特別な露光光源又は単色光化の手段を必要
とすることや、レジストに定在波ができやすく、パター
ニングする酸化膜等の薄膜やレジストの厚さを適切に決
める必要があり、塗布工程等も含め厳しい工程的な管理
をする必要がある。

【０００８】また、露光基板一枚にかかる露光処理時間
が他の方法に比べ著しく長いなど、液晶表示素子やＰＤ
Ｐの生産で求められる大量生産には不向きである。 プロキシミティー法は基板上のレジスト表面とフォト
マスクの間を数ミクロンメートル離して露光を行う方法
である。よって、コンタクト法に見られた問題点・欠
点は有しない。従って、基板上のレジストとフォトマス
クの間が空いていることに由来する露光パターン解像度
の低下は若干あるものの、非常に多くの露光工程、特に
比較的大きな基板を露光する工程で用いられている。

【０００９】図８はプロキシミティー法による露光方
法の概略を示す図であり、図８（Ａ）はフォトマスクの
検査方法を示し、図８（Ｂ）はフォトマスクを用いて実
際に行う露光の様子を示す。図８（Ａ）に示すように、
フォトマスク１０１は露光をする露光機（図示せず）と
は別に設けられた測定ステージ１０２上に遮光膜１０８
を上にして設置され、検査機１０３により遮光膜の位置
関係等パターンが座標測定される。そこで得られた測定
結果をもとに、その後、図８（Ｂ）に示すように、遮光
膜１０８を下に向けて、かつマスクホルダー１０４によ
ってその端部が支持され、露光機に設置される。露光基
板１０５は、レジスト等が塗布された露光面を上にして
基板ステージ１０６上にフォトマスク１０１との間に数
μｍの間隔を設けて固定される。

【００１０】露光光１０７はフォトマスク１０１上側の
遮光膜１０８のない面から入射し、その一部がフォトマ
スク１０１の遮光膜１０８の無い透過部分１０９を通っ
て、露光基板１０５に達し、露光基板１０５上のレジス
ト等に透過部分１０９のパターンに由来するパターンで
焼き付けを行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このプロキシミティー
法による露光方法は、コンタクト法に見られた問題点・
欠点は有しないものの、フォトマスク特に、フォトマス
クの露光機への設置に由来する問題点を有している。一
つは、フォトマスクの検査に用いる測定ステージが通常
は３０乃至５０μｍのうねりを有しており、更にフォト
マスク自身も遮光膜の形成時の熱工程若しくは遮光膜一
方の面にのみの存在すること等に由来する３０乃至５０
μｍのうねりを有していることである。

【００１２】測定ステージのうねりについては、露光時
には測定ステージ上とは異なる設置条件にフォトマスク
が置かれることから、測定ステージのうねり分が測定誤
差として現れる可能性があり、それが現れた場合は薄膜
パターンの位置ズレの原因になる。また、フォトマスク
自身のうねりについては、露光前にはそれを含んだまま
座標測定がなされるが、露光時の設置条件次第では、座
標測定の際には加わらない力がフォトマスクに加わって
解消される可能性があり、その結果、うねり分だけフォ
トマスクが延びたような状態になる可能性がある。よっ
て、やはり、薄膜パターンの位置ズレの原因になる。

【００１３】もう一つの問題は、図 （Ｂ）に示すよう
に、フォトマスク設置時にはその端部を用いて固定さ
れ、かつ露光基板と非接触な方法であるため、支持の無
い中央部付近でフォトマスク自体の重みによる撓みが生
じることである。この撓み量は、フォトマスクのサイズ
が大きくなるほど増大するが、対応する露光基板が製造
に用いられる表示素子等は今日益々大型化がなされる状
況にあることから、その問題は深刻である。

【００１４】これを防止するにはマスクホルダーの大型
化や、フォトマスク基板の厚みの増大によるフォトマス
クの補強・強化等が必要であり、製造コストの上昇は避
けられない。以上のうねりや撓みの問題は、フォトマス
ク検査における測定ステージ上と実際の露光時のフォト
マスクの設置条件が大きく異なること、特に、遮光膜の
ある面を上にして検査するが、実際は遮光膜のある面下
にしてフォトマスクを設置し露光を行うこと、及び露光
時のフォトマスク支持が端部のみでなされていることに
由来する。

【００１５】よって、ステージ上でフォトマスクの検査
を行ったそのままの状態、特に、ステージのうねりの変
化も無く、フォトマスク基板のうねりの変化も無く、更
にフォトマスク基板に撓みの発生が無い状態で露光を行
うことができるようにすることが課題である。そこで本
発明は上記課題を解決した新規な露光装置及び露光方法
を提供することを目的とする。

【００１６】また、本発明の別の目的は、フォトマスク
を設置するフォトステージを改善し、新規なフォトマス
クの設置方法を用いることにより、フォトマスクのうね
りの変化も無く、更にフォトマスクに撓みの発生が無い
状態で露光が行われる露光装置及び露光方法を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板の露光に用いる露光光の光源であるランプと、上面
部にマスク設置面を有するマスクステージと、該マスク
ステージ上方の対応する位置に配設され、該マスク設置
面と対向する下面を基板設置面としている基板ステージ
とを有する露光装置であって、該マスクステージは該露
光光が透過可能な部材で構成され、該マスクステージと
該マスク設置面に設置されたフォトマスクとを通して、
該露光光により該基板設置面上に設置された基板を該フ
ォトマスクの有する露光パターンに従って露光すること
を特徴とする。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の露
光装置において、前記マスク設置面に設置されるフォト
マスクの凹凸に対応して、前記マスク設置面は凹凸形状
を形成して有しており、該フォトマスクの設置は該フォ
トマスクの凹凸を、対応する該マスク設置面の凹凸形状
に嵌合させてなされることを特徴とする露光装置。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の露
光装置において、前記のマスクステージの上面は平坦で
あり、前記の凹凸形状を有するマスク設置面は、前記の
マスクステージの該上面部に前記露光光が透過可能な部
材を積層して形成されたものであることを特徴とする。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３の何れか一項記載の露光装置において、前記マスク
ステージは水平移動機構を有して可動であり、更に、座
標測定装置を前記基板ステージに並設して有し、該座標
測定装置は、水平移動されたマスクステージのマスク設
置面に設置されたフォトマスクの有する露光パターンの
座標測定が可能であることを特徴とする。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項３の何れか一項記載の露光装置において、前記基板ス
テージは位置可変機構を有して前記のマスクステージ上
方の配設位置から可動であり、更に、移動可能な座標測
定装置を有し、前記基板ステージと該座標測定装置とを
移動させ、該座標測定装置により前記マスクステージの
マスク設置面に設置されたフォトマスクの有する露光パ
ターンの座標測定を可能としたことを特徴とする。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５の何れか一項記載の露光装置において、更に、モニ
ターカメラが配設され、前記のマスクステージのマスク
設置面に設置されたフォトマスクの観測を可能としたこ
と特徴とする。請求項７記載の発明は、請求項１乃至請
求項６の何れか一項記載の露光装置において、更に、気
体供給機構を有し、前記のマスクステージのマスク設置
面に設置されたフォトマスク上に気体供給を可能とした
こと特徴とする。

【００２３】請求項８記載の発明は、露光光の光源とな
るランプと、露光パターンを形成して有するフォトマス
クとを用いて基板の露光面に該露光光を照射する露光方
法において、該露光光の透過可能な部材からなるマスク
ステージを使用し、該マスクステージの上面にフォトマ
スクを設置し、基板の露光面が該フォトマスクに対向す
るように、露光面を下方に向けて基板を設置し、更に、
該マスクステージの下方から該ランプの発する露光光を
入射させ、該マスクステージと該マスクステージ上のフ
ォトマスクを通して、該基板の露光面に該フォトマスク
の露光パターンに従って該露光光を照射することを特徴
とする。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項８記載の露
光方法において、前記マスクステージ上面に設置される
フォトマスクの凹凸に対応して、前記マスクステージ上
面は凹凸形状を形成して有しており、該フォトマスクの
設置は該フォトマスクの凹凸を、対応する該マスクステ
ージ上面の凹凸形状に嵌合させてなされることを特徴と
する。

【００２５】請求項１及び請求項８記載の発明によれ
ば、フォトマスクの露光装置への設置は、数個所の小さ
い領域若しくは対向する２辺若しくは全周囲を支持する
ことによりなされるのではなく、フォトステージ上で中
央部も含んだフォトマスクの全面で支持されてなされる
ことが可能となる。この時、フォトステージを通る露光
光は、フォトステージの構成部材が露光光を十分に透過
するものであることから、十分にフォトマスクに到達
し、その結果、フォトマスクを通って、露光面への到達
が可能で、基板上のレジスト等に対し露光によるパター
ンの焼き付けをすることができる。

【００２６】よって、フォトマスクに自重に由来する撓
みの発生が無く、正確な露光パターンの形成が可能で、
ランプからの露光光の損失もなく、十分な光量での基板
露光が可能な露光装置及び露光方法が提供できる。請求
項２及び請求項９記載の発明によれば、フォトマスクが
本来的に凹凸をその面内に有する場合、その凹凸に対応
させて、該凹凸を補填するかたちでフォトマスクを設置
するフォトステージ上面であるマスク設置面が凹凸形状
を有している。

【００２７】従って、フォトマスクを露光装置に設置す
る場合、フォトマスクが本来的に有する凹凸がマスク設
置面の凹凸形状を介してマスク設置面に支持されてお
り、フォトマスクが本来的に有する形状を維持したまま
のフォトマスクの露光装置への設置が可能となる。よっ
て、フォトマスクに自重に由来する撓みの発生が無く、
フォトマスクが本来的に有する形状の変動がなく、正確
な露光パターンの形成が可能で、ランプからの露光光の
損失もなく、十分な光量での基板露光が可能な露光装置
及び露光方法が提供できる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、元々は平坦
であるマスクステージ上面部に、露光に使用するフォト
マスクの凹凸に対応させて自在に凹凸形状を形成するこ
とが可能であり、該凹凸の形成されたマスクステージ上
面部をマスク設置面として使用し、フォトマスクの設置
が可能となる。また、マスクステージ上面部での凹凸形
状の形成は露光光が透過する部材を該マスクステージ上
面部に積層することによりなされており、凹凸形状の形
成により、該マスクステージでの露光光の透過率が低下
することはない。

【００２９】よって、フォトマスクに自重に由来する撓
みの発生が無く、フォトマスクが本来的に有する形状の
変動がなく、正確な露光パターンの形成が可能で、ラン
プからの露光光の損失もなく、十分な光量での基板露光
が可能な露光装置及び露光方法が提供できる。請求項４
及び請求項５記載の発明によれば、マスクステージ若し
くは基板ステージと座標測定装置を移動させることによ
り、フォトマスクをマスクステージのマスク設置面に設
置したまま、フォトマスクの有するパターンの座標測定
が可能となる。

【００３０】従って、露光時における設置条件そのまま
での座標測定が可能となり、座標測定の結果の反映が十
分でより精度の高い露光が可能となる。よって、非常に
正確な露光パターンの形成が可能な露光装置及び露光方
法が提供できる。請求項６及び請求項７記載の発明によ
れば、フォトマスクの露光パターンの形成されている面
を上方を向けて露光装置に設置するために、発生の頻度
が増す可能性のあるフォトマスク上への異物の付着をモ
ニターカメラの観測により見つけ出し、気体供給機構に
より供給された気体の吹き付けにより該付着の異物を除
去することが可能となる。

【００３１】また、モニターカメラの使用により、異物
の観測のみではなく、露光パターンの形成状態等フォト
マスクの外観に関する全ての観測が可能である。更に、
気体供給機構については、異物の付着時のみではなく、
露光前の決められた時間若しくは露光中等に使用し、露
光作業時はフォトマスク上を常に異物の無い状態に保つ
ように用いることも可能である。

【００３２】よって、正確な露光パターンの形成が可能
な露光装置及び露光方法が提供できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】先ず初めに本発明が解決しようと
する従来技術の問題点の解析結果について図面を用いて
説明する。図１はフォトマスクにおいて発生した弧状の
変形により発生する寸法変化を示す図である。

【００３４】フォトマスク１が地点Ａ，Ｂ，Ｃにより表
される弧状の形状に変形しており、設置面２に対し、地
点Ｂのある中央部がεだけ、地点Ｂに対応する地点Ｄか
ら盛り上がっている場合について解析する。尚、この
時、フォトマスク１内で変形の無い中立軸はフォトマス
ク１の厚み方向の中心にあるとする。フォトマスク１の
寸法として計測されうる見かけの寸法である地点ＡとＣ
の距離をＬ、図中に示される地点ＯとＣの距離をρ、地
点ＢとＤの距離をε、フォトマスクの厚みをとすると、
Ｂを介してＣとＤのなす角αは、 α＝ｔａｎ^-1（Ｌ／２ε） で表される。

【００３５】地点ＢとＯとＣ及び地点ＡとＯとＣのなす
三角形はそれぞれ辺ＢＯと辺ＣＯ及び辺ＡＯ及び辺ＢＯ
を等辺とする二等辺三角形をなし、その結果、Ｏを介し
てＡとＣのなす角θは、 θ＝（１８０−２×α）×２ で表される。

【００３６】そして、三角形ＯＣＤを考慮すると以下の
関係式が得られる。 ρ＝Ｌ／２ｓｉｎ（θ／２） 以上より、フォトマスク１の実際の寸法である弧状辺Ａ
ＢＣの長さと見かけの寸法であるＬとの差として求めら
れる寸法変化量は以下の式で表される。 （寸法変化量）＝２（ρ＋ｔ／２）πθ／３６０−Ｌ ここで、この式を用い、Ｌ＝５００ｍｍ，ε＝０．１ｍ
ｍ，ｔ＝５ｍｍとすると寸法変化量は４．０５μｍと算
出される。

【００３７】従って、例えば、上記の変形をした厚さ５
ｍｍフォトマスクの寸法を測定し、その結果、寸法が５
００ｍｍ／□であるとされた場合、変形のない実際の寸
法は約４μｍ長いことになり、露光に使用する際に露光
装置への設置条件が寸法測定時のそれと異なれば、上記
の変形は解消若しくは変化する可能性があり、その場
合、最大４μｍの寸法誤差が生じうる。

【００３８】つまり、この寸法変化量に従って、フォト
マスクに設けられた露光パターンが対応する量の分だけ
位置ズレした状態でフォトマスク使用による露光がなさ
れることになる。次に、様々なサイズと厚みを有する石
英基板を用いたフォトマスクを図 に示した従来露光機
に設置した場合のフォトマスクの自重撓み量をフォトマ
スクの中央部にて測定した。

【００３９】結果については表１にまとめて示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】撓み量はフォトマスクのサイズの大型化、
厚みの薄型化に従い大きくなることが確認された。次
に、以上の問題点を解決する本発明の実施例について、
以下で図を用いて説明する。

【００４２】

【実施例】

（実施例１）図２は本発明に係る第一実施例である露光
装置の要部の構成を示す図あり、図２（Ａ）は露光装置
全体について示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中に便宜上
設けられた点線で囲まれた部位を拡大して示している。

【００４３】露光装置１１は、基板１２の露光に用いる
露光光１３の光源である高圧水銀灯であるランプ１４
と、露光光１３が透過可能な部材で構成され、上面部に
マスク設置面１５を有するマスクステージ１６と、マス
クステージ１６上方の対応する位置に配設され、マスク
設置面１５と対向する下面を基板設置面１７としている
基板ステージ１８とを有する。

【００４４】更に、ランプ１４とマスクステージ１６の
間には、楕円ミラー２０とコールドミラー２１と反射ミ
ラー２２とが設けられており、ランプ１４から発した露
光光１３は楕円ミラー２０で集光され、平行光化され、
コールドミラー２１と反射ミラー２２で反射されて進路
が変えられ、マスクステージ１６の下方から入射し、マ
スクステージ１６を上面であるマスク設置面１５から抜
ける光路を進む。

【００４５】よって、露光装置１１においては、マスク
ステージ１６とマスク設置面１５に設置されたフォトマ
スク１９とを通して、露光光１３により基板設置面１７
上に設置された基板１２をフォトマスク１９の有する露
光パターンに従って露光する。次に、図２（Ｂ）を用い
てフォトマスク１９の設置状況と基板１２の設置状況に
ついて更に詳しく説明する。

【００４６】フォトマスク１９は、露光光１３の透過の
可能な透明基板２１上に遮光膜２３を形成して製造され
たものであり、その形状パターンは、露光により基板１
２上のレジスト２５上に焼き付けたい露光パターンをな
している。このフォトマスク１９を遮光膜２３を有する
面を上にしてマスクステージ１６のマスク設置面１５に
設置し、マスク固定治具２４で固定する。

【００４７】露光がされる基板１２はレジスト２５塗布
面を下方に向け、レジスト２５の無い面を基板ステージ
１８の基板設置面１７に真空吸着され、レジスト２５表
面とフォトマスク１９表面の間隔が数ミクロン程度とな
るように固定される。その結果、露光光１３はマスクス
テージ１６の下方からマスクステージ１６に入射し、マ
スクステージ１６を通り抜け、更にフォトマスク１９の
遮光膜２３の無い部分を通り抜け、上方の基板１２上の
レジスト２５に到達し、フォトマスク１９の遮光膜２３
のパターンに従って、レジスト２５の露光による焼き付
けを行う。

【００４８】尚、露光装置１１は更に座標測定装置２６
を基板ステージ１８の横側に配設して有しており、更に
座標測定装置２６は可動であって、水平移動及び下降と
上昇が可能である。また、基板ステージ１８も位置可変
機構を有しており、移動可能である。よって、フォトマ
スク１９の遮光膜２３によるパターンの座標測定は、フ
ォトマスク１９を基板１２の露光に用いる時の状況のま
まとして、基板ステージ１８を移動させ、更に座標測定
装置２６をフォトマスク１９上に移動させ、適当に下降
若しくは上昇をさせて行うことができる。

【００４９】従って、フォトマスク１９の実使用状況で
の精度の高い座標測定が可能である。次に、上記の露光
装置１１を用いてフォトマスク１９を使い、適当なレジ
ストを塗布したガラス基板の露光を行った。その結果、
フォトマスク１９の遮光膜２３によるパターンが正確に
座標測定された。そして、フォトマスク１９においては
自重による撓みが発生せず、レジストの焼き付き時間も
図８に示した従来装置を用いた従来方法による場合と同
様であり、精度の高い露光ができた。

【００５０】（実施例２）本発明にかかる第二実施例で
ある露光装置について説明する。その構成の要部はマス
クステージ３１のマスク設置面３６の形状が異なる以外
は本発明に係る第一実施例と同一である。よって、特徴
のあるマスクステージ３１とその周辺部について図を用
いて説明する。

【００５１】図３は本発明にかかる第二実施例である露
光装置のマスクステージ３１と基板ステージ３３を示す
図である。フォトマスク３４を遮光膜３５を有する面を
上にしてマスクステージ３１のマスク設置面３６に設置
し、マスク固定治具４２で固定する。この時、フォトマ
スク３４はその端部に凹みを有している。

【００５２】従って、マスク設置面３６はそのフォトマ
スク３４の端部の凹み３７に対応して、その凹み３７を
補填するように、平坦なマスクステージ３１の上面部に
透明なアクリル部材３８を積層して、この積層されたア
クリル部材３８とマスクステージ３１上面部によって形
成されている。露光がされる基板３９はレジスト４０塗
布面を下方に向け、レジスト４０の無い面を基板ステー
ジ３３の基板設置面４１に真空吸着され、レジスト４０
表面とフォトマスク３４表面の間隔が数ミクロン程度と
なるように固定される。

【００５３】その結果、露光光（図示されない。）はマ
スクステージ３１の下方からマスクステージ３１に入射
し、マスクステージ３１を通り抜け、更にフォトマスク
３４の遮光膜３５の無い部分を通り抜け、上方の基板３
９上のレジスト４０に到達し、フォトマスク３４の遮光
膜３５のパターンに従って、レジスト４０の露光による
焼き付けを行う。

【００５４】次に、本実施例の露光装置を用いてフォト
マスク３４を使い、適当なレジストを塗布したガラス基
板の露光を行った。その結果、端部に凹み３７を有する
フォトマスク３４の遮光膜３５によるパターンが正確に
座標測定された。そして、フォトマスク３４においては
自重による撓みが発生せず、凹み３７に由来するフォト
マスク３４の変形も無く、レジストの焼き付き時間も図
８に示した従来装置を用いた従来方法による場合と同様
であり、精度の高い露光ができた。

【００５５】（実施例３）本発明にかかる第三実施例で
ある露光装置について説明する。その構成の要部は基板
ステージ周辺にそれぞれ位置可変なモニターカメラ５１
と気体供給機構である圧縮空気の吹き出し管５２を配設
した以外は本発明に係る第一実施例と同一である。

【００５６】よって、フォトマスク５３を用いて基板の
露光をする方法は第一実施例と同一である。ここでは、
特徴のあるモニターカメラ５１と気体供給機構である圧
縮空気の吹き出し管５２を用いたフォトマスク５３上の
異物であるゴミの除去について図を用いて説明する。図
４は第三実施例である露光装置でのフォトマスク５３上
のゴミ除去について説明する図である。

【００５７】本実施例にかかる露光装置は基板ステージ
（図示されない）の周辺にそれぞれ位置可変なモニター
カメラ５１と気体供給機構である圧縮空気の吹き出し管
５２を配設している。そして、マスクステージ５４のマ
スク設置面５５にマスク固定治具５６を用いて固定され
たフォトマスク５３はその表面に異物であるゴミ５７が
付着している。よって、基板ステージ（図示されな
い。）を移動させ、その位置にモニターカメラ５１と圧
縮空気の吹き出し管５２を移動させ、モニターカメラ５
１でゴミ５７の位置を確認後、吹き出し管５２から圧縮
空気を吹き出させ、ゴミ５７を吹き飛ばしてフォトマス
ク５３上から除去する。

【００５８】その後、モニターカメラ５１と圧縮空気の
吹き出し管５２を元の所定の位置に移動させて戻し、更
に基板ステージ（図示されない。）をマスクステージ５
４上方の所定の位置に移動させて戻し、露光を行う。
尚、基板ステージ（図示されない。）がマスクステージ
５４上方の所定の位置にあっても、異物の観測と圧縮空
気の吹き出しによる異物除去が可能な場合は、基板ステ
ージ（図示されない。）をマスクステージ５４上方の所
定の位置に設置したまま、異物観測と除去作業を行って
も構わない。

【００５９】また、圧縮空気の吹き出し管５２について
は、モニターカメラ５１によるフォトマスク上の異物の
有無の確認に関わりなく、所望の時点で圧縮空気を吹き
出させ、フォトマスク上を常に異物の無い状況に保つこ
とも可能である。そして、基板ステージ（図示されな
い。）の移動の妨げとならない場合は、所定の位置に固
定しても構わない。

【００６０】次に、本実施例の露光装置を用いてフォト
マスク５３を使い、適当なレジストを塗布したガラス基
板の露光を行った。その結果、フォトマスク５３の有す
る遮光膜によるパターンが正確に座標測定され、フォト
マスク５３においては自重による撓みが発生せず、レジ
ストの焼き付き時間も図８に示した従来装置を用いた従
来方法による場合と同様であり、更に、レジスト上に異
物による未露光部分が発生するなどの露光時の不具合が
無く、精度の高い露光ができた。

【００６１】（実施例４）図５は本発明に係る第四実施
例である露光装置の要部の構成を示す図あり、図５
（Ａ）は露光装置全体について示し、図５（Ｂ）は図２
（Ａ）中に便宜上設けられた点線で囲まれた部位を拡大
して示している。露光装置６１は、ガラス製の基板６２
の露光に用いる露光光６３の光源である高圧水銀灯であ
るランプ６４と、露光光６３の透過可能な部材である石
英で構成され、上面部にマスク設置面６５を有するマス
クステージ６６と、マスクステージ６６上方の対応する
位置に配設され、マスク設置面６５と対向する下面を基
板設置面６７としている基板ステージ６８とを有する。

【００６２】更に、ランプ６４とマスクステージ６６の
間には、楕円ミラー７０とコールドミラー７１と反射ミ
ラー７２とが設けられており、高圧水銀ランプ６４から
発した露光光６３は楕円ミラー７０で集光され、平行光
化され、コールドミラー７１と反射ミラー７２で反射さ
れて進路が変えられ、マスクステージ６６の下方から入
射し、マスクステージ６６を上面であるマスク設置面６
５から抜ける光路を進む。

【００６３】よって、露光装置６１においては、マスク
ステージ６６とマスク設置面６５に設置されたフォトマ
スク６９とを通して、露光光６３により基板設置面６７
上に設置された基板６２をフォトマスク６９の有する露
光パターンに従って露光する。次に、図５（Ｂ）を用い
てフォトマスク６９の設置状況と基板６２の設置状況に
ついて更に詳しく説明する。

【００６４】フォトマスク６９は、露光光６３の透過の
可能な透明基板７１上に遮光膜７３を形成して製造され
たものであり、その形状パターンは、露光により基板６
２上のレジスト７５上に焼き付けたい露光パターンをな
している。このフォトマスク６９を遮光膜７３を有する
面を上にしてマスクステージ６６のマスク設置面６５に
設置し、マスク固定治具７４で固定する。

【００６５】露光がされる基板６２はレジスト７５塗布
面を下方に向け、レジスト７５の無い面を基板ステージ
６８の基板設置面６７に真空吸着され、レジスト７５表
面とフォトマスク６９表面の間隔が数ミクロン程度とな
るように固定される。その結果、露光光６３はマスクス
テージ６６の下方からマスクステージ６６に入射し、マ
スクステージ６６を通り抜け、更にフォトマスク６９の
遮光膜７３の無い部分を通り抜け、上方の基板６２上の
レジスト７５に到達し、フォトマスク６９の遮光膜７３
のパターンに従って、レジスト７５の露光による焼き付
けを行う。

【００６６】尚、露光装置６１は更に座標測定装置７６
を基板ステージ６８の横側に配設して有しており、座標
測定装置７６は可動であって、下降と上昇が可能であ
る。そして更に、マスクステージ６６下にはガイド７７
が設けられており、このガイド７７を用いて、マスクス
テージ６６はガイド７７上を水平移動可能である。よっ
て、フォトマスク６９の遮光膜７３によるパターンの座
標測定は、フォトマスク６９を基板６２の露光に用いる
時の状況のままとして、マスクステージ６６と一体に移
動させ、更に座標測定装置７６をフォトマスク６９上で
適当に下降若しくは上昇をさせて行うことができる。

【００６７】従って、フォトマスク６９の実使用状況に
近い状況での精度の高い座標測定が可能である。次に、
上記の露光装置６１を用いてフォトマスク６９を使い、
適当なレジストを塗布したガラス基板の露光を行った。
その結果、フォトマスク６９の遮光膜７３によるパター
ンが正確に座標測定された。そして、フォトマスク６９
においては自重による撓みが発生せず、レジストの焼き
付き時間も図８に示した従来装置を用いた従来方法によ
る場合と同様であり、精度の高い露光ができた。

【００６８】（実施例５）本発明にかかる第五実施例で
ある露光装置について説明する。その構成の要部はマス
クステージ８１のマスク設置面８６の形状が異なる以外
は本発明に係る第四実施例と同一である。よって、特徴
のある石英製のマスクステージ８１とその周辺部につい
て図を用いて説明する。

【００６９】図６は第五実施例である露光装置のマスク
ステージ８１と基板ステージ８３を示す図である。フォ
トマスク８４を遮光膜８５を有する面を上にしてマスク
ステージ８１のマスク設置面８６に設置し、マスク固定
治具８７で固定する。この時、フォトマスク３４はその
端部に凹みを有している。

【００７０】従って、マスク設置面８６はそのフォトマ
スク８４の端部の凹み８７に対応して、その凹み８７を
補填するように、平坦なマスクステージ８１の上面部に
透明なアクリル部材８８を積層して、この積層されたア
クリル部材８８とマスクステージ８１上面部によって形
成されている。露光がされるガラス製の基板８９はレジ
スト９０塗布面を下方に向け、レジスト９０の無い面を
基板ステージ８３の基板設置面９１に真空吸着され、レ
ジスト９０表面とフォトマスク８４表面の間隔が数ミク
ロン程度となるように固定される。

【００７１】その結果、露光光（図示されない。）はマ
スクステージ８１の下方からマスクステージ８１に入射
し、マスクステージ８１を通り抜け、更にフォトマスク
８４の遮光膜８５の無い部分を通り抜け、上方の基板８
９上のレジスト９０に到達し、フォトマスク８４の遮光
膜８５のパターンに従って、レジスト９０の露光による
焼き付けを行う。

【００７２】次に、本実施例の露光装置を用いてフォト
マスク８４を使い、適当なレジストを塗布したガラス基
板の露光を行った。その結果、端部に凹み８７を有する
フォトマスク８４の遮光膜８５によるパターンが正確に
座標測定された。そして、フォトマスク８４においては
自重による撓みが発生せず、凹み８７に由来するフォト
マスク８４の変形も無く、レジストの焼き付き時間も図
８に示した従来装置を用いた従来方法による場合と同様
であり、精度の高い露光ができた。

【００７３】（実施例６）本発明にかかる第六実施例で
ある露光装置について説明する。その構成の要部は基板
ステージ周辺にそれぞれ位置可変なＣＣＤカメラ９３と
気体供給機構である窒素ガスの吹き出しをするイオナイ
ザー９４を配設した以外は本発明に係る第四実施例と同
一である。

【００７４】よって、フォトマスク９５を用いて基板の
露光をする方法は第一実施例と同一である。ここでは、
特徴のあるＣＣＤカメラ９３と気体供給機構である窒素
ガスの吹き出しをするイオナイザー９４を用いたフォト
マスク９５上の異物であるゴミの除去について図を用い
て説明する。図７は第六実施例である露光装置でのフォ
トマスク９５上のゴミ除去について説明する図である。

【００７５】本実施例にかかる露光装置は基板ステージ
（図示されない）の周辺にそれぞれ位置可変なＣＣＤカ
メラ９３と気体供給機構である窒素ガスの吹き出しをす
るイオナイザー９４を配設している。そして、マスクス
テージ９６のマスク設置面９７にマスク固定治具９８を
用いて固定されたフォトマスク９５はその表面に異物で
あるゴミ９９が付着している。よって、ガイド（図示さ
れない。）上でマスクステージ９６を移動させ、ＣＣＤ
カメラ９３とイオナイザー９４の配設位置に移動させ、
ＣＣＤカメラ９３でゴミ９９の位置を確認後、イオナイ
ザー９４から窒素ガスを吹き出させ、ゴミ９９を吹き飛
ばしてフォトマスク９５上から除去する。

【００７６】その後、マスクステージ９６をＣＣＤカメ
ラ９３とイオナイザー９４の配設位置から基板ステージ
（図示されない。）下方の元の所定の位置に移動させて
戻し、露光を行う。尚、基板ステージ（図示されな
い。）がマスクステージ５４上方の所定の位置にあって
も、異物の観測と圧縮空気の吹き出しによる異物除去が
可能な場合は、マスクステージ９６を基板ステージ（図
示されない。）下方の所定の位置に設置したまま、異物
観測と除去作業を行っても構わない。

【００７７】また、イオナイザー９４については、ＣＣ
Ｄカメラ９３によるフォトマスク上の異物の有無の確認
に関わりなく、所望の時点で窒素ガスを吹き出させ、フ
ォトマスク上を常に異物の無い状況に保つことも可能で
ある。そして、基板ステージ（図示されない。）の使用
の妨げとならない場合は、所定の位置に固定しても構わ
ない。

【００７８】次に、本実施例の露光装置を用いてフォト
マスク９５を使い、適当なレジストを塗布したガラス基
板の露光を行った。その結果、フォトマスク９５の有す
る遮光膜によるパターンが正確に座標測定され、フォト
マスク９５においては自重による撓みが発生せず、レジ
ストの焼き付き時間も図８に示した従来装置を用いた従
来方法による場合と同様であり、更に、レジスト上に異
物による未露光部分が発生するなどの露光時の不具合が
無く、精度の高い露光ができた。

【００７９】

【発明の効果】請求項１及び請求項８記載の発明によれ
ば、フォトマスクに自重に由来する撓みの発生が無く、
正確な露光パターンの形成が可能で、ランプからの露光
光の損失もなく、十分な光量での基板露光が可能な露光
装置及び露光方法が提供できる。

【００８０】請求項２及び請求項９記載の発明によれ
ば、フォトマスクに自重に由来する撓みの発生が無く、
フォトマスクが本来的に有する形状の変動がなく、正確
な露光パターンの形成が可能で、ランプからの露光光の
損失もなく、十分な光量での基板露光が可能な露光装置
及び露光方法が提供できる。請求項３記載の発明によれ
ば、フォトマスクに自重に由来する撓みの発生が無く、
フォトマスクが本来的に有する形状の変動がなく、正確
な露光パターンの形成が可能で、ランプからの露光光の
損失もなく、十分な光量での基板露光が可能な露光装置
及び露光方法が提供できる。

【００８１】請求項４及び請求項５記載の発明によれ
ば、非常に正確な露光パターンの形成が可能な露光装置
及び露光方法が提供できる。請求項６及び請求項７記載
の発明によれば、正確な露光パターンの形成が可能な露
光装置及び露光方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォトマスクにおいて発生した弧状の変形によ
り発生する寸法変化を示す図である。

【図２】本発明にかかる第一実施例である露光装置の要
部の構成を示す図ある。

【図３】本発明にかかる第二実施例である露光装置のマ
スクステージと基板ステージを示す正面図である。

【図４】本発明にかかる第三実施例である露光装置での
フォトマスク上のゴミ除去について説明する図である。

【図５】本発明にかかる第四実施例である露光装置の要
部の構成を示す図ある。

【図６】本発明にかかる第五実施例である露光装置のマ
スクステージと基板ステージを示す正面図である。

【図７】本発明にかかる第六実施例である露光装置での
フォトマスク上のゴミ除去について説明する図である。

【図８】従来露光方法であるプロキシミティー法による
露光の概略を示す図である。

【符号の説明】

１，１９，３４，５３，６９，８４，９５ フォトマ
スク ２ 設置面 １１，６１ 露光装置 １２，３９，６２，８９ 基板 １３，６３ 露光光 １４，６４ ランプ １５，３６，５５，６５，８６，９７ マスク設置面 １６，３１，５４，６６，８１，９６ マスクステー
ジ １７，４１，６７，９１ 基板設置面 １８，３３，６８，８３ 基板ステージ ２０，７０ 楕円ミラー ２１，７１ コールドミラー ２２，７２ 反射ミラー ２３，３５，７３，８５ 遮光膜 ２４，４２，５６，７４，８７，９８ マスク固定治
具 ２５，４０，７５，９０ レジスト ２６，７６ 座標測定装置 ３７，８７ 凹み ３８，８８ アクリル部材 ５１ モニターカメラ ５２ 吹き出し管 ５７，９９ ゴミ ７７ ガイド ９３ ＣＣＤカメラ ９４ イオナイザー

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の露光に用いる露光光の光源である
   ランプと、 上面部にマスク設置面を有するマスクステージと、 該マスクステージ上方の対応する位置に配設され、該マ
   スク設置面と対向する下面を基板設置面としている基板
   ステージとを有する露光装置であって、 該マスクステージは該露光光が透過可能な部材で構成さ
   れ、該マスクステージと該マスク設置面に設置されたフ
   ォトマスクとを通して、該露光光により該基板設置面上
   に設置された基板を該フォトマスクの有する露光パター
   ンに従って露光することを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の露光装置において、 前記マスク設置面に設置されるフォトマスクの凹凸に対
   応して、前記マスク設置面は凹凸形状を形成して有して
   おり、 該フォトマスクの設置は該フォトマスクの凹凸を、対応
   する該マスク設置面の凹凸形状に嵌合させてなされるこ
   とを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の露光装置において、 前記のマスクステージの上面は平坦であり、 前記の凹凸形状を有するマスク設置面は、前記のマスク
   ステージの該上面部に前記露光光が透過可能な部材を積
   層して形成されたものであることを特徴とする露光装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れか一項記載
   の露光装置において、 前記マスクステージは水平移動機構を有して可動であ
   り、 更に、座標測定装置を前記基板ステージに並設して有
   し、 該座標測定装置は、水平移動されたマスクステージのマ
   スク設置面に設置されたフォトマスクの有する露光パタ
   ーンの座標測定が可能であることを特徴とする露光装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３の何れか一項記載
   の露光装置において、 前記基板ステージは位置可変機構を有して前記のマスク
   ステージ上方の配設位置から可動であり、 更に、移動可能な座標測定装置を有し、 前記基板ステージと該座標測定装置とを移動させ、該座
   標測定装置により前記マスクステージのマスク設置面に
   設置されたフォトマスクの有する露光パターンの座標測
   定を可能としたことを特徴とする露光装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５の何れか一項記載
   の露光装置において、 更に、モニターカメラが配設され、前記のマスクステー
   ジのマスク設置面に設置されたフォトマスクの観測を可
   能としたこと特徴とする露光装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れか一項記載
   の露光装置において、 更に、気体供給機構を有し、前記のマスクステージのマ
   スク設置面に設置されたフォトマスク上に気体供給を可
   能としたこと特徴とする露光装置。
8. 【請求項８】 露光光の光源となるランプと、 露光パターンを形成して有するフォトマスクとを用いて
   基板の露光面に該露光光を照射する露光方法において、 該露光光の透過可能な部材からなるマスクステージを使
   用し、該マスクステージの上面にフォトマスクを設置
   し、 基板の露光面が該フォトマスクに対向するように、露光
   面を下方に向けて基板を設置し、 更に、該マスクステージの下方から該ランプの発する露
   光光を入射させ、該マスクステージと該マスクステージ
   上のフォトマスクを通して、該基板の露光面に該フォト
   マスクの露光パターンに従って該露光光を照射すること
   を特徴とする露光方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の露光方法において、 前記マスクステージ上面に設置されるフォトマスクの凹
   凸に対応して、前記マスクステージ上面は凹凸形状を形
   成して有しており、 該フォトマスクの設置は該フォトマスクの凹凸を、対応
   する該マスクステージ上面の凹凸形状に嵌合させてなさ
   れることを特徴とする露光方法。