KR101772225B1 - 노광 장치 및 노광 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 작업물이 변형된 경우에도 작업물의 피노광 영역에 따라 마스크의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공한다.
(해결 수단) 이 노광 방법은, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크와 마스크 (21) 의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 카메라 (152) 에 의해 검출하는 공정과, 얼라인먼트 카메라 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 위치 어긋남량과 작업물 (W) 의 변형량을 산출하는 공정과, 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정하는 공정과, 얼라인먼트 조정 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에서, 산출된 변형량에 기초하여, 광원 (161) 으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정하는 공정을 구비한다.

Description

노광 장치 및 노광 방법{EXPOSURE APPARATUS AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은, 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 감광제가 도포된 작업물에 마스크 패턴이 형성된 마스크를 개재하여 노광광을 조사하여 노광함으로써, 작업물 상에 마스크 패턴을 전사하는 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다.
종래의 노광 장치에는, 감광제가 도포된 작업물을 마스크에 대해 수 10 ㎛ ∼ 수 100 ㎛ 의 갭으로 근접시켜, 마스크를 개재하여 작업물에 노광광을 조사하여 노광하는 근접 노광 장치와, 작업물을 마스크에 밀착시키고, 마스크를 개재하여 작업물에 노광광을 조사하여 노광하는 밀착 노광 장치가 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 3 참조).
특허문헌 1 에 기재된 근접 노광 장치에서는, 후프 형상 등의 작업물을 풀음 장치와 감음 장치를 사용하여 노광 영역에 보내고, 작업물의 기준 위치에 마스크의 위치가 일치하도록 마스크를 위치 조정하면서, 작업물의 반송 방향을 따른 노광 영역을 연속하여 노광하는 추종 노광이 실시되고 있다. 또한, 특허문헌 2 에 기재된 근접 노광 장치에서는, 작업물 스테이지에 탑재된 작업물에 대해 마스크를 근접 배치하여, 마스크와 작업물의 갭을 계측하고, 작업물 스테이지에 탑재된 상하 미동 장치를 사용하여 작업물을 틸트 보정하고, 갭 조정을 도모하면서 노광이 실시된다.
특허문헌 3 에 기재된 밀착 노광 장치에서는, 후프 형상 등의 작업물을 풀음 장치와 감음 장치를 사용하여 노광 위치에 보내고, 작업물의 표리면에 소정 전사 패턴을 갖는 표측 마스크 및 이측 마스크의 얼라인먼트 조정을 실시한 후, 작업물과 표리 마스크를 밀착시킨다. 그리고, 마스크를 향하여 노광광을 조사함으로써, 마스크의 전사 패턴을 작업물의 표리면에 노광 전사한다.
또한, 노광 장치의 조명 광학계로는, 거울 자체의 왜곡수차의 보정이나, 마스크의 신축이나 작업물의 굴곡에 대응하기 위해서, 콜리메이션 미러 (오목면경) 나 평면경과 같은 반사경의 곡률을 수동 (이송 나사 등) 또는 자동 (압전 소자 등) 으로 국부적으로 변화시키는 기구가 여러 가지 고안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 4 ∼ 8 참조). 예를 들어, 특허문헌 4 에 기재된 콜리메이션 미러에서는, 미러 이면의 중앙 부분을 고정 지지함과 함께, 각 변 부분을 브래킷에 의해 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. 그리고, 얼라인먼트용 카메라를 사용하여 얼라인먼트 마크를 관측하고, 그 브래킷을 모터에 의해 수나사를 개재하여 변위시킴으로써, 콜리메이션 미러를 변위시켜, 디클리네이션 각을 노광할 때마다 변화시키고 있다.
또한, 이들의 노광 장치에 사용되는 마스크로서, 비교적 저렴한 필름 마스크를 사용하는 것이 고안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 9 및 10 참조). 특허문헌 9 에 기재된 근접 노광 장치에서는, 유리판 유지 수단에 의해 투명 유리판을 유지하고, 투명 유리판의 하면에 형성된 밀접 평면에, 필름 마스크를 흡착 유지함으로써, 안정적인 미소 간극을 확보하여, 고품질의 노광을 실시하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 10 에 기재된 밀착 노광 장치에서는, 필름 마스크와 지지체를 가장자리부에서 체결하고, 필름 마스크와 지지체 사이에 유체를 도입하여 가압함으로써, 필름 마스크를 작업물에 밀착시키는 것이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2006- 292919호 일본 공개특허공보 2002-365810호 일본 공개특허공보 2005-92027호 일본 공개특허공보 2005-129785호 일본 공개특허공보 평07-201711호 일본 공개특허공보 평09-304940호 일본 공개특허공보 2001-042281호 일본 공개특허공보 2003-077823호 일본 공개특허공보 2005-300753호 일본 특허공보 제3099841호
그런데, 후프 형상의 작업물은 노광 영역에서 평판 형상으로 되는데, 노광시의 작업물이 변형되어 피노광 부위가 직사각형으로 되지 않고, 평행 사변형으로 되는 경우가 있다. 이 경우, 작업물과 마스크의 얼라인먼트 조정을 실시해도, 마스크의 패턴과 작업물의 피노광 부위 사이에 어긋남이 발생하여 노광 정밀도가 저하된다는 과제가 있었다.
또한, 특허문헌 4 ∼ 8 에 기재된 종래의 콜리메이션 미러나 평면 미러의 곡률을 변화시키는 기구는, 작업물의 변형에 의한 피노광 영역의 형상에 대응하도록 고려되어 있지 않다. 또한, 이들 기구는, 모두 100 ㎛ 오더의 양에서의 변위때문에, 상기 작업물의 형상에 충분히 대응할 수 있는 것이 아니었다.
또한, 후프 형상이나 시트 형상의 작업물을 사용하고, 작업물을 반송하면서 노광하는 근접 노광으로는, 특허문헌 1 에 기재된 바와 같은 추종 노광 이외에, 작업물의 피노광 부위를 노광 영역에서 정지시킨 상태에서 노광하는 방법이 있다. 이와 같은 노광 방법에 있어서도, 작업물과 마스크의 갭을 균일하게 한 상태에서 노광하는 것이 바람직한데, 후프 형상의 작업물이나 작업물 스테이지보다 큰 대형 시트 형상의 작업물에 대해, 작업물 스테이지에 형성된 상하 미동 기구를 사용하여 틸트 보정하기는 매우 곤란하였다.
또한, 특허문헌 9 에 기재된 근접 노광 장치에서는, 필름을 유리판에 진공 흡착시키기 때문에, 흡착압에 의해 필름에 변형이나 주름 등이 발생하는 경우가 있다. 또한, 새로운 필름 마스크를 사용하는 경우에는, 다시 필름 마스크를 진공 흡착시킬 필요가 있기 때문에, 마스크 교환 시간 (장치 다운 타임) 이 길어진다는 과제가 있다. 또한, 특허문헌 10 에 기재된 밀착 노광 장치에서는, 필름 마스크를 다시 부착할 때에 체결을 해제하는 작업이 필요하여, 마스크 교환 시간 (장치 다운 타임) 이 길어진다. 또한, 모두 필름 마스크를 유리판에 흡착시키는 기구가 필요하여, 장치가 복잡해진다는 문제가 있었다.
본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 작업물이 변형된 경우에도 작업물의 피노광 영역의 형상에 따라 마스크의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 다른 목적은, 작업물을 노광 영역에 반송함과 함께, 노광 영역에서 정지시킨 상태에서 노광할 때, 작업물과 마스크의 갭을 균일화하도록 틸트 보정한 후 노광할 수 있고, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있는 근접 노광 장치 및 근접 노광 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.
(1) 광원으로부터의 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 노광 방법으로서,
상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 검출계에 의해 검출하는 공정과,
상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량과 상기 작업물의 변형량을 산출하는 공정과,
상기 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 공정과,
상기 얼라인먼트 조정 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에 있어서, 상기 산출된 변형량에 기초하여, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경의 곡률을 보정하는 공정을 구비하는 노광 방법.
(2) 상기 반사경의 곡률 보정 공정은,
상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 공정과,
상기 반사경을 개재하여, 반사판에 비친 그 지향성을 갖는 광을 촬상 수단에 의해 촬상하는 공정과,
상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 공정을 구비하고, 그 변위량이 산출된 변형량과 대응하도록 상기 곡률을 보정하는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 노광 방법.
(3) 상기 지향성을 갖는 광은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사되고,
상기 반사판은, 인테그레이터 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 (2) 에 기재된 노광 방법.
(4) 상기 반사판은 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크에 조사할 때에, 그 광속의 광로로부터 퇴피하는 것을 특징으로 하는 (3) 에 기재된 노광 방법.
(5) 상기 촬상 수단은, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속의 광로 상으로부터 떨어진 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 (3) 에 기재된 노광 방법.
(6) 상기 얼라인먼트 검출계는, 직사각형 형상의 상기 마스크의 단부 (端部) 근방에 각각 배치된 적어도 2 개 이상의 얼라인먼트 검출계를 구비하고,
상기 각 얼라인먼트 검출계의 근방에는, 상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 조사하는 레이저 광원이 상기 얼라인먼트 검출계의 수와 같은 수 또는 그 이상 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 (3) 에 기재된 노광 방법.
(7) 상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 각각 조사하는 복수의 레이저 광원과, 상기 복수의 레이저 광원에 대응하여 각각 형성되고, 상기 반사경에서 반사한 상기 레이저광을 상기 반사판을 향하여 각각 반사하는 복수의 미러를 구비한 집광 미러군을 구비하고,
상기 복수의 레이저 광원은, 상기 레이저광을 상기 노광광의 광속의 광로 외에서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사하고,
상기 촬상 수단은, 상기 반사경 및 상기 집광 미러군을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 레이저광을 촬상하는 것을 특징으로 하는 (2) 에 기재된 노광 방법.
(8) 적어도 상기 얼라인먼트 조정 공정 후에, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 검출계에 의해 재검출하는 공정과,
상기 산출 공정에서, 상기 재검출된 양 얼라인먼트의 어긋남량에 기초하여 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량이 허용치 이하인지 여부를 판별하는 공정을 추가로 구비하고,
상기 판별 공정에서, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량이 상기 허용치를 초과하는 경우에 상기 얼라인먼트 조정 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 노광 방법.
(9) 상기 재검출 공정은, 상기 얼라인먼트 조정 공정과 상기 반사경의 곡률 보정 공정 후에 이루어지고,
상기 재검출 공정은, 상기 곡률 보정한 반사경으로부터의 광속에 의해 투영된 상기 마스크측의 얼라인먼트 마크의 상기 작업물 상에서의 그림자를 추가로 검출하고,
상기 산출 공정은, 상기 재검출된 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와, 상기 마스크측의 얼라인먼트 마크의 그림자의 오프셋량을 산출하고,
상기 판별 공정은, 상기 오프셋량이 허용치 이하인지 여부를 판별하고,
상기 판별 공정에서, 상기 오프셋량이 허용치를 초과하는 경우에, 상기 오프셋량에 기초하여 상기 반사경의 곡률 보정 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 (8) 에 기재된 노광 방법.
(10) 상기 마스크의 패턴과 작업물 사이에 소정 갭이 형성된 상태에서, 상기 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 노광 방법.
(11) 상기 마스크의 하면에는, 상기 노광광을 투과할 수 있고, 또한 노광시에 상기 작업물과 밀착할 수 있는 투과 매체가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 (10) 에 기재된 노광 방법.
(12) 상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물측에 배치한 상태에서 상기 마스크 유지부에 흡착 유지되는 것을 특징으로 하는 (10) 에 기재된 노광 방법.
(13) 상기 필름 마스크의 패턴은, 상기 필름 마스크의 상기 투명 매체에 부착되는 측의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 (12) 에 기재된 노광 방법.
(14) 상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물과 반대측에 배치한 상태에서 상기 마스크 유지부에 흡착 유지되고,
상기 투명 매체를 상기 작업물에 밀착시켜, 상기 필름 마스크와 상기 작업물을 상기 투명 매체에 의해 상기 소정 갭을 유지한 상태에서, 상기 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하는 것을 특징으로 하는 (10) 에 기재된 노광 방법.
(15) (1) 에 기재된 상기 노광 방법에 의해 제조된 작업물.
(16) 작업물을 지지하는 작업물 지지부와, 마스크를 지지하는 마스크 지지부와, 상기 작업물과 상기 마스크를 상대적으로 이동시키는 이송 기구와, 광원 및 그 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경을 구비한 조명 광학계와, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 검출계를 구비하고, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 노광 장치로서,
상기 조명 광학계는, 상기 반사경의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 지지 기구와, 그 지지 기구를 이동시킬 수 있는 지지 기구 구동 수단을 구비하고,
상기 이송 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크를 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
상기 반사경은, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 작업물의 변형량에 기초하여, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 노광 장치.
(17) 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 검출용 광원과, 상기 반사경에서 반사된 상기 지향성을 갖는 광이 투영되는 반사판과, 상기 반사경을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 지향성을 갖는 광을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 제어부를 갖는 곡률 보정량 검출계를 추가로 구비하고,
상기 반사경은, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 상기 곡률 보정량 검출계에 의해 검출된 상기 지향성을 갖는 광의 변위량이, 상기 산출된 작업물의 변형량과 대응하도록, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 (16) 에 기재된 노광 장치.
(18) 상기 검출용 광원은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 상기 지향성을 갖는 광을 조사하고,
상기 반사판은, 상기 조명 광학계의 인테그레이터 근방에, 상기 노광광의 광속의 광로로부터 퇴피할 수 있게 배치되는 것을 특징으로 하는 (16) 에 기재된 노광 장치.
(19) 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,
상기 마스크와 대향하는 노광 영역에 작업물을 반송하는 반송 기구와,
상기 노광 영역에 위치하는 상기 작업물에 대해 노광광을 상기 마스크를 개재하여 조사하는 조명 광학계를 구비하고,
상기 노광 영역에 반송된 상기 작업물의 피노광 부위를 정지시키고, 상기 작업물과 상기 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 상기 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 근접 노광 장치로서,
상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계와,
상기 노광 영역에 위치하는 작업물과 상기 마스크의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 검출계와,
그 마스크 유지부를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 그 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구를 추가로 갖고,
상기 마스크 구동 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
상기 마스크 구동 기구는, 상기 갭 검출계에 의해 검출된 상기 갭에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 상기 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정하는 것을 특징으로 하는 근접 노광 장치.
(20) 상기 갭 검출계와 상기 얼라인먼트 검출계는, 동일한 검출계 구동 기구에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 (19) 에 기재된 근접 노광 장치.
(21) 상기 조명 광학계는, 광원 및 그 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경과, 그 반사경의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 지지 기구와, 그 지지 기구를 이동시킬 수 있는 지지 기구 구동 수단을 구비하고,
상기 마스크 구동 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
상기 반사경은, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 작업물의 변형량에 기초하여, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 것을 특징으로 하는 (19) 에 기재된 근접 노광 장치.
(22) 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 검출용 광원과, 상기 반사경에서 반사된 상기 지향성을 갖는 광이 투영되는 반사판과, 상기 반사경을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 지향성을 갖는 광을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 제어부를 갖는 곡률 보정량 검출계를 추가로 구비하고,
상기 반사경은, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 상기 곡률 보정량 검출계에 의해 검출된 상기 지향성을 갖는 광의 변위량이, 상기 산출된 작업물의 변형량과 대응하도록, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 것을 특징으로 하는 (21) 에 기재된 근접 노광 장치.
(23) 상기 검출용 광원은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 상기 지향성을 갖는 광을 조사하고,
상기 반사판은, 상기 조명 광학계의 인테그레이터 근방에, 상기 노광광의 광속의 광로로부터 퇴피할 수 있게 배치되는 것을 특징으로 하는 (22) 에 기재된 근접 노광 장치.
(24) 상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 각각 조사하는 복수의 레이저 광원과, 상기 복수의 레이저 광원에 대응하여 각각 형성되고, 상기 반사경에서 반사한 상기 레이저광을 상기 반사판을 향하여 각각 반사하는 복수의 미러를 구비한 집광 미러군을 구비하고,
상기 복수의 레이저 광원은, 상기 레이저광을 상기 노광광의 광속의 광로 외에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사하고,
상기 촬상 수단은, 상기 반사경 및 상기 집광 미러군을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 레이저광을 촬상하는 것을 특징으로 하는 (22) 에 기재된 근접 노광 장치.
(25) 상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물측에 배치한 상태에서 상기 마스크 유지부에 흡착 유지되는 것을 특징으로 하는 (19) 에 기재된 근접 노광 장치.
(26) 상기 필름 마스크의 패턴은, 상기 필름 마스크의 상기 투명 매체에 부착되는 측의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 (25) 에 기재된 근접 노광 장치.
(27) 상기 마스크 구동 기구는,
그 마스크 유지부를 상기 X 방향 및 연직 방향인 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 1 구동부와, 그 마스크 유지부를 상기 Y 방향으로 안내할 수 있는 제 1 안내부를 갖는 1 쌍의 제 1 구동 기구와,
상기 마스크 유지부를 상기 Y 방향 및 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 2 구동부와, 그 마스크 유지부를 상기 X 방향으로 안내할 수 있는 제 2 안내부를 갖는 제 2 구동 기구를 갖고,
상기 제 1 구동부에 의해 상기 마스크 유지부를 X 방향 또는 θ 방향으로 구동했을 때, 상기 제 2 안내부에 의해 상기 마스크 유지부의 이동량을 흡수하고,
상기 제 2 구동부에 의해 상기 마스크 유지부를 Y 방향으로 구동했을 때, 상기 제 1 안내부에 의해 상기 마스크 유지부의 이동량을 흡수하고,
상기 제 1 및 제 2 구동부의 적어도 하나에 의해 상기 마스크 유지부를 틸트 구동했을 때, 상기 제 1 및 제 2 안내부의 적어도 하나에 의해 상기 마스크 유지부의 틸트에 의한 상기 제 1 및 제 2 구동 기구간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량을 흡수하는 것을 특징으로 하는 (19) 에 기재된 근접 노광 장치.
(28) 상기 조명 광학계는, 상기 광원과 그 광원으로부터 발생된 광에 지향성을 갖게 하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 (19) 에 기재된 근접 노광 장치.
(29) 마스크를 유지하는 마스크 유지부와, 상기 마스크와 대향하는 노광 영역에 작업물을 반송하는 반송 기구와, 상기 노광 영역에 위치하는 작업물에 대해 노광광을 상기 마스크를 개재하여 조사하는 조명 광학계와, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계와, 상기 노광 영역에 위치하는 작업물과 상기 마스크의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 검출계와, 그 마스크 유지부를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 그 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구를 갖고, 상기 반송된 상기 작업물의 피노광 부위를 상기 노광 영역에 정지시킴과 함께, 상기 작업물과 상기 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 상기 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 근접 노광 장치를 사용한 근접 노광 방법으로서,
상기 얼라인먼트 검출계를 사용하여, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 검출하는 공정과,
상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 구동 기구에 의해 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 공정과,
상기 갭 검출계에 의해 검출된 상기 갭에 기초하여, 상기 마스크 구동 기구에 의해 상기 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 상기 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 근접 노광 방법.
(30) 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량과 상기 작업물의 변형량을 산출하는 공정과,
상기 얼라인먼트 조정 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에 있어서, 상기 산출된 변형량에 기초하여, 상기 조명 광학계의 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경의 곡률을 보정하는 공정을 추가로 구비하고,
상기 얼라인먼트 조정 공정은, 상기 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 것을 특징으로 하는 (29) 에 기재된 근접 노광 방법.
(31) 상기 반사경의 곡률 보정 공정은,
상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 공정과,
상기 반사경을 개재하여, 인테그레이터 근방에 배치된 반사판에 비친 그 지향성을 갖는 광을 촬상 수단에 의해 촬상하는 공정과,
상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 공정을 구비하고, 그 변위량이 산출된 변형량과 대응하도록 상기 곡률을 보정하는 것을 특징으로 하는 (29) 에 기재된 근접 노광 방법.
(32) (29) 에 기재된 근접 노광 방법에 의해 제조되는 작업물.
본 발명의 노광 방법 및 노광 장치에 의하면, 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 작업물과 마스크의 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 마스크와 작업물의 위치 어긋남량과 작업물의 변형량을 산출하고, 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 작업물과 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께, 얼라인먼트 조정과 동시 또는 별도의 타이밍에 있어서, 산출된 변형량에 기초하여, 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경의 곡률을 보정하도록 했으므로, 작업물이 변형된 경우에도 작업물의 피노광 영역의 형상에 따라 마스크의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 반사경의 곡률 보정은, 반사경에서 노광면측으로부터 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하고, 반사경을 개재하여, 반사판에 비친 지향성을 갖는 광을 촬상 수단에 의해 촬상하고, 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하고, 그 변위량이 산출된 변형량과 대응하도록 곡률 보정하므로, 지향성을 갖는 광의 변위량을 촬상하면서 작업물의 변형량에 대응하는 반사경의 곡률 보정을 확실하게 실시할 수 있다.
본 발명의 근접 노광 장치에 의하면, 노광 영역에 반송된 작업물의 피노광 부위를 정지시키고, 작업물과 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하고, 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사한다. 여기서, 근접 노광 장치는, 작업물의 얼라인먼트 마크와 마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계와, 노광 영역에 위치하는 작업물과 마스크의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 검출계와, 마스크 유지부를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구를 갖고, 마스크 구동 기구는, 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 마스크 유지부를 수평면 상에서 구동시킴으로써 작업물과 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께, 마스크 구동 기구는, 갭 검출계에 의해 검출된 갭에 기초하여, 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정한다. 따라서, 작업물을 반송함과 함께, 노광 영역에서 정지시킨 상태에서 노광할 때, 얼라인먼트 조정과 함께, 작업물과 마스크의 갭을 균일화하도록 틸트 보정한 후 노광할 수 있고, 마스크의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 본 발명의 근접 노광 방법에 의하면, 반송된 작업물의 피노광 부위를 노광 영역에 정지시킴과 함께, 작업물과 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하고, 마스크의 패턴을 작업물에 전사한다. 여기서, 근접 노광 방법은, 얼라인먼트 검출계를 사용하여, 작업물의 얼라인먼트 마크와 마스크의 얼라인먼트 마크를 검출하는 공정과, 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 마스크 구동 기구에 의해 마스크 유지부를 수평면 상에서 구동시킴으로써 작업물과 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 공정과, 갭 검출계에 의해 검출된 갭에 기초하여, 마스크 구동 기구에 의해 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정하는 공정을 구비한다. 따라서, 작업물을 반송함과 함께, 노광 영역에서 정지시킨 상태에서 노광할 때, 얼라인먼트 조정과 함께, 작업물과 마스크의 갭을 균일화하도록 틸트 보정한 후 노광할 수 있고, 마스크의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 근접 노광 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 는 도 1 에 있어서의 마스크 유지 기구의 사시도이다.
도 3 은 도 1 에 있어서의 마스크 유지 기구의 평면도이다.
도 4 는 도 3 에 있어서의 IV-IV 단면도이다.
도 5 는 도 4 에 있어서의 제 1 구동 기구의 확대도이다.
도 6 은 도 3 에 있어서의 VI-VI 단면도이다.
도 7 은 변형예의 마스크 유지 기구의 종단면도이다.
도 8(a) 는 변형예의 마스크의 상세를 도시한 단면도이고, 도 8(b) 는 다른 변형예이다.
도 9(a) 는 얼라인먼트 검출계 및 갭 센서가 장착된 센서 캐리어를 도시한 정면도이고, 도 9(b) 는 그 측면도이다.
도 10 은 센서 캐리어의 변형예를 도시한 도면이다.
도 11 은 도 1 의 조명 광학계 및 곡률 보정량 검출계를 도시한 도면이다.
도 12(a) 는 카세트를 도시한 정면도이고, 도 12(b) 는 도 12(a) 의 XII 방향에서 본 단면도이고, 도 12(c) 는 도 12(a) 의 XII' 방향에서 본 카세트의 단면도를 인테그레이터 렌즈와 함께 도시한 도면이다.
도 13 은 카세트에 장착된 광원부 근방의 확대 단면도이다.
도 14 는 각 광원부의 제어 구성을 도시하기 위한 도면이다.
도 15 는 램프 누름 기구의 변형예를 도시한 카세트의 단면도이다.
도 16(a) 는 조명 광학계의 반사경 지지 구조를 도시한 정면도이고, 도 16(b) 는 도 16(a) 의 XVI-XVI 선을 따른 단면도이며, 도 16(c) 는 도 16(a) 의 XVI'-XVI' 선을 따른 단면도이다.
도 17 은 도 16 의 반사경 지지 구조의 지지 기구를 작동한 상태를 도시한 도면이다.
도 18 은 조명 광학계의 반사경 지지 구조의 변형예를 도시한 도면이다.
도 19 는 본 실시형태의 노광 방법의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
도 20 은 얼라인먼트 조정 후의 마스크와 작업물의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 21(a) 는 반사경의 곡률을 보정하기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 21(b) 는 도 21(a) 의 좌측 카메라의 촬상도이며, 도 21(c) 는, 도 21(a) 의 우측 카메라의 촬상도이다.
도 22(a) 는, 반사경의 곡률을 보정한 후 상태를 도시한 도면이고, 도 22(b) 는 도 22(a) 의 좌측 카메라의 촬상도이며, 도 22(c) 는 도 22(a) 의 우측 카메라의 촬상도이다.
도 23 은 반사판에 투영되는 레이저광의 변위량을 도시한 도면이다.
도 24 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 마스크 유지 기구의 사시도이다.
도 25(a) 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치에 있어서, 반사경의 곡률을 보정하기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 25(b) 는 도 25(a) 의 좌측 카메라의 촬상도이고, 도 25(c) 는 (a) 의 우측 카메라의 촬상도이다.
도 26(a) 는, 도 25 의 노광 장치에 있어서, 반사경의 곡률을 보정한 후 상태를 도시한 도면이고, 도 26(b) 는, 도 26(a) 의 좌측 카메라의 촬상도이며, 도 26(c) 는, 도 26(a) 의 우측 카메라의 촬상도이다.
도 27 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 곡률 보정량 검출계를 도시한 도면이다.
도 28 은 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 양면 노광 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 29 는 도 28 의 마스크 지지 기구를 도시한 단면도이다.
도 30 은 얼라인먼트 기구를 도시한 도면이고, 도 30(a) 는 그 정면도이고, 도 30(b) 는 도 30(a) 의 XXX-XXX 단면도이고, 도 30(c) 는 도 30(a) 의 XXX'-XXX' 단면도이며, 도 30(d) 는 도 30(b) 의 XXX''-XXX'' 단면도이다.
도 31 은 제 5 실시형태에 적용되는 필름 마스크의 상세를 도시한 단면도이다.
도 32 는 제 5 실시형태에 있어서 필름 마스크를 사용하여 반사경의 곡률을 보정하는 상태를 설명하는 도면이다.
도 33 은 제 5 실시형태에 있어서, 투명 매체가 장착된 마스크를 사용하여 반사경의 곡률을 보정하는 상태를 설명하는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 각 실시형태에 관련된 근접 노광 장치 및 근접 노광 방법에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 작업물의 반송 방향을 수평면상의 일 방향인 X 방향으로 하고, X 방향과 직교하는 수평면 상의 방향을 Y 방향, X 방향 및 Y 방향과 직교하는 연직 방향을 Z 방향, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 축 둘레 방향을 θ 방향으로 정의한다.
(제 1 실시형태)
먼저, 도 1 을 참조하여, 제 1 실시형태의 근접 노광 장치를 설명하면, 도 면에 있어서 부호 1 은 후프재 등의 작업물 (W) 을 수평 방향으로 택트 이송으로 풀기 위한 풀음 장치, 2 는 노광 영역 (P) 의 하류측에 배치되어 노광 후의 작업물 (W) 을 감기 위한 감음 장치이다.
풀음 장치 (1) 와 감음 장치 (2) 사이에는, 작업물 (W) 의 반송 방향을 따라 연장되는 가대 (架台 ; 3) 가 복수의 기립 프레임 (F) 사이에 걸쳐서 설치되어 있다. 그 가대 (3) 상에는, 작업물 (W) 을 흡착시키는 작업물 척 (4) 을 구비하고, 작업물 (W) 을 지지하는 작업물 테이블 (작업물 지지부 ; 5) 이 설치되어 있고, 작업물 척 (4) 의 위치에서 노광 영역 (P) 이 형성된다. 또한, 풀음 장치 (1) 와 노광 영역 (P) 사이, 및 감음 장치 (2) 와 노광 영역 (P) 사이에는, 각각 텐션 롤 (6a, 6b), 1 쌍의 가이드 롤 (7a, 7b), 및 1 쌍의 인덱스 롤 (8a, 8b) 이 배치되어 있다.
텐션 롤 (6a, 6b) 은, Z 방향으로 구동시킬 수 있게 장착되어 있어, 작업물 (W) 의 느슨해짐을 방지한다. 1 쌍의 가이드 롤 (7a, 7b) 은, X 방향으로 구동시킬 수 있게 장착되어 있고, 작업물 (W) 을 사이에 끼워 노광 영역 (P) 에 위치하는 작업물 (W) 에 텐션을 부여한다. 1 쌍의 인덱스 롤 (8a, 8b) 은, Y 방향 및 θ 방향으로 구동시킬 수 있게 장착되어 있고, 작업물 (W) 을 이동시켜, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 위치를 조정한다. 또한, 본 실시형태에서는, 풀음 장치 (1), 감음 장치 (2), 텐션 롤 (6a, 6b), 1 쌍의 가이드 롤 (7a, 7b), 및 1 쌍의 인덱스 롤 (8a, 8b) 이 본 발명의 반송 장치를 구성하고 있다.
도 2 ∼ 도 6 에 도시한 바와 같이, 마스크 유지 기구 (10) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 대략 직사각형 형상의 마스크 유지부 (16) 와, 본 발명의 마스크 구동 기구 (200) 를 이루는, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 및 제 2 구동 기구 (12) 를 구비한다. 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B), 및 제 2 구동 기구 (12) 는, 근접 노광 장치의 기립 프레임 (F) 에 고정된 대략 직사각형 프레임 형상의 프레임 (13) 에 배치 형성되어 있다. 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 는, 프레임 (13) 의 Y 방향을 따른 1 변 (13a) 에, Y 방향으로 이간되어 고정되어 있고, 마스크 유지부 (16) 의 Y 방향으로 연장되는 1 변 (16a) 을, 그 1 변 (16a) 의 중간 위치로부터 등간격 떨어진 위치에서 각각 지지되어 있다. 제 2 구동 기구 (12) 는, 프레임 (13) 의 Y 방향을 따른 다른 1 변 (13b) 에 고정되어 있고, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 가 지지하는 마스크 유지부 (16) 의 1 변 (16a) 과 대향하는 1 변 (16b) 의 중간 위치를 지지하고 있다.
제 1 및 제 2 구동 기구 (11A, 11B, 12) 는, 하면에 마스크 (M) 가 유지되는 마스크 유지부 (16) 를 프레임 (13) 의 범위 내에서 X, Y, Z, θ 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 유지한다. 또한, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 는, 후술하는 X 축 모터 (22) 의 장착 방향이 상이한 것 이외에는, 동일 구조를 가지므로, 이하의 설명에서는, 주로 제 1 구동 기구 (11A) 에 대해 설명한다.
도 5 도 참조하여, 제 1 구동 기구 (11A) 는, 마스크 유지부 (16) 를 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 1 Z 축 모터 (21) 및 X 방향으로 구동시킬 수 있는 X 축 모터 (22) 를 갖는 제 1 구동부 (20) 와, 마스크 유지부 (16) 를 Y 방향으로 안내하는 제 1 안내부인 1 쌍의 Y 방향의 리니어 가이드 (23) 를 구비한다. 제 1 Z 축 모터 (21) 는, 프레임 (13) 의 1 변 (13a) 에 고정된 하우징 (24) 에, 회전축 (25) 을 Z 방향 하방을 향하여 고정되어 있다. 회전축 (25) 에는, 하우징 (24) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 나사축 (28) 이 연결되어 있고, 나사축 (28) 에 나사 결합하는 너트 (27) 와 함께 볼 나사 기구를 구성한다.
너트 (27) 에는, Z 축 방향의 리니어 가이드 (29) 에 안내되어 Z 방향으로 이동할 수 있게 된 제 1 Z 축 가동대 (31) 가 고정되어 있다. 이로 인해, 제 1 Z 축 모터 (21) 가 회전하면, 제 1 Z 축 가동대 (31) 가 Z 방향으로 이동한다.
제 1 Z 축 가동대 (31) 의 상부로부터 프레임 (13) 의 내측 (X 방향) 을 향해 연장되어 형성된 연장부 (31a) 에는, 제 1 자재 (自在) 이음새로서의 십자 이음새 (34) 의 일방의 コ 자 부재 (32a) 가 고정되어 있다. 십자 이음새 (34) 는, 양 단에 형성된 축 지지부가, 서로 직교하는 방향으로 조합되어 배치된 1 쌍의 コ 자 부재 (32a, 32b) 와, 각 축 지지부에 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 끼워맞추어진 십자축 (33) 으로 구성된다. 이로 인해, 타방의 コ 자 부재 (32b) 는, 일방의 コ 자 부재 (32a) 에 대해, XZ 면, 및 YZ 면 내에서 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 연결된다. 또한, 도 4 에서는, 십자 이음새 (34), 및 후술하는 십자 이음새 (64) 등을 생략 하여 도시하고 있다.
십자 이음새 (34) 의 타방의 コ 자 부재 (32b) 는, X 축 모터 기대 (35) 에 고정되어 있다. X 축 모터 기대 (35) 에는, X 축 모터 (22) 가, 제 1 경사 방향, 즉 수평면 내 (XY 면) 에서 X 방향에 대해 소정 각도
Figure 112010020535291-pat00001
만큼 기울어져 고정되어 있다 (도 4 참조). X 축 모터 (22) 의 회전축에 고정된 나사축 (36) 에는 너트 (37) 가 나사 결합하고, 이 너트 (37) 는 제 1 안내판 (38) 에 고정되어 있다. 또한, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 각 X 축 모터 (22) 는, 그 축심의 장착 각도
Figure 112010020535291-pat00002
가 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 간의 X 방향 중심선 X (본 실시형태에서는, 마스크 유지부 (16) 의 중심 (G) 을 통과하는 X 방향 중심선) 에 대해 선대칭으로 배치되어 있다.
제 1 안내판 (38) 의 상면과, X 축 모터 기대 (35) 의 하면 사이에는, 가이드 레일 (39a) 및 슬라이더 (39b) 로 이루어지는 제 3 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (39) 가, 나사축 (36) 의 축심과 평행하게 배치 형성되어 있고, 제 1 안내판 (38) 을 제 1 경사 방향으로 안내한다.
또한, 제 1 안내판 (38) 의 하면에는, Y 방향으로 연장되는 가이드 레일 (23a) 및 슬라이더 (23b) 로 이루어지는 제 1 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (23) 가 형성되어 있고, 1 쌍의 슬라이더 (23b) 에 고정된 회전대 (41) 를 Y 방향으로 안내한다. 회전대 (41) 에는, 회전축 (41a) 이 장착되고, 그 회전축 (41a) 의 주위에 구름 베어링 (40) 을 배치하고, 마스크 유지부 (16) 를 수평면 내에서 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하는 회전 지지 기구 (42) 를 구성한다.
제 2 구동 기구 (12) 는, 마스크 유지부 (16) 를 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 2 Z 축 모터 (51) 및 Y 방향으로 구동시킬 수 있는 Y 축 모터 (52) 를 갖는 제 2 구동부 (50) 와, 마스크 유지부 (16) 를 X 방향으로 안내하는 제 2 안내부인 X 방향의 리니어 가이드 (53) 를 구비한다.
제 2 Z 축 모터 (51) 는, 프레임 (13) 의 1 변 (13b) 에 고정된 하우징 (54) 에, 회전축 (55) 을 Z 방향 하방을 향하여 고정되어 있다. 회전축 (55) 에는, 하우징 (54) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 나사축 (58) 이 연결되어 있고, 나사축 (58) 에 나사 결합하는 너트 (57) 와 함께 볼 나사 기구를 구성한다.
너트 (57) 에는, Z 축 방향의 리니어 가이드 (59) 에 안내되어 Z 방향으로 이동할 수 있게 된 제 2 Z 축 가동대 (61) 가 고정되어 있다. 이로 인해, 제 2 Z 축 모터 (51) 가 회전하면, 제 2 Z 축 가동대 (61) 가 Z 방향으로 이동한다.
제 2 Z 축 가동대 (61) 의 상부로부터 프레임 (13) 의 내측 (X 방향) 을 향해 연장되어 형성된 연장부 (61a) 에는, 제 2 자재 (自在) 이음새인 십자 이음새 (64) 의 일방의 コ 자 부재 (62a) 가 고정되어 있다. 십자 이음새 (64) 는, 양 단에 형성된 축 지지부가, 서로 직교하는 방향으로 조합되어 배치된 1 쌍의 コ 자 부재 (62a, 62b) 와, 각 축 지지부에 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 끼워맞추어지는 십자축 (63) 으로 구성된다. 이로 인해, 타방의 コ 자 부재 (62b) 는, 일방의 コ 자 부재 (62a) 에 대해, XZ 면, 및 YZ 면 내에서 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 연결된다.
십자 이음새 (64) 의 타방의 コ 자 부재 (62b) 는, Y 축 모터 기대 (65) 에 고정되어 있다. Y 축 모터 기대 (65) 에는, Y 축 모터 (52) 가, 제 2 경사 방향, 즉 수평면 내 (XY 면) 에서 Y 방향에 대해 소정 각도 β 만큼 기울어져 고정되어 있다 (도 3 참조). Y 축 모터 (52) 의 회전축에 고정된 나사축 (66) 에는 너트 (67) 가 나사 결합하고, 이 너트 (67) 는 제 2 안내판 (68) 에 고정되어 있다.
제 2 안내판 (68) 의 상면과, Y 축 모터 기대 (65) 의 하면 사이에는, 가이드 레일 (69a) 및 슬라이더 (69b) 로 이루어지는 제 4 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (69) 가, 나사축 (66) 의 축심과 평행하게 배치 형성되어 있어, 제 2 안내판 (68) 을 제 2 경사 방향으로 안내한다.
또한, 제 2 안내판 (68) 의 하면에는, X 방향으로 연장되는 가이드 레일 (53a') 및 슬라이더 (53b') 로 이루어지는 제 2 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (53) 가 형성되어 있고, 1 쌍의 슬라이더 (53b') 에 고정된 회전대 (71) 를 X 방향으로 안내한다. 회전대 (71) 에는, 회전축 (71a) 이 장착되고, 그 회전축 (71a) 의 주위에 구름 베어링 (70) 을 배치하여, 마스크 유지부 (16) 를 수평면 내에서 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하는 회전 지지 기구 (72) 를 구성한다.
상기한 바와 같이, 마스크 유지부 (16) 는, 3 개의 십자 이음새 (34, 34, 64) 를 개재하여 Z 축 가동대 (31, 31, 61) 에 지지되어 있으므로, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 제 1 Z 축 모터 (21, 21), 및 제 2 구동 기구 (12) 의 제 2 Z 축 모터 (51) 의 어느 것이 작동했을 때에 발생하는 Z 축 가동대 (31, 31, 61 ; 프레임 (13)) 와 마스크 유지부 (16) 의 상대적인 기울기가, 3 개의 십자 이음새 (34, 34, 64) 의 회전 운동에 의해 흡수된다.
또한, 마스크 유지부 (16) 는, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 구름 베어링 (40, 40), 및 제 2 구동 기구 (12) 의 구름 베어링 (70) 을 개재하여 Z 축 가동대 (31, 31, 61) 에 지지되어 있으므로, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 X 축 모터 (22, 22), 및 제 2 구동 기구 (12) 의 Y 축 모터 (52) 의 어느 것이 작동했을 때에 발생하는 프레임 (13) 과 마스크 유지부 (16) 의 상대적인 회전 (Z 축 둘레의 회전) θ 은, 3 개의 구름 베어링 (40, 40, 70) 에 의해 흡수된다.
이하, 본 실시형태의 마스크 유지 기구 (10) 의 각 동작에 대해 설명한다.
(X 방향 이동)
마스크 유지부 (16) 의 X 방향 이동은, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 X 축 모터 (22, 22) 를 서로 역방향으로 동기 회전시킴으로써 실시된다. 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 2 개의 X 축 모터 (22, 22) 를 회전시켜, 나사축 (36) 에 나사 결합하는 너트 (37) 를 개재하여 제 1 안내판 (38) 을 X 축 모터 기대 (35) 의 한 쌍의 리니어 가이드 (39) 에 의해 안내하면서 제 1 경사 방향 (화살표 A 방향) 으로 이동시킨다.
1 쌍의 리니어 가이드 (39) 가 X 축에 대해 각도
Figure 112010020535291-pat00003
경사져 있으므로, 제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향에 대한 이동량의 Y 방향 성분 (제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향 이동량 × sin
Figure 112010020535291-pat00004
) 은, 제 1 안내부 (23) 의 가이드 레일 (23a) 과 슬라이더 (23b) 의 상대 이동에 의해 흡수된다. 따라서, 회전대 (41), 즉 마스크 유지부 (16) 가 Y 방향으로 이동하지 않는다.
한편, 제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향에 대한 이동량의 X 방향 성분 (제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향 이동량 × cos
Figure 112010020535291-pat00005
) 은, 제 1 안내부 (23) 의 안내 방향 (Y 방향) 과 직교하고 있므로, 이동량의 X 방향 성분은 회전대 (41) 를 개재하여 마스크 유지부 (16) 에 전달되고, 마스크 유지부 (16) 를 X 방향으로 이동시킨다. 이 때, 제 2 구동 기구 (12) 의 제 2 안내부 (53) 는, 가이드 레일 (53a') 과 슬라이더 (53b') 가 상대 이동하여 마스크 유지부 (16) 의 X 방향 이동을 허용한다.
상기한 바와 같이, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 X 축 모터 (22, 22) 를, 2 개의 제 1 안내판 (38, 38) 의 제 1 경사 방향에 대한 이동량의 X 방향 성분이 동일한 길이가 되도록 동기 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 가 회전 (θ 방향) 하지 않고 X 방향으로 수평 이동한다.
또한, 1 쌍의 리니어 가이드 (39) 가 X 축에 대해 각도
Figure 112010020535291-pat00006
경사져 있으므로, 제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향에 대한 이동량인 cos
Figure 112010020535291-pat00007
가 마스크 유지부 (16) 의 X 방향 이동량으로 되고, 이것은 제 1 안내판 (38) 의 제 1 경사 방향 이동량보다 작다. 즉, 제 1 경사 방향에 대한 제 1 안내판 (38) 의 큰 이동량은, 마스크 유지부 (16) 의 작은 X 방향 이동량으로 변환된다. 따라서, 제 1 안내판 (38) 을 X 축에 대해 각도
Figure 112010020535291-pat00008
만큼 기울인 방향으로 구동시킴으로써, 제 1 안내부 (23) 가 변위 축소 기구로서 작용한다. 이로 인해, 마스크 유지부 (16) 의 X 방향 이동을 고정밀도로 제어할 수 있게 된다.
(θ 방향 회전)
마스크 유지부 (16) 의 θ 방향 회전은, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 X 축 모터 (22, 22) 를 상이한 회전 수로 회전시킴으로써 실시된다. 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 제 1 구동 기구 (11A) 의 X 축 모터 (22) 의 회전 수가, 제 1 구동 기구 (11B) 의 X 축 모터 (22) 의 회전 수보다 많이 회전하면, 제 1 구동 기구 (11A) 의 회전대 (41) 의 X 방향 이동량 (X1) 은, 제 1 구동 기구 (11B) 의 회전대 (41) 의 X 방향 이동량 (X2) 보다 커지고, 마스크 유지부 (16) 는 반시계 방향으로 회전 운동한다. 또한, 제 1 구동 기구 (11A) 의 X 축 모터 (22) 의 회전 수가, 제 1 구동 기구 (11B) 의 X 축 모터 (22) 의 회전 수보다 적으면, 마스크 유지부 (16) 는 시계 방향으로 회전 운동한다.
이 때, 프레임 (13) 에 고정되어 있는 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 및 제 2 구동 기구 (12) 와, 마스크 유지부 (16) 의 상대 회전 (θ) 은, 회전대 (41, 41, 71) 와 마스크 유지부 (16) 의 접합부에 배치되어 있는 회전 지지 기구 (42, 42, 72) 에 의해 흡수된다. 또한, 마스크 유지부 (16) 의 θ 방향 회전에 의해, 마스크 유지부 (16) 가 프레임 (13) 에 대해 XY 방향으로 상대 이동하는 경우가 있는데 (마스크 유지부 (16) 가 θ 방향 회전하면서, XY 방향으로 이동), 이 XY 방향 이동은, 제 1 안내부 (23) 및 제 2 안내부 (53) 에 의해 흡수된다.
(Y 방향 이동)
마스크 유지부 (16) 의 Y 방향 이동은, 제 2 구동 기구 (12) 의 Y 축 모터 (52) 를 회전시킴으로써 실시된다. 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, Y 축 모터 (52) 를 회전시켜, 나사축 (66) 에 나사 결합하는 너트 (67) 를 개재하여 제 2 안내판 (68) 을 Y 축 모터 기대 (65) 의 제 4 안내부 (69) 로 안내하면서 제 2 경사 방향 (화살표 B 방향) 으로 이동시킨다.
제 4 안내부 (69) 는, Y 축에 대해 각도 β 경사져 있으므로, 제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향에 대한 이동량의 X 방향 성분 (제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향 이동량 × sinβ) 은, 리니어 가이드 (53) 의 가이드 레일 (53a') 과 슬라이더 (53b') 의 상대 이동에 의해 흡수된다. 따라서, 회전대 (71), 즉 마스크 유지부 (16) 가 X 방향으로 이동하지 않는다.
한편, 제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향에 대한 이동량의 Y 방향 성분 (제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향 이동량 × cosβ) 은, 제 2 안내부 (53) 의 안내 방향 (X 방향) 과 직교하고 있으므로, 회전대 (71) 를 개재하여 마스크 유지부 (16) 에 전달되고, 마스크 유지부 (16) 를 Y 방향으로 이동시킨다. 이 때, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 한 쌍의 리니어 가이드 (23) 는, 가이드 레일 (23a) 과 슬라이더 (23b) 가 상대 이동하여 마스크 유지부 (16) 의 Y 방향 이동을 허용한다.
또한, 제 4 안내부 (69) 가 Y 축에 대해 각도 β 경사져 있으므로, 제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향에 대한 이동량의 cosβ 가 마스크 유지부 (16) 의 Y 방향 이동량으로 되고, 이것은 제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향 이동량보다 작다. 즉, 제 2 안내판 (68) 의 제 2 경사 방향에 대한 큰 이동량이, 마스크 유지부 (16) 의 작은 Y 방향 이동량으로 변환된다. 따라서, 제 2 안내판 (68) 을 Y 축에 대해 각도 β 만큼 기울인 방향으로 구동시킴으로써, 제 2 안내부 (53) 가 변위 축소 기구로서 작용한다. 이로 인해, 마스크 유지부 (16) 의 Y 방향 이동을 고정밀도로 제어할 수 있게 된다.
(Z 방향 이동)
마스크 유지부 (16) 의 Z 방향 이동은, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 인 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 구동 기구 (12) 인 제 2 Z 축 모터 (51) 를 회전시킴으로써 실시된다. 도 5 에 도시한 바와 같이, 제 1 Z 축 모터 (21, 21), 및 제 2 Z 축 모터 (51) 를 회전시켜, 나사축 (28, 28, 58) 에 나사 결합하는 너트 (27, 27, 57) 를 개재하여 제 1 Z 축 가동대 (31, 31), 및 제 2 Z 축 가동대 (61) 를 Z 방향으로 이동시킨다. 이 Z 방향 이동은, 십자 이음새 (34, 34, 64), 제 1 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (23, 23), 및 제 2 안내부로서의 1 쌍의 리니어 가이드 (53), 회전 지지 기구 (42, 72) 를 개재하여 마스크 유지부 (16) 에 전달되어 마스크 유지부 (16) 가 Z 방향으로 이동한다.
(마스크의 작동 위치와 퇴피 위치간의 이동)
제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 Z 축 모터 (51) 의 회전 수를 많이 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 는 Z 방향으로 크게 이동하고, 작업물 (W) 에 근접한 이동 위치와, 작업물 (W) 로부터 이간된 퇴피 위치 사이에서 이동할 수 있게 된다. 이 때, 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 Z 축 모터 (51) 를 동기 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 를 수평 상태로 유지한 상태에서 Z 방향으로 크게 이동시킬 수 있고, 마스크 (M) 의 교환 등의 메인터넌스 작업이 용이해진다.
(마스크와 작업물의 갭 조정)
마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 갭 조정은, 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 Z 축 모터 (51) 를 미소 회전시킴으로써 실시된다. 즉, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 가 이미 평행 상태에 있을 때는, 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 Z 축 모터 (51) 를 동기시키면서 약간 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 를 수평 상태로 유지한 상태에서 작업물 (W) 에 접근, 또는 이간시켜 소정 갭이 되도록 갭 조정을 실시한다. 또한, 마스크 (M) 와 작업물 (W) 간의 갭은, 후술하는 갭 센서 (153) 에 의해 측정되고, 이 측정치에 기초하여 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 및 제 2 Z 축 모터 (51) 의 회전이 제어된다.
작업물 (W) 과 마스크 (M) 가 평행이 아닌 경우, 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 와 제 2 Z 축 모터 (51) 내, 임의의 모터를 다른 모터보다 많거나, 또는 적게 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 의 기울기를 작업물 (W) 과 평행해지도록 조정한다 (틸트 보정). 이 때, XZ 및 YZ 면 내에 있어서의 마스크 유지부 (16) 의 프레임 (13) 에 대한 기울기는, 3 개의 십자 이음새 (34, 34, 64) 의 자유로운 회전 운동에 의해 허용된다.
또한, 프레임 (13) 에 대한 마스크 유지부 (16) 의 기울기 (XZ 및 YZ 면 내) 가 바뀌면, 제 1 및 제 2 구동 기구 (11A, 11B, 12) 간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량이 변화한다. 예를 들어, 제 1 Z 축 모터 (21, 21) 에 의한 Z 방향 이동량에 대해, 제 2 Z 축 모터 (51) 에 의한 Z 방향 이동량 (도 5 에 있어서 상방 이동) 이 많은 경우, 도 5 에 도시한 바와 같이, 마스크 유지부 (16) 는, XZ 평면 내에서 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 측 (엄밀하게는 십자 이음새 (34) 의 십자축 (33) 의 축심) 을 중심으로 하여 회전 운동하고, 각도 γ 만큼 경사진다. 이 때의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 와 제 2 구동 기구 (12) 사이의 상면에서 보았을 때의 스팬은, 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 와 제 2 구동 기구 (12) 사이의 길이를 C 로 하면, C × cosγ 로 짧아진다. 마스크 유지부 (16) 가 경사진 전후에서의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 와 제 2 구동 기구 (12) 사이의 스팬 변화량 (C (1-cosγ)) 은, 제 2 안내부로서의 리니어 가이드 (53) 의 가이드 레일 (53a') 과 슬라이더 (53b') 가 X 방향으로 상대 이동함으로써 흡수된다.
마찬가지로, 마스크 유지부 (16) 가 YZ 평면 내에서 수평 상태로부터 각도 γ 경사졌을 때 (도 6 참조), 예를 들어, 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 간의 상면에서 보았을 때의 스팬은, 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 간의 길이를 D 로 하면, D × cosγ 로 짧아진다. 이 틸트에 의한 마스크 유지부 (16) 의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 간의 스팬 변화량 (D (1-cosγ)) 은, 각 제 1 안내부로서의 리니어 가이드 (23) 의 가이드 레일 (23a) 과 슬라이더 (23b) 가 Y 방향으로 상대 이동함으로써 흡수된다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 마스크 유지 기구 (10) 에 의하면, X, Y, Z, 및 θ 방향 구동이 통합된 기구인 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 및 제 2 구동 기구 (12) 를 사용함으로써, 마스크 유지부 (16) 를 X, Y 및 θ 구동했을 때의 마스크 유지부 (16) 의 이동량, 그리고 틸트 구동했을 때의 각 구동 기구 (11A, 11B, 12) 간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량을 제 1 및 제 2 안내부로서의 리니어 가이드 (23, 53) 에 의해 흡수할 수 있다. 이로 인해, 마스크 유지부 (16) 의 구동 기구 (11A, 11B, 12) 를 소형화시킴과 함께, 경량화하여, 응답성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 7 은, 변형예의 마스크 유지 기구의 도 4 에 상당한 단면도이다. 이 변형예에서는, 각 연장부 (31a, 61a) 는, Z 축 가동대 (31, 61) 의 하부로부터 프레임 (13) 의 내측 (X 방향) 을 향해 연장되어 형성되어 있다. 그리고, 연장부 (31a, 61a) 상에는, 하방으로부터 순서대로 십자 이음새 (34, 64), X 축 모터 기대 (35) 및 Y 축 모터 기대 (65), 제 3 및 제 4 안내부로서의 리니어 가이드 (39, 69), 제 1 및 제 2 안내판 (38, 68), 제 1 및 제 2 안내부로서의 리니어 가이드 (23, 53), 회전대 (41, 71) 가 배치되어, 마스크 유지부 (16) 를 상방으로부터 지지하고 있다. 이로 인해, 도 5 에 도시한 배치예와 비교하여, 마스크 유지 기구 (10) 의 높이 방향 치수를 작게 하여 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 마스크 (M) 는, 유리판의 하면에 크롬의 패턴이 직접 형성되는 것이어도 되는데, 도 8(a) 에 도시한 변형예와 같은 필름 마스크 (120) 를 사용하여 구성해도 된다. 즉, 이 변형예의 마스크 (M) 는, 패턴 (Pa) 이 형성되는 필름 마스크 (120) 와, 그 필름 마스크 (120) 가 접착에 의해 레진층 (121) 을 개재하여 부착되는 유리판 (투명 매체 ; 122) 과, 유리판 (122) 에 부착되는 필름 마스크 (120) 의 면과 반대측의 면을 덮는 하드 코트층 (123) 을 추가로 구비한다.
유리판 (122) 은, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 대해 작업물 (W) 측, 즉 하방에 배치한 상태에서, 마스크 유지부 (16) 에 형성된 흡인 구멍 (125) 으로부터 도시되지 않은 펌프를 개재하여 흡인함으로써, 마스크 유지부 (16) 에 흡착 유지된다.
이와 같이, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 부착함으로써, 필름 마스크 (120) 의 온도·습도 등에 의한 치수 변화가 유리판 (122) 에 의해 구속되어 경감되고, 또한 필름 마스크 (120) 의 진공 흡착에 의한 변형도 발생하지 않는다. 또한, 패턴 (Pa) 을 변경할 때에는, 필름 마스크 (120) 만을 교체하여 부착하면 되므로, 런닝 코스트를 낮출 수 있다.
또한, 필름 마스크 (120) 는, 유리판 (122) 과 대향하는 면과 반대측의 면에 패턴 (Pa) 이 형성되어도 되는데, 도 8(b) 에 도시하는 다른 변형예와 같이, 유리판 (122) 과 대향하는 면에 패턴 (Pa) 이 형성된 경우에는, 패턴 (Pa) 의 손상을 방지할 수 있어, 마스크 (M) 의 내구성을 개선할 수 있다. 또한, 도 8(b) 에 도시한 바와 같은 경우에는, 하드 코트층 (123) 을 형성하지 않아도 된다. 그리고 필름 마스크 (120) 가 부착된 투명 매체는, 치수 안정성을 부여하는 정도의 소정 두께를 가진 투명한 부재이면 되고, 유리판 (122) 에 한정되지 않고, 수지 등의 판재여도 된다.
또한, 도 2 및 도 9 에 도시한 바와 같이, 프레임 (13) 의 대향하는 2 변 (13c, 13d) 의 상방에는, 1 쌍의 캐리어용 프레임 (81) 이 장착되어 있고, 1 쌍의 캐리어용 프레임 (81) 에는, 얼라인먼트 검출계 (152) 및 갭 센서 (갭 검출계 ; 153) 를 각각 구비한 복수 (본 실시형태에서는, 4 개) 의 센서 캐리어 (82) 가 검출계 구동 기구 (83) 에 의해 구동시킬 수 있게 배치되어 있다. 또한, 도 2 에서는, 1 개의 센서 캐리어 (82) 에 형성된 얼라인먼트 검출계 (152) 및 갭 센서 (153) 만을 나타내고, 나머지의 센서 캐리어 (82) 에 장착된 얼라인먼트 검출계 (152) 및 갭 센서 (153) 를 도시 생략하고 있다.
검출계 구동 기구 (83) 는, 센서 캐리어 (82) 를 Y 방향으로 구동시킬 수 있는 캐리어 구동 모터 (84) 와, 모터 (84) 에 의해 회전하는 나사축 (85) 및 나사축 (85) 에 나사 결합하는 너트 (86) 를 구비한 볼 나사 기구 (87) 와, 볼 나사 기구 (87) 의 양측에서, 센서 캐리어 (82) 를 Y 방향으로 안내하는 1 쌍의 리니어 가이드 (88) 를 구비한다.
얼라인먼트 검출계 (152) 는, CCD 카메라 (155 ; 도 21 참조) 이외에, 도시되지 않은 대물 렌즈, 미러, 조사 수단 등을 구비하여 구성되어 있고, CCD 카메라 (155) 에 의해, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 와 작업물측의 얼라인먼트 마크 (Wb) 를 촬상한다. 또한, 갭 센서 (153) 는, 도시되지 않은 레이저발광부와 레이저 수광부를 구비하고, 마스크 (M) 의 하면 및 작업물 (W) 의 상면에서 반사한 레이저광을 레이저 수광부가 구성하는 라인 센서로 검출한다.
따라서, 얼라인먼트 검출계 (152) 및 갭 센서 (153) 는, 센서 캐리어 (82) 에 의해 직사각형 형상의 마스크의 네 구석 근방에서, 얼라인먼트 검출계 (152) 가 마스크측의 얼라인먼트 마크를 시인할 수 있는 위치에, 및 갭 센서 (153) 가 마스크 (M) 의 하면을 검출할 수 있는 위치에 각각 진퇴될 수 있게 된다. 이로 인해, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해, 마스크 (M) 에 형성된 대응하는 얼라인먼트 마크 (Ma) 와, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 를 촬상하여 검출하면서, 마스크 구동 기구 (200) 에 의해 마스크 (M) 의 얼라인먼트 조정이 실시된다.
또한, 도 10 에 도시한 바와 같이, 센서 캐리어 (82) 를 두 개의 부재 (82a, 82b) 로 분할하고, 이들 부재 (82a, 82b) 간에 모터 (89a), 볼 나사 기구 (89b), 및 도시되지 않은 리니어 가이드를 구비하는 Z 방향 구동 기구 (89) 를 형성하고, 얼라인먼트 검출계 (152) 및 갭 센서 (153) 를 Z 방향으로 구동해도 된다.
조명 광학계 (160) 는, 도 11 에 도시한 바와 같이, 자외선 조사용의 광원인 예를 들어 고압 수은 램프 (271), 및 이 고압 수은 램프 (271) 로부터 조사된 광을 집광하여 지향성을 갖게 하여 사출하는 반사 광학계로서의 리플렉터 (272) 를 각각 포함하는 복수의 광원부 (273) 를 구비한 멀티 램프 유닛 (161) 과, 광로 (EL) 의 방향을 바꾸기 위한 평면 미러 (162) 와, 광로 (EL) 를 개폐 제어하는 노광 제어용 셔터 유닛 (164) 과, 노광 제어용 셔터 유닛 (164) 의 하류측에 배치되고, 리플렉터 (272) 로 집광된 광을 조사 영역에서 가능한 한 균일한 조도 분포로 되도록 하여 출사하는 옵티컬 인테그레이터 (165) 와, 인테그레이터 (165) 로부터 출사된 광로 (EL) 의 방향을 바꾸기 위한 평면 미러 (163) 와, 고압 수은 램프 (271) 로부터의 광을 평행광으로서 조사하는 콜리메이션 미러 (167) 와, 그 평행광을 마스크 (M) 를 향하여 조사하는 평면 미러 (166) 를 구비한다. 또한, 옵티컬 인테그레이터 (165) 와 노광면 사이에는, DUV 커트 필터, 편광 필터, 밴드 패스 필터가 배치되어도 된다. 또한, 조명 광학계 (160) 는, 멀티 램프 유닛 (161) 대신에, 단일한 고압 수은 램프를 사용해도 된다. 또한, 광원으로는, 초고압 수은 램프 (271) 대신에 LED 가 적용되어도 된다.
도 12 ∼ 도 14 에 도시한 바와 같이, 멀티 램프 유닛 (161) 에서는, 복수의 광원부 (273) 가 카세트 (281) 에 장착되어 있다. 카세트 (281) 는, 광원부 (273) 의 배치를
Figure 112010020535291-pat00009
, β 방향으로 상이한 수로 한 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 광원부 (273) 에서는, 리플렉터 (272) 의 개구부 (272b) 가 대략 정방형 형상으로 형성되어 있고, 사방이
Figure 112010020535291-pat00010
, β 방향을 따르도록 배치되어 있다.
카세트 (281) 는, 소정 수의 광원부 (273) 를 지지하는 광원 지지부 (283) 와, 광원 지지부 (283) 로 지지된 광원부 (273) 를 누르고, 그 광원 지지부 (283) 에 장착되는 오목한 형상의 램프 누름 커버 (커버 부재 ; 284) 를 구비한 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다.
광원 지지부 (283) 에는, 광원부 (273) 의 수에 대응하여 형성되고, 광원부 (273) 로부터의 광을 발광하는 복수의 창부 (283a) 와, 그 창부 (283a) 의 커버측에 형성되고, 리플렉터 (272) 의 개구부 (272a ; 또는, 리플렉터 (272) 가 장착된 반사경 장착부의 개구부) 를 둘러싸는 램프용 오목부 (283b) 가 형성된다. 또한, 그 창부 (283a) 의 반 커버측에는, 복수의 커버 유리 (285) 가 각각 장착되어 있다. 또한, 커버 유리 (285) 의 장착은 임의이며, 형성되어 있지 않아도 된다.
각 램프용 오목부 (283b) 의 저면은, 광원부 (273) 의 광을 조사하는 조사면 (여기서는, 리플렉터 (272) 의 개구면 (272b)) 과, 광원부 (273) 의 광축 (L) 의 교점 (p) 이, 각
Figure 112010020535291-pat00011
, β 방향에서 단일한 곡면, 예를 들어 구면 (r) 상에 위치하도록, 평면 또는 곡면 (본 실시형태에서는 평면) 으로 형성된다.
램프 누름 커버 (284) 의 저면에는, 광원부 (273) 의 후부에 맞닿는 맞닿음부 (286) 가 형성되어 있고, 각 맞닿음부 (286) 에는, 모터나 실린더와 같은 액추에이터, 스프링 누름, 나사 고정 등에 의해 구성되는 램프 누름 기구 (287) 가 형성되어 있다. 이로 인해, 각 광원부 (273) 는, 리플렉터 (272) 의 개구부 (272a) 를 광원 지지부 (283) 의 램프용 오목부 (283b) 에 끼워맞추고, 램프 누름 커버 (284) 를 광원 지지부 (283) 에 장착하고, 램프 누름 기구 (287) 에 의해 광원부 (273) 의 후부를 누름으로써, 카세트 (281) 에 위치 결정된다. 따라서, 도 12(c) 에 도시한 바와 같이, 카세트 (281) 에 위치 결정된 소정 수의 광원부 (273) 의 광이 조사하는 각 조사면으로부터, 소정 수의 광원부 (273) 의 광이 입사되는 인테그레이터 렌즈 (274) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해진다.
도 13 에 도시한 바와 같이, 각 광원부 (273) 의 램프 (271) 와 리플렉터 (272) 가 장착되는 베이스부 (275) 에는, 간극 (s) 을 가진 냉각로 (275a) 가 형성되어 있고, 카세트 (281) 의 각 커버 유리 (285) 에는, 하나 또는 복수의 관통공 (285a) 이 형성되어 있다. 또한, 광원 지지부 (283) 와 램프 누름 커버 (284) 사이의 수납 공간 내에서는, 인접하는 광원부 (273) 의 리플렉터 (272) 의 배면 (272c) 은 직접 대향하고 있고, 광원부 (273), 램프 누름 기구 (287) 등 이외에는 그 수납 공간 내의 공기의 흐름을 차단하는 것이 없어, 양호한 공기의 유동성이 부여된다. 이들의 구성에 의해, 각 램프 (271) 의 양호한 냉각 성능이 부여된다. 또한, 카세트 누름 커버 (284) 는, 복수의 프레임에 의해 구성되는 골조 구조로서, 연통 구멍이나 연통 홈을 형성하여 공기의 유동성을 부여하도록 해도 되고, 혹은 메시 형상으로 해도 된다.
또한, 램프 누름 기구 (287) 는, 맞닿음부 (286) 마다 형성되어 있어도 되는데, 도 15 에 도시한 바와 같이, 램프 누름 커버 (284) 의 측벽에 형성되어도 된다. 이 경우에도, 맞닿음부 (286) 는, 각 광원부 (273) 에 개개로 형성되어 있어도 되는데, 2 이상의 광원부 (273) 의 후부에 맞닿게 해도 된다.
도 14 에 도시한 바와 같이, 카세트 (281) 의 광원부 (273) 에는, 램프 (271) 에 전력을 공급하는 점등 전원 (295) 및 제어 회로 (296) 가 개개로 접속되어 있고, 각 광원부 (273) 로부터 후방으로 연장되는 각 배선 (297) 은, 카세트 (281) 에 형성된 커넥터 (298) 에 접속되어 합처져 있다. 그리고, 카세트 (281) 의 커넥터 (298) 와, 프레임 (282) 의 외측에 형성된 광학 제어부 (276) 사이는, 다른 배선 (299) 에 의해 각각 접속된다. 이로 인해, 광학 제어부 (276) 는, 각 램프 (271) 의 제어 회로 (296) 에 제어 신호를 송신하고, 각 램프 (271) 에 대해 점등과 소등을 포함하여, 전압을 조정하는 전압 제어를 실시한다.
또한, 각 광원부 (273) 의 점등 전원 (295) 및 제어 회로 (296) 는, 카세트 (281) 에 집약하여 형성되어 있어도 되고, 카세트의 외부에 형성되어 있어도 된다. 또한, 램프 누름 커버 (284) 의 맞닿음부 (286) 는, 각 광원부 (273) 로부터의 각 배선 (297) 과 간섭하지 않게 형성되어 있다.
또한, 램프 (271) 마다 휴즈 (294a) 를 포함하는 수명 시간 검출 수단 (294) 을 형성하고, 타이머 (296a) 에 의해 점등 시간을 카운트하여, 정격의 수명 시간이 된 단계에서 휴즈 (294a) 에 전류를 흘려 휴즈 (294a) 를 절단한다. 따라서, 휴즈 (294a) 의 절단 유무를 확인함으로써, 램프 (271) 를 정격의 수명 시간 사용하고 있는지 여부를 검출할 수 있다. 또한, 수명 시간 검출 수단 (294) 은, 휴즈 (294a) 를 포함하는 것에 한정되는 것이 아니고, 램프 교환의 메인터넌스시에 램프 (271) 의 정격의 수명 시간을 한눈에 알 수 있는 것이면 된다. 예를 들어, 램프 (271) 마다 IC 태그를 배치하여, IC 태그에 의해 램프 (271) 를 정격의 수명 시간 사용했는지 여부를 확인할 수 있는 것, 혹은 램프 (271) 의 사용 시간을 확인할 수 있도록 해도 된다.
그리고, 노광시에 그 노광 제어용 셔터 유닛 (164) 이 열림 제어되면, 멀티 램프 유닛 (161) 으로부터 조사된 광이, 평면 미러 (162), 옵티컬 인테그레이터 (165), 평면 미러 (163), 콜리메이션 미러 (167), 평면 미러 (166) 를 개재하여, 마스크 유지부 (16) 에 유지되는 마스크 (M), 나아가서는 작업물 (W) 의 표면에 패턴 노광용의 광으로서 조사되고, 마스크 (M) 의 노광 패턴이 작업물 (W) 상에 노광 전사된다.
도 16 에 도시한 바와 같이, 평면 미러 (166) 는, 정면에서 보았을 때 직사각형 형상으로 형성된 유리 소재로 이루어진다. 평면 미러 (166) 의 이면의 중앙 부근 3 지점, 및 둘레 가장자리부 (16) 지점에는, 반사경 지지 구조로서, 지지 기구 유지 프레임 (170) 에 고정된 복수의 지지 기구 (171) 가 형성되어 있다. 중앙 부근에 형성된 지지 기구 (171) 에서는, 그 지지부 (172) 가 평면 미러 (166) 의 이면에 접착제에 의해 고정되고, 둘레 가장자리부에 형성된 지지 기구 (171) 에서는, 그 지지부 (172, 172a) 가 평면 미러 (166) 의 표리면을 사이에 오도록 하여 접착제에 의해 고정되어 있다. 또한, 각 지지 기구 (171) 의 지지부 (172, 172a) 와 가까운 위치에는, ±0.5 도 이상의 굴곡을 허용하는 굴곡 기구로서의 볼 조인트 (174) 가 설치되어 있고, 지지 기구 유지 프레임 (170) 에 대해 반지지부측의 단부에는, 지지 기구 구동 수단인 모터 (175) 가 장착되어 있다.
또한, 평면 미러 (166) 의 중앙의 지지 기구 (171) 는, 지지 기구 유지 프레임 (170) 에 고정되는 구조여도 된다.
또한, 직사각형 형상의 지지 기구 유지 프레임 (170) 에는, 서로 직교하는 2 변의 위치에 안내 부재 (176, 177) 가 장착되어 있고, 이들 안내 부재 (176, 177) 에 대향하는 지지부 (172a) 의 측면에는, 전동 부재 (178) 가 장착되어 있다. 또한, 전동 부재 (178) 를 안내하는 안내 부재 (176, 177) 의 안내면 (176a, 177a) 에는, 테플론 (등록 상표) 등의 저마찰 기구 (179) 가 도포되어 있다.
또한, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 위치에 노광광을 반사하는 평면 미러 (166) 의 각 위치의 이면에는, 복수의 접촉식 센서 (181) 가 장착되어 있다.
이로 인해, 평면 미러 (166) 는, 접촉식 센서 (181) 에 의해 평면 미러 (166) 의 변위량을 센싱하면서, 지지 기구 유지 프레임 (170) 에 형성된 각 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 를 구동시킴으로써, 각 지지 기구 (171) 가 그 길이를 바꾸어 지지부 (172) 를 직선적으로 이동시킨다. 그리고, 각 지지 기구 (171) 의 길이의 차이에 의해, 평면 미러 (166) 는 지지부 (172) 에 형성된 전동 부재 (178) 를 개재하여 2 개의 안내 부재 (176, 177) 에 의해 안내되면서, 그 곡률을 국부적으로 보정하여, 평면 미러 (166) 의 디클리네이션 각을 보정할 수 있다. 그 때, 도 17 에 도시한 바와 같이, 각 지지 기구 (171) 는, 볼 조인트 (174) 가 설치되어 있으므로, 지지부측의 부분을 삼차원적으로 회전 운동할 수 있어, 각 지지부 (172) 를 평면 미러 (166) 의 표면을 따라 경사시킬 수 있다. 이 때문에, 이동량이 상이한 각 지지부 (172) 간의 평면 미러 (166) 에 있어서의 각 지지부 (172) 근방 위치에서의 응력이 커지는 것이 억제된다. 따라서, 평균 파괴 응력치가 작은 유리 소재로 이루어지는 경우에도, 평면 미러 (166) 의 곡률을 국부적으로 보정할 때, 유리에 발생시키는 응력을 종래보다 작게 할 수 있어, 평면 미러 (166) 를 파손하지 않고, 10 ㎜ 오더에서 평면 미러 (166) 를 굽힐 수 있어, 곡률을 크게 변경할 수 있다.
또한, 도 18 에 도시한 바와 같이, 각 지지 기구 (171) 는 복수 (도 7 에서는, 2 개) 의 볼 조인트 (174) 를 갖는 것이어도 되고, 이 경우 평면 미러 (166) 의 굽힘량은, 각 볼 조인트 (174) 에 의한 회전 운동량의 합계로 할 수 있어, 평면 미러 (166) 를 보다 크게 굽힐 수 있다.
또한, 도 11 에 도시한 바와 같이, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정했을 때에, 작업물 (W) 의 변형량에 대응하는 평면 미러 (166) 의 곡률 보정이 실시됐는지 여부를 판단하기 위한 곡률 보정량 검출계 (190) 가 형성되어 있다. 곡률 보정량 검출계 (190) 는, 각 얼라인먼트 검출계 (152) 의 근방에 각각 배치되고, 노광광의 광속의 광로 (EL) 에 있어서 평면 미러 (166) 로부터 노광면측 (본 실시형태에서는, 마스크 근방) 에서 평면 미러 (166) 를 향하여 지향성을 갖는 광으로서 레이저광 (L) 을 조사하는 레이저 광원으로서의 복수 (본 실시형태에서는, 4 개) 의 레이저 포인터 (191) 와, 인테그레이터 (165) 의 근방에, 노광광의 광속의 광로 (EL) 로부터 퇴피할 수 있게 배치된 반사판 (192) 과, 평면 미러 (166) 를 개재하여, 반사판 (192) 에 비친 레이저광 (L) 을 촬상하는 촬상 수단으로서의 카메라 (193) 와, 카메라 (193) 와 평면 미러 (166) 의 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 사이에 형성되고, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 레이저광 (L) 의 변위량 (S1, S2) 을 검출하고, 그 변위량 (S1, S2) 이 산출된 변형량과 대응하도록 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 를 제어하는 제어부 (194) 를 갖는다.
레이저 포인터 (191) 는, 얼라인먼트 검출계 (152), 예를 들어 CCD 카메라 (155) 의 상부에 장착되고, 얼라인먼트 검출계 (152) 가 마스크측의 얼라인먼트 마크를 시인할 수 있는 위치로 진퇴하는 것과 동기하여 이동한다. 또한, 레이저 포인터 (191) 는, 얼라인먼트 검출계 (152) 와 독립된 센서 캐리어 (82) 에 의해 마스크 상방에 진퇴하도록 해도 된다.
반사판 (192) 은, 콜리메이션 미러 (167) 에 의해서 반사됨으로써 가장 집광된 광이 되는 인테그레이터 근방에 배치되어 있으므로, 평면 미러 (166), 콜리메이션 미러 (167), 평면 미러 (163) 로 반사된 4 개 의 레이저 포인터 (191) 로부터의 레이저광 (L) 을 비교적 작은 면적의 반사판 (192) 에 의해 포착할 수 있다. 또한, 반사판 (192) 은, 통상적인 노광시, 광원으로부터의 노광광의 광속을 마스크 (M) 에 조사할 때에, 검출계 구동 기구 (83) 에 의해, 센서 캐리어 (82) 를 개재하여 그 광속의 광로 (EL) 로부터 퇴피할 수 있게 배치된다. 게다가, 반사판 (192) 은, 저반사율의 반사면으로 함으로써, 카메라 (193) 에서의 레이저광 (L) 의 시인성을 높일 수 있다.
카메라 (193) 는, 노광광의 광속에 영향을 미치지 않도록, 광원으로부터의 그 광속의 광로 (EL) 상으로부터 떨어진 위치에 배치되어 있다.
또한, 제어부 (194) 는, 카메라 (193) 에 의해 촬상된 레이저광 (L) 의 위치를, 곡률 보정 전과 곡률 보정 후의 변위량 (S1, S2) 으로서 검출하고, 그 변위량 (S1, S2) 이 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00012
, β) 에 대응하는지 여부를 확인하여, 평면 미러 (166) 의 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 에 제어 신호를 부여한다.
다음으로, 본 실시형태의 노광 방법에 대해, 도 19 ∼ 도 23 을 참조하여 설명한다. 여기서, 반송된 후프 형상의 작업물 (W) 의 피노광 부위가 노광 영역 (P) 에서 평판 형상으로 될 때, 작업물 (W) 이 변형되어 피노광 부위가 직사각 형상으로 되지 않고, 평행사변형으로 되는 경우가 있다 (도 20 참조). 이하에서는, 이와 같은 작업물 (W) 에 노광하는 경우에 대해 설명하는데, 도 21 및 도 22 에서는, 작업물의 대각 위치에 있는 CCD 카메라 (155) 를 나타내는 것으로 한다.
먼저, 마스크 (M) 가 위치하는 노광 영역 (P) 에 작업물 (W) 이 반송되고 (단계 S1), 피노광 부위 (A) 가 작업물 척 (4) 에 흡착된 후, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 가 4 지점의 CCD 카메라 (155) 에 의해 검출된다 (단계 S2). 그리고, 도시되지 않은 제어부에서, 각 CCD 카메라 (155) 가 검출한 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량과, 작업물 (W) 의 변형량이 별도로 계산된다. 다음으로, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량과, 작업물 (W) 의 변형량이, 각각 허용치 이하인지 여부를 판단한다 (단계 S3).
마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량이 허용치를 초과한 경우에는, 마스크 구동 기구 (200) 에 의한 보정량을 지령치로 하여 산출하고, 작업물 (W) 의 변형량이 허용치를 초과한 경우에는, 평면 미러 (166) 의 보정량, 구체적으로는, 각 지지 기구 (171) 의 이동량을 지령치로 하여 산출한다.
그리고, 단계 S4 에서, 마스크 (M) 를 얼라인먼트하는 마스크 구동 기구 (200) 를 X, Y, θ 방향으로 구동 제어함으로써, 작업물 (W) 및 마스크 (M) 의 얼라인먼트 (어긋남 보정) 가 실시된다. 이로 인해, 예를 들어, 도 20 에 도시한 바와 같이, 각 얼라인먼트 검출계 (152) 의 중심, 즉 마스크 (M) 의 각 얼라인먼트 마크 (Ma) 와, 작업물 (W) 의 각 얼라인먼트 마크 (Wb) 의 위치 어긋남량의 합계가 최소로 되고, 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 와 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 의 어긋남은 주로, 작업물 (W) 의 변형에서 기인되는 것으로 된다.
다음으로, 단계 S5 에서, 작업물 (W) 의 피노광 부위의 형상에 대응하기 위해서, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정하여, 노광광의 디클리네이션 각을 보정한다. 구체적으로는, 도 21 에 도시한 바와 같은 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00013
, β) 에 기초하여, 각 지지 기구 (171) 의 이동량에 관한 지령치를 각 모터 (175) 에 보내고, 접촉식 센서 (181) 에 의해 평면 미러 (166) 의 변위량을 확인하면서, 각 모터 (175) 가 구동 제어된다.
또한, 이 곡률 보정시, 반사판 (192) 을 노광광의 광속의 광로 상에 진출시킴과 함께, 검출계 구동 기구 (83) 에 의해 마스크 (M) 의 상방에 진출한 얼라인먼트 검출계 (152) 의 레이저 포인터 (191) 가 평면 미러 (166) 를 향하여 레이저광 (L) 을 조사한다. 이로 인해, 카메라 (193) 는, 도 23 에 도시한 바와 같은, 반사판 (192) 에 비친 곡률 보정 전의 레이저광 (L ; 도면 중, 검정색 동그라미) 과, 곡률 보정 후의 레이저광 (L' ; 도면 중, 흰색 동그라미) 을 촬상하고 있다.
그리고, 마스크 구동 기구 (200) 에 의한 보정, 및 평면 미러 (166) 에 의한 보정이 실시된 후, 다시 단계 S2 에서, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 4 지점의 CCD 카메라 (155) 에 의해 검출한다. 여기서, 도 22(b) 및 도 22(c) 로부터 명백한 바와 같이, CCD 카메라 (155) 는, 마스크 (M) 의 광로측에 위치하므로, 평면 미러 (166) 를 개입시킨 광을 수용할 수 없다. 이 때문에, CCD 카메라 (155) 는, 평면 미러 (166) 의 굽힘 보정에 의해 교정되는 양 얼라인먼트 마크의 위치에 대해서는 검출할 수 없고, 도 21(b) 및 도 21(c) 와 마찬가지로, 마스크 구동 기구 (200) 에 의한 보정 후의 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 검출한다. 따라서, 보정 후의 단계 S3 에서, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심 위치 어긋남량에 기초하는 마스크 구동 기구 (200) 에 의한 보정량이 허용치 이하인지 여부를 판단한다.
또한, 단계 S3 에서는, 제어부 (194) 가, 카메라 (193) 에 의해 촬상된 레이저광 (L, L') 의 위치를, 곡률 보정 전과 곡률 보정 후의 변위량 (S1, S2) 으로 하여 검출하고, 그 변위량 (S1, S2) 이 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00014
, β) 에 대응하고 있는지 여부, 구체적으로는, 레이저광 (L, L') 의 변위량 (S1, S2) 이 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00015
, β) 에 대응하는 값에 대해 허용 범위 내인지를 확인한다. 그리고, 그 변위량 (S1, S2) 이 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00016
, β) 에 대응하는 값의 허용 범위 내로 될 때까지, 평면 미러 (166) 의 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 에 제어 신호를 부여하여, 평면 미러 (166) 에 의한 곡률 보정이 실시된다.
그 후, 단계 S3 에서 계산된 위치 어긋남량 및 변형량이 허용치 이하인 경우에는, 단계 S6 으로 이행한다. 그리고, 4 개의 갭 센서 (153) 에 의해 마스크 (M) 와 작업물 (W) 간의 갭을 측정하면서, 마스크 구동 기구 (200) 에 의해 마스크 유지부 (16) 를 작동 위치에 Z 방향으로 구동시켜 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 갭이 소정 갭이 되도록 갭 조정을 실시한다. 또한, 이 갭 조정에서는, 4 개의 구석부 근방에 있어서의 각 갭이 소정 갭이 되도록 실시되고, 마스크 (M) 의 하면이 작업물 (W) 의 상면과 평행해지도록 마스크 (M) 를 틸트 보정한다. 그리고, 조명 광학계 (160) 로부터의 노광광의 광속 (EL) 을 마스크 (M) 를 개재하여 작업물 (W) 에 조사하고, 마스크 (M) 의 패턴을 작업물 (W) 에 전사한다.
그리고, 마스크 (M) 의 상방에 배치된 조명 광학계 (160) 로부터 마스크 (M) 를 향하여 노광광을 조사하고, 그 노광광이 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A ; 예를 들어, 하지 패턴) 에 조사된다. 이로 인해, 마스크 (M) 의 패턴이 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 의 형상과 일치한 상태에서, 작업물 (W) 의 표면에 노광 전사된다. 또한, 노광시는, 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 가 노광 영역 (P) 에서 정지되어 있는 상태이면 되고, 풀음 장치 (1) 에 의한 풀음이나, 감음 장치 (2) 에 의한 풀음이 동시에 실시되어도 된다.
또한, 마스크 (M) 에, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 부착한 것을 사용한 경우에는, 필름 마스크 (120) 의 치수 변화가 유리판 (122) 에 의해 구속되어, 고정밀한 노광이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정한 후에, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정이 실시되었는데, 얼라인먼트 조정과 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 동시에 실시하여, 택트 타임의 단축을 도모해도 된다. 또한, 얼라인먼트 조정을 복수회 실시하여, 위치 어긋남량이 허용치 이하로 된 후에, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을, 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 갭 조정 후에 실시해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 근접 노광 장치에 의하면, 노광 영역 (P) 으로 반송된 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 를 정지시키고, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 조명 광학계 (160) 로부터의 노광광의 광속을 마스크 (M) 를 개재하여 작업물 (W) 에 조사하여, 마스크 (M) 의 패턴을 작업물 (W) 에 전사한다. 여기서, 근접 노광 장치는, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계 (152) 와, 노광 영역 (P) 에 위치하는 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 센서 (153) 와, 마스크 유지부 (16) 를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구 (200) 를 갖고, 마스크 구동 기구 (200) 는, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여, 마스크 유지부 (16) 를 수평면 상에서 구동시킴으로써 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정함과 함께, 마스크 구동 기구 (200) 는, 갭 센서 (153) 에 의해 검출된 갭에 기초하여, 마스크 유지부 (16) 를 틸트 구동함으로써 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 상대적인 기울기를 보정한다. 따라서, 작업물 (W) 을 반송함과 함께, 노광 영역 (P) 에서 정지시킨 상태에서 노광할 때, 얼라인먼트 조정과 함께, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 갭을 균일화하도록 틸트 보정하고 나서 노광할 수 있고, 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 얼라인먼트 검출계 (152) 와 갭 센서 (153) 는, 동일한 검출계 구동 기구 (83) 에 의해 이동하도록 했으므로, 구동 기구를 별도로 형성할 필요가 없어져, 컴팩트한 구성으로 할 수 있다.
그리고, 조명 광학계 (160) 는, 광원 (161) 및 그 광원 (161) 으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 평면 미러 (166) 와, 그 평면 미러 (166) 의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 지지 기구 (171) 와, 그 지지 기구 (171) 를 이동시킬 수 있는 모터 (175) 를 구비하고, 마스크 구동 기구 (200) 는, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 위치 어긋남량에 기초하여, 마스크 유지부 (16) 를 수평면 상에서 구동시킴으로써 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정함과 함께, 평면 미러 (166) 는, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 작업물 (W) 의 변형량에 기초하여, 모터 (175) 에 의해 지지 기구 (171) 를 이동시킴으로써, 그 곡률을 국부적으로 보정한다. 이로 인해, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 부위의 형상에 따라 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 근접 노광 장치는, 평면 미러 (166) 로부터 노광면측에서 평면 미러 (166) 를 향하여 레이저광 (L) 을 조사하는 레이저 포인터 (191) 와, 평면 미러 (166) 에서 반사된 레이저광 (L) 이 투영되는 반사판 (192) 과, 평면 미러 (166) 를 개재하여, 반사판 (192) 에 비친 레이저광 (L) 을 촬상하는 카메라 (193) 와, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정했을 때 촬상되는 레이저광 (L, L') 의 변위량 (S1, S2) 을 검출하는 제어부 (194) 를 갖는 곡률 보정량 검출계 (190) 를 추가로 구비하고, 평면 미러 (166) 는, 그 곡률을 보정했을 때에 곡률 보정량 검출계 (190) 에 의해 검출된 레이저광 (L, L') 의 변위량 (S1, S2) 이, 산출된 작업물 (12) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00017
, β) 과 대응하도록, 모터 (175) 에 의해 지지 기구 (171) 를 이동시킴으로써, 그 곡률을 국부적으로 보정한다. 이로 인해, 곡률 보정량 검출계 (190) 에 의해 검출하면서 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정할 수 있으므로, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 부위의 형상에 따라 마스크 (M) 의 패턴을 보다 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
레이저 포인터 (91) 는, 노광광의 광속의 광로 (EL) 에 있어서 평면 미러 (66) 로부터 노광면측에서 평면 미러 (66) 를 향하여 레이저광 (L) 을 조사하고, 반사판 (62) 은, 조명 광학계 (60a, 60b) 의 인테그레이터 (65) 근방에, 노광광의 광속의 광로 (EL) 로부터 퇴피할 수 있게 배치되어 있으므로, 공간 절약화를 도모하면서, 저비용으로 곡률 보정량 검출계 (90) 를 형성할 수 있다.
또한, 마스크 구동 기구 (200) 는, 제 1 구동부 (20) 및 제 1 안내부 (23) 를 각각 갖는 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 와, 제 2 구동부 (50) 및 제 2 안내부 (53) 를 갖는 제 2 구동 기구를 구비하고, 제 1 구동부 (20) 에 의해 마스크 유지부 (16) 를 X 방향 또는 θ 방향으로 구동했을 때, 제 2 안내부 (53) 에 의해 마스크 유지부 (16) 의 이동량을 흡수하고, 제 2 구동부 (50) 에 의해 Y 방향으로 구동했을 때, 제 1 안내부 (23) 에 의해 마스크 유지부 (16) 의 이동량을 흡수하고, 또한 마스크 유지부 (16) 를 틸트 구동했을 때, 제 1 및 제 2 안내부 (23, 53) 의 적어도 하나에 의해 마스크 유지부 (16) 의 틸트에 의한 제 1 및 제 2 구동 기구 (11A, 11B, 12) 간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량을 흡수하도록 했으므로, 마스크 유지부 (16) 의 X, Y, Z, θ 방향 구동, 및 틸트 구동을 통합한 기구에 의해 실시할 수 있다. 이로 인해, 마스크 유지부 (16) 의 구동 기구를 소형화시킴과 함께, 경량화하여, 응답성을 향상시킬 수 있다.
또한, 마스크 유지부 (16) 는, 제 1 및 제 2 구동부 (20, 50) 의 Z 방향 구동에 의해, 작업물 (W) 에 근접한 작동 위치와, 작업물 (W) 로부터 이간된 퇴피 위치 사이에서 이동할 수 있게 했으므로, 마스크 교환 등의 메인터넌스 작업이 용이해져, 작업 효율이 높아진다.
또한, 제 1 구동부 (20) 가, X 축 모터 (22), X 축 모터 (22) 가 장착된 X 축 모터 기대 (35), X 축 모터 (22) 의 구동에 의해 X 축 모터 기대 (35) 에 대해, X 방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 1 경사 방향으로 구동되는 제 1 안내판 (38), 및 X 축 모터 기대 (35) 에 대해 제 1 안내판 (38) 을 제 1 경사 방향으로 안내하는 제 3 안내부 (39) 를 구비한다. 또한, 제 2 구동부 (50) 가, Y 축 모터 (52), Y 축 모터 (52) 가 장착된 Y 축 모터 기대 (65) 와, Y 축 모터 (52) 의 구동에 의해 Y 축 모터 기대 (65) 에 대해, Y 방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 2 경사 방향으로 구동되는 제 2 안내판 (68), 및 Y 축 모터 기대 (65) 에 대해 제 2 안내판 (68) 을 제 2 경사 방향으로 안내하는 제 4 안내부 (69) 를 구비한다. 그리고, X 축 모터 (22) 에 의해 제 1 안내판 (38) 이 제 1 경사 방향으로 구동되면, 제 1 안내부 (23) 의 작용에 의해 마스크 유지부 (16) 가 X 방향으로 이동하고, Y 축 모터 (52) 에 의해 제 2 안내판 (68) 이 제 2 경사 방향으로 구동되면, 제 2 안내부 (53) 의 작용에 의해 마스크 유지부 (16) 가 Y 방향으로 이동하도록 했으므로, 제 1 및 제 2 안내판 (38, 68) 의 제 1 및 제 2 경사 방향에 대한 이동량을, 각각 X 및 Y 방향에 대한 마스크 유지부 (16) 가 작은 이동량으로 변환하여 이동시킬 수 있고, 이로 인해 마스크 유지부 (16) 의 X 및 Y 방향에 대한 이동을 양호한 정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 의 각각에 배치 형성된 X 축 모터 (22) 의 구동 방향이, 한 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 간의 X 방향 중심선에 대해 선대칭이므로, 각 X 축 모터 (22) 를 동기 회전시킴으로써, 마스크 유지부 (16) 를 X 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 제 1 구동부 (20) 는, 제 1 Z 축 모터 (21) 와, 제 1 Z 축 모터 (21) 에 의해 Z 방향으로 이동시킬 수 있는 제 1 Z 축 가동대 (31) 와, 제 1 Z 축 가동대 (31) 에 대해 X 축 모터 기대 (35) 를 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하는 제 1 자재 이음새 (34) 를 추가로 구비한다. 제 2 구동부 (50) 는, 제 2 Z 축 모터 (51) 와, 제 2 Z 축 모터에 의해 Z 방향으로 이동시킬 수 있는 제 2 Z 축 가동대 (61) 와, 제 2 Z 축 가동대 (61) 에 대해 Y 축 모터 기대 (65) 를 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하는 제 2 자재 이음새 (64) 를 추가로 구비한다. 그리고, 제 1 및 제 2 Z 축 모터 (21, 51) 가 적어도 하나에 의해 제 1 및 제 2 Z 축 가동대 (31, 61) 가 틸트 구동되면, 제 1 및 제 2 자재 이음새 (34, 64) 의 적어도 하나를 작동시키면서 마스크 유지부 (16) 의 기울기를 허용함과 함께, 제 1 및 제 2 안내부 (23, 53) 의 적어도 하나에 의해 마스크 유지부 (16) 의 틸트에 의한 제 1 및 제 2 구동 기구 (11A, 11B, 12) 간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량을 흡수하도록 했으므로, 통합된 기구에 있어서의 틸트 구동을 원활하게 실시할 수 있다.
또한, 조명 광학계 (160) 는, 고압 수은 램프 (271) 와 고압 수은 램프 (271) 로부터 발생된 광에 지향성을 갖게 하여 사출하는 리플렉터 (272) 를 각각 포함하는 복수의 광원부 (273) 를 구비한 멀티 램프 유닛 (161) 을 가지므로, 조명 광학계 (160) 의 임의의 유닛 형상에 대응하여 배치할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 근접 노광 방법에 의하면, 반송된 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 를 노광 영역 (P) 에 정지시킴과 함께, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 조명 광학계 (160) 로부터의 노광광의 광속을 마스크 (M) 를 개재하여 작업물 (W) 에 조사하여, 마스크 (M) 의 패턴을 작업물 (W) 에 전사한다. 여기서, 근접 노광 방법은, 얼라인먼트 검출계 (152) 를 사용하여, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 검출하는 공정과, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여, 마스크 구동 기구 (200) 에 의해 마스크 유지부 (16) 를 수평면 상에서 구동시킴으로써 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정하는 공정과, 갭 센서 (153) 에 의해 검출된 갭에 기초하여, 마스크 구동 기구 (200) 에 의해 마스크 유지부 (16) 를 틸트 구동시킴으로써, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 상대적인 기울기를 보정하는 공정을 구비한다. 따라서, 작업물 (W) 을 반송함과 함께, 노광 영역 (P) 에서 정지시킨 상태에서 노광할 때, 얼라인먼트 조정과 함께, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 갭을 균일화하도록 보정한 후 노광할 수 있고, 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 위치 어긋남량과 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00018
, β) 을 산출하는 공정과, 얼라인먼트 조정 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에서, 산출된 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00019
, β) 에 기초하여, 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정하는 공정을 구비하고, 얼라인먼트 조정 공정은, 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 의 얼라인먼트를 조정하므로, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 의 형상에 따라 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정 공정은, 평면 미러 (166) 로부터 노광면측에서 평면 미러 (166) 를 향하여 레이저광 (L) 을 조사하는 공정, 평면 미러 (166) 를 개재하여, 반사판 (192) 에 비친 레이저광 (L) 을 카메라 (193) 에 의해 촬상하는 공정과, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 레이저광 (L, L') 의 변위량 (S1, S2) 을 검출하는 공정을 구비하고, 그 변위량 (S1, S2) 이, 산출된 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00020
, β) 과 대응하도록 곡률 보정하므로, 레이저광 (L, L') 의 변위량 (S1, S2) 을 촬상하면서 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00021
, β) 에 대응하는 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 확실하게 실시할 수 있다.
또한, 레이저광 (L) 은, 노광광의 광속의 광로 (EL) 에 있어서 평면 미러 (66) 로부터 노광면측에서 평면 미러 (66) 를 향하여 조사되고, 반사판 (92) 은, 인테그레이터 근방에 배치되어 있으므로, 공간 절약화를 도모할 수 있다.
또한, 반사판 (192) 은 멀티 램프 유닛 (161) 으로부터의 노광광의 광속을 마스크 (M) 에 조사할 때에, 그 광속의 광로로부터 퇴피하므로, 실제의 노광 동작 중, 노광광의 광속에 영향을 미치지 않는다.
그리고, 카메라 (193) 도, 멀티 램프 유닛 (161) 으로부터의 노광광의 광속의 광로 상으로부터 떨어진 위치에 배치되어 있으므로, 실제의 노광 동작 중, 노광광의 광속에 영향을 미치지 않는다.
또한, 얼라인먼트 검출계는, 직사각형 형상의 마스크 (M) 의 네 구석 근방에 각각 배치된 4 개의 얼라인먼트 검출계 (152) 를 구비하고, 각 얼라인먼트 검출계 (152) 의 근방에는, 레이저광 (L) 을 조사하는 레이저 포인터 (191) 가 얼라인먼트 검출계 (152) 의 수와 같은 수 또는 그 이상 배치되어 있다. 즉, 레이저 포인터 (191) 는, 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00022
, β) 을 파악하기 쉬운 직사각형 형상의 마스크 (M) 의 네 구석 근방에 배치되어 있으므로, 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00023
, β) 에 대응하는 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 했는지 여부를 보다 효율적으로 확인할 수 있다.
또한, 적어도 얼라인먼트 조정 공정 후에, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 얼라인먼트 검출계에 의해 재검출하는 공정과, 산출 공정에서, 재검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여 산출된 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 위치 어긋남량이 허용치 이하인지 여부를 판별하는 공정을 구비하고, 판별 공정에서, 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 위치 어긋남량이 허용치를 초과하는 경우에 얼라인먼트 조정 공정을 실행하므로, 보다 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 마스크 (M) 에 묘화된 전사 패턴과 작업물 (W) 사이에 소정 갭이 형성되어 있으므로, 마스크 (M) 에 입사되는 광이 평면 미러 (166) 의 굽힘에 의한 디클리네이션 각에 의해 소정 갭만큼 굽힐 수 있으므로, 마스크의 패턴이 작업물의 변형에 대응하여 투영된다. 이로 인해, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 의 형상에 따라 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 얼라인먼트 검출계 (152) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, Ma) 의 어긋남량에 기초하여, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 어긋남량과, 작업물 (W) 의 변형량이 산출되고, 평면 미러 (166) 는, 산출된 작업물 (W) 의 변형량에 기초하여, 평면 미러 (166) 의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 복수의 지지 기구 (171) 를 모터 (175) 에 의해 구동시킴으로써, 그 곡률을 국부적으로 보정하므로, 각 지지 기구 (171) 의 모터 (175) 를 구동 제어함으로써, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 마스크 (M) 는, 패턴 (Pa) 이 형성되는 필름 마스크 (120) 와, 그 필름 마스크 (120) 가 부착되는 유리판 (122) 을 구비해도 된다. 그 경우, 필름 마스크 (120) 의 치수 변화가 유리판 (122) 에 의해 구속되어, 필름 마스크 (120) 의 치수 안정성이 개선된다. 이로 인해, 비교적 저렴한 필름 마스크 (120) 를 사용하여, 고정밀의 노광을 간단한 구성으로 실현할 수 있다. 또한, 필름 마스크 (120) 는, 유리판 (122) 에 접착에 의해 부착되어 있으므로, 새로운 패턴을 갖는 마스크를 사용할 때에는, 유리판 (122) 마다 교환하면 되어, 종래와 같은 필름 마스크를 유리판에 흡착시킬 필요가 없고, 또한 흡착시에 주름이나 변형이 발생하는 경우가 없어, 마스크 교환 시간 (장치 다운 타임) 의 단축과 고정밀의 노광을 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
또한, 유리판 (122) 은, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 대해 작업물측에 배치한 상태에서 마스크 유지부 (16) 에 흡착 유지되므로, 필름 마스크 (120) 의 패턴 (Pa) 과 작업물 (W) 사이에 유리판 (122) 이 배치되지 않기 때문에, 갭 조정을 용이하게 실시할 수 있어, 유리판 (122) 의 두께와 관계없이 노광할 수 있다.
그리고, 필름 마스크 (120) 의 패턴 (Pa) 은, 필름 마스크 (120) 의 유리판 (122) 에 부착되는 측의 면에 형성되므로, 패턴 (Pa) 의 손상을 방지할 수 있어 마스크 (M) 의 내구성을 개선할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 24 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 마스크 유지 기구를 도시한 사시도이다. 또한, 본 실시형태에서는, 제 2 구동 기구가 제 1 실시형태와 상이할 뿐이기 때문에, 그 이외의 부분에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일 또는 상당 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 마스크 유지 기구 (10A) 의 제 2 구동 기구 (12) 는, 제 2 구동부로서의, 마스크 유지부 (16) 를 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 Z 축 구동 기구 (101) 와 마스크 유지부 (16) 를 Y 방향으로 구동시킬 수 있는 Y 축 구동 기구 (102) 가 분리되어 구성되어 있다. Z 축 구동 기구 (101) 는, 프레임 (13) 의 1 변 (13b) 에 고정되고, 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 가 지지하는 마스크 유지부 (16) 의 1 변 (16a) 과 대향하는 1 변 (16b ; Y 방향으로 연장되는 1 변) 의 중간 위치를 지지한다. 또한, Y 축 구동 기구 (102) 는, 프레임 (13) 의 1 변 (13b) 과 직교하는 1 변 (13c) 에 고정되고, 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 가 지지하는 마스크 유지부의 1 변 (16a) 과 직교하는 1 변 (16c ; X 방향으로 연장되는 1 변) 의 중간 위치를 지지한다. 이 때문에, 제 2 안내부는, Z 축 구동 기구 (101) 에 형성된 Z 축측 안내부로서의 리니어 가이드 (53a) 와, Y 축 구동 기구 (102) 에 형성된 Y 축측 안내부로서의 리니어 가이드 (53b) 를 갖는다.
Z 축 구동 기구 (101) 는, 제 2 Z 축 모터 (51) 가, 프레임 (13) 의 1 변 (15) 에 형성된 하우징 (54) 에 고정되어 있다. 제 2 Z 축 모터 (51) 는, 제 1 실시형태의 마스크 유지 기구 (10) 와 동일한 볼 나사 기구 (도시 생략) 를 구비하고, 그 볼 나사 기구의 너트가 Z 축 가동대 (61) 에 연결된다. 제 2 Z 축 가동대 (61) 는, 제 2 자재 이음새인 십자 이음새 (64) 를 개재하여 리니어 가이드 (53a) 의 슬라이더 (53a1) 가 장착된 X 축 기대 (103) 에 연결되어 있고, X 축 기대 (103) 는, 제 2 Z 축 가동대 (61) 에 대해 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지된다.
회전대 (71) 의 상면에는, 리니어 가이드 (53a) 의 가이드 레일 (53a2) 이 장착되고, X 축 기대 (103) 와 회전대 (71) 사이에, 회전대 (71) 를 X 방향으로 안내하는 리니어 가이드 (53a) 가 구성되어 있다. 또한, 회전대 (71) 와, 마스크 유지부 (16) 로부터 수평 방향으로 연장된 L 형 블랭크 (106) 의 상면 사이에는, 마스크 유지부 (16) 의 회전을 허용하도록 구름 베어링 (도시 생략) 이 배치되고, 제 1 실시형태와 동일한 회전 지지 기구 (도시 생략) 를 구성한다. 이로 인해, 제 2 Z 축 모터 (51) 가 회전하면, 마스크 유지부 (16) 는 Z 방향으로 이동한다. 또한, 마스크 유지부 (16) 의 X 방향 이동은 리니어 가이드 (53a) 에 의해 흡수됨과 함께, 마스크 유지부 (16) 의 회전은 회전 지지 기구에 의해 흡수되고, 마스크 유지부 (16) 의 틸트는 십자 이음새 (64) 에 의해 허용된다.
한편, Y 축 구동 기구 (102) 에서는, 프레임 (13) 의 1 변 (13c) 으로부터 프레임 (13) 의 내측을 향해 연장된 L 형 블랭크 (108) 에는, Y 축 모터 기대 (65) 가 장착되고, Y 축 모터 기대 (65) 에는, Y 축에 대해 각도 (β) 경사져 Y 축 모터 (52) 가 고정되어 있다. Y 축 모터 (52) 에 의해 회전 구동되는 볼 나사 기구의 나사축 (66) 에는, 제 2 안내판 (68) 에 고정된 너트 (67) 가 나사 결합한다. 제 2 안내판 (68) 에는, X 방향으로 안내하는 리니어 가이드 (53b) 를 개재하여 상대 부재로서의 Y 축 가동대 (109) 가 배치되어 있다. Y 축 가동대 (109) 의 측면에 형성된 Y 축측 자재 이음새로서의 십자 이음새 (110) 는, Z 방향으로 연장되는 안내 장치로서의 리니어 가이드 (111) 를 개재하여 마스크 유지부 (16) 의 1 변 (16c) 에 연결하는 Z 축 기대 (112) 에 고정되어 있다.
본 실시형태의 마스크 유지 기구 (10A) 는, 제 2 구동 기구, Z 축 구동 기구 (101) 및 Y 축 구동 기구 (102) 로 분할되어 있고, 도 2 에 도시한 제 1 실시형태의 마스크 유지 기구 (10) 에서는, 마스크 유지부 (16) 의 Y 방향으로 연장되는 1 변 (16b) 을 Y 방향으로 구동하는 것에 대해, 본 실시형태의 마스크 유지 기구 (10A) 는, 마스크 유지부 (16) 의 X 방향으로 연장되는 1 변 (16c) 을 Y 방향으로 구동시킨다. 이로 인해, 마스크 유지부 (16) 의 X 방향 중심 근방, 환언하면, 마스크 유지부 (16) 의 중심 (G) 의 연장선 상에서 구동시킬 수 있다.
따라서, 대형, 또한 중량이 큰 마스크 유지부 (16) 의 경우, 마스크 유지부 (16) 의 중심 (G) 으로부터 멀어져 Y 방향으로 연장되는 1 변을 Y 방향 구동시키면 (도 3 참조), 마스크 유지부 (16) 가 변형 (평행 사변형으로 변형) 될 가능성이 있는 것에 대해, 본 실시형태의 마스크 유지 기구 (10A) 에 의하면, 마스크 유지부 (16) 에 변형을 일으키게 하지 않고 Y 방향으로 구동시킬 수 있다. 또한, 제 1 실시형태와 같이, 1 쌍의 제 1 구동 기구 (11A, 11B) 는, 마스크 유지부의 X, Y, Z, θ 방향 구동, 및 틸트 구동을 통합한 기구에 의해 실시할 수 있으므로, 마스크 유지부의 구동 기구를 소형화시킴과 함께 경량화하여, 응답성을 향상시킬 수 있다.
이 경우, Y 축 구동 기구 (102) 는, Y 축 모터 (52) 와, Y 축 모터 (52) 가 장착되는 Y 축 모터 기대 (65) 와, Y 축 모터 (52) 의 구동에 의해 Y 축 모터 기대 (65) 에 대해, Y 방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 2 경사 방향으로 구동되는 제 2 안내판 (68) 과, Y 축 모터 기대 (65) 에 대해 제 2 안내판 (68) 을 제 2 경사 방향으로 안내하는 Y 축측 안내부 (53b) 를 구비한다. 그리고, Y 축측 안내부 (53b) 의 고정부와 가동부의 일방은, 제 2 안내판 (68) 에 장착되고, 그 고정부와 가동부의 타방은 Y 축 가동대 (109) 에 형성되고, Y 축 가동대 (109) 와 마스크 유지부 (16) 사이에는, Y 축측 자재 이음새 (110) 및 Z 방향으로 연장되는 안내 장치 (111) 가 배치되어 있다.
또한, Z 축 구동 기구 (101) 는, 제 2 Z 축 모터 (51) 과, 제 2 Z 축 모터 (51) 에 의해 Z 방향으로 이동시킬 수 있는 제 2 Z 축 가동대 (61) 와, 제 2 Z 축 가동대 (61) 에 대해 Z 축측 안내부 (53a) 의 고정부와 가동부의 일방이 장착되는 X 축 기대 (103) 를 자유롭게 회전 운동할 수 있도록 지지하는 제 2 의 자재 이음새 (64) 와, Z 축측 안내부 (53a) 의 고정부와 가동부의 타방이 장착되는 회전대 (71) 를 마스크 유지부 (16) 에 대해 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 기구를 갖는다. 그 밖의 구성 및 작용은, 제 1 실시형태의 마스크 유지 기구 (10) 와 동일하다.
(제 3실시형태)
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 작업물의 편면을 노광하는 근접 노광 장치에 대해, 도 25 및 도 26 을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 곡률 보정량 검출계 (190) 를 형성하지 않고, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 실시하는 것이다. 또한, 제 1 실시형태와 동등 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하여 설명을 생략 혹은 간략화한다.
본 실시형태의 근접 노광 장치에 있어서도, 반송된 작업물 (W) 이 작업물 테이블 (5) 의 작업물 척 (4) 에 흡착된 상태에서 노광된다. 또한, 조명 광학계 (160a) 에는, 레지스트가 감광하지 않는 파장역을 투과하는 밴드 패스 필터 (195) 가 광로 상에 진퇴할 수 있게 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태의 얼라인먼트 검출계 (152) 는, 작업물 척 (8) 의 하방에 고정되어 있고, CCD 카메라 (155) 는, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 하방에 형성된 작업물 척 (4) 의 관통공 (4a) 의 하방에서 촬상한다. 또한, 작업물 척 (4) 이 유리인 경우에는, 관통공 (4a) 을 형성하지 않고, CCD 카메라 (155) 에 의해 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 촬상할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 는, 원환 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 근접 노광 장치에서는, 제 1 실시형태의 도 19 에 도시한 플로우 차트와, 단계 S5 에서의 레이저광 촬상 이외에는 동일한 공정에 의해 노광이 실시된다.
CCD 카메라 (155) 는, 밴드 패스 필터 (195) 를 광로 내에 이동시킨 후에, 셔터 유닛 (164) 을 엶으로써, 레지스트가 감광하지 않는 파장역에서의, 평면 미러 (166) 에 의해 반사된 광을 수용할 수 있다. 이 때문에, CCD 카메라 (155) 는, 마스크 구동 기구 (200) 에 의한 보정 후에는, 도 24 에 도시한 바와 같이, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 각 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (Ma) 를 촬상함과 함께, 평면 미러 (166) 의 굽힘 보정 후에는, 도 26 에 도시한 바와 같이, 작업물 (W) 상에서 투영되는 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 그림자 (Ma1) 를 촬상한다. 여기서, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 는, 원환 형상으로 형성되어 있으므로, 그림자 (Ma1) 가 얼라인먼트 마크 (Ma) 에 의해 가려지는 것을 방지할 수 있다.
그러므로, 본 실시형태에 있어서, 보정 후의 단계 S3 에서는, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량과, 재검출된 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wa) 와, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 그림자 (Ma1) 의 오프셋량을 산출하고, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량이 허용치 이하인지 여부, 또한 오프셋량이 허용치 이하인지 여부가 판단된다.
그리고, 마스크 (M) 와 작업물 (W) 의 위치 어긋남량이 허용치를 초과하는 경우에 얼라인먼트 조정 공정을 실행하고 (단계 S4), 오프셋량이 허용치를 초과하는 경우에 오프셋량에 기초하여 평면 미러 (166) 의 곡률 보정 공정을 실행한다 (단계 S5).
이와 같이 하여, 마스크 (M) 의 중심과 작업물 (W) 의 중심의 위치 어긋남량과, 오프셋량이 각각 허용치 이하가 될 때까지, 도 19 의 단계 S2 ∼ S5 를 반복하여 실시하고, 모두 허용치 이하로 되었을 때에, 노광 공정 (단계 S6) 으로 이행한다.
따라서, 본 실시형태에 있어서도, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 부위 (A) 의 형상에 따라 마스크 (M) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다. 추가로, 재검출 공정은, 곡률 보정한 평면 미러 (166) 로부터의 광속에 의해 투영된 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 작업물 (W) 상에서의 그림자 (Ma1) 를 추가로 검출하고, 산출 공정은, 재검출된 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (Ma) 의 그림자 (Ma1) 의 오프셋량을 산출하고, 판별 공정은, 오프셋량이 허용치 이하인지 여부를 판별하여, 판별 공정에서 오프셋량이 허용치를 초과하는 경우에, 오프셋량에 기초하여 평면 미러 (166) 의 곡률 보정 공정을 실행하므로, 보다 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
(제 4 실시형태)
도 27 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 곡률 보정량 검출계 (190) 를 도시한 도면이다. 이 곡률 보정량 검출계 (190) 는, 레이저광 (L) 을 각각 조사하는 ON/OFF 가능한 복수의 레이저 포인터 (191 ; 레이저 광원) 와, 평면 미러 (166) 에서 반사된 레이저광 (L) 이 투영되는 고정 배치된 반사판 (195) 과, 복수의 레이저 포인터 (191) 에 대응하여 각각 형성되고, 평면 미러 (166) 에서 반사한 레이저광 (L) 을 반사판 (195) 을 향하여 각각 반사하는 복수의 미러 (194) 를 구비한 집광 미러군 (196) 과, 평면 미러 (166) 및 집광 미러군 (196) 을 개재하여, 반사판 (195) 에 비친 레이저광 (L) 을 촬상하는 카메라 (193 ; 촬상 수단) 를 구비한다.
복수의 레이저 포인터 (191) 는, 평면 미러 (166) 와 대략 평행해지도록 고정 배치된 레이저 설치용 프레임 (197) 에 각각 설치되고, 레이저광 (L) 을 노광광의 광속의 광로 (EL) 외에서 평면 미러 (166) 로부터 노광면측에서 평면 미러 (166) 를 향하여 각도를 가지고 조사한다. 또한, 집광 미러군 (196) 에 있어서도, 각 미러 (194) 는, 평면 미러 (166) 와 대략 평행해지도록 레이저 설치용 프레임 (197) 과 동일 평면 상에 고정 배치된 미러 설치용 프레임 (198) 에 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 미러 (194) 는, 그 집광 미러군 (196) 보다도 작은 반사판 (195) 에 레이저광 (L) 을 집광하도록 각 미러 (194) 의 방향을 조정할 수 있도록, 평면에서 직교하는 2 축에서 각각 회전 구동시키는, 즉 회전 방향으로 2 자유도의 조정 기구 (도시 생략) 를 갖는다. 또한, 카메라 (193) 는, 미러 설치용 프레임 (198) 의 중앙 부근의 각 미러 (194) 와 간섭하지 않는 스페이스에 장착되어 있다.
따라서, 이 제 4 실시형태의 곡률 보정 검출계 (190) 에 있어서도, 카메라 (193) 에 의해 평면 미러 (166) 의 곡률 보정 전과 곡률 보정 후의 변위량을 검출 할 수 있다. 특히, 이 곡률 보정 검출계 (190) 에서는, 레이저 포인터 (191) 나 집광 미러군 (196), 반사판 (195) 은 각각 고정되어 배치되어 있으므로, 재현성이 좋은 검출이 가능해진다. 또한, 이 곡률 보정 검출계 (190) 는, 얼라인먼트 검출계 (152) 와 독립적으로 배치되어 있기 때문에, 얼라인먼트 검출계 (152) 의 위치와 관계없이 곡률 보정 공정을 실시할 수 있다.
또한, 레이저 설치용 프레임 (197) 은 각 레이저 포인터 (191) 를 동일한 각도를 가지고 평면 미러 (166) 에 조사할 수 있으면 평면 미러 (166) 와 대략 평행한 배치에 한정되는 것은 아니다. 또한, 미러 설치용 프레임 (198), 반사판 (195), 카메라 (193) 도 이들의 기능을 실시할 수 있는 임의의 위치에 배치할 수 있다.
(제 5 실시형태)
먼저, 도 28 을 참조하여, 제 5 실시형태의 밀착 양면 노광 장치를 설명하면, 도면에서 부호 311 은 후프재 등의 작업물 (W) 을 수평 방향으로 택트 이송으로 풀기 위한 풀음 장치, 313 은 노광 위치 (P) 의 하류측에 배치되어 노광 후의 작업물 (W) 을 감기 위한 감음 장치이다.
풀음 장치 (311) 와 감음 장치 (313) 사이에는 작업물 (W) 의 반송 방향을 따라 가대 (314) 가 설치되어 있고, 그 가대 (314) 의 길이 방향의 양 단부에는 풀음 장치 (311) 측 및 감음 장치 (313) 측에서 각각 작업물 (W) 을 대략 수평 방향으로 지지하는 작업물 지지부로서의 지지 롤 (315a, 315b) 이 장착되어 있다.
또한, 가대 (314) 상에는 인덱서 테이블 (316) 이 작업물 (W) 의 반송 방향을 따라 슬라이드 가능하게 형성되어 있고, 그 인덱서 테이블 (316) 의 노광 위치 (P) 의 상류측의 단부에는 제 1 인덱서 (317) 가 작업물 (W) 의 반송 방향으로 이동할 수 있게 장착되고, 동 하류측의 단부에는 제 2 인덱서 (318) 가 장착되어 있다.
제 2 인덱서 (318) 는 노광 위치 (P) 의 하류측 근방에 배치되고, 제 1 인덱서 (317) 는 노광 위치 (P) 의 상류측에 인덱서 테이블 (316) 의 스트로크 +
Figure 112010020535291-pat00024
만큼 이간된 위치에 배치되어 있고, 노광 위치 (P) 의 상류측 근방에는 작업물 (W) 의 휨을 최대한 작게 하기 위한 지지 롤 (319) 이 제 1 인덱서 (317) 에 간섭하지 않도록 형성되어 있다. 또한, 상기 스트로크의 크기는 피노광 부위의 이송 방향의 폭 이상으로 되는데, 재료의 수율 향상을 위해서는 가능한 한 이 폭에 가까운 크기가 바람직하다.
각 인덱서 (317, 318) 는, 인덱서 테이블 (316) 이 도 27 에서 가장 좌측 가까이에 위치할 때에 있어서의 제 2 인덱서 (318) 가 표측 마스크 (M1) 및 이측 마스크 (M2) 를 지지하는 도 28 의 마스크 지지 기구 (353) 와 간섭하지 않고, 또한 인덱서 테이블 (316) 이 도 27 에서 가장 우측 가까이에 위치할 때에 있어서의 제 1 인덱서 (317 ; 2 점 쇄선으로 나타낸다) 가 지지 롤 (319) 과 간섭하지 않는다는 조건을 만족시키면서, 가능한 한 좁은 간격에서 서로 이간 배치되어 있고, 노광 후에 작업물 (W) 을 클램프 (예를 들어, 에어 실린더 등을 사용함) 하고, 인덱서 테이블 (316) 을 소정 이송량으로 하류측에 보냄으로써 그 작업물 (W) 을 동 방향으로 반송하여 새로운 피노광 부위를 노광 위치 (P) 에 배치한다.
그리고, 그 반송 후는, 얼라인먼트, 마스크 밀착 등이 완료된 후에 각 인덱서 (317, 318) 에 의한 작업물 (W) 의 클램프가 해제되어 인덱서 테이블 (316) 이 원래의 위치로 복귀한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 마스크 (M1, M2) 와 대향하는 노광 영역에서의 작업물 (W) 은, 반송시에는 각 인덱서 (317, 318) 에 의해 지지되고, 또한 노광시에는 표리 마스크 (M1, M2) 에 의해 지지되어 있다.
각 인덱서 (317, 318) 에 의한 작업물 (W) 의 이송량에 따라 풀음 장치 (311) 에 의한 작업물 (W) 의 풀음과 감음 장치 (313) 에 의한 작업물 (W) 의 감음이 실시된다. 또한, 부호 (312a) 는 풀음 장치 (311) 측과 감음 장치 (313) 측에 형성된 작업물 이송의 버퍼 부분이다.
또한, 인덱서 테이블 (316) 의 제 1 인덱서 (317) 측에는, 그 제 1 인덱서 (317) 를 상류측으로 밀음으로써, 노광 위치 (P) 에 보내진 각 인덱서 (317, 318) 간의 작업물 (W) 에 대해 백 텐션을 부여하기 위한 실린더 장치 (320) 가 설치되어 있다.
즉, 실린더 장치 (320) 의 본체 (하우징) 는 인덱서 테이블 (316) 상에 고정되어 있고, 실린더 장치 (320) 의 신축 가능한 로드가 도 28 에서 본체의 좌단으로부터 돌출되고, 그 선단이 인덱서 (317) 에 고정되어 있다.
여기서, 작업물의 클램프 및 백 텐션 부여의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 도 28 의 실선으로 도시한 바와 같이, 인덱서 테이블 (316) 이 원래의 위치로 복귀된 상태에서, 각 인덱서 (317, 318) 의 각각의 클램프부에 의해, 작업물 (W) 을 클램프한다. 이 때, 지지 롤 (319) 이 인덱서 (317 및 318) 의 중앙 부근에서 작업물 (W) 을 아래로부터 지지하고 있음으로써, 각 인덱서 (317, 318) 간의 작업물 (W) 의 휨은 작게 억제된다.
다음으로, 실린더 장치 (320) 를 작동시켜, 인덱서 (317) 를 도 28 에서 좌방으로 소정 힘으로 가압한다. 이로 인해, 각 인덱서 (317, 318) 간에서의 작업물 (W) 의 굽힘량을 더욱 작게 억제할 수 있다.
실린더 장치 (320) 에 의한 가압력은 상기와 같은 작업물 (W) 의 자중에 의한 휨을 억제하는 데에 필요 최저한의 크기로 설정되어 있어, 작업물 (W) 에 과대한 힘이 가해지지 않도록 하고 있다. 이상에서, 클램프 및 백 텐션 부여가 완료된다.
도 29 에 도시한 바와 같이, 노광 위치 (P) 에서의 작업물 (W) 의 피노광 부위의 표리면에는 각각 소정 전사 패턴을 가진 표측 마스크 (M1) 및 이측 마스크 (M2) 를 유지하는 마스크 유지부 및 이송 기구로서의 마스크 지지 기구 (353) 가 형성되어 있다. 마스크 지지 기구 (353) 는, 마스크 조정 베이스 (334a, 334b), 미끄럼 베어링 (335a, 335b), 마스크 베이스 (336a, 336b), 및 마스크 베이스 (336a, 336b) 에 형성되는 얼라인먼트 기구 (349) 를 구비한다. 마스크 조정 베이스 (334a, 334b) 에는, 표측 마스크 (M1) 및 이측 마스크 (M2) 가 진공 흡입에 의해 흡착되어, 착탈이 자유롭게 장착되어 있다. 그리고, 이 마스크 조정 베이스 (334a, 334b) 는, 마스크 (M1, M2) 간의 얼라인먼트를 실시할 수 있도록, 미끄럼 베어링 (335a, 335b) 을 개재하여 마스크 베이스 (336a, 336b) 에 X 축 방향, Y 축 방향, θ 방향 (X, Y 평면 내에서의 회전 방향) 으로 미소 이동 가능하게 지지되어 있다.
구체적으로, 도 30 에 도시한 바와 같이, 마스크 베이스 (336a) 에는, 마스크 조정 베이스 (334a) 와 복수의 터카이트 지지 부재 (382) 가, 복수의 볼트 (383) 에 의해 마스크 베이스 (336a) 를 사이에 두도록 하여 장착되어 있다. 마스크 베이스 (336a) 에는, 볼트 (383) 가 간극을 가지고 삽입되는 삽입 구멍 (336a1) 이 형성되어 있고, 삽입 구멍 (336a1) 에는, 볼트 (383) 주위에 터카이트 지지 부재 (382) 와 마스크 조정 베이스 (334a) 의 높이를 결정하는 칼라 (384) 가 배치되어 있다. 터카이트 지지 부재 (382) 의 마스크 베이스 (336a) 와의 대향면, 및 마스크 베이스 (336a) 의 마스크 조정 베이스 (334a) 와의 대향면에는, 미끄럼 베어링으로서의 터카이트 (335a) 가 장착되어 있다. 이로 인해, 마스크 조정 베이스 (334a) 는, 마스크 베이스 (336a) 에 대해 X 축 방향, Y 축 방향, θ 방향 (X, Y 평면 내에서의 회전 방향) 으로 미소 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 마스크 베이스 (336a) 의 개구를 개재하여 X 축 방향과 대향하는 2 개의 터카이트 지지 부재 (382a, 382b) 중, 일방의 터카이트 지지 부재 (382a) 에는, 얼라인먼트 기구 (349) 로서 Y 축 방향으로 구동하는 구동 유닛 (385a), X 축 방향으로 구동하는 구동 유닛 (385b), 및 터카이트 지지 부재 (382a) 에 소정 예압을 부여하는 예압 유닛 (386a) 이 형성되고, 타방의 터카이트 지지 부재 (382b) 에는, Y 축 방향으로 구동하는 구동 유닛 (385c), 및 터카이트 지지 부재 (382b) 에 소정 예압을 부여하는 예압 유닛 (386b, 386c) 이 형성된다. 또한 터카이트 지지 부재 (382a, 382b) 의 일방의 볼트 (383) 의 주위에서, 터카이트 지지 부재 (382a, 382b) 와 칼라 (384) 사이, 및 마스크 조정 베이스 (334a) 와 칼라 (384) 사이에는, 다른 칼라 (387) 가 사이에 끼워져 있다. 따라서, 구동 유닛 (385b) 을 구동시킴으로써 마스크 조정 베이스 (334a) 를 X 축 방향으로 미소 이동시킬 수 있고, 구동 유닛 (385a, 385c) 을 동기하여 구동시킴으로써 마스크 조정 베이스 (334a) 를 Y 축 방향으로 미소 이동시킬 수 있고, 구동 유닛 (385a, 385c) 을 Y 축 방향으로 상대적으로 구동시킴으로써 마스크 조정 베이스 (334a) 를 θ 방향으로 미소 이동시킬 수 있다. 또한, 구동 유닛 (385a, 385b, 385c) 에 의해 가압되는 터카이트 지지 부재 (382a, 382b) 에는, 다른 칼라 (387) 가 형성되어 있으므로, 터카이트 지지 부재 (382a, 382b) 및 마스크 조정 베이스 (334a) 와, 칼라 (384) 사이의 덜컥거림을 방지하여, 반복 응답성을 향상시키고 있다. 또한, 이측 마스크 (M2) 를 지지하는 마스크 지지부 (353) 도 동일하다.
도 31 에 도시한 바와 같이, 표측 마스크 (M1) 는, 패턴 (Pa) 이 형성되는 필름 마스크 (120) 와, 그 필름 마스크 (120) 가 접착에 의해 레진층 (121) 을 개재하여 부착되는 유리판 (투명 매체 ; 122) 과, 유리판 (122) 에 부착되는 필름 마스크 (120) 의 면과 반대측의 면을 덮는 하드 코트층 (123) 을 추가로 구비한다.
유리판 (122) 은, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 대해 작업물 (W) 과 반대측, 즉 상방에 배치한 상태에서, 마스크 조정 베이스 (334a) 에 형성된 흡인 구멍 (125) 으로부터 도시되지 않은 펌프를 개재하여 흡인함으로써, 마스크 조정 베이스 (334a) 에 흡착 유지된다. 이 때문에, 필름 마스크 (120) 는, 유리판 (122) 의 가장자리가 흡착면으로서 노출되도록, 유리판 (122) 보다 작게 형성되어 있다. 또한, 이측 마스크 (M2) 도 동일한 구성을 갖고, 마스크 조정 베이스 (334b) 에 흡착 유지되어 있다.
마스크 베이스 (336a, 336b) 는, Z 축 프레임 (337a, 337b) 에 고착되어 있다. 또한, 마스크 조정 베이스 (334a, 334b), 마스크 베이스 (336a, 336b), Z 축 프레임 (337a, 337b) 에는 구멍이 개구되어 있고, 조명 광학계 (160a, 160b) 로부터의 조사광을 표리의 마스크 (M1, M2) 에 조사할 수 있게 되어 있다. 또한, 조명 광학계 (160a, 160b) 도 Z 축 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다.
Z 축 프레임 (337a, 337b) 의 바닥부는, Z 축 직동 베어링 (339a, 339b) 을 개재하여, 양면 노광부 베이스 (340) 상에 고정된 Z 축 스테이지 (341a, 341b) 에 의해 지지되고, Z 축 구동부 (342a, 342b) 에 의해 구동되어 Z 축스테이지 (341a, 341b) 상을 Z 축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 즉, Z 축 구동부 (342a, 342b) 는, Z 축 구동 모터 (343a, 343b), 이 Z 축 구동 모터 (343a, 343b) 의 회전축에 연접 (連接) 된 볼 나사 (344a, 344b), 이 볼 나사 (344a, 344b) 를 지지하는 지지 기둥 (345a, 345b), Z 축 프레임 (337a, 337b) 에 장착된 구동 이음새 (346a, 346b), 및 구동 이음새 (346a, 346b) 에 매립되어 볼 나사 (344a, 344b) 와 나사 결합된 너트 (347a, 347b) 에 의해 구성되어 있다.
이와 같은 구성 하에서, 각각 Z 축 구동 모터 (343a, 343b) 의 회전에 연동하여 볼 나사 (344a, 344b) 가 회전하면, 볼 나사 (344a, 344b) 와 너트 (347a, 347b) 의 작용에 의해, Z 축 프레임 (337a, 337b) 은 구동 이음새 (346a, 346b) 와 함께 Z 축 방향으로 이동되고, 작업물 (W) 의 양면에 마스크 (M1, M2) 가 밀착되게 된다.
표리의 Z 축 프레임 (337a, 337b) 에는, 각각 4 개씩 지지 부재로서의 위치 결정 조정용 나사 (350), 또는 변형량 흡수용 간좌 (351) 가 형성되고, 이들을 개입시킨 상태에서 마스크 베이스 (336a, 336b) 가 고정되도록 되어 있다. 또한, 도 28 에서는, 편의상, 표면측에는 위치 결정 조정용 나사 (350), 이면측에는 변형량 흡수용 간좌 (351) 가 나타나 있다. 이들 위치 결정 조정용 나사 (350), 변형량 흡수용 간좌 (351) 는, 가공시나 조립시에 발생한 표리의 Z 축 프레임 (337a, 337b) 의 비틀림에 수반하는 표리의 마스크 (321, 322) 의 비틀림을 해소하기 위해서 사용되는 것이다. 변형량 흡수용 간좌 (351) 는, Z 축 프레임 (337a, 337b) 의 가공 오차, 변형을 고려하여 미리 각각 원하는 두께로 가공되는 것이고, 위치 결정 조정용 나사 (350) 는, 나사의 출입 조정에 의해 Z 축 프레임 (337a, 337b) 과 마스크 베이스 (336a, 336b) 의 간격을 조정할 수 있는 것이다.
또한, 도 29 에 도시한 바와 같이, 마스크 (M1, M2) 에 대해 반작업물 (W) 측에는, 마스크측의 얼라인먼트 마크를 시인할 수 있는 위치에 각각 진퇴할 수 있는, 복수의 얼라인먼트 검출계 (352 ; 본 실시형태에서는, 직사각형 형상의 마스크의 네 구석 근방에, 합계 4 개) 가 형성되어 있다. 각 얼라인먼트계 (352) 는, CCD 카메라 (355), 대물 렌즈 (356), 미러 (357), 조사 수단 (도시 생략) 을 구비하여 구성되어 있고, CCD 카메라 (355) 로 마스크측의 얼라인먼트 마크 (M1a, M2a ; 도 32 에, M1a 만 나타낸다) 와 작업물측의 얼라인먼트 마크 (Wb) 를 촬상한다. 또한, 마스크측의 얼라인먼트 마크를 시인할 수 있는 위치에 진출한 각 얼라인먼트 검출계 (352) 는, 마스크측의 얼라인먼트 마크 (M1a, M2a) 를 상방으로부터 촬상하도록, 마스크 조정 베이스 (334a, 334b) 와 동기하여 이동한다.
이로 인해, 얼라인먼트 검출계 (352) 에 의해, 표리의 마스크 (M1, M2) 에 형성된 대응하는 얼라인먼트 마크 (M1a, M2a) 와, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 를 촬상하여 검출하면서, 얼라인먼트 기구 (349) 에 의해 표리의 마스크 (M1, M2) 의 얼라인먼트를 조정한다. 또한, 마스크 (M1, M2) 의 얼라인먼트 마크 (M1a, M2a) 끼리가 각각 서로 겹치도록 얼라인먼트 기구 (349) 를 구동 제어함으로써, 표리의 마스크 (M1, M2) 의 얼라인먼트가 실시되어도 된다.
또한, 본 실시형태의 조명 광학계 (160a, 160b) 에서도, 도 32 에 도시한 바와 같이, 제 1 실시형태의 복수의 지지 기구 (171) 및 모터 (175) 를 구비하여, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 실시형태와 같이, 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정했을 때에, 작업물 (W) 의 변형량에 대응하는 평면 미러 (166) 의 곡률 보정이 실시되었는지 여부를 판단하기 위한 곡률 보정량 검출계 (190) 가 형성되어 있다.
따라서, 본 실시형태에 있어서도, 작업물 (W) 의 얼라인먼트 마크 (Wb) 와 마스크 (M1, M2) 의 얼라인먼트 마크 (M1a, M2a) 를 얼라인먼트 카메라 (352) 에 의해 검출하는 공정과, 얼라인먼트 카메라 (352) 에 의해 검출된 양 얼라인먼트 마크 (Wb, M1a, M2a) 의 어긋남량에 기초하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M1, M2) 의 위치 어긋남량과 작업물 (W) 의 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00025
, β) 을 산출하는 공정과, 산출된 위치 어긋남량에 기초하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M1, M2) 의 얼라인먼트를 조정하는 공정과, 얼라인먼트 조정 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에서, 산출된 변형량 (
Figure 112010020535291-pat00026
, β) 에 기초하여, 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 평면 미러 (166) 의 곡률을 보정하는 공정을 구비한다. 이로 인해, 작업물 (W) 이 변형된 경우에도 작업물 (W) 의 피노광 영역 (A) 의 형상에 따라 마스크 (M1, M2) 의 패턴을 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 19 의 단계 S3 에서 계산된 위치 어긋남량 및 변형량이 허용치 이하인 경우에는, 단계 S6 으로 이행하여, 각 마스크 (M1, M2) 의 유리판 (122) 을 작업물 (W) 의 표리면에 밀착시킨다. 그리고, 마스크 (M1, M2) 와 작업물 (W) 사이에 소정 갭을 만들어 주는 유리판 (122) 을 개재하여, 각 마스크 (M1, M2) 의 외측에 각각 배치된 조명 광학계 (160a, 160b) 로부터 각 마스크 (M1, M2) 를 향하여 노광광을 조사하고, 그 노광광이 유리판 (122) 을 개재하여, 작업물 (W) 의 피노광 영역 (A ; 예를 들어, 하지 패턴) 에 조사된다. 이로써, 각 마스크 (M1, M2) 의 패턴이 작업물 (W) 의 피노광 영역 (A) 의 형상과 일치한 상태에서, 작업물 (W) 의 표리면에 노광 전사된다. 또한, 노광시는, 노광 위치 (P) 에 있는 작업물 (W) 은 마스크 (M1, M2) 에 유지되기 때문에, 각 인덱서 (317, 318) 에 의한 작업물 (W) 의 클램프 및 실린더 장치 (320) 에 의한 작업물 (W) 에 대한 텐션 부여는 해제된다.
상기 노광 전사가 실시된 후에는, 상기 서술한 각 인덱서 (317, 318) 에 의해 작업물 (W) 을 클램프한 상태에서 인덱서 테이블 (316) 을 소정 이송량으로 하류측에 보내고, 그 작업물 (W) 을 동 방향으로 반송하여 새로운 피노광 부위를 노광 위치 (P) 에 배치하고 (단계 S7), 그 반송 후에, 각 인덱서 (317, 318) 에 의한 작업물 (W) 의 클램프를 해제하여 인덱서 테이블 (316) 을 원래의 위치로 복귀시키고, 그 후, 노광 위치 (P) 로 보내진 작업물 (W) 을 각 인덱서 (317, 318) 에서 클램프하여 작업물 (W) 의 어긋남량을 작게 함과 함께, 실린더 장치 (320) 에 의해 작업물 (W) 에 백 텐션을 부여하여, 상기 동일한 공정을 거쳐 새로운 노광 전사가 실시된다.
또한, 유리판 (122) 은, 필름 마스크 (120) 를 유리판 (122) 에 대해 작업물 (W) 과 반대측에 배치한 상태에서, 마스크 조정 베이스 (334a) 에 흡착되고, 유리판 (122) 을 작업물 (W) 에 밀착시켜, 필름 마스크 (120) 와 작업물 (W) 을 유리판 (122) 에 의해 소정 갭을 유지한 상태에서, 조명 광학계 (160a, 160b) 로부터의 노광광의 광속을 마스크 (M) 를 개재하여 작업물 (W) 에 조사하므로, 밀착 노광 방식에 의한 해상도가 높은 노광 전사를 실현할 수 있다. 또한, 유리판 (122) 을 작업물 (W) 에 밀착시키기 때문에, 제 1 실시형태에 비해 택트는 길어지지만, 틸트의 조정이 불필요해지고, 장치가 간소화되어 비용 저감을 도모할 수 있다. 그리고, 작업물 (W) 과 마스크 (M1, M2) 사이에 소정 갭을 갖게 하므로, 평면 미러 (166) 의 곡률을 바꾸어 디클리네이션 각을 보정하고, 마스크 (21, 22) 의 패턴을, 작업물 (W) 의 변형에 대응하도록 양호한 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 유리판 (122) 에 대해 작업물 (W) 과 반대측에 필름 마스크를 배치한 마스크 (M1, M2) 대신에, 유리판에 패턴이 직접 형성되는 통상적인 마스크 (M1, M2) 를 사용하는 경우, 도 33 에 도시한 바와 같이, 마스크 (M1) 의 하면에, 노광광을 투과할 수 있고, 또한 노광시에 작업물 (W) 과 밀착 가능한 투과 매체 (400) 를 장착하여, 작업물 (W) 과 마스크 (M) 를, 투과 매체 (400) 에 의해 소정 갭으로 유지하도록 해도 된다. 이로써, 평면 미러 (166) 의 곡률을 바꾸어 디클리네이션 각을 보정할 수 있음과 함께, 밀착 노광 방식과 같은 해상도가 높은 노광 전사를 실현할 수 있다. 또한, 투과 매체로는, 포토마스크 필름 (투명 필름) 이나 유리 등, 노광광을 투과할 수 있는 것이면 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서도, 작업물 (W) 과 마스크 (21, 22) 의 얼라인먼트를 조정한 후에, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정이 실시되지만, 얼라인먼트 조정과 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을 동시에 실시하여, 택트 타임의 단축을 도모해도 된다. 또한, 얼라인먼트 조정을 복수회 실시하여, 위치 어긋남량이 허용치 이하로 된 후에, 평면 미러 (166) 의 곡률 보정을, 유리판 (122) 과 작업물 (W) 을 밀착시키고 나서 실시해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 양면을 노광하는 밀착 노광 장치가 나타나 있는데, 편면만 노광하는 밀착 노광 장치여도 된다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절히, 변형, 개량 등을 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 작업물 (W) 을 후프 형상으로 했으나, 시트 형상 (평판 형상) 으로 해도 된다.
본 발명의 곡률을 보정하는 반사경으로는, 상기 실시형태의 평면 미러 (166) 에 한정되는 것이 아니고, 다른 평면 미러 (163) 나 콜리메이션 미러 (167) 에 형성되어도 되고, 임의의 반사경에 적용할 수 있고, 또한 이들 미러 (163, 166, 167) 의 복수의 미러의 곡률을 보정하도록 해도 된다. 그리고, 복수의 미러를 곡률 보정하는 경우에는, 축척 보정을 콜리메이션 미러 (167) 에 의해 실시하고, 변형 보정을 평면 미러 (166) 에 의해 실시하도록, 보정 역할을 미러마다 분담할 수 있다.
또한, 반사판 (192) 은, 셔터 유닛 (164) 과 별체로 설치되어 있으나, 셔터 유닛 (164) 이 노광광의 광로 상에 있어서의 인테그레이터 (165) 의 하류측에 있는 경우에는, 셔터 유닛 (164) 에 의해 구성되어도 된다.
또한, 곡률 보정량 검출계 (190) 로서, 반사판에 조사하는 광은, 레이저광에 한정되지 않고, 지향성을 갖는 노광광의 광속보다 작은 광속의 광을 사출하는 것이면 된다.
그리고 본 발명의 반사경 곡률 조정 기구와 곡률 보정량 검출계는, 근접 노광 장치, 밀착 노광 장치에 한정되지 않고, 렌즈계로 변형 보정을 실시하는 투영 노광 장치 이외의 노광 장치에 적용할 수 있다.
추가로, 본 발명의 지향성을 갖는 광을 조사하는 검출용 광원은, 마스크 근방에 배치되는 것이 바람직하지만, 반사경에 대해 노광면측에 배치되면 되고, 마스크보다 작업물 척측에 배치되어도 된다.
본 발명의 마스크 유지부 (16) 가 이동하는 X 방향은, 본 실시형태에서는 작업물의 반송 방향을 따르고 있으나, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 작업물의 반송 방향과 직교하는 방향이어도 된다.
10, 10A 마스크 유지 기구
11A, 11B 제 1 구동 기구
12 제 2 구동 기구
16 마스크 유지부
20 제 1 구동부
21 제 1 Z 축 모터
22 X 축 모터
23 리니어 가이드 (제 1 안내부)
31 제 1 Z 축 가동대
34 십자 이음새 (제 1 자재 이음새)
35 X 축 모터 기대
38 제 1 안내판
39 리니어 가이드 (제 3 안내부)
50 제 2 구동부
51 제 2 Z 축 모터
52 Y 축 모터
53, 53a, 53b 리니어 가이드 (제 2 안내부)
61 제 2 Z 축 가동대
64 십자 이음새 (제 2 자재 이음새)
65 Y 축 모터 기대
68 제 2 안내판
69 리니어 가이드 (제 4 안내부)
152, 352 얼라인먼트 검출계
153 갭 센서 (갭 검출계)
160, 160a, 160b 조명 광학계
161 멀티램프 유닛 (광원)
163, 166 평면 미러 (반사경)
167 콜리메이션 미러 (반사경)
171 지지 기구
175 모터 (지지 기구 구동 수단)
190 곡률 보정량 검출계
191 레이저 포인터 (레이저 광원, 검출용 광원)
192 반사판
193 카메라
194 제어부
271 램프
272 리플렉터 (반사경)
273 광원부
281 카세트
315a, 315b 지지 롤 (작업물 지지부)
349 얼라인먼트 기구
353 마스크 지지 기구 (마스크 지지부, 이송 기구)
M, M1, M2 마스크
Ma, M1a 마스크측 얼라인먼트 마크
W 작업물
Wb 작업물측 얼라인먼트 마크
Figure 112010020535291-pat00027
X 방향에 대한 소정 각도 (제 1 경사 방향)
β Y 방향에 대한 소정 각도 (제 2 경사 방향)

Claims (32)

  1. 광원으로부터의 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 노광 방법으로서,
    상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 검출계에 의해 검출하는 공정과,
    상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량과 상기 작업물의 변형량을 산출하는 공정과,
    산출된 상기 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 공정과,
    상기 얼라인먼트를 조정하는 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에서, 산출된 상기 변형량에 기초하여, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경의 곡률을 보정하는 공정을 구비하는 노광 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사경의 곡률을 보정하는 공정은,
    상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 공정과,
    상기 반사경을 개재하여, 반사판에 비친 그 지향성을 갖는 광을 촬상 수단에 의해 촬상하는 공정과,
    상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 공정을 구비하고,
    그 변위량이 산출된 변형량과 대응하도록 상기 곡률을 보정하는 상기 노광 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지향성을 갖는 광은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사되고,
    상기 반사판은, 인테그레이터 근방에 배치되어 있는 상기 노광 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크에 조사할 때에, 그 광속의 광로로부터 퇴피하는 상기 노광 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 촬상 수단은, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속의 광로 상으로부터 떨어진 위치에 배치되어 있는 상기 노광 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 얼라인먼트 검출계는, 직사각형 형상의 상기 마스크의 단부 근방에 각각 배치된 적어도 2 개 이상의 얼라인먼트 검출계를 구비하고,
    상기 각 얼라인먼트 검출계의 근방에는, 상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 조사하는 레이저 광원이 상기 얼라인먼트 검출계의 수와 같은 수 또는 그 이상 배치되어 있는 상기 노광 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 각각 조사하는 복수의 레이저 광원과, 상기 복수의 레이저 광원에 대응하여 각각 형성되고, 상기 반사경에서 반사한 상기 레이저광을 상기 반사판을 향하여 각각 반사하는 복수의 미러를 구비한 집광 미러군을 구비하고,
    상기 복수의 레이저 광원은, 상기 레이저광을 상기 노광광의 광속의 광로 외에서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 반사경 및 상기 집광 미러군을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 레이저광을 촬상하는 상기 노광 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 얼라인먼트를 조정하는 공정 후에, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 검출계에 의해 재검출하는 공정과,
    상기 산출하는 공정에서, 재검출된 상기 양 얼라인먼트의 어긋남량에 기초하여 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량이 허용치 이하인지 여부를 판별하는 공정을 추가로 구비하고,
    상기 판별하는 공정에서, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량이 상기 허용치를 초과하는 경우에 상기 얼라인먼트를 조정하는 공정을 실행하는 상기 노광 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 재검출하는 공정은, 상기 얼라인먼트를 조정하는 공정과 상기 반사경의 곡률을 보정하는 공정 후에 이루어지고,
    상기 재검출하는 공정은, 곡률이 보정된 상기 반사경으로부터의 광속에 의해 투영된 상기 마스크측의 얼라인먼트 마크의 상기 작업물 상에서의 그림자를 추가로 검출하고,
    상기 산출하는 공정은, 재검출된 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와, 상기 마스크측의 얼라인먼트 마크의 그림자의 오프셋량을 산출하고,
    상기 판별하는 공정은, 상기 오프셋량이 허용치 이하인지 여부를 판별하고,
    상기 판별하는 공정에서, 상기 오프셋량이 허용치를 초과하는 경우에, 상기 오프셋량에 기초하여 상기 반사경의 곡률을 보정하는 공정을 실행하는 상기 노광 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴과 작업물 사이에 소정 갭이 형성된 상태에서, 상기 노광광의 광속을 마스크를 개재하여 작업물에 조사하는 상기 노광 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크의 하면에는, 상기 노광광을 투과할 수 있고, 또한 노광시에 상기 작업물과 밀착할 수 있는 투과 매체가 장착되어 있는 상기 노광 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
    상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물측에 배치한 상태에서 상기 마스크를 유지하는 마스크 유지부에 흡착 유지되는 상기 노광 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 필름 마스크의 패턴은, 상기 필름 마스크의 상기 투명 매체에 부착되는 측의 면에 형성되는 상기 노광 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
    상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물과 반대측에 배치한 상태에서 상기 마스크를 유지하는 마스크 유지부에 흡착 유지되고,
    상기 투명 매체를 상기 작업물에 밀착시켜, 상기 필름 마스크와 상기 작업물을 상기 투명 매체에 의해 상기 소정 갭을 유지한 상태에서, 상기 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하는 상기 노광 방법.
  15. 삭제
  16. 작업물을 지지하는 작업물 지지부와, 마스크를 지지하는 마스크 지지부와, 상기 작업물과 상기 마스크를 상대적으로 이동시키는 이송 기구와, 광원 및 그 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경을 구비한 조명 광학계와, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 검출계를 구비하고, 상기 광원으로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 노광 장치로서,
    상기 조명 광학계는, 상기 반사경의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 지지 기구와, 그 지지 기구를 이동시킬 수 있는 지지 기구 구동 수단을 구비하고,
    상기 이송 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크를 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
    상기 반사경은, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 작업물의 변형량에 기초하여, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 노광 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 검출용 광원과, 상기 반사경에서 반사된 상기 지향성을 갖는 광이 투영되는 반사판과, 상기 반사경을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 지향성을 갖는 광을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 제어부를 갖는 곡률 보정량 검출계를 추가로 구비하고,
    상기 반사경은, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 상기 곡률 보정량 검출계에 의해 검출된 상기 지향성을 갖는 광의 변위량이, 산출된 상기 작업물의 변형량과 대응하도록, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 상기 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 검출용 광원은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 상기 지향성을 갖는 광을 조사하고,
    상기 반사판은, 상기 조명 광학계의 인테그레이터 근방에, 상기 노광광의 광속의 광로로부터 퇴피할 수 있게 배치되는 상기 노광 장치.
  19. 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,
    상기 마스크와 대향하는 노광 영역에 작업물을 반송하는 반송 기구와,
    상기 노광 영역에 위치하는 상기 작업물에 대해 노광광을 상기 마스크를 개재하여 조사하는 조명 광학계를 구비하고,
    상기 노광 영역에 반송된 상기 작업물의 피노광 부위를 정지시키고, 상기 작업물과 상기 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 상기 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 근접 노광 장치로서,
    상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계와,
    상기 노광 영역에 위치하는 작업물과 상기 마스크의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 검출계와,
    그 마스크 유지부를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 그 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구를 추가로 갖고,
    상기 마스크 구동 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
    상기 마스크 구동 기구는, 상기 갭 검출계에 의해 검출된 상기 갭에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 상기 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정하는 것을 특징으로 하는 근접 노광 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 갭 검출계와 상기 얼라인먼트 검출계는, 동일한 검출계 구동 기구에 의해 이동하는 상기 근접 노광 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 조명 광학계는, 광원 및 그 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경과, 그 반사경의 둘레 가장자리부와 이면의 어느 것을 지지하는 지지 기구와, 그 지지 기구를 이동시킬 수 있는 지지 기구 구동 수단을 구비하고,
    상기 마스크 구동 기구는, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정함과 함께,
    상기 반사경은, 상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량으로부터 산출된 상기 작업물의 변형량에 기초하여, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 상기 근접 노광 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 검출용 광원과, 상기 반사경에서 반사된 상기 지향성을 갖는 광이 투영되는 반사판과, 상기 반사경을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 지향성을 갖는 광을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 제어부를 갖는 곡률 보정량 검출계를 추가로 구비하고,
    상기 반사경은, 상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 상기 곡률 보정량 검출계에 의해 검출된 상기 지향성을 갖는 광의 변위량이, 산출된 상기 작업물의 변형량과 대응하도록, 상기 지지 기구 구동 수단에 의해 상기 지지 기구를 이동시킴으로써, 그 곡률을 보정하는 상기 근접 노광 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 검출용 광원은, 상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 상기 지향성을 갖는 광을 조사하고,
    상기 반사판은, 상기 조명 광학계의 인테그레이터 근방에, 상기 노광광의 광속의 광로로부터 퇴피할 수 있게 배치되는 상기 근접 노광 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 지향성을 갖는 광으로서 레이저광을 각각 조사하는 복수의 레이저 광원과, 상기 복수의 레이저 광원에 대응하여 각각 형성되고, 상기 반사경에서 반사한 상기 레이저광을 상기 반사판을 향하여 각각 반사하는 복수의 미러를 구비한 집광 미러군을 구비하고,
    상기 복수의 레이저 광원은, 상기 레이저광을 상기 노광광의 광속의 광로 외에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 조사하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 반사경 및 상기 집광 미러군을 개재하여, 상기 반사판에 비친 상기 레이저광을 촬상하는 상기 근접 노광 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 패턴이 형성되는 필름 마스크와, 그 필름 마스크가 부착되는 투명 매체를 구비하고,
    상기 투명 매체는, 상기 필름 마스크를 상기 투명 매체에 대해 상기 작업물측에 배치한 상태에서 상기 마스크 유지부에 흡착 유지되는 상기 근접 노광 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 필름 마스크의 패턴은, 상기 필름 마스크의 상기 투명 매체에 부착되는 측의 면에 형성되는 상기 근접 노광 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 마스크 구동 기구는,
    그 마스크 유지부를 상기 X 방향 및 연직 방향인 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 1 구동부와, 그 마스크 유지부를 상기 Y 방향으로 안내할 수 있는 제 1 안내부를 갖는 1 쌍의 제 1 구동 기구와,
    상기 마스크 유지부를 상기 Y 방향 및 Z 방향으로 구동시킬 수 있는 제 2 구동부와, 그 마스크 유지부를 상기 X 방향으로 안내할 수 있는 제 2 안내부를 갖는 제 2 구동 기구를 갖고,
    상기 제 1 구동부에 의해 상기 마스크 유지부를 X 방향 또는 θ 방향으로 구동했을 때, 상기 제 2 안내부에 의해 상기 마스크 유지부의 이동량을 흡수하고,
    상기 제 2 구동부에 의해 상기 마스크 유지부를 Y 방향으로 구동했을 때, 상기 제 1 안내부에 의해 상기 마스크 유지부의 이동량을 흡수하고,
    상기 제 1 구동부 및 제 2 구동부의 적어도 하나에 의해 상기 마스크 유지부를 틸트 구동했을 때, 상기 제 1 안내부 및 제 2 안내부의 적어도 하나에 의해 상기 마스크 유지부의 틸트에 의한 상기 제 1 구동 기구 및 제 2 구동 기구간의 상면에서 보았을 때의 스팬 변화량을 흡수하는 상기 근접 노광 장치.
  28. 제 19 항에 있어서,
    상기 조명 광학계는, 광원과 그 광원으로부터 발생된 광에 지향성을 갖게 하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부를 구비하는 상기 근접 노광 장치.
  29. 마스크를 유지하는 마스크 유지부와, 상기 마스크와 대향하는 노광 영역에 작업물을 반송하는 반송 기구와, 상기 노광 영역에 위치하는 작업물에 대해 노광광을 상기 마스크를 개재하여 조사하는 조명 광학계와, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 검출하는 적어도 2 개의 얼라인먼트 검출계와, 상기 노광 영역에 위치하는 작업물과 상기 마스크의 갭을 각각 검출하는 적어도 3 개의 갭 검출계와, 그 마스크 유지부를 수평면 상의 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향, 그 수평면에 직교하는 축 둘레의 θ 방향으로 구동시킬 수 있고, 또한 틸트 구동시킬 수 있는 마스크 구동 기구를 갖고, 반송된 상기 작업물의 피노광 부위를 상기 노광 영역에 정지시킴과 함께, 상기 작업물과 상기 마스크를 소정 갭으로 근접시킨 상태에서, 상기 조명 광학계로부터의 노광광의 광속을 상기 마스크를 개재하여 상기 작업물에 조사하고, 상기 마스크의 패턴을 상기 작업물에 전사하는 근접 노광 장치를 사용한 근접 노광 방법으로서,
    상기 얼라인먼트 검출계를 사용하여, 상기 작업물의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크를 검출하는 공정과,
    상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크 구동 기구에 의해 상기 마스크 유지부를 상기 수평면 상에서 구동시킴으로써, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 공정과,
    상기 갭 검출계에 의해 검출된 상기 갭에 기초하여, 상기 마스크 구동 기구에 의해 상기 마스크 유지부를 틸트 구동시킴으로써, 상기 작업물과 마스크의 상대적인 기울기를 보정하는 공정을 갖는 상기 근접 노광 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 얼라인먼트 검출계에 의해 검출된 상기 양 얼라인먼트 마크의 어긋남량에 기초하여, 상기 마스크와 상기 작업물의 위치 어긋남량과 상기 작업물의 변형량을 산출하는 공정과,
    상기 얼라인먼트를 조정하는 공정과 동시 또는 별도의 타이밍에서, 산출된 상기 변형량에 기초하여, 상기 조명 광학계의 광원으로부터의 노광광의 광속을 반사하는 반사경의 곡률을 보정하는 공정을 추가로 구비하고,
    상기 얼라인먼트를 조정하는 공정은, 산출된 상기 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 작업물과 상기 마스크의 얼라인먼트를 조정하는 상기 근접 노광 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 반사경의 곡률을 보정하는 공정은,
    상기 노광광의 광속의 광로에 있어서 상기 반사경으로부터 노광면측에서 상기 반사경을 향하여 지향성을 갖는 광을 조사하는 공정과,
    상기 반사경을 개재하여, 인테그레이터 근방에 배치된 반사판에 비친 그 지향성을 갖는 광을 촬상 수단에 의해 촬상하는 공정과,
    상기 반사경의 곡률을 보정했을 때에 촬상되는 상기 지향성을 갖는 광의 변위량을 검출하는 공정을 구비하고,
    그 변위량이 산출된 변형량과 대응하도록 상기 곡률을 보정하는 상기 근접 노광 방법.
  32. 삭제
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