KR20180011710A

KR20180011710A - 워크 스테이지 및 노광 장치

Info

Publication number: KR20180011710A
Application number: KR1020170088468A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 하라
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2018-02-02
Also published as: TW201810506A; JP6774714B2; TWI718309B; CN107656425B; JP2018017771A; CN107656425A; KR102229484B1

Abstract

[과제] 변형이 생긴 워크에 대해서도 워크의 손상을 초래하는 일 없이 충분히 흡착, 유지할 수 있고, 상이한 사이즈의 워크에 대해서도 대응이 용이한 염가의 워크 스테이지를 제공한다.
[해결 수단] 판형상의 워크(W)가 올려놓여지는 스테이지 본체(1)의 워크 유지면에 설치된 수축 시트(3)는, 워크용 진공 흡착 구멍(21)이 설치된 영역을 둘러싸는 액자형상이다. 워크 유지면에 워크(W)가 올려놓여지고 워크용 진공 흡착 구멍(21)을 통한 진공 흡인에 의해 흡착될 때, 수축 시트(3)가 워크(W)와 스테이지 본체(1) 사이에 끼워진다. 수축 시트(3)는 워크(W)의 주변부를 따라 연장되는 형상이며, 워크(W)의 변형에 따라 탄성에 의해 두께 방향으로 수축하여, 워크(W)와 밀착한다.

Description

워크 스테이지 및 노광 장치{WORK STAGE AND EXPOSURE APPARATUS}

본원의 발명은, 처리 대상물인 워크를 소정 위치에 유지시키기 위한 워크 스테이지에 관한 것이고, 또 이런 종류의 워크 스테이지를 탑재한 노광 장치에 관한 것이다.

각종 처리를 행하는 장치에 있어서, 처리의 대상물(이하, 워크라고 한다)을 소정 위치에 유지할 필요가 자주 생긴다. 이때, 워크가 판형상인 경우, 평탄한 표면을 갖는 대(臺)형상의 부재(이하, 스테이지라고 한다)에 실어 유지하는 경우가 많으며, 이러한 스테이지는, 워크 스테이지로 불린다.

워크 스테이지는, 워크의 유지를 확실히 하기 위해서 워크를 흡착하는 기구를 구비하고 있는 경우가 많고, 이 기구에는 진공에 의해 흡착을 행하는 진공 흡착 기구가 채용되는 경우가 많다. 워크 스테이지의 워크 유지면에는, 진공 흡착 구멍이 형성되고, 진공 흡착 구멍에 연통한 진공 배기로가 워크 스테이지 내에 설치된다. 진공 배기로에는 진공 펌프가 접속되고, 워크가 진공 흡착 구멍을 막아 배치된 상태로 진공 흡착 구멍을 통해 진공 흡인함으로써, 워크가 워크 스테이지에 유지된다.

일본국 특허 공개 2009-109553호 공보 일본국 특허 공개 2011-81156호 공보 일본국 특허 4589198호 공보

이러한 진공 흡착 기구를 구비한 워크 스테이지에 있어서, 워크가 변형되어 있고, 이것이 원인으로 진공 흡착을 충분히 할 수 없다고 하는 과제가 존재하고 있다.

예를 들어, 기판에 대해 회로 패턴의 노광을 행하는 프린트 기판용 노광 장치에서는, 기판을 노광 광학계에 대해 소정 위치에 유지시키기 위해, 워크 스테이지가 사용된다. 이러한 프린트 기판용 노광 장치는, 폴리이미드나 폴리에스테르 등으로 형성된 얇은 플렉시블한 기판에 대해 노광을 행하는 경우가 있다. 이런 종류의 기판은, 전(前) 공정에서의 열처리의 영향을 받기 쉬워, 옆에서 보면 만곡되어 있거나, 물결치듯이 만곡되어 있다. 또, 유리 에폭시와 같은 리지드한 기판의 경우에서도, 기판이 다층 구조인 경우는, 소재간의 열팽창 계수의 차이 등으로부터, 적층을 위한 처리를 반복함에 따라 기판의 주변부에 휘어짐이나 만곡이 발생하기 쉽다.

이와 같이 휘어짐이나 만곡 등의 변형이 생긴 워크에 대해서는, 워크 스테이지 상에 배치했을 때, 진공 흡착 구멍을 충분히 막을 수 없어, 진공이 리크하기 때문에 진공 흡착을 할 수 없거나, 흡착이 불충분해진다. 이 결과, 처리 중에 워크가 변위할 수 있는 상태가 된다. 노광 장치의 경우, 노광 중의 워크의 변위는, 노광되는 패턴의 위치 정밀도의 저하에 직결하여, 제품의 성능에 영향을 준다. 따라서, 이와 같이 변형이 생긴 워크에 대해서도, 충분히 진공 흡착할 수 있도록 하는 것이 필요하게 되어 있다.

변형이 생겨 있는 워크에 대해서도 충분히 진공 흡착을 할 수 있도록 하기 위한 종래의 구성으로서, 워크의 주변부를 상측으로부터 누르는 클램프 기구가 자주 채용된다. 그러나, 이런 종류의 기구는, 워크에 대해 손상을 주기 쉽다고 하는 결점이 있다. 또, 워크의 주변부를 상측으로부터 덮는 것이 되기 때문에, 주변부에 대해서도 처리(예를 들어 노광)를 행할 필요가 있는 경우, 처리 중에는 클램프를 퇴피시킬 필요가 있고, 퇴피시켰을 때에 워크가 원래의 변형된 자세로 되돌아와 버려 진공이 리크한다고 하는 문제도 생길 수 있다. 또한, 이런 종류의 기구는 복잡해지기 쉽고, 장치가 대형이 되며, 고비용이 되기 쉽다.

또, 다품종 소량 생산의 요청 아래, 1대의 장치로 상이한 사이즈의 워크를 처리할 필요도 자주 생긴다. 이 경우, 상기 클램프 기구의 경우, 상이한 사이즈의 워크에 대한 대응이 어렵고, 이것을 가능하게 하기 위해 더욱 기구적으로 복잡해지거나 고비용이 되어 버리는 문제가 있다.

본원의 발명은, 상기 각 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 변형이 생긴 워크에 대해서도 충분히 흡착, 유지할 수 있도록 함과 더불어, 이때, 워크를 손상시키는 문제가 없으며, 또한 상이한 사이즈의 워크에 대해서도 대응이 용이하고, 더욱 염가의 비용으로 실현할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 이 출원의 청구항 1에 기재된 발명은, 판형상의 워크를 유지하는 워크 스테이지로서,

워크 유지면에 워크용 진공 흡착 구멍을 갖는 스테이지 본체와,

워크 유지면에 설정된 유지 위치에서 워크가 맞닿았을 때에 워크용 진공 흡착 구멍을 진공 흡인하여 워크를 흡착하는 배기계를 구비한 워크 스테이지이며,

워크 유지면에는 수축 시트가 설치되어 있고,

수축 시트는, 워크용 진공 흡착 구멍이 설치된 영역의 외측에 있어서 상기 영역을 둘러싸는 형상이고, 유지 위치에 있어서 워크 유지면에 워크가 맞닿을 때에 워크와 스테이지 본체의 워크 유지면 사이에 끼워진 상태로 상기 워크의 주변부를 따라 연장되는 형상이며,

수축 시트는, 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축하여 워크와 밀착하는 탄성에 의한 유연성을 갖고 있고,

수축 시트는, 착탈 가능하게 워크 유지면에 부착되어 있다고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 수축 시트는, 상기 유지 위치에서 상기 워크 유지면에 맞닿은 상기 워크의 주변부의 전체 둘레에 있어서 상기 워크와 겹치는 형상을 갖고 있다고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 수축 시트는, 상기 유지 위치에서 상기 워크 유지면에 맞닿은 상기 워크의 주변부에 있어서 일부에 겹치지 않는 영역을 갖는 형상이며, 상기 겹치지 않는 영역의 둘레 방향의 길이는 10mm 이하라고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 청구항 1, 2 또는 3의 구성에 있어서, 상기 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축한 상기 수축 시트의 평균 두께는 0.5mm 이하라고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 4 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 수축 시트는, 틀에 붙여진 상태로 설치되어 있고, 틀은, 상기 워크가 상기 워크 유지면에 맞닿아 진공 흡착되었을 때에 상기 워크보다 외측이 되는 위치에서 상기 수축 시트를 고정하고 있다고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 한 구성에 있어서, 상기 스테이지 본체는, 상기 워크용 진공 흡착 구멍이 설치된 영역의 외측에 있어서 평탄면을 갖고 있고, 상기 수축 시트는 상기 평탄면에 설치되어 있다고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 7에 기재된 발명은, 노광 장치의 발명으로서,

광원과,

광원으로부터의 광을 소정 패턴의 상으로서 투영하는 광학계와,

청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 워크 스테이지를 구비하고 있고,

상기 유지 위치는, 광학계에 의한 소정 패턴의 상의 투영 위치라고 하는 구성을 갖는다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 8에 기재된 발명은, 상기 청구항 7의 구성에 있어서,

상기 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축한 상기 수축 시트의 평균 두께는, 상기 광학계가 상기 상을 투영할 때의 초점심도의 1/2 이하라고 하는 구성을 갖는다.

이하에 설명하는 대로, 이 출원의 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 워크가 워크 스테이지에 진공 흡착될 때, 워크의 주변부에 의해 수축 시트가 두께 방향으로 압축되어 수축하므로, 변형이 생겨 있는 워크에 대해서도 수축 시트와 워크가 밀착하여, 진공 흡착의 에러가 방지된다. 이때, 클램프 기구와 같이 워크를 반대측으로부터 누를 필요는 없으므로, 워크가 손상될 일은 없고, 심플한 구조이며, 비용도 염가인 것이 된다.

또, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 수축한 수축 시트의 평균 두께가 0.5mm 이하이므로, 진공 흡착된 워크의 만곡이 작아진다.

또, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 수축 시트는 틀에 붙여져 있으므로, 수축 시트의 취급이나 위치 결정이 용이해진다. 틀은, 수축 시트와 워크가 겹치는 영역의 외측에서 수축 시트를 고정하고 있으므로, 수축 시트와 워크의 밀착을 틀이 저해할 일도 없다.

또, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 수축 시트가 스테이지 본체의 평탄면에 설치되어 있으므로, 상이한 형상 및 또는 사이즈의 워크에 대한 대응이 용이하다고 하는 효과가 얻어진다.

또, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 워크를 노광하는 노광 장치에 있어서 상기 효과를 얻을 수 있다.

또, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 수축한 수축 시트의 평균 두께가 광학계의 초점심도의 1/2 이하이므로, 상의 흐릿해짐을 방지하면서 상기 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 실시 형태의 워크 스테이지의 정면 단면 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 워크 스테이지의 사시 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 워크 스테이지의 주요부의 사시 개략도이다.
도 4는 수축 시트가 갖는 유연성에 대해 도시한 단면 개략도이고, 도 2의 X－X에서의 단면 개략도이다.
도 5는 수축 시트가 갖는 유연성에 대해 도시한 단면 개략도이고, 도 2의 Y－Y에서의 단면 개략도이다.
도 6은 실시 형태의 노광 장치의 정면 단면 개략도이다.

다음에, 본원 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태)에 대해 설명한다.

도 1은 실시 형태의 워크 스테이지의 정면 단면 개략도, 도 2는 도 1에 도시하는 워크 스테이지의 사시 개략도, 도 3은 도 1에 도시하는 워크 스테이지의 주요부의 사시 개략도이다.

도 1~도 3에 도시하는 실시 형태의 워크 스테이지는, 판형상의 워크(W)를 유지하는 스테이지이며, 스테이지 본체(1)를 구비하고 있다. 스테이지 본체(1)는, 평면에서 봤을 때가 방형의 대형상의 부재이다. 이 실시 형태에서는, 스테이지 본체(1)는 수평인 자세로 워크(W)를 유지하는 것으로 되어 있으며, 수평의 평탄면인 상면이 워크 유지면으로 되어 있다.

도 1~도 3에 도시하는 바와 같이, 스테이지 본체(1)는, 복수의 워크용 진공 흡착 구멍(21)을 갖고 있다. 스테이지 본체(1)의 상면에는, 워크(W)의 유지 위치가 설정되어 있고, 워크용 진공 흡착 구멍(21)은 유지 위치에 설치되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 스테이지 본체(1) 내에는, 각 워크용 진공 흡착 구멍(21)에 연통한 워크용 배기로(22)가 형성되어 있다. 워크 스테이지는, 도시하지 않은 진공 펌프를 포함하는 배기계(2)를 구비하고 있고, 배기계(2)의 워크용 배기관(23)은, 워크용 배기로(22)에 접속되어 있다.

이러한 실시 형태의 워크 스테이지에는, 워크(W)의 변형의 문제를 고려하여, 수축 시트(3)가 설치되어 있다. 수축 시트(3)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 방형의 틀 형상을 갖는다. 또한, 도 3에서는, 수축 시트(3)의 전체 형상을 이해하기 쉽게하기 위해, 일부 부재의 도시가 생략되어 있다.

수축 시트(3)는, 스테이지 본체(1)의 상면에 올려놓여진 상태로 설치되어 있다. 올려놓여진 위치는, 워크(W)의 유지 위치와의 관계로 소정 위치로 되어 있다.

이 실시 형태에서는, 워크(W)는 방형의 판형상이다. 유지 위치는, 예를 들어, 유지된 워크(W)가 스테이지 본체(1)의 중심과 동심의 방형의 영역을 차지하는 위치로서 설정된다. 유지 위치를, 도 2 및 도 3에 있어서 방형의 상상선(R)으로 나타낸다. 워크(W)는, 상상선(R)에 그 윤곽이 일치하도록 정밀도 좋게 올려놓여진다. 상상선(R)으로 둘러싸인 영역을 이하, 유지 영역이라고 한다.

수축 시트(3)는, 유지 위치에 워크(W)가 올려놓여졌을 때, 워크(W)의 주변부가 겹치는 위치에 설치되어 있고, 따라서 워크(W)와 스테이지 본체(1)의 워크 유지면 사이에 끼워진 상태가 된다. 보다 구체적으로는, 수축 시트(3)의 내측의 가장자리는, 유지 영역(R)의 내측에 위치하고, 외측의 가장자리는, 유지 영역(R)의 외측에 위치한다. 이로 인해, 워크(W)가 유지 영역(R)에 윤곽이 일치하도록 배치되었을 때, 수축 시트(3)는, 워크(W)와 스테이지 본체(1)의 워크 유지면 사이에 끼워지고, 워크(W)의 둘레 가장자리의 전체 둘레에 있어서 워크(W)와 겹치는 상태가 된다. 따라서, 수축 시트(3)는, 내측의 가장자리와 외측의 가장자리가 각 변에 있어서 평행인 방형의 틀형상(이하, 본 명세서에 있어서 이러한 형상을 액자형상이라고 한다)이다.

이러한 수축 시트(3)로는, 이 실시 형태에서는, 실리콘제인 것이 사용되고 있다. 두께는, 바람직하게는 0.1~10mm, 보다 바람직하게는 0.5~2mm 정도이다.

수축 시트(3)는, 워크 유지면에 맞닿은 워크(W)가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축하여 워크(W)와 밀착하는 유연성을 갖고 있고, 이 수축에 의해 진공의 리크가 방지되도록 되어 있다. 이하, 이 점에 대해 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4 및 도 5는, 수축 시트(3)가 갖는 유연성에 대해 도시한 단면 개략도이다. 도 4는, 도 2의 X－X에서의 단면 개략도, 도 5는, Y－Y에서의 단면 개략도이다. 도 4(1), 도 5(1)은, 워크(W)가 워크 스테이지에 유지되기 전의 상태를 도시하고, 도 4(2), 도 5(2)는, 워크가 워크 스테이지에 유지되어 진공 흡착된 상태를 도시한다.

워크(W)는, 스테이지 본체(1)의 유지 위치에 올려놓여져 유지된다. 이때, 유지 위치에 있어서 워크(W)는 스테이지 본체(1)에 접촉하고, 워크용 진공 흡착 구멍(21)을 막은 상태가 된다. 그리고, 배기계(2)에 설치된 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 워크용 진공 흡착 구멍(21)이 진공됨으로써, 도 4(2)에 도시하는 바와 같이 워크(W)는 스테이지 본체(1)에 진공 흡착된다.

이때, 도 5(2)에 도시하는 바와 같이, 워크(W)의 주변부와 겹쳐 있는 수축 시트(3)는, 변형되어 있는 워크(W)의 형상에 따라 두께 방향으로 수축한다. 수축 후의 수축 시트(3)의 단면 형상은, 변형되어 있는 워크(W)의 단면 형상을 본뜬 것 같은 형상이 되어, 워크(W)와 수축 시트(3)는 서로 밀착한다. 이 결과, 수축 시트(3)의 내측의 공간은, 워크(W)와 수축 시트(3)의 밀착에 의해 닫힌 공간(봉지된 공간)이 되어, 진공의 리크가 방지된다.

상기와 같이, 수축 시트(3)의 유연성은, 진공 흡인되었을 때에 워크(W)가 수축 시트(3)를 압축하여 밀착할 수 있을 정도의 유연성이다. 실시 형태의 수축 시트(3)는 실리콘제이나, 이른바 실리콘 고무 시트로서 판매되고 있는 것은, 워크(W)가 진공 흡착될 때의 흡인력에 의해 수축하는 것이 가능하고, 실시 형태에 있어서의 수축 시트(3)로서 사용 가능하다. 예를 들어, 타이거스 폴리머사 제조의 SR 시트가 실시 형태에 있어서의 수축 시트(3)로서 사용 가능하다. 또한, 진공 흡착시에 워크(W)에 더해지는 흡인력은, 일반적으로는, －50kPa~－80kPa 정도이며, 이 정도의 힘으로 수축하는 유연성이라고 할 수도 있다.

수축 시트(3)의 두께는, 워크(W)의 두께 방향의 변형량에 따라 선택된다. 수축 시트(3)의 두께는, 워크(W)의 두께 방향의 최대 변형량을 초과하고 있는 것이 필요하다. 예를 들어, 워크(W)의 두께가 0.3mm이고, 최대 변형량이 0.7mm인 경우, 수축 시트(3)의 두께는 1mm 정도가 된다.

또한, 수축 시트(3)가 워크(W)의 변형에 따른 압축은, 소성 변형이 아닌 탄성 변형인 것이 필요하다. 단, 수축 시트(3)는, 다음의 워크(W)를 진공 흡착할 때까지 원래의 상태로 복원되어 있으면 되므로, 이른바 저반발 탄성을 나타내고 있는 것이어도 된다.

이러한 수축 시트(3)는, 스테이지 본체(1)에 대해 변위하지 않는 상태(위치가 고정된 상태)로 부착되어 있다. 이 실시 형태에서는, 수축 시트(3)는 스테이지 본체(1)에 진공 흡착되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 스테이지 본체(1)에는, 시트용 진공 흡착 구멍(24)이 설치되어 있다. 시트용 진공 흡착 구멍(24)은, 워크용 진공 흡착 구멍(21)과는 다른 계통의 배기로(25)에 연통되어 있고, 독립적으로 배기, 대기 개방이 제어되게 되어 있다. 즉, 시트용 진공 흡착 구멍에 연통하여 형성된 시트용 배기로(25)에는, 워크용 배기관(23)과는 다른 계통의 시트용 배기관(26)이 접속되어 있다. 시트용 배기관(26) 상에는, 워크용 배기관(23) 상의 것과는 별도로, 개폐 밸브나 대기 개방 밸브가 설치되어 있다.

또, 이 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 수축 시트(3)는, 틀(31)에 붙여진 상태로 설치되어 있다. 수축 시트(3)가 틀(31)을 반드시 구비할 필요는 없지만, 취급을 용이하게 하기 위해, 및 위치 맞춤을 위해 틀(31)이 설치되어 있다.

틀(31)은, 알루미늄, 스테인리스라고 하는 금속제의 판형상의 부재이다. 이 실시 형태에서는, 액자형상의 수축 시트(3)에 맞추어 틀(31)도 액자형상으로 되어 있다. 틀(31)은, 내측의 가장자리를 따라 두께가 얇아져 있고 단차가 형성되어 있으며, 이 부분에 있어서 수축 시트(3)의 외측의 가장자리가 고정되어 있다. 고정은, 예를 들어 접착재에 의한 접착으로 행해진다.

틀(31)의 외측의 가장자리의 형상 및 사이즈는, 스테이지 본체(1)의 윤곽 형상 및 사이즈와 같게 되어 있다. 따라서, 수축 시트(3)가 붙여진 틀(31)의 외측의 가장자리를 스테이지 본체(1)의 가장자리에 맞추어 스테이지 본체(1)에 올려놓음으로써, 수축 시트(3)의 위치 맞춤이 완료하게 되어 있다. 또한, 위치 맞춤을 더욱 용이하게 하기 위해, 스테이지 본체(1)의 가장자리에는, 위치 결정판(32)이 복수 개소 설치되어 있다.

상기 서술한 수축 시트(3)의 위치 고정을 위한 진공 흡착은, 직접적으로는 틀(31)에 대해 행해지게 되어 있다. 즉, 시트용 진공 흡착 구멍(24)은, 상기와 같이 위치 맞춤하여 올려놓여진 틀(31)을 향하는 위치에 형성되어 있고, 직접적으로는 틀(31)이 진공 흡착되게 되어 있다. 수축 시트(3)를 직접적으로 진공 흡착하도록 해도 되나, 부드러운 수축 시트(3)에 대해 진공 흡착을 반복하면, 마모되는 경우가 있으며, 내구성의 점에서 문제가 생길 수 있다.

상기 실시 형태의 워크 스테이지에 의하면, 워크(W)가 워크 스테이지에 진공 흡착될 때, 상기 서술한 바와 같이 워크(W)의 주변부에 의해 수축 시트(3)가 두께 방향으로 압축되고, 수축된다. 이 수축은, 두께 방향의 워크(W)의 형상에 따른 것이 되기 때문에, 워크(W)가 두께 방향으로 변형되어 있어도 수축 시트(3)와 워크(W)는 밀착한다. 이로 인해, 변형된 워크(W)여도 진공 흡착의 에러가 방지되고, 워크 스테이지에 있어서 변위하는 일 없이 적당한 처리가 행해진다.

이때, 클램프 기구와 같이 워크(W)를 반대측으로부터 누를 필요는 없으므로, 워크(W)가 손상될 일은 없다. 또, 수축 시트(3)를 워크(W)의 둘레 가장자리에 있어서 워크(W)와 스테이지 본체(1) 사이에 개재시킨다고 하는 심플한 구조로 상기 효과를 달성하고 있으므로, 대규모가 되지 않고, 비용적으로도 염가의 것이 된다.

또, 수축 시트(3)는 착탈 가능하므로, 워크(W)의 치수 형상이 상이한 경우의 대응이 용이하다. 즉, 워크(W)의 형상 및/또는 사이즈가 상이한 경우, 수축 시트(3)는 교환된다. 시트용 진공 흡착 구멍(24)에 의한 진공 흡착을 정지한 후, 틀(31)을 갖고 수축 시트(3)를 스테이지 본체(1)로부터 떼어 놓는다. 그리고, 상이한 형상 및/또는 사이즈의 수축 시트(3)를 마찬가지로 틀(31)에 의해 위치 결정하면서 스테이지 본체(1)에 설치하고, 시트용 진공 흡착 구멍(24)에서의 진공 흡착에 의해 위치를 고정한다.

또한, 틀(31)을 나사 클램프로 스테이지 본체(1)에 착탈 가능하게 고정하는 구조여도 실시는 가능하나, 진공 흡착에 의해 위치를 고정하는 구조인 것이 교환의 작업은 간편하다.

상기 실시 형태에서는, 수축 시트(3)는 실리콘제였는데, 탄성 변형하여 워크(W)와 밀착하는 유연성을 갖는 것이면, 다른 재료로 형성된 시트도 사용할 수 있다. 또한, 수축 시트(3)의 재료는, 도전성인 것이 바람직하다. 워크(W)의 흡착, 유지와 처리 후의 워크(W)의 픽업이 반복될 때, 수축 시트(3)가 대전(박리 대전 등)하는 경우가 있다. 대전에 의해 주위의 먼지를 끌어들이거나, 방전이 생겨 워크(W)가 손상되는 경우가 있다. 수축 시트(3)가 도전성인 경우, 스테이지 본체(1)는 통상 어스되어 있으므로, 대전해도 전하가 빠지기 쉬워, 문제가 생기기 어렵다. 실리콘 고무 시트는, 도전성인 것이 각종 시판되어 있으므로, 그 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 워크(W)의 진공 흡착시에 압축된 상태의 수축 시트(3)의 평균 두께는 얇은 것이 바람직하다. 압축시의 두께가 두꺼우면, 워크(W)가 중앙부에서는 스테이지 본체에 밀착한 상태가 되기 때문에, 워크(W)의 만곡이 커지기(곡률이 작아지기) 때문이다. 구체적으로는, 압축시의 압축 시트(3)의 평균 두께는 0.5mm 이하인 것이 바람직하다.

수축 시트(3)는, 워크(W)의 주변부의 전체 둘레에 있어서 워크(W)와 겹치는 것이 바람직하다. 단, 일부에 있어서 겹치지 않는 곳이 있었다고 해도, 본원 발명은 실시 가능하다. 예를 들어, 수축 시트(3)가, 거의 액자형상이지만, 적어도 1개소 끊겨져 있는 개소가 있는 형상이라고 한다. 수축 시트(3)가 두께 방향으로 수축할 때, 둘레 방향의 신장을 허용하는 것이 바람직한 경우가 있으며, 의도적으로 끊긴 개소를 만드는 경우가 있다. 이러한 경우에서도, 그러한 끊김이 짧은 거리이면, 컨덕턴스의 저하에 의해 수축 시트(3)의 내측의 공간은 대기에 비해 낮은 압력이 되므로, 워크(W)의 진공 흡착은 가능하고, 변형된 워크(W)에 대해서도 진공 흡착은 가능하다. 짧은 거리란, 예를 들어 10mm 이하로 할 수 있다.

또, 워크(W)에 있어서 둘레 방향의 특정 개소에만 변형이 생기는 경우에는, 그 장소에서만 수축 시트가 워크(W)와 겹치도록 하면 되고, 이 경우도 수축 시트가 무종단의 둘레형상일 필요는 없다.

또한, 수축 시트(3)와 워크(W)가 겹치는 영역은, 워크(W)의 둘레 가장자리를 포함하는 것이 바람직하나, 둘레 가장자리보다 조금 내측의 주변부에서 겹쳐 있어도 실시 가능하다. 단, 수축 시트(3)가 워크용 진공 흡착 구멍(21)에 겹쳐 버리면 워크(W)의 진공 흡착을 저해하게 되므로, 워크용 진공 흡착 구멍(21)에는 겹치지 않게 하는 것이 필요하다.

또, 상기와 같이 수축 시트(3)는 스테이지 본체(1)의 평탄면에 설치되는 것이 바람직하다. 스테이지 본체(1)에 오목부를 설치하고, 그곳에 수축 시트(3)를 떨어뜨린 상태로 배치하며, 수축 시트(3)의 두께를 오목부의 깊이보다 크게 한 구조에서도 본원 발명은 실시 가능하나, 상이한 형상 및/또는 사이즈의 워크(W)에 대한 대응이 어려워진다.

다음에, 실시 형태의 워크 스테이지의 사용예로서, 워크 스테이지를 탑재한 노광 장치의 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 6은, 실시 형태의 노광 장치의 정면 단면 개략도이다. 도 6에 도시하는 노광 장치는, 일례로서 프린트 기판용 노광 장치로 되어 있다.

도 6에 도시하는 노광 장치는, 워크(W)를 소정 위치에서 유지하는 워크 스테이지(4)와, 워크 스테이지(4)에 유지된 워크(W)에 소정 패턴의 광을 조사하여 노광하는 노광계(5)와, 반송계(6)를 구비하고 있다. 노광계는, 광원과, 광원으로부터의 광을 소정 패턴의 상으로서 투영하는 광학계를 포함한다.

실시 형태의 노광 장치는, 특별히 노광의 방식을 선택하지 않는 것이고, 투영 노광, 컨택트 또는 프록시미티 노광, 더욱이는 DI(다이렉트 이메징) 노광 중 어느 한 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어 투영 노광의 경우, 노광계(5)는, 광원과, 광원으로부터의 광이 조사되는 마스크와, 마스크의 상을 워크 스테이지(4) 상에 투영하는 광학계 등으로 구성된다. DI 노광의 경우에는, 레이저 광원과, 레이저 광원으로부터의 광을 공간 변조하여 패턴을 형성하는 DMD(Digital Mirror Device)와 같은 공간 변조 소자를 구비한 노광 유닛이 복수 설치된 구성이 채용된다.

반송계(6)로는, 이 실시 형태에서는, 컨베이어와 반송 핸드를 조합한 것이 채용되고 있다. 워크 스테이지(4)의 양측에는, 반송 컨베이어(61, 62)가 설치되어 있다. 반송 컨베이어(61, 62)는, 워크 스테이지(4)에 대한 워크(W)의 반입, 반출용이며, 설명의 형편상, 우측의 반송 컨베이어(61)를 제1 반송 컨베이어로 하고, 좌측의 반송 컨베이어(62)를 제2 반송 컨베이어로 한다.

각 반송 컨베이어(61, 62)에 협동하여 동작하는 것으로서, 워크 스테이지(4)의 양측에는 반송 핸드(63, 64)가 설치되어 있다. 반송 핸드(63, 64)에 대해서도, 설명의 형편상, 우측의 반송 핸드(63)를 제1 반송 핸드로 하고, 좌측의 반송 핸드(64)를 제2 반송 핸드로 한다.

각 반송 핸드(63, 64)는, 프레임(631, 641)과, 프레임(631, 641)에 부착된 워크용 흡착 패드(632, 642)를 구비하고 있다. 각 프레임(631, 641)에는, 반송 구동 기구(633, 643)가 설치되어 있다. 반송 구동 기구(633, 643)의 상세는 도시를 생략하나, 프레임(631, 641)을 반송 방향(도 1의 지면상 좌우 방향)으로 직선 이동시켜 소정 위치에 위치시킴과 더불어 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 기구로 되어 있다. 장치는 도시하지 않은 제어부를 구비하고 있고, 각 반송 구동 기구(633, 643)는, 도시하지 않은 제어부에 의해 제어된다.

워크용 흡착 패드(632, 642)는, 워크(W)를 주변부에 있어서 흡착하도록 등간격으로 복수 설치되어 있다. 각 워크용 흡착 패드(632, 642)에는, 도시하지 않은 워크용 흡인원이 접속되어 있다. 워크용 흡인원의 온 오프도, 마찬가지로 도시하지 않은 제어부에 의해 제어된다.

또한, 워크 스테이지(4)에는, 승강 기구(40)가 설치되어 있다. 승강 기구(40)는, 워크(W)의 수도(受渡)시에 구동되는 것 외, 노광계(5)에 대한 워크(W)의 거리 조절의 목적으로도 사용된다. 승강 기구(40)는, 서보모터를 포함하는 직동 기구로 구성되어 있고, 제어부에 의해 제어된다.

다음에, 이러한 실시 형태의 노광 장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, 제1 반송 컨베이어(61)가 워크(W)를 제1 반송 핸드(63)의 하방 위치까지 반송한다. 그리고, 제1 반송 핸드(63)가 하강하여, 워크(W)를 흡착, 유지한다. 제1 반송 핸드(63)는, 소정 거리 상승한 후, 수평 방향으로 이동하여 워크 스테이지(4)의 상방 위치에 이른다. 그 후, 제1 반송 핸드(63)는 소정 거리 하강하여, 워크(W)를 워크 스테이지(4) 상에 올려놓는다.

제1 반송 핸드(63)는, 워크(W)를 스테이지 본체(1)의 상면에 약간 누른 상태로 하고, 이 상태에서, 워크용 배기관(23) 상의 개폐 밸브를 열어 워크용 진공 흡착 구멍(21)을 진공시켜, 워크(W)를 진공 흡착한다. 이 타이밍으로부터 조금 늦게, 제1 반송 핸드(63)는, 워크(W)의 흡착을 해제하고, 워크(W)를 릴리스하여 상승한다.

제1 반송 핸드(63)는, 당초의 대기 위치로 되돌아온다. 병행하여, 노광계(5)가 동작하여, 워크(W)에 대해 소정 패턴의 광이 조사되어 노광이 행해진다. 소정 시간의 노광 후, 제2 반송 핸드(64)가 워크 스테이지(4)의 상방에 위치한 후, 소정 거리 하강하여, 워크(W)를 흡착한다. 워크(W)의 흡착으로부터 조금 타이밍을 늦추어, 워크용 배기관(23) 상의 개폐 밸브가 닫히고, 대기 개방 밸브가 열려 워크용 배기로(22)가 대기 개방된다. 이것에 의해, 워크(W)의 진공 흡착이 해제된다.

그 후, 제2 반송 핸드(64)는, 소정 거리 상승한 후, 제2 반송 컨베이어(62)의 상방까지 이동한다. 그리고, 제2 반송 핸드(64)는, 소정 거리 하강하여, 워크(W)를 제2 반송 컨베이어(62)에 올려놓은 후, 워크(W)의 흡착을 해제한다. 제2 반송 컨베이어(62)는, 워크(W)를 다음의 처리 또는 조작을 위한 위치까지 워크(W)를 반출한다. 이러한 동작이 반복되어, 워크(W)는 한 장씩 노광 처리된다.

실시 형태의 노광 장치에 있어서는, 상기와 같이 수축 시트(3)에 의해 워크(W)의 진공 흡착시의 진공 리크가 방지되어 있으므로, 진공 흡착이 에러가 날일 없이, 항상 정확한 위치에 패턴의 투영을 행할 수 있다. 이로 인해, 제품의 품질이 높게 유지된다.

상기 실시 형태는, 프린트 기판용 노광 장치였으나, 이 외, 액정 디스플레이용의 노광 장치 등, 판형상의 워크(W)를 대상물로 하는 것이면, 다른 노광 장치에 대해서도 마찬가지로 실시할 수 있다. 또, 노광 장치 이외의 워크 스테이지(4)의 사용예로는, 기판 검사 장치, 실크 인쇄 장치, 천공 장치 등을 들 수 있다.

또한, 노광 장치에 있어서 실시 형태의 워크 스테이지(4)를 채용하는 경우, 워크(W)의 진공 흡착시에 수축한 수축 시트(3)의 평균 두께는, 광학계에 의해 상이 투영될 때의 초점심도의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다.

실시 형태의 워크 스테이지는, 스테이지 본체(1)와 워크(W) 사이에 수축 시트(3)가 끼워진 상태가 되므로, 그 부분에서는, 수축 시트(3)의 두께만큼, 광학계에 가까워진 상태이다. 따라서, 수축한 수축 시트(3)의 두께가 초점심도의 1/2보다 두꺼우면, 상의 흐릿해짐이 생기기 쉬워진다. 수축 시트(3)가 사이에 개재하는 워크(W)의 주변부는, 비사용 영역(워크(W)에 있어서 패턴을 투영해야 할 영역의 외측)인 경우가 많으나, 사용 영역인 경우, 노광 패턴이 흐릿해짐으로써, 제품 불량의 원인이 될 수 있다. 따라서, 초점심도의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다.

1: 스테이지 본체 2: 배기계
21: 워크용 진공 흡착 구멍 24: 시트용 진공 흡착 구멍
3: 수축 시트 31: 틀
4: 워크 스테이지 5: 노광계
6: 반송계 W: 워크

Claims

판형상의 워크를 유지하는 워크 스테이지로서,
워크 유지면에 워크용 진공 흡착 구멍을 갖는 스테이지 본체와,
워크 유지면에 설정된 유지 위치에서 워크가 맞닿았을 때에 워크용 진공 흡착 구멍을 진공 흡인하여 워크를 흡착하는 배기계를 구비한 워크 스테이지이며,
워크 유지면에는 수축 시트가 설치되어 있고,
수축 시트는, 워크용 진공 흡착 구멍이 설치된 영역의 외측에 있어서 상기 영역을 둘러싸는 형상이고, 유지 위치에 있어서 워크 유지면에 워크가 맞닿았을 때에 워크와 스테이지 본체의 워크 유지면 사이에 끼워진 상태로 상기 워크의 주변부를 따라 연장되는 형상이며,
수축 시트는, 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축하여 워크와 밀착하는 탄성에 의한 유연성을 갖고 있고,
수축 시트는, 착탈 가능하게 워크 유지면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
청구항 1에 있어서,
상기 수축 시트는, 상기 유지 위치에서 상기 워크 유지면에 맞닿은 상기 워크의 주변부의 전체 둘레에 있어서 상기 워크와 겹치는 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
청구항 1에 있어서,
상기 수축 시트는, 상기 유지 위치에서 상기 워크 유지면에 맞닿은 상기 워크의 주변부에 있어서 일부에 겹치지 않는 영역을 갖는 형상이며, 상기 겹치지 않는 영역의 둘레 방향의 길이는 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축한 상기 수축 시트의 평균 두께는 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
청구항 1에 있어서,
상기 수축 시트는, 틀에 붙여진 상태로 설치되어 있고,
틀은, 상기 워크가 상기 워크 유지면에 맞닿아 진공 흡착되었을 때에 상기 워크보다 외측이 되는 위치에서 상기 수축 시트를 고정하고 있는 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
청구항 1에 있어서,
상기 스테이지 본체는, 상기 워크용 진공 흡착 구멍이 설치된 영역의 외측에 있어서 평탄면을 갖고 있고, 상기 수축 시트는 상기 평탄면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 스테이지.
광원과,
광원으로부터의 광을 소정 패턴의 상으로서 투영하는 광학계와,
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 워크 스테이지를 구비하고 있고,
상기 유지 위치는, 광학계에 의한 소정 패턴의 상의 투영 위치인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 워크 유지면에 맞닿은 워크가 진공 흡착될 때에 두께 방향으로 수축한 상기 수축 시트의 평균 두께는, 상기 광학계가 상기 상을 투영할 때의 초점심도의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 노광 장치.