TWI391985B - A support mechanism and a mask stage using the support mechanism - Google Patents

Description

支撐機構及使用該支撐機構的遮罩載台

本發明，是有關適用於照射曝光光將遮罩圖案複寫於工件之曝光裝置，或通過遮罩只紫外線照射塗抹了接合劑的領域並貼合2枚的操作板之貼合裝置等之藉由複數支撐體支撐遮罩等的平面板的支撐機構及使用此支撐機構的遮罩載台。

對於例如將曝光光通過已形成圖案的遮罩(也稱作調製盤)，照射於塗抹了感光劑的工件並將遮罩的圖案複寫於工件的曝光裝置，或如液晶面板的貼合過程等通過形成遮光部的遮罩只紫外線照射塗抹了接合劑的領域並貼合2枚操作板的貼合裝置，在裝置內，可形成上述圖案或遮光部的遮罩，是被保持固定於遮罩載台。

保持上述遮罩的遮罩載台，是例如專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3等。

專利文獻1，是在遮罩載台的周邊部設置真空吸著機構，藉由真空吸著保持遮罩。

且，專利文獻2、3，是由3點的支撐體支撐遮罩保持框或者是遮罩保持框架。

第6圖是顯示習知的遮罩載台的結構。

遮罩載台10，主要由：保持遮罩20的載台底基11、及將載台底基11朝XY θ移動(遮罩的平面內的相互垂直2方向、及垂直於該平面的軸周圍的旋轉)，依據情況不同也朝Z方向(對於遮罩的平面垂直的方向)移動之載台移動機構12所構成。

在載台底基11中，設有讓通過遮罩20照射於工件(無圖示)的光(曝光光.紫外線)通過的開口11a。

且，在上述開口11a的周邊部中，形成供保持遮罩20用的真空吸著溝11b，藉由吸著遮罩20的周邊部，將遮罩20保持固定於載台底基11。

遮罩20，因為是橫跨全周，吸著保持於載台底基11，所以載台底基11的平面度需要精度佳地加工。

載台底基11的平面度差的話，被複寫於工件之圖案會產生歪斜，或光的照射位置偏離等，使曝光精度、光照射精度變差。

[專利文獻1]日本特開平11－186124號公報[專利文獻2]日本特開平9－281717號公報[專利文獻31日本特開平10－335204號公報

被曝光的工件(例如印刷電路基板)，或進行貼合的液晶面板，是逐年大型化。例如，進行貼合的液晶面板用的玻璃基板，也出現一邊超過2m者。

隨著工件大型化，被光(曝光光.紫外線)照射的領域因為也變寬所以遮罩也大型化。隨著遮罩大型化，保持遮罩的遮罩載台的載台底基也大型化。

第6圖所示的具有開口的大的載台底基11，被平面度佳地加工是困難的。平面加工具有開口的構件也很困難，平面加工之後開設開口的話，在開設開口的加工時會發生彎曲或歪斜。

其對策，考慮改成藉由載台底基吸著保持遮罩的全周的方法，如前述專利文獻2、3所示將支撐體立設在載台底基上，由3點支撐遮罩。

遮罩，基本上因為是平面的板，如第7圖所示，在載台底基11設置3根支撐體13，3點支撐遮罩20的話，理想中遮罩20雖會成為平面。但是，遮罩20是大型的情況時，只有3點支撐的話，如第7圖箭頭所示，遮罩20的未被支撐的部分會因自重而產生變形。遮罩20變形的話，複寫於前述如的圖案會產生歪斜，光所照射的位置會偏離等，而使曝光精度.光照射精度變差。

本發明是為了解決上述問題點，其目的，是藉由複數支撐體支撐遮罩等的平面板時，可補償自重所產生的變形，可以支撐平面板並保持平面的狀態。

對於上述課題，本發明是如以下解決。

(1)對於藉由複數支撐體支撐平面板的支撐機構，是在底基上設置：高度不變的固定式的支撐體、及高度可變的變位式的支撐體合計4個以上。

上述固定式的支撐體，是隔著旋轉軸承安裝在被設在上述底基上的台座上，具有從背面保持上述平面板的真空吸著部，上述變位式的支撐體，是具有：將軸上下動的氣壓缸、及與上述軸連結的板狀體、及通過該板狀體將上述軸的位置保持於一定的位置的保持手段、及隔著旋轉軸承安裝於上述軸的先端，從背面保持上述平面板的真空吸著部。

(2)對於上述(1)，固定式的支撐體為3個以下。

(3)對於上述(1)，支撐體的全部為變位式的支撐體。

(4)對於上述(1)(2)(3)，平面板為形成圖案的遮罩。

本發明可以獲得以下的效果。

(1)因為高度不變的固定式的支撐體、及高度可變的變位式的支撐體及合計設置4個以上，藉由此支撐體支撐平面板，所以對於大型的平面板，可一邊補償因自重所產生的變形一邊支撐表面並保持平面狀態。且，不需要使用大型的平面載台供支撐平面板用。

(2)支撐體的全部為變位式的支撐體、及變位式支撐體為固定式支撐體的話，就不需要準備變位式支撐體及固定式支撐體的2種構件。

(3)藉由將本發明使用於曝光裝置的遮罩的支撐，就不需使用大型的平面載台供支撐遮罩用，對於大型的遮罩，可以少變形量地進行支撐。因此，可以防止曝光精度光照射精度的悪化。

第1圖是顯示本發明的實施例的遮罩載台10的結構。又，省略將載台底基11朝XY θ(Z)方向移動的移動機構。

在載台底基11上，設有高度固定的3個固定式的支撐體1、及高度可變的3個變位式的支撐體2。又，變位式的支撐體2的個數，不限於3個，可依據遮罩的自重變形適宜地設置。

第2圖是顯示固定式的支撐體1的構造。

在台座1a上隔著旋轉軸承1b安裝有在表面形成真空吸著溝1d的真空吸著部1c。真空配管1e是連接在真空吸著部1c。台座1a是被安裝於載台底基，真空吸著部1c的高度方向，是對於載台底基11被固定。

第3圖是顯示變位式的支撐體2的構造。同圖是剖面圖。

在載台底基11上設有氣壓缸2a。氣壓缸2a，是藉由變化被供給的空氣壓力，由任意的推力使軸2b上下動。

氣壓缸2a的軸2b是連接於中間台2c。在氣壓缸2a及中間台2c之間設有彈簧2g。

在中間台2c的兩側中，固定碟片2d(例如板彈簧)是朝下方向延伸地被安裝，在固定碟片2d的兩側設有空氣鎖定機構2f的墊片2e。

空氣被供給至空氣鎖定機構2f的話，墊片2e會朝圖中箭頭方向移動，要固定碟片2d被挾持固定，真空吸著部2i就無法上下動。

在中間台2c的上部隔著旋轉軸承2h設有真空吸著部2i。真空吸著部2i的構造，是與固定式的支撐體1同樣，在表面形成真空吸著溝2j並與真空配管2k連接。

接著，藉由第4圖，說明將遮罩20安裝於遮罩載台10的程序。

在第4圖，是圖示固定式的支撐體1為三角形，變位式的支撐體2為T字形。且，在第4圖中為了說明的方便上，固定式的支撐體1、變位式的支撐體2是配置成直線狀，但是固定式的支撐體1、變位式的支撐體2，是如第1圖所示，分別配置在三角形的頂點位置。

如第4圖(a)所示，遮罩20，是載置在被設置於載台底基11上的3處的固定式的支撐體1的真空吸著部1c上並被保持固定。這時變位式支撐體2的真空吸著部2i會下降，而不與遮罩20接觸。

遮罩20的未被固定式的支撐體1支撐的部分會因自重變形。

將空氣供給至變位式支撐體2的氣壓缸2a，如第4圖(b)所示使真空吸著部2i上昇。真空吸著部2i會與遮罩20的背面接觸，並吸著保持遮罩20。在此狀態下對於變位式支撐體2，只加上可抵消發生於遮罩20的自重所產生的變形的推力，壓起遮罩20。

在此，「只抵消自重所產生變形的推力」，實際上需要嚴格的計算，其如以下說明。

將例如6kg的遮罩，由3處的固定式支撐體及3處的變位式支撐體的合計6處支撐的情況，在理想中，6kg÷6＝1kg的1kg是成為「只抵消自重所產生變形的推力」。

實際上求得「只抵消自重所產生變形的推力」的方法是考慮藉由模擬，計算施加於各支撐構件10的重力的方法。即，事先依據平面板1的大小及重量及支撐構件10的位置，使用電腦等計算施加於各支撐構件10的重力。

例如，第5圖，是模擬對於2470mm×2170mm×1mm的重量約14kg的平面板由6點支撐的情況的施加於各點的重力的圖。

同圖，是藉由電腦模擬，由6點支撐上述平面板的情況，求得變形最少的支撐點的位置、及施加於各支撐點的負荷、及平面板的變形量。同圖中所示的2.47kg、2.16kg、…是施加於各支撐點的負荷，包圍各支撐點的線，是連結了變位量等同的點之等高線。

如此，藉由電腦的模擬，事先依據遮罩的大小及重量及支撐體的位置，計算施加於各支撐體的重力。在此，上述計算時，探索工件的變形量最小的支撐點，求得施加於該支撐點的重力。又，遮罩的情況，是於遮罩載台的中央部開設開口，可以支撐的場所因為是遮罩的周邊部，所以考慮此點求得支撐點。

藉由計算所獲得的施加於各支撐構件10的重力，是例如2.47kg、2.16kg、2.47kg、2.46kg、2.16kg、2.46kg，將其由3處的固定式支撐體1、3處的變位式支撐體2進行支撐。

對於變位式支撐體2的氣壓缸2a供給空氣，使在設有變位式支撐體2的位置可獲得相當於施加於該處的重力的推力(保持力)。

因為氣壓缸2a的對於被供給的空氣壓力的推力(保持力)的決定方法只有一種，施加於成為對象的變位式支撐體2的重力是2.47kg的話，對於汽缸施加可獲得2.47kg的推力(保持力)的壓力，重力是2.16kg的話，施加可獲得2.16kg的推力(保持力)的壓力。

空氣的壓力，是藉由被設在連接於各變位式支撐體2的空氣配管的調節器(無圖示)進行調節。

對於變位式支撐體2，藉由施加依據上述計算所求得的預定的推力，也對於固定式支撐體1施加如計算值的重力。

如上述對於遮罩20施加可抵消自重所產生的推力的狀態下，尸變位式支撐體2的空氣鎖定機構2f動作並由墊片2e所挾持固定碟片2d，固定變位式支撐體2的高度方向的位置。在固定式支撐構件1及變位式支撐構件2中_， 遮罩20的重量成為均等的狀態。由此，如第4圖(b)所示，遮罩20是在上述固定式支撐構件1、變位式支撐構件2上被支撐成平面狀。

由以上結束遮罩的朝遮罩載台的安裝。

又，在上述的下降變位式支撐體2的狀態下載置遮罩20，遮罩載置後由所期的推力使變位式支撐體2上昇，但是載置遮罩20之前，對於變位式支撐體2供給由計算值所獲得的推力所等同的壓力，使氣壓缸2a上昇，在其上載置遮罩20也可以。

又，雖例示第2圖的構造作為固定式支撐體，但將第3圖所示的變位式支撐體2作為固定式支撐體使用也可以。

固定式支撐體1的高度方向被固定，由3點形成平面，但是第3圖所示的變位式支撐體2，也藉由空氣鎖定機構2f固定高度方向的話，可以具有與固定式支撐體1相同的作用。

將變位式支撐體2作為固定式支撐體1使用的話，不需要準備變位式支撐體2及固定式支撐體1的2種構件。

接著說明支撐體全部為變位式支撐體2的情況時保持遮罩20的手段。

首先，將遮罩20設在遮罩載台10。遮罩20，是被載置在氣壓缸2a為下降狀態的變位式支撐體2的真空吸著部2i上並被保持固定。

接著，對於各變位式支撐體2的氣壓缸2a供給空氣，如上述的實施例所示，獲得藉由模擬求得的可抵消遮罩20的自重變形的推力所同等的壓力。遮罩20是在各支撐體2取得重力平衡的狀態下進行上昇。

在此狀態下，使空氣鎖定機構2f動作並由墊片2e挾持固定碟片2d，固定變位式支撐體2的高度方向的位置。在各變位式支撐體2中，遮罩20的重量均等。

例如，安裝於曝光裝置的遮罩，其平面是必需設成對於曝光光的光軸的垂直。該情況，是在遮罩載台10的載台底基11設置障板機構，調整對於光軸的角度。

又，在載置遮罩20之前，事先對於變位式支撐體2供給可獲得與遮罩載置時相同的推力所等同的壓力，使氣壓缸2a上昇，在其上載置遮罩20也可以。

又，在上述實施例中，本實施例的支撐機構是使用支撐遮罩20的遮罩載台10的情況為例作說明，但是本實施例所示的支撐機構，是例如在曝光裝置中使用作為可折返曝光光的光路的反射鏡子的支撐機構也可以。

1．．．固定式支撐體

1a．．．台座

1b．．．旋轉軸承

1c．．．真空吸著部

1d．．．真空吸著溝

1e．．．真空配管

2．．．變位式支撐體

2a．．．氣壓缸

2b．．．軸

2c．．．中間台

2d．．．固定碟片

2e．．．墊片

2f．．．空氣鎖定機構

2g．．．彈簧

2h．．．旋轉軸承

2i．．．真空吸著部

2j．．．真空吸著溝

2k．．．真空配管

10．．．遮罩載台

10．．．支撐構件

11．．．載台底基

11a．．．開口

11b．．．真空吸著溝

12．．．載台移動機構

13．．．支撐體

20．．．遮罩

[第1圖]顯示本發明的實施例的遮罩載台10的結構的圖。

[第2圖]顯示固定式的支撐體的構造的剖面圖。

[第3圖]顯示變位式的支撐體的構造的剖面圖。

[第4圖]顯示遮罩的安裝程序的圖。

[第5圖]顯示施加於各點的重力的模擬結果的一例的圖。

[第6圖]顯示習知的遮罩載台的結構的圖。

[第7圖]由3點支撐遮罩的情況的說明圖。

1．．．固定式支撐體

2．．．變位式支撐體

10．．．遮罩載台

10．．．支撐構件

11．．．載台底基

20．．．遮罩

Claims (4)

1 一種支撐機構，是藉由複數支撐體支撐平面板，其特徵為：具有設有支撐體的底基，該支撐體，是由：高度不變的固定式的支撐體、及高度可變的變位式的支撐體所構成，上述高度不變的固定式的支撐體，是隔著旋轉軸承安裝在被安裝於上述底基上的台座上，具有從背面保持上述平面板的真空吸著部，上述高度可變的變位式的支撐體，是由：將軸上下動的氣壓缸、及與上述軸連結的板狀體、及藉由該板狀體將上述軸的位置保持於一定的位置之保持手段、及藉由旋轉軸承安裝於上述軸的先端並從背面保持上述平面板的真空吸著部所構成，上述固定式的支撐體及變位式的支撐體的合計是4個以上。

如申請專利範圍第1項的支撐機構，其中，上述支撐體之中，固定式的支撐體是3個以下。

如申請專利範圍第1項的支撐機構，其中，上述支撐體，全部是變位式的支撐體。

一種使用如申請專利範圍第1、2或3項的支撐機構的遮罩載台，其中，上述平面板，是形成圖案的遮罩。