(57)【要約】【課題】  基板に形成されたパターンの変形、欠損及び異物付着を防止すると共に高精度な露光を行うことができる露光装置を提供する。【解決手段】  基板１を保持すると共に当該基板１と露光マスク３４との相対的な位置合わせを行う保持手段２０と、前記露光マスク３４を有すると共に前記基板１の露光面１ａの露光を行う露光手段３０と、前記基板１及び前記露光マスク３４のアライメントマークを読み取る検出手段４０とを具備し、前記保持手段２０が、前記基板１の両面の周縁部以外の領域を開放した状態で当該周縁部を保持する。【選択図】      図１
2006210426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持すると共に当該基板と露光マスクとの相対的な位置合わせを行う保持手段と、前記露光マスクを有すると共に前記基板の露光面の露光を行う露光手段と、前記基板及び前記露光マスクのアライメントマークを読み取る検出手段とを具備し、前記保持手段が、前記基板の両面の周縁部以外の領域を開放した状態で当該周縁部を保持することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１において、前記保持手段が、前記基板の前記周縁部を保持すると共に当該基板の前記周縁部以外の領域に相対向する位置に厚さ方向に貫通した露出孔が設けられた保持テーブルを具備することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記保持手段が、前記基板の前記露光面の露光される露光領域と、前記露光面とは反対側の面のパターンが形成されたパターン領域及び前記アライメントマークを開放した状態で当該基板の前記周縁部を保持することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記保持手段が、前記基板の前記露光面の面方向が鉛直方向となるように保持することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記保持手段が、前記基板の前記露光面又は当該露光面とは反対側の面の前記周縁部を吸着保持することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記保持手段が前記基板の前記露光面及び当該露光面の反対側の面を前記露光手段に相対向するように相対的に移動自在に設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記保持手段が、前記基板の反りを矯正するように当該基板を保持することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７において、前記保持手段が前記基板の周縁部の中央側と、当該基板の周縁側とをそれぞれ吸着保持すると共に、当該保持手段が前記中央側と前記周縁側の吸着力を調整可能なことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかにおいて、前記検出手段が、前記基板の前記露光面とは反対側の面に相対向する位置に設けられていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に設けられた感光材料を露光する露光装置に関し、特に基板の両面を露光することができる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の一方面にマスクパターンなどを形成するには、基板の一方面に感光材料を形成した後、感光材料を露光装置により露光させることで行っていた。このような露光装置としては、基板ステージ上に設置した吸着治具に基板を吸着保持させて行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、基板の露光面とは反対側の面（裏面）にパターンなどが形成されている場合、基板の裏面を吸着保持した際にパターンの変形、欠損及び異物付着などが生じてしまうという問題がある。
【０００４】
また、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などに用いられる基板には、貫通孔や凹部などが形成されている場合があり、このような基板の場合には、従来の基板の裏面を吸着保持した露光層内では、吸引治具に吸着保持させることができないという問題がある。
【０００５】
さらに、基板の露光される露光面とは反対側に設けられたアライメントマークを検出する検出手段を基板ステージ内部に設ける必要があり、検出手段の形状、設置位置等の制約があるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９９０９５号公報（第４〜５頁、第１〜２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、基板に形成されたパターンの変形、欠損及び異物付着を防止すると共に高精度な露光を行うことができる露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、基板を保持すると共に当該基板と露光マスクとの相対的な位置合わせを行う保持手段と、前記露光マスクを有すると共に前記基板の露光面の露光を行う露光手段と、前記基板及び前記露光マスクのアライメントマークを読み取る検出手段とを具備し、前記保持手段が、前記基板の両面の周縁部以外の領域を開放した状態で当該周縁部を保持することを特徴とする露光装置にある。
かかる第１の態様では、保持手段が基板の周縁部のみを保持することで、基板の両面の周縁部以外が開放されるため、基板のパターン領域の変形、欠損及び異物付着を確実に防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記保持手段が、前記基板の前記周縁部を保持すると共に当該基板の前記周縁部以外の領域に相対向する位置に厚さ方向に貫通した露出孔が設けられた保持テーブルを具備することを特徴とする露光装置にある。
かかる第２の態様では、露出孔によって基板のパターン領域及びアライメントマークが露出されるため、基板のパターン領域の変形、欠損及び異物付着を確実に防止することができると共に検出手段によってアライメントマークの検出を容易に行って基板の露光を高精度に行うことができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記保持手段が、前記基板の前記露光面の露光される露光領域と、前記露光面とは反対側の面のパターンが形成されたパターン領域及び前記アライメントマークを開放した状態で当該基板の前記周縁部を保持することを特徴とする露光装置にある。
かかる第３の態様では、基板のパターン領域及びアライメントマークが露出されるため、基板のパターン領域の変形、欠損及び異物付着を確実に防止することができると共に検出手段によってアライメントマークの検出を容易に行って基板の露光を高精度に行うことができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記保持手段が、前記基板の前記露光面の面方向が鉛直方向となるように保持することを特徴とする露光装置にある。
かかる第４の態様では、基板の自重により基板が撓むのを防止することができ、高精度な露光を行うことができる。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記保持手段が、前記基板の前記露光面又は当該露光面とは反対側の面の前記周縁部を吸着保持することを特徴とする露光装置にある。
かかる第５の態様では、保持手段が基板を容易に且つ確実に吸着保持することができる。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記保持手段が前記基板の前記露光面及び当該露光面の反対側の面を前記露光手段に相対向するように相対的に移動自在に設けられていることを特徴とする露光装置にある。
かかる第６の態様では、保持手段による基板の保持を解除することなく、基板の両面を露光することができる。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記保持手段が、前記基板の反りを矯正するように当該基板を保持することを特徴とする露光装置にある。
かかる第７の態様では、保持手段が基板の反りを矯正することで高精度な露光を行うことができる。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記保持手段が前記基板の周縁部の中央側と、当該基板の周縁側とをそれぞれ吸着保持すると共に、当該保持手段が前記中央側と前記周縁側の吸着力を調整可能なことを特徴とする露光装置にある。
かかる第８の態様では、周縁側と中央側の吸着力を調整することで容易に且つ確実に基板の反りを矯正することができる。
【００１６】
本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様において、前記検出手段が、前記基板の前記露光面とは反対側の面に相対向する位置に設けられていることを特徴とする露光装置にある。
かかる第９の態様では、検出手段の配置が制限されることがなく、基板の露光面と反対側の面に対する露光を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る露光装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、保持テーブルの平面図である。図１に示すように、本実施形態の露光装置１０は、基板１を保持すると共に基板１の位置合わせを行う保持手段２０と、保持手段２０に保持された基板１に対して露光を行う露光手段３０と、基板１のアライメントマークを読み取る検出手段４０とを具備する。
【００１８】
基板１としては、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、厚さが７０μｍのシリコンウェハを用いた。また、本実施形態では、基板１の一方面の全面には、感光性樹脂等の感光性材料が塗布されており、この感光性材料を露光装置１０によって露光することでマスクパターンを形成する。本実施形態では、基板１の感光性材料が塗布されて露光される面を露光面１ａとし、他方面を裏面１ｂとした。また、基板１の裏面１ｂには、図２に示すように膜形成やエッチング等によりパターンが設けられたパターン領域２と、パターン領域２に隣接する２カ所に設けられたアライメントマーク３とを有する。
【００１９】
保持手段２０は、基板１を保持する保持テーブル２１と、保持テーブル２１に接続されて基板１を保持テーブル２１上に吸着保持させる吸引手段２２と、保持テーブル２１を基板１を移動させる移動手段２３とで構成されている。
【００２０】
保持テーブル２１は、図２に示すように、基板１よりも大きな外径の円盤形状を有する。また、保持テーブル２１の中央部には厚さ方向に貫通した露出孔２４が設けられており、保持テーブル２１の露出孔２４の周縁部に基板１の裏面１ｂの周縁部が当接されて基板１は保持テーブル２１に保持される。このとき、露出孔２４によって基板１の裏面１ｂのパターン領域２及びアライメントマーク３が保持テーブル２１の基板１が載置された面とは反対側に開放された状態となる。すなわち、露出孔２４は、基板１の外周よりも小径で且つパターン領域２及びアライメントマーク３よりも大径を有する内径で形成されている。
【００２１】
また、保持テーブル２１の露出孔２４を画成する周縁部は、周方向に所定間隔で複数箇所、本実施形態では４カ所、露出孔２４内に向かって突出した突出部２５を有する。この突出部２５には、厚さ方向に貫通した吸引孔２６がそれぞれ設けられており、吸引孔２６には真空ポンプ等の吸引手段２２が吸引パイプ２７を介して接続されている。
【００２２】
そして、吸引手段２２によって吸引孔２６を吸引することで、保持テーブル２１に基板１の裏面１ｂの周縁部の４カ所が吸引され、保持テーブル２１に基板１の周縁部を吸着保持することができる。すなわち、保持手段２０は、本実施形態では、基板１の裏面１ｂの周縁部を周方向の４カ所で吸着保持するようになっている。なお、保持手段２０による基板１の吸着保持の場所及び数は特にこれに限定されず、少なくとも３カ所以上で基板１を吸着保持するようにすればよい。また、本実施形態では、保持手段２０が、基板１の裏面１ｂの周縁部を複数箇所で吸着保持するようにしたが、基板１の露光面１ａの周縁部を複数箇所で吸着保持するようにしても、露出孔２４により露光面１ａの露光領域を開放した状態となるため、基板１の露光面１ａの露光を行うことができる。
【００２３】
このように、保持手段２０が基板１の周縁部以外の領域を開放した状態で、周縁部を保持することにより、基板１に貫通孔や凹部が形成されていても、基板１を確実に保持することができる。また、基板１の裏面１ｂのパターン領域２が開放されることで、パターン領域２の変形、欠損及び異物付着などを確実に防止することができる。
【００２４】
また、保持テーブル２１は、本実施形態では、一方面に保持した基板１をその露光面１ａが鉛直方向となるように配置されている。これにより、基板１に厚みがあったとしても基板１の自重により基板１が撓むのを防止して、高精度な露光を行うことができる。
【００２５】
移動手段２３は、保持テーブル２１を基板１の露光面１ａの面方向（ｘ方向、ｙ方向）と、露光手段３０側の方向（ｚ方向）とに移動させるものである。移動手段２３としては、例えば、駆動モータを用いたもの、電磁力を用いたもの、油圧を用いたものなどが挙げられる。また、移動手段２３は、保持テーブル２１を基板１の露光面１ａが露光手段３０に相対向する位置から、露出孔２４によって露出された基板１の裏面１ｂが露光手段３０に相対向する位置となるように保持テーブル２１を回転させるようになっている。これにより、保持手段２０による基板１の保持を解除することなく、基板１の露光面１ａ及び裏面１ｂの両方を露光手段３０によって露光することができる。
【００２６】
露光手段３０は、光源３１、フィルタ反射ミラー３２、投光レンズ３３及び露光マスク３４とで構成されたプロジェクション型である。光源３１から照射された光は、フィルタ反射ミラー３２によって長波長が透過されると共に反射され、投光レンズ３３を介して基板１の露光面１ａに照射される。そして、このようなフィルタ反射ミラー３２と投光レンズ３３との間には、所定パターンが形成された露光マスク３４が配置されている。この露光マスク３４には、図示しないアライメントマークが形成されており、詳しくは後述する検出手段４０によって露光マスク３４のアライメントマークを読み取ることで所定位置に配置されている。なお、露光手段３０は、プロジェクション型に限定されるものではなく、例えば、露光マスク３４を基板１近傍に配置し、拡散光を利用するコンタクト型であってもよい。
【００２７】
検出手段４０は、本実施形態では、保持テーブル２１に保持された基板１の裏面１ｂに相対向する位置に設けられて、基板１の裏面１ｂに設けられたアライメントマーク３を検出する。このような検出手段４０としては、例えば、カメラを用いた画像処理装置などが挙げられる。
【００２８】
このような露光装置１０では、保持手段２０に基板１を保持させる前に、予め検出手段４０によって露光マスク３４のアライメントマークを読み取り、露光マスク３４を所定位置に配置する。そして保持手段２０に基板１を保持させて、検出手段４０によって基板１の裏面１ｂのアライメントマーク３を検出し、検出結果に基づいて保持手段２０が基板１を露光手段３０に対して適切な位置に移動する。これにより、保持手段２０が基板１の裏面１ａのパターン領域２及びアライメントマーク３を開放して露出した状態で、基板１の周縁部を保持することにより、検出手段４０で基板１の裏面１ｂに設けられたアライメントマーク３を検出することができ、基板１の裏面１ｂのパターン領域２に対して高精度に基板１の露光面１ａを露光することができる。
【００２９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、保持手段２０が基板１の露光面１ａの面方向を鉛直方向となるように保持するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、基板１の厚さが薄く、基板１が自重により撓まない場合には、保持手段２０が基板１の露光面１ａの面方向を鉛直方向とは直交する方向に保持するようにしてもよい。このようにしても、基板１は保持手段２０によって周縁部のみが保持されるため、基板１の裏面１ｂのパターン領域２の変形、欠損及び異物付着を防止することができる。
【００３０】
また、保持手段２０が基板１の露光面１ａを鉛直方向に保持した場合には、基板１の自重による撓みを矯正するようにすればよい。このような例を図３に示す。なお、図３は、保持テーブルの他の例を示す平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図３に示すように、保持手段２０Ａの保持テーブル２１Ａは、突出部２５のそれぞれに中心側と周縁部側とに２つの吸引孔２６Ａが設けられている。そして、図示しない吸引手段２２によって各吸引孔２６Ａの吸引力が調整可能となっている。そして、保持手段２０Ａは、図３（ｂ）に示すように、２つの吸引孔２６Ａの吸引力を調整することで基板１の撓みを矯正することができる。すなわち、基板の中央部が凹形状に撓んでいる場合には、基板１の周縁部側の吸引孔２６Ａの吸引力を強くし、中心側の吸引孔２６Ａの吸引力を弱くすることで、基板１の撓みを矯正して保持テーブル２１Ａ上に基板１を吸着保持させることができる。
【００３１】
なお、基板１が膜形成などによって予め反っている場合にも、上述した保持手段２０Ａによって反りを矯正することができる。このような場合、基板１は中心部が凸形状に反っていても、中心部が凹形状に反っていてもよい。勿論、保持手段２０Ａは、基板１をその露光面１ａの面方向が鉛直方向となるように保持するようにしてもよい。
【００３２】
また、保持手段２０が基板１の裏面１ｂの周縁部を吸引することで保持テーブル２１上に基板１を吸着保持するようにしたが、保持手段２０による基板１の保持はこれに限定されるものではなく、例えば、保持手段２０が基板１の周縁部を裏面１ｂと露光面１ａとを挟持して保持するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態１に係る露光装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る保持テーブルの平面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る保持テーブルの平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  基板、  １ａ  露光面、  １ｂ  裏面、  ２  パターン領域、  ３  アライメントマーク、  １０  露光装置、  ２０、２０Ａ  保持手段、  ２１、２１Ａ  保持テーブル、  ２２  吸引手段、  ２３  移動手段、  ３０  露光手段、  ３４  露光マスク、  ４０  検出手段
【図１】
2006210426.tif 000003
【図２】
2006210426.tif 000004
【図３】
2006210426.tif 000005