(57)【要約】      （修正有）【課題】この発明は、液晶露光機などに用いられるガラス基板保持装置にあって基板保持面の表面に反射防止膜を形成するもので、これによって大面積の基板保持装置にあっても簡単で、かつ確実に反射防止膜を形成できるようにしたものである。【解決手段】基板保持基板１がＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４のセラミックス素材からなる露光機用基板保持装置であって、前記基板保持面の粗さがＲａ０．２〜０．７μｍで、その表面に熱酸化膜２が形成されており、該酸化膜２の膜厚をｄ、屈折率をｎｆｉｌｍ、露光波長をλとしたとき、膜厚がｄ＝［（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）］±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．５の範囲内である基板保持装置，但し、λ；露光波長、ｎｆｉｌｍ；膜の屈折率、ｍ；１または２の整数である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持面がＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４のセラミックス素材からなる露光機用基板保持装置であって、前記基板保持面の粗さがＲａ０．２〜０．７μｍで、その表面に熱酸化膜が形成されていることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記表面の熱酸化膜の膜厚をｄ、屈折率をｎｆｉｌｍ、露光波長をλとしたとき、膜厚がｄ＝［（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）］±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．５の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の基板保持装置。
但し、λ；露光波長、ｎｆｉｌｍ；膜の屈折率、ｍ；１または２の整数。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶用露光機などで用いられるセラミック製基板保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶製造プロセスなどで用いられるガラス基板は、近年急速に大型化しており、1996年当時の基板サイズ（650mm×830mm）（第３世代）に対し、2004年では1870mm×2200mm（第７世代）と飛躍的スピードで大型化が進んでいる。
【０００３】
基板サイズの大型化の反面で、基板回路パターンの高精度に伴い基板平面度の規格化はより厳しくなり、製造プロセスで用いられる基板保持装置の基板保持面の平面度についてもより高精度なものが求められるようになっている。こうした状況から、基板保持装置の構造・材質も変化しており、最近では剛性，平坦度の問題から従来の金属製に代わりセラミック製のものが主流となっている。
【０００４】
液晶プロセスでは、シリコンプロセスと異なりガラス基板が用いられている。基板サイズはシリコン基板より大幅に大きく、光の透過率の点でもシリコンとは大きな違いがある。特に、露光プロセスで紫外光から可視光を照射した場合、シリコン基板では反射，吸収が生ずるのに対し、ガラス基板ではそれらの波長の光に対して透過が生じる。
【０００５】
そのために、ガラス基板に対する露光プロセスでは、光が保持基板を透過して基板保持装置の表面にまで達することになる。そしてその際に、基板保持装置の表面で反射が生じると、反射光によって保持基板表面の露光パターンにゴースト、フレアといった露光ムラが生じてしまう恐れがあった。このために、液晶露光機用の基板保持装置では、基板保持面が露光波長に対し反射率の低いことが重要とされている。
【０００６】
そこで、従来の基板保持面の反射光を低減する方法が知られている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照、特許文献３参照、特許文献３参照、特許文献４参照、特許文献５参照、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平５−２０５９９７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平８−１３９１６８号公報（特許請求の範囲，請求項２，５）
【特許文献３】特開平５−２３４８４３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００１−１９４５０６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特開２００１−３５０００３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開２００２−１５６５０７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の特許文献１の特開平５−２０５９９７号は、表面を粗面化して反射率を低くするものである。これは比較的に簡単にできる方法であるが、素材によっては十分な効果が得られない場合があり、特に屈折率の高い素材を用いた場合はその傾向が強く現れていた。特許文献２の特開平８−１３９１６８号は、光を吸収又は乱反射する内部層を設けるものである。この反射防止膜を形成する方法は、光学部品で一般に用いられている方法であるが、最近の大面積化が進んでいる液晶露光機向けの基板保持装置においては、この方法で全面に均一な反射防止膜の形成を行うのは非常に困難である。ＰＶＤ、ＣＶＤといった方法によると小さい基板保持装置では質の高い反射防止膜が得られるが、これらの方法では非常に高いコストがかかり、大型の基板保持装置に対しては、現実問題として液晶装置で実用的に用いることは困難である。
【０００８】
また、特許文献３の特開平５−２３４８４３号は、露光装置の基板チャックの基板保持側の表面に、露光波長の１／４の厚さの反射防止膜を形成するものである。特許文献４の特開２００１−１９４５０６号は、反射防止を要する紫外または真空紫外領域で透明な基体の少なくとも一つの面が一層からなる特定の反射防止膜を有する反射防止基体とするものである。特許文献５の特開２００１−３５０００３号は、反射基板上に形成された無機物の黒色被膜と、この上に形成されて隣接する部材と屈折率が異なる膜とからなる反射防止膜を形成するものである。特許文献６の特開２００２−１５６５０７号は、基体上に４層構造の多層膜を形成し、各多層膜の屈折率を異なったものとし、かつ光学的膜厚を所定の値にするものである。
【０００９】
これらの特許文献３ないし６に記載のものは、いずれも前記の特許文献２と同様に、各種の反射防止膜を形成するものである。しかしながら、これらの方法を最近の大面積化が進んでいる液晶露光機向けの基板保持装置に適用するのは非常に困難である。さらに、膜の材質と成膜方法によっては膜剥がれといった問題も懸念されていた。
【００１０】
こうした理由で、液晶露光機などに用いられるガラス基板保持装置にあっては、大きな面積のものでも簡単で、かつ確実に反射光を低減できる方法が求められていた。この発明は上記のような要請に応えたもので、液晶露光機などに用いられるガラス基板保持装置にあって基板保持面の表面に反射防止膜としての表面酸化膜を形成するもので、これによって大面積の基板保持装置にあっても簡単で、かつ確実に反射防止膜を形成できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、基板保持面がＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４のセラミックス素材からなる露光機用基板保持装置であって、前記基板保持面の粗さがＲａ０．２〜０．７μｍで、その表面に熱酸化膜が形成されていることを特徴とする基板保持装置（請求項１）および前記表面の熱酸化膜の膜厚をｄ、屈折率をｎｆｉｌｍ、露光波長をλとしたとき、膜厚がｄ＝［（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）］±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．５の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の基板保持装置で、但し、λ；露光波長、ｎｆｉｌｍ；膜の屈折率、ｍ；１または２の整数（請求項２）である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、これまでの表面粗面化によって反射率低減を行ったものと比較しても、反射率を大幅に低減した優れた基板保持装置を得ることができる。また、この発明によれば大面積の反射防止を従来と比較して容易に実施することができる。さらに、ＣＶＤ、ＰＶＤ法などによる反射防止膜の形成と比べて強硬な膜を簡単に形成することができ、しかも基板保持装置のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の実施になる基板保持装置の基板保持板の断面図を示し、（Ａ）はその全体図、（Ｂ）は図（Ａ）のＢ部の部分拡大図である。図（Ａ）において、１は基板でＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４その他のセラミックスを用いる。中でもＳｉＣが基板表面に酸化膜を形成する上で好ましい。この基板１の表面に反射防止膜としての表面酸化膜２を形成する。この酸化膜は、基材１を酸素などの酸化雰囲気で熱酸化することによって形成する。ここで行う熱酸化による酸化膜の形成は、ＣＶＤやＰＶＤといった膜形成とは本質的に異なり、基材そのもの一部である表面を酸化物へと化学変化して形成されるもので、良好な密着性が得られるものである。ＣＶＤ、ＰＶＤでの膜形成では、巨大な真空チャンバーを必要として成膜自体が非常に高価になるが、本発明の酸化膜の形成は、均熱性の高い加熱炉などを用いれば大気炉での処理も可能である。
【００１４】
一般に、反射防止膜の厚さｄは、光学的条件により、ｄ＝（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４で与えられる。但し、λ；露光波長、ｎｆｉｌｍ；膜の屈折率、ｍ；自然数（１，２，…）である。この条件は反射防止膜における位相条件と呼ばれる。この発明の酸化膜の膜厚ｄは、ｍ＝１または２とし、ｄ＝［（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４］±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．５の範囲以内であることが必要である。
【００１５】
本発明者は、多くの実験の結果から、反射防止膜の反射率低減効果には膜厚依存性のあることが確かめられた。反射膜低減効果は、同じ位相条件を満たす膜厚でも薄い膜厚において効果が高く、そのため上記式において、ｍ＝１の膜厚において最大の反射率低減効果の得られることが分かったものである。その理由は膜の光吸光性などの起因するのではないかと考えられる。
【００１６】
さらに、反射率低減効果は、位相条件を満たす膜厚からずれるに従って低くなり、隣接する位相の反射率低減効果に近くようになる。そのために、実際に酸化膜を形成する際しては、その膜厚ｄは、ｍ＝１として、［（λ／ｎｆｉｌｍ）／４］±５０％の範囲となるようにする。即ち、上記の位相条件の式において、ｍ＝１または２として狙い目の膜厚を設定し、そのそれぞれの膜厚の上下限でｍ＝１の場合の、±５０％の限度内で酸化膜を設定するようにする。
【００１７】
さらに、この酸化膜の基板下地面は、ラップやサンドブラストなどで、Ｒａ０．２〜０．７μｍに粗面化する。この範囲で粗面化すると、光を乱反射させるのでさらに高い効果を得ることができる。Ｒａ０．２μｍ未満では効果が少なく、０．７μｍを超えても更なる効果は期待できない。
【００１８】
上記のようにして基板の上に酸化膜を形成した後は、これにガラス板を重ねてこの発明なる基板保持装置とする。なお。このガラス基板を載置して基板保持装置とする組み立ては従来公知の方法をそのまま採用するものである。
【００１９】
なお、最適な膜厚であるｄ＝（λ／ｎｆｉｌｍ）／（２ｍ−１）／４にｍ＝１の場合の±５０％の幅をもたせた  
ｄ＝（（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．５の範囲内であれば、後述する実施例などからも明らかなように、反射率をほぼ０．５％以下とすることができ、充分な効果がある。
【００２０】
同様に±３０％の幅をもたせた
ｄ＝（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．３の範囲内であれば、反射率はほぼ０．３％以下となり、より好ましい。
【００２１】
±２５％の幅をもたせた
ｄ＝（（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）±（（λ／ｎｆｉｌｍ）／４）×０．２５の範囲内であれば、反射率はほぼ０．２５％以下となり、さらに好ましい。
【実施例】
【００２２】
（実施例１，２，比較例１〜７）
基板保持装置の基板素材として、波長３６５ｎｍ（ｉ線）の光に対する反射防止膜を目標として自焼結ＳｉＣセラミックスを用いた。この基板の波長３６５ｎｍの光に対する屈折率（ｎ）はｎ＝２．８である。このＳｉＣ素材を研削加工して８００mm×８００mm×５０ｔのサイズに加工して図２に示すように基板保持装置１とした。
【００２３】
次いで、その表面をＧＣ砥粒（♯３２０）でラッピングしてＲａ０．５μｍに粗面化した。図２の符号（１）ないし（５）に示す位置で、酸化膜形成前の基板保持面の反射率（Ｒ）を測定したところ、Ｒ＝０．７〜０．８％であった。その後、基板保持面の脱脂洗浄を行い、大型電気炉を使用し、大気雰囲気で表面酸化処理を行って、反射防止膜としての熱酸化膜を形成した。電気炉での加熱は均熱差異Δ３０℃とした。
【００２４】
ここでの熱酸化膜の膜厚ｄは、位相条件；ｄ＝（λ／ｎｆｉｌｍ）×（２ｍ−１）／４）で求め、但し、λ；露光波長、ｎｆｉｌｍ；膜の屈折率、ｍ；自然数（１，２，）とした。そしてその膜厚ｄを６０．８ｎｍ（ｍ＝１）に狙って、酸化条件をコントロールした。その結果、基板１の符合（１）ないし（５）の箇所での反射率は０．２〜０．３％であった。この反射率は、膜厚の狙い目（６０．８ｎｍ）から離れるつれて大きくなる傾向が見られた。また、膜厚ｄを６０．８ｎｍ（ｍ＝２）に狙って、酸化条件をコントロールした。その結果、基板１の符合（１）ないし（５）の箇所での反射率は０．４％であった。これらの結果を、表１に実施例１及び２として示した。
【００２５】
また、表１には、比較例を併せて示した。比較例１は、上記位相条件の式で、狙い目の膜厚ｄ＝３０４．２ｎｍ（ｍ＝３）としたもので、この場合の膜成形後の反射率は、０．５〜０．６％である。比較例２は、同様にして、狙い目の膜厚ｄ＝４２５．９ｎｍ（ｍ＝４）としたもので、この場合の膜成形後の反射率は、０．７〜０．８％である。比較例３は膜形成をスパッタで行ったもので、この場合は密着性が悪かった。なお、密着性は、碁盤目テープ法（JIS K5400）により評価した。他の場合も密着性は同様な方法で評価を行った。
【００２６】
比較例４は、熱酸化による酸化膜形成の代わりに、粘度を調整したスピンオンガラスコート剤のデッイプコート法による塗布、焼付けによりＳｉＯ２層の形成を行ったものである。膜厚は、実施例１と同様にｄ＝６０．８ｎｍを狙って行ったが、膜厚のバラツキが大きすぎて反射率の測定に値しないものであった。比較例５は酸化処理を行う前に、基板保持面の粗面化を行わず、研削面に直接酸化処理を行ったものである。膜厚は、実施例１と同様にｄ＝６０．８ｎｍを狙って行った。
【００２７】
比較例６，比較例７は、基板保持面の粗面化は行ったが、その表面粗さはＲａ；０．１μｍ、Ｒａ；０．９μｍで、本発明で規定する範囲外のものである。膜厚は、いずれも実施例１と同様にｄ＝６０．８ｎｍを狙って行った。
【表１】
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【００２８】
以上の実施例および比較例から、上記の位相条件の式でｍ＝１又は２で求めた膜厚ｄの熱酸化膜形成で優れた反射率低減効果の得られることが分かる。
【００２９】
（実施例３〜８，比較例８，９）
実施例３は、実施例１と同様の基板保持装置を用いて、表面を炭化硼素粒子でラッピングして表面粗さをＲａ；０．５μｍとした。その後、ガラス保持面を脱脂洗浄して、実施例１と同様にして、酸化温度１０９５℃、酸化時間２時間の均熱処理をしてで酸化膜を形成したところ、保持面中央部での膜厚は若干ずれて５０ｎｍであった。この場合の反射率は０．２１％であった。
【００３０】
実施例４は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にし、酸化時間を４時間としたものである。この場合は、膜厚が８５ｎｍで反射率は０．３８％であった。実施例５は、実施例３と同様で狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にし、酸化時間を４．２５時間としたものである。この場合は、膜厚が９０ｎｍで反射率は０．４５％であった。
【００３１】
実施例６は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にし、酸化温度を１０７５℃、酸化時間を４．２５時間としたものである。この場合は、膜厚が８５ｎｍで反射率は０．３１％であった。実施例７は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にし、酸化温度を１０５５℃、酸化時間を４．２５時間としたものである。この場合は、膜厚が６５ｎｍで反射率は０．２６％であった。実施例８は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にし、酸化温度１０３５℃、酸化時間を４．２５時間としたものである。この場合は、膜厚が３５ｎｍで反射率は０．４３％であった。
【００３２】
（比較例８，９）
比較例８は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にして酸化膜を形成しようとして酸化温度１０９５℃で酸化処理をしたが、酸化時間を６時間としたので、この場合の膜厚は狙い目膜厚から大きくずれて１００ｎｍとなって、その反射率は０．７０％と大きな値であった。
【００３３】
比較例９は、実施例３と同様にして狙い目膜厚６０．８ｎｍ（ｍ＝１）にして酸化膜を形成しようとして、酸化時間を４．２５時間として酸化処理をしたが、酸化温度が１０１５℃であったので、この場合の膜厚は狙い目膜厚から大きくずれて逆に小さくなって２５ｎｍとなり、その反射率は０．６８％と大きな値であった。以上をまとめて表１に示した。
【表２】
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【００３４】
表２から分かるように、酸化膜厚は、その狙い目の厚さから±５０％の範囲内であると、反射率は０．５％以内の低水準にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施例の基板保持装置の側面図で、図（Ａ）は全体図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ部の拡大図。
【図２】この発明の実施例の基板保持装置の平面図で、その四隅と中央部を符号で示す説明図。
【図３】膜厚と反射率の関係を示す線図。
【符号の説明】
【００３６】
１…基板保持装置、２…膜、３…ガラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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