(57)【要約】  【課題】  基板が変形している場合でも、マスクと基板との距離を一定に保持できる露光装置を提供する。  【解決手段】  基板Ｗの歪みに応じて、マスクＭを変形させる変形手段ＤＭを有するので、基板Ｗに歪みが生じた場合でも、それに応じて変形手段ＤＭがマスクＭを変形させることで、場所に関わらずマスクＭと基板Ｗとを一定の距離で近接させることができるので、高精度な露光を行うことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを形成したマスクを保持するマスク保持部と、基板を保持する基板保持部とを有し、光源からの光を前記マスクに照射することにより、前記パターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記基板の歪みに応じて、前記マスクを変形させる変形手段を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記変形手段は、前記マスクの上面に接する気体の圧力と、前記マスクの下面に接する気体の圧力との差圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記変形手段は、前記マスク保持部を変形させることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクのマスクパターンを分割逐次露光方式で近接（プロキシミティ）露光転写するのに好適な露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の薄形テレビ等に用いられる液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイは、基板上にマスクのパターンを分割逐次露光方式で近接露光転写することで製造される。従来のこの種の分割逐次露光装置としては、例えば、被露光材としての基板より小さいマスクを用い、該マスクをマスクステージで保持すると共に基板をワークステージで保持して両者を近接して対向配置し、この状態でワークステージをマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎にマスク側から基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれた複数のマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板に複数のディスプレイ等を作成するようにしたものが知られている。
【０００３】
ところで、近接露光転写を行う場合の１つの問題は、マスクのパターンをいかに精度良く転写させるかにある。即ち、光源からの光束を完全に平行な状態でマスクに照射することは困難であるから、露光時においてマスクと基板との間に距離があると、解像度が低下し、斜入射した光によりパターンの精度良い転写ができない。そこで、マスクと基板とは接触しない範囲で極力近接させたいという要求がある。ところが、マスクは原寸であるため、例えば１ｍ以上の長さを有する一方で、その厚さは通常１５ｍｍ以下であるため、マスクの周辺を保持したときに、自重によってもたわみやすいという特徴がある。従って、マスクと基板とを一定の距離で近接させるためには、マスクのたわみを補正する必要があるといえる。
【０００４】
これに対し、特許文献１、２に示す露光装置においては、マスクの上方に密閉空間を画成し、その内部を減圧することでマスクのたわみを補正している。
【特許文献１】特開２００４−６１５７７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２には、基板自体に歪みがある場合の補正について何らの記載もない。具体的には、基板を保持する基板保持部に歪みが生じると、それに応じて基板自体も変形するが、それに関わらず、マスクのたわみを補正するのみでは、マスクと基板とを一定の距離で近接させることはできない。特に、近年においては基板保持部のサイズが増大し、完全に平面状の保持部を形成することは困難であるという実情がある。
【０００６】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、基板が変形している場合でも、マスクと基板との距離を一定に保持できる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の露光装置は、パターンを形成したマスクを保持するマスク保持部と、基板を保持する基板保持部とを有し、光源からの光を前記マスクに照射することにより、前記パターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記基板の歪みに応じて、前記マスクを変形させる変形手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
図１，２は本発明の原理を説明するための図である。図１において、基板Ｗは、基板保持部ＷＨに保持されており、マスクＭは、マスク保持部ＭＨに保持されている。しかるに、基板Ｗを完全な平面状態で支持するのは困難であり、従って基板Ｗには局部的に微小なうねり等が発生し、基準厚さΔに対してばらつきが生じる恐れがある。かかるばらつきは、高精度な露光の妨げとなる。
【０００９】
これに対し、本発明においては、基板Ｗの歪みに応じて、マスクＭを変形させる変形手段ＤＭを設けている。より具体的に説明すると、図２を参照して例えばセンサＳが基板Ｗの歪み（上面の高さばらつき等）を検出すると、その信号を制御装置ＣＰＵが受信し、それに応じた駆動信号を変形手段ＤＭに送信する。それにより基板Ｗの歪みに応じて変形手段ＤＭがマスクＭを変形させることで、場所に関わらずマスクＭと基板Ｗとを一定の距離で近接させることができるため、光源からの光をマスクＭに照射することで、それに形成されたパターンを基板Ｗに高精度に露光することができる。なお、例えばマスクＭのポジションごとに基板Ｗの歪みを測定しておき、そのポジションに移動したときに、記憶された形状にマスクＭを変形させることもできる。
【００１０】
更に、前記変形手段は、前記マスクの上面に接する気体の圧力と、前記マスクの下面に接する気体の圧力との差圧を制御すると好ましい。
【００１１】
更に、前記変形手段は、前記マスク保持部を変形させると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は、本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。図３において、本実施形態に係る露光装置１００は、ベース１１２、基板ステージ１１４及びマスクステージ１２２を備えている。基板ステージ（基板保持部）１１４はベース１１２の上方に設けられており、ベース１１２と基板ステージ１１４との間には、基板ステージ１１４を上下方向に昇降駆動する基板ステージ昇降機構１１６、基板ステージ昇降機構１１６を介して基板ステージ１１４を揺動駆動する基板ステージチルト機構１１８、基板ステージチルト機構１１８及び基板ステージ昇降機構１１６を介して基板ステージ１１４を図中Ｘ軸方向とＹ軸方向（紙面に対して垂直な方向）に送り駆動する基板ステージ送り機構１２０が設けられている。
【００１３】
マスクステージ１２２はベース１１２の上面に立設された複数本の支柱１２４により基板ステージ１１４の上方に支持されており、マスクステージ１２２の下面には、プレート状のマスクホルダ（マスク保持部）１２６が水平レベル調整用の間座１２８を介して取り付けられている。また、マスクステージ１２２は矩形状の開口窓１２２ａを中央部に有しており、図示しない光源装置から出射された露光用の光はマスクホルダ１２６に吸着保持されたマスクＭに、上記開口窓１２２ａを通して照射されるようになっている。
【００１４】
マスクホルダ１２６は、マスクステージ１２２の開口窓１２２ａを通過した光をマスクＭに当てるための開口窓１２６ａを有している。この開口窓１２６ａはマスクホルダ１２６の中央部に形成されており、マスクホルダ１２６の下面には複数のマスク吸引ノズル（図示せず）が開設されている。
【００１５】
間座１２８は中心部にボルト通し孔１２８ａ（図４参照）を有しており、マスクホルダ１２６は、間座１２８のボルト通し孔１２８ａを挿通するマスクホルダ固定用ボルト１２７によりマスクホルダ１２６の下面に取り付けられている。
【００１６】
間座１２８の外側には、マスクホルダ１２６の上面に下向きの外力を加える外力付与機構（変形手段）１３０が設けられている。この外力付与機構１３０は、図４に示すように、マスクホルダ１２６の外方から内方に向かって傾斜する傾斜面１３２ａを有する固定側テーパブロック１３２と、固定側テーパブロック１３２の傾斜面１３２ａに摺動自在に接触する傾斜面１３４ａを有する可動側テーパブロック１３４と、間座１２８に対して可動側テーパブロック１３４を接離する方向に移動させる可動側テーパブロック送り手段としての送りねじ１３６とを備えて構成され、固定側テーパブロック１３２は、マスクホルダ１２６に設けられた貫通孔１２６ｂを挿通する固定側テーパブロック固定用ボルト１４０によりマスクホルダ１２６の上面に固定されている。
【００１７】
また、固定側テーパブロック１３２は上記ボルト１４０を通すためのボルト通し孔１３２ｂ（図５参照）を有しており、このボルト通し孔１３２ｂに挿入された固定側テーパブロック固定用ボルト１４０は可動側テーパブロック１３４に設けられた長孔１３６ｂ（図６参照）を挿通して、マスクステージ１２２の下面に設けられた穴部１２２ｂ（図４参照）に螺入されている。なお、送りねじ１３６は固定側テーパブロック１３２に設けられたブラケット１３８に保持されている。また、外力付与機構１３０はマスクホルダ１２６の四隅等に設けられるのが望ましい。
【００１８】
このような構成において、外力付与機構１３０の送りねじ１３６を操作して可動側テーパブロック１３４を図４中左側に移動させると、図８に示すように、外力付与機構１３０からマスクホルダ１２６に下向きの外力Ｆが付与される。そして、外力付与機構１３０からマスクホルダ１２６に外力Ｆが付与されると、図９に示すように、マスクホルダ１２６の中央部分が凸状に変形する。このとき、マスクホルダ１２６に保持されたマスクＭの撓みは、図９中実線で示す形状から図９中二点鎖線で示す形状に変化するため、マスクＭの撓み量がδ１からδ２（＜δ１）に低減するようになり、基板Ｗの歪みなどに高精度に対応させることができる。
【００１９】
ここで、送りねじ１３６は、手動ではなく不図示のアクチュエータで回転させることができる。かかるアクチュエータは、基板Ｗの歪みを検出し、それに応じて不図示の制御装置がアクチュエータを駆動する。
【００２０】
なお、外力付与機構１３０における傾斜面１３２ａ、１３４ａの傾きを逆にすれば、マスクＭの撓みを逆方向とすることができる。図１０は、外力付与機構１３０によりマスクＭに与えられる撓みのバリエーションを示す図である。図１０（ａ）に示す例では、図９と同様に、マスクＭの中央を上方にたわませている。図１０（ｂ）に示す例では、図９とは逆に、マスクＭの中央を下方にたわませている。更に、図１０（ｂ）に示す例では、両側の外力付与機構１３０において、マスクＭの端部に逆向きに傾斜を与えることで、マスクＭをＳ字状（断面）に変形させている。これらを組み合わせることで、基板Ｗの複雑な撓みにも対応することができる。
【００２１】
図１１，１２は、変形手段の別な例を示す図である。図１１において、マスクＭを下面で保持するマスク保持部ＭＨは、その上面に透明板ＰＴを配置しており、従ってマスク保持部ＭＨの開口ＭＨ１内の空間は密閉された状態となっている。更に、開口ＭＨ１内の空間は、外部へとのびる配管ＨによりバルブＶ＋を介して正圧ポンプＰ＋に接続され、また外部へとのびる配管ＨによりバルブＶ−を介して負圧ポンプＰ−に接続されている。バルブＶ＋、Ｖ−及びポンプＰ＋、Ｐ−が変形手段を構成し、これらは不図示の制御回路により、基板Ｗの歪みに応じて駆動される。
【００２２】
ここで、バルブＶ＋を開放して、バルブＶ−を閉止すると、開口ＭＨ１内の空間内が正圧ポンプＰ＋により加圧され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも高くなる。従って、マスクＭの上下面の圧力差により、マスクＭは中央が下方にたわむように変形する（図１２（ａ）参照）。一方、バルブＶ−を開放して、バルブＶ＋を閉止すると、開口ＭＨ１内の空間内が負圧ポンプＰ−により吸引され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも低くなる。従って、マスクＭの上下面の圧力差により、マスクＭは中央が上方にたわむように変形する（図１２（ｂ）参照）。これによりマスクＭのを、基板Ｗの歪みなどに高精度に対応させることができる。
【００２３】
図１３、１４は、変形手段の更に別な例を示す図である。本変形例は、図１０に示す変形手段と、図１１に示す変形手段とを組み合わせたものであり、共通する構成については同じ符号を付している。本例によれば、図１０もしくは図１１の変形手段を単独で用いた場合よりも複雑な変形を、マスクＭに与えることができる。
【００２４】
図１４（ａ）においては、両側の外力付与機構１３０により、マスクＭの両端部に下向きの角度を与えると共に、バルブＶ＋を開放して、バルブＶ−を閉止しているので、開口ＭＨ１内の空間内が正圧ポンプＰ＋により加圧され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも高くなることから、図１０（ｂ）又は図１２（ａ）よりも大きな変形量で、マスクＭの中央を下方にたわむように変形させることができる。
【００２５】
図１４（ｂ）においては、両側の外力付与機構１３０により、マスクＭの両端部に上向きの角度を与えると共に、バルブＶ−を開放して、バルブＶ＋を閉止しているので、開口ＭＨ１内の空間内が負圧ポンプＰ−により吸引され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも低くなることから、図１０（ａ）又は図１２（ｂ）よりも大きな変形量で、マスクＭの中央を上方にたわむように変形させることができる。特に、外力付与機構１３０は、マスクＭに角度を与える際に内部応力を生じさせているので、強度上の観点から可能な変形には制限がある。即ち図１４（ａ）、（ｂ）の例では、マスクＭの応力分布を均一にして破損などの恐れを回避できるというメリットがある。
【００２６】
図１４（ｃ）においては、両側の外力付与機構１３０により、マスクＭの両端部を水平にすると共に、バルブＶ−を僅かに開放して、バルブＶ−を閉止しているので、開口ＭＨ１内の空間内が負圧ポンプＰ−により少量だけ吸引され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも僅かに低くなることから、マスクＭの自重に抗して、マスクＭのたわみをゼロとすることもできる。
【００２７】
図１４（ｄ）においては、図で左側の外力付与機構１３０により、マスクＭの左端部に下向きの角度を与えると共に、図で右側の外力付与機構１３０により、マスクＭの右端部に上向きの角度を与えることで、図１０（ｃ）に示すようなＳ字状（断面）の変形をマスクＭに与えることができるが、ここで、バルブＶ＋を開放して、バルブＶ−を閉止すればＰｉ＞Ｐｏとなるため、一点鎖線で示すように、Ｓ字状（断面）を維持しつつマスクＭの中央が下方に変位するような変形を与えることができる。逆に、バルブＶ−を開放して、バルブＶ＋を閉止すればＰｉ＜Ｐｏとなるため、Ｓ字状（断面）を維持しつつマスクＭの中央が上方に変位するような変形を与えることができる
【００２８】
図１４（ｅ）においては、両側の外力付与機構１３０により、マスクＭの両端部に下向きの角度を与えると共に、バルブＶ−を開放して、バルブＶ＋を閉止しているので、開口ＭＨ１内の空間内が負圧ポンプＰ−により吸引され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも低くなることから、マスクＭの両端近傍が外力付与機構１３０により下方にたわみ、且つその中央が圧力差で上方にたわむような略Ｗ字状（断面）の変形を与えることができる。
【００２９】
図１４（ｆ）においては、両側の外力付与機構１３０により、マスクＭの両端部に上向きの角度を与えると共に、バルブＶ＋を開放して、バルブＶ−を閉止しているので、開口ＭＨ１内の空間内が正圧ポンプＰ＋により吸引され、その圧力Ｐｉは、マスクＭの下面の圧力Ｐｏよりも高くなることから、マスクＭの両端近傍が外力付与機構１３０により上方にたわみ、且つその中央が圧力差で下方にたわむような略Ｍ字状（断面）の変形を与えることができる。
【００３０】
本実施の形態によれば、図１４に示すように、種々の変形パターンでマスクＭを変形させることができるので、基板Ｗに複雑な撓みが生じている場合でも、それに応じてマスクＭを変形させることができる。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図である。
【図３】本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。
【図４】露光装置の要部を示す図である。
【図５】図４に示す固定側テーパブロックの側面図である。
【図６】図４に示す可動側テーパブロックの側面図である。
【図７】図６の構成を矢印VII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【図８】図４に示す外力付与機構の作用を説明する図である。
【図９】外力付与機構により変形したマスクＭの形状を示す図である。
【図１０】外力付与機構１３０によりマスクＭに与えられる撓みのバリエーションを示す図である。
【図１１】変形手段の別な例を示す図である。
【図１２】変形手段の別な例を示す図である。
【図１３】変形手段の更に別な例を示す図である。
【図１４】変形手段の更に別な例によりマスクＭに与えられる撓みのバリエーションを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００ 露光装置
１１２ ベース
１１４ 基板ステージ
１１６ 基板ステージ昇降機構
１１８ 基板ステージチルト機構
１２０ 基板ステージ送り機構
１２２ マスクステージ
１２２ａ 開口窓
１２２ｂ 穴部
１２４ 支柱
１２６ マスクホルダ
１２６ａ 開口窓
１２６ｂ 貫通孔
１２７ マスクホルダ固定用ボルト
１２８ 間座
１２８ａ ボルト通し孔
１３０ 外力付与機構
１３２ 固定側テーパブロック
１３２ａ 傾斜面
１３２ｂ ボルト通し孔
１３４ 可動側テーパブロック
１３４ａ 傾斜面
１３６ｂ 長孔
１３８ ブラケット
１４０ 固定側テーパブロック固定用ボルト
ＤＭ 変形手段
Ｆ 外力
Ｈ 配管
Ｍ マスク
ＭＨ マスク保持部
ＭＨ１ 開口
Ｐ ポンプ
Ｐ＋ 正圧ポンプ
Ｐ− 負圧ポンプ
ＰＴ 透明板
Ｐｉ 圧力
Ｐｏ 圧力
Ｖ＋、Ｖ− バルブ
Ｗ 基板
ＷＨ 基板保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006323268.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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