(57)【要約】【課題】簡易な構造であっても、マスクパターンを高い精度で基板表面に露光することができる露光装置及び露光方法を提供する。【解決手段】マスクパターンを形成してあるマスク４を保持するマスク保持部５と、露光対象となる基板２を保持する基板保持部３と、マスク４の下面と基板２の上面との間を密閉空間７とするシール部材６と、密閉空間７へ気体を供給する又は密閉空間７から気体を排出する給排部８とを有する。マスク保持部５及び／又は基板保持部３の温度を調整しつつ、光源９から照射された光により、マスクパターンを基板２の表面に露光する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、
露光対象となる基板を保持する基板保持部と、
前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、
前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部と
を有し、
光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光装置において、
前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整する温度調整部を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記マスク保持部の内部及び／又は前記基板保持部の内部に気体の流路を設けてあり、
前記温度調整部は、前記マスク保持部の流路及び／又は前記基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度調整部は、前記温度検出部で検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記マスク保持部の流路及び／又は前記基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記温度調整部は、前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度調整部は、前記温度検出部で検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記シール部材は、内部への気体の供給により膨張する膨張シールであり、前記露光装置を平面視した場合に前記マスクを包含する位置に配置してあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記給排部は、前記基板保持部の周縁部であって、前記シール部材よりも前記基板側に配置してあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離と、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の圧力との関係を記憶しておき、
前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離を測定する測定装置を備え、
前記給排部は、該測定装置で測定した前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離が所定範囲内に収束するよう、前記密閉空間に気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、
露光対象となる基板を保持する基板保持部と、
前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、
前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部と
を有する露光装置を用い、
光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光方法において、
前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整して、前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整することを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出し、
検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整することを特徴とする請求項９記載の露光方法。
【請求項１１】
前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離と、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の圧力との関係を記憶し、
前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離を測定し、
測定した前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離が所定範囲内に収束するよう、前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出することを特徴とする請求項９又は１０記載の露光方法。
【請求項１２】
マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、
露光対象となる基板を保持する基板保持部と、
前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、
前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部と
を有する露光装置を用い、
光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光方法において、
前記密閉空間を開放し、前記マスクの下面と前記基板の上面との間の空間へ供給する気体の流量を調整して、前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクのマスクパターンを基板の表面に露光する露光装置及び露光方法に関する。特に、マスクの撓みを矯正して基板にマスクパターンを正確に露光することが可能な露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶画面、あるいは一枚の基板の上に多種多数の電子部品を搭載して一つの電子部品モジュールとしたマルチチップモジュール等、ミクロンサイズの加工が必要である様々の電子部品の製作において、配線パターンを基板の表面に露光する露光工程が存在する。露光工程では、マスクと基板との間にギャップを設けた状態で平行光を照射する方式がよく用いられている。マスクと基板とが非接触であることから、マスクに汚れが付きにくく、マスクが長寿命であるという利点を有するからである。
【０００３】
しかし、マスクと基板との間にギャップを設けてあることから、マスクをマスク保持部へ取りつけた時点で、自重によりマスクが下方へ撓む。特に昨今のように、コストダウンの要求が強く、ウエハサイズが大型化する傾向下では、自重による撓み幅も大きくなり、マスクパターンの基板への露光の精度を高めることが困難になるという問題が生じている。
【０００４】
斯かる問題を解決するべく、例えば特許文献１には、マスクを保持するマスク保持部と基板を搭載する基板ステージとの間に気体を供給し、気体の供給圧力によりマスクの撓みを矯正することができる露光装置が開示されている。また、マスク保持部と基板ステージとの間に密閉空間を形成するシール手段を設け、より容易にマスクの撓みを矯正することができる露光装置も開示されている。
【０００５】
さらに、例えば特許文献２には、透過ガラスとガラスマスクとの間に気密空間を形成するマスクホルダを備え、真空ポンプによる気密空間の内圧調整又はタンクからの高圧空気の供給量調整により、ガラスマスクの反りを適切に矯正することが可能なギャップ測定方法が開示されている。ガラスマスクが、基板に向かって凸になるように反っている場合には気密空間の内圧を下げ、透過ガラスに向かって凸になるように反っている場合には高圧空気を気密空間の内部へ供給することにより、ガラスマスクの反りが矯正され、設計値通りにマスクパターンを基板へ露光させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０３３９５３号公報
【特許文献２】特開２００４−０６９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、マスクを保持するマスク保持部の周囲に気体を供給するノズルを配置しており、マスクを交換することができるマスク保持部の構造上の制約により、密閉空間を維持することが困難であり、密閉空間を維持するためには全体の構造が複雑となり製造コストが高くなるという問題点があった。
【０００８】
特許文献２では、ガラスマスクと透過ガラスとで構成してあるガラスマスクの反り矯正機構の構造が複雑であり製造コストを低減することが困難である、露光するための光が透過ガラスを透過する透過率が減少するため露光効率が低下する、屈折により狭いピッチの露光に対応することができない等の問題点があった。
【０００９】
また、露光時にはマスクの温度が上昇するので、マスクの材質によってはマスク自体が膨張する。マスクが膨張することにより、気体の供給による反りの矯正だけではマスクを適正な状態に矯正することができず、マスクの基準マークピッチが延伸する、マスクパターンを積層形成する場合における経時的温度変化による露光パターンの積層ずれが発生する等の問題点もあった。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造であっても、マスクパターンを高い精度で基板表面に露光することができる露光装置及び露光方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために第１発明に係る露光装置は、マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、露光対象となる基板を保持する基板保持部と、前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部とを有し、光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光装置において、前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整する温度調整部を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明に係る露光装置は、第１発明において、前記マスク保持部の内部及び／又は前記基板保持部の内部に気体の流路を設けてあり、前記温度調整部は、前記マスク保持部の流路及び／又は前記基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明に係る露光装置は、第２発明において、前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出する温度検出部を備え、前記温度調整部は、前記温度検出部で検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記マスク保持部の流路及び／又は前記基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明に係る露光装置は、第１発明において、前記温度調整部は、前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
また、第５発明に係る露光装置は、第４発明において、前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出する温度検出部を備え、前記温度調整部は、前記温度検出部で検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
また、第６発明に係る露光装置は、第１乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記シール部材は、内部への気体の供給により膨張する膨張シールであり、前記露光装置を平面視した場合に前記マスクを包含する位置に配置してあることを特徴とする。
【００１７】
また、第７発明に係る露光装置は、第１乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記給排部は、前記基板保持部の周縁部であって、前記シール部材よりも前記基板側に配置してあることを特徴とする。
【００１８】
また、第８発明に係る露光装置は、第１乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離と、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の圧力との関係を記憶しておき、前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離を測定する測定装置を備え、前記給排部は、該測定装置で測定した前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離が所定範囲内に収束するよう、前記密閉空間に気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
次に、上記目的を達成するために第９発明に係る露光方法は、マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、露光対象となる基板を保持する基板保持部と、前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部とを有する露光装置を用い、光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光方法において、前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整して、前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整することを特徴とする。
【００２０】
また、第１０発明に係る露光方法は、第９発明において、前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度を検出し、検出した前記マスク保持部及び前記基板保持部の温度に応じて、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の流量を調整することを特徴とする。
【００２１】
また、第１１発明に係る露光方法は、第９又は第１０発明において、前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離と、前記給排部から前記密閉空間へ供給する気体の圧力との関係を記憶し、前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離を測定し、測定した前記マスクの略中央部における前記マスクの下面と前記基板の上面との間の距離が所定範囲内に収束するよう、前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出することを特徴とする。
【００２２】
次に、上記目的を達成するために第１２発明に係る露光方法は、マスクパターンを形成してあるマスクを保持するマスク保持部と、露光対象となる基板を保持する基板保持部と、前記マスクの下面と前記基板の上面との間を密閉空間とするシール部材と、前記密閉空間へ気体を供給する又は前記密閉空間から気体を排出する給排部とを有する露光装置を用い、光源から照射された光により、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する露光方法において、前記密閉空間を開放し、前記マスクの下面と前記基板の上面との間の空間へ供給する気体の流量を調整して、前記マスク保持部及び／又は前記基板保持部の温度を調整することを特徴とする。
【００２３】
第１発明では、マスクの下面と基板の上面との間にシール部材により密閉空間を形成し、密閉空間への気体の供給又は密閉空間からの気体の排出によってマスクの撓みを矯正する。また、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整することにより、光源から照射された光によるマスクの熱膨張を抑制することができる。したがって、マスクの自重による撓みだけでなく、熱膨張によるマスクの基準マークピッチの延伸、マスクパターンを積層形成する場合における経時的温度変化によるマスクパターンの積層ずれ等の発生を回避することができ、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【００２４】
第２発明では、マスク保持部の内部及び／又は基板保持部の内部に気体の流路を設けてあり、マスク保持部の流路及び／又は基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整する。密閉空間への気体の供給又は密閉空間からの気体の排出によってマスクの撓みを矯正することができるとともに、マスク保持部の流路及び／又は基板保持部の流路へ供給する気体の流量によりマスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整することができ、光源から照射された光によるマスクの熱膨張を抑制することができる。したがって、マスクの自重による撓みだけでなく、熱膨張によるマスクの基準マークピッチの延伸、マスクパターンを積層形成する場合における経時的温度変化によるマスクパターンの積層ずれ等の発生を回避することができ、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【００２５】
第３発明では、マスク保持部及び基板保持部の温度を検出し、検出したマスク保持部及び基板保持部の温度に応じて、マスク保持部の流路及び／又は基板保持部の流路へ供給する気体の流量を調整することにより、光源から照射された光により熱を帯びやすいマスクの温度を、露光対象物である基板と略一致させることができ、マスクの熱膨張を抑制することが可能となる。したがって、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【００２６】
第４発明及び第９発明では、マスクの下面と基板の上面との間にシール部材により密閉空間を形成し、密閉空間へ供給する気体の流量を調整して、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整する。密閉空間への気体の供給又は密閉空間からの気体の排出によってマスクの形状を矯正することができるとともに、密閉空間へ気体を直接供給することにより、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整することができ、光源から照射された光によるマスクの熱膨張を抑制することができる。したがって、マスクの自重による撓みだけでなく、熱膨張によるマスクの基準マークピッチの延伸、マスクパターンを積層形成する場合における経時的温度変化によるマスクパターンの積層ずれ等の発生を回避することができ、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【００２７】
第５発明及び第１０発明では、マスク保持部及び基板保持部の温度を検出し、検出したマスク保持部及び基板保持部の温度に応じて、給排部から密閉空間へ供給する気体の流量を調整することにより、光源から照射された光により熱を帯びやすいマスクの温度を、露光対象物である基板と略一致させることができ、マスクの熱膨張を抑制することが可能となる。したがって、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【００２８】
第６発明では、シール部材は、内部への気体の供給により膨張する膨張シールであり、露光装置を平面視した場合にマスクを包含する位置に配置することにより、シール部材のために特別な配管等を設ける必要がなく、安価に密閉空間を形成することが可能となる。
【００２９】
第７発明では、基板保持部の周縁部であって、シール部材よりも基板側にて、密閉空間へ気体を供給する又は密閉空間から気体を排出する。これにより、密閉空間への気体の供給又は密閉空間からの気体の排出を確実に行うことができ、マスクの撓みを確実に矯正することが可能となる。
【００３０】
第８発明及び第１１発明では、マスクの略中央部におけるマスクの下面と基板の上面との間の距離と、密閉空間へ供給する気体の圧力との関係を記憶しておく。マスクの略中央部におけるマスクの下面と基板の上面との間の距離を測定し、測定したマスクの略中央部におけるマスクの下面と基板の上面との間の距離が所定範囲内に収束するよう、密閉空間へ気体を供給する又は密閉空間から気体を排出する。これにより、マスクの略中央部におけるマスクの下面と基板の上面との間の距離を略一定の範囲内に維持することができるので、露光の精度を高く維持することができる。また、基板の略中央を中心とした凹凸形状が基板の表面に存在する場合であっても、凹凸形状に対応した圧力にて気体を供給する又は気体を排出することにより、マスクの形状を基板の表面形状に対応する形状へと変形させることができ、マスクパターンを基板の表面に高い精度で露光することが可能となる。
【００３１】
第１２発明では、シール部材により形成してある、マスクの下面と基板の上面との間の空間を開放し、マスクの下面と基板の上面との間の空間へ供給する気体の流量を調整して、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整する。マスクの下面と基板の上面との間の空間への気体の供給又は気体の排出によってマスクの撓みを矯正することができるとともに、マスクの下面と基板の上面との間の空間へ気体を直接供給することにより、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整することができ、光源から照射された光によるマスクの熱膨張を抑制することができる。また、露光が完了した基板を取り出し、次の露光対象となる基板を配置している時間を利用して、開放されたマスクの下面と基板の上面との間の空間へ気体を供給してマスクを冷却することができ、露光装置の稼動率を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
上記構成によれば、密閉空間への気体の供給又は密閉空間からの気体の排出によってマスクの形状を矯正することができ、マスク保持部及び／又は基板保持部の温度を調整することにより、光源から照射された光によるマスクの熱膨張を抑制することができる。したがって、マスクの自重による撓みだけでなく、熱膨張によるマスクの基準マークピッチの延伸、マスクパターンを積層形成する場合における経時的温度変化によるマスクパターンの積層ずれ等の発生を回避することができ、高い精度でマスクパターンを基板の表面に露光することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光装置の構成の一部を模式的に示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る露光装置の他の構成の一部を模式的に示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る露光装置の温度調整機構を備える場合の構成を模式的に示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る露光装置の温度調整機構を備える場合の構成を模式的に示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１及び２に係る露光装置のレーザ変位計の測定原理の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１及び２に係る露光装置のレーザ変位計での実際の受光強度の例示図である。
【図７】レーザ変位計で測定した、気体の供給によるマスクの測定位置ごとの撓み量の変化を示す例示図である。
【図８】基板の表面形状が凸形状である場合の一例を示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【図９】マスクの形状調整の一例を示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る露光装置の構成の一部を模式的に示す、露光対象となる基板に直交する面での断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る露光装置１は、露光対象となる基板２を載置する、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ直線移動することが可能なテーブル（基板保持部）３を備えている。
【００３６】
テーブル３の上方には、露光するマスクパターンが形成してあるマスク４を保持するマスクホルダ（マスク保持部）５を、基板２の上面から所定の距離を隔てて、基板２と略平行になるように配置してある。テーブル３をＸ軸方向、Ｙ軸方向へ移動させることにより基板２の位置を調整することができ、Ｚ軸方向へ移動させることにより、マスク４の下面と基板２の上面との間の距離を調整することができる。
【００３７】
マスクホルダ５の上方には、露光のために紫外光等を照射する光源９が設けてあり、マスクホルダ５の略中央部には、基板２の面積と略同一又は基板２の面積よりも大きい、光源９から照射された紫外光が通過することが可能な開口部５１が設けてある。開口部５１を通過した紫外光は、マスク４に形成されているマスクパターンに従って透過し、基板２の表面にマスクパターンを露光する。
【００３８】
マスク４をマスクホルダ５に装着した時点で、マスクホルダ５の開口部５１が大きければ大きいほど、マスク４の自重により、マスク４は下方へ撓みやすく、マスク４の下面と基板２の上面との間の距離は、テーブル３の移動により調整した距離よりも短くなることが想定される。したがって、高い精度でマスクパターンを基板２の表面に露光するためには、マスク４の撓みを適切に矯正する必要がある。
【００３９】
そこで、本発明の実施の形態１に係る露光装置１は、シール部材６を備えることでマスク４及び基板２を包含する密閉空間７を形成し、気体供給／排出口（給排部）８から密閉空間７へ気体を供給等することで、マスク４の撓みを矯正している。気体供給／排出口８をテーブル３に設けることにより、マスク４を保持するマスクホルダ５の構造は複雑にはならず、マスク４を容易に交換等することができる。
【００４０】
また、気体供給／排出口８は、テーブル３の下面から気体を供給する又は気体を排出する構成に限定されるものではなく、テーブル３の側面から気体を供給する又は気体を排出する構成であっても良い。図２は、本発明の実施の形態１に係る露光装置１の他の構成の一部を模式的に示す、露光対象となる基板２に直交する面での断面図である。図２に示すように気体供給／排出口８ａは、テーブル３の下面ではなく、テーブル３の側面から気体を供給する又は気体を排出することができる構成となっている。
【００４１】
なお、シール部材６は、内部への気体の供給により膨張する膨張シールであり、露光装置１を平面視した場合にマスク４を包含する位置に配置してある。シール部材６の内部の気体の圧力は、密閉空間７の気体の圧力より大きくなるように設定されている。
【００４２】
上述した構成により、マスク４の撓みに起因するマスクパターンの露光ずれはある程度解消することができる。しかし、光源９から照射される光により、マスク４は少なからず熱による影響を受け、熱膨張することによりマスクパターンが伸長変形する場合がある。マスク４の材料として用いるガラス材料と、基板２との間で熱膨張率は異なっているが、マスク４と基板２との温度差を所定範囲内に抑えることにより、マスクの下面と基板の上面との間の距離を所定範囲内に収束させることができ、熱膨張によるマスクパターンの露光ずれを最小限に抑制することができる。
【００４３】
そこで、本発明の実施の形態１では、図１に示す構成に加えて、マスクホルダ５及びテーブル３の温度を検出して、両者の温度が略一致するよう、気体の流量を調整して温度を調整する温度調整機構を備えている。図３は、本発明の実施の形態１に係る露光装置１の温度調整機構を備える場合の構成を模式的に示す、露光対象となる基板２に直交する面での断面図である。本実施の形態１では、マスクホルダ５の内部及びテーブル３の内部に気体を流すことにより、マスク４及び基板２を冷却する。すなわち、マスクホルダ５内に気体を流すことができる流路１６と、テーブル３内に気体を流すことができる流路１７とを設けてあり、流路１６、１７内に気体を流すことにより、マスク４、基板２の温度を調整する。なお、流路１６、１７には、気体の代わりに水等のような液体を流してマスク４、基板２の温度を調整しても良い。
【００４４】
マスクホルダ５及びテーブル３には、マスク４及び基板２の温度を間接的に検出するべく、それぞれ温度検出部として熱電対１１、１２を備えている。熱電対１１、１２にて検出された温度は、電気信号として、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ等で構成される制御装置１３へ送信される。
【００４５】
制御装置１３は、受信した電気信号に応じて、熱電対１１、１２にて検出された温度を取得する。制御装置１３は、取得した温度に基づいて、流路１６、１７へ流す気体の流量を調整する。例えば熱電対１１にて検出された温度の方が熱電対１２にて検出された温度よりも高い場合、流路１６へ流す気体の流量を増加させることにより冷却効果を高め、マスクホルダ５及びテーブル３の温度、すなわちマスク４及び基板２の温度が略一致するよう調整することができる。
【００４６】
制御装置１３は、熱電対１１、１２にて検出された温度に応じて、マスクホルダ５及びテーブル３の温度が略一致するよう調整する温度をそれぞれ設定し、温度を調整する温度調整器１４、１５へ気体の流量調整信号を送信する。温度調整器１４、１５は、例えば流路１６、１７への気体の流量を調整するファン（図示せず）及びモータ（図示せず）で構成されており、制御装置１３は、ファンの回転数を指示する指示信号を、ファンを駆動するモータへ送信する。
【００４７】
以上のように本実施の形態１によれば、マスクホルダ５とテーブル３との温度差、すなわちマスク４と基板２との温度差が所定範囲内となるよう抑えることができ、光源９から照射される光によるマスク４及び基板２の熱膨張を抑制することができる。したがって、マスク４に安価なソーダガラス等の熱膨張の度合いが比較的大きい材料を使用した場合であっても、マスク４の熱膨張を抑制することができ、マスク４の下面と基板２の上面との間の距離を所定範囲内に収束させることができるので、マスクパターンを基板２の表面に高い精度で露光することが可能となる。
【００４８】
（実施の形態２）
マスク４は、マスクホルダ５の開口部５１近傍において、光源９から照射される光により熱を帯びやすく、より確実にマスク４の熱膨張を抑制するためには、密閉空間７へ気体を供給することによりマスク４及び基板２を直接冷却することが効果的である。また、光源９から照射される光の損失を低減するために、例えばマスク４に石英ガラス等の材料を用いる場合、熱膨張の度合いは比較的小さくなる。そこで、テーブル３には冷却用の流路１７を設けることなく、マスク４の撓みを矯正するために気体供給／排出口８から密閉空間７へ気体を供給することで、同時にマスク４及び基板２の温度調整を行うことがより好ましい。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態２に係る露光装置１の温度調整機構を備える場合の構成を模式的に示す、露光対象となる基板２に直交する面での断面図である。図４では、マスクホルダ５の内部に気体を流すとともに、気体供給／排出口８から密閉空間７へ気体を供給することにより基板２及びマスク４を直接冷却している。なお、密閉空間７へ供給する気体は、空調機器等により温度制御された気体であることが好ましい。
【００５０】
図３と同様、マスクホルダ５及びテーブル３には、マスク４及び基板２の温度を間接的に検出するべく、それぞれ温度検出部として熱電対１１、１２を備えている。熱電対１１、１２にて検出された温度は、電気信号として、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ等で構成される制御装置１３へ送信される。
【００５１】
制御装置１３は、受信した電気信号に応じて、熱電対１１、１２にて検出された温度を取得する。制御装置１３は、取得した温度に基づいて、流路１６へ流す気体の流量を調整する。
【００５２】
制御装置１３は、熱電対１１、１２にて検出された温度に応じて、マスクホルダ５及びテーブル３の温度が略一致するよう調整する温度をそれぞれ設定し、温度を調整する温度調整器１４、１５へ気体の流量調整信号を送信する。温度調整器１４、１５は、例えば流路１６及び気体供給／排出口８への気体の流量を調整するファン（図示せず）及びモータ（図示せず）で構成されており、制御装置１３は、ファンの回転数を指示する指示信号を、ファンを駆動するモータへ送信する。
【００５３】
以上のように本実施の形態２によれば、密閉空間７への気体の供給によって自重により撓んだマスク４の形状を矯正することができるとともに、マスク４の温度を調整することができるので、光源９から照射される光によるマスク４の熱膨張を抑制することができる。したがって、マスク４の自重による撓みを矯正するだけでなく、熱膨張によるマスクパターンの露光ずれの発生を回避することができ、高い精度でマスクパターンを基板２の表面に露光することが可能となる。なお、図示しない基板搬送装置が、テーブル３から露光が完了した基板２を取り出し、次の露光対象となる基板２をテーブル３に配置している時間を利用して、開放されたマスク４の下面と基板２の上面との間の空間へ気体を直接供給してマスク４を冷却することもできる。これにより、露光装置１の稼動率を向上させることが可能となる。
【００５４】
また、より高い精度でマスク４の撓みを矯正することができるよう、露光前にマスク４の撓み量を測定することができるレーザ変位計を備えることが好ましい。レーザ変位計は、レーザ光を発する発光部と反射してくる反射光を受光する受光部とを有しており、反射光の到達時間、光強度等に基づいて測定対象物の位置（レーザ変位計からの距離）を測定することができる。また、レーザ変位計はカメラを備えており、測定位置を示す基準マーク等を検出することにより、測定位置を正確に調整することができるようになっている。
【００５５】
本実施の形態１及び２では、レーザ変位計を、例えば所定の方向に配置してあるレール上を摺動することが可能に設けてあり、測定時にはマスク４上に移動させて、所定の位置におけるマスク４の下面と基板２の上面との間の距離を測定する。露光時には、光源９の照射領域外まで移動させて退避させる。
【００５６】
図５は、本発明の実施の形態１及び２に係る露光装置１のレーザ変位計の測定原理の説明図である。図５に示すように、レーザ変位計１０は、レーザ光を発する発光部１０ａと反射光を受光する受光部１０ｂとを有しており、受光部１０ｂは、最初にマスク４の上面で反射した反射光Ｒ１を受光し、以下順次、マスク４の下面で反射した反射光Ｒ２、基板２の上面で反射した反射光Ｒ３を受光する。反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ他の位置での反射光よりも受光強度が大きく、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３それぞれの受光までの時間によって、レーザ変位計１０から反射位置までの距離を測定することができる。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態１及び２に係る露光装置１のレーザ変位計１０での実際の受光強度の例示図である。図６に示すように、マスク４の上面で反射した反射光Ｒ１、マスク４の下面で反射した反射光Ｒ２、基板２の上面で反射した反射光Ｒ３は、それぞれ層の境界にて反射していることから、それぞれ反射光の受光強度が他の位置よりも大きい。したがって、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の受光強度が最大である位置を、それぞれマスク４の上面の位置、マスク４の下面の位置、基板２の上面の位置として求めることができ、マスク４の下面と基板２の上面とのギャップ６１を測定することができる。
【００５８】
図７は、レーザ変位計１０で測定した、気体の供給によるマスク４の測定位置ごとの撓み量の変化を示す例示図である。図７（ａ）は、マスク４の撓み量の測定位置の説明図を、図７（ｂ）は、測定位置ごとのマスク４の撓み量の変化を示す例示図を、それぞれ示している。図７（ｂ）では、マスク４の下面と基板２の上面との間の距離が０．０２ｍｍである場合について、供給する気体の圧力を変えてマスク４の撓み量を測定している（単位：μｍ）。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、測定位置として、マスク４の略中央部である測定位置Ａ、マスク４のＸ軸方向の一端部である測定位置Ｂ、マスク４のＹ軸方向の一端部である測定位置Ｃにて、供給する気体の圧力ごとにマスク４の撓み量を測定した。図７（ｂ）に測定した撓み量をμｍ単位で示している。
【００６０】
図７（ｂ）からもわかるように、測定位置Ｂ、Ｃでは撓み量に大差はないものの、測定位置Ａでは、他の位置よりも大きく変化している。したがって、測定位置Ａでの撓み量と、供給する気体の圧力との関係を、例えば制御装置１３に内蔵されるメモリ等に記憶しておくことにより、マスク４の撓み量に対応する圧力で気体を供給することができ、マスク４の撓み量を確実に矯正することができる。なお、供給する気体の圧力は、コンプレッサ等を用いて調整しても良いし、気体の供給量を増減させることにより調整しても良い。
【００６１】
また、上述した実施の形態１及び２では、基板２の表面形状が平板状であることを前提に説明しているが、マスク４の形状を供給する気体の圧力変動により調整することができる以上、特に平板状である必要はない。例えば基板２の表面形状が、略中央を頂点とした凸形状である場合であっても、マスク４の形状を気体の供給等により変形させることにより、高い精度で基板２の表面にマスクパターンを露光することができる。
【００６２】
図８は、基板２の表面形状が凸形状である場合の一例を示す、露光対象となる基板２に直交する面での断面図である。図８（ａ）に示すように、基板２の上面だけが凸形状であって、基板２の下面は平板状であっても良いし、図８（ｂ）に示すように、基板２の上面だけではなく、基板２の下面も凸形状である、すなわち基板２が反った形状であっても良い。いずれの場合であっても、露光対象となる基板２の上面の凸形状に合わせて、マスク４の形状を調整する必要がある。
【００６３】
図９は、マスク４の形状調整の一例を示す、露光対象となる基板２に直交する面での断面図である。例えば図９（ａ）に示すようにマスク４が自重により下方へ撓んでいる場合であっても、気体を供給することにより図９（ｂ）に示すように、図８（ａ）又は図８（ｂ）に示す基板２の上面の凸形状に沿った形状へと変形させることができる。したがって、基板２の表面形状に依存することなく、高い精度でマスクパターンを露光することが可能となる。
【００６４】
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１  露光装置
２  基板
３  テーブル（基板保持部）
４  マスク
５  マスクホルダ（マスク保持部）
６  シール部材
７  密閉空間
８、８ａ  気体供給／排出口（給排部）
９  光源
１０  レーザ変位計
１１、１２  熱電対（温度検出部）
１４、１５  温度調整器（温度調整部）
１６、１７  流路
【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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