(57)【要約】【課題】マスクと基板との距離の変動を抑制しつつ、基板の撓みを補正できる露光装置を提供する。【解決手段】第１のねじ１３３及び第２のねじ１３４により、固定部１２６Ａに対して可動部１２６ＢをマスクＭの面と平行な方向（水平方向）に駆動するので、上下方向における固定部１２６Ａに対する可動部１２６Ｂの変位を抑制し、それによりマスクＭと基板Ｗとの距離の変動を抑制しつつ、マスクＭの撓みを補正することができるため、マスクのアライメントマークを観察するカメラや、パターンを隠すアパーチャなどの再調整が容易になったり、或いは不要になる。【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、
前記マスク保持部は、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記ヒンジ部は板ばねであ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】
前記駆動手段はねじを含む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以下であり、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】
これに対し、本出願人は、特願２００４−３７３６０８において、マスクホルダの前端部でマスクを支持すると共に、マスクの後端部に角度設定部を配置し、更に前端部と後端部との間にローラとＶブロックを用いて傾動可能に支持した支持部を設け、角度設定部でマスクホルダを押圧することで支持点を中心にマスクホルダが傾くことを利用して、マスクホルダの前端部に保持したマスクに傾きを与え、それによりマスクの撓みを補正する機構を提案している。
【０００７】
しかるに、この先願の機構によれば、角度設定部でマスクホルダを押圧することにより、マスクホルダの前端部は、角度付けされると同時に変位するため、そのためマスクと基板との距離が比較的大きく変化してしまう恐れがあり、それによりマスクのアライメントマークを観察するカメラや、パターンを隠すアパーチャなどを再調整する必要が生じるという課題がある。
【０００８】
そこで本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、マスクと基板との距離の変動を抑制しつつ、基板の撓みを補正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】
【０００９】
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、
前記マスク保持部は、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記マスク保持部が、前記マスクに取り付けられる可動部と、フレームに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部を傾き可能に連結するヒンジ部と、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動する駆動手段とを有するので、前記駆動手段により、前記固定部に対して前記可動部を前記マスクの面と平行な方向に駆動したときに、駆動方向に対して交差する方向における前記固定部に対する前記可動部の変位を抑制し、それにより前記マスクと前記基板との距離の変動を抑制しつつ、前記マスクの撓みを補正することができる。
【００１１】
前記ヒンジ部は板ばねであると好ましい。
【００１２】
前記駆動手段はねじを含むと好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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１は、本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。図１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。
【００１４】
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支持部１２８、１３０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。
【００１５】
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の下面にはマスク吸着用の複数の吸引ノズル（図示せず）が開設されている。
【００１６】
図２は、図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大して示す図である。図２において、薄板状のマスクホルダ１２６は、外周側の固定部１２６Ａと、内周側の可動部１２６Ｂとからなる。固定部１２６Ａ及び円筒状の支持部１２８，１３０を貫通させたボルト１２９，１２９の先端を、マスクステージ１２２にねじ込むことで、固定部１２６Ａは、円筒状の支持部１２８，１３０を介してマスクステージ（フレームともいう）１２２に取り付けられている。
【００１７】
可動部１２６Ｂは、その下面にマスクＭの周縁を吸着保持している。ヒンジ部を構成するばね板１２７は、その一端を固定部１２６Ａの上面にねじ止めされ、更に可動部１２６Ｂの上面に他端をねじ止めされており、それにより固定部１２６Ａと可動部１２６Ｂとを連結している。
【００１８】
固定部１２６Ａの下面には、第１の突起１３１が形成されている。第１の突起１３１内には、水平方向（理想的な保持状態にあるマスクＭの面と平行な方向）に軸線を有する第１のねじ孔１３１ａが形成されている。一方、第１の突起１３１に隣接して可動部１２６Ｂの下面には、第２の突起１３２が形成されている。第２の突起１３２内には、第１のねじ孔１３１ａと同方向に第２のねじ孔１３２ａが形成されている。
【００１９】
第１のねじ孔１３１ａには、中空円筒状の第１のねじ１３３が螺合しており、その先端は第２の突起１３２の端面に対向している。一方、第２のねじ孔１３２ａには、第１のねじ１３３内を貫通した第２のねじ１３４の先端が係合している。第１のねじ１３３に対して第２のねじ１３４は、回転のみ可能であって軸線方向に移動不能に連結されている。第１のねじ１３３と第２のねじ１３４とで駆動手段を構成する。
【００２０】
次に、比較例について説明する。図３は、比較例における図２と同様な図である。ここでは一枚板であるマスクホルダ１２６’の周辺側には、マスクステージ１２２に対してマスクホルダ１２６’の上面に、下向きの外力を加える外力付与機構１３０’が設けられている。この外力付与機構１３０’は、図に示すように、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、支持部１３０’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を挿通する固定側テーパブロック固定用ボルト（不図示）によりマスクホルダ１２６’の上面に固定されている。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。
【００２１】
更に、外力付与機構１３０’よりもマスクＭ側において、支持部１２８’が設けられている。支持部１２８’は、マスクステージ１２２の下面に取り付けられたＶブロック１２８ａ’と、それに対向してマスクホルダ１２６’の上面に取り付けられたＶブロック１２８ｂ’と、それらの間に配置された円筒部材１２８ｃ’とを含む。
【００２２】
かかる比較例の構成において、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’を図中右側に移動させると、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、マスクホルダ１２６’が支持部１２８’を支点として傾くようになる。それにより、二点鎖線で示すように、マスクホルダ１２６’に吸着保持されたマスクＭの端部が上昇すると共に傾くので、マスクＭの自重による撓みを補正できる。しかるに、比較例の場合、マスクホルダ１２６’が支持部１２８’を支点として傾くため、マスクＭの端部の上昇量は、支持部１２８’とマスクＭの端部までの距離に比例して増大するため、マスクＭと基板Ｗ（図１）との距離が大きく変化する恐れがある。
【００２３】
本実施の形態の動作について説明する。図２において、第１のねじ１３３は、可動部１２６Ｂの傾きを決めるためのものであり、第１のねじ１３３が右ねじである場合、右回転させて締め上げれば第２の突起１３２の端面を押せば、第１の突起１３１と第２の突起１３２との距離Ｌが増大し、ばね板１２７がたわむことによって、二点鎖線で示すように可動部１２６Ｂは固定部１２６Ａに対して上方に傾くようになる。それにより、可動部１２６Ｂに吸着保持されたマスクＭの端部も傾くので、マスクＭの自重による撓みを補正できる。
【００２４】
これに対し、第１のねじ１３３を左回転させてゆるめれば、可動部１２６Ｂは下がるようになっている。ここで、第２のねじ１３４は、第１のねじ１３３の回転防止の為のロックねじであり、第２のねじ１３４が回転しなければ、可動部１２６Ｂの角度が変化しないようになっている。
【００２５】
なお、第１のねじ１３３及び第２のねじ１３４は，作業者の手動ではなくアクチュエータにより自動的に回転させることもできる。より具体的に説明する。例えば図４において、基板Ｗは、基板ステージ１１４上に保持されており、マスクＭは、マスクホルダ１２６を介してマスクステージ１２２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。
【００２６】
これに対し、本実施の形態によれば、基板Ｗの歪みに応じて、マスクＭを変形させる駆動手段としての第１のねじ１３３及び第２のねじ１３４を、アクチュエータＡＣＴで駆動できる。図５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アクチュエータＡＣＴに送信する。それにより基板Ｗの歪みに応じて、アクチュエータＡＣＴが第１のねじ１３３又は第２のねじ１３４を回転させて上述の態様でマスク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。
【００２７】
本実施の形態によれば、第１のねじ１３３及び第２のねじ１３４により、固定部１２６Ａに対して可動部１２６ＢをマスクＭの面と平行な方向（水平方向）に駆動するので、上下方向における固定部１２６Ａに対する可動部１２６Ｂの変位を抑制し、それによりマスクＭと基板Ｗとの距離の変動を抑制しつつ、マスクＭの撓みを補正することができるため、マスクのアライメントマークを観察するカメラや、パターンを隠すアパーチャなどの再調整が容易になったり、或いは不要になる。
【００２８】
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】
【００２９】
【図１】本実施の形態にかかる露光装置の側面図である。
【図２】図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大して示す図である。
【図３】比較例にかかる図２と同様な図である。
【図４】基板Ｗの撓みに応じてマスクＭの撓みを補正する方法を説明するための図である。
【図５】基板Ｗの撓みに応じてマスクＭの撓みを補正する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３０】
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
１２４ 支柱
１２６ マスクホルダ
１２６Ａ 固定部
１２６Ｂ 可動部
１２６ａ 開口窓
１２７ ばね板
１２８，１３０ 支持部
１２９，１２９ ボルト
１３１ 第１の突起
１３１ａ 第１のねじ孔
１３２ 第２の突起
１３２ａ 第２のねじ孔
ＡＣＴ アクチュエータ
ＣＰＵ 制御装置
Ｍ マスク
Ｓ センサ
Ｗ 基板
【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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