(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンを有するマスクの周縁部を保持することで当該マスクの上方に気密室を形成するマスクホルダを備え、該マスクホルダには、該マスクの周縁部を吸引エアーによって吸着保持するマスク吸着路と、該マスク吸着路で吸着保持した該マスクの自重によるたわみを補正するように該気密室内のエアーを吸引するエアー吸引路とを備えるマスク保持装置において、
前記マスクホルダは、前記マスク吸着路と前記気密室との間に、外部エアーを導入するエアー導入路を配置してなり、
前記マスク吸着路は、前記吸引エアーによって前記マスクの上面の周縁部を吸着することで前記マスクホルダの下面と前記マスクの上面との接合面を気密に吸着した状態において、前記気密室及び前記エアー導入路との通気が遮断されるが、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記エアー導入路に通気することを特徴とするマスク保持装置。
【請求項２】
前記エアー導入路は、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記気密室に通気しうる請求項１に記載のマスク保持装置。
【請求項３】
前記エアー導入路を少なくとも２つ以上備える請求項１又は２に記載のマスク保持装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマスク保持装置を備えた露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置を使用してフラットパネルディスプレイプレイを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程において露光対象基板であるガラス基板やカラーフィルタ等の面上にパターンを形成するプロキシミティ露光装置に係り、特に、露光対象基板面上に所定のパターンを形成するマスクのたわみ補正機能を備えたマスク保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄型化、軽量化が可能であるため、ＣＴＶ（Color Television）やＯＡ機器等のディスプレイ装置として採用され、画面サイズも１０型以上の大型化が図られ、より一層の高精細化及びカラー化が押し進められている。
【０００３】
液晶ディスプレイは、フォトリソグラフィ技術によりガラス基板の表面に微細なパターンを描画して作られる。露光装置は、フォトマスクの微細パターンをガラス基板上に投影・転写するものである。露光装置としては、マスクパターンをレンズまたはミラーを用いてガラス基板上に投影するプロジェクション方式と、フォトマスクとガラス基板との間に微小なギャップを設けてマスクパターンをガラス基板上に転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式の露光装置は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能が劣るものの、照射光学系が非常にシンプルであり、スループットが高く、装置コストから見たコストパフォーマンスも優れており、生産性の高い量産用装置に適したものである。
【０００４】
プロキシミティ方式の露光装置では、フォトマスクとガラス基板との間隔が微小ギャップ（セパレーションギャップ）となるようにガラス基板の位置決め制御いわゆるプロキシミティギャップ制御を行っているが、このプロキシミティギャップ制御の高速化が露光装置のスループットを向上する上で重要な課題となっている。
プロキシミティギャップ制御は、露光装置のアライメントステージユニットによって行われる。アライメントステージユニットは、フォトマスクの非パターン形成面の周縁部を吸着保持する枠形形状のマスクホルダと、該フォトマスクの下方でガラス基板の非露光面を吸着保持する露光チャックなどを含んで構成される。露光チャックは、例えば、３つのチルト駆動モータによってフォトマスクに接近する方向に駆動制御される。プロキシミティギャップ制御を行う場合、例えば、フォトマスクの上方に配置した４つのギャップ検出器によってガラス基板とフォトマスクとの間のギャップを検出し、この検出ギャップが４箇所とも数十μｍ程度のギャップとなるようにそれぞれのチルト駆動モータを駆動制御する。
近年、ガラス基板は、液晶ディスプレイなどの大型化に伴い益々大版化され、これに伴ってフォトマスクも大版化される傾向にある。大版のフォトマスクでは、その周縁部がマスクホルダにより吸着保持されるが、フォトマスク自体の自重によって重力方向に弧状にたわむ傾向がある。フォトマスクがたわむと、プロキシミティギャップ制御を行う際に、フォトマスクのパターン面とガラス基板の露光面とが物理的に干渉することがある。この場合、フォトマスクのパターン面に形成されているマスクパターンとガラス基板の露光面に塗布されているレジストとが接触して、レジストがマスクパターンに付着したり、マスクパターンが剥がれたりするので、ガラス基板にマスクパターンを鮮明に焼き付けることができなくなる。このような不具合を解消するため、従来より、フォトマスクのたわみをマスクホルダによって補正することが行われている。
【０００５】
従来、大版のフォトマスクに生ずるたわみを補正するマスク保持装置として、フォトマスクを負圧を利用して重力方向とは反対方向へ浮上させることでたわみを補正する負圧浮上式のものが知られている。その一例を図２に示す。
図２の（ａ）は、従来のマスク保持装置Ａの概略構成を示す断面図、（ｂ）は、気密室Ｓ内のエアーＳＡがエアー吸引路１ｂにリークするリーク経路を示す説明図である。
図２（ａ）において、マスク保持装置Ａは、フォトマスクＭのサイズとほぼ同じサイズに形成された枠形形状のマスクホルダ１を備え、該マスクホルダ１の上面に光透過性の上蓋２が所望の気密材３を介して気密に取り付けられている。マスクホルダ１には、マスク吸着路１ａと、エアー吸引路１ｂとが設けられる。マスク吸着路１ａは、同図（ｂ）で矢印にて示す内部のエアーＶＡが真空ポンプなどの真空源（図示せず）によって吸引されることにより、マスクホルダ１の下面に連続して設けられた吸引溝１ａ２でフォトマスクＭの上面（フォトマスクＭの非パターン面）の周縁部を吸着保持する。これによって、マスクホルダ１は、フォトマスクＭの上方に気密室Ｓを形成する。
このように、マスクホルダ１の下面に吸着保持されたフォトマスクＭは、同図（ａ）に一点鎖線にて示されるように、その自重によって重力方向に弧状にたわむ。このようなフォトマスクＭのたわみを補正するため、エアー吸引路１ｂから気密室Ｓ内のエアーＳＡを吸引する。この場合、任意の圧力検出センサによって気密室Ｓ内の気圧と外気圧との差圧を検出し、この差圧に基づき気密室Ｓ内の気圧をフォトマスクＭの自重と釣り合う圧力に制御するたわみ補正処理を行うことで、当該フォトマスクＭの自重によるたわみを補正する。すなわち、気密室Ｓ内のエアーＳＡをエアー吸引路１ｂから吸引して、当該気密室Ｓ内の気圧をフォトマスクＭの自重と釣り合う圧力（負圧）にする。これによって、フォトマスクＭは、同図（ａ）で矢印にて示すように、重力方向とは反対方向に浮上して、自重によるたわみが補正される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来知られたマスク保持装置Ａでは、マスクホルダ１のマスク吸着路１ａでフォトマスクＭの周縁部を吸着保持し、かつ、エアー吸引路１ｂで気密室Ｓ内のエアーＳＡを吸引している。このため、気密室Ｓ内のエアーＳＡが同図（ｂ）で矢印にて示すようにフォトマスクＭの上面とマスクホルダ１の下面との接合面からリークしてマスク吸着路１ａ内に入り込んだり、外部のエアーＯＡが同図（ｂ）で矢印にて示すようにフォトマスクＭの上面とマスクホルダ１の下面との接合面からマスク吸着路１ａ内に入り込んだりすることがある。気密室Ｓ内のエアーＳＡがリークした場合には、該気密室Ｓ内の気圧が変化するので、該気密室Ｓ内の負圧制御すなわち気密室Ｓ内の気圧をフォトマスクＭの自重と釣り合う圧力に制御することができなくなるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、気密室内のエアーのリークによる圧力変化を防止して、該気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御できるようにしたマスク保持装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマスクホルダは、所定のパターンを有するマスクの周縁部を保持することで当該マスクの上方に気密室を形成するマスクホルダを備え、該マスクホルダには、該マスクの周縁部を吸引エアーによって吸着保持するマスク吸着路と、該マスク吸着路で吸着保持した該マスクの自重によるたわみを補正するように該気密室内のエアーを吸引するエアー吸引路とを備えるマスク保持装置において、前記マスクホルダは、前記マスク吸着路と前記気密室との間に、外部エアーを導入するエアー導入路を配置してなり、前記マスク吸着路は、前記吸引エアーによって前記マスクの上面の周縁部を吸着することで前記マスクホルダの下面と前記マスクの上面との接合面を気密に吸着した状態において、前記気密室及び前記エアー導入路との通気が遮断されるが、前記接合面にエアーのリークが生じるような圧力条件下では前記接合面を介して前記エアー導入路に通気することを特徴とするものである。これによれば、マスクホルダにおいて、マスク吸着路でマスクを吸着保持し、かつ、エアー吸引路で気密室内のエアーを吸引する場合に、エアー導入路によって外部エアーをマスク吸着路と気密室とに導入することができるので、気密室内のエアーがマスク吸着路にリークすることを防止できる。これによって、気密室内の気圧が変化することを防止でき、気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１において、（ａ）は、本発明に係るマスク保持装置Ｂの概略構成を示し、マスクホルダ１によってフォトマスクＭを吸着保持した状態を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示されるマスク保持装置Ｂの内部構造を表した一部省略断面図、（ｃ）は、エアー導入路１ｃによる気密室Ｓ及びエアー吸引路１ｂ内への外部のエアーＯＡの導入経路を示す説明図である。
なお、本実施の形態では、図１に示すマスク保持装置Ｂと図２に示す従来のマスク保持装置Ａとの構成上の差異を明確にするため、従来のマスク保持装置Ａと共通する部材には同一の符号を付す。
図１（ａ）において、マスク保持装置Ｂは、保持対象となる大版のフォトマスクＭのサイズとほぼ同じサイズに形成された枠形形状の金属製又は樹脂製のマスクホルダ１を備える。マスクホルダ１の上面には、例えば、ガラス板などのような光透過性の上蓋２が所望の気密材３を介して気密に取り付けられる。マスクホルダ１には、マスク吸着路１ａと、エアー吸引路１ｂと、エアー導入路１ｃとが設けられる。
同図（ｂ）に示されるように、マスク吸着路１ａは、マスクホルダ１の下面に連続して設けられた吸着溝１ａ２と、該吸着溝１ａ２と連通するようにマスクホルダ１の外側面の任意の位置（図示例では、外側面の下端側の位置）に設けられたエアー吸入口１ａ１とからなる。エアー吸引路１ｂは、例えば、マスクホルダ１の外側面の上端側の位置において、マスクホルダ１の外側面と内側面との間を貫通するように設けられる。エアー吸引路１ｂは、マスクホルダ１の内側面にエアー流入口１ｂ１を備え、マスクホルダ１の外側面にエアー吸入口１ｂ２を備える。エアー導入路１ｃは、例えば、マスクホルダ１の外側面のほぼ中央の位置すなわちマスク吸着路１ａとエアー吸引路１ｂとの間に設けられる。エアー導入路１ｃは、マスクホルダ１の外側面に設けられたエアー導入口１ｃ１と、該エアー導入口１ｃ１と連通するようにマスクホルダ１の下面に設けられたエアー導出口１ｃ２とからなる。このエアー導入路１ｃは、同図（ａ）に示されるように、必要に応じて複数設けられる。図示例では、マスクホルダ１の４つの外側面のうち、少なくとも２つの外側面に設けてある。
マスク吸着路１ａのエアー吸入口１ａ１とエアー吸引路１ｂのエアー吸入口１ｂ２は、それぞれ、図示しないエアー吸引パイプを介して真空ポンプなどの真空源（図示せず）に接続される。
フォトマスクＭは、図示しない搬送アームによってマスクホルダ１の下面にセットされる。このとき、同図（ｃ）で矢印にて示すマスク吸着路１ａ内のエアーＶＡが真空源によって吸引される。これにより、マスク吸着路１ａの吸着溝１ａ２が上記の吸引エアーＶＡによってフォトマスクＭの上面（非パターン面）の周縁部を吸着保持する。フォトマスクＭがマスクホルダ１の下面に吸着保持されることによって、マスクホルダ１は、該フォトマスクＭの上方に気密室Ｓを形成する。マスクホルダ１の下面に吸着保持されたフォトマスクＭは、同図（ｂ）に一点鎖線にて示されるように、その自重によって重力方向に弧状にたわむ。このフォトマスクＭのたわみを補正するため、同図（ｃ）に示されるように、気密室Ｓ内のエアーＳＡをエアー吸引路１ｂのエアー流入口１ｂ１を通じてエアー吸入口１ｂ２から真空源によって吸引する。
【０００９】
上述のように、マスクホルダ１のマスク吸着路１ａでフォトマスクＭを吸着保持し、かつ、エアー吸引路１ｂで気密室Ｓ内のエアーＳＡを吸引すると、マスク吸着路１ａの吸引エアーＶＡの吸引圧と気密室Ｓ内のエアーＳＡの吸引圧とがエアー導入路１ｃのエアー導出口１ｃ２に作用する。このため、エアー導入路１ｃは、エアー導入口１ｃ１を通じて外部からエアー（図示例では、大気中のエアー）ＯＡを導入する。エアー導入路１ｃ内に導入されたエアーＯＡは、同図（ｃ）で矢印にて示すように、エアー導入路１ｃのエアー導出口１ｃ２からマスクホルダ１の下面とフォトマスクＭの上面との接合面を介してマスク吸着路１ａの吸着溝１ａ２に流入すると共に気密室Ｓ内に流入する。吸着溝１ａ２に流入したエアーＯＡは、マスク吸着路１ａを通じて真空源により吸引される。一方、気密室Ｓ内に流入したエアーＯＡは、エアー吸引路１ｂを通じて真空源により吸引される。
このように、気密室Ｓでは、外部のエアーＯＡが流入することがあっても、当該気密室Ｓ内のエアーＳＡがマスク吸着路１ａやエアー導入路１ｃにリークすることはない。これにより、気密室Ｓ内の気圧が変化することを防止でき、気密室Ｓ内のエアーＳＡをエアー吸引路１ｂから吸引して、当該気密室Ｓ内の気圧をフォトマスクＭの自重と釣り合う圧力（負圧）にすることができる。これによって、フォトマスクＭは、同図（ｂ）で矢印にて示すように、重力方向とは反対方向に浮上して、自重によるたわみが補正されるので、同図（ｂ）で実線にて示すような平坦な形態となる。なお、フォトマスクＭのたわみ補正処理については、従来のマスク補正装置Ａにおけるたわみ補正処理と同じであるので、その説明を省略する。
【００１０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るマスク保持装置によれば、マスクホルダにおいて、マスク吸着路でマスクを吸着保持し、かつ、エアー吸引路で気密室内のエアーを吸引する場合に、エアー導入路によって外部エアーをマスク吸着路と気密室とに導入することができるようにしたので、気密室内の気圧をマスクの自重と釣り合う圧力に制御することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、本発明に係るマスク保持装置の概略構成を示し、マスクホルダによってフォトマスクを吸着保持した状態を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示されるマスク保持装置の内部構造を表した一部省略断面図、（ｃ）は、エアー導入路による気密室及びエアー吸引路内への外部のエアーの導入経路を示す説明図。
【図２】  （ａ）は、従来のマスク保持装置の概略構成を示す断面図、（ｂ）は、気密室Ｓ内のエアーＳＡがエアー吸引路１ｂにリークするリーク経路を示す説明図。
【符号の説明】
１  マスクホルダ
１ａ  マスク吸着路
１ｂ  エアー吸引路
１ｃ  エアー導入路
Ｍ  フォトマスク
Ｓ  気密室
ＯＡ  外部のエアー
ＳＡ  気密室内のエアー
ＶＡ  吸引エアー
【図１】
0004390413.tif 000002
【図２】
0004390413.tif 000003